Порушення кислотно-основного 
стану. Ацидоз. Алкалоз 
Лектор – Досенко Віктор Євгенович, 
д.м.н., професор, 
провідний науковий співробітник відділу загальної та молекулярної 
патофізіології Інституту фізіолоії ім. О.О.Богомольця НАН України
Søren Peter Lauritz Sørensen 
(1868 - 1939) 
pH - potentia hydrogenii, сила водню
Arnold O. Beckman 
(1900 – 2004)
POTENTIA HYDROXONII 
Гідроксо́ній (оксоній, гідроній), 
НзО+ - комплексний іон, 
сполука протону із 
молекулою води
За добу в організмі 
утворюється значна 
кількість 
ЛЕТКИХ (~20М 
вугільної кислоти) 
та 
НЕЛЕТКИХ кислоти 
(сірчана, молочна, 
ацетооцтова, 
оксимасляна та ін., 
разом до 0.1М)
pH 7.4 – 40 нМ/л 
рH 7.35 – 7.45 = ± 10 нМ/л 
В 1 л крові ~20 х 1015 протонів 
При цьому амк залишків лише в альбуміні крові - 
3 х 1023
Від рН залежить: 
• Активність ферментів 
• Проникність мембран 
• Чутливість рецепторів 
• Провідність нервових імпульсів 
• Секреція гормонів 
• Стан колоїдів 
та багато іншого
КЛАСИФІКАЦІЯ ІОНІВ 
• ФІКСОВАНІ катіони і аніони - концентрація 
залежить лише від їх введення або виведення (Na+, 
K+, Ca2+, Mg2+, Cl- , PO3- та інші) 
4 
• НАПІВФІКСОВАНІ катіони і аніони - 
концентрація залежить від швидкості утворення 
та розпаду в організмі (NН4+, лактат, піруват, 
кетонові тіла та ін.) 
• НЕФІКСОВАНІ катіони і аніони - утворюються і 
зникають в процесі обміну практично миттєво 
(бікарбонат та іон водню), а концентрація 
повністю залежить від вмісту інших іонів
Gamblegram або діаграмма Гембла
Можливо, протони є 
лише маркерами 
порушення рівноваги 
між фіксованими та 
нефіксованими 
іонами?
Механізми підтримання кислотно- 
лужної рівноваги 
• Фізико-хімічні (вихід води з клітин та 
розведення) 
• Обмін іонів, передусім калія на протони 
• БУФЕРНІ СИСТЕМИ 
- гідрокарбонатна 
- фосфатна 
- білкова
Гідрокарбонатна буферна система
КАРБОАНГІДРАЗА
ОСТЕОПЕТРОЗІЗ, МАРМУРОВА ХВОРОБА
Cl-/HCO3-exchanger, або Band 3 anion transport 
protein, або anion exchanger 1 (AE1)
Генетичний дефект Cl-/HCO3-обмінника є причиною 
нефрокальцинозу, рахітоподібного стану із низьким 
рівнем бікарбонатів та підвищеною концентрацією 
хлора у сироватці крові
Фосфатна буферна система
Роль нирок в підтриманні 
кислотно-основної рівноваги 
Натрій-водневий протипереносник 
3 (sodium–hydrogen exchanger 3) 
та вакуолярна АТФаза грають 
провідну роль
Локалізація натрій-водневого 
протипереносник 3 та вакуолярна 
АТФази в канальцях
Генетичний дефект V-type proton ATPase є 
причиною злоякісного остеопетрозу
АЦИДОЗ – типовий патологічний процес, що 
виникає внаслідок абсолютного або відносного 
переважання кислот в крові 
КОМПЕНСОВАНИЙ ДЕКОМПЕНСОВАНИЙ 
рН в межах норми, 
проте знижена 
ємність буферних 
основ (BB) 
рН вийшло за межі 
норми (< 7.35)
АЦИДОЗ 
ГАЗОВИЙ НЕГАЗОВИЙ 
Виникає при 
збільшенні рСО2 
крові внаслідок 
гіповентиляції 
легень 
Метаболічний Видільний 
Екзогенний
НЕГАЗОВИЙ АЦИДОЗ 
Метаболічний 
- цукровий діабет 
- голодування 
- гіпоксія 
Видільний 
Ентеральний (пронос) 
Нирковий (порушення реабсорбції та секреції) 
Екзогенний 
Введення солей із катіоном, що метаболізується (NH4Cl, аргінін- 
HCl та ін.)
