Основы статической и динамической биохимии. Отсутствует
– гомеостаза. В норме у человека: рН крови = 7,36–7,40; рН слюны = 6,8–7,2; рН желудочного сока = 1,5–2,5; рН кишечного сока = 8,0–9,0. Водородный показатель (рН) крови относится к так называемым жестким биологическим константам, то есть является одним из наиболее постоянных показателей.
При физических нагрузках увеличивается поступление в кровь кислых продуктов, особенно молочной кислоты, которая интенсивно образуется в мышцах. В результате этого рН крови может снизиться до 7,2–6,8. Степень сдвига зависит от продолжительности и интенсивности работы, а также от уровня тренированности спортсмена и наиболее выражена при работе в зонах субмаксимальной и большой мощности.
Каждый фермент, принимающий участие в обмене веществ, наиболее активен при строго определенном оптимуме рН в жидкой среде. Например, пепсин желудочного сока идеально расщепляет белки пищи в среде с рН 1,2–2,5, тогда как для липазы – фермента сока поджелудочной железы оптимальным является рН = 9,0. Поэтому, удерживание постоянства водородного показателя крови надежно обеспечивает наилучшие условия во всех тканях организма для деятельности ферментов и необходимого уровня обмена веществ.
Для поддержания постоянства рН крови организм должен обладать мощными регуляторными системами, которые предупреждали бы сдвиги рН. В процессе эволюции развились весьма совершенные механизмы регуляции активной реакции (рН) внутренней среды организма, особенно крови. Они включают химические реакции и физиологические системы, способствующие нейтрализации и выведению из организма избытка кислых или щелочных соединений.
Основную роль в поддержании постоянства рН в организме играют буферные системы, которые связывают избыток водородных или гидроксильных ионов в слабо диссоциирующие молекулы.
Эффект работы буферных систем можно продемонстрировать на таком примере: если к 1л дистиллированной воды добавить 1 мл концентрированной соляной кислоты, то рН с 7,0 снизится до 2,0, а если то же количество кислоты прилить к одному литру плазмы крови, то рН с 7,4 снизится всего до 7,2.
Буферными называются системы, обладающие свойством достаточно стойко сохранять постоянство концентрации водородных ионов при накоплении как кислых, так и щелочных соединений. Все буферные системы нашего организма построены по одному типу: они состоят из слабой кислоты и соли этой кислоты, образованной при взаимодействии с сильным основанием.
Наиболее важными буферными системами крови являются бикарбонатная, фосфатная, белковая и гемоглобиновая.
Бикарбонатный буфер состоит из слабой угольной кислоты (Н2СОз) и ее щелочных солей, главным образом, бикарбоната натрия (NaHCО3). Для поддержания нормального рН крови важно не абсолютное Н2СО3 и NaHCО3, а соотношение их концентрации: при рН крови, равном 7,4 соотношение концентрация бикарбоната натрия в плазме должна быть в 20 раз больше, чем углекислоты.
Фосфатный буфер состоит из смеси одно- и двузамещенных солей фосфорной кислоты – NaH2PО4 и Na2HPО4. Однозамещенная соль играет роль кислоты, а двузамещенная соль – роль щелочной соли. При рН около 7,4 соотношение