Тимин О.А. Лекции по общей биохимии2020 (832729), страница 65
Текст из файла (страница 65)
При снижении рН (закисление) происходит поступление протоноввнутрь остеоцитов, а ионов кальция и калия – наружу. Параллельно происходит растворениеbiokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2020г)345гидроксиапатитных кальциевых солей костного матрикса и связывание ионов Н + с НРО42–,который уходит с мочой.ПеченьСущественную, но пассивную роль в регуляции кислотно-основного состояния кровиберет на себя печень, в которой происходит метаболизм низкомолекулярных органическихкислот (молочная кислота и др). Кроме этого, кислые и щелочные эквиваленты выделяются сжелчью.ПочкиРоль почек в регуляции сдвигов КОС заключается в изменении реабсорбции бикарбоната и секреции аммиака и титруемых кислот.
Благодаря этим процессам рН мочи постепенноснижается до 4,5-5,2. Развитие почечной реакции на смещение кислотно-основного состоянияпроисходит в течение нескольких часов и даже дней.Специфические нейрогуморальные механизмы регуляции секреции и реабсорбцииионов Н+ отсутствуют. Регуляция концентрации ионов H+ осуществляется опосредованно,через потоки ионов Na+, движущихся по градиенту концентрации, и через перераспределениепотоков ионов К+ и Н+, которые выходят из клетки (секретируются) в обмен на ионы Na+.Также для обеспечения электронейтральности внутри- и внеклеточной жидкости при реабсорбции ионов Na+ усиливается реабсорбция ионов Cl–, однако их не хватает, поэтому возникает необходимость в усилении реабсорбции и дополнительном синтезе ионов HCO3–.Все вышесказанное упрощенно можно проиллюстрировать выражением:Реабсорбция (Na+) Секреция (К+ + Н+) + Реабсорбция (Cl– + HCO3–)В почках активно протекают три процесса, связанных с уборкой кислых эквивалентов:1.
Реабсорбция бикарбонатных ионов HCO3–.2. Ацидогенез – удаление ионов Н+ с титруемыми кислотами (в основном в составе дигидрофосфатов NaH2PO4).3. Аммониегенез – удаление ионов Н+ в составе ионов аммония NH4+.Реабсорбция бикарбонат-ионовВ проксимальных канальцах ионы Na+ мигрируют в цитозоль эпителиальных клеток всилу концентрационного градиента, который создается на базолатеральной мембране при работе фермента Na+/К+-АТФазы. В обмен на ионы Na+ эпителиоциты канальцев активно секретируют в канальцевую жидкость ионы водорода.Кислотно-основное состояние346Ионы HCO3– первичной мочи и секретируемые ионы Н+ образуют угольную кислотуН2СО3.
В гликокаликсе эпителиоцитов фермент карбоангидраза катализирует распад угольной кислоты на СО2 и воду. В результате возникает градиент концентрации углекислого газамежду просветом канальцев и цитозолем, и СО2 диффундирует в клетки. Внутриклеточнаякарбоангидраза использует пришедший СО2 и образует угольную кислоту, которая диссоциирует. Ионы НСО3– транспортируются в кровь, ионы Н+ – секретируются в мочу в обмен наионы Na+. Таким образом, объем реабсорбции НСО3– полностью соответствует секрецииионов Н+.В проксимальных канальцах происходит реабсорбция 90% профильтрованного НСО3–.В петле Генле и дистальных канальцах реабсорбируется оставшееся количество карбонатиона.
Всего в почечных канальцах реабсорбируется более 99% от фильтруемых бикарбонатов.АцидогенезВ процессе ацидогенеза в сутки с мочой выделяется 10-30 ммоль кислот, называемыхтитруемыми кислотами. Фосфаты, являясь одной из этих кислот, играют роль буферной системы в моче. Роль ее состоит экскреции кислых эквивалентов без потерь бикарбонат-ионовза счет дополнительного иона водорода в составе выводимого NaH 2PO4:Na2HPO4 + Н2СО3 NaH2PO4 + NaНСО3После того как бикарбонат натрия в почечных канальцах реабсорбируется, кислотностьмочи зависит только от связывания ионов Н+ с HPO42– и содержания дигидрофосфата.Хотя в крови соотношение HРO42– : H2РO4– равно 4 : 1, в клубочковом фильтрате ономеняется на 1 : 9.
Происходит это из-за того, что менее заряженный H2РO4– лучше фильтруется в клубочках. Связывание ионов Н+ ионами HРO42– на протяжении всего канальца приводит к увеличению количества H2РO4– и в дистальных канальцах соотношение может достигать1 : 50.АммониегенезАммониегенез происходит на протяжении всего почечного канальца, но более активноидет в дистальных отделах – дистальных канальцах и собирательных трубочках коркового имозгового слоев. В этих сегментах, в отличие от Na+/H+-антипорта проксимальных отделов,секреция ионов Н+ происходит с участием Н+-АТФазы, локализованной на апикальной мембране эпителиоцита.biokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2020г)347Глутамин и глутаминовая кислота, попадая в клетки канальцев, быстро дезаминируютсяферментами глутаминаза и глутаматдегидрогеназа с образованием аммиака.
Являясь гидрофобным соединением, аммиак диффундирует в просвет канальца и акцептирует ионы Н + собразованием аммонийного иона. Далее аммонийный катион способен взаимодействовать санионами Cl–, SO42–, с органическими кислотами (лактат и другие) с образованием аммонийных солей.В НУТ РИКЛЕТ ОЧНАЯР Е Г У Л Я Ц ИЯ К О НЦ Е НТ Р АЦ И ИИО НОВ ВОДОРОД АВ результате деятельности клеток в них накапливаются кислые продукты – органическиеи неорганические кислоты (лактат, фосфаты) или, наоборот, снижается концентрация ионовводорода.
