Бикарбонатная буферная система (НСО3-/Н2СО3).

Бикарбонатный буфер является основным внеклеточным буфером. На него приходится 75 % буферной емкости плазмы крови. Ведущая роль бикарбонатного буфера обусловлена интегрирующей ролью его компонентов между спектром биохимических реакций и физиологических функций, связанных с работой почек и легких.

Анаэробный метаболизм углеводов, липидов, белков приводит к образованию углекислого газа и воды, что в общем виде можно записать:

Анаэробный метаболизм

Субстраты СО₂ + Н₂О.

Вода и углекислый газ способны реагировать с образованием угольной кислоты, диссоциирующей на бикарбонат и ион водорода:

СО₂ + Н₂О ↔ Н₂СО₃ ↔ НСО₃^- + Н⁺.

Количество образующегося в течение суток при анаэробном метаболизме СО₂ способно обеспечить синтез 15000-20000 ммоль угольной кислоты. Однако СО₂ быстро удаляется при дыхании и его остаточное содержание при сбалансированном метаболизме обеспечивает синтез 1,2 ммоль/л Н₂СО₃.

Концентрация бикарбоната в плазме крови является стабильной величиной (24 ммоль/л) благодаря функциональной активности почек по его реабсорбции, синтезу при недостатке, удалению при избытке.

Увеличение внеклеточной концентрации угольной кислоты и соответственно Н⁺ приводит к приросту содержания водородных ионов в клетках, что сопровождается депрессией внутриклеточных биохимических процессов образования Н⁺ и СО₂.

Взаимодействие бикарбонатной буферной системы с биохимическими и физиологическими процессами обеспечивает ее динамичность и устойчивость. Механизм буферного действия бикарбонатной буферной системы принципиально совпадает с механизмом действия фосфатной буферной системы. Ионы водорода соединяются с бикарбонатом и дают слабодиссоциирующуюся угольную кислоту:

НCl + NaНСО₃ ↔ NaCl + Н₂СО₃

сильная кислота буфер соль слабая кислота

В случае нагрузки гидроксильным ионом (ОН^-) угольная кислота отдает ион водорода, и в результате реакции образуются бикарбонат (НСО₃^-) и вода (Н₂О):

NaОН + Н₂СО₃ ↔ NaНСО₃ + Н₂О

щелочь слабая кислота бикарбонат вода