Кровь человека в норме имеет слабощелочную реакцию, которая определяется соотношением кислых и щелочных продуктов газового обмена и метаболических процессов. Эта активная реакция крови количественно оценивается с помощью водородного показателя рН (power Hydrogen – сила водорода) – отрицательного логарифма активности водородных ионов. В норме рН артериальной крови равен 7,35 – 7,47, а венозной крови на 0,02 ниже.
Постоянство концентрации водородных ионов в крови является необходимым условием нормального течения многих химических и физико-химических процессов, а ее отклонение даже в незначительных пределах ведет к нарушению жизнедеятельности организма. Данное относительное постоянство рН крови называется кислотно-основным равновесием (синонимы: кислотно-щелочное равновесие, кислотно-щелочное состояние) состояния крови. Кислотно основное состояние обусловлено совместным действием трех ведущих механизмов – буферных систем крови, дыхательной системы (легкие) и выделительной системы (почки).
Кислотно основные состояния крови - диагностика
Для исследования кислотно-основного состояния может быть взята артериальная, венозная или капиллярная кровь. Показатели в капиллярной крови близки к показателям артериальной крови. Капиллярную кровь собирают в стеклянные капилляры объемом 50 мкл или специальные пробирки, содержащие антикоагулянты. В клинических условиях для исследования кислотно-основного состояния обычно применяют аппараты типа «Аструп» в комбинации с номограммами. Очень удобны автоматические приборы поточного типа (фирма «Техникой»), которые позволяют осуществлять параллельно исследование хлоридов и РСО2.
Кислотно-основное равновесие в крови
Буферные системы крови представлены прежде всего бикарбонатной буферной системой плазмы и буферной системой эритроцитов (гемоглобин). Бикарбонатная буферная система плазмы крови состоит из угольной кислоты (Н2СО3) и ее соли – бикарбоната натрия (NаНСОз) или калия (КНСОз). Механизм и действие этой буферной системы заключается в том, что при поступлении в кровь относительно больших количеств кислот, их водородные ионы соединяются с ионами бикарбоната - HCO3-, образуя слабодиссоциирующую угольную кислоту – Н2СО3. Если же в крови увеличивается количество оснований, то они, взаимодействуя со слабой угольной кислотой, образуют воду и ионы бикарбоната. При этом не происходит сколько-нибудь заметных сдвигов рН.
Гемоглобин эритроцитов в крови в зависимости от его насыщения кислородом может быть слабой или более сильной кислотой, которая соответственно связывает ионы водорода или увеличивает поступление их в кровь. Так, в периферических капиллярах большого круга кровообращения гемоглобин эритроцитов отдает кислород и становится слабой кислотой.
В эритроциты же поступает продукт тканевого обмена – углекислый газ (СО2), который, взаимодействуя с водой, образует угольную кислоту (Н2СО3). Она диссоциирует на ионы водорода и бикарбонатные ионы (HCO3-). Избыток ионов водорода связывается гемоглобином (слабой кислотой), а бикарбонатные ионы выходят из эритроцитов в плазму и восстанавливают щелочной резерв крови. В капиллярах легких гемоглобин эритроцитов насыщается кислородом и становится более сильной кислотой. Оксигемоглобин благодаря своим более сильным кислотным свойствам вытесняет угольную кислоту из бикарбонатов крови и переводит ее в альвеолярный воздух в виде углекислого газа.
Влияние кислотно основных состояний крови
Влияние дыхательной системы на кислотно-щелочное равновесие заключается в выделении в окружающую среду углекислого газа. Легким требуется около 1 – 3 мин, чтобы нивелировать сдвиг кислотно-щелочного равновесия в крови, тогда как буферным системам крови для этого нужно всего лишь 30 с.
Почечный механизм регуляции концентрации водородных ионов в крови заключается в секреции ионов водорода в просвет почечных канальцев, где они соединяются с ионами бикарбоната (NaHC03 и КНСОз). Образовавшаяся в просвете канальцев угольная кислота (Н2СО3) легко распадается на углекислый газ и воду и в таком виде выводится из организма.
Одновременно в клетки почечных канальцев поступает эквивалентное количество высвободившихся катионов натрия и калия, которые в свою очередь участвуют в образовании бикарбонатов. В результате щелочной резерв крови увеличивается. Хотя почечный диурез значительно влияет на кислотно-щелочное равновесие, однако почки действуют медленнее, чем легкие. Для того чтобы ликвидировать сдвиг рН в крови, им необходимо 10 – 20 ч.
