Тема 11:

Глава 6

НАРУШЕНИЯ КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО СОСТОЯНИЯ

Концентрацию протонов во внеклеточной жидкости и в жидкой части плазмы крови ([Н+]) физиологические системы удерживают на уровне, ко торый можно признать

исключительно низким (40 нмоль/л) относительно массивного высвобождения ионов водорода в клетки и во внутреннюю сре ду (7x107 наномолей! каждый день). При

обычном полноценном питании высвобождение протонов в клетки и во внутреннюю
среду организма со ставляет 1 ммоль/кг массы тела в день, что в 10	6	раза превышает
общее содержание протонов во внеклеточной жидкости.	40	%	всех
Свободные ионы водорода связываются буферными системами:

высвобождаемых ионов водорода нейтрализует главная внекле точная буферная система

угольной кислоты и гидрокарбоната натрия, а 60 % - внутриклеточные буферные системы. После взаимодействия протона с буфер ной системой он переходит во временное состояние связывания и нейтра лизации. Буферные системы -это первая защитная линия в противодействии постоянной тенденции к закислению клеток и

внутренней среды. Для под держания нормального кислотно -основного состояния необходима элими нация протонов из форм их временного связывания во внешнюю

среду.					жидкости,
	Легкие выступают эффект ором системы главного буфера внеклеточной
осуществляя экскрецию углекислого газа и вызывая сдвиг реак				ции системы
бикарбонатного буфера вправо:
		Н+ + НСО; = НСО= НО + СО		3	2
3	2	2
	Почки восполняют потери бикарбонатного аниона, метаболизируя глю				тамин,
синтезируемый печенью, с образованием бикарбонатного аниона				и одновременной
экскрецией МН4+. Физиологическая система, поддержи вающая на нормальном уровне
концентрацию протонов во внеклеточной жидкости, для достижения своего
конечного полезного приспособитель			ного результата объединяет в качестве
эффекторов легкие, почки и печень.					щая
	Для	удержания [Н+] в нормальных пределах необходима соответствую
нейтрализации свободных ионов водорода регенерация бикарбонатных					анионов
почками.					его
	Кислотно-основное состояние больного характеризуют величины трех
параметров:

концентрация протонов во внеклеточной жидкости ([Н⁺]);

содержание в ней бикарбонатного аниона ([НСО "]);

напряжение углекислого газа в артериальной крови (РаСО,).

Функциональную связь между ними отражает уравнение Гендерсона-Гассельбаха:

[Н+](нмоль/л)=23,9хРаС02(мм рт. ст.)/[НС03 ](ммоль/л).

В состав желудочного содержимого каждые сутки попадают 150 ммоль протонов. Секреция протонов в просвет желудка сопровождается эквива лентной генерацией

гидрокарбонатного аниона и его поступлением во вне клеточную жидкость. Тонкая кишка и

поджелудочная железа секретируют		бикарбонатные анионы, тем самым нейтрализуя
протоны в просвете желу	дочно-кишечного канала. В физиологических условиях те
бикарбонатные анионы, которые не нейтрализуют протоны, поступившие			в кишечник из
желудка, реабсорбируются в кровь.			аниона в
Потери кислого содержимого усиливают образование бикарбонатного

эпителиоцитах желудка. Это повышает [НС0 ₃"]. Потери содержи мого кишечника (диарея,

кишечные свищи и др.) уменьшают реабсорбцию		: карб онатного аниона из просвета
желудочно-кишечного канала. Это снижает [НС03].
Микроорганизмы в просвете кишечника могут перерабатывать питательные				+].
вещества таким образом, что вызывают патологические измене			ния [НС03"] и [Н
Образование ими не усваиваемых	организмом органическ их кислот служит причиной
метаболического ацидоза. Полное	окисление в ходе жизнедеятельности микроорганизмов

органических анисов из состава пищи до углекислого газа и воды ведет к аккумуляции в просвете кишечника бикарбонатного аниона, что вызывает метаболический алкалоз.

Для оценки кислотно -основного состояния необходимо определение четырех его параметров (табл. 6.1).

