Реакция крови в норме

• Физиология
• История физиологии
• Методы физиологии

Реакция среды

Реакция среды (рН) определяется концентрацией в ней протонов водорода (Н+). Они влияют на степень ионизации белковых молекул и реализацию их функций: активность ферментов, процессы синтеза и расщепления органических веществ, взаимодействие клеточных рецепторов с лигандами.

Концентрацию протонов Н+ принято выражать через показатель рН (от англ. power h >-7 моль/л. Эта величина рН характерна для чистой дистиллированной воды; рН + >10 -7 моль/л; рН>7 характерна для щелочных растворов с концентрацией Н + -7 моль/л.

pH крови

Интегральным показателем реакции внутренней среды организма является рН плазмы крови, величина которой в физиологических условиях колеблется в пределах 7,35-7,45. Такой уровень рН является жизненно важным и относительно «жестким» показателем гомеостаза. Сдвиг рН крови лишь на 0,1 за указанные границы сопряжен с нарушением функций кардиореспираторной системы; на 0,3 — с изменением состояния центральной нервной системы (угнетение ее функций или перевозбуждение); а на 0,4 — как правило, не совместим с жизнью.

Уменьшение уровня рН крови ниже 7,35 расценивается как ацидоз (закисление крови), а увеличение более 7,45 — как алкалоз (защелачивание крови). Основным источником протонов Н в организме является угольная кислота (Н₂С0₃), которая образуется при взаимодействии углекислого газа (СО₂) с водой. Углекислый газ образуется в клетках (как конечный продукт аэробного окисления питательных веществ) со скоростью 10-15 ммоль/мин. Гидратация СО₂, приводит к образованию 13000-25000 ммоль Н₂С0₃ в сутки, которая диссоциирует с образованием протонов водорода (Н+). Кроме того, в процессе метаболизма различных аминокислот и фосфолипидов образуются фосфорная, серная, соляная и другие кислоты — до 100 ммоль/сутки.

При усиленном потреблении белковой пищи в организме дополнительно создаются условия для попадания в кровь кислых соединений. И, наоборот, при преимущественно растительной диете увеличивается поступление в кровоток оснований. Однако, реакция крови остается достаточно постоянной, а отмечающиеся колебания рН крайне малы и кратковременны.

Буферные системы крови

Поддержание постоянства рН (изогидрии) обеспечивается физико-химическими и физиологическими механизмами регуляции (рис. 1.). К первым относят буферные системы (растворы).

Буферный раствор — это смесь (в определенных соотношениях) слабой кислоты и сопряженного с ней основания. Буферные системы находятся во всех жидких средах организма, в клетках и функционируют во взаимосвязи и взаимосодействии между собой. Основным свойством буферных систем является способность противодействовать изменению рН при добавлении к ним в небольших количествах сильных кислот или оснований. Они являются первой линией защиты организма от сдвигов рН, так как срабатывают мгновенно, предотвращая значительные изменения концентрации протонов Н+ (см. рис. 1).

К основным буферным системам крови относятся: гидрокарбонатная — [Н₂С0₃] / [HCO₃ – ] = 1/20; фосфатная — [Н₂РО₄ – ]/ [НР0₄ 2- ]=1/4; белковая (в плазме); гемоглобиновая (в эритроцитах). В тканевой жидкости, ликворе, лимфе главной буферной системой является гидрокарбонатная, а во внутриклеточной жидкости — фосфатная и белковая системы.

Рис. 1. Физико-химические (а) и физиологические (б) механизмы регуляции рН крови

Буферные системы не выводят продукты метаболизма из организма и возможность стабилизации ими сдвигов рН ограничивается величиной их емкости, которая определяется количеством эквивалентов сильной кислоты или основания, которые необходимо добавить для изменения рН буфера на единицу (при этом буферная система уже не функционирует). Поэтому для поддержания рН внутренней среды организма относительно стабильной необходимо постоянно выводить из организма кислые или щелочные продукты обмена, и особенно активно — при исчерпании емкости буферных систем. Эту функцию выполняют физиологические механизмы регуляции рН, которые включают механизмы респираторной и выделительной систем (почек), а также в определенной степени механизмы печени, желудочно-кишечного тракта и потовых желез (см. рис. 1).

Дыхательные механизмы регуляции рН крови являются второй линией защиты организма от нарушений кислотно-основного состояния за счет быстроты их реализации (3-12 мин после изменения рН) и активного участия в поддержании должной емкости гидрокарбонатной буферной системы через удаление С0₂ и регуляцию уровня Н₂С0₃. Однако, регуляторные механизмы дыхательной системы обеспечивают восстановление рН при ее снижении, смещая рН в щелочную сторону лишь на 50-75%, и оказываются не эффективными при наличии избытка оснований в организме.

