ХАРАКТЕРИСТИКА ЗМІН КИСЛОТНО-ЛУЖНОГО СТАНУ КРОВІ ПРИ М'ЯЗОВІЙ ДІЯЛЬНОСТІ ТА ЇХ ВПЛИВ НА ДИНАМІКУ РЕСПІРАТОРНИХ ГАЗІВ

М.М. Філіппов; О.А. Дяченко

doi:10.32999/ksu2524-0838/2025-38-6

М.М. Філіппов https://orcid.org/0000-0001-5096-7445
О.А. Дяченко https://orcid.org/0009-0003-8380-3713

DOI: https://doi.org/10.32999/ksu2524-0838/2025-38-6

Ключові слова: М’язова діяльність, кислотно-лужний стан, лактат, буферні системи крові, напруга О2 і СО2 в крові, крива дисоціації оксигемоглобіну

Анотація

Мета роботи – дослідити вплив змін компонентів кислотно-лужного стану крові в організмі при м’язовій діяльності на динаміку респіраторних газів. Під час фізичних навантажень у організмі прискорюються процеси транспорту та дифузії речовин. Однак навіть за їх активації доставка кисню до мітохондрій працюючих скелетних м’язів може бути недостатньою. У таких умовах у волокнах накопичуються недоокиснені метаболіти, а до крові надходить молочна кислота, що, дисоціюючи, утворює лактат. Це супроводжується змінами кислотно-лужного стану (КЛС) крові, які визначають специфіку динаміки респіраторних газів. У статті розглянуто механізми, через які коливання КЛС впливають на транспорт і дифузію кисню до активних м’язів, а також роль буферних систем крові у стабілізації цих змін. Дослідження параметрів КЛС артеріальної крові показало, що інтенсивність навантаження суттєво визначає перерозподіл буферних лугів. У таких умовах рН може знижуватися до 7,11, що супроводжується збільшенням дефіциту буферних лугів та зменшенням концентрації актуального бікарбонату. Відхилення показника надлишку основ (ВЕ) від значення 0,74 у спокої до -16,2 мЕкв/л відображає глибину зрушень КЛС. Проведений аналіз демонструє взаємозв’язок змін кислотно-лужних параметрів крові та динаміки респіраторних газів під час м’язової роботи, що має важливе теоретичне та практичне значення для оцінювання функціональних резервів організму.

Посилання

1. Filippov, M. M., Diachenko, A. Yu., Diachenko, O. A., Samsii, R. M., Komolafe, D. O., Ilyin, V. M., & Khmelnytska, Yu. K. (2024). Metodolohiia vyznachennia funktsionalnykh mozhlyvostei ta enerhetychnykh kharakterystyk orhanizmu sportsmeniv na osnovi analizu rezhymiv masoperenosu respiratornykh haziv i yikh vplyvu na kyslotno-luzhnyi stan krovi: Metodychni vkazivky do samostiinoi roboty aspirantiv [Methodology for determining functional capacities and energetic characteristics of athletes based on analysis of respiratory gas mass transfer regimes and their influence on blood acid–base status: Guidelines for postgraduate self-study]. National University of Ukraine on Physical Education and Sport.
2. Artioli, G. G., Gualano, B., Smith, A., Stout, J., & Lancha, A. H., Jr. (2010). Role of beta-alanine supplementation on muscle carnosine and exercise performance. Medicine & Science in Sports & Exercise, 42(6), 1162–1173. https://doi.org/10.1249/MSS.0b013e3181c74e38
3. Astrup, P., & Severinghaus, J. W. (1985). The history of blood gases, acids and bases. Munksgaard.
4. Böning, D., & Maassen, N. (2018). Relation between lactic acid and base excess during muscular exercise. European Journal of Applied Physiology, 118(4), 863–864. https://doi.org/10.1007/s00421-018-3824-0
5. Coqueiro, A. Y., Rogero, M. M., & Tirapegui, J. (2019). Glutamine as an anti-fatigue amino acid in sports nutrition. Nutrients, 11(4), 863. https://doi.org/10.3390/nu11040863
6. Kamel, K. S., Oh, M. S., & Halperin, M. L. (2020). L-lactic acidosis: Pathophysiology, classification, and causes; emphasis on biochemical and metabolic basis. Kidney International, 97(1), 75–88. https://doi.org/10.1016/j.kint.2019.08.023
7. Kaufman, D. P., Kandle, P. F., Murray, I. V., & Dhamoon, A. S. (2023). Physiology, oxyhemoglobin dissociation curve. In StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing.
8. Kemp, G., Böning, D., Beneke, R., & Maassen, N. (2006). Explaining pH change in exercising muscle: Lactic acid, proton consumption, and buffering vs. strong ion difference. American Journal of Physiology – Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 291(1), R235–R239. https://doi.org/10.1152/ajpregu.00662.2005
9. Klausen, K. (1965). Comparison of CO₂ rebreathing and acetylene methods for cardiac output. Journal of Applied Physiology, 20, 763–766. https://doi.org/10.1152/jappl.1965.20.4.763
10. Kraut, J. A., & Madias, N. E. (2010). Metabolic acidosis: Pathophysiology, diagnosis and management. Nature Reviews Nephrology, 6(5), 274–285. https://doi.org/10.1038/nrneph.2010.33
11. Lim, S. (2007). Metabolic acidosis. Acta Medica Indonesiana, 39(3), 145–150.
12. Melkonian, E. A., & Schury, M. P. (2023). Biochemistry, anaerobic glycolysis. In StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing.
13. Navaneethan, S. D., Jun, S., Buysse, J., & Bushinsky, D. A. (2019). Effects of treatment of metabolic acidosis in CKD: A systematic review and meta-analysis. Clinical Journal of the American Society of Nephrology, 14(7), 1011–1020. https://doi.org/10.2215/CJN.13091118
14. Nelson, M. T., Biltz, G. R., & Dengel, D. R. (2015). Repeatability of respiratory exchange ratio time series analysis. Journal of Strength and Conditioning Research, 29(9), 2550–2558. https://doi.org/10.1519/JSC.0000000000000924
15. Poole, D. C., Rossiter, H. B., Brooks, G. A., & Gladden, L. B. (2021). The anaerobic threshold: 50+ years of controversy. The Journal of Physiology, 599(3), 737–767. https://doi.org/10.1113/JP279963
16. Robergs, R. A., Ghiasvand, F., & Parker, D. (2004). Biochemistry of exercise-induced metabolic acidosis. American Journal of Physiology – Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 287(3), R502–R516. https://doi.org/10.1152/ajpregu.00114.2004
17. Siggaard-Andersen, O. (1960). A graphic representation of changes of the acid-base status. Scandinavian Journal of Clinical and Laboratory Investigation, 12(3), 311–314. https://doi.org/10.3109/00365516009062441
18. Siggaard-Andersen, O. (1974). The acid-base studies of the blood. Munksgaard.
19. Street, D., Bangsbo, J., & Juel, C. (2001). Interstitial pH in human skeletal muscle during and after dynamic graded exercise. The Journal of Physiology, 537(Pt 3), 993–998. https://doi.org/10.1111/j.1469-7793.2001.00993.x
20. Turhan, S., Tutan, D., & Şahiner, Y. (2023). Exploring the feasibility of calculating expected pCO₂ from venous blood gas samples alone in intensive care patients. Cureus, 15(8), e42944. https://doi.org/10.7759/cureus.42944