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生物化学基础
1.17.2.1 一、血液的缓冲作用

一、血液的缓冲作用

不论是体内产生的还是从外界摄入的酸性或碱性物质,都首先进入血液,被血液稀释,并被血液的缓冲体系所缓冲,通过缓冲,较强的酸或碱转变为较弱的酸或碱,体液的pH值不致于发生显著的变化。

(一)血液的缓冲体系

血液的缓冲体系,包括血浆缓冲体系和红细胞缓冲体系。缓冲体系中的缓冲对由弱酸与其相应的弱酸盐构成。

血浆缓冲体系中的缓冲对有:

NaHCO3/H2CO3  Na2HPO4/NaH2PO4  Na—Pr/H—Pr(Pr代表血浆蛋白质)

红细胞缓冲体系中的缓冲对有:

KHCO3/H2CO3  K2HPO4/KH2PO4  K—Hb/H—Hb

K—HbO2/H—HbO2(Hb代表血红蛋白)

血浆中的缓冲对以Na2CO3/H2CO3缓冲能力最强、最为重要,其比值可决定血液pH。正常人血浆NaHCO3浓度约为24mmol/L,H2CO3浓度约为1.2mmol/L,两者比值为20/1,只要血浆NaHCO3/H2CO3的比值保持在20/1,pH值就维持在7.4。NaHCO3/H2CO3缓冲体系主要缓冲固定酸。

红细胞中的缓冲体系以血红蛋白缓冲系(K—Hb/HHb、K-HbO2/H—HbO2)的缓冲能力最强,血红蛋白缓冲体系主要缓冲挥发酸。

(二)血液缓冲系的缓冲作用

1.对固定酸的缓冲 当固定酸(HA)进入血液时,主要由NaHCO3进行缓冲,使酸性较强的固定酸转变为酸性较弱的H2CO3,H2CO3再经血液循环输送到肺部,分解为H2O和CO2,CO2迅速被呼出体外。反应式为:

img194

血浆中的NaHCO3主要缓冲固定酸,它在一定程度上代表了血浆对固定酸的缓冲能力,故习惯上把血浆NaHCO3称为碱储,其含量可用二氧化碳结合力(CO2-CP)来表示。

2.对挥发性酸的缓冲 体内代谢产生的CO2进入红细胞,在红细胞内经碳酸酐酶催化,与水化合生成大量的碳酸。碳酸主要被血红蛋白缓冲系(KHb/HHb、KHbO2/HHbO2)所缓冲,缓冲过程与血红蛋白的运氧过程相偶联,最终以CO2形式从肺呼出(图14-1)。

3.对碱性物质的缓冲 碱性物质进入血液后,主要由H2CO3进行缓冲,使较强的碱变成较弱的碱,以维持血液pH的相对恒定。如对碱性物质BOH的缓冲过程,反应式为:

BOH+H2CO3─→BHCO3+H2O

img195

图14-1 血红蛋白对挥发性酸的缓冲作用

血液缓冲体系对酸或碱的缓冲的特点是:反应迅速,但缓冲能力有限。因为通过缓冲只能使酸或碱的强度减弱,且缓冲后缓冲体系的含量和比值必然发生改变,所以需要肺和肾的进一步调节。