Таблица 6.1

Нормальные величины параметров кислотно-основного состояния организма

	Параметр кислотно-				Пределы
	основного				нормальных
	состояния				колебаний
		[Н+] (рН)			40±2 нмоль/л
		РаС02			(7,40±0,02)
		[НСО,]			40±3 мм. рт.
		Анионный			ст.
		пробел плазмы			24±2 ммоль/л
					12±2 мэкв/л
					Таблица 6.2
	Связь между рН и [1Г]
	рН	7,0	7,1	7,2	7,3			7,6
	7,4	7,5 [Н+], ммоль/л		100	79			7,7
								Табли
								ца 6.3

Компенсаторн	Острый респираторный алкалоз
ые реакции в
	Хронический респираторный алкалоз
ответ на
нарушения
кислотно-
основного
состояния

Расстройство

кислотно-

основного

Метаболическ

ий ацидоз

Метаболическ

ий алкалоз

Острый

респираторный

ацидоз

Хронический

респира-

торный ацидоз

	рт. ст. от 40 мм рт. ст.
	Рост [НСО,] на 1 ммоль/л от уровня в 25
	ммоль/л приводит к подъему РаСО, на 1
	мм рт. ст. от 40 мм рт. ст.
	Возрастание РаС02 на 1мм рт ст.
	повышает [Н~] на 0,77 нмоль/л. Для
Ненарушенна	возвращения [Н ~] к исходному нормаль-
	ному уровню [НСО,] возрастает на 1
я	ммоль/л от 25 ммоль/л
компенсаторн	Рост РаСО, на 1мм рт ст увеличивает
ая реакция	[Н""] на 0,32 нмоль/л. Для востановления
физиологичек	нормальной [Н т] [НСО,"] растет на 0,3
их систем	ммоль/л от 25 ммоль/л
Снижение	Уменьшение РаСО, в два раза
[НСО,] на 1	ведет к снижению [НСО,] на 2,5
ммоль/л от	ммоль/л
уровня в 25	Снижение РаСО, на 10 мм рт. ст от
ммоль/л
приводит к	уровня в 40 мм рт. ст ведет к снижению
падению	[НСО,"] на 5 ммоль/л
РаСО, на 1 мм
Клинический опыт исследований кислотно	-основного состояния (КОС) и коррекции его

нарушений позволил считать, что концентрация водородных ионов во внеклеточной жидкости

и жидкой части плазмы - это более информативный показатель, чем производная [КГ], отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов (рН). Например, при снижении рН на три десятых от 7,4 до 7,1 [Н ⁺] возрастает почти в два раза (табл. 6.2). Кроме того, определение концентрации протонов, а не рН позволяет более точно дозировать

инфузию растворов, содержащих протон или карбонатные анионы, которую производят для
возвращения [Н+] в нормальные пределы.	-основного состо яния
Выделяют четыре основных вида нарушений кислотно

метаболический ацидоз, метаболический алкалоз, респираторный ацидоз, респираторный алкалоз.

Метаболический ацидоз -это подъем [Н +] и снижение [НС0 3]. Метабол ический алкалоз - падение [Н+] и рост [НС0 3_]. Респираторный ацидоз -I подъем [Н+] вследствие

роста РаС0₂, а респираторный алкалоз - падение[Н⁺] вследствие снижения РаСО,. Патологические сдвиги концентрации протонов во внеклеточной жидкости и плазме

крови вызывают реакции физиологических систем, которые направлены на возвращение [Н⁺] в нормальные пределы, что достижимо только при хроническом респираторном алкалозе.

МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ АЦИДОЗ

Метаболический ацидоз - это патологическое состояние, которое ха рактеризуют рост во внеклеточной жидкости и жидкой части плазмы крови концентрации протонов ([Н+]) и снижение в них содержания бикарб онатного аниона ([НСО~]). К метаболическому ацидозу приводят задер жка в организме сильно диссоциирующих кислот и (или) потеря им бикарбанатного аниона. Для идентификации основного звена патогенеза метаболического

ацидоза необходимо определить анионный пробей плазмы. Число анионов всегда равно числу катионов как в клеточной, так и во внеклеточной жидкости. Если из величины содержания во внеклеточной жидкости и жидкой части плазмы их главного одновалентного катиона на -: ([Nа⁺⁾] вычесть общее в них содержание главных одновалентных ани онов, хлоридного ([С l^_]) и бикарбонатного ([НС0₃^_ ]), то мы получим значение анионного пробела плазмы (АПП):

АПП = [N34 -([СТ] + [НСОЗ^_ ]).

АПП это различие между общим содержанием катионов во внекле точной жидкости и

жидкой части плазмы с вычетом из нее [№ +] и суммар ной концентрацией в них анионов без [НСОЗ] и концентрации во ВнЖ и в плазме хлоридного аниона ([Сl_]). АПП можно

определить как различие между общим содержанием во внеклеточной жидкости и жидкой

части плаз мы катионов кальция, калия и магния, и суммарной концентрацией в них

сульфатного, фосфатных, альбуминового и органических анионов.	результате
Во внеклеточной жидкости в силу внутренних или внешних причин в

диссоциации кислот одновременно могут расти содержание про тонов и концентрация анионов.

