212. Белковая буферная система

Белковая буферная система

Белки плазмы, в первую очередь альбумин, играют роль буфера благодаря своим амфотерным свойствам. Их вклад в буферизацию плазмы крови около 5%.

В кислой среде подавляется диссоциация СООН‑групп аминокислотных радикалов (в аспарагиновой и глутаминовой кислотах), а группы NH₂ (в аргинине и лизине) связывают избыток Н⁺. При этом белок заряжается положительно.

В щелочной среде усиливается диссоциация COOH‑групп, поступающие в плазму ионы Н⁺связывают избыток ОН^–‑ионов и pH сохраняется. Белки в данном случае выступают как кислоты и заряжаются отрицательно.

Выделяют два основных вида нарушений КОС – ацидоз и алкалоз.

Ацидоз – абсолютный или относительный избыток кислот или дефицит оснований.

Алкалоз – абсолютный или относительный избыток оснований или дефицит кислот.

Ацидоз или алкалоз не всегда сопровождаются заметным изменением концентрации Н⁺, так как постоянство рН поддерживают буферные системы. Такие ацидозы и алкалозы называются компенсированными (у них рН в норме). АН ↔ А^- + Н⁺, Н⁺ + B^- ↔ BH

Если при ацидозах или алкалозах буферная емкость израсходована, величина рН изменяется и наблюдается: ацидемия – снижение величины рН ниже нормы, или алкалемия - повышение величины рН выше нормы. Такие ацидозы и алкалозы называются декомпенсированными.

Газовый (дыхательный или респираторный) ацидоз развивается при избытке организме угольной кислоты. Причинами могут быть недостаточность функции внешнего дыхания ( чаще всего гиповентиляция), либо избыток CO₂ во вдыхаемом воздухе. При данном нарушении КОС повышается PCO₂, следствием чего является увеличение показателя истинного бикарбоната. Показатели BB и BE, как правило, не изменяются, либо незначительно возрастают.

 

Что касается электролитных изменений, то они проявляются в увеличении концентрации ионов Na⁺, Ka⁺, Ca²⁺, выходящих из костей и клеток взамен H⁺, снижение концентрации ионов Cl^- , уходящих в эритроциты из клеток взамен HCO₃^-. Последнее является причиной гипергидротации эритроцитов, ведущих к увеличению их объема. Коррекция газового ацидоза сводится к устранению вызвавшей его причины, по необходимости - проведение трахеостомии, искусственной вентиляции легких. Вследствие гипоксии, развивающийся при газовом ацидозе, последний может переходить в метаболический ацидоз из-за накопления нелетучих кислот.

 

Негазовый (метаболический) ацидозявляется наиболее распространенной формой нарушения КОС. Он связан с увеличением концентрации нелетучих кислот. В зависимости от того, что явилось причиной изменения доноров и акцепторов H⁺, ацидоз подразделяется на абсолютный (положительный) и относительный (отрицательный).

 

Абсолютный ацидоз развивается вследствие увеличения содержания нелетучих кислот. Причинами могут быть нарушения обмена веществ, ведущие к кетонемии (сахарный диабет, печеночная недостаточность, употребление большого количества алкоголя и салицилатов), лактатемии (кислородное голодание, физическая нагрузка, влияние большого количества гл, фруктозы, галактозы, сорбита). Причинами могут быть также повышенный распад белка, сопровождающийся увеличением содержания фосфорной и серной кислот, почечная недостаточность. Абсолютный ацидоз может развиваться при чрезмерном введении подкисляющих препаратов (NH₄CL, аргинин- HCL, лизин-HCL, и др.). Как указывалось выше, причинами метаболических нарушений могут быть изменения в электролитном балансе. Так, переливание одного литра изотонического раствора NaCL проводит к дефициту буферных оснований порядка 3-4 ммоль/л. Потеря с мочой избытка Na⁺ при недостатке альдостерона (при острой или хронической надпочечной недостаточности), сопровождающаяся избыточным накоплением H⁺?, также является одной из причин абсолютного ацидоза.