Для компенсации этих изменений используются механизмы трансмембранного обмена ионов водорода с ионами натрия и калия.В И Д Ы Н АР У Ш Е Н И Й К И С Л О Т Н О - О С Н О В Н О Г ОС О С Т О Я Н И Я И И Х К О М П Е Н С АЦ И ЯСуммируя и группируя все причины нарушений кислотно-основного состояния, можновыделить следующие причины:1. Повышенное поступление кислых продуктов или недостаточность их удаления.2. Изменение количества иона НСО3– в сторону увеличения или снижения.3. Изменение концентрации ионов К+ в крови.Кислотно-основное состояние348М Е ТА БОЛИ ЧЕ С КИ ЙА ЦИ Д ОЗПричины1.
Повышение содержания кислот в кровиКетоацидоз развивается при уменьшении концентрации инсулина крови, существенномнедостатке углеводов в пище при достаточном потреблении белков и жиров, при отравленииалкоголем. Механизм развития кетоацидоза состоит в избыточном количестве окисляемыхжирных кислот, поступающих в печень из жировой ткани (активация липолиза) либо недостаточно эффективное сжигание "алкогольного" ацетил-SКоА.Лактоацидоз развивается при сепсисе, кровотечении, отеке легких, сердечной недостаточности, при этом соотношение лактат : пируват составляет 10 : 1. Причиной лактоацидозаможет быть шок, вызывающий гипоксию тканей, повышение вязкости крови при остром панкреатите, сахарном диабете, лейкемии, хроническом алкоголизме.
Также выделяют идиопатический лактоацидоз, причина которого не установлена.2. Потеря бикарбонатовПотери бикарбонатов возможны вместе с кишечным, панкреатическим и билиарным секретами при диареях и фистулах кишечника и желчного пузыря, дренировании поджелудочнойжелезы.Из лекарственных средств наибольший эффект имеют ингибиторы карбоангидразы, препятствующие реабсорбции бикарбонатов.3. Недостаточное удаление ионов Н+ почкамиВ данном случае существуют органические причины – уменьшение числа функционирующих нефронов при хронической почечной недостаточности или поражение канальцев.Также причиной задержки ионов Н+ является уменьшение количества натрия в первичноймоче, что ограничивает антиперенос ионов Na+ и H+, и снижение фосфатов в крови, которыесвязывают и выводят ионы Н+.Компенсация1.
Действие вне- и внутриклеточных буферных системo внеклеточные буферы – карбонатный и гемоглобиновый,o костная ткань обеспечивает нейтрализацию ионов водорода бикарбонатами – при экспериментальной нагрузке кислотами ее доля составляет до 40%. Процесс сопровождаетсявыходом кальция в кровь,o обмен ионов Н+ и К+ через плазматическую мембрану любых клеток.2. Дыхательная система. Дыхательная система работает в тесной взаимосвязи с бикарбонатной буферной системой согласно уравнениюН+ + HCO3– ↔ Н2СО3 ↔ Н2О + СО2Закисление среды стимулирует дыхательный центр и возникает компенсаторная гипервентиляция.
Гипервентиляция выводит избыток СО2 и снижает рСО2, что нормализует отношение НСО3– : Н2СО3=20 : 1.3. Почечные механизмы (при внепочечных нарушениях)o накопление Н+ повышает активность глутаминазы и аммониегенез до 250 ммоль/сут(норма 30-50 ммоль/сут),o усиление синтеза ионов НСО3– в реакциях ацидо- и аммониегенеза и переход его вплазму,o максимальная реабсорбция НСО3–.4.
Задействуется костная ткань, в обмен на ионы Н+ в кровь высвобождаются ионы кальция.biokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2020г)М Е ТА БОЛИ ЧЕ С КИ Й349А ЛКА ЛО ЗПричины1. Эндогенный синтез и повышенная секреция в кровь ионов НСО3–:o обкладочными клетками желудка при неукротимой рвоте, фистуле желудка, кишечнойнепроходимости,o клетками почечного эпителия в результате повышения эффектов альдостерона, при гиповолемии, при использовании петлевых диуретиков (фуросемид, тиазиды).2. Создание высоких концентраций ионов НСО3– при внутривенном введении щелочныхрастворов, при постгиперкапническом состоянии.Компенсация1.
Реакция дыхательной системы, направленная на снижение частоты и глубины дыхания.Гиповентиляция повышает концентрацию рСО2. Благодаря этому емкость карбонатногобуфера возрастает и соотношение НСО3–/Н2СО3 нормализуется до 20.2. Реакция почек. Способность реабсорбировать НСО3– имеет пороговое значение, поэтомувесь избыток НСО3– (выше 25 ммоль/л) после фильтрации выводится с мочой. При алкалозе и фильтрации избытка НСО3– величина рН в конечной моче может возрастать до 8.Р Е С П И РА ТОР Н ЫЙooooА ЦИ Д ОЗПричиныПричиной являются нарушение вентиляции легких:повреждения или заболевания легких (пневмония, фиброз, отек легких, инородное тело),повреждения или заболевания дыхательных мышц (нехватка калия, боли после операции,травмы, накопление жировых отложений),угнетение дыхательного центра (опиаты, барбитураты), неправильный режим ИВЛ,бронхиальная астма, эмфизема, бронхит.При недостаточной вентиляции легких рСО2 способен достичь 140-150 мм рт.ст.Компенсация1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
