Учебник

каждый 1 кПа (7,5 мм Hg) происходит увеличение концентрации HCO3-

примерно на 1 ммоль/л и увеличение [Н+] на 5,5 нмоль/л. При хроническом повышении рСО2, когда максимальна почечная компенсация, [Н+]

повышается только примерно на 2,5 нмоль/л на каждые 1 кПа повышения

рСО2, при этом [HCO3-] увеличивается на 3,5 ммоль/л. Дыхательный ацидоз может быть скорректирован восстановлением рСО2 до нормы. Если же увеличенный уровень рСО2 сохраняется, то компенсация осуществляется путем повышенной экскреции ионов Н+ с мочой.

Таблица 5.42

Причины, приводящие к нарушению альвеолярной вентиляции и

дыхательному ацидозу

Обструкция дыхательных путей:

хронические обструктивные заболевания (бронхиты, эмфизема, опухоли бронхов, гортани);

бронхоспазм при бронхиальной астме;

аспирация.

Снижение возбудимости дыхательного центра:

передозировка анальгетических, седативных, анастезирующих средств, наркоза;

инсульт, травма, опухоль мозга;

заболевания, протекающие с повышением внутричерепного давления;

длительная гипоксия.

Заболевания легких:

тяжелые пневмонии;

фиброз легких;

дыхательный дистресс синдром;

гидроторакс, пневмоторакс. Внелегочные причины:

полиомиелит, заболевания нервов дыхательной мускулатуры;

заболевания дыхательной мускулатуры, трихинелез, тяжелый скалиоз.

Лабораторные показатели при ацидозах и алкалозах. Нарушения КОС классифицируются на дыхательные и метаболические (недыхательные)

в соответствии с первичной причиной изменения рСО2. В табл. 5.43

представлены изменения рН, [HCO3-] и рСО2 при разных типах нарушения КОС.

631

Таблица 5.43

Соотношения между рН, HCO3- и рСО2 при нарушения КОС. Индекс «1»

указывает на первичный, индекс «2» на вторичный характер изменения

параметра

Специфическое нарушение одного из параметров КОС вызывает компенсаторную реакцию, которая противодействует первичному нарушению. Значительная утрата HCO3- вызывает увеличение удаления СО2 с

выдыхаемым воздухом. Наоборот, повышение рСО2 в крови вызывает увеличение концентрации HCO3-, что направлено на поддержание рН крови в нормальных границах. Компенсация может быть частичной или полной. О

полной компенсации можно говорить в тех случаях, когда рН возвращается в пределы нормального референтного интервала. Частичная компенсация – это те случаи, когда рН остается за пределами референтного диапазона.

Дыхательная компенсация, регулирующая рСО2, как правило быстрая,

происходит в течение нескольких минут. Почечная компенсация,

регулирующая [HCO3-], медленная, продолжается в течение 2-3 дней.

Поэтому нарушения КОС могут иметь место и при нормальном рН крови,

что является показателем развития компенсаторных процессов.

Лабораторные показатели при метаболических и респираторных нарушениях КОС. Избыток Н+ связывается бикарбонатным буфером

(уравнение 4) и другими буферными системами крови. Образующаяся угольная кислота диссоциирует до СО2 и Н2О (уравнение 5) и СО2 удаляется через легкие. Этот процесс сопровождается компенсаторной

гипервентиляцией, которая уменьшает раСО2. При этом увеличивается отношение [HCO3-]/раСО2 и это повышает рНкрови (уравнение 11).

632

Гипервентиляция является прямым результатом стимуляции [H+]

дыхательного центра. Однако дыхательная компенсация не может полностью нормализовать [H+], так как именно высокий уровень [H+] стимулирует дыхательный центр. Кроме того, усиленная работа дыхательной мускулатуры сама по себе генерирует дополнительное образование СО2.

Если причина метаболического ацидоза продолжает существовать, то может возникнуть новое устойчивое состояние с повышенной [H+] и низким уровнем HCO3- и рСО2. В устойчивом состоянии снижение рСО2 за счет компенсаторной гипервентиляции на 0,17 кПа (1,3 мм Нg) сопровождается уменьшением HCO3- примерно на 1 ммоль/л. У

здоровых людей гипервентиляция вызывает дыхательный алкалоз. Как правило компенсаторные механизмы КОС связаны с включением противоположных механизмов.

В случае метаболического ацидоза компенсация происходит через дыхательный алкалоз. При дыхательном ацидозе – через метаболический алкалоз.

