Киселинско-базна рамнотежа - FETeV

Регулирањето на pH вредноста во вонклеточниот простор (надвор од ќелијата) е регулирано од различни тампон-системи. Ова е многу важно бидејќи pH вредноста мора да се чува во тесен опсег, поточно помеѓу 7,36-7,44. Ако вредностите се под оваа граница, се зборува за ацидоза или ацидоза. Ова може да предизвика сериозни здравствени проблеми на организмот. Одлучувачки критериум е нивото на концентрацијата на киселина во споредба со пропорцијата на базите. Односот на јаглерод диоксид (СО2) и бикарбонат (HCO3-) во крвотокот се користи како параметар.

Јаглерод диоксидот е делумно во форма на јаглеродна киселина како резултат на реакцијата со вода од телото. Ова може да ги ослободи неговите јони на водород, што го разликува како киселина. Бикарбонатот е во состојба да апсорбира водород и затоа се нарекува база. Концентрациите на киселини и бази се регулираат со различни тампон системи така што, под физиолошки услови, нерамнотежата во односот киселина-база веднаш се балансира.

Важноста на тампон-системите

Тампонски раствори се течности кои тешко ја менуваат својата pH вредност и покрај додавањето на киселини или бази. Овие се состојат од тампонски киселини кои ослободуваат протони (H +) и тампонски бази кои можат да зафаќаат протони. Тампонските системи се од клучно значење за организмот, бидејќи ензимите зависат од рН и многу метаболички процеси се одвиваат само во тесен рН опсег.

Пуферот јаглеродна киселина-бикарбонат е најважниот пуферски систем во човечкото тело. Се состои од јаглеродна киселина (H2CO 3) како пуфер киселина и бикарбонат (HCO3 -) како баферна основа. Регулирањето се одвива со издишување на пуфер-киселината во форма на CO2 или со бубрежна екскреција на пуфер-базата HCO 3-.

Ацидоза (ацидоза): основниот бикарбонат апсорбира протони (H +) од околното опкружување и станува самата јаглеродна киселина. Ова се распаѓа во вода и јаглерод диоксид, кој се издишува. Ако сте премногу кисели, ќе дишете поинтензивно со цел да отстраните повеќе јаглерод диоксид од телото. Во помала мера, протоните може да се излачат и преку бубрезите.

основна средина (алкалоза): јаглеродната киселина ослободува протон на основните хидридни јони (OH-), кои реагираат формирајќи вода. Ова ја претвора јаглеродната киселина во бикарбонат, што се излачува во поголема мера преку бубрезите. Побавното дишење исто така може да го задржи јаглеродниот диоксид во телото.

Регулација во крвта

Откако СО2 е ослободен од ткивото во крвта, тој главно се апсорбира од еритроцити (црвени крвни клетки) и таму преку реакција со вода се формира јаглеродна киселина (H2CO3). Јаглеродната киселина може да ги ослободи своите јони на водород (H +), што ја разликува како киселина. Ова ослободување на H + доведува до формирање на бикарбонат, кој потоа ги напушта крвните клетки и патува со крвотокот до белите дробови.

HCO3- е во состојба да заземе водороден јон и затоа се нарекува база. Овој процес е неопходен за издишување на јаглерод диоксид преку белите дробови. Слободниот бикарбонат повторно се зема во еритроцитите и таму повторно преку формирање на јаглеродна киселина до јаглерод диоксид, кој потоа се издишува.

Мал дел од јаглерод диоксидот останува во еритроцитите, поточно врзани за хемоглобинот, за време на транспортот до белите дробови. Останатите молекули на јаглерод диоксид се ослободуваат, во растворена форма, до нивната дестинација.

Бидејќи се произведува врзување со хемоглобин и претворање во HCO3 протони, во крвта е неопходен и тампонски систем за да се спречи паѓањето на рН вредноста. Хемоглобинот игра голема улога во тоа. Ослободувањето на кислород во ткивото создава деоксихемоглобин, кој лесно ги апсорбира вишокот на водородни јони. Во белите дробови, хемоглобинот е врзан со кислород, како резултат на што се ослободуваат јони на водород. Ова е практично, бидејќи тука се потребни водородни јони за формирање на јаглерод диоксид и вода. Бикарбонат, албумини и фосфат се други пуфери во крвта.

Регулирање во органите

Со цел да се разбере како можат да се појават различните форми на ацидоза, потребно е да се објаснат индивидуалните регулаторни механизми на киселинско-базната рамнотежа во органите.

Белите дробови

Белите дробови претставуваат клучен регулаторен систем за киселинско-базната рамнотежа.Тие се сметаат за отворен пуферски систем, кој преку дишењето излачува најголема количина киселина. Јаглерод диоксидот се произведува во големи количини кога хранливите материи се метаболизираат. Поради високата растворливост на липидите од една страна и високиот градиент на концентрација од друга страна, се промовира брзото ослободување на СО2 во надворешниот воздух сè додека не одговара на интрацелуларното производство на СО2. Ова значи дека се одржува потребниот сооднос на H2CO3 и HCO3- и pH вредноста е стабилна.

Бубрези

Двете најважни функции на бубрезите се реапсорпција и производство на бикарбонат и екскреција на протон. Формирањето на бикарбонат се одвива преку комбинација на јаглерод диоксид и вода. Прво на сите, се произведува јаглеродна киселина и, со расцепување на протон, се произведува бикарбонат, кој повторно се апсорбира. Протонот се излачува со урината со помош на пуферни јони (NH3, HPO42-). Од друга страна, бикарбонатот што веќе е формиран може да апсорбира протон преку формирање на јаглеродна киселина и да го транспортира до бубрегот, каде што H + повторно се ослободува и се врзува за други јони или останува на бикарбонатот и се излачува на овој начин. Реапсорпцијата на бикарбонат е олеснета од разни механизми:

Присуство на хормон ангиотензин II
зголемена концентрација на СО2 во крвта
концентрацијата на бикарбонат во урината и нејзината брзина на проток.

По апсорпција во тубулата, HCO3- се ослободува во крвта во замена со Cl-. Екскрецијата на Х + со урината се одвива активно со помош на Na/K-АТПаза. АТПаза се стимулираат директно од ангиотензин. Но, постои и индиректен механизам за регулирање кој осигурува дека повеќе H + дифундира во луменот со промена на потенцијалот на мембраната.

Така што вредноста на рН-урината не паѓа екстремно, протоните веднаш се врзани за пуферни јони како што се водородните фосфати. Ако одреден број на водородни фосфати е веќе заситен со протони, активиран е резервен механизам: екскреција на амониум. За таа цел, аминокиселината глутамин присутна во организмот се деаминира во глумат, кој ослободува амонијак и се претвора со протон во амониум јон (NH4 +). За оваа реакција е потребна АДП, која е достапна со Na/K-ATPаза, натриумот се транспортира од тубуларната клетка во вонклеточниот простор и калиумот влегува во клетката, со што се ослободува АДП. Следува од ова: Колку повеќе NH4 + се ослободува, толку повеќе Na + се апсорбира од ATPase. Бидејќи амониумските јони се кисели, тие се излачуваат со урината веднаш штом се заситени со дихидроген фосфати и повеќе не е можно деацидификација со водороден фосфат. Вишок на NH4 + може да укаже на системска ацидоза.

црн дроб

Овој орган произведува киселини и бази, но исто така може да ги претвори. Ова го прави црниот дроб најважниот регулатор на киселинско-базната рамнотежа. Овде се објаснети некои важни процеси:

Синтеза на протеини

Албуминот е најмногу произведен и е важен киселински пуфер кој ги врзува јаглерод диоксидот и протоните веднаш штом има вишок на овие супстанции. Самиот протеин е малку кисел.

Оксидација на подлогата

Оксидацијата на подлогата бара 1/5 од вкупната дневна потреба за кислород за производство на CO 2. Кај здрави луѓе, јаглехидратите и маснотиите се распаѓаат на СО2. Сепак, болест на црниот дроб што влијае на овој распад на одреден начин може да предизвика метаболна ацидоза (види: Метаболна ацидоза.) Во зависност од нивните карактеристики, аминокиселините или предизвикуваат киселост на ткивото, што е случај со основните аминокиселини како аргинин, лизин и хистидин или алкализација, како што е распаѓање на глутаминска киселина и аспарагинска киселина. Бидејќи тука нормално се произведуваат повеќе киселини отколку бази, ова резултира со дневна содржина на супстанции што треба да се елиминираат.

Метаболизам на амониум

Бидејќи вишокот на аминокиселини не може да се складира, тие мора да се конвертираат, распаѓаат или излачуваат. Во тој процес, се формира амониум јон, кој главно се канализира надвор од телото преку уреа циклус, во мали количини, исто така, преку циклусот глутамат. (Аминокиселините се распаѓаат во алфа-кето киселини, истовремено алфа-кетоглутаратот се претвора во глумат со пренесување на амино групата што беше ослободена при првата реакција.) Бидејќи циклусот на уреа бара бикарбонат, овој пат се заменува со формирање на глутамин во случај на метаболна ацидоза.

