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体はどのように安定したpHレベルを維持しますか?

人体には、安定したpHレベルを維持するためのいくつかのメカニズムがあり、通常は7.35〜7.45の間で狭い範囲内で厳しく調節します。 PH恒常性に寄与するいくつかの重要なメカニズムを次に示します。

1。バッファシステム :体には、過剰な水素イオン(H+)または水酸化物イオン(OH-)を中和することにより、pHの変化に抵抗するのに役立つさまざまなバッファシステムが含まれています。体内の主要なバッファーには次のものがあります。

- 重炭酸塩緩衝液システム: これは、体内で最も重要なバッファシステムです。炭酸酸(H2CO3)と重炭酸塩イオン(HCO3-)で構成され、血液、組織、およびその他の液体のpHの調節に重要な役割を果たします。

- リン酸緩衝液システム: このシステムには、二水素リン酸イオン(H2PO4-)とモノウドロゲンリン酸イオン(HPO42-)の相互作用が含まれます。腎臓および細胞内コンパートメントのpHの調節において特に重要です。

- タンパク質バッファー: タンパク質は、H+イオンを結合または放出することにより、バッファーとしても作用することができます。アミノ酸ヒスチジンのイミダゾール基は、タンパク質内の特に効果的な緩衝液です。

- ヘモグロビンバッファーシステム: 赤血球の酸素を運ぶタンパク質であるヘモグロビンは、H+イオンを結合することにより緩衝液としても作用する可能性があります。

2。呼吸調節 :呼吸器系は、血液中の二酸化炭素(CO2)のレベルを制御することにより、pHの調節に重要な役割を果たします。 H+イオンが過剰になると、pHが低下すると呼吸数が増加します。これにより、揮発性酸であるCO2の呼気が増加し、それにより血液中の濃度が減少し、pHバランスの回復に役立ちます。逆に、呼吸の減少は、CO2保持とH+イオンの増加につながり、pHの減少を引き起こす可能性があります。

3。腎調節 :腎臓は、H+イオンおよび重炭酸イオンの排泄または再吸収を制御することにより、pHの調節に重要な役割を果たします。特に近位尿細管は、このプロセスで重要な役割を果たします。血液のpHが減少すると(酸性血症)、腎臓はH+イオンの排泄を増加させ、重炭酸イオンを節約します。一方、pHが増加すると(アルカリ血症)、腎臓はH+イオンを保持し、重炭酸塩イオンを排泄します。これは、体内の酸塩基バランスの調節と維持に役立ちます。

4。ホルモン規制 :内分泌系は、さまざまなホルモンを介したpH調節にも貢献しています。たとえば、副腎によって生成されるホルモンアルドステロンは、ナトリウムイオン(Na+)の再吸収と腎臓のH+イオンの分泌に影響します。これは、H+イオンの排泄と再吸収を変更することにより、間接的にpHバランスに影響します。

5。腸内微生物叢: 腸内細菌は、食物繊維の発酵中に短鎖脂肪酸(SCFA)を生成することにより、pH調節にも役割を果たします。 SCFAは、腸環境のpHに影響を与え、体全体のpHバランスに間接的に影響します。

これらのメカニズムは、体液の安定したpHレベルを維持するために協調して機能します。正常範囲からの重要な逸脱は、酸塩基の不均衡につながる可能性があり、さまざまな生理学的プロセスを混乱させ、健康上の問題を引き起こす可能性があります。

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