Почечные механизмы регуляции рН крови (см. рис. 1) представляют собой третью линию защиты организма от нарушений кислотно-основного состояния. Они осуществляются за счет способности почек экскретировать кислые или щелочные продукты обмена в составе мочи (до 500 ммоль/сут кислот или оснований при колебаниях рН мочи от 4,5 до 8,0) и регулировать уровень гидрокарбонатов в крови. Для восстановления нормальных значений рН с участием почечных механизмов требуется продолжительное время — от нескольких часов до нескольких суток. Их главная ценность заключается в возможности удаления из организма избытка нелетучих (не удаляемых через легкие) кислот либо оснований.

Водородный показатель, определяющий кислотность крови, или pH, или маркер кислотно-щелочного равновесия – это постоянная величина .

Ее значения в норме находятся в диапазоне от 7,36 до 7,44, обычно – 7,4 единицы.

Смещение показателей в щелочную сторону (алкалоз), или в сторону кислотности (ацидоз) – симптомы неблагополучия, требующие срочного лечения.

Если водородный показатель снижается ниже 7 единиц, или повышается свыше 7,8 единиц, человек находится в пограничном состоянии между жизнью и смертью, где 6,8 с одной стороны, и 8,0 единиц с противоположного отрезка диапазона означают гибель организма.

Кислотно-щелочного равновесия: что это?

Казалось бы, поступление в пищеварительный тракт, и далее в кровь, продуктов с кислой или щелочной реакцией должно менять состав крови. На самом деле, буферные системы организма обеспечивают стабильность кислотно-щелочного равновесия , не допуская колебания за пределы безопасного диапазона.

Перечень буферных систем:

Бикарбонатная (гидрокарбонатная) система – обеспечивает не менее 50% адаптивных способностей системы гемостаза;

Гемоглобиновая система – 35% безопасности;

Система белков крови – 10% буферной емкости;

Фосфатная система – 5-6% буферной безопасности.

Эти системы, поддерживая жизнедеятельность организма, предупреждают сдвиг кислотно-щелочного равновесия в любую сторону, несмотря на то, что организм потребляет продукты разнообразного состава. Буферные системы имеют неистощимый запас прочности, так как их постоянно поддерживает выделительная система, активизирующаяся на уровне рефлексов при необходимости выведения продуктов метаболизма.

Как функционируют системы

Основная гидрокарбонатная система

Гидрокарбонатная система включает в себя два компонента: H2CO3 и NaHCO3. Между ними и поступающими в кровь кислотами и щелочами постоянно происходят химические реакции.

Реакция с сильной щелочью:

NaOH + H2CO3 → NaHCO3 + H2O

Бикарбонат натрия, образующийся в результате такого взаимодействия, в скором времени выводится мочевыделительной системой.

Нейтрализация поступившей кислоты происходит так:

HCl + NaHCO3 → NaCl + H2CO3

В результате реакции образуется углекислый газ, выводимый легкими в окружающую среду.

Бикарбонатная буферная система наиболее чувствительна к изменениям pH, поэтому реагирует на них немедленно.

Гемоглобиновая, белковая и фосфатная системы крови

Гемоглобин крови при помощи красного пигмента реагирует на изменения кислотности, связывая кислород, или отдавая его в окружающие ткани. Кислотность красного пигмента гемоглобина меняется на 0,15 единицы, выступая в зависимости от обстоятельств, как нейтральная соль или как слабая кислота.

Реакция гемоглобина при поступлении в кровь щелочного основания:

NaOH + HHb → NaHb + H2O

Взаимодействие гемоглобина при поступлении в кровь кислоты:

HCl + NaHb → NaCl + HHb

Белковая буферная система участвует в поддержании равновесия pH в зависимости от концентрации и структуры белковых соединений.

Фосфатная система буферной безопасности поддерживает кислотно-щелочной баланс в моче, в межклеточной жидкости, в цитоплазме клетки.

pH разных систем крови человека

Кислотно-щелочной показатель артериальной крови, насыщенной кислородом, на 0,01-0,02 единицы выше такого же показателя венозной крови, в избытке содержащей углекислый газ.

Кислотность плазмы крови, имеющей баланс ионов водорода и гидроксильных ионов, соответствует кислотности крови в целом.

Водородный показатель других сред (сыворотки) может иметь небольшой диапазон значений. Плазма крови, изъятая из системы гемостаза, лишена фибриногена. Ее кислотность имеет значение в практическом плане, когда плазма используется для определения группы крови с помощью гемаглюттинирующих сывороток.