Коскениот систем

Најголемото складирање на минерали се состои од 2/3 неоргански хидроксиапатит (Ca 10 [PO4] 6 [OH] 2) и 1/3 органски материјал. Првиот претставува голем киселински пуфер систем, бидејќи неговата активна површина во коскената супстанција е значително зголемена со формирање на многу мали кристали. Покрај тоа, фосфатот и хидроксилната група во хидроксиапатитот може да се заменат со карбонат, што во голема мера ја зголемува резервата на бикарбонат во организмот.

Компензација за акутна ацидоза: Циркулирачкиот вишок протони се разменува за складирани катјони како што се натриум, калиум и малку калциум. Цели молекули од хидратната обвивка на хидроксиапатитот, Na/KHCO3- и Na/KHPO4, исто така може да се мобилизираат.

Компензација за хронична метаболна ацидоза: зголемување на активноста на остеокластите. Ова е промовирано од хормони како што се паратироиден хормон и витамин Д3 и стимулирани од кисела pH вредност.

Дигестивниот систем

Брзината и количината на варење зависи од киселинско-базната рамнотежа. Ензимите потребни тука бараат одредена pH вредност за да можат да дејствуваат правилно. Основна средина е неопходна за распаѓање на јаглени хидрати и маснотии, додека протеините претпочитаат киселински сооднос.

стомак

Со цел да се задржи екстремната киселост во желудникот, неопходна е висока содржина на протони. Ова е контролирано од париеталните клетки (секретирачки клетки на желудникот), јаглерод диоксид од митохондријалниот цитрат циклус и H/K-ATPase се неопходни. Со помош на пумпата, калиумот претходно излачуван како KCl се враќа во клетките и се ослободува во замена за H +. Овој водороден јон може да биде достапен од јаглеродната киселина создадена од вода и јаглерод диоксид. Ова остава бикарбонат, кој е врзан за натриум и влегува во крвотокот. Ова ја зголемува pH вредноста во крвта, а со тоа и капацитетот на пуферот. Ова одговара на процесот по јадење. Овој циркулирачки бикарбонат им е потребен на другите органи за варење за да ја деацидизираат pH вредноста на химот, што повторно создава јаглеродна киселина. Ова потоа се дехидрира и, откако ќе се апсорбира во крвотокот, ќе се издише преку белите дробови.

Функцијата на киселината во желудникот е, меѓу другото, активирање на ензимот пепсин, кој станува активен само при многу ниска pH вредност и обезбедува распаѓање на протеините. Закиселената содржина на желудникот има и антисептично дејство, така што никакви странски микроби не можат да навлезат во телото за време на понатамошниот тек на варењето. Поради овој киселински слој, не е можна ресорпција, бидејќи мукозната мембрана е покриена со заштитен заштитен слој.

Тенко црево

Овој дел од дигестивниот тракт е местото каде што преовладуваат алкалните состојби. Причината за ова произлегува од фактот дека жолчните киселини и сокот од панкреасот имаат висока содржина на HCO3-. Овие сокови ја разложуваат храната во мали честички кои овозможуваат апсорбирање на хранливите материи.

Дебелото црево

Бактериите во овој дел ја прават околината малку кисела. Овие користат дигестивни компоненти на храната. Покрај тоа, цревната содржина тука е задебелена.

Ефект на диета

Кога јаглехидратите и мастите се распаѓаат целосно, се произведува вода и јаглерод диоксид, кои се издишуваат и со тоа само имаат маргинално влијание врз киселинско-базната рамнотежа. Во случај на болести на органи или одредени метаболички ситуации, овие хранливи материи се делумно разградени и се акумулираат неразградливи киселини. Кога се метаболизираат протеините или аминокиселините, секогаш се создаваат киселини и бази кои треба да се елиминираат. Особено се истакнуваат аминокиселините цистеин и метионин кои содржат сулфур, чие распаѓање резултира со јони на сулфат и H + -. Овие мора да се транспортираат надвор од организмот преку постојните тампонски системи. Доколку организмот повеќе не може да ги разградува вишокот киселини, тие остануваат во организмот и предизвикуваат поместување на pH вредноста (преголема закиселување/ацидоза).

