Учебник (Овсянников) - общая патофизиология Ч1

компенсированные формы КОС характеризуются изменением рН в пределах 7,32-7,2 для ацидоза и 7,46-7,54 для алкалоза. По механизму развития ацидозы и алкалозы делятся на обменные (метаболические или негазовые) и дыхательные (респираторные или газовые). В таблице 12.12 приводятся основные показатели кислотно-основного равновесия.

Таблица 12.12

Показатели кислотно-щелочного равновесия (И.С. Балаховский, И.Д. Большакова)

Избыток оснований (ИО) показывает сколько кислот или щелочей не хватает во всем организме и должно быть введено больному, чтобы довести рН крови до нормы при 37°С и рСО2, равном 40 мм рт. ст. Показатель стандартные бикарбонаты (СБ) позволяет оценить наличие метаболических сдвигов и носит ориентировочный характер, так как не позволяет характеризовать сдвиги как первичные или компенсаторные. Изменения буферных оснований (БО) свидетельствуют о сдвигах рН. При избытке кислот количество буферных оснований уменьшается, при избытке щелочей буферных оснований больше. рСО2 - общее содержание двуокиси углерода, связанной с плазмой крови.

Ацидоз

Метаболический ацидоз (табл. 12.13) возникает в результате нарушения обмена веществ при самых разнообразных процессах, особенно гипоксии; сахарном диабете, токсикоинфекционных поражениях печени, недостаточности почек, а также при значительной потере из организма пищеварительных соков, богатых основаниями (поджелудочный сок, кишечный сок).

Таблица 12.13

I. ПРИЧИНЫ МЕТАБОЛИЧЕСКОГО АЦИДОЗА

1.Гипоксия

2.Сахарный диабет

3.Недостаточность почек

4.Введение закисляющих диуретиков (диамокс)

II. ЛАБОРАТОРНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ ПРИ

МЕТАБОЛИЧЕСКОМ АЦИДОЗЕ

1. рН крови - ниже 7,35 2. рСО2 - ниже 35 мм рт. ст.

3. Бикарбонат (НСО3—) - ниже 20 ммоль/л За. Дефицит оснований (ОН—) - больше минус 2,5 ммоль/л

4.Содержание в плазме Na+ , К+ , С1— - увеличивается

5.Катехоламины крови - увеличиваются

6.Молочная кислота - увеличивается в 3-10 раз (8-20 ммоль/л)

252

III. КЛИНИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ (рН = 7,0-7,2)

1.Глубокое, частое дыхание (ацидотическое)

2.Тахикардия, экстрасистолия, нарушение проводимости в сердце

3.Нарушение образования мочи

4.Повышенная мышечная возбудимость, судороги

5.Нарушение сознания

Введение закисляющих диуретиков, например, диакарба (диамокс) снижает реабсорбцию НСО3— в почечных канальцах, и они выделяются с мочой вместе с натрием. Задерживается секреция ионов водорода, которые в плазме связываются с НСО3— и образуют СО2 и Н2О. Выделение СО2 легкими способствует дальнейшему снижению бикарбоната плазмы (Г. Рут). В нормализации рН принимает ряд компенсаторных механизмов. Кислоты разбавляются во внутри- и внеклеточной среде и соединяются с буферными основаниями - белками, однозамещенными фосфатами. Часть кислот связывается бикарбонатом натрия и восстановленным гемоглобином с образованием угольной кислоты (Н2СО3), которая под влиянием карбоангидразы легких распадается и в виде СО2 выделяется с выдыхаемым воздухом. Этому способствует и рефлекторное учащение дыхания под влиянием повышенной концентрации СО2. Почки, как и легкие, принимают участие не только в компенсации ацидоза, но и в восстановлении буферных систем, ибо секреция ионов водорода идет в объеме, равном выделению титруемых кислот и реабсорбированному бикарбонату натрия. При значительной секреции ионов водорода и при снижении рН мочи ниже 4,5 фосфатный буфер становится неэффективным и выделение ионов водорода с мочой происходит только с помощью аммониогенеза. Образуемый при этом ион NH4+ выводится с мочой в виде хлористого аммония (NH4C1). Эти реакции обеспечивают восстановление концентрации бикарбоната плазмы и, в конечном итоге, рН крови, межклеточной жидкости и клеток. При диссоциации угольной кислоты ионы водорода (Н+) переходят в эритроциты, а НСО3— снова связывают ионы водорода плазмы, смещая, таким образом, рН в щелочную сторону. Это быстродействующий и быстроистощающийся механизм компенсации.

