简要阐述机体对体液酸碱度的调节途径
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发布时间:2022-05-02 03:57
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时间:2022-06-27 23:31
机体内环境的酸碱度必须保持相对恒定(pH值为7.35~7.45),才能保证细胞代谢和机能活动的正常进行。这种内环境酸碱度的相对恒定称为酸碱平衡。许多因素可破坏酸碱平衡而引起酸碱平衡紊乱。酸碱平衡紊乱时,会引起物质代谢紊乱,甚至会导致动物死亡。
一、酸碱平衡及其调节
机体在代谢过程中,不断产生酸性和碱性物质,另外有一定量的酸性或碱性物质随饲料、饲草进入机体内。如糖、脂肪、蛋白质完全氧化产生CO2,进入血液与H2O形成碳酸;糖、脂肪、蛋白质和核酸在分解代谢中,还产生一些有机酸(如丙酮酸、乳酸、乙酰乙酸、β-羟丁酸等)、无机酸(如硫酸及磷酸等)和氨、碳酸氢钠等。但通过机体的调节,可维持酸碱平衡机体酸碱平衡的调节主要是通过下列途径进行的。
(一)血液的缓冲系统调节 由弱酸及弱酸盐组成的缓冲对分布于血浆和红细胞内,这些缓冲对共同构成血液的缓冲系统。血液中的缓冲对共有4对,碳酸氢盐—碳酸缓冲系统(在细胞内KHCO3—H2CO3,在细胞外液中为NaHCO3—H2CO3),是体内最强大的缓冲系;磷酸盐缓冲系统(Na2HPO4—NaH2PO4),是红细胞和其它细胞内的主要缓冲系统,特别是在肾小管内它的作用更为重要;蛋白缓冲系统(NaPr—HBr),主要存在于血浆和细胞中;血红蛋白缓冲系统(KHb—HHb和KHbO2—HHbO2),主要存在于红细胞内。以上4对缓冲系统,以碳酸氢盐—碳酸缓冲系统的量最大,作用最强,故临床上常用血浆中这一对缓冲系统的量代表体内的缓冲能力。
缓冲系统能有效地将进入血液中的强酸转化为弱酸,强碱转化为弱减,维持体液pH正常。如上述调节过程中,缓冲队的两个组分发生相互转化,在肺脏和肾脏的调节下,在、两个组分可保持相对稳定,以继续有效地发挥缓冲作用。如血液中乳酸增多,消耗NaHCO3,生成乳酸和H2CO3,H2CO3分解成CO2和水,使血液中CO2浓度升高可兴奋呼吸中枢使之排出加快,使NaHCO3/H2CO3比值保持相对稳定。
(二)肺脏的调节 肺可通过改变呼吸运动的频率和幅度,增加或减少CO2的排出量以控制血浆H2CO3的浓度,从而调节血液的pH值。当动脉血二氧化碳分压升高、氧分压降低、血浆pH下降时,可反射性地引起呼吸中枢兴奋,呼吸加深加快,排出二氧化碳增多,使血液中H2CO3的浓度降低。当动脉血二氧化碳分压降低或血浆pH升高时,呼吸变慢变浅,排出二氧化碳减少,使血液中H2CO3的浓度升高。
(三)肾脏的调节 血液和肺的调节作用很迅速,肾的调节作用发生较慢,但维持时间较长。肾脏主要通过肾小管上皮细胞泌H+、泌铵和重吸收Na+并保留HCO3-来维持血浆中碳酸氢钠的含量来调节酸碱平衡。
1.碳酸氢盐的调节 包括从肾小管液中重吸收HCO3-和肾小管上皮细胞内HCO3-的重新生成。这两个过程都是通过肾小管上皮细胞主动分泌H+实现的。
(1)碳酸氢盐的重吸收。肾小管上皮细胞分泌H+以交换管腔液中的NaHCO3的钠而形成碳酸,后者又分解成H2O和CO2,H2O随尿排出,而CO2可弥散进入肾小管上皮细胞内重新生成HCO3-然后进入血液,通过H+—Na+交换使管腔液中的NaHCO3逐渐减少,是否全部吸收则根据机体的需要。
(2)碳酸氢盐的重新生成。如肾小球滤液中的NaHCO3全部吸收,仍不足以恢复血浆的NaHCO3时远曲小管中的Na2HPO4和NaCl中的Na+也可通过H+—Na+交换而被吸收。但必需分泌氨才能使H+—Na+交换继续进行下去,因为肾小管中大部分阴离子都是Cl+,它与分泌的H+形成盐酸,使小管液pH值下降。当pH值降至4.5以下时,小管就停止分泌H+。HCl和NH3生成NH4Cl,有助于小管上皮细胞进一步分泌H+。这时在肾小管上皮细胞中生成的HCO3-是新形成的,可以补偿血液消耗的NaHCO3。代谢性酸中毒时,NH3的分泌明显增加。
2.碱多排碱 机体内碱性物质过多时,血浆pH值上升,导致肾小管上皮细胞内碳酸酐酶的活性降低,H2CO3生成和H+排泌减少,NaHCO3等碱性物质重吸收入血也相应减少,此时,大量NaHCO3、NaH2PO4可随尿排出,以降低血浆pH值。
(四)细胞的调节 组织细胞对酸碱平衡的调节作用,主要是通过细胞内外离子交换实现的。当细胞间液H+浓度升高时,H+弥散入细胞内,而细胞内等量的K+移至细胞外,以维持细胞内外离子平衡。进入细胞内的H+可被细胞内缓冲系统处理。当细胞间液H+浓度降低时,上述过程则相反。
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时间:2022-06-27 23:31
机体调节
1、血液缓冲系统:HCO3-/H2CO3是最重要的缓冲系统,缓冲能力最强(含量最多;开放性缓冲系统)。两者的比值决定着pH值。正常为20/1,此时pO值为7.4。其次红细胞内的Hb-/HHb,还有HPO42-/H2PO4-、Pr-/HPr。
2、肺呼吸:通过中枢或者外周两方面进行。中枢:PaCO2↑使脑脊液PH↓,刺激位于延髓腹外侧浅表部位的氢离子敏感性中枢化学感受器,使呼吸中枢兴奋。如果二氧化碳浓度高于80mmHg,则使呼吸中枢抑制。外周:主要是颈动脉体化学感受器,感受到缺氧、pH、二氧化碳的刺激,反射性地兴奋呼吸中枢,使呼吸加深加快,排除二氧化碳。
3、肾脏排泄和重吸收:
① H+分泌和重吸收: 近端小管和远端集合小管 泌氢,对碳酸氢钠进行重吸收;
② 肾小管腔内缓冲盐的酸化:氢泵主动向管腔内泌氢与HPO42成H2PO4-
③ NH4+的分泌:近曲小管中谷氨酰胺(在谷氨酰胺酶的作用下)→NH3+HCO3- NH3+H+→NH4+,通过Na+/NH4+交换,分泌到管腔中。集合管则通过氢泵泌氢与管腔中的NH3结合成为NH4+。
4、细胞内外离子交换:细胞内外的H+-K+、H+-Na+、Na+-K+、Cl--HCO3-,多位于红细胞、肌细胞、骨组织。酸中毒时常伴有高血钾,碱中毒时,常伴有低血钾。
说明:血液缓冲迅速,但不持久;肺调节作用效能大,30分钟达高峰,仅对H2CO3有效;细胞内液缓冲强于细胞外液,但可引起血钾浓度改变;肾调节较慢,在12-24小时才发挥作用,但效率高,作用持久。 反映酸碱平衡的。