Основы статической и динамической биохимии. Отсутствует
групп в молекуле гемоглобина. Этим путем связывается 10–15 % углекислого газа, то есть существенно увеличиваются буферные свойства гемоглобина. Таким образом, свойство гемоглобина транспортировать СО2 и О2 необходимо для поддерживания кислотно-щелочного равновесия организма.
Механизм буферного действия можно рассмотреть на примере бикарбонатной буферной системы. Учитывая, что диссоциация угольной кислоты незначительная, а диссоциация ее соли полная, то состав бикарбонатной буферной системы можно представить в следующем виде:
Если к этой системе добавить избыток сильной кислоты, например, молочной, почти полностью диссоциированной на ионы СН3СНОНСОО– и Н+ то в реакцию с избытком Н+ вступает анион НСО3-:
Таким образом, избыток Н+ оказывается связанным в слабодиссоциирующих молекулах Н2СО3. Остающиеся в растворе анионы СН3СНОНСОО– и катионы Na+ не влияют на активную реакцию среды раствора.
Если к рассматриваемой буферной системе добавить избыток щелочи, например NaOH, почти полностью диссоциированной в растворе на ионы Na+ и ОН-, то в реакцию с избытком гидроксильных ионов вступают молекулы Н2СО3, степень диссоциации которых увеличивается вследствие связывания водородных ионов с гидроксильными в слабо диссоциирующие молекулы воды:
Остающиеся в растворе ионы НСО3– и Na+ не влияют на активную реакцию среды.
В общей буферной емкости крови на долю бикарбонатов приходится 53 %, на долю фосфатов – 5 %, белков – 7 %, гемоглобина – 35 %.
Возможность буферных систем крови не безгранична. Приведенные примеры касаются однократного поступления в кровь более или менее значительных количеств кислот и щелочей. В то же время в реальной жизни человека и животных избыток кислот или щелочей поступает многократно. Так, например, при интенсивной физической работе в кровь поступает из мышц в 10 раз больше молочной кислоты, чем в норме. Такое же положение складывается в случаях длительного одностороннего питания. Растительная пища является преимущественно источником щелочных, а мясная пища – источником кислых продуктов.
Во всех указанных случаях буферные системы сами по себе не могут продолжительно поддерживать постоянство рН крови. Решающую роль приобретают не физико-химические процессы, а физиологические механизмы, способствующие быстрому выведению из организма кислот и щелочей. Основное значение имеет деятельность дыхательной системы и почек. Кроме того, в регуляции кислотно-щелочного равновесия существенную роль играют печень и кишечник, связывающие часть свободных Н-ионов, вспомогательную роль могут играть потовые железы, обеспечивающие удаление кислых продуктов с потом.
В результате воздействия факторов внешней среды, а также нарушений обмена веществ и деятельности отдельных органов и систем могут возникать изменения кислотно-щелочного баланса. Различают ацидоз – состояние, которое характеризуется абсолютным или относительным преобладанием