трусики женские украина

На головну

Кислотно-лужна рівновага крові - Медичні науки

План:

Ι. Освіта і виділення кислот

1. Формування вугільної кислоти

2. Формування невугільних кислот

3. Способи підтримки концентрації Н+в нормальних межах

ΙΙ. Іони водня і рH

1. Хімічні основи

2. Уявлення об рH і концентрації водня

ΙΙΙ. Буферні властивості крові

1. Гидрокарбонатный буфер

2. Фосфатний буфер'

3. Білковий буфер

4. Гемоглобиновый буфер

5. Буферні основи

lV. Механізми регуляции рH

1. Участь дихальної системи

2. Участь бруньок

3. Ацидоз і алкалоз

4. Оцінка КЩР

I.Образованіє і виділення кислот.

Будь-який організм утворить велику кількість кислот в 2ух формах: вугільної (летучої) і в нелеткій (фіксованої) кислотах.

РН рідин організму злегка лужна, підтримується на рівні 7,4. Велика частина іонів водня утвориться як кінцевий продукт метаболізму. Шляхи видалення кислот включають бруньки, легкі, ЖКТ.

Формування вугільної кислоти

Так як диоксид вуглеводу (СО2) може утворюватися з Н2СО3і, далі, СО2может віддалятися легкими, то Н2СО3називаєтся летучою кислотою.

А) До нещастя, протон-донорно- акцепторная класифікація Бренстеда не допускає класифікацію СО2как кислоти, але вуглекислий газ функціонує як єдина слаба кислота рідин організму.

Б) Велика частина СО2ізвлекаєтся з окислювального метаболізму.

Формування невугільних кислот.

Набагато менше утвориться фіксованих кислот, кислот які називаються нелеткими, так як вони не можуть перетворюватися в СО2. Невугільні кислоти організм отримує з 3ех джерел: їжа, проміжний метаболізм і втрата бікарбонатів зі стільцем.

А) Їжа. Багата білками дієта більше сприяє утворенню кислот, ніж лугів. Такі компоненти їжі, як глюкоза, триглицериды, не є компонентами в організмі, але метабилизируются в СО2, більшість якого гидратируется в форму Н2СО3, яка диссоциирует на Н+і НСО3¯. Рослинна їжа утворить надлишок лугів, які повинні бути виведені бруньками.

Б) Проміжний метаболізм. Метаболізм речовин їжі схилений до закислению рідин організму. Деякі продукти володіють ощелачивающим дією. Наприклад, надходження великої кількості органічних кислот, що містяться у фруктах (лактат, цитрат, изоцитрат), веде до защелачиванию рідин організму, так як в процесі метаболізму ці органічні іони перетворюються в СО2і Н2О. А цей процес веде до витрати Н+. Біля 40-60 ммоль органічних і неорганічних кислот, в утворенні яких бере участь СО2, утворяться щодня. Біля половини цих кислот нейтралізується основами, що поступають з їжею, але

інші повинні нейтралізуватися буферними системами організму.

Метаболізм харчових компонентів - важливе джерело некарбоновых кислот.

1. Лактат утвориться при анаэробном окисленні глюкози або гликогена. У разі фізичного навантаження і гипоксии надмірне утворення молочних кислот приводить до тимчасового збільшення синтезу неорганічних кислот.

2. Ацетоацетат і β- гидроксибутират утворяться при метаболізмі триглицеридов. Це кетоновые тіла, які утворяться з неорганічних кислот при голодуванні. Після їжі ацетоацетат і β-гидроксибутират зазнають подальшого розщеплення до СО2і Н2О.

3. Фосфорна кислота утвориться при метаболізмі фосфолипидов і служить значним джерелом Н+.

4. Сірчані кислоти утворяться при розпаді білків, вмісних такі амінокислоти, як цистеин, метионин- в яких є сульфидная група.

5. Сечова кислота - продукт метаболізму нуклеотидов.

C) Втрата НСО3¯зі стільцем.

Їжа містить органічні солі - анионы і катионы- які можуть перетворюватися в похідні неорганічних кислот і основ. Органічні анионы, які зазнають в організмі метаболізму до НСО3¯, включають ацетат, цитрат і в присутності інсуліну- анионы кетокислот.

Травні процеси приводять до втрати 40-60ммоль лугів з виділеннями, що рівнозначно надбавці нелетких кислот в організмі.

Способи підтримки концентрації Н+в нормальних межах

1. Комбінація Н+з хімічними буферами НСО3¯, протеїни, фосфати і гемоглобін.

