Метаболический ацидоз

Основная причина: избыточное образование протонов происходит при тяжелых нарушениях обмена веществ, таких как диабетический кетоацидоз и лактоацидоз. Низкий pH крови может быть смертельно опасен.

Действие буферной системы: бикарбонатная буферная система первая реагирует на повышение концентрации протонов. НСO₃^- связывается с протонами, образуя угольную кислоту (Н₂СO₃^-), которая распадается на СO₂ и Н₂O.

Компенсация: низкий уровень pH стимулирует дыхательный центр в головном мозге и вызывает гипервентиляцию легких. Человек интенсивно выдыхает СO₂, чтобы снизить значение рСO₂. Такая патологическая гипервентиляция называется «большое дыхание», или «дыхание Куссмауля».

Коррекция (1) — удаление протонов: поступающий из мышц и печени глутамин дезаминируется ферментом глутаминазой. Продукт этой реакции, глутамат, в свою очередь, дезаминируется ферментом глутаматдегидрогеназой до а-кетоглутарата. Образовавшиеся молекулы NH₃ (аммиака) диффундируют в мочу в почечных канальцах, где к ним присоединяются протоны. В результате образуется NH₄⁺, который выводится с мочой. Выведение Н⁺ в виде ионов аммония — замечательная способность почек: при метаболическом ацидозе интенсивность выведения NH₄⁺ может в 10 раз превышать свой обычный уровень.

Коррекция (2) — восстановление потерь НСO₃^-: вместе с выведением ионов аммония почки синтезируют новые ионы НСO₃^-, которые поступают в кровь и восполняют потери бикарбоната (см. пункт 2).

Заболевание почек, при котором протоны выводятся недостаточно интенсивно и накапливаются в крови. Сюда относятся:

почечная недостаточность (при которой нарушены все функции почек, в том числе фильтрация и выведение протонов);
почечный канальцевый ацидоз (специфическое нарушение работы канальцев, при котором снижается выведение протонов).

Прием лекарств и токсических веществ: избыточное количество протонов образуется при метаболизме метанола и этиленгликоля, которые входят в состав антифризов.

Диарея с избыточными потерями НСO₃^- из кишечника: при такой диарее желчный пузырь, поджелудочная железа и слизистая оболочка двенадцатиперстной кишки усиленно синтезируют бикарбонат, восполняя его потери. При этом в крови увеличивается концентрация протонов.