12.6. Нарушения кислотно-основного равновесия

Постоянство концентрации водородных ионов (рН) во внут­ренней среде — необходимое условие для нормального функцио­нирования жизненно важных процессов животного организма. Это постоянство зависит от соотношения между кислотами и ос­нованиями в крови и в тканях. Кислотно-основное равновесие, поддерживаемое высшими животными в пределах рН 7,3—7,6, — жесткая константа, обеспечиваемая буферными системами био­логических сред. Снижение уровня рН плазмы крови ниже 6,8 или смещение водородного показателя на величину более чем 7,8 становятся несовместимыми с жизнью. Изменения кислотно-ос­новного равновесия встречаются при многих заболеваниях и приводят либо к накоплению в биологических средах кислот с повышением концентрации водородных ионов — ацидозу, либо к понижению концентрации водородных ионов — алкалозу, от­носительному или абсолютному накоплению оснований.

Нарушение кислотно-основного равновесия может возникать в такой форме, когда рН остается в пределах нормальных, свой­ственных здоровому животному величин (рН крови лошади 7,3— 7,5; свиньи 7,44—7,47; крупного рогатого скота 7,3—7,45) за счет снижения резервных возможностей организма, его буферных сис­тем: бикарбонатного, фосфатного, белкового буферов, окисленно­го или восстановленного гемоглобина. Избыточно образовавшие­ся кислые или основные (щелочные) продукты метаболизма под­вергаются нейтрализации и выведению из организма. Ацидоз или алкалоз в этих случаях носит название компенсированного.

Обострение или хронизация патологии приводит к недостаточ­ности буферных систем, регуляторные механизмы не могут удер­живать водородный показатель (рН) в физиологических границах. Развивается некомпенсированный ацидоз или некомпенсирован­ный алкалоз.

Содержание углекислоты в биологических средах, образование ее бикарбоната (пропорция 1 : 20) зависят от характера газообмена. Поэтому изменение кислотно-основного равновесия, связанное с разной концентрацией СО₂ в крови и тканях, носит название газо­вого алкалоза или газового ацидоза. Однако возможно развитие ацидоза и алкалоза вне связи с газообменом, когда нарушаются об­менные процессы, накапливаются, не инактивируются и не выво­дятся из организма метаболиты кислого или основного происхож­дения. Возникает негазовый (метаболический) ацидоз или алкалоз.

Газовый ацидоз. Развивается как следствие повышения концентрации углекислоты в крови, возрастания ее парциального давле­ния. Возникает на почве заболеваний легких (бронхопневмония, эмфизема, асфиксия, туберкулез и др.); избытка СО2 во вдыхае­мом воздухе при несоблюдении зоогигиенических норм содержа­ния животных, особенно кур; недостаточности кровообращения, не обеспечивающего адекватного обмену выведения углекислого газа из организма.

Гиперкапния быстро вовлекает компенсаторные механизмы:

• повышается возбудимость дыхательного центра, появляется! одышка, способствующая выведению двуокиси углерода;

• избыток водородных ионов (Н⁺) удерживается в эритроцитах восстановленным гемоглобином;

• повышается образование гидрокарбонатов, так как анионы (НСО^-₃), циркулирующие в крови, связываются с ионами натрия за счет диссоциации NaCl, ионами К⁺ гемоглобина;

• интенсивная секреция почками Н⁺-ионов и усиленная реабсорбция гидрокарбонатов эпителием канальц

Если исчерпаны возможности организма, а причина не устра-| нена, развивается некомпенсированный ацидоз с падением показателя рН до возможного критического уровня. Газовый ацидоз негативно сказывается на функциональной активности жизненно важных систем. Повышается артериальное давление из-за возбуж­дения избытком СО₂ сосудодвигательного центра. Происходит со­кращение гладкомышечного аппарата бронхов, повышено образо­вание слизистого секрета бронхиальными железами, что усугубля­ет гиперкапнию и гипоксемию. Спазм артерий почек приводит к олигурии, положительному балансу остаточного азота крови. Из­быточное содержание СО₂ в крови повышает тонус блуждающего нерва, ведет к брадикардии и даже полной остановке сердца.

Гиперкапния и гипоксемия в конечном итоге приводят к нару­шениям обменных процессов в тканях, где накапливаются межу­точные продукты метаболиза. Газовый ацидоз сочетается с мета­болическим.

