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医用化学/缓冲溶液在医学上的意义
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{{Hierarchy header}} 人体内各种体液的PH值具有十分重要的意义。它们均控制在一狭小范围内。因为只有在这范围内,机体的各种功能活动才能正常进行。离开正常范围的少许变化尚能允许,但如变化太大,都可能引起体内许多功能失调。 在体内差不多每项[[代谢]]的结果都有酸产生,如有机食物被完全氧化而产生碳酸,嘌呤被氧化而产生[[尿酸]],碳水化合物的厌氧分解而产生[[乳酸]]以及因[[氧化作用]]不完全而导致[[乙酰乙酸]]和в-[[羟基]]丁酸的生成等。体内代谢也生成[[磷酸]]和[[硫酸]]。代谢过程也可以产生NaHCO3。这些代谢产生的酸或碱进入[[血液]]并没有引起PH值发生明显的变化,这说明血液具有足够的缓冲作用。也说明体内有着有效的[[生理]]作用支配着体内能及时地得到缓冲物的不断补充。 正常人[[血浆]]的PH值相当恒定。血液所以具有缓冲作用,是因为血液是一种很好的缓冲溶液。血液中存在下列缓冲系(HA表示有机酸): {{图片|gmoeb60h.jpg|}} 在这些缓冲系中,碳酸氢盐缓冲系(HCO-3/H2CO3)在血液中浓度很高,对维持血液正常PH值的作用很重要。其次[[红细胞]]中的[[血红蛋白]]和氧合血红蛋白缓冲系也很重要。这些缓冲系中的[[共轭]]酸(如H2CO3)起抗碱作用,共轭碱(如HCO-3)起抗酸作用,使PH值保持正常。 由于H2CO3-NaHCO3(或CO2-HCO-3)缓冲系在血浆中存在如下平衡: {{图片|gmoeb516.jpg|}} 当人体内各组织和[[细胞]]在代谢中产生的酸进入血液时,血液中CO2-HCO-3缓冲系的共轭碱HCO-3就和H+反应,并转变为其共轭酸H2CO3及CO2,即上述H2CO3离解平衡向左移动。因碳酸仅轻度离解,所以,等于把加入的H+从溶液中有效地除去,维持PH基本不变。而溶解的CO2转变为气相CO2从肺部呼出。如果代谢产生的碱进入血液,则上述血液中的离解平衡向右移动,从而抑制PH值的升高。而血液中升高的[HCO-3]可通过[[肾脏]]功能的调节使其浓度降低。 血液中其他缓冲系的抗酸抗碱作用和CO2-HCO-3缓冲作用的原理相似。而且,当产生CO2过多时,主要是通过血红蛋白和氧合血红蛋白运送到肺部排出,或通过磷酸缓冲系使[CO2]降低。至于降低的[HCO-3]也可以通过肾脏功能的调节使其在血液中的浓度升高,从而使[CO2]、[HCO-3]和[HCO-3]/[CO2](溶解)都恢复正常。肺[[呼吸]]快些或慢些可调节CO2的量或酸量(呼吸慢则CO2积蓄);而肾的功能之一是调节血液中HCO-3的浓度及[[磷酸盐]]缓冲系的含量。肺和肾脏的协同调节操持[HCO-3]/[CO2](溶解)=20/1,虽然这时缓冲比超出(10/1)-(1/10)范围,可是缓冲容量仍然很大。总之,血液PH值能保持正常范围,是多种缓冲对的缓冲作用以及有效的生理调节作用的结果。 [[微生物]]的培养,[[组织切片]]和[[细菌]][[染色]],以及研究酶的[[催化]],都需用一定PH值的缓冲溶液。在临床检验中,常把血液中HCO-3的浓度看作“[[碱储备]]”,作为一种常规来检查,也需要缓冲作用的知识。理解缓冲作用的基本原理和掌握这方面的基本实验知识,在医学上有重要的意义。 {{Hierarchy footer}} {{医用化学图书专题}}
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