13.1.2 Równanie Hendersona-Hasselbalcha 13.1.3 Regulacja

272
I Podstawy farmakologiczne i fizjologiczne
protony. Po przyłączeniu protonu przez anion (A–)
powstaje kwas (HA). Kwasy w roztworze wodnym
ponownie dysocjują na anion i proton:
13
Tkanki
pH 6,9
Bufor H ++ HCO 3–
A– + H+ = HA.
H 2 CO 3
CO 2+ H 2O
13.1.2 Równanie Hendersona-Hasselbalcha
Według Hendersona wszystkie jony H+ pochodzą
z kwasów (HA), a wszystkie aniony z soli. Określa to
następujący wzór na stężenie jonów H+:
H+ =
K × [HA]
.
[BA]
60
24 000 mmo
l CO2 / 24 h
2 mmol kwasu /24 h
7,0
7,37 7,4 7,43
7,8
(K – stała dysocjacji kwasu)
Im wyższa K, tym silniejszy kwas. Przekształcenie
tego równania w formę ujemnego logarytmu dziesiętnego daje równanie Hendersona-Hasselbalcha:
pK + log [BA]
sól
)
(lub
pH =
[HA]
kwas
Ryc. 13.1 Drogi eliminacji oraz bilans dla CO2 i dla jonów H+ kwasów są
wprawdzie w gospodarce kwasowo-zasadowej całkowicie od siebie oddzielone, ale łączą się one jednak ze sobą poprzez układy buforowe. Można tutaj
wyróżnić szybko działający bufor (płuca) i wolno reagujący bufor (nerki),
(Matthys, 2001; zmodyfikowano).
(pK – ujemny logarytm dziesiętny z K).
Przesunięcie o 0,01 jednostki pH odpowiada
zmianom całkowitego stężenia jonów H+ w danym
przypadku o 1 nmol/l (tab. 13.1).
• natychmiastowe buforowanie w płynie zewnątrz-
13.1.3 Regulacja stężenia jonów H+
Stężenie jonów H+, względnie wartości pH, są utrzymywane w stałych granicach przez następujące trzy
mechanizmy regulujące:
Krew pH
i wewnątrzkomórkowym,
• wydalanie lotnego kwasu CO2 przez płuca: regulacja oddechowa,
• nerkowe wydalanie jonów wodorowych: regulacja metaboliczna,
• wątroba: neutralizacja wodorowęglanów.
Buforowanie
Tabela 13.1 Związek między wartościami pH a stężeniem jonów wodorowych
pH
H+ (nmol/l)
7,36
44
7,37
43
7,38
42
7,39
41
7,40
40
7,41
39
7,42
38
7,43
37
7,44
36
Bufory są to układy słabych kwasów z mogącymi je
wiązać zasadami. Jeżeli do tego układu doda się jony
H+, to bufor je przyłączy, jeżeli doda się zasadę, to
bufor uwolni jony H+ (ryc. 13.1).
Dzięki temu buforowemu mechanizmowi stężenie jonów H+ utrzymywane jest w obrębie określonych granic. Procesy buforowania przebiegają
według równania Hendersona-Hasselbalcha.
W organizmie występują różne układy buforowe,
które przeciwdziałają zmianom stężenia jonów H+:
• układ wodorowęglanowy: ukierunkowany na
kwasy,
• hemoglobina,
• proteiny,