人体血液中的缓冲溶液及其作用VIP

承德民族师专学报 ? ? ?年第?期 人体血液中的缓冲溶液及其作用 李维芬 人体组织细胞必须处在合适的氢离子浓度范围 内 , 才能完成它们的正常生理活动 。 在生命 活动的组织细胞代谢过程中 , 体内不可避免地不断生成大量含酸性的代谢产物和少量碱性产 物 , 此外 , 也有相当数量的酸性物质和碱性物质随食物或药物进入体内 。 但是 , 正常人体内含有 的酸性物质和碱性物质总是保持着一定的数量和比值 , 体液?一般分为细胞内液 、 组织间液和 血浆?的酸碱性? ?值?总稳定在一定范围以内 。 例如 , 人体内血液的组成成分之一血浆的正常 ? ? 值为? ? ? ? ? ? ? 。 如果血浆? ?值低于? ? ? ? , 就会出现酸 中毒 , 高于 ? ? ? ? , 就会出现碱中毒 , 严重的酸中毒? ? ? ? ?和碱中毒? ? ? ? ?都将危及生命 , 。 人体是如何维持血浆? ?值相 对稳定的?原来 , 缓冲溶液起了重要作用 。 体液中存在多种酸碱缓冲体系 , 并且组织问液和细胞 内液中的缓冲体系与血浆中的缓冲体系种类相似 幻 。但是, 由于组织间液和细胞内液缓冲体系 的缓冲作用较小 , 所以 , 体液的缓冲作用以血液?血液是 由液态的血浆和具有细胞形态的成分 红细 胞 、 白细胞和血小板组成?缓冲体系的缓冲作用最为重要 。 血液中有五种缓冲体系 , 其 中血浆中有碳酸氢盐缓冲体系 、 磷酸氢盐缓冲体系和血浆蛋白缓冲体系 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?一 ? ? ? ? 陇? ?阳? ?一争? 红细胞中有碳酸氢盐缓冲体系 、 磷酸氢盐缓冲体系 、 血红蛋白缓冲体系和氧合血红蛋 白缓冲体 系 ? ? ? ? ? ? ? ? ?一? ? 一? ? ? ? ? ? ? ? ?一? ?一? ? , ?注 ? 血浆蛋白 、 血红蛋白和氧合血红蛋 白通常用 符号? ? , ?和? ? ?表 示 , 但当表示 它们 结合 ? ? 的性质时 , 又常常把未结合? ? 的分别用符号? ? 一 , ? ?一和? ? 厂表示 , 结合了 ? ? 的用 ? 一? 、? 一?和?一?仇表示 。 下同? 血浆中以碳酸氢盐缓冲体系为主 , 红细胞中以血红蛋白缓冲体系和氧合血红蛋白缓冲体 系为主 。 血液中这五种缓冲体系在维持其 ? 值相对稳定过程中分别发挥各 自的作用 , 但又各 有侧重 。 ? 、 对固定酸的缓冲作用 人体内的糖 、 脂类和蛋白质在分解 代谢过程中产生 一类称为 固定酸的物质 , 如 ? ?、 孔? ? 、 日 一轻丁酸 、 乙酞乙酸 、 乳酸和 尿酸等 , 当这些固定酸进入血浆时 , 与血浆缓 冲体系中的 抗酸成分主要是碳酸氢盐缓冲体 系中的 ? ? ? 发生作用 , 使固定酸转变为酸性较弱的 ? ? ?年?月?日收稿 ? 月 ?一?十? ?一? 一? ? ?。 ? 固定酸固定酸钠 这样 , 虽然代谢过程中产生 了较多 的酸性物质 , 但由于 它们可以转化为较弱 的碳酸 , 所以血浆 中 ? ? 浓度并不会过多地增加 。 血浆中其它缓冲体系对固定酸也负担部分缓冲作用 , 只是它们 在血浆中含量较少 , 缓冲作用 甚微罢 了 。 ? 、 对挥发性酸的缓冲作用 人体 内的糖 、 脂类和 蛋白质在有氧氧化的分解代谢过程中 , 产生大量 ? ? ? , 当 ? ? ?进入血液 后 , 血浆中 ? ? ? 分压 随之升高?从动脉血 的? ? ?帕增至静脉血的? ? 帕? ?, , 此时 , 组成血液的 红细胞中的 ? ? ? 分压较低 , 遂有大量 ? ? ? 自血浆弥散进入红细胞 。 进入红细胞 中的 ? ? 大部分 在碳酸醉酶催化下迅速与 ? ? 结合成 ? ? ?在血浆中 , ?仇也能与? ? ? 慢慢结合生成 ? ? ?。, 但由于红细胞中有催化 ? ? ?转化 为 ? ? ? 的生物催化剂碳酸醉酶 , 所以在红细胞内 ? ? 转化为 ? ? ? 的速度比在血浆中的快? ? ? ?倍? , 碳酸是代谢过程中生成的另 一种酸挥发性酸 。 生 成的碳酸又可迅速离解出 ?十 ? ? ? ? ? 碳酸配酶 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 若兰二兰兰二匕? ?二? ? 之? ? ?一 ? ? ? ? 反应产生的? ? 应及时除去 , 否则不但会改变血液的?值 , 而且 ? ? 浓度的增加将使上述反应 很快达到平衡 , 妨碍 ? ? ? 与 ? 