血液的缓冲是怎么调节酸碱平衡

二、酸碱平衡的调节

人体具有十分完善的酸碱平衡调节机制，主要由血液缓冲系统、肺、肾三部分组成。

(一)血液的缓冲系统

血液缓冲系统是人体对酸碱失衡调节的第一道防线，由于血液缓冲物质的贮存量有限，血液缓冲系统调节酸碱失衡的作用也十分有限。血液缓冲系统由5对缓冲对组成，即碳酸－碳酸氢盐(H₂CO₃－HCO₃^－)、磷酸二氢钠－磷酸氢二钠(NaH₂PO₄－Na₂HPO₄)、血浆蛋白酸－血浆蛋白根(Hpr－Pr^－)、还原血红蛋白酸－还原血红蛋白根(HHb－Hb^－)、氧合血红蛋白酸－氧合血红蛋白根(HhbO₂－HbO₂^－)。每一对缓冲对均由弱酸与弱碱组成，其中弱酸能中和强碱，弱碱能中和强酸(表2－19)。

HCl+NaHCO₃→NaCl+H₂CO₃

(强酸变为弱酸)

NaOH+NaH₂PO₄→Na₂HPO₄+H₂O

(强碱变为弱碱)

1．碳酸－碳酸氢盐(H₂CO₃－HCO₃^－)　酸－碳酸氢盐是机体作用最大的缓冲对，在细胞内、外液中均起作用。H⁺与HCO₃^－结合成H₂CO₃后，H₂CO₃极不稳定，绝大多数分解成CO₂与H₂O，CO₂通过呼吸排出体外。

2．磷酸二氢钠－磷酸氢二钠(NaH₂PO₄－Na₂HPO₄)　在细胞外液中含量不多，作用小，主要在肾脏排H⁺过程中起较大作用。

3．血浆蛋白酸－血浆蛋白根(Hpr－Pr^－)　主要在血液中起缓冲作用。对H⁺调节作用是通过CO₂运输来完成。当代谢产生的CO₂进入血浆后，Pr^－可对H₂CO₃起缓冲作用，形成解离度更差的蛋白酸(Hpr)和NaHCO₃，NaHCO₃又可成为NaHCO₃/H₂CO₃缓冲对中的成分。

表2－19　血液内的缓冲体系

4．氧合血红蛋白酸　－氧合血红蛋白根(HhbO₂－HbO₂^－)成人每天产生400LCO₂，在血液中以物理溶解、碳酸盐形式及与Hb结合的氨基甲酸化合物进行运输。从血浆进入红细胞的CO₂在碳酸酐酶的催化下，不断生成HCO₃^－与H⁺。HHbO₂是强酸，在组织释放出O₂后成为弱酸，有助于与CO₂反应过程中生成的H⁺结合。

5．还原血红蛋白酸　－还原血红蛋白根(HHb－Hb^－)主要在CO₂的运输中起作用。

血液pH值是由HCO^－3与d．CO₂(溶解的二氧化碳)的浓度比例和常数pK决定，这便是Henderson－Hasselbalch方程式:

pH=Pk+Log

正常时为=为=，血液pH保持7．40，为使用方便，溶解的CO₂可用二氧化碳分压(PCO₂)代表，以千帕(kPa)［毫米汞柱(mmHg)］为单位。

CO₂(mol)=0．226(常数)×PCO₂(kPa)=0．03(常数)×PCO₂(mmHg)上式可简写成:

pH∝

在上式中，HCO₃^－为代谢因素，主要受肾脏调节，PCO₂为呼吸因素，主要受呼吸调节，HCO₃^－增加或PCO₂减少时pH值将上升，HCO₃^－减少或PCO₂增加时pH值将下降。

(二)肺的调节

呼吸中枢通过接受脑脊液PCO₂和pH值改变的信号，由此来控制通气量的变化，使动脉PCO₂维持正常。成人每日自肺以二氧化碳形式排出的碳酸约7500mmol(约400L)之多，为肾脏每日排酸总量的200倍左右，呼吸系统对体内酸碱平衡的调节是快而强，可像见呼吸衰竭时所造成酸碱平衡紊乱之严重。

1．调节方式　肺是通过增加或减少肺泡通气，即改变CO₂排出的数量来改变H₂CO₃，调节酸碱平衡使HCO₃^－/H₂CO₃比例维持在20∶1水平。正常情况下，倘若体内酸产生增加，H⁺增加，肺则代偿性过度通气，排出多余的CO₂，致pH值仍在正常范围;若体内碱多，H⁺减少，则呼吸浅慢，减少CO₂排出，增加H₂CO₃，也可维持pH值在正常范围。

2．调节特点　作用发生快。机体出现代谢性酸碱失衡时，肺在数分钟内即可代偿性地增快或减慢呼吸频率或幅度，以求增加或减少CO₂排出，代偿代谢性酸碱失衡过程中出现的H₂CO₃过多或减少。这种代偿可在数小时内达到高峰，一旦代谢紊乱得以纠正，肺的通气可再数分钟内恢复正常。但肺只能通过排出CO₂来改变血浆中H₂CO₃，故调节范围有限。

(三)肾脏的调节

正常人每日代谢产生的非挥发酸约120～160mmol(60～80mEq)，全部通过肾脏排出，肾的调节比肺的调节要慢，一般要几天时间，肾对酸碱平衡调节的方式有三种:一是通过碳酸氢钠的再吸收，二是Na₂HPO₄转变为NaH₂PO₄排H⁺(或直接排出少量有机酸)而保Na⁺，三是通过肾脏分泌氨与酸中和。前两者发挥作用较快，但缓冲能力较小，铵盐的排出发挥作用较慢，但缓冲能力强。