산-염기 항상성. 국제 응용 및 기초 연구 저널

임대블록

신체의 모든 완충 시스템은 산-염기 항상성(생리 시스템의 산성 및 기본 구성 요소의 최적 농도 균형)을 유지하는 데 관여합니다. 그들의 행동은 서로 연결되어 있으며 균형을 이루고 있습니다. 탄화수소 완충제는 모든 완충 시스템과 가장 관련이 있습니다. 완충 시스템의 교란은 해당 구성 요소의 농도에 영향을 미치므로 탄화수소 완충 시스템 매개변수의 변화는 신체의 CBS를 매우 정확하게 특성화할 수 있습니다.

혈액 CBS는 일반적으로 다음과 같은 대사 매개변수를 특징으로 합니다.

혈장 pH 7.4±0.05;

[HCO3-]=(24.4±3) mol/l - 알칼리 매장량;

рСО2=40 mm Hg - 혈액 위의 CO2 부분압.

중탄산염 완충액에 대한 Henderson-Hasselbach 방정식에서 CO2의 농도나 부분압이 변하면 혈액 CBS도 변한다는 것이 분명합니다.

신체의 다양한 부분에서 환경 반응의 최적 값을 유지하는 것은 완충 시스템과 배설 기관의 조화로운 작업을 통해 달성됩니다. 매체의 반응이 산성쪽으로 이동하는 것을 호출합니다. 산증, 그리고 기본적으로 - 알칼리증. 생명을 보존하기 위한 중요한 값은 산성 쪽에서 6.8로, 염기성 쪽에서 8.0으로 이동하는 것입니다. 산증과 알칼리증은 호흡성 또는 대사성 원인일 수 있습니다.

대사성 산증다음으로 인해 발생합니다.

a) 대사산 생산 증가;

b) 중탄산염의 손실로 인해.

대사산 생산 증가는 다음과 같은 경우에 발생합니다. 1) 제1형 당뇨병, 장기간의 완전 단식 또는 식단에서 탄수화물 비율의 급격한 감소;

2) 젖산증(쇼크, 저산소증, 제2형 당뇨병, 심부전, 감염, 알코올 중독).

소변(신장산증) 또는 특정 소화액(췌장, 장)을 통해 중탄산염의 손실이 증가할 수 있습니다.

호흡성 산증저호흡으로 발전원인에 관계없이 폐의 팽창으로 인해 CO2 분압이 40mmHg 이상으로 증가합니다. 미술. (고탄산증). 이는 호흡기 질환, 폐 환기 저하, 바르비투르산염과 같은 특정 약물로 인한 호흡 센터 우울증에서 발생합니다.

대사성 알칼리증상당한 손실이 관찰됨반복되는 구토로 인한 위액, 저칼륨혈증 중 소변의 양성자 손실, 변비(알칼리성 생성물이 장에 축적되는 경우, 결국 중탄산염 음이온의 원천은 췌장이며, 그 관은 십이지장으로 열림)뿐만 아니라 알칼리성 식품과 미네랄 워터를 장기간 섭취하는 동안 염이 음이온에 의해 가수분해됩니다.

호흡기 (호흡기) 알칼리증초고속의 결과로 발생폐가 기울어지면 신체에서 CO2가 과도하게 제거되고 혈액 내 분압이 40mm 미만으로 감소합니다. rt. 미술. (저탄소증). 이는 희박한 공기를 흡입할 때, 폐의 과호흡, 열성 호흡 곤란의 발생, 뇌 손상으로 인한 호흡 센터의 과도한 흥분 등에서 발생합니다.

산증의 경우 응급조치로 4-8% 중탄산나트륨, 3.66% 트리사민 H2NC(CH2OH)3 용액 또는 11% 젖산나트륨의 정맥 주입을 사용합니다. 후자는 산을 중화하는 동안 CO2를 방출하지 않아 효율성이 높아집니다.

알칼리증은 교정하기가 더 어렵습니다. 특히 대사성 질환(소화 및 배설 시스템의 붕괴와 관련됨)은 더욱 그렇습니다. 때로는 5% 아스코르브산 용액이 사용되며 중탄산나트륨으로 pH 6~7로 중화됩니다.

알칼리 예비- 이는 중탄산염(NaHC03)의 양(보다 정확하게는 혈장이 결합할 수 있는 CO2의 양)입니다. 이 값은 중탄산염 함량의 증가 또는 감소에도 불구하고 H2CO3의 적절한 변화가 있는 경우 pH가 완전히 정상으로 유지될 수 있기 때문에 조건부로 산-염기 균형의 지표로만 간주될 수 있습니다.

