Редактирование: PH крови: кислотно-щелочное равновесие

== Особенности параметров внутренней среды организма во время выполнения упражнений разного характера (на примере исследования резервной щелочности крови методом титрования) ==

Относительное постоянство внутренней среды и некоторых физиологических функций организма человека называют гомеостазом (Булич, Муравов, 2003; Н. И. Волков и соавт., 1988; Меерсон, 1986; Функциональные резервы..., 1990).

Особое значение для жизни человека имеет постоянство состава крови. Такие ее особенности, как активная реакция (pH) и осмотическое давление, наиболее устойчивы.

=== Регуляция кислотно-щелочного равновесия крови ===

'''Кислотно-щелочное равновесие''' — это константа крови, регулируемая наиболее часто. Кровь имеет слабощелочную реакцию: pH артериальной крови составляет 7,4, а венозной — 7,35 (вследствие избытка С02).

Снижение pH может происходить в узких пределах (максимально до 6,8). В случае большего изменения наступает смерть.

Смещение pH в кислую сторону осуществляют кислоты Н3Р04, Н2С03, молочная, пировиноградная, некоторые кетосоединения.

Возможным является и повышение щелочности внутренней среды организма, прежде всего в горных условиях. Щелочные электролиты поступают во внутреннюю среду с пищевыми продуктами (овощи, фрукты).

Благодаря регуляторным механизмам двух типов pH крови четко поддерживается:

а) '''физико-химические (буферные системы)''', состоящие из кислотного и щелочного компонентов, связывают кислоты или щелочи, предотвращая существенное изменение концентрации Н+. Этот механизм действует очень быстро (доли секунды) и потому относится к быстрым механизмам регуляции устойчивости внутренней среды (Булич, Муравов, 2003; Волков Н. И. и соавт., 1998; Функциональные резервы..., 1990).

В плазме крови содержатся такие основные буферные системы:

*бикарбонатная: Н<sub>2</sub>СО<sub>3</sub>/NaHC0<sub>3</sub>

*фосфатная:NaH<sub>2</sub>P0<sub>4</sub>/NaHP0<sub>4</sub>

*белковая:Н белок/Na белок

В эритроцитах функционируют такие буферные системы:

1.    Оксигемоглобин и восстановленная форма гемоглобина. Они действуют как слабая кислота в буферной паре с калиевой солью гемоглобина:

ННbО<sub>2</sub> /KНЬО<sub>2</sub>;ННb/ КНЬ

2.    Калиевые соли Н<sub>3</sub>Р0<sub>4</sub> (калийфосфатная буферная система):

КН<sub>2</sub>Р0<sub>4</sub>/К<sub>2</sub>НР0<sub>4</sub>

Механизм функционирования буферных систем можно продемонстрировать на примере карбонатной буферной системы. Если во внутренней среде организма образуется избыток щелочи, в реакцию вступает кислотный компонент буферной системы — Н<sub>2</sub>С0<sub>3</sub>:

NaOH + Н<sub>2</sub>С0<sub>3</sub> = NaHC0<sub>3</sub> + Н<sub>2</sub>0.

Если среда подкисляется кислыми продуктами обмена веществ, в реакции участвует щелочной компонент буферной системы:

HCI + NaHC0<sub>3</sub> = NaCI + Н<sub>2</sub>С0<sub>3</sub>.

В обоих случаях образуются продукты, которые легко диссоциируют и существенно не влияют на pH внутренней среды;

б) '''физиологические механизмы''' связаны с функционированием легких и почек, которые соответственно регулируют концентрацию С02 и минеральных солей. Такой физиологический механизм регуляции гомеостаза, как почки, действует очень медленно (10—12 ч). Но этот механизм наиболее мощный и способен полностью восстановить pH организма, удалив мочу со щелочными или кислыми значениями pH (Волков Н. И. и соавт., 1998; Медведев, 1984).

Физиологические механизмы регуляции устойчивости внутренней среды тесно взаимодействуют с физико-химическими, дополняя их и делая систему регуляции в целом более надежной. Например, у бикарбонатной системы небольшая емкость, но в организме по важности она превосходит все другие вследствие того, что концентрация каждого из элементов буферной системы может регулироваться: С02—дыхательной системой, а бикарбонатный ион — почками. Благодаря легкости, с которой легкие регулируют концентрацию С02, эта система обладает значительной буферной емкостью.

Все буферные системы вместе взятые образуют щелочной резерв, способный связывать избыток кислот, образующихся в процессе обмена веществ, в том числе и во время физических нагрузок.

'''Оснащение''': микробюретки, пипетки на 10 мл, микропипетки, колбы на 25 мл, кровь, 0,1N раствор гидроксида натрия, 0.01N раствор HCI.

'''Ход работы'''

В колбы, содержащие 10 мл 0,01 N раствора HCI, добавляют 0,2 мл крови спортсменов разной специализации и тщательно перемешивают. Прозрачную жидкость бурого цвета титруют 0.1N раствором гидроксида натрия до появления мути и выпадения осадка, то есть до изоэлектрической точки смеси белков крови (альбумины, глобулины, гемоглобин). Окончание реакции наступает сразу после добавления одной капли щелочи.

Расчет резервной щелочности крови спортсменов разной спортивной специализации проводят по формуле:

х =(1-а) с -100/ V

где 1 — объем HCI, взятый для определения, приведенный к 0,1 N концентрации, мл; а — объем щелочи, затраченной на титрование, мл; с — концентрация щелочи (0,1 N); V— объем крови, взятой для определения (0,2 мл).

Полученные данные анализируют и делают выводы.