ECHILIBRUL  ACIDO-BAZIC  ÎN ORGANISMUL UMAN

Majoritatea proceselor metabolice din organism generează direct sau indirect cantităţi apreciabile de ioni H⁺, ceea ce face ca ele să fie considerate – în ansamblu – drept procese producătoare de acizi. Dintre acestea fac parte, în primul rând, căile catabolice fundamentale ale principiilor imediate (glucide, lipide, proteine). Astfel:

a)                   Glicoliza , calea iniţială de degradare a glucozei din metabolismul glucidic, conduce la formarea de acid piruvic sau de acid lactic. Fiecare moleculă de glucoză (cu 6C)  conduce la câte două molecule de acid piruvic sau lactic şi fiecare din aceşti acizi eliberează prin disocierea carboxilului lor ioni de hidrogen. Mai mult decât atât, dacă degradarea glucozei este continuată pe cale aerobă (prin antrenarea acidului piruvic la decarboxilare oxidativă şi apoi ciclul Krebs) are loc o producere suplimentară de protoni, provenind din acidul carbonic format în cantitate apreciabilă pe seama decarboxilărilor care au loc în cursul acestor porcese.

b)                   În metabolismul lipidelor, degradarea trigliceridelor are ca rezultat – încă de la prima etapă de desfacere hidrolitică a acestora – eliberarea acizilor graşi constitutivi. Ulterior, degradarea b-oxidativă a acizilor graşi duce la formarea corpilor cetonici ( acidul b- hidroxibutiric şi acidul acetoacetic) precum şi la cantităţi apreciabile de bioxid de carbon  care – ca  şi în cazul precedent – generează ioni H⁺ din acidul carbonic corespunzător.

c)                   În cazul metabolismului proteic, formarea ureei – ultimul catabolit al  proteinelor din organismul uman – este un proces generator de acizi:

                    2NH₄⁺ + HCO₃^- ® H₂N – C – NH₂ + 2H₂O + H⁺

                                                               ÷÷

                                                               O

De asemenea, degradarea oxidativă a aminoacizilor, proveniţi din proteine, este şi ea generatoare de acizi. Spre exemplu, din degradarea oxidativă a metioninei se eliberează – în final –cantităţi aprecibile de protoni .

Hrana datorită unor componenţi alimentari, reprezintă şi ea o sursă de ioni H⁺ în organism. Spre exemplu, fosforul din alimente – în urma degradărilor hidrolitice şi oxidative din organism – este transformat în acid fosforic ( sau anionul H₂PO₄^- care disociază ca acid). Astfel, prin oxidarea completă a fosfolipidului complex numit lecitină rezultă cantităţi mari de protoni.

Deşi obţinerea de baze în organism are loc în mai mică măsură, produsul final de oxidare în majoritatea degradărilor este baza anionică, HCO₃^-, care se formează în cantităţi apreciabile.

Pe de altă parte, majoritatea alimentelor vegetale din hrană sunt considerate surse alcalinizante, tocmai pentru că în urma degradărilor generează baze anionice de felul bicarbonatului

Ţinând seama de cele menţionate aici, se înţelege că  organismul este confruntat, în permanenţă, cu numeroase tendinţe acidifiante şi alcalinizante care-i ameninţă păstrarea constantă a pH-lui mediului intern . Împotriva acestor tendinţe organismul “se apără” prin utilizarea sistemelor tampon şi prin alte mecanisme fiziologice.

Parametrul mediului intern numit pH ( reprezintă  logaritmul cu semn schimbat al concentra-ţiei H⁺) este unul dintre parametrii biologici a cărui valoare normală, pentru organismul uman, este cuprinsă între limite foarte apropiate: 7,35–7,42. Variaţia foarte restrânsă a valorii normale a pH-lui, în comparaţie cu variaţia valorii altor parametrii ai homeostazei mediului intern, rezultă din faptul că majoritatea enzimelor ce controlează metabolismul celular au un pH optim de acţiune, cu limite foarte apropiate şi dependent de valorile lui extracelulare. Din acest motiv menţinerea pH-ului mediului intern este o condiţie obligatorie pentru desfăşurarea activităţii metabolice a organismului. Pentru îndeplinirea acestei condiţii, echilibrul acido-bazic prezintă mecanisme complete şi rapide, legate de desfăşurarea funcţiilor vitale ale organismului.

Tendinţele de variaţie, în sensul creşterii sau scăderii pH-ului în diferite condiţii de activitate a organismului, sunt controlate prin intermediul sistemului tampon ale sângelui şi prin intermediul activităţii diferitelor organe (în special rinichiul şi plămânul).

Sistemul tampon este format fie dintr-un acid slab şi sarea sa cu o bază tare, fie dintr-o baza slabă şi sarea sa cu un acid puternic. Deoarece tendinţa de creştere a acidităţii ( scăderea pH-ului) este preponderentă în organismul uman, sistemele tampon antiacide sunt bine reprezentate.

