Почечные механизмы

Почечные механизмы регуляции КОС включают процессы задержания бикарбоната в организме, путём натрийсберегающих операций ацидогенеза и аммониогенеза (табл. 2-1).

Таблица 2-1. Процессы ионного обмена в клетках эпителия дистального канальца почки

Виды	Почечный каналец	Клетка эпителия канальца	Плазма крови
А	Na2НРО4 NaН2РО4 в мочу Na+→	Ацидогенез Н2СО3 Карбоангидраза ←Н+ + HCO3-→ Na+→HCO3→	Н2СО3/NaНСО3
B	NaCl NH4Cl в мочу Na+→	Аммониогенез Глютамин Глютаминаза NH3+ + H+ ←NH4+ Na+ + HCO3-→	Н2СО3/NaНСО3
С	B+∙О.К Н∙О.К. в мочу В+→	←Н+ В+→	Н2СО3/ВНСО3
D	NaНСО3 КНСО3 или ННСО3- в мочу Na+→	Равновесие Берлинера ←К+ или ←Н+ Na++HCO3-→	Н2СО3/NaНСО3

А — ацидогенез при выделении Na₂НРО₄.

B — аммониогенез.

C — замещение катиона (В⁺) на H⁺ в солях органических кислот (О.К.).

D — обмен К⁺ и Na⁺ по Берлинеру.

Пояснения в тексте.

Почечные механизмы предупреждают потерю катионов бикарбоната с мочой путём замещения щелочных катионов в первичной моче на ионы водорода или аммония, которые секретируются для этого эпителием дистального отдела почечного канальца (соответственно ацидогенез и аммониогенез).

Высвободившиеся щелочные катионы переносятся через клетки эпителия почечных канальцев транспортными ферментами в кровь и, соединяясь с анионами бикарбоната, пополняют основную часть бикарбонатного буфера. Процессы замещения при ацидогенезе осуществляются в реакциях взаимодействия бикарбонатного и фосфатного буферных систем (табл. 2-1). Из более щелочной двузамещённой натриевой соли фосфорной кислоты образуется однозамещённая кислая натриевая соль, тем самым с мочой выводится избыток ионов водорода.

Почка регулирует соотношение между ионами водорода, калия и натрия. Нарушение КОС всегда приводит к ионному дисбалансу в крови и организме в целом. При достаточном количестве солей калия в плазме крови часть ионов натрия в натриевых солях, выделяемых с мочой, равновероятно замещается на К⁺ или Н⁺(равновесие Берлинера, см. табл. 2-1). При нехватке калия (при форсированном диурезе) в плазме крови Na⁺ с большей вероятностью замещается на Н⁺, что приводит к потере протонов и их дефициту в организме. Возникает выделительный алкалоз, который получил название гипокалиемического. Избыток Н⁺ в первичной моче связывает Cl‾ и препятствует его реабсорбции, что приводит к гипохлоремии. Алкалоз устраняется введением препаратов хлористого калия в организм или применением соответствующей диеты.

Различают буферные и небуферные анионы плазмы крови.

● Буферные анионы. Входят в состав буферных систем (НСО₃¯).

● Небуферные анионы. Образуют анионный состав плазмы крови, находясь в связи с натрием (Cl¯).

При увеличении нелетучих кислот (молочной, ацетоуксусной) в плазме крови, они взаимодействуют с катионами бикарбоната, анионы бикарбоната выводятся почкой, количество их уменьшается. Недостаток анионов бикарбоната и хлора по отношению к иону натрия приводит к анионному дефициту.

КАЛЬЦИЕВЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Увеличение концентрации ионов водорода в плазме крови приводит к росту содержания в ней ионизированного кальция (водород вытесняет ионы кальция из их соединений, депонированных в костной ткани и митохондриях). Имеется определённая зависимость между содержанием ионов кальция и ионов водорода в плазме крови. При ацидозе ионизированный кальций выходит из своих депо, создавая гиперкальциемию. При хронических ацидозах возможна деминерализация костей.

ГАСТРОЭНТЕРАЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Желудочный сок имеет сильно выраженную кислую реакцию, в то время как содержимое двенадцатиперстной кишки и нижележащих отделов кишечника имеет щелочной характер. В процессе эвакуации пищи из желудка соляная кислота в каждой порции пищевой массы нейтрализуется эквивалентным количеством оснований тонкого кишечника:

НСl+NaHCO₃=NaCl+H⁺+HCO₃^-.