Если функция почек нормальная, то при метаболическом ацидозе избыток ионов водорода может экскретироваться с мочой. Однако во многих случаях именно нарушение функции почек является причиной метаболического ацидоза. Полная коррекция метаболического ацидоза возможна только после устранения причины, вызывающего его. Так при диабетическом кетоацидозе это регидратация и введение инсулина или удаление салицилатов при отравлении ими. Важно поддерживать адекватную перфузию почек, чтобы добиться максимального выведения ионов Н+ с

мочой.

Индикатором способности клеток утилизировать ионы Н+ является изменение калия в плазме. Это происходит в результате того, что поступление Н+ в клетку связано с перемещением К+ из нее. Поэтому чаще всего ацидоз сопровождается гиперкалиемией, а алкалоз гипокалиемией.

633

5.6.4. Обмен порфиринов и желчных пигментов. Лабораторная

диагностика нарушений обмена порфиринов

Обмен порфиринов лежит в основе образования гема, продуктами деградации которого являются желчные пигменты.

В процессе биосинтеза гемоглобина и миоглобина происходит образование тетрапиррольного кольца протопорфирина, включение в него железа и последующее соединение образовавшегося железопорфиринового комплекса (гема) с белком – глобином. В животном организме кольцо протопорфирина образуется из уксусной кислоты и глицина. При превращении порфириногена в порфирины образуются в основном протопорфирин III и только в небольшом количестве порфирин I, который не используется в организме и выделяется из него в виде копропорфирина I.

Количество протопорфирина III, образующегося за сутки в организме, равно около 300 мг, суточное же выделение этого вещества в виде копропорфирина

III составляет всего 0,1 мг. Таким образом, почти весь синтезирующийся протопорфирин III идет на построение гемоглобина, миоглобина и других хромопротеидов.

Содержание порфиринов в эритроцитах, моче, кале. В процессе биологического распада гемоглобина происходит высвобождение железа и глобина, которые используются для синтеза новых молекул пигмента крови.

Протопорфирин же превращается в желчные пигменты. Все эти реакции протекают в купферовских клетках печени и фагоцитарных клетках ретикулоэндотелиальной системы. В начале разрушения гемоглобина и миоглобина образуются зеленые пигменты – вердогемоглобины. При превращении пигментов мышц и крови в вердогемоглобины происходит раскрытие кольца протопорфирина (сохраняющего свои связи с железом и глобином) в результате разрыва α-метинового мостика с одновременным окислением первого и второго колец пиррола. Вердогемоглобин, теряя железо и глобин, превращается в желчные пигменты: вначале образуется

634

биливердин, который затем под влиянием клеточных дегидраз восстанавливается и превращается в билирубин. Основным источником желчных пигментов является простетическая группа гемоглобина, а затем и миоглобина. Из печени биливердин и свободный билирубин выделяются в желчный пузырь, а оттуда в кишечник. В кишечнике билирубин под влиянием кишечных бактерий восстанавливается в уробилиноген и стеркобилиноген, бесцветные формы (лейкосоединения) пигментов мочи и кала. Из этих лейкосоединений при окислении образуются уробилин и стеркобилин.

Основная масса уробилиногена и стеркобилиногена выделяется из организма через кишечник, но некоторая часть всасывается, частично поступает в кровь и выделяется почками вместе с мочой в виде уробилина и стеркобилина (общий уробилин мочи, количество которого колеблется обычно в пределах 0,2-2 мг в сутки и в норме не превышает 4 мг). В

противоположность билирубину, биливердин в кишечнике не подвергается воздействию микрофлоры и выделяется из организма в неизмененном виде.

Некоторая часть билирубина может окисляться и превращаться в биливердин.

Порфирии. Порфирии – группа заболеваний, обусловленных нарушениями биосинтеза порфиринов. Эти заболевания встречаются сравнительно редко, однако больные порфирией могут обратиться к дерматологам, гепатологам и психиатрам; сравнительно часто встречается желтуха, обусловленная повышением содержания в плазме билирубина крови.

При острой порфирии нарушается превращение порфобилиногена в порфириноген. Вследствие этого в начале приступа с мочой выделяются красный пигмент порфобилин и его бесцветная форма – порфобилиноген,

который при стоянии спонтанно превращается в порфобилин. Кроме того, из организма выводятся небольшие количества уро- и копропорфиринов I и III

типов в виде цинковых соединений. Врожденная порфирия характеризуется

635

усилением продукции уро- и копропорфиринов I типа. Кости и зубы у больных становятся красными или коричневыми из-за отложения в них порфиринов. В моче присутствуют свободные уро- и копропорфирины I и

следы протопорфирина III, а в фекальных массах – копропорфирин I. В

случае кожной формы порфирии в период ремиссий из организма выводится почками и через кишечник около 20% всего нормально образующегося в нем протопорфирина. Во время приступа порфирины выделяются только с мочой в виде уро- и копропорфиринов I и III типов.

