血液的緩沖作用
體內(nèi)無論何種來源的酸性和堿性物質(zhì),都要先進入血液被稀釋,并經(jīng)血液緩沖體系緩沖,使較強的酸或堿轉(zhuǎn)變成為較弱的酸或堿,因此在調(diào)節(jié)酸堿平衡的諸多因素中,血液緩沖體系最為重要。
(一)血液的緩沖體系
血液的緩沖體系主要存在于血漿和紅細胞中。分別是碳酸氫鹽緩沖體系、磷酸氫鹽緩沖體系和蛋白緩沖體系。
血液中緩沖能力最強、最為重要的緩沖體系是:血漿中的NaHCO3/H2CO3緩沖體系;紅細胞中的K-Hb/H-Hb緩沖體系和K-HbO2/H-HbO2緩沖體系。
血漿pH與[NaHCO3]/[H2CO3]的比值有關(guān)。即:pH=pKa+1g[NaHCO3]/[H2CO3]。其中Ka是碳酸的解離常數(shù),37℃時pKa值為6.1。正常生理狀況下,血漿中NaHCO3與H2CO3的濃度比值是20∶1,代入公式可計算出血漿pH:
pH=6.1+lg20/1=6.1+1.3=7.4
由此可見,無論血漿中NaHCO3和H2CO3的濃度如何變化,只要二者的濃度之比是20∶1,血漿pH即為7.4。一般把NaHCO3稱為代謝因素,其濃度可以反映體內(nèi)的代謝情況;H2CO3稱為呼吸因素,它的濃度可以反映肺的通氣情況。
(二)血液緩沖體系的作用
血漿中碳酸氫鹽緩沖體系主要緩沖進入血液中的固定酸或堿;血紅蛋白緩沖體系主要緩沖揮發(fā)性酸(H2CO3)。
1.對固定酸的緩沖作用 代謝產(chǎn)生的固定酸如乳酸、磷酸等,在血液中主要由NaHCO3中和,使較強的固定酸轉(zhuǎn)變?yōu)檩^弱的碳酸。H2CO3可分解為水和二氧化碳,后者經(jīng)肺呼吸排出體外。過程如下:
HA(固定酸)+NaHCO3→NaA(固定酸鈉)+H2CO3
血漿中的Na-Pr和Na2HPO4也能緩沖固定酸,但以NaHCO3為主。因此,在一定程度上NaHCO3可以代表血漿對固定酸的緩沖能力。所以習(xí)慣上把血漿NaHCO3稱為堿儲。堿儲的多少可以用血漿CO2結(jié)合力(CO2C.P)表示。
2.對揮發(fā)性酸的緩沖作用 代謝產(chǎn)生的CO2擴散進入血液,主要在紅細胞中迅速生成碳酸,進而被血紅蛋白緩沖體系與氧合血紅蛋白緩沖體系緩沖。血紅蛋白緩沖體系與氧合血紅蛋白緩沖體系是調(diào)節(jié)揮發(fā)性酸的主要因素。
當(dāng)血液流經(jīng)組織時,血液中的HbO2可釋放O2生成Hb-,紅細胞中生成的H2CO3可解離生成H+和HCO-3,H+與Hb-結(jié)合生成HHb,HCO-3由紅細胞向血漿擴散。當(dāng)血液流經(jīng)肺部時,HHb與O2結(jié)合生成HHbO2,HHbO2的酸性增加,又可解離釋放H+,H+與血漿中的HCO-3再結(jié)合生成H2CO3,在碳酸酐酶(CA)的催化下,H2CO3分解為CO2和H2O,CO2經(jīng)肺呼吸排出體外。
3.對堿的緩沖作用 血漿緩沖體系中的弱酸均可緩沖進入血液中的堿性物質(zhì)。由于物質(zhì)代謝能夠不斷地產(chǎn)生CO2,進而生成H2CO3,所以盡管血漿碳酸氫鹽緩沖液中H2CO3含量相對較少,但它仍是緩沖堿的主要成分。例如:
Na2CO3+H2CO3→2NaHCO3
由此可見,在調(diào)節(jié)酸和堿的過程中,首先起作用的是血漿緩沖體系,但緩沖產(chǎn)生的過多的NaHCO3和H2CO3仍需要腎臟和肺的進一步調(diào)節(jié),才能維持NaHCO3和H2CO3的正常濃度比值,從而保持血液pH的恒定。
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