Потеря кислот или оснований при рвоте кислым содержимым желудка или при поносе ведёт к возникновению гастроэнтеральных форм ацидозов или алкалозов.

ПЕЧЁНОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Клетки печени могут утилизировать кислые продукты обмена и производить кислые метаболиты. Печень утилизирует молочную кислоту, образующуюся в работающих мышцах при дефиците кислорода, превращая её в глюкозу (цикл Кори), метаболизирует жирные кислоты, аминокислоты. Нарушение продукции и утилизации молочной кислоты, приводит к лактатацидозу, а нарушение продукции и утилизации кетоновых тел приводит к кетоацидозу.

ВИДЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ НАРУШЕНИЙ КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО СОСТОЯНИЯ

Все расстройства КОС можно подразделить на простые, сложные.

● Простые. Изолированные ацидозы и алкалозы, возникающие под влиянием одной причины.

● Сложные (сочетанные). Смешанные и комбинированные расстройства КОС.

◊ Смешанные нарушения. Сочетаются первичные газовые и не газовые нарушения КОС, вызванные собственными разными причинами. Газовый алкалоз может усугубляться экзогенным алкалозом, нарушения метаболизма при сахарном диабете могут сочетаться с выделительными нарушениями. В случае смешанных нарушений, сочетающиеся независимые причины вызывают отклонения pH в одну сторону, а суммарные отклонения pH превышают изменения, вызванные каждой из причин в отдельности.

◊ Комбинированные расстройства. Нарушение КОС инициируется двумя или более независимыми процессами, которые вызывают разнонаправленные сдвиги pH (например, один из них вызывает ацидоз, а другой алкалоз). Дыхательный ацидоз, возникший по причине нарушения лёгочной вентиляции, может сочетаться с экзогенным алкалозом из-за избытка вводимых щелочных растворов. В таком случае pH может быть близким к среднему значению. Анализ дополнительных показателей КОС анионного дефицита, газов крови, указывает на существование независимых причин, сдвигающих pH в противоположные стороны. Смешанные и комбинированные нарушения протекают тяжелее простых нарушений.

По времени развития нарушений расстройства КОС (ацидозы, алкалозы) бывают острые и хронические.

● Острые нарушения КОС. Возникают во время воздействия патогенного фактора на организм, сохраняются в течение ближайших часов (3–4 ч) после его окончания и характеризуются быстрым включением механизмов экстренной адаптации организма (обмен анионами между плазмой крови и эритроцитами, дыхательные механизмы), с помощью которых ликвидируются возникшие отклонения гомеостаза.

● Хронические нарушения КОС. Имеют место при длительном действии патогенного фактора, врождённых нарушениях. При длительных нарушениях важную роль в восстановлении гомеостаза выполняют почечные механизмы адаптации, которые включаются сразу после патогенного воздействия, но влияние которых становится заметным значительно позже (5–24 ч).

По степени компенсации отклонений КОС выделяют компенсированные и не компенсированные нарушения.

● Компенсированные нарушения. Показатель pH удерживается в пределах 7,35–7,45, считающихся границами компенсированных нарушений.

● Некомпенсированные нарушения. Показатель pH выходит за пределы компенсированных показателей.

По причинам, вызывающим расстройства КОС, выделяют газовые и метаболические расстройства КОС.

● Газовые расстройства КОС (ацидозы или алкалозы). Возникают в результате недостаточной или избыточной альвеолярной вентиляции, что приводит к увеличению или уменьшению концентрации угольной кислоты в крови.

● Метаболические ацидозы могут быть эндогенного и экзогенного происхождения. В свою очередь, в эндогенном метаболическом ацидозе выделяют собственно метаболический, выделительный, гормональный, смешанный.

◊ Собственно метаболический. Возникает при сахарном диабете, болезнях сердца, сопровождающихся циркуляторной гипоксией, а также при печёночной недостаточности.

