碳酸酐酶的医学论文

体液中的酸性物质和碱性物质主要是组织细胞在物质分解代谢过程中产生的，其中产生最多的是酸性物质，仅小部分为碱性物质。（一）、酸性物质的来源 1 ．挥发酸（ volatile acid ） 碳酸（ H2CO3 ）是体内唯一的挥发酸，是机体在代谢过程中产生最多的酸性物质，因其分解产生的 CO2 可由肺呼出而被称之挥发酸。通过肺进行的 CO2 呼出量调节也称之酸碱的呼吸性调节。糖、脂肪和蛋白质等物质在代谢过程中产生大量的 CO2 ，在安静状态下，成年人每天产生的 CO2 约 300-400L 。机体在代谢过程中所产生的 CO2 ，可以通过两种方式与水结合生成碳酸。一种方式是： CO2 与组织间液和血浆中的水直接结合生成 H2CO3 ，即 CO2 溶解于水生成 H2CO3 。该反应过程不需要碳酸酐酶（ carbonic anhydrase, CA ）参与： CO2 +H2O H2CO3 H+ + HCO3- 另一种方式是： CO2 在红细胞、肾小管上皮细胞、胃粘膜上皮细胞和肺泡上皮细胞内经碳酸酐酶（ CA ）的催化与水结合生成 H2CO3 。其反应过程如下： CO2 +H2O H2CO3 H+ +HCO3- 2 ．固定酸（ fixed acid ） 固定酸是体内除碳酸外所有酸性物质的总称，因不能由肺呼出，而只能通过肾脏由尿液排出故又称非挥发酸（ unvolatile acid ），也称之酸碱的肾性调节。机体产生的固定酸有：含硫氨基酸分解代谢产生的硫酸；含磷有机物（磷蛋白、核苷酸、磷脂等）分解代谢产生的磷酸；糖酵解产生的乳酸；脂肪分解产生的乙酰乙酸、 β- 羟丁酸等。但是，人体每天生成的固定酸所离解产生的 H+ 与挥发酸相比要少得多。（二）、碱性物质的来源体内通过三大营养物质的分解代谢产生的碱性物质并不多。但人们摄入的蔬菜和水果中含有有机酸盐（如柠檬酸盐、苹果酸盐等），在体内经过生物氧化可生成碱性物质。二、酸碱平衡调节机制机体对酸碱平衡的调节主要是由三大调节体系共同作用来完成的，即血液缓冲系统的缓冲，肺对酸碱平衡的调节和肾对酸碱平衡的调节。 （一）、血液缓冲系统的缓冲作用血液缓冲系统包括血浆缓冲系统和红细胞缓冲系统，都是由弱酸和其相对应的弱酸盐所组成。其中弱酸为酸性物质，对进入血液的碱起缓冲作用；弱酸盐为碱性物质，对进入血液的酸起缓冲作用。血浆缓冲系统由碳酸氢盐缓冲对（ NaHCO3/H2CO3）、磷酸氢盐缓冲对（Na2HPO4/NaH2PO4）和血浆蛋白缓冲对（NaPr/HPr）组成。红细胞缓冲对则由还原血红蛋白缓冲对（KHb/HHb）、氧合血红蛋白缓冲对（KHbO2/HHbO2）、碳酸氢盐缓冲对（KHCO3/H2CO3）和磷酸氢盐缓冲对（K2HPO4/KH2PO4 ）等组成。碳酸氢盐缓冲对占血浆缓冲对含量的50%以上，血浆中50%以上的缓冲作用由它完成；当血浆中的酸性物质（如盐酸）过多时，由碳酸氢盐缓冲对中的碳酸氢钠对其缓冲。经过缓冲系统缓冲后，强酸（盐酸）变成了弱酸（碳酸），固定酸变成了挥发酸，挥发酸分解成H2O和CO2，CO2由肺呼出体外。因此，也有人称碳酸氢盐缓冲对为开放性缓冲对。其缓冲目的是使血液酸碱度维持稳定，减小pH变动。血液 pH 是表示血液酸碱度的指标。由于 pH 是 H+ 浓度的负对数，所以血液 pH 的高低反映的是血液中 H+ 浓度的状况。正常人动脉血 pH 在 之间，其平均值是 。 血液 pH 的高低取决于血浆中 [NaHCO3 ]/[H2CO3 ] 的比值，这可用 Henderson-Hasselbach 方程式表示： pH= pKa + 1g [HCO3- ]/[H2CO3 ] [H2CO3 ] = 40× （代入上式） pH=[24/] = = = 从式中可知，当 [HCO3- ]/[H2CO3 ] 的比值为 20:1 时， pH 为 。当 [HCO3- ]/[H2CO3 ] 的比值大于 20:1 时， pH 升高。 pH 大于 为碱中毒（ alkalosis ），但不能区分是代谢性碱中毒还是呼吸性碱中毒。当 [HCO3-]/[H2CO3 ] 的比值小于 20:1 时， pH 下降。 pH 低于 为酸中毒（ acidosis ），但不能区分是代谢性酸中毒还是呼吸性酸中毒。 pH 正常并不能表明机体没有酸碱平衡紊乱。因为 pH 正常的情况有三种：一是机体没有酸碱平衡紊乱；二是机体有酸碱平衡紊乱但代偿良好，为完全代偿性酸碱平衡紊乱；三是机体可能存在相抵消型的酸碱平衡紊乱，正好相抵消时 pH 正常。 细胞外液中固定酸增加后，血浆缓冲体系中的各种缓冲碱立即对其进行缓冲，造成 HCO3- 和其它缓冲碱被不断消耗而减少。在缓冲过程中 H+ 与 HCO3- 作用所形成的 H2CO3 ，可分解为 H2O 和 CO2 ，CO2可由肺呼出体外。缓冲体系的缓冲调节作用不但非常迅速，而且十分有效。但是，如果因为缓冲调节而被消耗的缓冲碱不能迅速地得到补充，就可能使持续增加的 H+ 不能被充分中和而引起血液 pH 降低，反映酸碱平衡的代谢性指标： AB 、 SB 、 BB 均降低， BE 负值增大。