酸碱平衡的调节
在化学反应中,凡能释放出H+的化学物质称为酸,例如HCl、H2SO4、NH+4、H2PO4-、H2CO3等;反之,凡能接受H+的化学物质称为碱,如OH-、NH3、HPO2-4、HCO-3等。蛋白质(Pr-)在体液中与H+结合成为蛋白酸(HPr),所以Pr-也是一种碱。
体内的酸性物质可以分为:①挥发性酸:三大物质氧化分解,其最终代谢产物CO2与H2O生成的H2CO3,它经肺排出体外,故称挥发性酸;②固定酸:主要来源于蛋白质分解代谢,如磷酸、硫酸、尿酸等;部分来自糖和脂肪代谢过程中产生的有机酸,如乳酸、乙酰乙酸、β-羟丁酸等;固定酸只能通过肾由尿排出体外。体内碱性物质主要来自食物,特别是蔬菜、瓜果中所含的有机酸盐,如枸橼酸盐、苹果酸盐和草酸盐,均可与H+起反应,分别转化为枸橼酸、苹果酸、草酸,Na+或K+则可与HCO-3结合生成碱性盐,机体在代谢过程中亦可生成少量碱性物质。在普通膳食情况下,正常人体内酸性物质生成量远超过碱性物质的生成量。
一、血液的缓冲体系及其作用
血液中有一系列缓冲物质,主要有碳酸氢盐缓冲对(NaHCO3/H2CO3)和非碳酸氢盐缓冲对,后者包括:磷酸氢盐缓冲对(NaH2PO4/Na2HPO4)、血浆蛋白缓冲对(Pr-/HPr)、血红蛋白缓冲对(Hb-/HHb、HbO2-/HHbO2),它们具有很强且迅速的缓冲酸碱度的能力。其中最重要的是碳酸氢盐缓冲对,它只能缓冲固定酸,不能缓冲挥发性酸,其缓冲能力强,占血液缓冲总量的1/2以上;挥发酸的缓冲主要靠非碳酸氢盐缓冲系统,特别是血红蛋白缓冲对。
二、肺在调节酸碱平衡中的作用
肺在酸碱平衡中的作用是通过改变肺泡通气量来控制CO2的排出量。当动脉血二氧化碳分压升高或pH值降低时,通过中枢和外周化学感受器,使呼吸中枢兴奋,呼吸加深加快,使CO2由肺排出增多;反之,当动脉血二氧化碳分压降低或pH值升高时,呼吸中枢兴奋性下降,呼吸变浅变慢,从而减少CO2的排出。肺是通过呼吸运动的频率和幅度来调节血浆H2CO3浓度,使血液[NaHCO3]/[H2CO3]的值接近正常,以保持pH值相对恒定。
三、肾在调节酸碱平衡中的作用
肾是通过排泄固定酸、重吸收NaHCO3,从而对酸碱平衡进行调节。肾对酸碱平衡调节的主要机制:①近端肾小管细胞主动分泌H+和重吸收NaHCO3;②产NH3排NH+4,主要在近曲小管完成;③远曲小管酸化作用:其闰细胞分泌H+,同时以Cl--HCO-3交换方式重吸收HCO-3。肾的调节作用发挥较慢,常在酸碱平衡紊乱发生后12~24h才发挥作用,但效率高,作用持久。(https://www.daowen.com)
酸碱平衡的调节机制见表6-1-1。


四、组织细胞在酸碱平衡中的调节作用
细胞的缓冲作用主要是通过离子交换进行的,红细胞、肌细胞、骨组织等均能发挥这种作用。当细胞外液H+过多时,H+弥散入细胞内,而K+从细胞内移出。当细胞外液H+过少时,H+由细胞内移出,所以酸中毒时往往伴有高钾血症,碱中毒时伴有低钾血症。Cl--HCO-3的交换也十分重要,因为Cl-是可以自由交换的阴离子,当HCO-3升高时,Cl-的排出由Cl--HCO-3交换来完成。