2. Виділення СО2с легеневою вентиляцією.

3.Экскреция Н+брунька.

II. Іони водня і рН.

Хімічні основи

Н+- це протон, тобто атом водня без свого орбітального електрона; Н+у водному розчині присутній як гидроксид-іон або Н3О+.Присоединение і віддача Н+лежати в основі кислотно-лужної хімії. На сьогоднішній день прийнята теорія кислотно-лужного відношення Бренстеда.

Кислоти - речовини, які в розчинах віддають іони водня, тобто є донорами Н+. (NH4+- Н++ NH3).

Основи - речовини, що приймають іон водня, тобто що є акцепторами Н+. (ВІН¯+ Н+- Н2О).

Реакція диссоциации:

НА Н++ А¯

При протіканні цієї реакції в прямому напрямі НА являє собою кислоту. Коли ця реакція здійснюється в зворотному напрямі анион А¯ є основою (ВІН¯)(зв'язує іони водня). А¯називають зв'язаною основою. Між реакціями диссоциации і асоціації існує рівновага, що підкоряється закону дії маси. У разі сильних кислот, наприклад, HCl, рівновага в реакції HCl- Н++ Cl¯ Значно зміщене вправо. Якщо ж НА являє собою слабу кислоту, то дисоціація відбувається не повністю, міра її залежить від константи рівноваги.

α =

мал. 1 Залежність міри диссоциации від рН. рК'- негативний логарифм константи рівноваги До'.

Уявлення об рН і [Н+]

1. Концентрація Н+виражати 2мя методами: прямо через [Н+] або через рН. Відносини між [Н+] і рН може бути виражено як:

РН = lg

РН = - lg [Н+]

[Н+] = 10-рН

Найважливіші буферні кислоти при фізіологічних концентраціях організму представлені в табл. 1

Донори Н+(зв'язані кислоти) Протон Акцептори Н+(зв'язані основи)

Н2СО3↔ Н++ НСО3¯

Н2РО4↔ Н++ НРО4¯

Н·білок ↔ Н++ Кон.белок

ННbO2↔ Н++ HbO2

ННb ↔ Н++ Hb¯

Зв'язані кислоти можуть бути як анионами, так і катитонами, зв'язані основи звичайно анионы; НСО3¯- зв'язана основа здатна стати і кислотою

2. РН.

Кислотність або основность розчину залежить від вмісту в ньому вільних іонів водня. По визначенню рН являє собою негативний десятеричний логарифм молярної концентрації іонів Н+. РН -це величина, що необчислюється і не може трактуватися так: її не можна представити в концентраційних одиницях або як "концентрація рН". Реально це величина, зворотна концентрапции, логарифм якої представляє рН як відношення об'єму до еквівалента, тобто це логарифмічне вираження об'єму, вмісного 1экв Н+.

У людської плазми з рН=7,4 (тобто [Н+] = 40· 10 моль (экв/л). Цей об'єм рівний 25 млн. літрів.

Так як рН - логарифмічне вираження [Н+], що дозволяє графічно виразити широкий ряд значень [Н+]. Дуже важливо указати, що рН і [Н+] знаходяться в зворотно пропорційних відносинах. Іншою перевагою концепції рН є те, що коли відома рК буфера, відразу ж можна визначити межі рН для цього буфера

Недоліком системи рН є те, що доводитися використати логарифми для визначення [Н+]. Наприклад, неможливо відразу визначити, що зменшення рН з 7,4 до 7,6 означає подвоєння [Н+] з 40 нмоль/л до 80 нмоль/л.

1. Вимірювання рН.

Для більше за точне і безперервне вимірювання рН широко застосовується электрометрическая реєстрація (прилад рН-метр) за допомогою скляного електрода. Такий електрод звичайно має кулясто розширений кінець з спеціального скла, проникного іони Н+. Всередині електрод заповнений буферним розчином. При зануренні в розчин по дві сторони скляної мембрани створюється різниця потенціалів, величина якої відповідно до рівняння Нернста:

Еion=

Залежить від рН досліджуваного розчину. Ця різниця потенціалів фіксується за допомогою неполяризующегося електрода. У цей час в рН-метрах використовують прості в звертанні датчики, в яких вимірювальний електрод і електрод порівняння укладені на шкалу або електронне табло. Перед початком вимірювання прилад повинен бути откалиброван за допомогою стандартних буферних розчинів.

2. Постійність рН артеріальної крові.

РН артеріальної крові людини (при 37°З) коливається від 7,37 до 7,43, складаючи в середньому 7,4. Необхідно уточнити, що ці значення характерні для плазми крові (скляний електрод, занурений в кров, стикається саме з плазмою). У эритротроцитах величину рН виміряти важко. Як було встановлено, всередині еритроцита вона становить приблизно 7,2-7,3, тобто відрізняється від рН плазми. Як правило, термін "рН крові" відноситься до рН плазми.

Характерна для крові людини слабощелочная реакція підтримується в дуже вузьких межах, незважаючи на надходження, що постійно змінюється в кров кислих продуктів метаболізму. Така постійність кислих продуктів надзвичайно важлива для правильного протікання обмінних процесів в клітках, так як діяльність всіх ферментів, що беруть участь в метаболізмі залежить від рН. При патологічних зсувах рН крові активність різних ферментів змінюється в різній мірі, і в результаті точна взаємодія між реакціями обміну може порушитися. У регуляции КЩР бере участь декілька механізмів, до них відносяться буферні властивості крові, газообмін в легких і видільна функція бруньок.

III. Буферні властивості крові

Гидрокарбонатний буфер.

У крові існує цілий ряд буферних систем. Розглянемо гидрокарбонатную систему. Вона складається з відносно слабої вугільної кислоти, створюючої при гидратации СО2сопряженногооснования - гидрокарбоната

СО2+Н2О - Н2СО3- Н++ НСО3¯

Рівняння Гендерсона-Гассельбаха для цієї реакції має вигляд:

РН = рК'+ lg

При іонній силі плазми рК'составляет 6,1. Здавалося б, при такій відмінності між рК ' і рН крові (7,4) ємність гидрокарбонатного буфера повинна бути невелика. Однак, насправді, гидрокарбонатная система грає велику роль в створенні загальної буферної ємності крові, так як буферний ефект цієї системи істотно збільшується завдяки її тісному зв'язку з диханням. Механізми, направлені на підтримку напруження СО2в артеріальної крові сприяють створенню високої концентрації НСО3¯в плазмі. Підтримуючи напруження СО2в крові, дихальна система забезпечує високий зміст буферних з'єднань.

Фосфатний буфер

Фосфатна буферна система освічена неорганічними фосфатами в крові. Складається з слабої кислоти Н2РО4¯зв'язаної основи НРО2¯. У основі її дії лежить КЩР:

Н2РО4¯- Н++ НРО4¯. Ця буферна система здатна чинити опір зміні рН в інтервалі 6,2- 8,2, тобто забезпечує значну частку буферної ємності крові. рК' фосфатного буфера (6,8). порівняно близька до рН крові, однак, ємність даного буфера невелика в зв'язку з низьким вмістом фосфату в крові.

Білковий буфер

Особливе значення гемоглобиновой буферної системи полягає в тому, що кислотність гемоглобіну залежить від міри його оксигенации. Ця залежність відображена на мал. 2

На цьому малюнку приведені буферні криві недиффундирующих буферних систем еритроцитів, червона крива відповідає оксигенированному, а чорна - дезоксигенированному стану гемоглобіну. Видно, що при нормальних межах рН оксигемоглобина є більш сильною кислотою, ніж дезоксигемоглобин. Така різниця зумовлена впливом О2, пов'язаного з Fe, на спорідненість найближчих имидазольных груп гистидина до Н+.Благодаря цьому гемоглобін, звільняючись в тканинах від О2, придбаває велику здібність до скріплення іонів Н+, а у венозній крові внаслідок виділення СО2тканямі відбувається накопичення в крові цих іонів. При поглинанні О2в легких відбуваються зворотні процеси. Т.ч. обмін О2потенциїруєт буферний ефект гемоглобіну

Буферні основи

Буферні властивості крові зумовлені анионами всіх слабих кислот, найважливішими з них є гидрокарбонаты і анионные групи білків. Всі ці анионы, разом взяті, називаються буферними основами. На мал. 3 приведені концентрації різних іонів в плазмі, еритроцитах і суцільній крові.

Висота різних стовпчиків пропорційна змісту іонів. З малюнка видно, що в плазмі бо'льшая частина буферних основ доводитися на частку іонів НСО3¯, а в еритроцитах на частку анионных груп білків.