Ацидоз и алкалоз крови

Сдвиг водородного баланса в кислую или щелочную сторону может быть компенсированным и некомпенсированным. Он определяется по щелочному резерву – объему углекислого газа, вытесняемого сильной кислотой из 100 мл плазмы. Норма этого показателя – 50-70 мл CO₂.

CO₂ ниже 45 мл – некомпенсированный ацидоз;

CO₂ выше 70 мл – алкалоз.

Газовый – возникает при высотной болезни, при гипервентиляции легких, провоцируется повышенной отдачей легкими углекислого газа, переходит в гипокапнию;

Негазовый – различают алиментарный алкалоз, поступающий с пищей, и метаболический алкалоз, связанный с изменениями метаболизма.

Газовый – провоцируется замедленной отдачей CO₂ легкими, переходит в гиперкапнию;

Негазовый (алиментарный) – возникает при накоплении продуктов метаболизма, при поступлении их из ЖКТ;

Первичный ренальный – возникает при нарушении реосорбции в почечных канальцах, сопровождающихся потерей щелочей.

При значительном отклонении водородного показателя от нормы требуется квалифицированная медицинская помощь. При его пребывании в предельных значениях диапазона, при удовлетворительном самочувствии важно самому пациенту обращать внимание на состояние своего здоровья.

Основные причины нарушения pH – употребление «вредных» продуктов, алкоголя, курение. Если пациент не владеет информацией, он не обратит внимания на свое здоровье, пока не окажется в состоянии острой патологии.

Нормализовать кислотно-щелочной баланс можно при помощи диетического питания, но при возвращении прежнего образа жизни показатели pH вернутся к прежним значениям.

Для поддержания показателя в пределах нормы требуется соблюдение правил здорового питания, режима, выполнение оздоровительных мероприятий.

Автор статьи: Алексеева Мария Юрьевна | Врач-терапевт

О враче: С 2010 по 2016 гг. практикующий врач терапевтического стационара центральной медико-санитарной части №21, город электросталь. С 2016 года работает в диагностическом центре №3.

Смузи на завтрак – рецепты смузи на все случаи жизни

В каких овощах больше всего пестицидов?

Общий анализ крови (ОАК) – это первое исследование, с которого начинается диагностика заболеваний или профилактический осмотр у врача в рамках ежегодной диспансеризации. Без этого простого, но важного теста невозможно объективно оценить состояние здоровья человека. ОАК иначе называется общеклиническим или.

Биохимический анализ крови («биохимия» или просто БАК) – это высокоинформативный лабораторный тест, который позволяет судить о состоянии и функциональном статусе большинства внутренних органов и систем человеческого организма. Наряду с общим или общеклиническим анализом, это исследование крови проводится на первой стадии.

Моча представляет собой биологическую жидкость, конечный результат естественного процесса жизнедеятельности человека. Она образуется в почках человека в два сложных этапа. Вместе с выходящей жидкостью из организма выводится: мочевина, как конечный продукт белкового обмена, электролиты, мочевая кислота, а также витамины и гормоны

Аланинаминотрансфераза или сокращенно АЛТ представляет собой особый эндогенный фермент. Его включают в группу трансфераз и подгруппу аминотрансфераз. Синтез данного фермента проходит внутриклеточно. В кровь поступает его ограниченное количество.

АСТ, АсАТ, AST или аспартатаминотрансфераза – это одно и то же понятие, обозначающее один из ферментов белкового обмена в организме. Этот фермент ответственный за синтез аминокислот, входящих в состав клеточных мембран и тканей. Не во всех органах АСТ проявляет.

Кровь в человеческом организме представляет собой комбинацию живых клеток в жидкой среде, химические качества которых имеют немаловажное значение для его жизнедеятельности. Для правильной работы клеток всех систем и органов должен соблюдаться нормальный уровень Ph крови человека, т. е. равновесие кислоты и щелочи.

Для чего нужно знать этот показатель

Не каждый человек понимает, что это такое — кислотность крови. Ученые из Дании в начале прошлого столетия впервые ввели понятие Ph. Они разработали линейку кислотности от 0 до 14 единиц. По ней для любой жидкости, в т. ч. крови, определяется показатель Ph.

Среднее значение шкалы составляет 7 единиц и означает нейтральную среду. При величине менее 7 среда кислая, более 7 – щелочная. Кислотно-щелочной уровень любой жидкости зависит от количества сконцентрированных в ней частиц водорода.

Кислотность крови (или уровень Ph) – величина постоянная. Она влияет на окислительно-восстановительные процессы в человеческом организме, обмен веществ, активность ферментов. Для сохранения ее стабильности в организме действуют буферные системы, контролирующие уровень ионов водорода и препятствующие резким перепадам кислотности.

