Регуляция кислотно-щелочного гомеостаза

Кислотно-щелочное равновесие является строгим компонентом биохимического постоянства жидких сред организма, которое принято характеризовать концентрацией водородных ионов и обозначать символом [рН]. У всех существующих в природе растворов, концентрация водородных ионов колеблется от 1 до 14. Растворы, имеющие рН от 1 до 7,0, будут кислыми, а имеющие рН от 7 до 14 – щелочными. В течение суток в результате метаболизма белков и гидролиза фосфорных эфиров кислот образуется приблизительно 50-100 мэкв/л Н⁺, а при распаде углеводов и жиров высвобождается почти 15000 ммоль углекислого газа [СО²], который выделяется из организма легкими.

Реакция организма на избыточное образование СО² и Н⁺ включает физико-химические реакции, дыхательные и почечные механизмы поддержания кислотно-основного состояния. Нормальные значения рН, концентрации Н⁺, рСО² в артериальной и венозной крови приведены в таблице 1.

Таблица 1

Физиологические концентрации буферных оснований в крови

Показатель	рН	Н+ мэкв/л	рСО2 мм.рт.ст	НСО3-
Артериальная кровь	7,37-7,43	37 - 43	36 - 44	22 – 26
Венозная кровь	7,32-7,39	42 - 48	42 - 50	23 - 27

Буферные или физико-химические системы организма препятствуют (буферируют) изменению активной реакции крови. Существует четыре физико-химические системы организма: бикарбонатная система крови; фосфатная система; белки сыворотки крови, которые обладают свойствами слабых кислот, а в смеси с солью сильного основания могут образовывать эту систему; и система, связанная с гемоглобином. Физиологическая суть буферных систем заключается в том, что любая поступающая в организм или образующаяся в нем кислота-агрессор или щелочь-агрессор могут быть превращены в слабые вещества, в результате чего концентрация водородных ионов сохраняется на нормальном уровне [рН-7,4], а постоянная концентрации водородных ионов в организме является абсолютным и непременным условием жизни.

Существуют и другие системы регуляции кислотно-щелочного состояния, деятельность которых в значительной степени дополняет физико-химическую регуляцию гомеостаза. Преимущественный механизм физиологических систем заключается в выделении продуктов конечного и промежуточного метаболизма и в результате чего происходит нормализация концентрации водородных ионов. Главными из этих физиологических систем являются легкие, почки, печень и желудочно-кишечный тракт.

Свободные ионы водорода не выделяются легкими, но при их усиленном образовании в организме функционирующая бикарбонатная система переводит сильные кислоты в слабую угольную кислоту, с последующим распадом её в крови на молекулу [Н₂O] и молекулу углекислого газа [CO₂]. Углекислый газ является раздражителем дыхательного центра, что приводит к возникновению одышки, гипервентиляции и избыточное количество углекислоты выводится с выдыхаемым воздухом.

Роль почек в сохранении кислотно-щелочного баланса организма заключается в выведении ионов водорода, ионов бикарбоната НСО₂ ^- из кислой или щелочной крови путем увеличения диуреза.

Значение печени в поддержании гомеостаза заключается в активации окислительно-восстановительных процессов до конечных продуктов метаболизма [CO₂ и Н₂О] по циклу Кребса или путем синтеза нейтрального соединения-мочевины. Кроме того, гепатоцитам свойственна и выделительная функция, когда осуществляется усиленный выброс кислых или щелочных продуктов с желчью в просвет желудочно-кишечного тракта. Пищеварительная система принимает участие в регуляции количества и состава электролитов [H⁺,Cl^-, K⁺] и воды, что способствует удержанию концентрации водородных ионов в пределах физиологических концентраций.

Резюме. Сохранение кислотно-щелочного гомеостаза является очень сложным и многогранным процессом. Этот процесс с методической целью описан в упрощенной форме, чтобы осознать важность изменений метаболизма в организме при хирургической патологии и дать патогенетическое направление для проведения лечебных мероприятий у данной категории пациентов.