При негазовому 
ацидозі відбувається 
зменшення вмісту 
буферних основ та 
відношення 
фіксованих катіонів 
до фіксованих 
аніонів 
ВВ ↓ 
Кфікс/Афікс ↓
Молекулярні механізми 
ушкодження при ацидозі 
• активація протон-чутливих іонних каналів та 
обмінників (ASIC, TRPM7, Na(+)/H(+) exchanger 1) 
• модуляція активності іонних каналів (cardiac-specific 
voltage-gated sodium channel, NaV1.5) 
• підвищення концентрації H+ внутрішньоклітинно 
• H+ порушують внутрішньоклітинні сигнальні шляхи → 
зміни експресії генів та синтезу протеїнів 
• H+ каталізують вивільнення заліза з білків → 
підвищення продукції вільних радикалів 
• H+ активує ендонуклеази → фрагментація ДНК
AAcciidd--sseennssiinngg iioonn cchhaannnneell ((AASSIICC))
Академік Олег Кришталь 
Два з трьох головних рецепторів 
болю відкрито в Інституті фізіології 
ім. О.О.Богомольця НАН України
АЛКАЛОЗ – типовий патологічний процес, що 
виникає внаслідок абсолютного або відносного 
переважання лугів в крові 
КОМПЕНСОВАНИЙ ДЕКОМПЕНСОВАНИЙ 
рН в межах норми, 
проте підвищена 
ємність буферних 
основ (BB) 
рН вийшло за межі 
норми (> 7.45)
АЛКАЛОЗ 
ГАЗОВИЙ НЕГАЗОВИЙ 
Виникає при 
зменшенні рСО2 
крові внаслідок 
гіпервентиляції 
легень 
Видільний 
- гастральний (блювота) 
- нирковий 
Екзогенний 
введення солей із аніоном, що метаболізується 
(піруват, лактат, сукцинат натрію та ін.)
При негазовому 
алкалозі 
відбувається 
збільшення вмісту 
буферних основ та 
відношення 
фіксованих катіонів 
до фіксованих 
аніонів 
ВВ ↑ 
Кфікс/Афікс ↑
Молекулярні механізми 
ушкодження при алкалозі 
• підвищення мітохондріального 
потенціалу 
• гіперпродукція вільних радикалів 
• підвищення концентрації кальцію 
• фрагментація ДНК
Патофізіологія кислотно-основного стану
Патофізіологія кислотно-основного стану
Патофізіологія кислотно-основного стану
Патофізіологія кислотно-основного стану

Патофізіологія кислотно-основного стану

  • 1.
    Порушення кислотно-основного стану.Ацидоз. Алкалоз Лектор – Досенко Віктор Євгенович, д.м.н., професор, провідний науковий співробітник відділу загальної та молекулярної патофізіології Інституту фізіолоії ім. О.О.Богомольця НАН України
  • 2.
    Søren Peter LauritzSørensen (1868 - 1939) pH - potentia hydrogenii, сила водню
  • 5.
    Arnold O. Beckman (1900 – 2004)
  • 6.
    POTENTIA HYDROXONII Гідроксо́ній(оксоній, гідроній), НзО+ - комплексний іон, сполука протону із молекулою води
  • 8.
    За добу ворганізмі утворюється значна кількість ЛЕТКИХ (~20М вугільної кислоти) та НЕЛЕТКИХ кислоти (сірчана, молочна, ацетооцтова, оксимасляна та ін., разом до 0.1М)
  • 9.
    pH 7.4 –40 нМ/л рH 7.35 – 7.45 = ± 10 нМ/л В 1 л крові ~20 х 1015 протонів При цьому амк залишків лише в альбуміні крові - 3 х 1023
  • 10.
    Від рН залежить: • Активність ферментів • Проникність мембран • Чутливість рецепторів • Провідність нервових імпульсів • Секреція гормонів • Стан колоїдів та багато іншого
  • 11.
    КЛАСИФІКАЦІЯ ІОНІВ •ФІКСОВАНІ катіони і аніони - концентрація залежить лише від їх введення або виведення (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl- , PO3- та інші) 4 • НАПІВФІКСОВАНІ катіони і аніони - концентрація залежить від швидкості утворення та розпаду в організмі (NН4+, лактат, піруват, кетонові тіла та ін.) • НЕФІКСОВАНІ катіони і аніони - утворюються і зникають в процесі обміну практично миттєво (бікарбонат та іон водню), а концентрація повністю залежить від вмісту інших іонів
  • 12.
