 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Билет №51-52
|
|
Физиологические механизмы регуляции кислотно-щелочного состояния в организме. Причины и механизмы нарушений КЩС в анестезиолого-реанимационной практике. Роль нарушения дыхания, гемодинамики, содержания воды в секторах организма и электролитного баланса в патогенезе расстройств кислотно-щелочного равновесия.
Физиологические механизмы регуляции кислотно-основного состояния
Физиологические механизмы регуляции кислотно-основного состояния связаны с транспортом газов, кислых и основных эквивалентов кровью в легкие и почки, функциональной активностью легких, направленной на удаление избытка СO2, и почек, обеспечивающих реабсорбцию бикарбоната, удаление избытка ионов водорода и формирование бикарбонатного резерва крови.
Функциональная активность дыхательной системы и кислотно-основное состояние
Дыхательная система выступает в роли физиологического гомеостатического регулятора, результатом функциональной активности которого является удаление избытка углекислоты и восстановление кислотонейтрализующей емкости буферных систем, в первую очередь - бикарбонатной и гемоглобиновой.
На рис. 20.4 представлена последовательность реакций буферной нейтрализации избытка углекислоты. Источником СO2 для синтеза угольной кислоты являются реакции аэробного метаболизма. Образующийся в них СO2 распределяется в крови следующим образом:
· 5-6% общего количества поступающего в кровь СO2 находится в растворенном состоянии;
· 8-10% общего количества поступающего в кровь СO2 переносится в виде карбаминосоединений;
· остальная часть поступающего в кровь СO2 идет на образование угольной кислоты.
Активное участие в образовании угольной кислоты принимает карбоангидраза эритроцитов, катализирующая равновесную реакцию синтеза угольной кислоты из углекислого газа и воды (рис. 20.4).
Удаление избыточных количеств СO2, регенерация бикарбонатной и гемоглобиновой буферных систем осуществляются легкими.
Процессы, происходящие в легких и регулирующие кислотно-основное состояние, представлены на рис. 20.5.
Удаление избытка СO2 и оксигенация гемоглобина в легких восстанавливают физиологически оптимальное соотношение в бикарбонатной буферной системе и емкость гемоглобиновой буферной системы. Израсходованное количество бикарбоната восполняется в почечных процессах стабилизации рН.
Регуляция альвеолярной вентиляции концентрацией ионов водорода [Н+]
Увеличение концентрации ионов водорода за пределы физиологического оптимума при метаболических нарушениях оказывает прямое действие на дыхательный центр головного мозга, что увеличивает альвеолярную вентиляцию в 4-5 раз, напротив, уменьшение концентрации ионов водорода за пределы нормального уровня при метаболических нарушениях снижает функциональную активность легких на 50-75% в течение 1-2 мин.
Альвеолярная гипервентиляция при избытке ионов водорода метаболического происхождения снижает напряжение СO2 в крови вплоть до минимальных значений РСO2 - 10-15 мм рт. ст. Снижение бикарбоната на 1 ммоль сопровождается уменьшением РСO2 в крови на 1,2 мм. рт. ст.
Альвеолярная гиповентиляцня при недостаточной концентрации ионов водорода метаболического происхождения способствует увеличению количества СO2 вплоть до предельных значений избытка РСO2 - 60 мм рт. ст. Прирост концентрации бикарбоната на 1 ммоль сопровождается увеличением РСO2 крови на 0,6-0,7 мм. рт. ст. Реакция дыхательной системы на изменение концентрации ионов водорода начинается через несколько минут достигает максимального эффекта через 12-24 ч.
Функциональная активность почек и кислотно-основное состояние
Участие почек в поддержании кислотно-основного равновесия заключается в удалении из организма ионов водорода, реабсорбции бикарбоната из канальцевой жидкости, синтезе бикарбоната при его недостатке и удалении - при избытке.
Обмен бикарбоната в почках
Концентрация бикарбоната (НСО3–) в первичной моче соответствует его содержанию в крови. Способность канальцев к реабсорбции бикарбоната обеспечивает при сбалансированном метаболизме и нормальной функции почек задержку более 99% фильтруемого количества НСО3–.
В табл.20.1 представлены сравнительные данные между фильтруемым, реабсорбируемым и выделяемым количеством бикарбоната и удаляемых через почки кислот.