При этом 1 ммоль эндо - или экзогенной орга нической кислоты диссоциирует с высвобождением 1 ммоль протонов и 1 ммоль аниона. На нейтрализацию 1 ммоль протонов уходит 1 ммоль бикарбонатного аниона. На место этого ммоль бикарбонатного аниона во вне - клеточной жидкости приходит ммоль органического аниона диссоциирую щей кислоты. В

результате, несмотря на то, что общее содержание анионов во внеклеточной жидкости

остается неизменным, АПП становится на 1 ммоль больше. Поэтому рост АПП выше

верхнего предела нормальных колебаний (10-14 ммолъ/л) свидетельствует о повышенном

высвобождении или поступлении извне во внутреннюю среду эндо		- или экзогенных дис -
социирующих кислот как о причине метаболического ацидоза. Если АПП			при
метаболическом ацидозе не растет, то его причина	— потеря организмом бикарбонатного
аниона.			ме при
Содержание альбуминовых анио нов во внеклеточной жидкости и плаз
нормальной концентрации белка в крови составляет	12 ммоль/л.	Гипоальбуминемия

уменьшает АПП без нарушений кислотно -основного состояния. Поэтому у больных с гипоальбуминемией диссоциация органических кислот в клетках и во внеклеточной жидкости ведет к метаболическому ацидозу при АПП в «нормальных» пределах.

Таблица 6.4

Этиопатогенетическая классификация метаболического ацидоза

С ростом АПП

Лактатный ацидоз

Кетоацидоз

Вследствие

почечной недоста-

точности

В результате

интоксикации

Как следствие

абсорбции орга-

Без роста АПП

Вследствие потерь натрия

бикарбоната:

- прямых, из просвета желудочно-

кишечного канала или с мочой;

- непрямых, в результате низкого

содержания в моче NH4 или

повышенной ренальной экскреции

органических анионов

Как результат разведения натрия

Этиопатогенетическая классификация метаболического ацидоза выделя ет два его вида:

метаболический ацидоз с увеличенным АПП и метаболичес кий ацидоз с нормальным АПП

(табл. 6.4). Наиболее частая причина лактатного метаболического ацидоза - это недостаточный

транспорт в клетку кислорода вследствие артериальной гипоксемии, нарушений системного и

периферического кровообращения. Накопление лактата в цитозоле клеток всех тканей происходит

только при замедлении трансформации лактата в пируват, которая невозможна без сопряженного с ней окисления восстановленной фор мы никотинамидадениндинуклеотида (НАДН). Гипок сия через падение на пряжения кислорода в митохондриях ведет к накоплению в них НАДН, что

блокирует передачу протона от восстановленной формы НАДН в цитозоле к ее окисленной

форме в митохондриях. Это повышает содержание НАДН в цитозоле и ведет к накоплению в

клетке молочной кислоты. Концентрация молочной кислоты в клетке растет вследствие блокады ее трансформации в пируват, обусловленной угнетением или прекращением окисления НАДН. Вто -

рой непосредственной причиной роста содержания лактата в цитозоле кле ток может быть

аккумуляция в них пировиноградной кислоты.

Лактатный ацидоз, связанный с гипоксией, называют лактатным ацидозом типа А.

Острая респираторно -циркуляторная гипоксия может приводить к высвобождению во внутреннюю среду протонов со ск оростью моль/мин, чему не в состоянии противостоять система бикарбонатного буфера внеклеточной жидкости. В этой связи острый лактатный

ацидоз можно считать одним из основных механизмов необратимости тяжелого шока и клинической смерти. Локальная ишемия не п риводит к лактатному ацидоз у типа А, так как

одновременно с прекращением доставки в клетки ки слорода в них перестает поступать глюкоза как предшественник молочной ки слоты на пути ее синтеза. Кроме того, печень трансформирует молочную кислоту, высвобождаему ю локальным очагом ишемии, в глюкозу. Лактатный ацидоз типа Б - это следствие повышенного высвобождения молочной кислоты печенью. Его может вызвать угнетение трансформации лактата в глюкозу гепатоцитами на уровне всей печени при печеночной недо статочности. Лактатный ацидоз может быть следствием недостатка в орга зме тиамина, обусловленного витаминным голоданием или алкоголизмом. Дефицит тиамина приводит к лактатному ацидозу через угнетение утилизации пирувата на путях обмена веществ. Аналогичным образом вед ут к лактатному ацидозу типа Б наследственные нарушения обмена веществ: непереносимость фруктозы и недостаточная активность некоторых ферментов, -.чествующих в глюконеогенезе. Отравление этанолом через его интенсивную переработку в печени ведет к накоплен ию в цитозоле гепатоцитов НАДН, что увеличивает образование лактата.