Негазовый ацидоз. Негазовый (обменный) ацидоз представляет собой наиболее часто встречающуюся у животных форму наруше­ний кислотно-основного состояния. В крови и тканях накаплива­ются нелетучие кислые продукты обмена (бета-оксимасляная, ацетоуксусная, молочная кислоты). Причины развития ацидоза негазового происхождения многообразны. Все формы кислород­ного голодания (гипоксии) тканей сопровождаются накоплением в них недоокисленных продуктов метаболизма белков, жиров, уг­леводов. В избыточном количестве они обнаруживаются при на­рушении сахаро-протеинового соотношения в рационах высоко­продуктивных молочных коров; при длительных диареях у молод­няка вследствие усиленного выведения с фекалиями натрия, ка­лия, кальция; при нефритах, так как пораженные почки не справляются с выведением кислых продуктов (уремия). Обмен­ный ацидоз наблюдают у животных, больных сахарным диабетом, у голодающих с отрицательным белковым балансом. Частая при­чина обменного ацидоза — скармливание животным кислых про­дуктов в составе силоса, сенажа, других консервированных кор­мов.

Возможная компенсация обменного ацидоза осуществляется гидрокарбонатной буферной системой. Бикарбонаты связывают накапливающиеся в организме кислоты. Избыток образующейся угольной кислоты под воздействием карбоангидразы легко разла­гается на Н2О и СО2- Двуокись углерода стимулирует дыхатель­ный центр, гипервентиляция способствует уменьшению ее кон­центрации в крови.

Декомпенсация обменного ацидоза ведет к выведению почка­ми ионов К⁺, Na^+, Ca²⁺, остеомаляции, аритмии сердца, сниже­нию тонуса сосудов.

Газовый алкалоз. Возникает как следствие неадекватно высоко­го выделения углекислого газа из организма в сопоставлении с его образованием. Причиной газового алкалоза является гипервенти­ляция легких, обусловленная гипоксией при анемических состоя­ниях, недостаточности кислорода во вдыхаемом воздухе, горной болезни. Степень изменения водородного показателя (рН) в сто­рону повышения зависит от недостаточности компенсаторных ме­ханизмов. Один из них, быстро включающийся, — снижение воз­будимости дыхательного центра, урежение дыхания, ограничение выведения углекислоты из организма. Кроме того, из эритроцитов в плазму начинают поступать ионы хлора, вытесняющие натрий из бикарбонатов, отчего содержание Н₂СО₃ повышается. Почки начинают усиленно выделять бикарбонаты, не реабсорбируя их в канальцах. Ограничивается секреция в мочу водородных ионов, моча становится щелочной.

Если компенсаторные механизмы недостаточны, нарастает ги-покапния, понижается тонус кровеносных сосудов, развивается гипотензия. Избыточное выведение бикарбонатов сопровождается обезвоживанием организма. Возможны приступы тетании, обус­ловленной снижением в крови ионизированного кальция. Он на­правляется в костную ткань, оттуда в кровь поступают ионы водо­рода.

Негазовый алкалоз. Негазовый (обменный, метаболический) алкалоз представляет собой избыточное содержа содержание в крови и тка­нях оснований, тогда как количество водородных ионов снижено. Наблюдается у животных реже, чем обменный ацидоз, так как в процессе метаболизма щелочных продуктов образуется значитель­но меньше, чем кислых.

Причины, вызывающие обменный алкалоз, сводятся к обиль­ной потере желудочного сока (рвота), с которым теряются ионы хлора. Для синтеза соляной кислоты хлор поступает из крови после диссоциации NaCl. Излишнее количество Na⁺ вступает в реак­цию с HCO₃ и образует бикарбонат (NaHCO₃), сдвигающий кис­лотно-основное отношение в сторону повышения рН. Поступление в организм и накопление избыточного количества щелочнореаги-рующих соединений может быть одной из причин негазового алка­лоза. Он является следствием повышенного содержания в организ­ме минералокортикоидов, тормозящих реабсорбцию калия в изви­тых канальцах почек. Внутриклеточный калий в этих случаях заме­щается ионами водорода и натрия, отчего падает концентрация Н⁺ в плазме крови, рН сдвигается в щелочную сторону. Причинами обменного алкалоза называют также паратиреоидную недостаточ­ность, гипобарию, облучение ионизирующей радиацией.

Негазовый алкалоз характерен избытком бикарбонатов в орга­низме, поэтому компенсаторные механизмы направлены прежде всего на их удаление и задержку СО₂. Падает чувствительность дыхательного центра, дыхание становится редким, накапливается СО₂, что возмещает нехватку угольной кислоты. В компенсатор­ных реакциях участвует и почечный механизм. Повышено выведе­ние гидрокарбонатов, двухосновного фосфата. Реакция мочи ще­лочная.

Негативные последствия негазового алкалоза обусловлены вы­ведением Na⁺ в составе NaНСО_з, что приводит к потере воды тка­нями из-за падения осмотического давления в межклеточной жидкости. Выведение ионов К⁺ сопровождается аритмиями сердца. Снижение концентрации Са²⁺ в крови, связанное с его пере­мещением в костную ткань взамен ионов водорода, приводит к резкому повышению нервно-мышечной возбудимости, вплоть до появления судорог.