90% фильтруемого бикарбоната реабсорбируется из канальцевой жидкости в проксимальном канальце. Энергетические потребности процесса реабсорбции бикарбоната обеспечиваются за счет энергии АТФ, освобождаемой при реабсорбции натрия (Nа+). В частности, Na+, К+-АТФаза освобождает энергию АТФ для обмена трех внутриклеточных ионов натрия на два иона калия из интерстициального пространства. Подобный характер обмена приводит к формированию электрохимического и концентрационного градиентов натрия и калия между канальцевай жидкостью 
цитозолем нефроцита интерстицием. Электрохимический и концентрационный градиенты в свою очередь используются различными транспортерами для сопряжения ионных потоков. Сопряжение транспорта бикарбоната и натрия; водорода и натрия - обеспечивает определенное направление последовательности реакций цикла извлечения бикарбоната из канальцевой жидкости, структуру которого проанализируем, начиная с реакции в клетках эпителия канальцев (рис. 20.6):
| Карбоангидраза | ||||
| Н20 | + | СО2 |
| Н2СО3 |
| (реакция в нефроцитах) |
Образующаяся в этой реакции из воды (Н2О) и углекислого газа (СO2) угольная кислота (Н2СО3) быстро диссоциирует на ионы водорода (Н+) и бикарбоната (НСО3–):
| Н2СО3 |
| НСО3– | + | Н+ |
| (реакция в нефроцитах) |
Бикарбонат выводится из клетки через базолатеральную мембрану в интерстициальное пространство системой котранспорта с Nа+ в соотношении 3: 1 (сопряженный транспорт НСО3– и Na+), Н+ перемещается из цитозоля нефроцитов через Nа+, Н+-антипорт в канальцевую жидкость в обмен на натрий (сопряженный транспорт Н+ и Nа+). Секретируемый Н+ взаимодействует с профильтрованным из крови в канальцевую жидкость бикарбонатом с образованием угольной кислоты, которая разлагается карбоангидразой щеточной каемки проксимального канальца на углекислый газ и воду:
| Карбоангидраза | ||||||
| НСО3– | + | H+ Н2СО3 |
| Н20 | + | СO2 |
| (реакция в канальцевой жидкости) | ||||||
Углекисый газ диффундирует в клетки канальцевого эпителия, вступает в реакцию с водой и образует угольную кислоту в карбоангндразной реакции, завершая/начиная цикл реабсорбиии бикарбоната (рис. 20.6).
Анализируемый процесс реабсорбции бикарбоната получил название карбоангидразного механизма. Особенностью структуры стенки проксимального канальца является наличие межклеточных шунтов, через которые часть бикарбоната (примерно вдвое меньше, чем количество поступающего в интерстиций Сl–) путем пассивной диффузии просачивается в канальцевую жидкость из интерстиция. Постоянное обратное просачивание бикарбоната способствует поддержанию его относительно стабильной концентрации - 20 ммоль/л в канальцевой жидкости практически по всей длине проксимального канальца, что в целом обеспечивает физиологически оптимальную интенсивность процесса реабсорбции НСО3–. Функционирование карбоангидразного механизма реабсорбции бикарбоната в проксимальном отделе канальца обеспечивает реабсорбцию 80% профильтровавшегося НСО3–, его концентрация в канальцевой жидкости к концу проксимального канальца падает до 5 ммоль/л (в клубочковом фильтрате в норме концентрация бикарбоната соответствует его содержанию в плазме крови - 24-26 ммоль/л). Около 8-10% фильтруемого в клубочках бикарбоната реабсорбируется в нисходящей части петли Генле. Остальное количество фильтруемого в клубочке бикарбоната реабсорбируется из канальцевой жидкости в последующих отделах канальца, включая и его дистальную извитую часть. Помимо реабсорбции фильтруемого в клубочках бикарбоната, клетки канальцевого эпителия, особенно в проксимальной его части, обеспечивают синтез тех количеств НСО3–, которые были израсходованы в плазме крови на нейтрализацию ионов водорода. Бикарбонат образуется в уже рассмотренных нами реакциях:
| Карбоангидраза | ||||||||
| Н20 | + | СО2 |
| Н2СО3 |
| НСО3– | + | Н+ |
Углекислый газ для синтеза угольной кислоты поступает из реакций аэробного обмена нефроцитов и из фракции, растворенной в крови. Образующаяся угольная кислота диссоциирует на ион водорода и бикарбонат. Ион водорода, секретируемый через Nа+, Н+-антипорт в канальцевую жидкость в обмен на натрий, связывается в ней дигидрофосфатом и аммиаком. Бикарбонат выводится из клетки канальца через базолатеральную мембрану в интерстициальное пространство системой котранспорта с Nа+ в соотношении 3:1 и идет на восстановление физиологически необходимого уровня НСО3–. Секреция иона водорода и бикарбоната имеет свою особенность во вставочных α-клетках собирательных трубок коры и наружного мозгового слоя. Секрецию Н+ из цитозоля вставочных α-клеток в канальцевую жидкость осуществляет Н+-АТФаза, выделение бикарбоната через базолатеральную мембрану в интерстиций происходит через антипорт с Сl– (см. "Гомеостаз натрия").
