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酸塩基平衡の基本

酸塩基平衡とは?

人間の身体は、酸素やブドウ糖から生きるためのエネルギーを作っている。
このエネルギーを作るときに、酸性物質である水素イオン(H⁺)も一緒に生み出しているため、体は常に酸性に傾こうと働く。
しかし、人間の細胞は酸性に傾くと細胞活動が低下し、臓器障害・神経障害により生きていくことが難しくなる。

そのため、人間はH⁺をCO₂に変換して呼気から排泄したり、腎臓でH⁺を尿と一緒に排泄したり、HCO3という酸を中和する物質(塩基)を作って、体の中は常にPH7.4くらいの弱アルカリ性に維持されている。(※詳しくは後で…)

酸塩基平行

このPH7.4を基準に、酸性にもアルカリ性にも傾いていない、酸と塩基がつりあいの取れている状態のことを酸塩基平衡という。

アルカリ性と塩基

塩基は、酸を中和する物質…難しく言うと水素イオン(H)を受け取る液体・個体・気体のこと。塩基のうち、PH7以上を示す水溶液のことをアルカリ性と呼ぶ。

アシドーシスとアルカローシス

生体内のPHの正常範囲は7.4±0.05!
つまりPH7.35~7.45で酸塩基平衡は保たれている。

アシドーシスとアルカローシス

この酸塩基平衡を、酸性に傾けようとする状態をアシドーシス、アルカリ性に傾けようとする状態をアルカローシスという。

これは、あくまで酸orアルカリに傾けようとする状態のことを表していて、実際に血ガスを測定してPH7.35以下になっている状態はアシデミア、PH7.45以上になっている状態はアルカレミアと表すのが適当。

酸塩基平衡における腎臓の働き

酸を中和するHCO₃を作り出す
体はどんどんと酸であるH⁺を作っていく。
そのため、なんとかしてH⁺を排出しないといけないのだが、そこで登場するのが、腎臓の上皮細胞で作られるHCO₃⁻(重炭酸イオンまたは炭酸水素イオン)。

HCO₃⁻は塩基…塩基は前述した通りH⁺を受け取る物質なので、エネルギー代謝で大量に作られたH⁺と化学反応が起きる。
H⁺+HCO₃⁻→CO₂+H₂O こんな感じで。

この反応で、H⁺はCO₂に形を変えて、呼吸により二酸化炭素は排泄される。
酸塩基平行腎臓の働き
H⁺を尿として排泄する
H⁺とHCO₃⁻との化学反応できたCO₂のほとんどは、呼気から排出されるのだが、一部は、腎臓でHCO₃⁻をつくるために使われる。
作られたHCO3⁻は、腎臓で再吸収され、H⁺は尿として排泄される。

この時起きる反応がこれ。
H₂O+CO₂→H₂CO₃(炭酸)→HCO₃⁻+H⁺
重炭酸は不安定なので、すぐにHCO₃⁻とH⁺に分解される。
酸塩基平行腎臓の働き
また、極わずかではあるが、CO₂以外にも、リン酸(H₂PO₃)、硫酸(H₂SO₄)という形で酸が存在してて、これらも尿として排泄される。
腎臓のまとめ
腎臓は、HCO₃⁻を作って酸を減らす!
HCO₃が減ったら、代謝性アシドーシス
HCO₃が増えたら、代謝性アルカローシスになる!

酸塩基平衡における肺の働き

二酸化炭素を排出する
腎臓の働きと細胞内の化学反応にり、H⁺から形を変えたCO₂を肺胞に放ち、呼気として排出する。
肺のまとめ
肺は、酸であるCO₂を排出する!
CO₂が増えたら呼吸性アシドーシス
CO₂が出すぎたら呼吸性アルカローシスになる!
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