통해 보상 가능성이 있기 때문에 호흡, 처음에는 신체에서 사용되는 것이 제한되어 있으므로 불변성을 유지하는 결정적인 역할은 신장으로 넘어갑니다. 신장의 주요 임무 중 하나는 어떤 이유로 혈장에서 산증으로의 전환이 발생하는 경우 신체에서 H+ 이온을 제거하는 것입니다. 산증적절한 양의 H 이온을 제거하지 않으면 교정할 수 없습니다. 신장은 3가지 메커니즘을 사용합니다.

1. 수소이온 교환관형 세포에서 형성된 HCO3 음이온과 결합하여 NaHCO 형태로 완전히 재흡수되는 나트륨 이온으로,

이 메커니즘을 사용하여 H 이온을 방출하기 위한 전제 조건은 탄산탈수효소에 의해 활성화되는 반응입니다: CO2 + H20 = H2CO3, 그리고 H2CO3는 H 및 HCO3 이온으로 분해됩니다. 이번 교환에서는 수소 이온을 이온으로나트륨, 사구체에서 여과된 모든 중탄산나트륨의 재흡수가 발생합니다.

2. 소변으로 수소이온 배설나트륨 이온의 재흡수는 또한 원위세뇨관에서 인산나트륨의 알칼리성 염(Na2HPO4)을 이인산나트륨의 산성염(NaHaPO4)으로 전환함으로써 발생합니다.

3. 암모늄염의 형성:글루타민과 기타 아미노산으로 인해 신장 세뇨관의 원위 부분에서 형성된 암모니아는 H 이온의 방출과 나트륨 이온의 재흡수를 촉진합니다. NH4Cl은 암모니아와 HCl의 결합으로 인해 형성됩니다. 강한 HCl을 중화하는 데 필요한 암모니아 형성의 강도가 클수록 소변의 산도가 높아집니다.

표 3

CBS의 기본 매개변수

(동맥혈의 평균값)

40mm. rt. 미술.

(혈장 내 CO2 부분압)

이 구성 요소는 CBS(CAR) 규제의 호흡 구성 요소를 직접 반영합니다.

(과탄산증)은 호흡성 산증의 특징인 저호흡과 함께 관찰됩니다.

↓(저탄소증)은 호흡성 알칼리증의 특징인 과호흡 중에 관찰됩니다. 그러나 pCO2의 변화는 CBS의 대사 장애로 인한 보상의 결과일 수도 있습니다. 이러한 상황을 서로 구별하려면 pH와 [HCO3-]를 고려해야 합니다.

95mm. rt. 미술. (혈장 내 부분압)

SB 또는 SB

SB – 표준 플라즈마 중탄산염, 즉 [НСО3-] ↓ - 대사성 산증 또는 호흡성 알칼리증 보상.

대사성 알칼리증 또는 호흡성 산증 보상용.

추가 색인

BO 또는 BB

(기본 버퍼)

버퍼 베이스. 이는 완충 시스템에 속하는 모든 전혈 음이온의 합계입니다.

이전 또는 BD

(염기 결핍)

염기 결핍. 이는 대사성 산증에서 실제적인 BO 값과 적절한 BO 값의 차이입니다. pH를 정상으로 만들기 위해 혈액에 추가해야 하는 염기의 수로 정의됩니다(pCO2 = 40 mmHg tо = 38°C에서).

IO 또는 BE

(염기 과잉)

염기 과잉. 이는 대사성 알칼리증에서 실제 BO 값과 예상 BO 값의 차이입니다.

일반적으로 상대적으로 말하면 염기의 부족이나 과잉(DO나 IO 모두)이 없습니다. 실제로 이는 정상 조건에서 예상 BO와 실제 BO 사이의 차이가 ±2.3 meq/l 이내라는 사실로 표현됩니다. 이 지표가 정상 범위에서 벗어나는 것은 CBS 대사 장애의 전형적인 현상입니다. 비정상적으로 높은 값이 일반적입니다. 대사성 알칼리증. 비정상적으로 낮음 – 대사성 산증.

실험실 및 실무

경험 1. 혈청과 인산염 BS의 완충 능력 비교

ml 측정

N 플라스크

혈청(1:10 희석)

인산염 BS(1:10 희석), pH = 7.4

페놀프탈레인(지시약)

산-염기 상태(ABS)- 신체 내부 환경 반응의 상대적 불변성. H + 농도를 정량적으로 특징으로 함.