Титруемые кислоты, ацидогенез
"Титруемыми" называются кислоты, экскретируемые в нейтральной форме за счет буферных соединений. Их количество определяют, титруя мочу основанием. Важнейшая буферная система мочи - фосфатная (Н2РО4–/НРО42–). При рН = 7,4 (значение рН крови при сбалансированом метаболизме) 75% фосфатов находится в форме ионов НРО42– (гидрофосфат), который по мере падения рН постепенно превращается в Н2РО4–(дигидрофосфат). Процесс замены натрия в гидрофосфате приводит к следующему изменению соотношения гидро/дигидрофосфат: в крови - 1:4, в клубочковом фильтрате - 9:1 и в дистальном канальце - 50:1. 90% фосфатов при рН = 5,8 (значение рН мочи в дистальных канальцах при сбалансированом метаболизме и нормальной функции почек) находится в этой форме.
Ионы водорода, нейтрализуемые в канальцевой жидкости связыванием с гидрофосфатом (НРО42– + Н+ Н2РО4–), перемещаются из иитозоля через Nа+, Н+-антипорт в обмен на натрий (Н+ образуется в реакциях синтеза бикарбоната). Энергетическое обеспечение синхронного транспорта Н+ в канальцевую жидкость и Nа+ в цитозоль нeфроцита осуществляется Nа+, К+-АТФазой, которая освобождает энергию АТФ длл обмена трех внутриклеточных ионов натрия на два иона калия из интерстициального пространства. Подобный характер обмена приводит к формированию электрохимического и концентрационного градиентов натрия между канальцевой жидкостью и цитозолем нефроцита (рис. 20.7).
Низкая реабсорбция фосфатов обусловлена функционированием почечных механизмов регуляции их количества в организме. В частности, концентрация фосфатов в канальцевой жидкости находится в пределах их нормального содержания в плазме и соответствует максимальному порогу реабсорбции. Реабсорбция фосфатов осуществляется только в проксимальном канальце путем котранспорта с Na+ в отношении 1:2. В этой связи увеличение скорости клубочковой фильтрации создает условия для удаления фосфатов из организма. Паратгормон (ПГ) стимулирует мобилизацию фосфата из костной ткани и усиливает его выведение почками, угнетая реабсорбцию фосфатов в проксимальном отделе канальцев (снижение порога всасывания). Если учесть, что проксимальный отдел канальца является единственным местом реабсорбции фосфатов, то условия и (или) факторы, увеличивая надпороговую величину фосфатов и (или) снижение порога реабсорбции, будут способствовать их выведению через почки. При сбалансированном метаболизме здоровый человек выделяет 10-30 ммоль титруемых кислот.
Обмен аммония в почках, аммониогeнез
Ион аммония (NН4+) освобождается в клетках эпителия почечных канальцев из глутамина под действием митохондриальной глутаминазы. В этой реакции глутамин вначале превращается в глутамат, а затем в α-кетоглутарат (рис. 20.8).