Вміст ВВ (буферних основ) в артеріальній крові становить приблизно 48 ммоль/ л. Дуже важливо, що ця величина не змінюється при зсувах напруження СО2. Так, якщо останнє зростає, утворяться еквівалентні кількості Н+і НСО3¯. Іони Н+майже повністю зв'язуються протеинатами, перехідними при цьому в недиссоциированную форму. У результаті зміст протеинатов знижується настільки, наскільки збільшується концентрація гидрокарбонатов. Оскільки загальна кількість буферних основ крові не залежить від Р(СО2);  по величині ВВ можна судити про зсуви КЩР, пов'язані із збільшенням або зменшенням вмісту кислот в крові.

IV. Механізми регуляции рН

Участь дихальної системи

Одна з функцій дихальної системи складається у видаленні СО2- кінцевого продукту метаболізму, що утворюється у великих кількостях. У стані спокою організм виділяє 230 мл СО2/міна, або біля 15 тис. ммоль в доби. У той же час при видаленні з крові "летучого" ангидрида вугільної кислоти в ній зникає приблизно еквівалентне число іонів Н+. Т.ч. дихання грає надзвичайно важливу роль в підтримці КЩР.

Участь бруньок

Крім легких в регуляции КЩР беруть участь також бруньки. Їх функція складається у видаленні нелетких кислот, головним чином сірчаної кислоти. Бруньки повинні видаляти в доби 40-60 ммоль іонів Н+, що нагромаджуються за рахунок утворення нелетких кислот. Якщо зміст таких кислот зростає, то при нормальному функціонуванні бруньок виділення Н+з мочой може значно збільшуватися. Внаслідок рН крові зростає до нормального рівня. Навпаки, при підвищенні рН виведення бруньками Н+меншати, що також сприяє підтримці КЩР.

Ацидоз і алкалоз

При ряді патологічних станів в крові нагромаджуються такі великі кількості кислот або основ, що описані вище регуляторные системи (буферні системи крові, дихальна і видільна системи) вже не можуть підтримувати рН на постійному рівні. У залежності від того, в яку сторону змінюється реакція крові, розрізнюють 2 типи порушень КЩР. Пониження рН крові в порівнянні з нормальним рівнем (рН ‹ 7,37) називається ацидозом, а підвищення (рН › 7,43) - алкалозом. Кожний з цих двох типів поділяється ще на декілька різновидів в залежності від причини зсуву рН. Такі зсуви можуть наступати при змінах вентиляції легких (поразки легких можуть супроводитися збільшенням напруження СО2в крові, і гипервентиляции приводять до зниження цього напруження. Подібні стану називають дихальним (респіраторним) ацидозом або алкалозом.

Дихальний ацидоз

Характеризується підвищенням парциального тиску СО2і концентрації вуглекислоти в крові, а також компенсаторным підйомом гидрокарбонатов частіше за все спостерігається:

1. при пневмонії

2. при недостатності кровообігу із застоєм в малому колу кровообігу

3. під впливом препаратів, пригноблюючих дихальний центр (морфій і його похідні).

4. При загальному наркозі

Дихальний алкалоз

Розвивається, коли внаслідок альвеолярної гипервентиляции виникає гипокапния - Р (СО2) 36 мм рт. ст. Незважаючи на те, що зміст гидрокарбоната дещо падає внаслідок урівноваження між СО2і Н2СО3, відношення [НСО3] до [α·Р (СО2)] підвищується, а тому підвищується і рН

При стійкої гипокапнии клітки ниркоподібних канальцев виводять додаткову кількість гидрокарбоната, відновлюючи нормальне відношення [НСО3] до [α·Р (СО2)]. Відновлення рН може бути майже повним і цей процес називають компенсованим дихальним алкалозом.

При порушеннях обміну речовин в крові можуть нагромаджуватися нелеткі кислоти; навпаки, надходження в кров основ або втрата НСl можуть супроводитися зменшенням змісту цих кислот. Такі стану називають метаболічним ацидозом або алкалозом легких. Метаболічний алкалоз з первинним підвищенням концентрації гидрокарбонатов зустрічається при:

1. Надлишковому і безконтрольному введенні лужних розчинів

2. Наполегливій блювоті

3. Дефіциті калію в організмі

4. Природженому алкалозе з гипокалиемией

Метаболічний ацидоз, що характеризується зменшенням концентрації НСО3¯в плазмі, спостерігається при наступних захворюваннях і станах:

1. У дітей періоду новонародженості

2. Токсичні стану на грунті ЖКЗ у дітей раннього віку.

3. Голодування

4. Після тривалого введення хлорида амоній або хлорида кальцію.

5. Діабетична кома

6. Ниркоподібна гломерулярная недостатність.

Оскільки рН крові може змінюватися також при поразках бруньок, зсуви КЩР, зумовлені ниркоподібними або обмінними порушеннями об'єднують під назвою нереспіраторний ацидоз або алкалоз.

Оцінка КЩР

Оцінка КЩР крові має велике значення в клініці. Для такої оцінки необхідно виміряти ряд показників, що дозволяють виявити у хворого ацидоз або алкалоз і судити про те, є він респіраторним або нереспіраторним. Висновок про стан КЩР дозволяє вибрати правильне лікування. Необхідно виміряти наступні показники артеріальної крові:

1. РН.

По величині рН можна судити про те, чи є вміст іонів Н в крові нормальним (рН 7,37-7,43) або здвинути в ту або інакшу сторону. У той же час нормальне значення рН ще не дозволяє з упевненістю говорити про відсутність порушення КЩР, так як в цьому випадку не можна виключити компенсований ацидоз, або алкалоз.

2. Парциальное тиск вуглекислого газу.

Підвищення або зниження напруження СО2по порівнянню з його нормальним рівнем (35-45 мм рт. ст.) служить ознакою респіраторного порушення КЩР.

3.Надлишок основ (base excess, ВЕ).

По величині ВЕ можна зробити висновок про наявність нереспіраторного порушення КЩР. Зміни цієї величини (норма від-2,5 до +2,5 ммоль/л) безпосередньо відображають зниження або збільшення вмісту нелетких кислот в крові.

4.Стандартний бікарбонат.

Як показник нереспіраторного порушення КЩР іноді використовують так званий "стандартний бікарбонат". Це величина відповідає вмісту бікарбонату в плазмі крові, повністю насиченій з газовою сумішшю. У нормі "стандартний бікарбонат" рівний 24 ммоль/л. Цей показник не відображає буферний ефект білків, тому він порівняно малоинформативен.

У табл. 2 приведена зведення первинних і повторних вимірювань трьох основних параметрів, по сукупності яких можна зробити остаточний висновок про стан КЩР:

РН ВЕ Р (СО2)

Нереспіраторний ацидоз ß ß ↓

Нереспіраторний алкалоз Ý Ý ↑

Респіраторний ацидоз ß ↑ Ý

Респіраторний алкалоз Ý ↓ ß

Зміни основних параметрів КЩР при його порушеннях. Двійчасті стрільці- напряму первинних зсувів, тонкі стрільці- напряму повторних компенсаторных зсувів.

Показники кислотно-основного стану організму у здорових людей представлені в табл. 3

Методи оцінки КЩР.

Одним з методів оцінки КЩР є метод Аструпа, при якому одночасно з показниками цієї рівноваги в крові визначають напруження СО2. Проба крові ділиться на три частини. У одній порції змінюється актуальний рН, дві інші урівноважується в течії з-ех хвилин сумішами О2і СО2известного складу: в одній суміші ст., а в іншій нижче. У досліджуваному зразку кров набуває значень рН: при істинному, високому і низькому значеннях Р(СО2).

На номограмме Сиггор-Андерсена відкладають 2 точки: А і В з координатами рН1и р(СО2)1(при недоліку СО2) і рН2р(СО2)2(при надлишку). Їх з'єднують прямої. З точки на осі абсцис, відповідній актуальному значенню рН, відновлюють перпендикуляр до перетину з прямий АВ, отримують т. F. Перпендікуляр з т. F на ординату відповідає величині актуального р(СО2) крові.

Точки перетину прямий АВ і її продовжень з графіками SB, ВВ і ВЕ (точки Е, Д і З) відповідають значенням цих показників КЩР в досліджуваному зразку крові.

Останнім часом з'явилася можливість безпосередньо вимірювати напруження СО2в невеликому об'ємі крові за допомогою полярографических електродів. Оскільки, маючи значення Р (СО2) і рН, можна визначити ВЕ, при цьому способі не потрібно врівноважувати кров з газовою сумішшю.

Список літератури

1. Майкл А. Гріппі. Патофизиология легких.

2. Р. Шмідт, Г. Тевс. Фізіологія людини.

3. Ершов Ю. В. Общая хімія. Биофизическая хімія. Хімія біогенний елементів.

4. Джон Булок. Фізіологія людини

5. Е. А. Бородін. Біохімічний діагноз.

Кировский державний медичний інститут

Кафедра бионеорганической хімії

Реферат

на тему:

Кислотно-лужна рівновага крові.

Виконала студентка

1 курсу КГМИ

Спіцина Тетяна

Група Л-117.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка