Функциональные системы осморегуляции

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 8Следующая ⇒

Осморегуляция - поддержание на заданном уровне осмотического давления крови, осуществляется с участием осморецепторов, расположенных в супраоптическом ядре гипоталамуса, а также в печени, почках, сердце.

На основе афферентации к центру осморегуляции, расположенному в гипоталамусе, происходит изменение продукции антидиуретического гормона, окситоцина, что приводит к изменению реабсорбции воды в собирательных трубках почек и за счет этого достигается нормализация осмотического давления крови.

Учитывая, что основным ионом, создающим осмотическое давление, является натрий, одновременно происходит регуляция его содержания в крови с участием ренин-ангиотензин-альдостеронового механизма и за счет натрийуретического гормона (атриопептина). ++492++

Регуляция ионного состава крови имеет прямое отношение к регуляции осмотического давления, волюморегуляции, но она предназначена и для отдельных ионов, независимо от уровня осмотического давления и ОЦК. Рецепторы, воспринимающие уровень ионов: натриевые, калиевые, кальциевые, хлорные - в основном расположены в печени, а также, вероятно, в гипоталамусе. Информация достигает центра регуляции ионного состава крови, который расположен в гипоталамусе, от него сигналы управления идут к железам внутренней секреции, в том числе к коре надпочечников (выделение альдостерона), поджелудочной железы (инсулин). Кроме того, кровь непосредственно оказывает влияние на железы внутренней секреции, продуцирующие ионрегулирующие гормоны, в том числе на почки (ренин-ангиотензин-альдостероновый механизм), щитовидную и паращитовидную железы (паратгормон, тиреокальцитонин), предсердие (натрийуретический гормон[Мф71] ).

13. Кислотно‑основное состояние крови [Б72]

Определяется концентрацией водородных ионов (рН).

Когда говорят о рН крови имеют в виду рН плазмы.

В норме рН крови равна 7,36, т.е. реакция слабоосновная. Колебания величины рН крови крайне незначительны. Так, в условиях покоя рН артериальной крови соответствует 7,4, а венозной — 7,34. В клетках и тканях рН достигает 7,2 и даже 7,0, что зависит от образования в них в процессе обмена веществ «кислых» продуктов метаболизма.

При различных физиологических состояниях рН крови может изменяться как в кислую (до 7,3), так и в щелочную (до 7,5) сторону. Более значительные отклонения рН сопровождаются тяжелейшими последствиями для организма. Так, при рН крови 6,95 наступает потеря сознания и если эти сдвиги в кратчайший срок не ликвидируются, то неминуема смерть. Если же концентрация ионов Н⁺ уменьшается и рН становится равным 7,7, то наступают тяжелейшие судороги (тетания), что также может привести к смерти.

Сдвиг рН в кислую сторону (уменьшение) носит название ацидоз, в щелочную (увеличение рН) — алкалоз.

В процессе обмена веществ ткани выделяют в тканевую жидкость, а следовательно, и в кровь «кислые» продукты обмена, что должно приводить к сдвигу рН в кислую сторону. Так, в результате интенсивной мышечной деятельности в кровь человека может поступать в течение нескольких минут до 90 г молочной кислоты. Если это количество молочной кислоты прибавить к объему дистиллированной воды, равному объему циркулирующей крови, то концентрация ионов Н+ возросла в ней в 40000 раз. Реакция же крови при этих условиях практически не изменяется, что объясняется наличием буферных систем крови. Кроме того, в организме постоянство рН сохраняется за счет работы почек и легких, удаляющих из крови СО2, избыток солей, кислот и оснований (щелочей).

Обеспечение постоянства рH крови.

Буферные системы крови [Б73]

Постоянство рН крови поддерживается буферными системами:

гемоглобиновой,

карбонатной,

фосфатной

белковой (плазмы).

Самой мощной является буферная система гемоглобина. На ее долю приходится 75% буферной емкости крови. Эта система включает восстановленный гемоглобин (ННb) и калиевую соль восстановленного гемоглобина (КНb). Буферные свойства системы обусловлены тем, что КНb как соль слабой кислоты отдает ион К⁺ и присоединяет при этом ион Н⁺ образуя слабодиссоциированную кислоту:

Н+ + KHb = K+ + ННb.