H+ 농도는 pH 값을 사용하여 표현됩니다. H +의 농도와 그에 따른 pH 값은 신체의 산과 염기의 비율에 따라 달라집니다.

브론스테드산 - H+를 기증할 수 있는 분자 또는 이온.

브뢴스테드 재단 - H+를 수용할 수 있는 화합물.

신체에서 가장 흔한 산은 탄산이며 하루에 약 20몰이 형성됩니다. 신체는 또한 기타 무기산(염산, 황산, 인산) 및 유기산(아미노-, 케토-, 히드록시-, 핵산, 지방)을 하루 80mmol의 양으로 생성합니다.

그 중 가장 강한 것은 암모니아입니다. 아미노산 아르기닌과 리신, 생체 아민(예: 카테콜아민, 히스타민, 세로토닌 등)도 기본 특성을 가지고 있습니다.

pH 조절의 생물학적 중요성, 위반 결과

H +는 양전하를 띤 입자이며 음전하를 띤 분자 및 음이온 그룹에 결합되어 그 결과 구성과 특성이 변경됩니다. 따라서 액체 내 H+의 양은 단백질, 핵산, 탄수화물 및 지질(양친매성)과 같은 모든 주요 유기 화합물 그룹의 구조와 특성을 결정합니다. H+ 농도의 가장 중요한 효과는 효소 활성에 있습니다. 각 효소에는 효소의 활성이 최대가 되는 최적의 pH가 있습니다. 예를 들어, 해당과정, TCA 회로, PFS 효소는 중성 환경에서 활성을 보이고, 리소좀 효소와 위 효소는 산성 환경(pH = 2)에서 활성을 가집니다. 결과적으로 pH의 변화는 개별 효소의 활성에 변화를 일으키고 일반적으로 대사 장애를 유발합니다.

WWTP 규제의 기본 원칙

CBS의 규제는 3가지 주요 원칙을 기반으로 합니다.

1. pH 불변성 . CBS의 조절 메커니즘은 일정한 pH를 유지합니다.

2. 등몰농도 . CBS를 조절할 때 세포 간액과 세포 외액의 입자 농도는 변하지 않습니다.

3. 전기적 중립성 . CBS를 조절할 때 세포간액과 세포외액의 양성 및 음성 입자의 수는 변하지 않습니다.

SPAT 규제의 메커니즘

1. 물리화학적 메커니즘 , 이들은 혈액과 조직의 완충 시스템입니다.
2. 생리적 메커니즘 , 이들은 폐, 신장, 뼈 조직, 간, 피부, 위장관 등의 기관입니다.
3. 대사 (세포 수준에서).

WWTP 위반 - 메커니즘에 따른 분류? 보상의 생화학적 경로.

호흡 위반

CBS에 대한 보상- CBS 위반이 아닌 신체 부분의 적응 반응.

CBS 수정– CBS 위반을 일으킨 기관의 적응 반응.

CBS 장애에는 산증과 알칼리증이라는 두 가지 주요 유형이 있습니다.

산증– 절대적 또는 상대적인 산의 과잉 또는 염기의 결핍.

알칼리증– 염기의 절대적 또는 상대적 과잉 또는 산 결핍.

산증 또는 알칼리증은 완충 시스템이 일정한 pH를 유지하기 때문에 항상 H + 농도의 눈에 띄는 변화를 동반하지는 않습니다. 이러한 산증과 알칼로스를 다음과 같이 부릅니다. 보상 (pH는 정상입니다.) AN ⇔ A - + N + , N + + B - ⇔ BH

산증 또는 알칼리증 중에 완충 용량이 모두 소모되면 pH 값이 변경되고 다음이 관찰됩니다. 산혈증 – pH 값이 정상 이하로 감소하거나 알칼리혈증 - pH 값이 정상보다 증가합니다. 이러한 산증과 알칼로스를 다음과 같이 부릅니다. 보상받지 못한 .

(다른 그리스 호모이오스 - 유사 및 정체 - 서 있음) - 이것은 이동 평형이거나 제한된 한계 내에서 변동합니다. 신체 내부 환경의 불변성, 그리고 무엇보다도 혈액, 림프, 조직(세포외)액. 예를 들어 생리학적 의미에서 항상성은 체온, 혈압, 혈당 수치 등이 일정하게 유지되는 것입니다.

항상성의 기능

다소 전통적으로 항상성은 세 가지 주요 기능을 정의합니다.