◊ Выделительный (гастроэнтеральный, почечный). Наблюдаются при потере щелочей через кишечник при поносе, фистулах тонкого кишечника, а также связанные с уменьшением выведения Н⁺ из организма при почечной недостаточности, задержке кислых фосфатов и сульфатов при нарушениях клубочковой фильтрации, нарушении секреции Н⁺ клетками эпителия почечных канальцев, ингибировании карбоангидразы мочегонными препаратами с задержкой водородных ионов.

◊ Гормональный. Наблюдается при недостаточности клубочковой зоны надпочечников, сопровождающейся гиперкалиемией и задержкой водородных ионов и хлора.

◊ Смешанный. Возникает при воздействии нескольких упомянутых причин.

Среди выделительных почечных ацидозов различают врождённые формы. Почечный тубулярный ацидоз возникает при недостаточной активности ферментных систем транспорта ионов в почечных канальцах у детей первого года жизни. Выделяют проксимальную форму этой патологии, связанную с нарушением реабсорбции бикарбонатов при сохранении способности к ацидогенезу, и дистальную форму, если нарушена способность к секреции водородных ионов в дистальном отделе почечного канальца.

● Экзогенный ацидоз возникает при избыточном введении Н⁺ в организм с производными салициловой кислоты, парентеральном питании (если в избытке вводятся аминокислоты и жирные кислоты); избыточном введении кислот, приводящих к снижению концентрации оснований плазмы крови (соляной кислоты и других хлоридов).

● По виду нарушений анионного состава плазмы крови метаболические ацидозы делят на ацидозы с повышенным анионным дефицитом и без анионного дефицита.

◊ При метаболических ацидозах, вызванных повышенным образованием органических кислот, последние вытесняют бикарбонатные анионы из связи с натрием, поэтому количество натрия плазмы крови не соответствует сумме анионов бикарбоната и анионов хлора, образуется анионный дефицит по этим ионам. Величина анионного дефицита вычисляется как разница между концентрацией натрия плазмы крови и суммой концентраций анионов хлора и бикарбоната.

◊ Метаболические ацидозы без дефицита возникают при введении в организм соляной кислоты или других хлоридов. При реакции с бикарбонатным буфером (гидрокарбонатом натрия) этом случае образуется эквивалентное количество хлора (в составе NaCl). Такой негазовый (метаболический) ацидоз является гиперхлоремическим, без пониженного анионного дефицита.

● Метаболические алкалозы также могут быть эндогенными и экзогенными.

◊ Эндогенные алкалозы. Выделительные (гастроэнтеральные, почечные), вызванные потерей водородного иона при рвоте или при отсасывании содержимого желудка через зонд, гипокалиемии, возникающей при длительном применении диуретиков, длительной диарее. Гормональные, при первичном гиперальдостеронизме (синдром Конна), синдроме Иценко–Кушинга, вторичном гиперальдостеронизме. Смешанные, при действии нескольких факторов, приводящих к гипокалиемии.

Примером сложных форм метаболических алкалозов может служить длительная рвота, при которой имеет место потеря ионов водорода, хлора, калия. Одновременно возникает обезвоживание организма, которое приводит к вторичному гиперальдостеронизму, задержке натрия, выведению калия. Первичная потеря калия в результате рвоты усиливается гормональными влияниями.

◊ Экзогенные алкалозы. Возникают при энтеральном или парентеральном поступлении в организм веществ, богатых гидроксильными ионами, а также бикарбоната, лактата, цитрата натрия или калия, молочно-растительной диете. Различают алкалозы хлоридчувствительные (устраняются введением NaCl), хлориднечувствительные (не устраняются введением NaCl).

◊ Хлоридчувствительные алкалозы. Причиной является возникшая недостаточность ионов хлора (при рвоте, недостаточном потреблении хлоридов), кроме того, хлор теряется вместе с калием при неконтролируемом использовании диуретиков. Во всех подобных случаях наблюдается уменьшение объёма внеклеточной жидкости, а концентрация ионов хлора в моче становится меньше 10 ммоль/л.

◊ Хлориднечувствительные алкалозы. Этиологией является первичный или вторичный гиперальдостеронизм, синдром и болезнь Иценко–Кушинга, лечение стероидными препаратами, повышение активности системы ренин-ангиотензин II-альдостерон (при артериальной гипертензии), тяжёлая гипокалиемия. В этих случаях количество ионов хлора (и натрия) в плазме увеличено, а концентрация хлора в моче превышает 20 ммоль/л.