В норме рН артериальной крови поддерживается в пределах 7,35-7,45. От этого показателя зависит нормальная работа различных ферментных систем организма. Нарушения рН могут быть вызваны дыхательными или метаболическими нарушениями. Компенсаторные механизмы также можно разделить на метаболические и дыхательные. В действительности клиническая картина бывает смешанной.
Диагностика нарушений кислотно-щелочного баланса
PH <7,35 – ацидоз; pH >7,45 – алкалоз
- Определите вид нарушения КЩС – ацидоз или алкалоз.
- Обратите внимание на PaC02 – направлены ли изменения этого показателя в сторону нарушения рН? Если это так, то нарушения носят дыхательный характер.
- Обратите внимание на дефицит оснований (или анионную разницу). Этот показатель указывает на наличие метаболических нарушений. Если рН нормальное, то нарушения полностью компенсированы.
При наличии смешанных метаболических и дыхательных нарушений помощь в диагностике может оказать диаграмма Фленли (см. Ацидоз после кардиохирургических операций).
Физиология кислотно-щелочного обмена
Кислоты
Кислотой в широком смысле может считаться вещество, которое выступает в роли доноров ионов водорода, или протонов (Н+), по отношению к другому веществу. Некоторые вещества являются более сильными донорами протонов, чем другие. Кислоты, выделяемые организмом, можно разделить на метаболические, или фиксированные, кислоты (молочная, ацетоуксусная кислоты) и выдыхаемые, или летучие, кислоты (C02, который при растворении образует угольную кислоту).
Выделение летучих кислот во много раз превышает образование метаболических. Выделение выдыхаемых кислот проходит быстро и протекает в легких, тогда как выделение метаболических кислот – значительно более медленный процесс, который осуществляется почками.
Основания
Основания в широком смысле – это вещества, которые выступают в роли акцепторов ионов водорода. Сродство некоторых веществ к Н+ выше, чем у других; эти вещества считаются более сильными основаниями. Наиболее важным основанием является натрия бикарбонат.
Буферы
Буферы обычно получаются при смешивании слабой кислоты, соли этой кислоты и сильного основания. Буферные растворы могут связывать или высвобождать Н+ в зависимости от значения рН. Таким образом, они помогают поддерживать рН на стабильном уровне. Организм обладает огромной емкостью буферных систем и способен быстро реагировать на измерения рН. Буферные системы организма обладают способностью к образованию большого количества Н+. Эта способность очень важна для поддержания жизни, потому что небольшие изменения рН могут привести к значительным изменениям концентраций ионизированных вещество в растворе и скоростей реакций, катализируемых ферментами.
Основными буферными системами крови являются гемоглобиновая (Hb) и бикарбонатная (HCO3-); существуют также протеиновая и фосфатная буферные системы. Бикарбонат образуется и выделяется почками. Перенос C02 кровью и его удаление легкими – наиболее значимый фактор кислотно-основного гомеостаза. Сила буфера, или рКа, описывается уравнением Гендерсона-Гассельбаха:
PH = pKA+log([HC03-]/[H2C03])
Избыток оснований, дефицит оснований и анионная разница
Это расчетные значения, которые определяются аппаратами для газоанализа. Они количественно отражают изменения содержания метаболических, или фиксированных, кислот. Тем не менее, эти показатели основаны на целом ряде допущений и не всегда отражают истинное состояние кислотно-основного баланса.
Избыток оснований – это количество ммоль кислоты, необходимое для титрования 1 л крови до рН 7,4, если значение pC02 в норме.
Дефицит оснований – это количество ммоль основания, необходимое для титрования 1 л крови до рН 7,4, если значение pC02 в норме.
Дефицит оснований, по соглашению, - отрицательная величина, а избыток оснований – соответственно, положительная. Нормальные значения этих величин – от -2,3 до 2,3 ммоль/л. Дефицит оснований вне этих границ (например, -6 ммоль/л) указывает на метаболический ацидоз.
Анионная разница – эта разница между измеренной концентрацией катионов и измеренной концентрацией анионов (т.е. она равна: [K+] + [Na+] – [Cl-] – [HCO3-]). Анионная разница обеспечивается метаболическими кислотами: кетоновыми кислотами, молочной и фосфорной кислотой. В норме анионная разница составляет 8-16 ммоль/л. Увеличение анионной разницы указывает на метаболический ацидоз.
Метаболический ацидоз
Некомпенсированный: ↓pH, ↔ pC02, ↓ HC03-
Компенсированный: ↔pH, ↓ pC02, ↓ HC03-
Метаболический ацидоз (с высокой анионной разницей)
Этот вид ацидоза развивается вследствие повышения количества метаболических кислот:
- Молочной кислоты (общая ± региональная гипоперфузия, гипоксия, сепсис, печеночная недостаточность (поскольку лактат в норме метаболизируется в печени)
- Мочевой кислоты (почечная недостаточность)
- Кетоновых тел (диабетический и алкогольный кетоацидоз, кетоацидоз при голодании).
- Препаратов/токсинов (адреналин, салицилаты, передозировка нитропруссида натрия).
Ацидоз при потерях гидрокарбоната и гиперхлоремический ацидоз (с нормальной анионной разницей)
- Почечный канальцевый ацидоз (потеря бикарбоната)
- Диарея, высокая илеостома (потеря бикарбоната)
- Поджелудочный свищ (потери гидрокарбоната)
- Гиперхлоремический ацидоз (введение избыточного количества физиологического раствора).
Метаболический алкалоз
Некомпенсированный: ↑ pH, ↔ pC02, ↑ HC03-
Компенсированный: ↔ pH, ↑ pC02, ↑ HC03-
- Потери Н+ через кишечник (рвота, повышенная секреция по назогастральному зонду)
- Почечные потери Н+ (диуретики), реабсорбция HC03- (гипохлоремия)
- Введение оснований (NaHCO3, трансфузии цитратной крови).
Дыхательный ацидоз
Некомпенсированный: ↓ pH, ↑ pC02, ↔ HC03-
Компенсированный: ↔ pH, ↑ pC02, ↑ HC03-
- Все причины дыхательной недостаточности или гиповентиляция (см. Дыхательная недостаточность после кардиохирургических операций)
- Повышенное образование C02, что может наблюдаться при сепсисе, злокачественной гипертермии
- Ингаляция C02 (неправильный сбор дыхательного контура, истощение адсорбента).
Дыхательный алкалоз
Некомпенсированный: ↑ pH, ↓ pC02, ↔ HC03-
Компенсированный: ↑ pH, ↓ pC02, ↓ HC03-
Гипервентиляция (намеренная или непреднамеренная): у пациентов при инсульте, возбуждении, ТЭЛА, пневмонии, бронхиальной астме, отеке легких.