Реабсорбция бикарбонат-ионов

Почки

Печень

Костная ткань

Дыхательная система

Физиологическая компенсация нарушений КОС

Длительная стабилизация сдвигов рН

Легочная вентиляция обеспечивает удаление угольной кислоты, образованной при функционировании бикарбонатной буферной системы. По скорости реакции на изменение рН – это вторая система после буферных систем.

Дополнительная вентиляция легких приводит к удалению СО₂, а значит и Н₂СО₃, и повышает рН крови, что компенсирует закисление межклеточной жидкости и плазмы крови продуктами метаболизма, в первую очередь, органическими кислотами.

Сдвиги значений рО₂ не являются сильно значимыми для изменения легочной вентиляции. Только снижение рО₂ до 8 кПа в артериальной крови (норма 11,04-14,36 кПа или 83-108 мм рт.ст.) приводит к увеличению активности дыхательного центра.

Более существенным фактором для активации дыхательной системы является концентрация ионов Н⁺. Накопление ионов Н⁺ в крови уже через 1-2 минуты вызывает максимальную (для данной их концентрации) стимуляцию дыхательного центра, повышая его активность до 4-5 раз, что приводит к снижению рСО₂ до 10-15 мм рт.ст. И, наоборот, снижение кислотности крови понижает активность дыхательного центра на 50-75%, рСО₂ при этом способен возрастать до 60 мм рт.ст и выше.

Это наиболее медленно реагирующая система. Механизм ее участия в регуляции рН крови состоит в возможности обмениваться с плазмой крови ионами Са²⁺ и Na⁺ в обмен на протоны Н⁺. Происходит растворение гидроксиапатитных кальциевых солей костного матрикса, освобождение ионов Са²⁺ и связывание ионов НРО₄^2– с Н⁺ с образованием дигидрофосфата, который уходит с мочой.

8Н⁺ + Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂ → 2H₂O + 10Ca²⁺ + 6HPO₄^{2 –}

Параллельно при снижении рН (закисление) происходит поступление ионов H⁺внутрь остеоцитов, а ионов калия – наружу.

Существенную, но пассивную роль в регуляции кислотно-основного состояния крови берет на себя печень, в которой происходит метаболизм низкомолекулярных органических кислот (молочная кислота и др). Кроме этого, кислые и щелочные эквиваленты выделяются с желчью.

Развитие почечной реакции на смещение кислотно-основного состояния происходит в течение нескольких часов и даже дней.

Специфические нейрогуморальные механизмы регуляции секреции и реабсорбции ионов Н⁺ отсутствуют.

Регуляция концентрации ионов H⁺ осуществляется опосредованно, через потоки ионов Na⁺, движущихся по градиенту концентрации, и через перераспределение потоков ионов К⁺ и Н⁺, которые выходят из эпителиоцитов (секретируются) в обмен на ионы Na⁺.

Также для обеспечения электронейтральности внутри- и внеклеточной жидкости при реабсорбции ионов Na⁺усиливается реабсорбция ионов Cl^–, однако их не хватает, поэтому возникает необходимость в усилении реабсорбции и дополнительном синтезе ионов HCO₃^–.

Все вышесказанное упрощенно можно проиллюстрировать выражением:

Реабсорбция (Na⁺) ≈ Секреция (К⁺ + Н⁺) + Реабсорбция (Cl^– + HCO₃^–)

В почках активно протекают три процесса, связанных с уборкой кислых эквивалентов. Благодаря этим процессам рН мочи в состоянии снижаться до 4,5-5,2:

1. Реабсорбция бикарбонатных ионов HCO₃^–.

2. Ацидогенез – удаление ионов Н⁺ с титруемыми кислотами (в основном в составе дигидрофосфатов NaH₂PO₄).

3. Аммониегенез – удаление ионов Н⁺ в составе ионов аммония NH₄⁺.

В проксимальных канальцах ионы Na⁺ мигрируют в цитозоль эпителиальных клеток в силу концентрационного градиента, который создается на базолатеральной мембране при работе фермента Na⁺,К⁺‑АТФазы. В обмен на ионы Na⁺ эпителиоциты канальцев активно секретируют в канальцевую жидкость ионы водорода.

Ионы HCO₃^–‑ первичной мочи и секретируемые ионы Н⁺ образуют угольную кислоту Н₂СО₃. В гликокаликсе эпителиоцитов фермент карбоангидраза катализирует распад угольной кислоты на СО₂ и воду. В результате возникает градиент концентрации углекислого газа между просветом канальцев и цитозолем и СО₂диффундирует в клетки. Внутриклеточная карбоангидраза использует пришедший СО₂ и образует угольную кислоту, которая диссоциирует. Ионы НСО₃^– транспортируются в кровь, ионы Н⁺ – секретируются в мочу в обмен на ионы Na⁺. Таким образом, объем реабсорбции НСО₃^– полностью соответствует секреции ионов Н⁺.

Дата добавления: 2014-01-11