酸碱平衡的呼吸调节

酸碱平衡对于正常的身体功能至关重要。这种平衡的破坏可能导致严重的并发症，例如心律失常和癫痫发作。因此，这种平衡受到严格监管。在本文中，我们将探讨缓冲系统、呼吸系统的反应以及相关的临床情况。

缓冲系统

血液具有抵抗 pH 值微小变化的能力，这种特性被称为“缓冲”。这是由于血液中碳酸氢根和氢离子的基础水平。化学反应由下式给出：

由TeachMeSeries 有限公司(2024)

图 1 – 演示缓冲系统的方程式。

该反应可用于控制pH值。例如，在代谢活跃的组织中，氢 离子会增加。它们可以与红细胞中的碳酸氢盐发生反应，形成二氧化碳，然后通过肺部呼出。身体的补偿系统依赖于这个方程。稍后将更详细地讨论这一点。

亨德森-哈塞尔巴尔赫方程

Henderson-Hasselbalch方程将 pH 值与碳酸氢盐浓度和二氧化碳分压之间的比率联系起来。它由下式给出：

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图 2 – Henderson-Hassalbalch 方程。

这表明碳酸氢根生成量与二氧化碳分压之间的比率决定了血液的 pH 值。通过增加碳酸氢盐含量，pH 值将上升并变得更加碱性。通过增加二氧化碳分压，血液的pH值会下降并变成酸性。血液pH值的通常范围是7.35至7.45。当 pH 值低于 7.35 时，称为酸中毒；当 pH 值升至 7.45 以上时，称为碱中毒。

平衡如何恢复？

当血液pH值偏离正常范围时，身体的两个系统就会被激活以恢复平衡。呼吸系统改变呼吸频率，以改变血液中二氧化碳的浓度，而泌尿系统改变碳酸氢根或氢离子的重吸收或产生。这就是所谓的“补偿”。

有关泌尿系统反应的信息可在此处找到。

呼吸反应

改变呼吸频率有一个复杂的调节机制。化学感受器检测血液中某些分子的水平，并相应地改变呼吸频率。颈动脉窦和主动脉弓中的外周化学感受器通过颅神经向脑干发出信号以改变呼吸频率。中枢化学感受器通过不同的方法发挥作用。当血液中二氧化碳含量升高时，它可以扩散到脑脊液（CSF）中，因为它是小分子。然后，一种称为碳酸酐酶的酶可以将二氧化碳和水转化为碳酸氢根和氢离子。然后化学化学感受器感知氢离子，直接改变呼吸频率。

有关化学感受器作用的更多信息可以在此处找到。