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人体维持酸碱平衡的机制

2015-4-22 15:38| 发布者: admin| 查看: 3125| 评论: 0

摘要: 王岚,尤琳浩,常彦忠. 人体维持酸碱平衡的机制.生物学通报, 2013,48(2):1-2.
 

王岚  尤琳浩  常彦忠

          (河北师范大学铁代谢分子生物学研究室    河北石家庄   050024

摘要   保持体内酸碱平衡才能维持正常的代谢水平和生理功能。人体血液和体液的pH值是相对稳定的,一般保持在7.35-7.45之间。一旦pH值偏离正常范围,机体代谢就会发生紊乱,造成酸或碱中毒,有时甚至会危及生命。人体就是通过血液的缓冲系统,肺的呼吸和肾的调节等来维持机体的酸碱平衡。

关键词   酸碱平衡  酸中毒  碱中毒  内环境  缓冲系统

中国图书分类号:Q411   文献标识码:A

1  引言

生命活动最主要的特征之一就是生物体内各种物质按一定的规律不断进行新陈代谢,以实现生物体与外界的物质交换及自我更新和机体内环境的相对稳定。机体的代谢活动又必须在适宜的酸碱度的内环境中才能正常进行,体液酸碱度的相对恒定就显得特别重要。人体每天不断地从消化道吸收酸性或碱性食物,同时新陈代谢过程也不断产生酸和碱,正常人的血液pH值约在7.35-7.45范围内,在很窄范围内变动的弱碱性,这就需要依靠人体的缓冲系统和肺的呼吸、肾的排泄等的协同作用,使其保持在正常范围内。

2   酸中毒与碱中毒

     当人体酸碱平衡被破坏发生了代谢紊乱,就会出现酸中毒或者碱中毒现象。

2.1  酸中毒 我们通常把pH<7.36定义为酸中毒,而酸中毒又分为呼吸性酸中毒和代谢性酸中毒。二氧化碳分压(PCO2)又叫二氧化碳张力,是指溶解在动脉血中CO2分子所产生的压力[l];既反映肺泡通气换气功能,又反映酸碱状态,正常动脉血为34~45 mm Hg,平均为40 mm Hg。当PCO2大于44 mmHg,同时pH小于7.35时为呼吸性酸中毒。呼吸性酸中毒的基本特征是原发性的血浆[H2CO3]增加,主要原因为CO2排出下降(如呼吸障碍)或CO2吸入过多(如大气缺氧)[2]

代谢性酸中毒指原发性的[HCO3-]浓度下降至小于23 mmol/L,同时除CO2外其他酸性产物增加,引起pH小于7.35[3]。代谢性酸中毒是最常见的酸碱平衡紊乱,其基本特征为原发性的血浆[HCO3-]减少,主要原因为体内有机酸形成过多或者碱性肠液丢失过多以及肾泌H+功能障碍等。轻微酸中毒者常会感到身体乏力、口渴、心慌、厌食等;严重酸中毒者其症状是幼年者皮肤病、胃酸过多、神经衰弱、疲劳倦怠、软骨等[4];中老年者神经痛、骨质疏松症、关节炎、痛风、心血管疾病、血压升高等。

2.2   碱中毒       pH>7.44时称为碱中毒。同样,碱中毒也分为呼吸性碱中毒和代谢性碱中毒。呼吸性碱中毒表现为PCO2小于36 mm Hg,这是由于过度通气或二氧化碳产生减少所致[3]。主要特征为血浆H2CO3减少。代谢性碱中毒定义为[HCO3-]浓度升高(血浆[HCO3-]>25 mmol/L)和pH>7.45。代谢性碱中毒的基本特征是原发性的血浆[HCO3-]增加,主要原因为碱性物质摄入过多或者酸性胃液丢失过多。当体液碱性过高时,对人体也不利,易导致呕吐、糖尿病、白血病等。

3   人体酸碱平衡的调节机制

3.1   血液中物质对酸碱平衡的缓冲调节作用   

正常人的血液pH值约在7.35-7.45之间,机体在这种环境中才能进行正常的新陈代谢。一般情况下,食用偏酸性或碱性的食物,导致血液pH值暂时性超出正常范围时,机体能够通过体液酸碱调节很快恢复正常[4]。这就与血液的缓冲作用密切相关。血液的缓冲系统由弱酸(缓冲酸)及其相对应的缓冲碱组成。血液中的缓冲对主要有H2CO3-NaHCO3-NaH2PO3-NaHPO4、血浆蛋白-血浆蛋白盐、白红朊-血红朊盐等。其中以[HCO3-]缓冲系的缓冲能力最强[5]。当人体进行新陈代谢产生的酸(如磷酸、乳酸等)进入血液时,碳酸氢根离子便立即与它结合生成碳酸分子,碳酸被血液带到肺部并以二氧化碳的形式排出体外。当人体新陈代谢产生碱进入血液时,血液中的氢离子便立即与它生成难电离的水,氢离子的消耗,由碳酸电离来补充,血液中的氢离子浓度保持在一定的范围内[6]。所以血液pH值不会因为代谢产生额外的酸性或者碱性物质而发生明显的变化,而是一直维持在7.35-7.45之间。但是血液缓冲系统的这种平衡调节并不是无限度的,只能短时间调节血液酸碱平衡,如果长期膳食不当,使体内酸度或碱度过量,超过了人体缓冲体系的缓冲能力,就会造成酸中毒或碱中毒。