
人体血液的pH值通常维持在7.35到7.45之间,这一稳定状态得益于体内复杂的调节机制。
首先,人体内存在三种缓冲系统,它们由弱酸及其盐组成,分别是碳酸氢盐(H2CO3-BH2CO3)、磷酸盐(NaH2PO4-Na2HPO4)以及血红蛋白和血浆蛋白系统。其中,碳酸氢盐缓冲系统最为重要。
其次,肺部在调节酸碱平衡方面也扮演着重要角色。体液缓冲系统最终需要依赖肺部呼出二氧化碳或肾脏排出酸性物质以维持酸碱平衡。因此,肺部功能在调节酸碱平衡中至关重要。
肾脏则通过四种方式调节酸碱平衡。首先是NaHCO3的再吸收,这是一种通过钠离子与氢离子交换来进行的。在这个过程中,肾小管上皮细胞内的二氧化碳与水结合生成碳酸氢根离子,然后与钠离子交换,从而促进NaHCO3的再吸收。
其次是排泌可滴定酸,即通过排泌氢离子与钠离子交换产生NaH2PO4排出体外,以维持酸碱平衡。
此外,肾脏还可以生成和排泌氨,这一机制可以排出强酸基,从而调节血液酸碱度。氨与氢离子结合成酸性铵盐,并与酸基结合排出体外,同时促进氢离子的排泌。
肾脏还通过离子交换和排泌机制来调节酸碱平衡,其中,HCO3-和Cl-在细胞膜上自由交换。当HCO3-进入红细胞增加时,Cl-则被置换而排出。反之亦然。这一机制使得红细胞能够携带更多的二氧化碳至肺泡排出,多余的Cl-则通过肾脏排出。
除了上述机制,还有离子交换机制参与酸碱平衡的调节。HCO3-和Cl-在细胞膜上进行自由交换,当HCO3-进入红细胞增多时,Cl-则被置换而排出。反之亦然。这一机制使得红细胞能够携带更多的二氧化碳至肺泡排出,多余的Cl-则通过肾脏排出。
体内酸碱平衡的调节机制中,体液缓冲系统的反应最为迅速,几乎立即起作用。肺部调节作用略慢,反应时间约为10至30分钟。离子交换机制则更慢,作用时间约为2至4小时。而肾脏的调节作用最迟,但最为持久,可以持续数天。详情