На каждом из этапов, предшествующих образованию α-кетоглутарата, отщепляется один ион аммония. Часть этих ионов, теряя протон, превращается в аммиак (NН3), который, будучи нейтральным, легко диффундирует через апикальные клеточные мембраны в канальцевую жидкость, где вновь превращается в NН4+, присоединяя ионы водорода (Н+). Ион водорода перемещается из цитозоля нефроцитов через Na+, Н+-антипорт в канальцевую жидкость в обмен на натрий - сопряженный транспорт Н+ и Nа+ (Н+ образуется в реакциях синтеза бикарбоната). Часть NН4+ может диффундировать через апикальные клеточные мембраны в канальцевую жидкость без превращения в аммиак (рис. 20.9).
Здоровый человек при обычном пищевом и физическом режиме выводит за сутки 30-50 ммоль водорода через аммиачный механизм.
В общем итоге соотношение между концентрацией водородных ионов в моче и концентрацией водородных ионов в крови может составить 800:1, рН мочи колеблется в пределах от 4,5 до 5,5 (рис. 20.10).
Регуляция почечных процессов секреции ионов водорода
Почечные процессы секреций ионов водорода не имеют специфических нейро-гуморальных механизмов регуляции их интенсивности. Регуляторные воздействия на секрецию ионов водорода в канальцевую жидкость осуществляются опосредованно через почечные реакции, связанные с сохранением натрия и перераспределением калия в организме.
Молекулярные реакции реабсорбции натрия в норме соответствуют формуле:
Реабсорбция Nа+ = Реабсорбция (Сl– + НСО3–) + Секреция (К+ + Н+).
Количество реабсорбируемого хлора является величиной относительно постоянной. Почечные механизмы реабсорбции хлора физиологически детерминированы, как и механизмы реабсорбции натрия. Анион хлора является основным эквивалентом, ответственным за электронейтральность биологических жидкостей. Однако физиологически оптимальное количество анионов хлора не способно обеспечить физиологически необходимую величину реабсорбции катиона натрия и скомпенсировать в биологических растворах суммарный положительный заряд. Почечные процессы поддержания электролитного гомеостаза обеспечивают оптимальный уровень реабсорбции натрия за счет секреции ионов калия и водорода (секреция Н+ = реабсорбции НСО3–). Преобразование формулы относительно секреции Н+ дает выражение:
Секреция Н+ = Реабсорбция (Na+ + Сl– + НСО3–) + Секреция К+
где pеабсорбция Сl– - относительно постоянная величина.
Интенсивность реабсорбции натрия зависит от:
· концентрации натрия в плазме крови и объема внутрисосудистой жидкости;
· уровня гуморальных регуляторов; определяющих интенсивность натрийуреза (альдостерон, натрийуретический пептид и др.);
· количества плохо реабсорбируемых анионов (сульфат и др.).
Гиповолемия и (или) гипонатриемия приводят к увеличению количества реабсорбируемого натрия. Для сохранение электронейтральности должна быть повышена на определенную величину реабсорбция бикарбоната, что, соответственно, связано с равнозначной секрецией дополнительных количеств иона водорода. Вследствие этого гиповолемия и (или) гипонатриемия увеличивают почечную экскрецию ионов водорода. Системным проявлением со стороны кислотно-основного состояния при гиповолемии и(или)гипонатриемии является возможное развитие метаболического алкалоза.
Гипернатриемия и (или) увеличение объема вызывают снижение почечной реабсорбции натрия и, соответственно, снижение количества секретируемого иона водорода, что сопровождается потерей с мочой бикарбоната.
Регуляторное влияние альдостерона на интенсивность процессов почечной секреции ионов водорода реализуется через реакции реабсорбции натрия. В случае избытка альдостерона в крови возрастает реабсорбция натрия. Интенсивность канальцевой секреции водорода в этом случае увеличивается, соответственно, возрастает количество образовавшегося в клетках почечного эпителия бикарбоната. Итоговым системным проявлением регуляторного воздействия избытка альдостерона является алкалоз. Дефицит альдостерона сопровождается снижением канальцевой реабсорбции натрия, соответственно, падением количества секретируемого иона водорода и образованием избытка бикарбоната в моче. Гипоальдостеронизм сопутствует метаболическому ацидозу.
