Часть IV. Физиология систем внутренних органов

Кровь имеет слабо щелочную реакцию. рН артериальной крови в среднем равен 7,4 (7,37–7,45); рН венозной крови вследствие большого содержания в ней углекислоты составляет 7,35 (7,34–7,43). Внутри клеток рН несколько ниже (7,0–7,2), что зависит от образования в них при метаболизме кислых продуктов (см. табл. 21.1). Крайними пределами изменений рН, совместимыми с жизнью, являются величины от 7,0 до 7,8. Смещение рН за эти пределы вызывает тяжелые нарушения и может привести к смерти. У здоровых людей рН крови колеблется в пределах 7,35–7,40. Длительное смещение рН у человека даже на 0,1–0,2 может оказаться гибельным.

В процессе метаболизма в кровь непрерывно поступают углекислота, молочная кислота и другие продукты обмена, изменяющие концентрацию водородных ионов. Однако рН крови сохраняется постоянным, что объясняется буферными свойствами плазмы и эритроцитов, а также деятельностью легких и органов выделения, удаляющих из организма избыток СО2, кислот и щелочей (см. разд. 27.5.10).

Буферные свойства крови обусловлены тем, что в ней содержатся: буферная система гемоглобина, карбонатная буферная система, фосфатная буферная система и буферная система белков плазмы (см. разд. 27.5).

Буферная система гемоглобина самая мощная. На ее долю приходится 75% буферной емкости крови. Система состоит из восстановленного гемоглобина (НHb) и его калиевой соли (KНb). Буферные свойства ННb обусловлены тем, что он, будучи более слабой кислотой, чем Н2СО3, отдает ей ион K+, а сам, присоединяя ионы Н+, становится очень слабо диссоциирующей кислотой. В тканях система гемоглобина крови выполняет функции щелочи, предотвращая закисление крови вследствие поступления в нее СО2 и Н+-ионов. В легких гемоглобин крови ведет себя как кислота, предотвращая защелачивание крови после выделения из нее углекислоты.

Карбонатная буферная система (Н2СО3 + NaНСО3) по своей мощности занимает второе место после системы гемоглобина. Она функционирует следующим образом: NaНСО3 диссоциирует на ионы Na+ и НСО3–. При поступлении в кровь более сильной кислоты, чем угольная, происходит реакция обмена ионами Na+ с образованием слабо диссоциирующей и легкорастворимой Н2СО3. Таким образом предотвращается повышение концентрации Н+-ионов в крови. Увеличение в крови содержания угольной кислоты приводит к тому, что ее ангидрид — углекислый газ — выделяется легкими. В результате этих процессов поступление кислоты в кровь приводит лишь к небольшому временному повышению содержания нейтральной соли без сдвига рН. В случае поступления в кровь щелочи она реагирует с угольной кислотой, образуя бикарбонат NaНСО3 и воду.

Фосфатная буферная система образована дигидрофосфатом (NаН2РO4) и гидрофосфатом (Na2HРO4) натрия. Первое соединение слабо диссоциирует и ведет себя как слабая кислота. Второе соединение обладает щелочными свойствами. При введении в кровь более сильной кислоты она реагирует с Na2HРO4, образуя нейтральную соль и увеличивая количество мало диссоциирующего дигидрофосфата натрия. В случае введения в кровь сильной щелочи она реагирует с дигидрофосфатом натрия, образуя слабощелочной гидрофосфат натрия. рН крови изменяется при этом незначительно. В обоих случаях избыток дигидрофосфата или гидрофосфата натрия выделяется с мочой.

Белки плазмы играют роль буферной системы благодаря своим амфотерным свойствам. В кислой среде они ведут себя как щелочи, связывая кислоты. В щелочной среде белки реагируют как кислоты, связывающие щелочи.