  • 13.
    Можливо, протони є лише маркерами порушення рівноваги між фіксованими та нефіксованими іонами?
  • 14.
    Механізми підтримання кислотно- лужної рівноваги • Фізико-хімічні (вихід води з клітин та розведення) • Обмін іонів, передусім калія на протони • БУФЕРНІ СИСТЕМИ - гідрокарбонатна - фосфатна - білкова
  • 15.
  • 18.
  • 19.
  • 20.
    Cl-/HCO3-exchanger, або Band3 anion transport protein, або anion exchanger 1 (AE1)
  • 21.
    Генетичний дефект Cl-/HCO3-обмінникає причиною нефрокальцинозу, рахітоподібного стану із низьким рівнем бікарбонатів та підвищеною концентрацією хлора у сироватці крові
  • 22.
  • 24.
    Роль нирок впідтриманні кислотно-основної рівноваги Натрій-водневий протипереносник 3 (sodium–hydrogen exchanger 3) та вакуолярна АТФаза грають провідну роль
  • 25.
    Локалізація натрій-водневого протипереносник3 та вакуолярна АТФази в канальцях
  • 26.
    Генетичний дефект V-typeproton ATPase є причиною злоякісного остеопетрозу
  • 27.
    АЦИДОЗ – типовийпатологічний процес, що виникає внаслідок абсолютного або відносного переважання кислот в крові КОМПЕНСОВАНИЙ ДЕКОМПЕНСОВАНИЙ рН в межах норми, проте знижена ємність буферних основ (BB) рН вийшло за межі норми (< 7.35)
  • 28.
    АЦИДОЗ ГАЗОВИЙ НЕГАЗОВИЙ Виникає при збільшенні рСО2 крові внаслідок гіповентиляції легень Метаболічний Видільний Екзогенний
  • 30.
    НЕГАЗОВИЙ АЦИДОЗ Метаболічний - цукровий діабет - голодування - гіпоксія Видільний Ентеральний (пронос) Нирковий (порушення реабсорбції та секреції) Екзогенний Введення солей із катіоном, що метаболізується (NH4Cl, аргінін- HCl та ін.)
  • 31.
    При негазовому ацидозівідбувається зменшення вмісту буферних основ та відношення фіксованих катіонів до фіксованих аніонів ВВ ↓ Кфікс/Афікс ↓
  • 35.
    Молекулярні механізми ушкодженняпри ацидозі • активація протон-чутливих іонних каналів та обмінників (ASIC, TRPM7, Na(+)/H(+) exchanger 1) • модуляція активності іонних каналів (cardiac-specific voltage-gated sodium channel, NaV1.5) • підвищення концентрації H+ внутрішньоклітинно • H+ порушують внутрішньоклітинні сигнальні шляхи → зміни експресії генів та синтезу протеїнів • H+ каталізують вивільнення заліза з білків → підвищення продукції вільних радикалів • H+ активує ендонуклеази → фрагментація ДНК
  • 36.
  • 37.
    Академік Олег Кришталь Два з трьох головних рецепторів болю відкрито в Інституті фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України
  • 40.
    АЛКАЛОЗ – типовийпатологічний процес, що виникає внаслідок абсолютного або відносного переважання лугів в крові КОМПЕНСОВАНИЙ ДЕКОМПЕНСОВАНИЙ рН в межах норми, проте підвищена ємність буферних основ (BB) рН вийшло за межі норми (> 7.45)
  • 41.
    АЛКАЛОЗ ГАЗОВИЙ НЕГАЗОВИЙ Виникає при зменшенні рСО2 крові внаслідок гіпервентиляції легень Видільний - гастральний (блювота) - нирковий Екзогенний введення солей із аніоном, що метаболізується (піруват, лактат, сукцинат натрію та ін.)
  • 43.
    При негазовому алкалозі відбувається збільшення вмісту буферних основ та відношення фіксованих катіонів до фіксованих аніонів ВВ ↑ Кфікс/Афікс ↑
  • 45.
    Молекулярні механізми ушкодженняпри алкалозі • підвищення мітохондріального потенціалу • гіперпродукція вільних радикалів • підвищення концентрації кальцію • фрагментація ДНК