Роль почки в регуляции кислотно-основного равновесия

рН крови является одной из наиболее жёстких констант и колеблется в очень узких пределах 7,35 – 7,45, и это, несмотря на то, что в результате обмена веществ в кровь из тканей за сутки поступают кислые продукты в количестве, эквивалентном двум литрам концентрированной соляной кислоты. Это количество в двадцать раз превышает все основания, содержащиеся в организме, и, тем не менее, реакция крови не претерпевает никаких изменений.

Постоянство рН крови поддерживается, прежде всего, буферными системами, которые нейтрализуют сильные кислоты и щёлочи, превращая их в слабые кислоты и щёлочи, и тем самым, предотвращая резкое изменение рН крови. Однако буферные системы, расходуя на эти процессы свои составные компоненты нуждаются в их восстановлении; они имеют ограниченную ёмкость и могут лишь временно сдерживать сдвиги рН. Главную роль в этих процессах играют физиологические регуляторы – органы выделения: лёгкие и почки. Лёгкие выводят летучие соединения, главным образом, угольную кислоту, а почки - нелетучие соединения.

Решающее значение в поддержании постоянства рН крови имеет бикарбонатная буферная система, так как от её составных частей (содержания СО₂ и бикарбонатов) главным образом зависит рН крови.

Любая кислота, поступающая в кровь в результате буферного эффекта отдаёт свой Н⁺ угольной кислоте, что приводит к увеличению парциального давления СО₂, который возбуждает дыхательный центр, объём вентиляции лёгких возрастает и избыток СО₂ выводится из организма. Образовавшаяся кислота поступает в почечные канальцы. Реакция может быть представлена в следующем виде:

Таким образом, на нейтрализацию кислот расходуется бикарбонат натрия и происходит уменьшение щелочного резерва крови. Если бы не было механизмов, восстанавливающих использованные в буферной реакции основания, то щелочной резерв был бы быстро израсходован.

Роль почки в регуляции кислотно-основного равновесия и заключается в восстановлении щелочного резерва крови. В её основе лежит способность эпителия почечных канальцев секретировать в просвет ионы Н⁺ и обменивать их на ионы Na⁺. При этом достигается сразу три результата:

1. моча подкисляется и из организма окончательно выводится избыток кислых ионов (рН мочи может достигать 4,5).

2. вместо секретируемого иона Н⁺ реабсорбируется Na⁺ и одновременно анион HCO₃^-

3. образуется бикарбонат натрия, который возвращается в кровь и восполняет щелочной резерв крови.

Na⁺ + HCO₃^- → NaHCO₃

Рассмотрим эти процессы подробнее. В клетках почечных канальцев образуется угольная кислота из воды и углекислого газа под действием фермента карбоангидразы (КА).

Рисунок 19 Реабсорбция бикарбоната в клетках