Порфиринурии наблюдаются и при некоторых заболеваниях как следствие увеличения в организме количества свободных порфиринов, являющихся побочными продуктами при биосинтезе гема. Так, при апластической анемии и полиомиелите преобладает выделение копропорфирина III, в то время как в случаях пернициозной анемии, лейкемии, гемофилии, инфекционного гепатита и некоторых других заболеваний в основном выделяется копропорфирин I.

Лабораторная диагностика эритропоэтических порфирий.

Эритропоэтическая уропорфирия (врожденная порфирия, порфирия Гюнтера) - наследуется аутосомно по рецессивному типу. У родителей,

гетерозиготных носителей патологического гена, нет клинических проявлений болезни. Это редкое тяжелое заболевание с поражением кожи,

гемолитической анемией, внутриклеточным разрушением эритроцитов,

выделением с мочой изомера уропорфирина. У новорожденных обнаруживаются красная моча, повышенная чувствительность кожи к солнечному облучению, почти у всех больных выявляется увеличение селезенки. Для заболевания характерны признаки гемолитической анемии,

сопровождающиеся внутриклеточным разрушением эритроцитов. При этом повышается уровень непрямого билирубина, увеличивается содержание ретикулоцитов, отмечается раздражение красного ростка костного мозга без повышения содержания свободного гемоглобина плазмы и гемосидерина в моче. Осмотическая устойчивость эритроцитов часто снижена. В отдельных

636

случаях наблюдается тромбоцитопения. При биохимическом исследовании в моче обнаруживается большое количество изомера уропорфирина и меньше изомера копропорфирина. В эритроцитах больных определяется много уропорфирина. Эритроциты светятся красным светом в ультрафиолетовых лучах.

Избыточное отложение уропорфирина в эритроцитах приводит к укорочению продолжительности их жизни, повышенному гемолизу. Из эритроцитов освобождается много уропорфириногена, окисляющегося в уропорфирин и откладывающегося в коже, обусловливая фотосенсибилизацию.

Эритропоэтическая протопорфирия – наследственная болезнь,

обусловленная сенсибилизацией к солнечному облучению. У больных после даже кратковременного пребывания под солнечным светом на открытых участках кожи появляются отек, зуд, покраснение, часто повышается температура. При более длительном пребывании на солнце возникают геморрагические высыпания. Эритропоэтическая протопорфирия в отличие от эритропоэтической уропорфирин в большинстве случаев протекает доброкачественно. Из осложнений иногда наблюдаются гипохромная анемия с высоким содержанием железа, предрасположенность к камнеобразованию в желчном пузыре, в более редких случаях в печени откладывается большое количество порфиринов, затем формируется печеночная недостаточность.

Биохимически при эритропоэтической протопорфирии отмечают повышение содержания протопорфирина IX в эритроцитах, а содержание уропорфирина и копропорфирина сохраняется в пределах нормы. В моче содержание порфиринов не увеличено, так как протопорфирии не проходит в мочу. Значительно увеличено количество протопорфирина и копропорфирина в кале, хотя не у всех больных. Характерным признаком эритропоэтической протопорфирии является повышение уровня протопорфирина эритроцитов в 20-100 раз.

637

Эритропоэтическая копропорфирия – заболевание крайне редкое.

Болезнь наследуется по аутосомно-доминантному типу. Клинически проявляется так же, как и эритропоэтическая протопорфирия. Содержание копропорфирина в эритроцитах повышается в 30-80 раз по сравнению с нормой, в моче содержание порфиринов повышается незначительно, в

основном за счет копропорфирина. Прогноз благоприятный.

Лабораторная диагностика печеночных порфирий. Острая перемежающаяся порфирия - генетически детерминированное заболвание,

передается по аутосомно-доминантному типу. В основе болезни лежат нарушение активности фермента уропорфириноген 1-синтазы, а также повышение активности синтазы 6-аминолевулиновой кислоты. Клинически проявляется поражением центральной нервной системы, реже – периферической нервной системы, периодическими болями в области живота, повышением артериального давления и выделением мочи розового цвета в связи с большим количеством в ней предшественника порфиринов.

