Θεματολόγιο Πνευμονολογίας

Ένα διάλυμα ασθενούς οξέος και της συζυγούς του βάσεως καλείται ρυθμιστικό ή κανονιστικό διάλυμα επειδή εξουδετερώνει προστιθέμενες μικρές ποσότητες οξέων ή βάσεων με μετατόπιση της ισορροπίας, ώστε η αρχική συγκέντρωση Η⁺ να παραμείνει σχεδόν αμετάβλητη.

Σ’ ένα ρυθμιστικό διάλυμα, η [Η⁺] και η [Α^-] δεν ευρίσκονται σε ίσο αριθμό, όπως πχ., σ΄ένα οξύ, αλλά αντίθετα, η [Α^-] είναι πολύ μεγαλύτερη. Στο σύστημα πχ., [Η⁺][HCO₃̄]/ CO₂ + H₂CO₃ η συγκέντρωση των υδρογονιόντων ([Η⁺]) δεν υπερβαίνει τα 40 nmol/l, ενώ η [HCO₃̄] ισούται με 24.000.000 nmol/l (à572, 573).

 Τα ρυθμιστικά συστήματα αποτελούν πρώτης γραμμής άμυνα του οργανισμού για τη διατήρηση του pH. Η προστατευτική τους δράση συνιστάται στη δέσμευση εισαγομένων ή ενδογενώς παραγομένων οξέων ή βάσεων. Έτσι, το pH μεταβάλλεται ασήμαντα, ενώ συγχρόνως παρέχεται ο χρόνος για την κινητοποίηση και τη δράση του αναπνευστικού και νεφρικού αντισταθμιστικού μηχανισμού. Ας υποθέσουμε ένα ρυθμιστικό διάλυμα, στο οποίο ισχύει η σχέση

                       Κ=[Η⁺][Α^-]/[ΗΑ]                   {1}

 με λίγα [Η⁺] και άφθονα [Α^-]. Εάν προσθέσουμε στο διάλυμα ποσότητα ισχυρού οξέος, πχ., HCI, αυτό διίσταται αμέσως σε Η⁺ και CI^-. Tα προστιθέμενα στο διάλυμα Η⁺ αυξάνουν τον αριθμητή της σχέσεως, την οποία έτσι, διαταράσσουν. Για να επαναποκατασταθεί τώρα η σχέση  πρέπει να αυξηθεί ο παρανομαστής, δηλαδή  μέρος  των  διισταμένων  μορίων  του  ασθενούς  οξέος  να  μεταπέσει  σε αδιάστατη μορφή, [ΗΑ]. Αυτό γίνεται με την ένωση μεγάλου αριθμού [Η⁺] με ίσο αριθμό μορίων της σε αφθονία ευρισκομένης συζυγούς βάσεως [Α^-], προς σχηματισμό ανάλογου αριθμού αδιάστατων μορίων, που μεταπίπτουν στον παρανομαστή και επαναποκαθιστούν τη σχέση 1. Πρακτικά, σχεδόν όλη η ποσότητα των προστιθέμενων Η⁺ που προήλθαν από τη διάσταση του ισχυρού οξέος έχει τώρα εξουδετερωθεί. Έτσι, αποφεύγεται η μεγάλη αύξηση των Η⁺ και η πτώση του pH που θα συνεπαγόταν. Αυτό, φυσικά, συντελείται με δαπάνη ισοδυνάμου ποσού βάσεως, η οποία, όμως, ευρίσκεται σε περίσσεια.

Όπως προειπώθηκε, ισχύει:

 [Η⁺]=Κ.[ΗΑ]/[Α^-] {2}

οπότε εάν προστεθεί ένα οξύ θα έχουμε μια νεα συνθήκη ισορροπίας:

Κ=[Η⁺]([Α^--x]/[HA+x]) {3}

όπου x το ποσό της συζυγούς βάσεως που μετέπεσε στην αδιάστατη μορφή. Αντίθετα συμβαίνει εάν προστεθεί μια ισχυρή βάση:

Κ=[Η⁺]([Α^-+x]/[HA-x]) {4}

Άρα, η είσοδος μιας ισχυρής βάσεως σ’ένα διάλυμα θα προκαλέσει μείωση του ρυθμιστικού οξέος, κατά τόσα μόρια, όσα είναι τα ιόντα της ισχυρής βάσεως.

Συμπερασματικά, ένα ρυθμιστικό σύστημα δρα προς κάθε κατεύθυνση, δηλαδή εξουδετερώνει, σε μεγάλο βαθμό, την τάση ελαττώσεως του pH κατά την είσοδο οξέων και την τάση αυξήσεως του pH, κατά την είσοδο βάσεων. Και κατά μεν την είσοδο οξέων (=οξέωση) καταναλώνεται ποσότητα ρυθμιστικής βάσεως του συστήματος ισοδύναμη με τη συγκέντρωση των Η⁺ (προκύπτει άρα μείωση βάσεως: ([HCO₃^-] ¯), ενώ κατά την είσοδο βάσεως προκύπτει αύξηση της ρυθμιστικής βάσεως του συστήματος.