Величина рН крови, притекающей к тканям, благодаря восстановленному гемоглобину, способному связывать СО₂ и Н⁺-ионы, остается постоянной. В этих условиях ННb выполняет функции основания. В легких гемоглобин ведет себя как кислота (оксигемоглобин ННbО₂ является более сильной кислотой, чем СО₂), что предотвращает защелачивание крови.

Карбонатная буферная система (H₂CO₃/NaHCO₃) пo своей мощности занимает второе место. Ее функции осуществляются следующим образом: NaHCO₃ диссоциирует на ионы Na⁺ и НСО₃^-. Если в кровь поступает кислота более сильная, чем угольная, то происходит обмен ионами Na⁺ с образованием слабодиссоциированной и легко растворимой угольной кислоты, что предотвращает повышение концентрации ионов Н⁺ в крови. Увеличение же концентрации угольной кислоты приводит к ее распаду (это происходит под влиянием фермента карбоангидразы, находящегося в эритроцитах) на Н₂O и СО₂. Последний поступает в легкие и выделяется в окружающую среду. Если в кровь поступает основание, то она реагирует с угольной кислотой, образуя натрия гидрокарбонат (NaHCO₃) и воду, что опять-таки препятствует сдвигу рН в щелочную сторону.

Фосфатная буферная система образована натрия дигидрофосфатом (NaH₂PO₄) и натрия гидрофосфатом (Na₂HPO₄). Первое соединение ведет себя как слабая кислота, второе — как соль слабой кислоты. Если в кровь попадает более сильная кислота, то она реагирует с Na₂HPO₄, образуя нейтральную соль, и увеличивает количество слабодиссоциируемого Na₂HPO₄:

Н+ + NaHPO₄^- = Na⁺ +H₂P0₄^-

Избыточное количество натрия дигидрофосфата при этом будет удаляться с мочой, благодаря чему соотношение NaH₂PO₄/Na₂HPO₄ не изменится.

Белки плазмы крови играют роль буфера, так как обладают амфотерными свойствами: в кислой среде ведут себя как основания, а в основной — как кислоты.

Важная роль в поддержании постоянства рН крови отводится нервной регуляции. При этом преимущественно раздражаются хеморецепторы сосудистых рефлексогенных зон, импульсы от которых поступают в продолговатый мозг и другие отделы ЦНС, что рефлекторно включает в реакцию периферические органы — почки, легкие, потовые железы, желудочно-кишечный тракт и др., деятельность которых направлена на восстановление исходной величины рН. Так, при сдвиге рН в кислую сторону почки усиленно выделяют с мочой анион Н₂РО₄. При сдвиге рН крови в щелочную сторону увеличивается выделение почками анионов НРО₂^- и Н CO₃^-. Потовые железы человека способны выводить избыток молочной кислоты, а легкие — CO₂.

Буферные системы крови более устойчивы к действию кислот, чем оснований. Основные соли слабых кислот, содержащиеся в крови, образует так называемый щелочной резерв крови. Его величина определяется по тому количеству CO₂, которое может быть связано 100 мл крови при напряжении CO₂, равному 40 мм рт. ст.

Проведём следующий опыт (рис. 711190639).

Рис. 711190639. Исследование буферных свойств жидкостей. Объяснение в тексте.

Пробирки 1 и 4 заполним дистиллированной водой, 2 и 5 – плазмой крови, 3 и 6 кровью. В 1, 2 и 3 пробирку будем добавлять кислоту, в 4, 5 и 6 пробирки - щёлочь. В какую пробирку нужно добавить больше кислоты или щёлочи, чтобы сместить pH?

В пробирках 1 и 4 изменить реакцию воды легко – в ней отсутствуют буферные системы. В пробирках 2 и 5 работают белковая, гидрокарбонатная и фосфатная буферные системы, но нет наиболее мощной гемоглобиновой системы. Поэтому, чтобы изменить pH в пробирки 2 и 5 нужно добавить больше кислоты или щёлочи, чем в пробирки 1 и 4, но значительно меньше, чем в пробирки 3 и 6, где работают белковая, гидрокарбонатная, фосфатная и наиболее мощная гемоглобиновая буферные системы.

Поскольку буферные системы крови более устойчивы к действию кислот, чем оснований, чтобы сместить pH в кровь нужно добавить больше кислоты, чем щёлочи.

Большая устойчивость буферных систем к действию кислот, чем оснований, сформировавшаяся, вероятно, в процессе естественного отбора, понятна, поскольку в процессе метаболизма образуются и выводятся в кровь большей частью кислые продукты.

Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 54; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!