Буфер — это вещество, которое благодаря его присутствию в растворе способно свести к минимуму изменения рН, вызванные добавлением к раствору кислот или щелочей. Таким образом, при добавлении крепких кислот или щелочей к раствору, содержащему буфер, кислотность или щелочность раствора слабеет и тем самым изменение рН сводится к минимуму. Буферы существуют в виде буферных пар, концентрация которых в норме достаточно высока для того, чтобы стабилизировать изменения рН. Эти пары состоят из слабой кислоты и ее соли. Основными буферными парами, содержащимися в крови, являются бикарбонат натрия и угольная кислота (КаНСОз/НгСОз) и протеинат натрия/кислый протеин.
Ведущая роль в протеиновой буферной системе принадлежит гемоглобину. Первым членом каждой пары является соль, а вторым членом — слабая кислота. Концентрация водородных ионов в крови, а следовательно, и значение рН определяется отношением составных частей, образующих каждую буферную пару; отношение двууглекислого натрия к угольной кислоте (в норме равное 20:1) является определяющим фактором. Это отношение можно изменить путем снижения содержания двууглекислого натрия или увеличения содержания угольной кислоты, тем самым увеличивая концентрацию водородных ионов и снижая рН. Нейтрализация нелетучих кислот. В норме изменения рН жидкостей организма, вызванные увеличением количества молочной кислоты и других нелетучих кислот, сводятся к минимуму и рН поддерживается в физиологических пределах главным образом посредством буферного действия системы двууглекислый натрий/ /угольная кислота. При этой реакции молочная кислота нейтрализуется двууглекислым натрием, и в результате получается молочнокислый натрий плюс угольная кислота. Молочнокислый натрий выводится через почки, а угольная кислота в газообразном состоянии (СОг) выводится через легкие. Другие нелетучие кислоты также соединяются с двууглекислым натрием, образуя соли и угольную кислоту.
Нейтрализация летучей кислоты. Угольная кислота образуется в процессе нормального обмена веществ в тканях в гораздо большем количестве, чем любая другая кислота. Она нейтрализуется в эритроцитах с помощью гемоглобина. Из тканевой жидкости угольная кислота проникает через стенки капилляров в плазму крови, а оттуда попадает внутрь эритроцитов. В результате ряда химических реакций, происходящих внутри эритроцитов, она превращается в кислую соль угольной кислоты, которая выделяется в плазму крови в виде двууглекислого натрия. Таким образом, двуокись углерода, вырабатываемая в тканях, в значительной степени переносится в плазму крови в виде двууглекислого натрия. Изменение рН в сторону увеличения кислотности крови, которое могло бы произойти при этом, поддерживается в нормальных пределах путем образования кислой соли угольной кислоты в эритроцитах.