刃 继续结合 。 对 ? ? ?或? ? ? ?的缓冲主要由红细胞中的血红蛋 白? ?一?和氧合血红蛋白? 动来承担 , 即 ? ? ?一 ? ? ?一? ? ? ? ? ? ? 牙 一 ?一? ? ? 氧合血红蛋白? ?犷?缓冲? ? 的同时放出 ? ? , 释放 ? ? 后的还原血红蛋白? ? 一 ?由于分子 构象的改变 , 结合 ? ? 的能力增加了 , 即还原血红蛋 白的碱性增加了 , 可立即结合 ? ? 生成 ?一 ? ? , 所以 , 当血液流进组织毛细血管时 , 氧合血红蛋白转化为血红蛋 白 , 从而增大了缓冲组织 细胞中 ? ? ? 所带来的酸性的能力 。 相反 , 当血液流经肺泡毛细血管时 , 结合了 ? 十的还原血红蛋 白?一? ?与 仇结合生成氧合血红蛋白? 一? ? ?后, 其酸性增加了 , 可离解为 ? ? ? 歹并释放 出 ? ? , 从而抵消了由肺呼出 ? ? ?造成的酸性 减弱 ?, 。 血红蛋白缓冲体系的这种缓冲作用可 由 下图示 之 。 ? 、 对固定碱的缓冲作用 人体通过物质代谢可产 生少量碱性物 ,?弃三 吧 。公 ? 传? 质 , 摄入体内的蔬菜 、 瓜果和药物中也含有碱 性物质 , 当碱性物质进入血液后 , 缓冲体系中 的抗碱成分弱酸将与之结合 。 由于机体 代谢过程中不断产生 ? ? ? 并能与 ? ? 结合成 ? ? 见 反 应式? , 所以体 内 ? ? ? 的来 源丰富 , 碳酸氢盐缓冲体系仍然是缓冲固定 碱的 主要体系 , 同时血浆中其它缓冲体系也 参与一定缓冲作用 。 例如 , 当进入血液的碱性 物质是 ? 一时? ? ? ? ? ? ? ? 盯 跳 认? ? 训训训 代翻产生 血红蛋白的缓冲作用示 意 图 ? 一? ? ? ?一? ? ? 丁? ? 一? ? ? 不一? ? 十?羞 一 ? ? 一 ? ?一? 一 ? ? ? ? 一 ? 当进入血液中的碱性物质是 ? ? ?时? ? ? ? 十? ? ?一? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?一? ? ? ? ? ! #%&? ( )一Pr 一N aHCO3 十N a一 R (10) 综上所述 , 进入血液的 固定酸和 固定碱主要被碳酸氢盐缓冲体系所缓冲 , 挥发性酸主要被 血红 蛋白缓冲体系所缓冲 。 碳酸氢盐缓冲体系在缓冲酸和碱中最为重要 , 它在体内含量最多 , 缓冲能力最强 , 是缓冲体系中维持血液 PH 相对稳定的关键因素 。 在正常情况下 , 血浆中Na H - C03的浓度为2 7 毫摩尔/升 , H 2 C0 3 为1.3 5 毫摩尔/升 , 3 7 体温时H ZCo3的PKI为6. 1 , 代入缓冲 _, , * 、 : _ 八 一 。 , , ,., 盐 浴限 厂月 祖订异省八 厂月 厂八 卞 叩下云兀芍 仁l乏义夕 可得血浆的 pH 值为 : _ _ . 2了 二 20 _ 二.月 。_ 尸月 b 1 十 t g 不一石石 一b . 1 十 勺 下 一饥 1 十 1 . 。 二t . 4 1.口口l 由此可以看出 , 只要血浆中从H Co a和H 2C03的浓度 比保持2 0八 , 血浆的PH值即可稳定在7.4 , 或者说只要二者的比值保持在17 .8/ l 2 2 . 4 / 1之间 , 血浆的 PH 值即可保持在7.3 5 7.4 5 这 个正常范围之内 。 但是 , 如果孤立地看 , 缓冲过程终究会导致血浆中 N a H C。: / H灵仇比值的 改变 。 例如 , 由于对 固定酸的缓 冲 , 必然使血浆中 NaH C仇 含量减少 , H Z C O 3含量增多 , N aH- co 3 / H 2c 03 比值下降 。 相反 , 对碱缓冲后 , 结果消耗了 H Z c o 3, 增加了N a H c o 3, N a H C 03 / H厂0 3 比值就会升高 。 然而在正常健康人 , 实际上这样的改变是轻微的 , 原因在于体内还配 备有维持碳酸氢盐缓冲体系的生理机构 , 即通过肺的呼吸作用 , 将体内过量的 CoZ呼出体外 , 使(2 )式中化学平衡向左移动 , 从而降低了血浆中H 2C03的浓度 (参见示意图), 过量的 N a Hc o 。 (或过量的其它盐 , 如N a 一P r , N a Z HP O 4等)可由肾脏排出体外 。 也就是说 , 通过呼吸和肾脏的自 我调节 , 可使 N a H C o3 /H ZC o3比值保持 在17 8 / l 2 2 . 4 / l 范围内 , 从而 使血浆 P H 保持