Околностите што можат да доведат до недоволна деградација на хранливите материи или недоволна екскреција се објаснети подолу.

Метаболна ацидоза

Овој термин значи нерамнотежа помеѓу киселините и базите, што резултира во зголемена релативна концентрација на киселина. Оваа форма на ацидоза е метаболна. Главните причини може да се расчленат на различни начини.

На а Додавање ацидоза ако се формираат или апсорбираат премногу киселини, тие се акумулираат во телото. Причините за ова вклучуваат

развој на кетоацидоза (како резултат на дијабетес мелитус, глад, алкохол, треска, хиперметаболизам, одредени метаболички болести)
развој на млечна ацидоза (поради хипоксија, хирургија, невролошки заболувања, цироза на црниот дроб)
стрес
Интоксикации (од салицилна киселина, амониум хлорид, метил алкохол, гликол)
Загадувачи на животната средина
прекумерна цревна ферментација
Голтање преку храна

На Ацидоза од загуба се карактеризира со намалена содржина на база, што е предизвикано од зголемена загуба или недоволно производство (дијареја, интестинална опструкција, цревно воспаление, фистули на цревата, жолчката, панкреасот, намалена екскреција на бикарбонат на париеталните клетки)

На а Задржување или бубрежна ацидоза тоа се однесува на недоволна екскреција на јони H + како резултат на нарушена функција на бубрезите.

Вишок на вонклеточен калиум предизвикува калиум да тече во клетките, при што се ослободуваат водородни јони и на крајот влегуваат во крвотокот. Тогаш зборуваме за една Дистрибутивна или хиперкалемична ацидоза.

А. Ацидоза на разредување произлегува како резултат на намалување на содржината на HCO3- преку прекумерно снабдување со неутрални раствори.

А. Ацидоза на трансфузија за возврат може да се случи преку трансфузија на крв со спакувани црвени крвни клетки.

Дишење Кусмаул за зголемување на излачувањето на СО2
зголемена реапсорпција на бубрежен бикарбонат
подобрен циклус на глутамат
долен циклус на уреа

На подолг рок, исто така може да се случи губење на коските, бидејќи тука може да се мобилизираат големи алкални резерви.

Респираторна ацидоза

Респираторната ацидоза ретко се јавува затоа што кога нивото на јаглеродна киселина е покачено, тоа едноставно се издишува. Сериозни заболувања на белите дробови или градниот кош, труење, нарушена вентилација, кривични дела или несреќи може да доведат до оваа форма на ацидоза.

Апсорпција на СО2 во клетките
Формирање на јаглеродна киселина, која треба повторно да се неутрализира (сите супстанции се користат за ова)
зголемена реапсорпција на бикарбонат во бубрегот
зголемена елиминација на хлорид
метаболизмот на амониум главно се регулира преку глутаматскиот пат, додека циклусот на уреа во голема мера е запрен

Мислењата се разликуваат за улогата на диетата во развојот на ацидоза. Бидејќи урината е заштитена од прекумерна киселина од бубрезите, отстапувањето на нивото на киселина во оваа течност не дава никакви информации за вистинското оптоварување на киселината во телото. Сепак, овој параметар е широко користен кога зборуваме за кисела храна. Почувствителна варијабла е крвта, каде што отстапувањата можат директно да се регистрираат. Покрај тоа, овие фактори мора да се земат предвид:

хемиски состав на храна (содржина на протеини, Ca, P, Na, Cl, протеини)
различна стапка на апсорпција на различните хранливи материи

Општо, може да се каже дека урамнотежената исхрана не може да предизвика ацидоза кај здрави луѓе. Во случај на одредени болести на органите што ја регулираат киселинско-базната рамнотежа, сепак, вишок киселини може повеќе да не се пуферираат. Ацидогената диета потоа дополнително го оптеретува организмот. Корисно е за овие луѓе да знаат која храна е основна, а која кисела. Следната табела треба да ги прикаже најважните групи на храна и нивната припадност:

Градители на киселини и бази меѓу храната
Генератор на киселини	Градител на база
храна од животинско потекло (месо, млечни производи, јајца, риба)	Компири
производи од цели зрна	зеленчук
Кола пие	Билки
овошје
Не-газирана минерална вода

Количината на внес игра клучна улога овде. Храната што формира киселини исто така треба да се консумира во согласност со сегашните препораки. Овие го снабдуваат телото со есенцијални супстанции кои не се или недоволно достапни во друга храна.