Unele sisteme tampon din organism sunt constituite numai din substanţe anorganice iar altele din substanţe organice (mai mult sau mai puţin complexe). În ordinea complexităţii lor crescânde, principalele sisteme tampon din organism sunt:(1) sistemul tampon  acid carbonic—bicarbonat, (2) sistemul tampon al fosfaţilor, (3) sistemul tampon al unor acizi organici şi (4) sistemul tampon al hemoglobinei.

(1) Dintre sistemele tampon din organism cel mai important şi mai rapid controlat este sistemul bicarbonat/acid carbonic ( HCO₃^-/CO₂). Importanţa sa deosebită rezultă din faptul că, pe de o parte, CO₂ este produs continuu de către metabolismul celular, iar pe de altă parte, acesta formează cu apa, în prezenţa anhidrazei carbonice, acidul carbonic (H₂CO₃) care disociază uşor HCO₃^-  şi H⁺. Acest sistem cuprinde exces de componentă bazică (bicarbonat). Într-adevăr, concen-traţia bicarbonatului de sodiu din sânge este de 20 de ori mai mare decât cea a acidului carbonic. Datorită acestui fapt, sistemul tamponează eficient acizii realizând păstrarea constantă a pH-ului mediului intern (sângelui). 

Un alt aspect care conferă sistemului tampon bicarbonat/acid carbonic o importanţă funcţională deosebită este posibilitatea de reglare foarte rapidă a concentraţiei lui sanguine datorită controlului respiraţiei, care se realizează prin valoarea presiunii lui parţiale din sângele arterial, prin intermediul chemoreceptorilor periferici din sinusul carotidian şi ai celor centrali din sistemul nervos. Astfel, o creştere a presiunii parţiale a CO₂ şi, implicit, a concentraţiei sangiune a H⁺ (acidoză) va determina creşterea frecvenţei respiratorii şi eliminarea excesului de CO₂. În condiţiile scăderii presiunii parţiale a CO₂ (alcaloză) frecvenţa respiratorie scade. Din mecanismele prezentate rezultă că funcţia respiratorie  are o importanţă deosebită în menţinerea echilibrului acido-bazic al organismului.

(2) Sistemul tampon al fosfaţilor se află atât în celule cât şi în spaţiul extracelular. Eficienţa lui este mare; în special, în celule unde concentraţiile KH₂PO₄ şi K₂HPO₄ sunt de asemenea mari. În spaţiul extracelular componenţii sistemului sunt fosfaţii de sodiu (NaH₂PO₄ şi Na₂HPO₄), corespunzători celor de potasiu, intracelulari. Sistemul tampon al fosfaţilor din compartimentul extracelular este mai puţin eficient decât cel constituit din acid carbonic şi bicarbonat.

Trebuie reţinut însă că în salivă ambele sisteme tampon (acid carbonic – bicarbonat de sodiu şi fosfat monosodic – fosfat disodic) sunt deosebit de eficiente pentru menţinerea constantă a pH-ului salivar.

(3) Sistemele tampon ale unor acizi organici sunt constituite, în special, din: acid lactic şi lactat alcalin, acid piruvic şi piruvat alcalin, acid acetoacetic şi o sare a sa alcalină..

(4) Sistemul tampon al hemoglobinei. Hemoglobina îşi poate exercita acţiunea tampon în special, datorită faptului că cuprinde – în partea sa proteică – multe resturi de histidină. Acesta este un aminoacid cu nucleu imidazolic care, având capacitatea să accepte şi să cedeze H⁺ la un atom de azot din heterociclul său, poate funcţiona ca bază sau ca acid.

Hemoglobina intră în constituţia a două sisteme tampon: (a)hemoglobină acidă – hemoglo-binat de potasiu şi (b)oxihemoglobină – oxihemoglobinat de potasiu. Atât sistemul care cuprinde hemoglobina cât şi cel care cuprinde hemoglobina oxidată (oxihemoglobina) reprezintă cele mai importante sisteme tampon cu componente proteice din sânge.

Dacă mecanismele respiratorii nu pot compensa perturbările echilibrului acido-bazic, funcţia de excreţie renală reprezintă următorul mecanism de control al pH-ului mediului intern. Rinichiul intervine în acest proces atât prin reabsorbţia şi sinteza bicarbonatului cât şi prin secreţia H⁺, sub forma acizilor nevolatili – pentru fiecare mol de H⁺ eliminat prin urină se reabsoarbe sau se sintetizează un mol de HCO₃^-. Funcţia rinichiului în controlul echilibrului acido-bazic este mai lentă şi depinde în special de valoarea pH-ului sanguin. Deci, rinichiul, în funcţie de valoarea pH-ului sanguin, elimină fie excesul de acizi, fie excesul de baze.

Pentru a vedea tot referatul

CLICK AICI