1

Podstawowe mechanizmy w
regulacji

gospodarki kwasowo zasadowej

Remigiusz Sokołowski

2

3 prawa rządzące RKZ

1. Prawo elektroobojętności płynów

ustrojowych

2. Prawo izomolalności płynów ustrojowych

3. Prawo izojonii

Szczególnie dotyczące

IZOHYDRII

3

RKZ gwarantuje Izohydrię

Izohydria

Utrzymywanie stałego stężenia H

+

w

płynie pozakomórkowym

Stężenie H

+

zależy od

- bezpośrednio od dysocjacji kwasów

- pośrednio od nasilenie procesów

katabolicznych

4

3 procesy utrzymujące izohydrię

1. Wiązanie H+ przez układy buforowe:

• Bufory pozakomórkowe  HCO

3

-

lub białczany

• Bufory śródkomórkowe  fosforany oraz hemoglobina w

erytrocytach

2. Oddechowa regulacja wydalania CO

2

3. Regulacja wydalania H

+

i wytwarzania HCO

3

-

przez nerki

Stężenie fizjologiczne jonów H

+

wynosi

Od 35 do 45 mmol/l (pH = 7,35 – 7,45)

W różnych stanach chorobowych zakres zmian stężenia H

+

wynosi:

Od 20 do 160 mmol/l (pH = 6,8 – 7,7)

5

4 mechanizmy utrzymywaniu RKZ

1. Układy buforowe  Najważniejsze 

Najszybsze

2. Czynność układu oddechowego

3. Przemieszczenie H

+

pomiędzy

przestrzeniami wodnymi

4. Czynność nerek

6

1. Układy buforowe

Układ buforowy = słaby kwas + anion tego kwasu v
zasada buforowa v anion buforowy

Buforowanie – wiązanie nadmiaru H

+

przez słaby kwas

lub HCO

3

-

przez anion buforowy

Rodzaj buforu

Pojemność

buforowa

pełnej krwi (%)

Bufory węglanowe

53

Osocze

35

Erytrocyt

18

Bufory niewęglanowe

47

hemoglobina

35

Białka osocza

7

Fosforany organiczne

3

Fosforany nieorganiczne

2

7

Bufor wodorowęglanowy

CO

2

+H

2

O  H

2

CO

3

 HCO

3

-

+ H

+

Najważniejszy element RKZ ze względu na 3 fakty:

1. Względy iloścowe – blisko 53% całkowitej

pojemności buforowej pełnej krwi

2. Podatny na oddechowe mechanizmy regulacji 

Zdolność wydalania CO2 przez płuca

3. Podatny na nerkowe mechanizmy regulacji 

Regeneracja HCO

3

-

przez nerki

8

Bufor wodorowęglanowy

CO

2

+H

2

O  H

2

CO

3

 HCO

3

-

+ H

+

[800] [1] [0,03] [0,03]

Liczby odzwierciedlają proporcję w jakich poszczególne związki
występują w stanie równowagi w roztworach wodnych

Równowaga reakcji silnie przesunięta w LEWO

Równanie Hendersona-Hasselbalcha:

pH = pK

H2CO3

+ log

{

[HCO

3

-

]/(0,03*P

CO2

)

}

ok.

pH = pK

H2CO3

+ log

{

[HCO

3

-

]/[H

2

CO

3

}

pK

H2CO3

= 6,1

9

Bufor hemoglobinianowy

1

cz.

Hemoglobiny

=

38

reszt

histydynowych



odpowiedzialne

za

wiązanie H

+

Zmniejszenie powinowactwa Hb do O

2

Zwiększenie wiązania Hb z H

+

Efekt Bohra

Oddysocjowanie w płucach H

+

i HCO

3

-

z Hb

Powstanie H

2

CO

3

i rozkład na CO

2

i H

2

O

10

Inne układy buforowe

• Bufor białczanowy (białko-/H * białko)

• 7 % udział w całkowitej aktywności buforowej

• W warunkach fizjologicznej białka występują

w postaci anionów, więc mają zdolność
wiązania H

+

• Bufor fosforanowy (H

2

PO

4

-

/HPO

4

2-

)

• Niewielki 5 % udział w całkowitej aktywności

buforowej

• Jest

głównym

układem

buforowym

odpowiedzialnym za eliminację H

+

z moczem

zawierającym duże ilości fosforanów

11

2. Czynność układu oddechowego

1. Rola – usuwanie CO

2

oraz dostarczanie O

2

2. Utrzymanie fizjologicznego pCO

2

zależy od:

•

efektywności wentylacji płuc
(częstość i głębokość oddechów)

•

sprawności pęcherzyków płucnych

3. Wielkość efektywnej wentylacji pęcherzykowej

wpływa na działanie buforu wodorowęglanowego.

4. Oddechowa regulacja stężenia H

+

we krwi

następuje gwałtownie, ale często jest
niewystarczająca.

12

3. Wymiana jonów

1. Zachodzi po dłuższym czasie (od godziny do kilku

godzin)

2. Biorą w nim udział błony komórkowe.

3. Polega na wymianie jonów i wody pomiędzy

przestrzenią wewnątrz- i zewnątrzkomórkową

4. Błony komórkowe są słabo przepuszczalne dla

jonów H

+

Jedyną znaną drogą wejścia do komórek

jest wymiana z kationem K

+

w trakcie działania

ATP-azy Na/K Mg-zależnej

5. W obrębie cytoplazmy H

+

wiążą się z anionami

buforującymi głównie białczanami i fosforanami.

13

3. Czynność nerek

Rola nerki w utrzymaniu stałego stężenia
H

+

polega na:

• resorpcji zwrotnej wodorowęglanów

przesączonych w kłębuszkach
nerkowych

• regeneracji wodorowęglanów w

procesie wytwarzania kwaśności
miareczkowej

• regeneracji wodorowęglanów w

procesie amoniogenezy

Eliminacja wolnych jonów H

+

nie ma

znaczenia dla regulacji RKZ, gdyż

dobowa ich ilość jest mniejsza niż 0,1

mmol/l.

14

Bibliografia

1. Bullock J., Boyle J. , Wang M. B. ; Fizjologia

2. Herold G. ; Medycyna wewnętrzna –

repetytorium dla studentów medycyny i
lekarzy

3. Konturek S. ; Fizjologia człowieka

4. Traczyk W. , Trzebski A. ; Fizjologia

człowieka z elementami fizjologii
stosowanej i klinicznej

5. Żak I. - Chemia medyczna