Опухоли печени при определенной распространенности поражения ее паренхимы уменьшают

очищение плазмы крови от лактата печенью, вызы вая лактатный ацидоз типа Б. Злокачественные новообразования другой локализации ведут к лактатному ацидозу типа Б, высвобождая метаболиты, «вторые угнетают глюконеогенез в печени. К ним в частности относят метаболит триптофана, угнетающий активность ключе вого фермента глюконеогенеза, фосфоенолпируваткарбоксикиназы. Предположительно, злока чественные опухоли большой массы образуют и высвобождают молочную кислоту столь интенсивно, что это превышает

способность печени очищать		ему крови от лактата и ведет к ме			таболическому ацидозу.
Некоторые из бактерий в просвете желудочно			-кишечного тракта могут трансформировать
клетчатку, которую содержит пища, в органические кисло				ты. Образование органических
кислот бактериями из клетчатки усиливает			замедление прохождения пищ евых масс по
желудочно-кишечному каналу		(слепые петли кишки, обструкция, непроходимость) и				рии
изменение состава печной флоры под влиянием терапии антибиотиками. В основном бакте
образуют из клетчатки	D-изомер молочной кислоты. Так как организм человека					D-
метаболизирует этот изомер лактата медленнее, чем эндогенный					L-изомер, то абсорбция
изомера ведет к метаболическому ацидозу с уве			личенным АПП. Существующие способы

определения концентрации лак тата во внеклеточной жидкости и жидкой части плазмы крови ориентированы на L-изомер, что затрудняет идентификацию этиологии метаболического ацидоза данного генеза. Одновременно с развитием метаболического аци доза бактериальный рост в просвете кишечника ведет к усиленному обра зованию бактериями в ее просвете аминов , попадание которых в значитель ных количествах в кровь вызывает угнетение сознания. Часть

D-изомера лактата выводится из крови почками. Это обуславливает несоответствие между увеличением АПП и снижением концентрации бикарбонатного аниона в плазме крови.

Выделяют два вида кетоацидоза:

1 При сохраненной способности бета -клеток поджелудочной железы образовывать и

секретировать инсулин. При первом виде кетоацидоза он представляет собой следствие торможения или недостаточной стимуляции бета-клеток.

Вследствие патологических изменений бета-клеток (диабетический кетоацидоз).

К кетоацидозу первого вида приводит гипогликемия как причина угне тения секреции инсулина. Одна из частых причин гипогликемии у боль ных - это голодание, которое редко снижает содержание глюкозы в плазме крови до уровня более низкого, чем 3 ммоль/л. При метаболическом кетоа-цидозе как следствии голодания концентрация бикарбонатного аниона в плазме не падает ниже 18 ммоль/л, а ее анионный пробел не становится большим, чем 19 ммоль/л. При эт ом умеренно выраженном метаболичес ком ацидозе внутривенное вливание глюкозы прекращает кетогенез и подвергает обратному развитию метаболический ацидоз.

Если гипогликемия как причина кетоацидоза связана с нарушениями накопления и хранения гликогена в гепатоцитах, то она часто сочетается с низким уровнем глюконеогенеза в

печени. При этом снижено образование глюкозы печенью из лактата. В результате

метаболический ацидоз обусловлен как кетогенезом, так и диссоциацией молочной кислоты во

внеклеточной жидкост и (лактатный метаболический ацидоз типа Б). Поэтому при та ком патогенезе метаболического ацидоза, к развитию которого приводит действие двух

механизмов, в отличие от кетоацидоза, вызванного голодани ем, [НС0₃] часто ниже, чем 18 ммоль/л. Этиопатогенетическая терапия ос новного заболевания, и внутривенное вливание растворов глюкозы в частности, устраняет кетоацидоз данного генеза.

Торможение секреции инсулина через возбуждение альфа -адренорецепторов бета-клеток поджелудочной железы обуславливают действие этанола как адреномиметика и побочный эффект лекарственных адреномиметических средств. Кроме того, оно может быть следствием неспеци фической защитно -патогенной стрессорной реакции в ответ на

дефициты ОВнЖ и объема циркулирующей крови. Поэт ому, если при отравлении этанолом частая и обильная рвота ведет к дефициту объема внеклеточной жидкости, то кетоацидоз вследствие отравления этиловым спиртом разви вается быстрее. При такой этиологии кетоацидоза он может быть тяже лым метаболическим ацидоз ом. У таких больных вследствие усиления гликогенолиза и глюконеогенеза в результате падения секреции инсулина часто выявляют гипергликемию. Внутривенное вливание им раствора глюкозы устраняет кетоацидоз, только если его причина - это гипогликемия. интенсивная терапия в основном сводится к внутривенному вливанию растворов натрия и калия хлорида, направленной на коррекцию дефицитов ОВнЖ и калия в организме.