2) протеиновая
3) фосфатная
4) гемоглобиновая
Бикарбонатная буферная система является ведущей системой крови и обеспечивает более половины ее суммарной буферной емкости. Она включает угольную кислоту и гидрокарбонат: CO2 + H2O ⇄ H2CO3 ⇄ H+ + HCO3−. При поступлении кислоты ионы водорода связываются с гидрокарбонатом с образованием угольной кислоты, которая превращается в CO2 и воду; углекислый газ удаляется легкими.
Эффективность системы определяется тем, что это открытая буферная система: ее компоненты регулируются разными органами. Легкие быстро изменяют парциальное давление CO2, а почки поддерживают концентрацию гидрокарбоната за счет его реабсорбции, образования новых гидрокарбонат-ионов и выведения титруемых кислот с аммонием. При физиологическом pH соотношение HCO3− и растворенного CO2 составляет примерно 20:1, что поддерживает кислотно-основное равновесие около 7,40.
Количественная оценка этой системы основана на уравнении Хендерсона—Хассельбаха: pH = 6,1 + log([HCO3−]/(0,03 × pCO2)). Поэтому метаболические нарушения преимущественно отражаются изменением концентрации гидрокарбоната, а респираторные — изменением pCO2. Остальные буферные системы также важны, особенно гемоглобиновая внутри эритроцитов, однако по суммарной емкости крови уступают бикарбонатной.
| Буферная система | Основные компоненты | Преимущественная локализация | Роль в поддержании pH | Регуляция и клиническое значение |
|---|---|---|---|---|
| Бикарбонатная | HCO3− и CO2/H2CO3 | Плазма и эритроциты | Более 50% суммарной буферной емкости крови | Легкие регулируют CO2, почки — содержание HCO3−; основа интерпретации КЩС |
| Гемоглобиновая | Гемоглобин и его восстановленная форма | Эритроциты | Связывает H+, образующиеся при превращении CO2, и участвует в переносе CO2 | Связана с эффектами Бора и Холдэйна; особенно значима в венозной крови и тканях |
| Протеиновая | Плазменные белки, главным образом альбумин | Плазма и внутриклеточная жидкость | Связывает H+ за счет ионизируемых аминных и карбоксильных групп | Буферная емкость снижается при гипоальбуминемии; влияет на оценку анионной разницы |
| Фосфатная | H2PO4−/HPO42− | Внутриклеточная жидкость и канальцы почек | Небольшой вклад в крови, но эффективно связывает H+ в моче | Участвует в титруемой кислотности и почечном выведении кислот |
| Аммонийная | NH3/NH4+ | Просвет почечных канальцев | Не относится к основным буферам плазмы, но обеспечивает экскрецию фиксированной кислоты | Секреция NH4+ усиливается при ацидозе и является важным механизмом адаптации почек |
Нарушение соотношения гидрокарбоната и CO2 приводит к изменению pH крови и формированию метаболических или респираторных расстройств. Для их разграничения оценивают pH, pCO2, HCO3− и степень компенсаторной реакции. При тяжелой почечной недостаточности снижается выведение кислот и регенерация гидрокарбоната, что способствует метаболическому ацидозу. Быстрая компенсация достигается изменением вентиляции, а более длительная — почечной регуляцией состава буферных оснований.
