Химические буферные системы

Принцип действия химических буферных систем заключается в трансформации сильных кислот и сильных оснований в слабые. Химические буферные системы крови представлены бикарбонатным, фосфатным, белковым и гемоглобиновым буферами. Буферные системы начинают действовать сразу же при увеличении или снижении [H⁺], т.е. являются быстрой системой компенсации сдвигов рН. Например, буферы крови способны устранять умеренные сдвиги КЩР в течение 10–40 с.

Относительная ёмкость буферных систем крови приведена в табл. 24–3.

Таблица 24–3. Относительная ёмкость (%) буферов крови [17]

Гидрокарбонатная буферная система — основной буфер крови и межклеточной жидкости, составляет около половины буферной ёмкости крови и более 90% — плазмы и интерстициальной жидкости. Гидрокарбонатный буфер (смесь угольной кислоты [H₂СO₃] и гидрокарбоната натрия [NaHCO₃] — система открытого типа, она ассоциирована с функцией внешнего дыхания и почек. Система внешнего дыхания поддерживает оптимальный уровень рCO₂ крови (и как следствие — концентрацию H₂CO₃), а почки — содержание аниона HCO₃^–. Именно это и обеспечивает функционирование системы HCO₃^–/H₂CO₃ в качестве эффективного и ёмкого буфера внеклеточной среды.

Фосфатная буферная система играет существенную роль внутри клеток, особенно — канальцев почек, что обусловлено более высокой концентрацией фосфатов в клетках по сравнению с внеклеточной жидкостью. Фосфатный буфер состоит из двух компонентов: щелочного — (Na₂HPO₄) и кислого — (NaH₂PO₄). Эпителий канальцев почек содержит компоненты буфера в максимальной концентрации, что обеспечивает его высокую мощность. В крови фосфатный буфер способствует поддержанию («регенерации») гидрокарбонатной буферной системы. При увеличении уровня кислот в плазме крови (содержащей и гидрокарбонатный, и фосфатный буферы) увеличивается концентрация H₂CO₃ и уменьшается содержание NaHCO₃: