RÓWNOWAGA KWASOWO- ZASADOWA

1. Bufory- mieszaniny słabych kwasów i ich soli z mocnymi zasadami lub roztwory słabych zasad i ich soli z mocnymi kwasami. Odpowiadają za utrzymanie właściwego pH w naszych komórkach

1. płyny zewnątrzkomórkowe (np. osocze): pH= 7,35-7,45

2. płyny wewnątrzkomórkowe: pH= 7

2. Kwas- donor protonu, dysocjuje w roztworze na jon H+ i anion

KWAS H+ + anion

3. Zasada- akceptor protonu, dysocjuje w roztworze na jon hydroksylowy OH- i kation

ZASADA OH- + kation

Jon hydroksylowy pełni rolę zasady, bo wiążąc H+ tworzy wodę.

4. pH- stopień kwasowości roztworu, wyrażony ujemnym logarytmem dziesiętnym ze stężenia jonów wodorowych.

5. Krew:

1. Przy prawidłowym oddychaniu pH krwi żylnej wynosi 7,3, a tętniczej- 7,36

2. Wahania powyżej pH=7,8 (alkalizacja) lub poniżej pH=6,8 (zakwaszenie) powodują śmierć

3. Zmiany pH krwi: zatrzymanie wymiany gazowej, inhibicja enzymów, degradacja białek, śmierć

6. Stałość środowiska wewnętrznego (homeostazę) zapewniają 3 czynniki:

1. Układy buforowe krwi

2. Układ oddechowy

3. Czynność nerek

Izohydria- utrzymanie stężenia jonów H- w płynie pozakomórkowym na stałym poziomie

7. Układy buforowe krwi:

Zapewniają utrzymanie równowagi K-Z krwi i wszystkich płynów zewnątrzkomórkowych, w wąskich granicach 7,35-7,45, mimo stałej produkcji w trakcie metabolizmu różnych kwasów (około 10mmol/l jonu wodorowego dziennie)

1. bufor wodorowęglanowy H2CO3/NaCO3 (53% pojemności buforowej)

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3- (tkanki)

Uwodnienie CO2 do H2CO3 katalizuje anhydraza węglanowa

HCO3- + H+ H2CO3 CO2 + H2O (płuca)

• jony H+ powstające w wyniku dysocjacji kwasu mlekowego ( praca mięśni) są natychmiast zobojętniane wodorowęglanami

• nadmiar jonów H+, który doprowadza do spadku ilości jonów HCO#-, nazywamy kwasicą metaboliczną

• nadmiar jonów HCO3- nazywamy zasadowicą metaboliczną

1. bufor hemoglobinowy KHbO2/HHb (35% p.b)

• hemoglobina zawiera 38 reszt histydynowych, które biorą udział w wiązaniu i uwalnianiu jonów H+

• wymiana jonów K+ i H+

KhbO2 HHb

• bufor hemoglobinowy współdziała z buforem wodorowęglanowym

KhbO2 + H2O HHb + HCO3- + O2 (tkanki)

HCO3- + HHb + O2 + K+ KhbO2 + H2CO3 (płuca)

EFEKT BOHRA- regulacja wiązania tlenu przez protony. Powinowactwo Hb do tlenu zmniejsza się wraz ze spadkiem pH. pH w płucach wynosi 7,6 a w aktywnym mięśniu- 7,2.

1. bufor fosforanowy NaH2PO4/Na2HPO4 (5% p.b)

NaH2PO4 Na+ + H2PO4-

Na2HPO4 2Na+ + HPO4 2-

• stężenie tego buforu we krwi jest niewielkie

• jest głównym buforem przestrzeni wewnątrzkomórkowej

HPO4 2- + H+ H2PO4-

• stosunek stężeń fosforanu II- rzędowego do I- rzędowego wynosi 4:1

1. bufor białczanowy COO-/NH4+ (7% p.b)

PRODUKCJA KWASU MLEKOWGO (GLIKOLIZA MLECZANOWA)

GLUKOZA

2X PIROGRONIAN

2X MLECZAN

KWAS MLEKOWY (LA):

• stężenie spoczynkowe = 1mmol/l

• po maksymalnym wysiłku fizycznym- nawet do 20mmol/l

• może to spowodować spadek rezerwy wodorowęglanowej nawet o połowę

• usuwanie LA u sportowców trwa 5-8min, u nie trenujących- ok. 3x dłużej

• jest cząsteczką chiralną

• dysocjuje na kation H+ i mleczan-

zakwaszenie jest wynikiem nasilonej hydrolizy ATP i brakiem możliwości utylizacji uwolnionego protonu w mitochondrialnym łańcuchu oddechowym.

Nośnikami transportującymi mleczan- i H+ jest grupa białek oznaczonych skrótem MCT. Wyróżniamy kilka ich odmian. W błonach komórek mięśniowych występują izomery MCT1- we włóknach wolnokurczliwych) i MCT4- w szybkokurczliwych.

Próg przemian beztlenowych (próg mleczanowy)

- to intensywność pracy podczas wysiłku o wzrastającym obciążeniu, powyżej której następuje gwałtowny i ciągły wzrost stężenia mleczanu we krwi. Pozwala określić zdolność do wysiłku wytrzymałościowego. Stężenie mleczanu w progu beztlenowym jest indywidualnie zróżnicowane i może wahać się od 3 do 8 mmol/l. Im większa wytrzymałość tym późniejsza kumulacja kwasu mlekowego. Wysiłek do osiągnięcia progu beztlenowego opiera się głównie o tlenowe przemiany energetyczne.

2 NADH

2 NAD

ATP

---