• 적응형 (적응형);
• 에너지;
• 생식 (생식, 재생산 능력).

특정 연령까지 항상성의 세 가지 주요 구성 요소는 신체의 거의 정상적인 상태를 보장합니다. 그런 다음 소위 정상 또는 비감염성 질병의 출현 조건이 발생합니다. 특히, 비만, 폐경 및 불리한 환경 영향에 대한 민감성 증가(과적응증). 일반적으로 모든 기간의 항상성 장애는 그 자체로 질병입니다.

복잡한 메커니즘 덕분에 자기 규제건강한 사람의 몸은 변화하는 생활 조건에 적응합니다. 또한 청년기와 중년기에는 생리적 방어 메커니즘이 노년기보다 더 적극적으로 활성화되어 신체에 위험한 후속 변화가 발생하지 않도록 보호합니다.

신경, 내분비, 체액, 대사, 배설 및 기타 여러 시스템의 복잡한 보호 상호 작용은 주로 다음에 따라 달라집니다. 인간의 영양.

이미 언급한 바와 같이, 이는 항상성 메커니즘이 지연되어 반응하고 항상 필요한 활동을 수행하지는 않는 유아기와 노년기에 특별한 의미를 갖습니다.

산-염기 균형(pH 균형)

항상성의 가장 중요한 조건 중 하나는 산-염기 균형. 음식에서 지방과 탄수화물이 분해되면 상당히 많은 양의 이산화탄소가 생성됩니다. 예비 글리코겐을 사용하면 근육에 젖산이 축적됩니다. 요산은 자연적으로 단백질 활용의 최종 산물 중 하나로 밝혀졌습니다. 이러한 유기산의 과잉은 산증의 주요 원인입니다. 대부분 당뇨병 및 심한 염증 과정을 복잡하게 만듭니다. 알칼리 반응을 일으켜 인체의 산증을 중화할 수 있는 물질의 공급량은 적습니다. 그러므로 음식을 통해 체계적으로 충분한 양을 공급받아야 합니다. 이러한 식품 성분에는 주로 유리 유기산이 포함됩니다. 복잡한 변형 중에 알칼리 및 알칼리토 원소도 방출됩니다. 잠재적인 알칼리화 제품에는 우유도 포함됩니다. 우유에는 단백질의 산성 등가물뿐만 아니라 항산 특성이 있는 칼륨과 나트륨도 포함되어 있습니다.

균형 잡힌 식단을 사용하면 건강하고 육체적으로 활동적인 사람의 신체의 산-염기 균형이 적절한 메커니즘에 의해 유지되며, 영양이 부적절하게 구성되면 점차 고갈됩니다.

식이 식품에는 알칼리성 등가물(원가)이 풍부한 일반 식품보다 더 많이 포함되어야 합니다. 신선한 오이(+31.5 meq), 롱티(-53.5 meq), 감귤(+18.6 meq), 레몬(+16.1 meq), 사과(+4.7 meq)입니다. 포르치니 버섯(+4.4mEq), 샴피뇽(+1.8mEq)뿐만 아니라 완두콩, 강낭콩, 수박, 호박, 멜론, 무, 복숭아, 당근, 우유에도 이러한 원자가가 상대적으로 많이 있습니다. 반대로 고기, 생선, 코티지 치즈, 달걀, 치즈, 버터, 식물성 지방, 설탕, 과자, 라드에는 산성 원자가가 풍부합니다. 호두(-19.2meq), 땅콩(-16.9meq), 링곤베리(-4.6meq)에 많이 함유되어 있습니다. 구운 식품, 시리얼, 감자에서는 산성 원자가가 알칼리 원자가보다 우세합니다.

산-염기 균형에 영향을 미치는 식품의 능력은 맛에 좌우되지 않으며 항상 재 잔류물의 화학 반응에 의해 결정되는 것은 아닙니다. 예를 들어, 유제품 요리에 과량의 식염이나 탄산칼륨을 첨가하면 신체의 산성 원자가가 유지되는 데 도움이 됩니다. 반대로, 식단에 감자 요리를 과도하게 섭취하면 알칼리 원자가가 지연되어 중등도의 알칼리증이 동반되는 경우가 있습니다. 그러나 후자의 경우에는 다른 야채, 과일, 빵을 합친 것보다 식단에 감자가 5-6배 더 많아야 합니다. 물론 그러한 식단을 균형 잡힌 식단이라고 부르기는 어렵습니다.