Наиболее характерным признаком острой перемежающейся порфирии являются боли в животе. Иногда сильным болям предшествует задержка менструаций. При острой порфирии поражается нервная система по типу тяжелого полиневрита, начинается с болей в конечностях, затруднений в движениях, связанных как с болью, так и с симметричными двигательными нарушениями, прежде всего в мышцах конечностей.

Чаще болезнь поражает молодых женщин, девушек и провоцируется беременностью, родами. Также возможно развитие заболевания вследствие приема ряда лекарств, таких как барбитураты, сульфаниламидные препараты,

анальгин.

Диагностика острой перемежающейся порфирии основывается на обнаружении в моче у больных порфобилиногена – предшественника синтеза порфиринов, а также 6-аминолевулиновой кислоты. Дифференциальная диагностика острой перемежающейся порфирии проводится с со свинцовым отравлением. При свинцовом отравлении характерны боли в животе,

638

полиневрит. Однако свинцовое отравление, в отличие от острой порфирии,

сопровождается гипохромной анемией с базофильной пунктацией эритроцитов и высоким содержанием железа сыворотки. Для острой порфирии анемия не характерна. У женщин, страдающих острой порфирией и меноррагиями, возможна хроническая постгеморрагическая железодефицитная анемия. Клинические проявления болезни объясняются накоплением в нервной клетке токсического вещества 8-аминолевулиновой кислоты. Данное соединение концентрируется в гипоталамусе и тормозит активность мозговой натрий-калий-зависимой аденозинфосфатазы, что приводит к нарушению транспорта ионов через мембраны и нарушает функцию нерва.

В дальнейшем развиваются демиелинизация нервов, аксональная нейропатия, что и обусловливает все клинические проявления болезни.

Порфиринурии и их лабораторная диагностика. Порфиринурия может быть симптомом порфирии или заболеваний печени, интоксикации,

цитостатической терапии, инфекции, железодефицитной и гемолитической анемий, лимфогранулематоза, лейкоза.

В норме с мочой выделяются небольшие количества уро- и

копропорфиринов. Усиление экскреции порфиринов наблюдается при поражении печени. Здоровая печень способна окислять и выделять продукты метаболизма порфиринов в виде копро-и протопорфиринов с калом. При выключении этого пути пигменты возвращаются в кровяное русло, проходят почечный фильтр и выделяются в повышенном количестве с мочой.

Прием алкоголя, рентгеновское облучение, физическое напряжение,

гемолиз эритроцитов, миоглобинурия ведут к повышению уровня порфиринов мочи. При почечной недостаточности содержание порфиринов в моче уменьшается. Выделение с мочой порфобилиногена (ПБГ) окрашивает мочу в красный или розовый цвет и характерно для острой перемежающейся порфирии, которая сопровождается поражениями мышечной, центральной и периферической нервной системы.

639

5.6.5. Лабораторная диагностика нарушений обмена желчных пигментов

Образование, транспорт и выделение желчных пигменов.

Билирубин образуется при распаде гемоглобина в клетках ретикулоэндотелиальной системы (РЭС), особенно в селезенке и в купферовских клетках печени. У взрослого человека в сутки образуется примерно 250-350 мг билирубина.

Билирубин в плазме крови связан с альбумином. Это неконъюгированный, свободный, непрямой билирубин. Неконъюгированный билирубин нерастворим в воде и не может проникнуть через неповрежденный почечный фильтр. В печени билирубин отделяется от альбумина и переходит на синусоидальную поверхность гепатоцитов. В

клетках печени свободный билирубин подвергается энзиматической конъюгации с глюкуроновой кислотой и превращается в билирубинмоно- и

билирубиндиглюкоронид (конъюгированный, прямой или связанный билирубин). Конъюгированный билирубин водорастворим, он поступает с желчью в желчный пузырь, где под воздействием дегидрогеназ частично восстанавливается в мезобилирубин и в i-уробилиноген. I-уробилиноген вместе с остальным билирубином поступает через общий желчный проток в двенадцатиперстную кишку, где теряет глюкуроновую кислоту, всасывается слизистой двенадцатиперстной кишки и проксимального отдела тонкой кишки. По системе воротной вены вновь возвращается в печень и в печеночных клетках окисляется до дипирролов.

Мезобилирубин и билирубин поступают в толстую кишку, где под воздействием нормальной кишечной флоры восстанавливаются до бесцветного стеркобилиногена. В дистальном отделе толстой кишки основное количество стеркобилиногена окисляется в стеркобилин, который окрашивает каловые массы в различные оттенки коричневого цвета.

Незначительная часть стеркобилиногена всасывается слизистой толстой кишки и через геморроидальные вены попадает в кровь, по нижней полой

640