253

В костной ткани ионы водорода заменяются на Na+ и Са++. Компенсация за счет буферных и физиологических механизмов может быть достаточной и рН крови и клеток не изменяются, хотя соотношение буферных систем будет нарушено. Это компенсированная форма ацидоза. При некомпенсированном ацидозе рН крови становится ниже 7,35. Так как в почках секреция ионов водорода нарушена, то реабсорбция натрия затруднена, и поэтому количество его в плазме крови уменьшается. В плазме увеличивается содержание калия, в ответ на перешедшие в эритроциты и другие клетки ионы водорода.

Таким образом, компенсаторные механизмы при метаболическом ацидозе направлены на снижение ионов водорода путем разбавления, участия буферных систем, выделения ионов водорода с мочой и углекислого газа через легкие.

Ацидоз вызывает тяжелые нарушения функций органов и систем организма. Активируется симпато-адреналовая и гипоталамо-гипофи- зарно-кортикальная системы. Считают, что высокие концентрации катехоламинов в крови обусловлены не только повышенным синтезом и секрецией их, но и нарушением метаболизма адреналина. При рН 7,0-7,2 ведущим признаком является глубокое дыхание, при этом минутный объем дыхания в 5-6 раз превышает нормальный. Клинические наблюдения показывают, что дальнейшее снижение рН опасно для жизни, ибо нарушается возбудимость дыхательного центра и интенсивность легочной вентиляции (Э. Керпель-Фрониус). Понижается сродство гемоглобина к кислороду. Наблюдаются тахикардия, нарушение проводимости, экстрасистолии и даже фибриляция сердца, снижение вольтажа зубцов ЭКГ. Снижается артериальное давление и объемная скорость кровотока. Сосуды расширяются при снижении рН до 7,2. Снижается кровоснабжение мозга и почек. Нарушается мочеобразование. В крови уменьшается рН, рСО2, СБ, становится отрицательный ИО (избыток оснований), увеличивается содержание ионов натрия, калия и хлора, если рН мочи не ниже 4,5. Если же рН мочи ниже 4,5, хлор выделяется с мочой в виде хлористого аммония, и поэтому количество его в крови уменьшается.

254

Уменьшение рН ниже 7,2 сопровождается спутанностью сознания, повышением мышечной возбудимости, судорогами, развитием комы. При рН около 7,0 нарушается всякий контакт с больным.

Дыхательный ацидоз. Уменьшение объема или полное прекращение легочной вентиляции, расстройства кровообращения в легких, вдыхание СО2 ведут к накоплению угольной кислоты и развитию респираторного (дыхательного) ацидоза. (табл. 12.14)

При этом показано, что при легочной патологии первоначально нарушается транспорт кислорода, а затем только задерживается выведение углекислого газа. Снижение легочной вентиляции наблюдается также при поражении центральной нервной системы, легких и дыхательных мышц.

Таблица 12.14

I. ПРИЧИНЫ ДЫХАТЕЛЬНОГО АЦИДОЗА

1. Угнетение дыхания, апное (барбитураты, наркотики, алкоголь)

2.Нарушение вентиляции (бронхиальная астма, эмфизема, ателектаз)

3.Закупорка дыхательных путей (чужеродное тело, опухоль, отек гортани)

4.Нарушение нервно-мышечной проводимости (миастения, полиомиелит, релаксанты)

II. ЛАБОРАТОРНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ ПРИ

ДЫХАТЕЛЬНОМ АЦИДОЗЕ

1.рН крови - ниже 7,35

2.рСО2 — выше 45 мм рт. ст.

3.Бикарбонат (НСО3— ) – 30-35 ммоль/л

4.Содержание в плазме Na+ , К+ , Cl— - увеличено

5.рН мочи - ниже 6,0

III. КЛИНИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ

1.Страх, дезориентация, ступор, кома

2.Одышка

3.Повышение внутричерепного давления, застойные явления в области соска зрительного нерва

При остром нарушении в течение 10-15 минут срабатывает буферный механизм. Содержание СО2 возрастает, и раздражение дыхательного центра может приводить к учащению дыхания и частичному выделению СО2 через легкие при условии неполного прекращения вентиляции. В связи с диссоциацией угольной кислоты ионы водорода соединяются с белками, двузамещенными фосфатами. В костной

255

ткани ион водорода вытесняет ионы натрия и кальция, что может привести к остеопорозу. Ионы водорода поступают в эритроциты и связываются восстановленным гемоглобином. Из эритроцитов выходят ионы натрия и калия в обмен на ионы водорода. Натрий, освобождаемый из костной ткани, при диссоциации хлористого натрия в плазме, а также из белков за счет соединения с ионами водорода соединяется с бикарбонатом (НСО3—) и поэтому концентрация бикарбоната натрия возрастает. Важное значение в компенсации принадлежит почкам. Однако, по данным И.С. Балаховского и Т.Д. Большаковой, компенсаторные механизмы почек начинают осуществляться через 6-18 часов, а для полного их функционирования необходимо 5-7 суток. К этому времени почки приобретают максимальные способности секретировать водородные ионы и задерживать ион бикарбоната. Компенсаторные возможности почек ограничены. По данным Ю.Я. Агапова, при полном прекращении вентиляции легких накопление ионов водорода (Н+) в 20 раз превышает компенсаторные возможности почек.

