Изследвания и процедури

АКР (алкално-киселинно равновесие)

Синоними: киселинно-алкално равновесие, алкално-киселинен баланс, киселинно-алкален баланс, алкално-киселинно състояние, киселинно-алкално състояние
На английски език: acid-base balance, acid-base homeostasis

В резултат на обменните процеси в човешкия организъм ежедневно се образуват около 20 mol въглероден диоксид (двуокис) (CO2) и до 60 mmol водородни йони (H+). Напускащият клетката СО2 преминава по посока на концентрационния си градиент в интерстициалната течност и оттам в кръвта. Разтваря се с образуване на въглеродна (въглена) киселина (Н2СО3):

CO2 + H2O <- (карбоанхидраза) -> H2CO3 <--> H+ + HCO3- <--> H+ + CO32-

(Молекулите на въглеродната киселина са нетрайни и във воден разтвор се разпадат до хидрогенкарбонатни (бикарбонатни, кисели карбонатни) йони (HCO3-) – при отделяне на по един водороден йон, или до карбонатни йони (CO32-) – при отделяне на по два водородни йона. Вторият водороден йон се отстранява около хиляда пъти по-трудно от първия. В клетките, интерстициалната течност и кръвта на човек се намират (разтворен) въглероден диоксид, въглеродна киселина и бикарбонатни йони, но не и карбонатни йони.)

Този процес спонтанно протича с много малка скорост, за да могат да бъдат преработени непрекъснато постъпващите количества СО2 в Н2СО3. B еритроцитите обаче ензимът карбоанхидраза рязко повишава скоростта на реакцията. Образуващите се по този начин бикарбонатни йони преминават в плазмата (като се обменят за хлоридни йони (Cl-)), където се свързват с натриеви йони (Na+) в натриев хидрогенкарбонат (NaHCO3), докато образуващите се в еквимоларно съотношение водородни йони се свързват с хемоглобина.

B капилярите на белия дроб тези реакции протичат в обратна посока.

Хидрогенкарбонатът е най-важната транспортна форма на СO2 в кръвта:

  • плазмен НСО3- – 45%,
  • еритроцитен НСО3- – 25%,
  • карбаминохемоглобин (= СO2 + хемоглобин) – 20%,
  • разтворен СO2 – 10%.

Отделените от клетките водородни йони от нелетливи киселини (сярна, фосфорна, пикочна, млечна и др.) преминават в извънклетъчните течности и кръвната плазма, където се поемат от различни буферни системи:

  • хидрогенкарбонатна (Н+ + НСО3- <--> Н2СО3),
  • белтъчна (Н+ + белтък- <--> Н-белтък),
  • фосфатна (Н+ + НРО42- <--> Н2РО4-).

Здравият организъм е в състояние безпроблемно да отстранява образуваните количества СО2 и Н+. Това става през белите дробове (СО2) и бъбреците (Н+ и НСО3-). Буферната система въглеродна киселина – хидрогенкарбонат свързва тези два транспортни и очистващи механизма. Специалното ѝ значение се състои в това, че тя се явява отворена система. С алвеоларния въздух СО2 може да се отстранява много бързо, така че буферният капацитет на отворената система Н2СО3 – НСО3- надвишава многократно капацитета на затворените системи, каквито са например белтъчната и фосфатната.

Промените в концентрацията на Н+ водят до промени на съотношенията в буферната система. В зависимост от величината на стойността на рКа и наличното количество акцептори, съответно донори на Н+, буферната система е в състояние въпреки въвеждането или извличането на Н+ да поддържа относително постоянни стойности на рН.

Повишаването концентрацията на Н+ води до изместване на равновесието в посока Н2СО3. В резултат на това, с оглед поддържане на постоянно рСО2, се ускорява дишането и повишеното количество на СО2 се извлича от системата. Намалява концентрацията на НСО3-.

Намаляването концентрацията на Н+ причинява изместване на равновесието към НСО3-.

Концентрацията на HCO3- при постоянно рСО2 отразява на първо място концентрацията на Н+-йоните от нелетливите киселини, т.е. метаболитната съставка на алкално-киселинното състояние.

От друга страна, концентрацията на Н2СО3, съответно стойността на рСО2, представлява респираторния компонент.

Двата компонента не са независими един от друг. Това осигурява на организма предимството на по-ефективна регулация на алкално-киселинното състояние, но и неудобството, че невинаги може да бъде определено само чрез измерване на концентрацията на хидрогенкарбоната и стойността на рСО2 какво е естеството на наличното нарушение – респираторно или метаболитно. Често се налага провеждането на допълнителни изследвания и винаги – необходимостта от съобразяване с клиничната симптоматика.

При пренасяне на закона за действие на масите спрямо буферната система Н2СО3 – НСО3- се получава уравнението на Хендерсон – Хаселбах (Henderson – Hasselbalch):

рН = рКа + log10([СHCO3-] / [СН2CO3]) = рКа + log10([СHCO3-] / [αСО2 x рСО2])

Стойностите на рКа и αСО2 са константи, равни съответно на 6.1 и 0.03. Останалите величини, включени в уравнението, са променливи. Съотношенията между буферните системи могат да бъдат определени точно, когато се определят две от величините, а третата бъде изчислена. При това трябва винаги да се има предвид зависимостта на титрационната крива Н2СО3 – НСО3- от другите буферни системи на кръвта. Наклонът на кривата зависи от концентрацията на хемоглобина в изследваната кръв. Значение има и актуалното насищане на хемоглобина с кислород, тъй като хемоглобинът (Нb-) е по-слаба киселина от оксихемоглобина (НbО2-):

Hb- + Н+ <--> HНb

HbО2- + Н+ <--> HНbО2

HНb + О2 <--> HНbО2

Покана

Ако сте медицински, здравен или сроден специалист и бихте желали да допринесете за подобряване качеството на тази публикация – да предложите свой собствен авторски текст, фотография или видео, или просто да ни посочите грешка от едно или друго естество, която може да сме допуснали при подготовката на материала, заповядайте!

Не пропускайте

Коментари