Определение значений показателей кос.

Принцип метода.

Метод определения значений показателей КОС основан на линейной зависимости между концентрацией ионов водорода, напряжением углекислого газа и бикарбоната. Количественная зависимость между концентрацией ионов водорода, бикарбоната и рСО₂ описывается уравнением Гендерсона-Хассельбаха:

НСО₃^-

рН = рК + lg (рСО₂ х 0,03)

где:

• рН - отрицательный десятичный логарифм от концентрации ионов водорода.

• рК - константа диссоциации угольной кислоты равная 6,1.

• НСО₃^- - концентрация бикарбоната (ммоль/л).

• рСО₂ - напряжение углекислого газа в крови (мм.рт.ст.).

• 0,03 - коэффициент растворимости рСО₂ (ммоль/мм.рт.ст.).

Определив значения рН и рСО₂, можно рассчитать величину НСО₃^- Полученная величина показывает общее количество бикарбоната (АВ), включающего НСО₃^-, образующегося за счет остаточного СО₂ (среднее значение в норме 40 мм.рт.ст.), НСО₃^-, синтезированного в процессе ацидо-, аммониогенеза в клетках эпителия почечных канальцев, и НСО₃^- из других источников (например, образующегося в главных клетках желудка). Для того, чтобы дифференцировать количество бикарбоната, образующегося за счет остаточного СО₂ (40 мм.рт.ст.) от бикарбоната из других источников, рассчитывают значение показателя стандартного бикарбоната (SB), отражающего вклад метаболических процессов синтеза НСО₃^- в общий пул бикарбоната крови. Стандартный бикарбонат (SB) -это бикарбонат крови, приведенный к стандартным условиям: t - 37^о С, рСО₂ - 40 мм.рт.ст. и полное насыщение гемоглобина кислородом.

Стандартный бикарбонат позволяет определить природу нарушений, однако не указывает, какое количество оснований необходимо ввести или удалить, чтобы привести значение рН к норме. Это позволяет сделать величина показателя дефицита/избытка оснований (ВЕ). Так в норме (при рН 7,4) количество всех щелочных компонентов гемоглобинового буфера и буферов плазмы крови составляет общее (нормальное) количество оснований (N ВВ). Количество основных компонентов буферов реальной (истинной) крови определяют как показатель общих оснований (ВВ). Разность между истинной и нормальной концентрациями оснований дает значение показателя избытка/дефицита оснований:

ВЕ = ВВ - N ВВ.

Таким образом, значение показателя ВЕ крови указывает на количество основания или кислоты, необходимое для титрования крови до рН 7,4. Для определения более точного количества необходимых для титрования плазмы крови до рН 7,4 основания или кислоты находят значение ВЕ плазмы.

Расчет значения ВЕ плазмы проводят по формуле:

ВЕ плазмы = ВЕ крови - 0,3 х [Hb] х (100 - SO %)

100

где:

• 0,3 - эмпирический коэффициент.

• [Hb] - концентрация гемоглобина (г/дл).

• SО % - процент насыщения крови О₂.

• 0 ,3 х [Hb] х (100 - SO %)

100 - произведение значений дает концентрацию оснований, связанных с гемоглобином.

Постоянная концентрация ионов водорода (Н⁺) во внутренней среде организма является одной из важнейших физиологических констант. Активность биохимических, физико-химических и физиологических процессов, составляющих функциональную единую систему стабилизации количества ионов водорода, определяют как кислотно-основное состояние.

Количество водородных ионов во внутриклеточной и внеклеточной жидкостях измеряется номограммами. Так в крови при сбалансированном метаболизме концентрация Н⁺ не превышает 40 нмоль/л (40х10^-9 моль/л). Содержание Н⁺ составляет приблизительно одну миллионную часть от количества натрия, калия, магния, кальция, хлора и других ионов биологических сред организма. Однако регуляция концентрации ионов водорода на два порядка точнее регуляции любого из ионов, концентрация которых в крови выражается в более ощутимых величинах - ммоль/л, в отличие от концентрации Н⁺ - нмоль/л.

Постоянная концентрация Н⁺ необходима для нормального функционирования биомолекул, субклеточных структур, клеток, органов и организма в целом. В частности оптимальные концентрации ионов водорода в организме необходимы для:

• Формирования и сохранения физиологически активной, трехмерной структуры биомолекул (например, белковые молекулы при нефизиологических концентрациях ионов водорода способны денатурировать и полностью утрачивать свою функциональную активность);

• Проявления функциональной активности биомолекул и биологических структур (так ферменты функционально активны как биокатализаторы при строго определенных концентрациях ионов водорода);

• Перехода в растворенное состояние неорганических, низкомолекулярных и высокомолекулярных органических биомолекул. Например, количество растворенных ионизированных форм кальция и магния находится в строгой зависимости от концентрации ионов водорода. Щавелевая, мочевая и другие труднорастворимые кислоты требуют для растворимости определенных концентрация Н⁺. Для белков концентрация ионов водорода, определяющая их минимальную растворимость, является одной из ключевых характеристик и называется изоэлектрической точкой;

• Стимуляции дыхательного центра. Увеличение концентрации Н⁺ за пределы нормального уровня в течение 1-2 минуты оказывает прямое действие на дыхательный центр головного мозга, что увеличивает альвеолярную вентиляцию в 4-55 раз. Наоборот, уменьшение концентрации ионов водорода за пределы нормального уровня снижает функциональную активность легких на 50-75 %.

Следует отметить, что ионы водорода опосредованно участвуют в реакциях освобождения энергии. Количество ионов водорода в секрете клеток покровных тканей определяет активность их неспецифической защиты.

За сутки в организме образуется 50-100 ммоль-экв Н⁺. Количество ионов водорода выражается в виде отрицательного логарифма молярной концентрации водородных ионов и записывается символом рН. Правильное течение процессов обмена веществ возможно при незначительных колебаниях концентрации ионов водорода в тканях. В процессе метаболизма в результате превращений веществ в течение 24 часов образуется около 15000 ммоль угольной кислоты (Н₂СО₃) и до 1 ммоль-экв/кг массы тела нелетучих кислот. Основным источником нелетучих кислот являются серосодержащие белки пищи и распадающиеся белки клеток, продукты неполного окисления жирных кислот и углеводов (кетокислоты, молочная кислота и др.).

Диссоциация кислот сопровождается образованием ионов водорода. Значения рН, совместимые с жизнью, находятся в пределах 6,8-7,8 единиц. Состоянию нормы соответствует еще более узкий диапазон рН. В частности для крови он составляет 7,37-7,44, со средним значением 7,4.

Образующиеся в результате метаболизма кислоты, а при их диссоциации - ионы водорода и основания, при сбалансированном метаболизме не должны выводить величину рН за пределы диапазона нормы. В организме это достигается согласованной функцией биохимических, буферных и физиологических процессов.