또한 산화 식단에 장기간 지속적으로 노출되면 반대 효과, 즉 알칼리증. 결과적으로, 이와 관련하여 특별히 선택된 식단이 고유한 치료 및 예방 특성을 잃지 않도록 하려면 2~3일 동안 6~7일마다 정상적인 균형 잡힌 식단으로 교체해야 합니다. 물론, 이 질병에 대해 표시되지 않은 음식과 요리의 한계를 고려합니다.

산-염기 균형은 체액의 생화학적 불변성의 엄격한 구성 요소로, 일반적으로 수소 이온의 농도를 특징으로 하며 기호 [pH]로 표시됩니다. 자연에 존재하는 모든 용액의 수소 이온 농도 범위는 1~14입니다. pH가 1~7.0인 용액은 산성이고, pH가 7~14인 용액은 알칼리성입니다. 낮에는 단백질 대사와 산의 인 에스테르 가수분해의 결과로 약 50-100 meq/l H +가 형성되고 탄수화물과 지방이 분해되면서 거의 15,000 mmol의 이산화탄소 [CO 2 ]는 폐를 통해 몸 밖으로 배출됩니다.

CO 2 및 H +의 과도한 형성에 대한 신체의 반응에는 산-염기 상태를 유지하기 위한 물리화학적 반응, 호흡 및 신장 메커니즘이 포함됩니다. 동맥혈과 정맥혈의 pH, H + 농도, pCO 2의 정상 값은 표 1에 나와 있습니다.

표 1

혈액 내 완충 염기의 생리학적 농도

신체의 완충 시스템 또는 물리화학적 시스템은 활성 혈액 반응의 변화를 방지(완충)합니다. 신체에는 네 가지 물리화학적 시스템이 있습니다. 혈액의 중탄산염 시스템; 인산염계; 약산의 성질을 가지며 강염기 염과 혼합될 때 이 시스템을 형성할 수 있는 혈청 단백질; 그리고 헤모글로빈 관련 시스템. 완충 시스템의 생리학적 본질은 신체에 유입되거나 체내에서 형성된 모든 공격성 산 또는 공격성 알칼리가 약한 물질로 변환될 수 있으며, 그 결과 수소 이온 농도가 정상 수준[pH-7.4]으로 유지된다는 것입니다. 그리고 체내 수소이온의 농도가 일정하게 유지되는 것은 절대적이고 필수적인 삶의 조건입니다.

산-염기 상태를 조절하는 다른 시스템이 있으며, 그 활성은 항상성의 물리화학적 조절을 크게 보완합니다. 생리학적 시스템의 주요 메커니즘은 최종 및 중간 대사산물의 방출로, 그 결과 수소이온 농도가 정상화됩니다. 이러한 생리학적 시스템 중 가장 중요한 것은 폐, 신장, 간 및 위장관입니다.

유리 수소 이온은 폐에서 방출되지 않지만 체내 형성이 증가함에 따라 기능하는 중탄산염 시스템은 강산을 약한 탄산으로 변환하고 이후 혈액에서 [H 2 O] 분자와 이산화탄소로 분해됩니다. 분자. 이산화탄소는 호흡 중추를 자극하여 숨가쁨, 과호흡을 유발하고 과도한 이산화탄소는 호기 공기와 함께 배설됩니다.

신체의 산-염기 균형을 유지하는 신장의 역할은 이뇨를 증가시켜 산성 또는 알칼리성 혈액에서 수소 이온과 중탄산염 이온(HCO 2 )을 제거하는 것입니다.

항상성을 유지하는 데 있어서 간의 중요성은 크렙스 회로 또는 중성 화합물 요소의 합성을 통해 대사의 최종 산물에 대한 산화환원 과정을 활성화하는 것입니다. 또한 간세포는 담즙과 함께 산성 또는 알칼리성 생성물의 위장관 내강으로의 방출이 증가할 때 배설 기능도 가지고 있습니다. 소화 시스템은 전해질과 물의 양과 구성을 조절하는 역할을 하며, 이는 생리학적 농도 내에서 수소 이온의 농도를 유지하는 데 도움이 됩니다.

재개하다.산-염기 항상성을 유지하는 것은 매우 복잡하고 다면적인 과정입니다. 방법론적 목적을 위해 이 과정은 수술 병리 중 신체 대사 변화의 중요성을 이해하고 이 범주의 환자에서 치료 조치를 수행하기 위한 병리학적 방향을 제공하기 위해 단순화된 형식으로 설명됩니다.

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