При некомпенсированном газовом ацидозе суживается просвет бронхов, в них накапливается повышенное количество вязкой слизи и, как следствие, прогрессирует дальнейшее нарушение легочной вентиляции. Это ведет к гипоксии, нарушению окисления, что наряду с увеличением содержания угольной кислоты в крови обеспечивает снижение рН крови. Вследствие учащения дыхания потребление кислорода дыхательной мускулатурой увеличивается. Нарастает периферическое сопротивление сосудов, и поэтому артериальное давление в большом и, особенно, в малом круге кровообращения повышается. Происходит активация симпатоадреналовой и гипоталамус-гипофиз- надпочечниковой систем. Регистрируется тахикардая. При дальнейшей гиперкапнии систолический и минутный объем крови снижаются. Уменьшается возбудимость адренорецепторов, и системное артериальное давление падает. В крови снижается рН, количество ионов хлора; увеличивается рСО2, отмечается избыток оснований, стандартных бикарбонатов, нарастает количество натрия и калия. Общее увеличение количества внеклеточного натрия сочетается с задержкой

256

воды, например, при хронической легочной недостаточности, что первоначально проявляется увеличением массы больного, а в последующем - развитием заметных отеков.

Лечение таких больных в течение нескольких дней диуретиками (фуросемидом, этакриновой кислотой) способствует развитию метаболического алкалоза (Г. Рут). В моче нарастает количество хлора, выделяемого в виде хлористого аммония.

При рСО2, равном 60-100 мм рт.ст. (в норме 36-44) появляются мышечные подергивания, спутанность сознания, кома (Ю.А. Агапов).

Метаболический (негазовый) алкалоз (табл.12.15) встречается довольно редко и может формироваться при потере нелетучих кислот и при избыточной секреции калия, что одновременно сочетается с усиленной секрецией ионов водорода (Н+), а также при избыточном введении ощелачивающих диуретиков (салуретиков), например, производных ртути, тиазида и др.

Основное действие их заключается в снижении реабсорбции натрия в почечных канальцах. 1 ммоль натрия удерживает в организме 7 мл воды. Поэтому с выделением натрия выделяется и вода. При этом хлориды теряются в большем количестве, чем натрий, поэтому количество бикарбоната натрия возрастает.

Таблица 12.15

I. ПРИЧИНЫ МЕТАБОЛИЧЕСКОГО АЛКАЛОЗА

1.Рвота, особенно неукротимая

2.Альдостеронизм, гиперкортизолизм

3.Избыточное введение бикарбоната натрия

II. ЛАБОРАТОРНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ ПРИ

МЕТАБОЛИЧЕСКОМ АЛКАЛОЗЕ

1.рН крови - выше 7,45

2.рСО2 - выше 45 мм рт. ст.

3.Бикарбонат (НСО3--) - выше 30 ммоль/л

3а. Избыток оснований (ИО) - выше плюс 2,5 ммоль/л 4. Содержание К+ - ниже 3,5 ммоль/л (понижено)

Сl— - ниже 95-85 ммоль/л

5. Буферные основания (БО) - больше 60 ммоль/л

III. КЛИНИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ

1.Угнетение дыхания

2.Увеличение мышечного тонуса

3.Гиперрефлексия

4.Тетания и судороги

5.Гиповолемия, постуральная гипотензия

257

Потеря нелетучих кислот имеет место при неукротимой рвоте, стенозе привратника. Усиленная секреция ионов калия и водорода в почках отмечается при гиперсекреции минерало- и глюкокортикоидов. В крови усиливается диссоциация NaCl и Н2СОз. При этом ионы водорода и хлора используются для образования соляной кислоты в желудке, а натрий соединяется с НСО3— и, образуя бикарбонат натрия, увеличивает щелочной резерв межклеточной жидкости и крови. Компенсация осуществляется также за счет карбонатного буфера:

Н+ + НСО3— ↔ 2Н+ + СО3— —

Белковый буфер в щелочной среде диссоциирует, как кислота. Происходит обмен электролитов между клетками и внеклеточной жидкостью. Ионы водорода выходят из клеток взамен ионов натрия и калия. Они соединяются с бикарбонатом (НСО3—), увеличивая концентрацию угольной кислоты. Снижение частоты дыхания уменьшает выделение СО2 и формирует дыхательную гипоксию, а это способствует накоплению кислых продуктов, особенно молочной и пировиноградной кислот. В почках усиленно секретируются ионы НСО3—, натрия, калия и тормозится секреция ионов водорода (Н+). Избыток НСО3—, в плазме и межклеточной жидкости вытесняет из хлористого натрия (NaCl) ионы хлора (Cl), которые выделяются с мочой.