Буферные системы подразделяются на:

• бикарбонатную;
• фосфатную;
• белковую;
• гемоглобиновую;
• и эритроциты.

Выделяют еще мочевыделительную и дыхательную системы. От кислотно-щелочного баланса зависит состояние иммунной системы организма и в целом здоровье человека. Отклонения от приводят к развитию ряда заболеваний, ускоренному старению организма.

Нормы кислотности

У здорового человека нормальный Ph держится в диапазоне 7,32–7,45, что указывает на слабощелочную реакцию крови.

Данное значение свидетельствует, что концентрация ионов водорода соответствует норме и все системы организма функционирует на должном уровне.

Уровень кислотности несколько различается для артериальной и венозной крови. В первом случае его нормальное значение — 7,37– 7,45, во втором — 7,32–7,42 единиц.

Если значение Ph менее 6,8 и более 7,8, то это свидетельствует о развитии патологических процессов в организме. Кислотно-щелочной баланс нарушается и в результате заболеваний, влияющих на кровообращение.

Только при нормальном значении водородного показателя все системы и органы могут нормально функционировать, удалять отработанные продукты обмена.

Анализ крови на кислотность и подготовка к нему

Он необходим для постановки точного диагноза при отдельных расстройствах. Условно этот анализ называется «Показатели кислотно-щелочного равновесия». Осуществляют забор из капилляров пальца артериальной крови, которая чище венозной, а соотношение клеточных структур и плазмы в ней практически стабильное.

Для получения достоверных результатов необходима правильная подготовка. Чтобы узнать уровень Ph, необходимо за 8 часов до сдачи отказаться от употребления пищи, так как кровь сдается на голодный желудок, в утренние часы.

Определение показателя кислотности в лаборатории

После забора материала проба доставляется в лабораторию. Для того чтобы замедлить обмен веществ, так как это влияет на достоверность результата, из пробирки удаляют пузырьки газа, а ее помещают в лед.

В лаборатории проводят анализ крови электрометрическим методом, используя стеклянные Ph-электроды. Производят подсчет числа ионов водорода и определяют концентрацию углекислого газа в крови.

По полученным данным резюмируют:

• если значение на уровне 7,4 единиц – слабощелочная реакция, кислотность нормальная;
• если показатель превышает 7,45, то имеется защелачивание организма, когда системы, ответственные за переработку, не справляются со своими функциями;
• если значение ниже нормы (7,4) – повышена кислотность, что означает либо ее излишнее накопление, либо не способность буферных систем обезвредить эти излишки.

Любое отклонение вредно для организма и требует более детального обследования человека и назначения должного лечения.

Алкалоз и его причины

Алкалоз, или защелачивание крови, — заболевание, встречающееся нечасто и возникающее из-за большой потери кислоты в организме или по причине накопления щелочи. Значительное снижение кислоты возможно из-за частой и длительной рвоты (например, при отравлении) либо нарушения отдельных функций почек, ответственных за регуляцию кислотного равновесия.

Выделяют два типа алкалоза:

• газовый, который развивается из-за повышенной отдачи легкими углекислого газа (гипервентиляция, постоянное нахождение на большой высоте – высотная болезнь);
• не газовый, который возникает при высоких щелочных резервах (поступлении большого количества щелочи с пищей, нарушение обмена веществ).

Основные причины, приводящие к снижению кислоты:

• излишнее употребление пищи с большим содержанием щелочи (это зеленый чай, молоко и продукты на его основе);
• излишний вес, переходящий в ожирение;
• наличие сердечно-сосудистых болезней;
• нервный срыв, эмоциональное перенапряжение;
• прием некоторых лекарственных препаратов, приводящих к сбою щелочного равновесия.

При алкалозе нарушаются процессы обмена, ухудшается пищеварительная деятельность, из желудочно-кишечной системы в кровь попадают токсины. Эти отклонения провоцируют развитие заболеваний печени, ЖКТ, появляются проблемы с кожей, аллергические реакции.

Ацидоз и его причины

Ацидоз — это повышение кислотности крови. Встречается значительно чаще, чем алкалоз, из-за предрасположенности человеческого организма к окислению. Из-за дисфункции в каких-либо системах организма, приводящих к затруднению выведения органических кислот, происходит их накопление в крови, вызывая кислую реакцию.

Ацидоз подразделяется на три вида:

• газовый – появляется при замедленном выведении легкими углекислого газа;
• не газовый – развивается из-за накопления в организме продуктов метаболизма либо их проникновения из ЖКТ;
• первичный ренальный – возможен в результате нарушения некоторых функций почек, вызванных большой потерей щелочи.