Секрецию ионов водорода стимулируют плохо реабсорбируемые анионы, которые увеличивают натриевую нагрузку на почки. Прирост в крови количества плохо реабсорбируемых анионов, например, сульфата, увеличивает его количество и количество ионов натрия в канальцевой жидкости. Для нейтрализации сульфата и реабсорбции связанного с ним иона натрия потребуется большее количество ионов водорода, чем для реабсорбции бикарбоната. Клетки почечного эпителия способны обеспечить дополнительную секрецию ионов водорода. Их источником в этих условиях служит угольная кислота, синтезируемая в нефроцитах из воды и углекислого газа. Углекислый газ образуется в процессе аэробного метаболизма нефроцитов и (или) поступает из крови (рис.20.7 и 20.8).
Влияние ионов калия на интенсивность почечной секреции ионов водорода обусловлено наличием внутриклеточных механизмов компенсации дисбаланса концентрации ионов калия во внеклеточной жидкости с участием иона водорода. Физиологически низкий уровень ионов калия в крови (гипокалиемия) индуцирует механизм его выделения из клеток. Клетки, в их числе и клетки почечного эпителия, обменивают внутриклеточный ион калия на внеклеточные ионы натрия и водорода. Подобный характер перераспределения иона калия между вне- и внутриклеточной жидкостью приводит к формированию избытка ионов водорода в клетках почечного эпителия, которые увеличивают его секрецию в клнальцевую жидкость, повышая количество реабсорбируемых ионов бикарбоната. Гиперкалиемия действует противоположным образом на интенсивность почечной секреции ионов водорода. Клетки почечного эпителия при гиперкалиемии обменивают внутриклеточный ион водорода на внеклеточный ион калия, в последующем секретируют его в канальцевую жидкость в обмен на ионы натрия. Удельное количество реабсорбируемого бикарбоната, а, соответственно, и секреция ионов водорода при гиперкалиемии падают.
Нарушения кислотно-основного состояния
Буферные и физиологические механизмы в норме обеспечивают поддержание постоянного значения рН крови. Дисбаланс между образованием и (или) удалением ионов водорода, когда вышеуказанные механизмы стабилизации его концентрации не в полной мере справляются с ситуационной нагрузкой, приводит к снижению или повышению рН. В первом случае (при снижении рН) состояние называется ацидозом. Во втором - (при повышении рН) состояние называется алкалозом. И ацидоз, и алкалоз могут иметь метаболическую или респираторную природу (рис. 20.11).
Метаболический ацидоз
Метаболический ацидоз характеризуется нарушениями обмена веществ, которые приводят к нескомпенсированному или частично скомпенсированному снижению рН крови.
Метаболический ацидоз наступает вследствие:
1. Избыточного введения или образования стойких кислот (массивные трансфузии крови, образование большого количества кетокислот при голодании и диабете, повышенное образование молочной кислоты при шоке, повышенное образование серной кислоты при усиленном катаболизме, интоксикациях и др.).
2. Избыточной потери гидрокарбоната (диарея, язвенный колит, фистулы тонкого кишечника, двенадцатиперстной кишки, поражение проксимального отдела почечных канальцев при острых и хронических воспалительных заболеваниях почек).
3. Недостаточного удаления стойких кислот (уменьшение гломерулярной фильтрации при хронической почечной недостаточности, при поражении почечного эпителия и др.).
4. Избыточной концентрации внеклеточного калия, который активно поглощается внутриклеточным пространством в обмен на ионы водорода.
Ряд вариантов метаболического ацидоза сопровождается нарушениями нормального соотношения между основными внеклеточными ионами - натрием, хлором и бикарбонатом, которое сказывается на величине показателя электронейтральности крови - анионного промежутка.
Анионный промежуток, изменение его значений при различных видах метаболического ацидоза
Натрий, хлор и бикарбонат являются основными неорганическими электролитами внеклеточной жидкости. При сбалансированном метаболизме концентрация натрия превышает сумму концентраций хлоридов и бикарбоната на 9-13 ммоль/л. При значении рН 7,4 белки плазмы крови имеют преимущественно отрицательный заряд, что и обеспечивает разрыв между катионными и анионными зарядами - натрием и суммой хлорида и бикарбонатов, соответственно, на 9-13 ммоль/л. Этот разрыв называют анионным промежутком. Причины метаболического ацидоза, перечисленные выше, могут быть разделены на увеличивающие и не увеличивающие анионный промежуток (табл. 20.2).
Определение значения анионного промежутка может быть проведено в качестве первого этапа дифференциального диагноза метаболического ацидоза.