При некомпенсированном алкалозе в плазме и внеклеточной жидкости увеличивается рН, СБ, ИО, снижается содержание ионов Н+, Na+, K+, Cl-. Это ведет к понижению осмотического давления плазмы и межклеточной жидкости и переходу воды в клетки, в том числе и в эритроциты, и их набуханию.

Респираторный (газовый) алкалоз (табл. 12.16) развивается при усиленной вентиляции легких, при поражении нервной системы, эмоциях, отравлениях, у беременных женщин и при подъеме на высоту.

258

Таблица 12.16

I. ПРИЧИНЫ ДЫХАТЕЛЬНОГО АЛКАЛОЗА

1.Гипервентиляция (подъем в горы, лихорадка, искусственная гипервентиляция, граммотрицательный сепсис)

II. ЛАБОРАТОРНЫЕ ПРИЗНАКИ

1.рН крови - выше 7,45

2.рСО2 крови - ниже 35 мм рт. ст.

3.рН мочи - выше 7,0

III. КЛИНИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ

1.Снижение артериального давления

2.Угнетение нервной системы, нарушение сознания

3.Общая слабость

При этом происходит избыточное выведение СО2 и рН смещается в сторону алкалоза. Соотношение в бикарбонатном бу-

ионами водорода с образованием двух ионов водорода и иона карбоната (СО3--).

Н+ + НСО3— ↔ 2Н+ + СО3- -

Компенсация должна осуществляться, прежде всего, легкими за счет урежения дыхания и задержки СО2. Диссоциируют, как кислоты, белки и однозамещенные фосфаты. Из клеток выходят ионы водорода, а в клетки поступают ионы натрия и калия. В почках тормозится секреция ионов водорода и усиливается поступление в мочу натрия и бикарбоната (НСО3—). Однако почечный механизм начинает функционировать через 16-18 часов и в полном объеме только через несколько дней.

В крови хлор выходит из эритроцитов, связывается с NaHCO3 с образованием хлористого натрия и угольной кислоты (Н2СО3).

При некомпенсированном дыхательном алкалозе в крови и межклеточной жидкости увеличивается рН, количество ионов хлора, уменьшено содержание бикарбоната (НСО3—), натрия, калия. Уменьшены такие показатели кислотно-основного равновесия, как рСО2, стандартные бикарбонаты, избыток оснований имеет отрицательную величину. Некомпенсированный алкалоз сопровождается рядом нарушений в организме. Снижается артериальное давление, систолический и минутный объем крови, объем циркулирующей крови. Это

259

может вести к тканевой гипоксии, накоплению кислот в результате метаболических расстройств.

Нарушения фосфорно-кальциевого обмена

В состав скелета входит 99 % кальция и 80-85 % фосфора организма. Остальное количество кальция содержится преимущественно в плазме в ионизированной форме, а также соединенной с белками и кислотами. Фосфор, кроме того, входит в состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов, макроэргов.

Регуляция кальция и фосфора осуществляется витамином Д, его метаболитом, образующимся в почках /1,25 (ОН)Д3/, гормоном щитовидной железы кальцитонином, паратгормоном, а также рН желудоч- но-кишечного тракта. Кислая среда в желудочно-кишечном тракте и витамин Д способствуют, а щелочная среда препятствует всасыванию кальция. Витамин Д тормозит выведение кальция и фосфора с мочой. Метаболит витамина Д/1,25(ОН)Д3/ регулирует всасывание кальция путем активации синтеза в кишечнике кальцийсвязывающего белка.

Кальцитонин способствует переходу кальция из крови в костную ткань, способствуя минерализации костей, гипокальциемии, гиперфосфатемии, так как стимулирует реабсорбцию фосфора в почечных канальцах.

Паратгормон регулирует образование метаболита витамина Д3 в почках и усиливает всасывание кальция в желудочно-кишечном тракте, мобилизует кальций и фосфор из кости, усиливает реабсорбцию кальция и секрецию фосфора в почках. Избыток паратгормона способствует гиперкальциемии и гипофосфатемии.

Гипервитаминоз Д увеличивает всасывание кальция и фосфора из желудочно-кишечного тракта и тормозит выделение их с мочой. Поэтому при гипервитаминозе Д наблюдается гиперкальциемия и гиперфосфатемия. Снижение потребления витамина Д мало сказывается на содержании кальция и фосфора крови. При первичном гиперпаратиреозе паратгормон стимулирует повышение всасывания кальция из кишечника, усиление реабсорбции кальция и секреции фосфора в почках. Мобилизация кальция происходит и из костной ткани, ибо

260