Буферные системы крови: гидрокарбонатная, фосфатная, белковая, гемоглобиновая.

 

Буферная система — раствор, препятствующий смещению кислотно-основного равновесия путем нейтрализации кислот или оснований.

 

Любая буферная система состоит из двух компонентов:

1. Слабая кислота и её соль, основанная сильным основанием.

2. Слабое основание и его соль, основанная сильной кислотой.

 

Любая буферная система обладает двойственностью — она имеет как основные компоненты, так и кислотные. При добавлении в раствор(кровь, например) небольшого количества кислоты в действие вступает основный компонент буфера, нейтрализуя кислоту. При добавлении в раствор небольшого количества щелочи, в действие вступает кислотный компонент буфера.

 

Буферные системы крови:

4.    Гидрокарбонатная(10%). Состоит из двух компонентов угольной кислоты и её аниона(в растворе натриевой соли угольной кислоты — слабая кислота+соль, образованная сильным основанием). Принцип действия:

при поступлении в кровь избытка кислых продуктов обмена веществ (Н+) связываются с НСО3- буферной системы в слабую кислоту, которая тут же распадается под действием ферментов на СО2 и Н2О. При поступлении в кровь щелочи, происходит реакция нейтрализации основания угольной кислотой — до гидрокарбоната и воды. Гидрокарбонат возвращается в буферную систему, как один из её компонентов, вода расходуется организмом по потребностям.

5.    Фосфатная(1%). Состоит из двух анионов фосфорной кислоты — Н2РО4- и НРО42-. Первая выступает в роли кислотного компонента, отдавая протоны для связывания избытка щелочи. Вторая используется, как акцептор протонов(щелочной компонент буфера), связывая избыток (Н+).

6.    Белковая(13%). Наиболее слабая буферная система. Но, так как, белки тоже обладают двойственностью(амфолитностью), участвует в поддержании рН. Главные компоненты — аминогруппы и карбоксильные(NH3- и COOH-).

7.    Гемоглобиновая. Составляет 76% от всех буферных систем крови. Основное механизм действия — транспорт кислорода и углекислого газа.

Гемоглобиновая буферная система представлена двумя сопряженными парами, каждая из которых имеет свое действие:

4.1. дезоксигемоглобин(ННb) — слабая органическая кислота + калиевая соль этой кислоты(KHb) — щелочной компонент буфера.

4.2.оксигемоглобин(HHbO4) — очень сильная органическая кислота + калиевая соль

Содержащаяся, в гемоглобине человека аминокислота гистидин (до 8,1%) имеет в своей структуре как кислые (СООН), так и основные (NH2) группы. Константа диссоциации у гемоглобина ниже, чем рН крови, поэтому гемоглобин диссоциирует как кислота. Оксигемоглобин является более сильной кислотой, чем редуцированный гемоглобин. При диссоциации оксигемоглобина в капиллярах тканей с отдачей кислорода появляется большее количество щелочно- реагирующих солей гемоглобина, способных связывать Н-ионы, поступающие из кислот тканевой жидкости, например, угольной кислоты. Оксигемоглобин обычно представляет собой калиевую соль. При взаимодействии кислот с калиевой солью оксигемоглобина образуется соответствующая калиевая соль кислоты и свободный гемоглобин со свойствами очень слабой кислоты. Гемоглобин в тканевых капиллярах связывает углекислый газ за счет аминогрупп, образуя карбгемоглобин:

НВ- NH2+CO2 →НВ- NHCOOH.

 

1)    HHb+O2=HHbO2

HHbO2+KHCO3=KHbO2+H2CO3

2)    KHbO2=KHb+O2

KHb+H2CO3=HHb+KHCO3

 

Вопрос 24. Механизм сопряженного действия буферных систем.

Действие каждой буферной системы крови направлено на сохранение стандартного рН — 7,36-7,42. Нарушение работы любого из буферов влечет за собой сбой работы других.

Буферная система обладает определенной буферной емкостью по кислоте и по основанию.

Буферная емкость — кол-во щелочи или кислоты, которое необходимо прилить к 1 литру буферного раствора, чтобы сместить его рН на 1.

Щелочной резерв крови — кол-во углекислого газа, которое в состоянии связать буферная система или концентрация гидрокарбоната.