Почки и кислотно–щелочное равновесие

Лёгкие и почки имеют первостепенное значение для поддержания кислотно-щелочного равновесия крови путём контроля за компонентами её буферных систем — CO₂ и HCO₃^–. Кислотно-щелочное равновесие рассмотрено в главе 28, контроль [CO₂] — в главе 25, в этом разделе разобрана роль почек в контроле [HCO₃^–] плазмы крови и в экскреции нелетучих кислот.

 Нелетучие кислоты. В организме образуются нелетучие кислоты (например, серная, фосфорная и различные органические) в суммарном количестве (за вычетом нейтрализованных основаниями) около 70 ммоль/сут (1 ммоль/кг массы тела). В перерасчёте на угольную кислоту (H₂CO₃) почка ежесуточно экскретирует около 70 ммоль of H⁺в мочу и одновременно переносит в кровь 70 ммоль вновь образованного HCO₃^–. В крови HCO₃^–нейтрализует 70 ммоль нелетучих кислот.

 Титрование отфильтрованногоHCO₃^–. Ежесуточно обе почки отфильтровывают 4320 ммоль HCO₃^–. Этот огромный пул анионов практически не экскретируется и не реабсорбируется, а титруется секретируемым в просвет канальцев H⁺до CO₂и H₂O (H⁺+ HCO₃^–H₂CO₃, H₂CO₃H₂O + CO₂). Однако, реакция протекает слишком медленно для быстрого и полного превращения HCO₃в H₂O и CO₂. Поэтому в процесс нейтрализации включается карбоангидраза эпителия почечных канальцев (фермент расщепляет HCO₃^–на CO₂and OH^–, а секретируемый H⁺ нейтрализует OH^–, в итоге образуются те же H₂O и CO₂.).

 «Новый» HCO₃^–. Поверхностная мембрана эпителия хорошо проницаема для CO₂и воды, поэтому CO₂и H₂O диффундируют в клетку, где карбоангидраза катализирует обратную реакцию — образование H⁺и HCO₃^–из CO₂и H₂O. Клетка экспортирует H⁺в просвет канальцев, а HCO₃^–в кровь через интерстиций. Таким образом, взамен оттитрованного в просвете канальцев и на поверхности эпителия HCO₃^–появляется «новый» HCO₃^–, секретируемый в кровь.

 Титрование отфильтрованного и секретированного аммиака. Секретируемый H⁺также титрует NH₃. Небольшая часть NH₃отфильтровывается, значительная часть диффундирует через эпителиальные клетки и поступает в просвет при помощи Na-H–обменника. В проксимальных канальцах превращение глутамина в‑кетоглутарат приводит к появлению 2 ионов NH₄⁺, образующих 2 NH₃2 иона H⁺. при метаболизировании‑кетоглутарата образуется 2 иона OH^–, которые карбоангидраза превращает в ион HCO₃^–. Этот «новый» HCO₃^–далее поступает в кровь.

 Титрование других отфильтрованных анионов. Помимо аммиака и HCO₃^–секретированный H⁺титрует также отфильтрованные HPO₄^–, креатинин и ураты.

Таким образом, в просвете канальцев H⁺титрует HCO₃^–, HPO₄^2–, NH₃и некоторые другие анионы. Из 4390 ммоля H⁺4320 ммоля (98%) идёт на титрование HCO₃^–. В итоге образуется «новый» HCO₃^–, поступающий в кровь. Эти процессы происходят преимущественно в проксимальном отделе нефрона (80%).