Зачем врачу нужна биологическая химия

• Название: Зачем врачу нужна биологическая химия
• Анкор: Lektsii_po_Biokhimii_Timin_Oleg_Alexeevich.docx
• Дата: 21.12.2017
• Размер: 6.47 Mb.
• Имя файла: Lektsii_po_Biokhimii_Timin_Oleg_Alexeevich.docx
• Тип: Документы; #12377
• страница: 118 из 139

Величина рН формирует активность клеток

Кислотно-основное равновесие – это состояние, которое обеспечивается физиологическими и физико-химическими процессами, составляющими функционально единую систему стабилизации концентрации ионов Н⁺. Нормальные величины концентрации ионов Н⁺ около 40 нмоль/л, что в 10⁶ раз меньше, чем концентрация многих других веществ (глюкоза, липиды, минеральные вещества). Совместимые с жизнью колебания концентрации ионов Н⁺ располагаются в пределах 16-160 нмоль/л.

Так как реакции обмена веществ часто связаны с окислением и восстановлением молекул, то в этих реакциях обязательно принимают участие соединения, выступающие в качестве акцептора или донора ионов водорода. Участие других соединений сводится к обеспечению неизменности концентрации ионов водорода в биологических жидкостях.

Роль внутриклеточных ионов водорода

Стабильность внутриклеточной концентрации Н⁺ необходима для:

            • оптимальной активности ферментов мембран, цитоплазмы и внутриклеточных органелл, 
            • формирования электро-химического градиента мембраны митохондрий на должном уровне и достаточную наработку АТФ в клетке.
Сдвиги концентрации ионов Н⁺ приводят к изменению активности внутриклеточных ферментов даже в пределах физиологических значений. Например, ферменты глюконеогенеза в печени более активны при закислении цитоплазмы, что актуально при голодании или мышечной нагрузке, ферментыгликолиза – при обычных рН.

Роль внеклеточных ионов водорода

Стабильность внеклеточной концентрации ионов Н⁺ обеспечивает:

• 
  оптимальную функциональную активность белков плазмы крови и межклеточного пространства (ферменты, транспортные белки),
  
• 
  растворимость неорганических и органических молекул,
  
• 
  неспецифическую защиту кожного эпителия,
  
• 
  отрицательный заряд наружной поверхности мембраны эритроцитов.
  

При изменении концентрации ионов Н⁺ в крови активируется компенсационная деятельность двух крупных систем организма:

1. Система химической компенсации

• 
  действие внеклеточных и внутриклеточных буферных систем,
  
• 
  интенсивность внутриклеточного образования ионов Н⁺ и НСО₃^–.
  

2. Система физиологической компенсации

• 
  легочная вентиляция и удаление СО₂,
  
• 
  почечная экскреция ионов Н⁺ (ацидогенез, аммониегенез), реабсорбция и синтез НСО₃^–.
  

Показатели кислотно-основного состояния

Кислотно-основное состояние крови является важнейшим показателем для оценки состояния организма в экстремальных ситуациях  в реанимационной практике.

В настоящее время исследование кислотно-основного состояния крови проводится на газовых анализаторах, которые с учетом температуры крови и давления напрямую определяют концентрацию ионов Н⁺ (величину рН) и показатель pCO₂ (количество СО₂). Остальные параметры рассчитываются, исходя из уравнения Гендерсона-Гассельбаха:



где рК' – константа диссоциации угольной кислоты (рК'=6,1)

Водородный показатель

Водородный показатель (рН) – отрицательный десятичный логарифм активности (или концентрации) водородных ионов в растворе. Он является основной количественной характеристикой кислотности водных растворов:

рН = –lg[H⁺]

В случае равенства концентраций ионов H⁺ и ОН^– величина рН среды соответствует 7,0, т.е. среда нейтральная.

В растворах кислот и щелочей концентрация ионов H⁺ не равна концентрации ионов ОН^– и рН соответственно меньше или больше 7. Повышение концентрации ионов Н⁺ вызывает соответствующее уменьшение концентрации ионов ОН^–, и наоборот.

В норме концентрация ионов Н⁺ колеблется от 36 до 45 нмоль/л, в среднем она составляет 40 нмоль/л, что соответствует рН 7,4. Совместимый с жизнью диапазон концентраций ионов Н⁺ 16-160 нмоль/л, что соответствует рН 6,8-7,8.

Снижение величины рН или накопление ионов Н⁺ называется ацидоз, увеличение рН или дефицит ионов Н⁺– алкалоз.

Нормальные величины

Цельная кровь	новорожденные	7,21-7,38
	взрослые
	артериальная кровь	7,37-7,45
	венозная кровь	7,34-7,43

Клинико-диагностическое значение

Водородный показатель является главными его значение определяет диагноз ацидозаили алкалоза. Изменение показателя происходит при накоплении кислотных или щелочных эквивалентов.