Потери бикарбоната натрия через желудочно-кишечный тракт или почки приводят к замещению внеклеточных бикарбонатов хлоридами (эквивалент на эквивалент), задерживаемого почками наряду с натрием или поступающими из внутриклеточного пространства. Этот тип ацидоза, приводящий к повышению концентрации хлоридов в плазме, называется гиперхлоремическим ацидозом. Напротив, если Н+ накапливаются с любым ионом, кроме хлоридов, внеклеточные бикарбонаты будут замещаться на неизмеряемые анионы (А–):
НА + NаНСО3 --> NаА + Н2СО3 --> CO2 + H2O + NaA
В результате произойдет уменьшение суммарной концентрации хлоридов и бикарбонатных ионов благодаря нарастанию анионного промежутка за счет накопления неизмеряемых анионов.
При ацидозе с увеличенным анионным промежутком специфический патологический процесс часто обнаруживается при определении концентрации в сыворотке азота мочевины, креатинина, глюкозы, лактата и пирувата и исследовании сыворотки на наличие кетонов к токсических соединений (салицилатов, иногда метанола или этиленгликоля). Аналогично изменению значения анионного промежутка отмечается увеличение величины осмотического промежутка, о чем более подробно сказано в разделе, посвященном осмометрии.
Увеличение анионного промежутка иногда наблюдается при респираторном алкалозе, когда повышено образование молочной кислоты. Ниже будут проанализированы патобиохимические механизмы изменения значений анионного промежутка в сочетании с вариацией других показателей при различных вариантах нарушений кислотно-основного состояния.
Избыточное введение и (или) образование стойких кислот
Увеличение концентрации ионов водорода может быть обусловлено широким спектром причин, среди которых наиболее часто встречаются нарушения баланса между продукцией и утилизацией кетоновых тел, молочной кислоты, при отравлении различными техническими жидкостями, фaрмпрепаратами, алкоголем. Патобиохимическис закономерности развития ацидоза в каждом конкретном случае имеют ряд принципиальных особенностей, которые рассмотрены далее.
· Кетоацидоз [показать]
· Лактатный ацидоз [показать]
· Ацидоз при отравлениях салицилатами [показать]
· Ацидоз при отравлениях этиленгликолем, метанолом и другими химическими соединениями [показать]
Избыточная потеря бикарбоната НСО3– через желудочно-кишечный тракт
Секреты кишечника, включая панкреатический и билиарный, имеют щелочную среду. Щелочную реакцию секретов кишечника обеспечивает бикарбонат (НСО3–), образующийся вследствие реакции между водой и углекислым газом в клетках кишечного эпителия (рис.20.14).
Удаление панкреатического, билиарного или кишечного секретов через фистулу кишечника или при диарее приводит к потере бикарбоната, компенсаторной его наработке в клетках кишечного эпителия, что, соответственно, сопровождается секрецией в кровь ионов водорода и может привести к метаболическому ацидозу.
Одним из методов лечения больных с потерей функции мочевого пузыря является имплантация мочеточника в сигмовидную или подвздошную кишку. В этой ситуации может наблюдаться гиперхлоремический ацидоз, если время контакта между мочой и кишечником достаточно для всасывания хлоридов мочи в обмен на ионы бикарбоната. Дополнительными факторами при метаболическом ацидозе в этих условиях являются всасывание NН4+ слизистой кишечника и бактериальный метаболизм мочевины в ободочной кишке с образованием абсорбируемого Н+. Имплантация мочеточников в короткую петлю подвздошной кишки делает развитие метаболического ацидоза менее частым за счет уменьшения времени контакта между слизистой оболочкой кишечника и мочой.
Недостаточное выведение эндогенного Н+ почками
Недостаточное выведение эндогенного Н+ почками имеет место при заболеваниях (поражениях) почек, которые сопровождаются либо уменьшением количества функционально активных нефронов при хронической почечной недостаточности (ХПН), либо поражением канальцевого аппарата нефрона. С учетом особенностей заболевания почек рассмотрим механизмы развития метаболического ацидоза при ХПН и поражении канальцевого аппарата.
