Н+ - положительно заряженные частицы, они присоединяются к отрицательно заряженным группам молекул и анионов, в результате чего те меняют свой состав и свойства. Таким образом, количество Н+ в жидкости определяет строение и свойства все основных групп органических соединений – белков, нуклеиновых кислот, углеводов и липидов (амфифильных). Самое важное влияние концентрация Н+ оказывает на активность ферментов. У каждого фермента существует свой оптимум рН, в котором фермент имеет максимальную активность. Например, ферменты гликолиза, ЦТК, ПФШ активны в нейтральной среде, а лизосомальные ферменты, ферменты желудка активны в кислой среде (рН=2). В результате, изменения величины рН вызывает изменение активности отдельных ферментов и приводит к нарушению метаболизма в целом.
Отклонение рН от нормы на 0,1 вызывает заметные нарушения со стороны дыхательной, сердечно-сосудистой, нервной и других систем организма.
При ацидемии возникает:
1. усиление дыхания до резкой отдышки, нарушение дыхания в результате бронхоспазма;
2. нарушение работы сердечно-сосудистой системы. Слабое снижение рН повышает в крови концентрацию катехоламинов, которые активируют пульс, повышают артериальное давление и кровоток. Сильное снижение рН подавляет активность α и β адренорецепторов сердца и сосудов. Наблюдается угнетение сердечной деятельности, снижение давления, возникает аритмия (экстрасистолия вплоть до желудочковой фибрилляции).
3. нарушение работы пищеварительной системы: рвота, диарея (за счет подавления активности α и β адренорецепторов и усиления парасимпатических эффектов).
4. нарушение работы ЦНС: головокружение, сонливость, затем ацидотическая кома.
5. внеклеточная гипергидрия. Избыток Н+ поступает в клетки, за ним идет НСО3- . Взамен из клетки выходит К+ и Cl-, которые повышают осмотическое давление внеклеточной жидкости.
При алкалемии возникает:
1. подавление дыхания.
2. повышение нервно-мышечной возбудимости, тетания. Причина снижение в плазме крови концентрации Са2+. В плазме увеличивается содержание Cl-, в моче уменьшается содержания аммиака (торможение аммониогенеза), увеличивается количество бикарбонатов.
3. нарушение работы пищеварительной системы - запоры (за счет активации β адренорецепторов и угнетения парасимпатических эффектов).
4. нарушение работы сердечно-сосудистой системы – учащение сердцебиения, снижение артериального давления (за счет активации β адренорецепторов и угнетения парасимпатических эффектов).
Сдвиг рН на 0,3 приводит к развитию комы, а на 0,4 - часто несовместим с жизнью.