 

Причинами относительного негазового ацидоза является потеря щелочных компонентов (при фистулах желчевыводящего протоков, протоков поджелудочной железы, диарее, пероральном применении больших количеств хлористого кальция, ведущих к потере бикорбонатов в виде нерастворимых солей, при разнообразных поражениях проксимальных почечных канальцев, где происходит реабсорбция бикарбонатов). При негазовом ацидозе, вследствие избыточного содержание водородных ионов, показатель рН уменьшается. Участие анионов буферных систем в компенсации избытка H⁺ приводит к уменьшению показателей SB, BB, BE. Причиной снижения SB является также уменьшения PCO₂ с которым он находится в прямопропорциональной зависимости. Уменьшение PCO₂ является следствием гипервентиляции, выступающей в качестве компенсаторной реакции негазового ацидоза. Электролитные изменения проявляются в виде гипернатри-кали- и кальциемии, вследствие выхода этих ионов из клеток, костной ткани взамен H⁺, а также диссоциации белков как оснований в кислой среде (смотри уравнение 2). Снижение концентрации HCO₃^- в плазме сопровождается выходом ионов хлора из эритроцитов в плазму. Это приводит к дегидратации эритроцитов и к уменьшении их объема. Коррекция негазового относительного ацидоза осуществляется с помощью введения 10% раствора цитрата натрия через рот (в легких случаях), либо NaHCO₃ (6-12 г/сутки)- в тяжелых случаях. Абсолютный негазовый ацидоз компенсируется с помощью трисбуфера (тризамин, трис, THAM), 1/6 н раствора лактата натрия (12-20 мл/кг). При гипоксии показана оксигенотерапия.

 

Газовый алкалозразвивается при снижении летучей кислоты в организме, т.е. при чрезмерном выведении CO₂ из крови. Причиной является обычно гипервентиляция. Выведение CO₂ приводит к снижению показателя РCO₂ , уменьшению HCO₃^-, а следовательно, и SB. Причинами уменьшения SB является также торможение реабсорбции бикарбоната почками, как компенсаторной реакции. Уменьшение H⁺ вследствие низкого содержания угольной кислоты приводит к возрастанию рН. Что касается показаний BB, BE, то они, как правило, не изменяются при респираторных нарушениях. Электролитные изменения проявляются в уменьшении Na⁺, K⁺, Ca²⁺. Последние уходят в костную ткань и другие клетки взамен H⁺, а также усиливается их связывание с белками, которые в щелочной среде диссоциируют как кислоты. Снижение Ca²⁺ в плазме крови может явиться причиной тетании. Вследствие снижения NaHCO₃ в плазме CL^- выходит из эритроцитов, что приводит к дегидратации последних. Коррекция газового алкалоза осуществляется путем угнетения дыхания с помощью лекарственных средств (морфин и др.), перевода на ИВЛ с гиповентиляцией, увеличения анатомического мертвого пространства, увеличение CO₂ во вдыхаемом воздухе.

 

Негазовый алкалоз развивается вследствие избытка нелетучих оснований (абсолютный), либо дефицита нелетучих кислот (относительный). Абсолютный (положительный) негазовый алкалоз может развиваться при переливании больших количеств консервированной крови, содержащей цитрат Na, при передозировке NaHCO₃ (50 г/сутки), что возможно при коррекции метаболического ацидоза. Относительный (отрицательный) негазовый алкалоз развивается при потере кислых валентностей (рвота, врожденная хлоридная диарея, применение ртутьсодержащих мочегонных). Негазовый алкалоз характеризуется возрастанием показателя рН, увеличением РСО₂ вследствие гиповентиляции как компенсаторной реакции легких. Участие доноров водорода (кислых буферных систем) в компенсации избытка щелочных валентностей сопровождается накоплением бикарбоната натрия и анионов других буферных систем. Это сопровождается увеличением показателей SB, BB, BE. Электролитные нарушения проявляются в снижении концентрации Na⁺, K⁺, Ca²⁺, CL^-. Причиной снижения K⁺, Na⁺ является их связывание белками, а также выведения с мочой в виде бикарбонатов. Это ведет к выходу K⁺ из эритроцитов и других клеток взамен ионов H⁺ и развитию гипокалиемического внутриклеточного ацидоза, сопровождающего внеклеточный алкалоз. Коррекция негазового алкалоза заключается во введении подкисляющих веществ: 1% раствора NH₄CL, CaCL₂ , KCL и др. В связи с однотипностью изменении показателей при респираторном ацидозе и метаболическом алкалозе, а также респираторном алкалозе и метаболическом ацидозе возникает трудность (особенно в компенсированных случаях, когда pH не изменяется) в определении первичных и вторичных (компенсированных) сдвигов. В таких случаях могут оказать помощь данные объективного обследования. Правильная постановка диагноза заболевания поможет установить характер нарушений КОС, что важно для проведения корригирующих терапевтических мероприятий.