Метаболический ацидоз при хронической почечной недостаточности
Метаболический ацидоз часто диагностируется у больных в поздних стадиях хронической почечной недостаточности. У таких больных можно выделить три клинически различных типа метаболического ацидоза:
· ацидоз с увеличенным анионным промежутком [показать]
· гиперхлоремический ацидоз с нормокалиемией [показать]
· гиперхлоремический ацидоз с гиперкалиемией [показать]
Метаболический ацидоз при поражении почечных канальцев
Функциональная специализация клеток в различных отделах почечных канальцев обеспечивает развитие реакций аммониогенеза в проксимальной части канальцев, ацидогенеза и обмена калия в дисталыюй их части, определяет особенности патогенеза нарушений кислотно-основного состояния при различных повреждениях (заболеваниях) канальцевого аппарата. По характеру изменения значении показателей кислотно-основного состояния и концентрации калия в плазме крови различают следующие варианты почечного канальцевого ацидоза (ПКА):
· почечный канальцевый ацидоз вследствие нарушения всасывания бикарбоната из канальцевой жидкости (проксимальный ПКА) [показать]
· дистальный почечный канальцевый ацидоз (дистальный ПКА) [показать]
· почечный канальцевый ацидоз вследствие нарушения ацидификации мочи в сочетании с гипокалиемией
Проксимальный и дистальный ПКЛ могут быть отдифференцированы по характеру изменения рН мочи на нагрузку бикарбонатом. У больного с проксимальным ПКА при введении бикарбоната рН мочи увеличивается, а у больного с дистальным ПКА этого не происходит.
В случае ацидоза легкой степени может быть проведен тест с хлоридом аммония (NН4Сl), который применяется из расчета 0,1 г/кг. В течение 4-6 ч концентрация бикарбоната в плазме крови снижается на 4-5 ммоль/л. рН мочи у больных с дистальным ПКЛ останется выше 5,5, несмотря на снижение содержания бикарбоната плазмы. Однако при проксимальном ПКА (и у здоровых людей) рН мочи снижается до значений менее 5,5, а обычно - ниже 5,0.
Дефект ацидификации при дистальном ПКА не всегда приводит к метаболическому ацидозу. У больных с дефектом ацидификации мочи вследствие нарушении функций дистального канальца, но с нормальной концентрацией бикарбоната плазмы имеется так называемый неполный дистальный ПКА. У них рН мочи постоянно повышен, но метаболического ацидоза нет. Подобное состояние поддерживается посредством увеличения образования аммиака в клетках канальцевого эпителия, что приводит к увеличению связывания и удаления ионов водорода в составе иона аммония, несмотря на повышенный рН мочи. Почему у таких больных может увеличиваться образование NН3 в противоположность больным с полной формой дистального ПКЛ, не вполне ясно.
Сопутствующая патология у больных с неполной формой дистaльного ПКЛ аналогична таковой при дистальном ПКЛ - гиперкальциурия, нефрокальциноз, нефролитиаз и низкая зкскреция цитратов с мочой.
Натрийурия, калийурия и часто гипокалиемия выявляются как при дистальном, так и проксимальном ПКА. Однако механизмы этих нарушений имеют свои особенности при каждом виде ПКА. Так, анализ изменений в выделении натрия, калия и альдостерона при щелочной коррекции рН у больных с дистальным ПКА позволил выявить снижение их почечной экскреции. Эти результаты позволили предположить, что почечное натриевое и калиевое изнурение у больных с дистальным ПКА развивается вследствие снижения общей скорости обмена Nа+ Н+ в дистальной части канальцев, что ограничивает достижение градиента концентраций Н+ между просветом канальца и перитубулярным пространством. Снижение скорости обмена Nа+ Н+приводит к компенсаторному увеличению скорости обмена Nа+ К+. Однако компенсаторные возможности натрий/калиевого насоса ограничены, и происходит потеря как натрия, так и калия. Падение содержания натрия в плазме крови приводит к выбросу альдостерона, который в свою очередь повышает интенсивность обмена Nа+ К+ между канальцевой жидкостью и клетками эпителия канальцев. Альдостерон, увеличивая реабсорбцию натрия через систему калиевого транспортера, тем не менее не восстанавливает ее до уровня, сопоставимого с функционально полноценным механизмом Nа+ Н+ обмена. Предложенные механизмы объясняют причину натрийурии, калийурии, гипокалиемии и гиперальдостеронизма при дистальном ПКА.
