人体酸碱平衡
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在人体中,不断有来自食物及物质代谢产生酸性物质或碱性物质进入体液。人体可以通过多种调节方式将多余的酸或碱排出体外,使体内的酸性物质和碱性物质保持一定的数量比例,使体液的pH在一定范围内恒定。
在正常的生理情况下,人体血浆的pH为7.40±0.05。由于血浆与其他各部分体液相互沟通,因此其pH能间接反映其他各部分体液的酸碱平衡状态。
人体内酸性物质和碱性物质的来源
人体内的酸性物质主要来源于酸性食物,如:五谷杂粮、豆类、蛋类、肉类等含有糖类、脂类或蛋白质的食物。糖、脂肪、蛋白质及核酸在体内分解代谢可产生多种无机酸(除H2CO3外,还有含硫氨基酸代谢产生的H2SO4、核酸代谢产生的H3PO4等)和有机酸(如乳酸、丙酮酸、乙酰乙酸等),其中以碳酸的生成量最多(成人每日约15mol),他们是体内酸性物质的主要来源。因碳酸易以CO2的形式经肺呼出体外,故习惯上称碳酸为挥发性酸;而其他酸则不能由肺呼出,过量时必须由肾脏排出体外,故称为固定酸。
人体内的碱性物质主要来源于碱性食物,如:蔬菜和水果等。蔬菜、水果等食物中含有丰富的有机酸盐,它们在体内代谢过程中,一方面有机酸根部分和体液中的H+结合生成相应的有机酸进而被彻底氧化,从而消耗了H+;另一方面,碱金属离子又和体内的HCO3-结合而保留了HCO3-离子,使体内碱性物质增加。例如苹果中的苹果酸钠经以下反应进行代谢:
可见苹果酸钠代谢的结果是消耗H+的同时,把一种较强酸的钠盐转化为一种较弱酸的钠盐,所以体液中的碱性物质相对增加了。
血液缓冲体系
血液中有多种缓冲体系。血浆中的缓冲对主要有:NaHCO3/H2CO3;Na-Pr/H-Pr(Pr:血浆蛋白);Na2HPO4/NaH2PO4。红细胞中的缓冲对主要有:
KHb/HHb;KHbO2/HHbO2(Hb:血红蛋白);K2HPO4/KH2PO4;KHCO3/K2CO3。
人体调节固定酸(用HA表示)的方式可用下图表示:
图1 人体调节固定酸的方式
血浆中的碳酸氢钠是缓冲对的主要碱。当固定酸(H2SO4、H3PO4、乙酰乙酸,乳酸等)进入血液后,首先被NaHCO3中和,使酸性较强的固定酸转变为酸性较弱的碳酸,从而使固定酸的作用得到缓冲,血液pH的变动范围不致过大。
此外,血浆中的其他缓冲体系也可使固定酸转变为较弱的酸或酸式盐,对固定酸也具有一定的缓冲作用。
但是,固定酸被缓冲后,血浆中[NaHCO3]降低,[H2CO3]升高,血液的pH 仍然难以维持恒定。这时,肺和肾的调节作用至关重要。
血液缓冲固定酸后生成的H2CO3可分解成CO2由肺排出;也可在肾脏中与原尿中的固定酸盐发生如下反应:
H2CO3+NaA→NaHCO3+HA
上述反应可以消耗血液中过多的H2CO3,生成的NaHCO3能被重吸收入血液补充其先前的消耗,生成的固定酸随尿液排出体外。
对碱的调节作用。
当碱性物质(以MOH表示)进入血液时,受到缓冲体系中弱酸成分的缓冲。碳酸氢盐缓冲体系中H2CO3的相对含量虽不多,但CO2有源源不断的供应,所以H2CO3是对碱起缓冲作用的主要成分:
MOH+H2CO3→MHCO3+H2O
反应的结果是,较强的碱性物质转变成碱性较弱的碳酸氢盐,同时消耗了碳酸。此时,肺可以通过降低呼吸的频率和深度以补充消耗了的碳酸;如果体内
NaHCO3浓度过高,肾脏可以直接将多余部分排出体外。
人们一日三餐中的主食大多属于酸性食物,在一般情况下,酸性物质容易超过机体所需的数量,导致血液偏酸性(pH<7.35)。有医学专家认为酸性体液是“百病之源”。血液偏酸者,组织器官功能减弱,细胞活性降低,酶活性降低,新陈代谢减缓,肝肾负担加重,机体免疫力下降。常出现身倦体乏、记忆力减退、腰酸腿痛等亚健康状态。
预防酸碱平衡失调的措施,一是重视肺和肾的保养,使其保持良好的功能状态;二是注意调整酸性食物和碱性食物摄入的比例,适当增加碱性食物的摄入量;三是慎用可导致血液酸性或碱性物质增加或有损肺、肾功能的药物。