Физиология кислотно-основного состояния.

В поддержании КОС принимают участие:

• буферные системы крови;

• внутриклеточный метаболизм, в процессе которого образуется и используется ион водорода;

• легкие, удаляющие углекислый газ;

• почки, реабсорбирующие бикарбонат и выделяющие ион водорода в скорме NH₄⁺ и Н₂РО₃.

Буферные системы крови.

Непосредственно поддержание постоянства рН крови осуществляют буферные системы, из которых наиболее важной является бикарбонатный буфер. Буферная емкость этого буфера, а значит, и физиологическая способность противостоять изменениям концентрации иона Н⁺, составляет более половины всей буферной емкости крови.

Бикарбонатная буферная система (летучий буфер).

Составные части этого буфера - угольная кислота (Н₂CO₃) и ионы бикарбоната (НСО₃^_). Угольная кислота - нестойкое соединение, разлагается с образованием воды и двуокиси углерода, последний через дыхательную систему удаляется в атмосферу. Учитывая эту особенность, бикарбонатную буферную систему называют летучим буфером, а его действие в организме описывается уравнением:

рН = pK + lg HCO₃ / (s x рСО₂) (уравнение 10)

Поскольку в крови константа диссоциации (К) и коэффициент растворимости углекислого газа (s) в физиологических условиях величины постоянные, то влияние бикарбонатного буфера на рН крови можно описать простой зависимостью:

РН крови=НСО₃ / рСО₂

Из этого следует, что основными параметрами, определяющими вклад бикарбонатной системы в регуляцию КОС, служат парциальное давление двуокиси углерода и концентрация бикарбоната в крови.

Нелетучие буферные системы.

Действие бикарбонатного буфера дополняется в организме действием нелетучих буферных систем, наиболее важным из которых является гемоглобиновый буфер, составляющий около одной трети всей буферной емкости крови. Кроме того, в организме существуют фосфатный и белковый буфер. При оценке способности крови противостоять изменению рН нужно принимать во внимание участие всех буферных систем крови. Показателем, характеризующим это свойство, является концентрация буферных оснований крови (ВВ).

ВВ.

ВВ (по международной номенклатуре Buffer Bases) состоит из бикарбонатного и небикарбонатного буферного компонента [БУФ^_].

ВВ = [НСО₃^_] + [БУФ] (уравнение 12)

Значение этого параметра только в небольшой степени зависит oт изменении парциального давления углекислого газа в крови (рисунок 4).

рис. 4. Сопряжение между бикарбонатным ( НСО₃^_) и небикарбонатным (БУФ-) буферными компонентами определяет устойчивость ВВ при остром изменении Р СО,

Так, если возрастает p_аСО₂ , то образуется эквивалентное количество Н⁺ и НСО₃^_ . Ионы Н⁺ почти полностью связываются протеинатами, входящими в состав БУФ-. При этом образуется недиссоциированная форма (БУФ-Н). В результате содержание отрицательных эквивалентов БУФ- снижается настолько, насколько увеличивается концентрация бикарбонатов, а ВВ остается неизменным.

В то же время ВВ существенно зависит от тканевого метаболизма и частично от функции почек. По величине ВВ можно судить о сдвигах КОС, связанных с увеличением или уменьшением содержания нелетучих кислот в крови.

В норме ВВ составляет 48 ммоль/л.

Эта величина обозначается как норма буферных оснований (NBB) или должная концентрация буферных оснований.

BE.

Производным по отношению к концентрации буферных оснований и удобным для оценки является показатель избытка или недостатка буферных оснований (BE, по международной номенклатуре Bases Excess), который определяется разницей между истинной и должной концентрациями буферных оснований.

ВЕ = ВВ - NBB (уравнение 13)

В норме по определению BE равен нулю. Анализаторы КОС для расчета BE используют уравнение 9.

Учитывая биологическую вариабельность, принято считать референтными значениями BE.

для взрослых 0 ± 2,5 ммоль/л

для детей 0 ± 3 ммоль/л

При патологическом увеличении содержания буферных оснований BE становится положительным, а при снижении - отрицательным. В последнем случае лучше использовать термин "дефицит оснований"

Рис. 5. Избыток или недостаток буферных оснований (BE) отражает разницу между истинной концентрацией буферных оснований (ВВ) и должной концентрацией буферных оснований (NBB).

Этот параметр имеет значительное клиническое и диагностическое значение. Он позволяет:

• оценить степень метаболической компенсации дыхательных нарушений КОС;

• оценить степень метаболических нарушений КОС;

• вычислить общий недостаток (избыток) оснований (ОБЕ) всего организма с помощью формулы:

ОВЕ = 0,3 х масса тела х ВЕ (уравнение 14)

Значение ОВЕ является основой для определения дозировки лекарственных препаратов, используемых для коррекции метаболических нарушений.

Таким образом, имеется возможность оценить вклад метаболического и дыхательного компонентов в изменения КОС (рисунок 6 ).

Рис. 6. Кислотно-основной баланс криви.

Буферные системы крови отражают активность всех гомеостатических механизмов, которые влияют на [Н⁺] или рН через изменение двух компонентов: 1)метаболического (недыхательного), который можно оценить по величине ВВ (BE); 2) дыхательного, который можно оценить по СО₂ (р_аСО₂).

Принимая во внимание значение небикарбонатных буферных систем, КОС организма можно описать следующим уравнением:

РН крови=ВВ (ВЕ) / рСО₂

Это обстоятельство позволяет более объективно характеризовать КОС организма, поскольку возможна независимая оценка метаболической и дыхательной функции.