Незначительное изменение кислотности никаким образом не проявляется, протекает бессимптомно. При тяжелой форме наблюдается учащенное дыхание, тошнота, приводящая к рвоте.

Причинами, вызывающими подобное состояние, являются:

• расстройство кишечника, затянувшаяся диарея;
• заболевания мочевыводящих путей;
• нарушение кровообращения;
• потеря аппетита, отравление, слишком строгая диета (почти голодание);
• сахарный диабет;
• сердечная недостаточность, приводящая к кислородному голоданию.

Кроме того, беременность, злоупотребление алкогольными напитками способны повысить значение показателя кислотности крови. Спровоцировать ацидоз может малоподвижный образ жизни, неправильный рацион.

Определение кислотности в домашних условиях

Нередко люди, имеющие какие-либо заболевания, интересуются возможностью узнать кислотность крови самостоятельно, не обращаясь в поликлинику. Важно знать, как проверить ее правильно.

Благодаря наличию в аптечной сети специальных портативных приборов и тест-полосок, у каждого имеется возможность узнать кислотно-щелочное равновесие крови самостоятельно в домашних условиях.

При определении уровня pH прибор для измерения прикладывается к пальцу, тончайшей иглой производится прокол для забора нескольких капель крови. Внутри аппарата находится микрокомпьютер, в котором рассчитываются значения, и конечный результат отображается на экране. Процедура занимает минимум времени и проходит безболезненно.

Для того чтобы определить Ph дома, можно использовать и тест-полоски. Также необходимо приобрести скарификаторы для прокола пальца и соблюсти несложные рекомендации:

• проколоть палец;
• выдавить каплю крови в емкость или медицинскую пробирку, что предпочтительнее;
• опустить в кровь тест-полоску, оставить там на несколько секунд.

Полученный результат следует сравнить со шкалой, нанесенной на упаковку, выбрать подходящий цвет и определить у себя норму или отклонение показателя.

Измерить кислотность прибором значительно проще, так как вся процедура происходит автоматически: прокол, забор крови, выдача результата.

Способы нормализации кислотности

Восстановить баланс кислоты и щелочи самостоятельно при патологическом состоянии организма невозможно. Но понизить кислотность или поднять реально при соблюдении диеты, приема медикаментов по назначению врача.

Питание

Правильный рацион и потребление достаточного количества жидкости помогут предупредить начальные проявления дисбаланса.

Продукты, повышающие уровень кислоты:

• сахар, сахарозаменители, сладкие напитки, в т. ч. с газом;
• бобовые, большинство злаковых культур;
• морепродукты, рыба;
• изделия из муки, особенно пшеничной;
• яйца, поваренная соль;
• молоко и молочная продукция;
• мясо и еда на его основе;
• табачные изделия, алкогольные напитки, включая пиво.

Постоянное употребление данных продуктов провоцирует падение иммунитета, развитие гастрита и панкреатита. Повышенная кислотность у мужчин увеличивает риск возникновения импотенции и бесплодия, так как сперматозоиды погибают в кислой среде. Негативным образом увеличение кислоты сказывается и на женской репродуктивной функции.

Продукты, увеличивающие содержание щелочи:

• фрукты (персик, манго, цитрусовые, дыня, арбуз и т. д.);
• пряные травы (петрушка, шпинат);
• чеснок, имбирь;
• овощные соки.

Специалисты рекомендуют включать в меню продукты, уравновешивающие Ph крови: листовой салат, орехи, воду.

Для соблюдения баланса некоторые доктора советуют пить щелочную минеральную воду. Один стакан воды нужно употребить утром, а в течение дня выпить еще два-три. Такую воду можно использовать для заваривания чая или кофе, приготовления еды. Но ею не следует запивать лекарственные препараты, так как она способна снизить их эффективность.

Как лечиться

Если при сдаче анализа выявлена высокая кислотность либо защелачивание крови, то в первую очередь выясняют причины, вызвавшие отклонение. После этого доктор принимает меры, направленные на устранение этих причин, например, назначает терапию сахарного диабета, диареи. Также для нормализации кислотности прописывают инъекции.

Если пациенту удалось нормализовать кислотно-щелочной баланс с помощью диеты, не следует забывать, что отказ от нее и переход к обычному рациону приведет водородный показатель к прежнему уровню.

Основная профилактика, поддерживающая равновесие, – в меру подвижный образ жизни, правильный рацион (питание предпочтительнее раздельное), употребление достаточного количества жидкости, отказ от вредных привычек (алкоголя, курения).