Щелочная коррекция рН при дистальном ПКА увеличивает количество фильтруемого бикарбоната, что, возможно, увеличивает суммарный отрицательный заряд в канальцевой жидкости. При повышенной проницаемости клеток эпителия дистального нефрона для Н+, избыточный отрицательный заряд, создаваемый фильтруемым бикарбонатом, препятствует активному обратному поступлению ионов водорода по градиенту концентрации из просвета канальца в клетки или внеклеточное пространство, что снимает ограничения обмена Nа+ Н+ в дистальной части канальца, и, соответственно, количество экскретируемого с мочой натрия снижается.
Снижение потери натрия с мочой снимает стимулы секреции альдостерона, стимулированного им обмена Nа+ K+ и, как следствие, почечной экскреции калия. Однако нормализация содержания калия и альдостерона в плазме крови, количества экскретируемых натрия и калия с мочой носит временный характер и возвращается к значениям, которые имели место до коррекции ацидоза.
Щелочная коррекция рН при проксимальном ПКA усиливает калиевое изнурение. Это явление можно объяснить избыточным поступлением бикарбоната натрия в дистальный отдел канальцев и его индуцирующим влиянием на механизм реабсорбции натрия, то есть обмен Nа+ К+. Не исключено, что натрийурез и калийурез при проксимальном ПКА связаны со снижением способности секретировать Н+ при нормальной проницаемости клеток эпителия для ионов водорода.
· почечный канальцевый ацидоз с нарушениями всасывания бикарбоната из канальцевой жидкости и ацидификации мочи в сочетании с гиперкалиемией [показать]
Динамика изменения значений параметров кислотно-основного состояния при метаболическом ацидозе непочечного и почечного происхождения представлена в табл. 20.3.
Компенсаторные реакции организма при метаболическом ацидозе
Комплекс компенсаторных изменений в организме при метаболическом ацидозе, направленный на восстановление физиологического оптимума рН, складывается из:
· действия внеклеточных и внутриклеточных буферов [показать]
· реакции дыхательной системы [показать]
· почечных процессов экскреции избытка водородных ионов и синтеза бикарбоната, израсходованного на нейтрализацию Н+ [показать]
Нарушения кислотно-основного состояния Метаболический алкалоз
Метаболический алкалоз характеризуется нарушениями метаболизма, которые приводят к некомпенсированному или частично компенсированному увеличению рН крови.
Метаболический алкалоз развивается вследствие:
1. эндогенного синтеза и секреции в кровь физиологически избыточных количеств бикарбоната:
o обкладочными (париетальными) клетками желудка при потере желудочного секрета (высокая кишечная непроходимость, пилоростеноз, фистула желудка, рвота, аспирация желудочного содержимого и др.);
o клетками почечных канальцев при дегидратации, гипокалиемии, гнперальдостеронизме, терапевтических воздействиях (применение петлевых диуретиков) и др.;
2. создания физиологически избыточных количеств бикарбоната в крови при:
o перераспределении ионов водорода из внеклеточного во внутриклеточное прстранство (гипокалиемия);
o парентеральном введении бикарбоната с целью лечения метаболического ацидоза в количествах, превышающих терапевтически необходимую дозу;
o активном избирательном удалении из крови СO2
Все составляющие вышеперечисленного комплекса причин способны привести к развитию метаболического алкалоза, однако патобиохимические механизмы сохранения этого состояния формируются и функционируют лишь при стимуляции эндогенной продукции и секреции в кровь физиологически избыточных количеств бикарбоната. В других случаях развития метаболического алкалоза, как следствия создания физиологически избыточных количеств бикарбоната, эндогенные патобиохимические основы поддержания этого состояния отсутствуют, и избыточное количество бикарбоната устраняется компенсаторными реакциями.
Метаболический алкалоз при физиологически избыточном синтезе НСО3– в обкладочных клетках желудка
Ключевой физиологической функцией обкладочных (париетальных) клеток желудка является секреция ионов водорода в желудочный сок. Образование водородных ионов в них осуществляется в последовательности реакций:
1. СO2 + Н20 Н2СО3
2. Н2СО3 Н+ + НСО3–
Ионы водорода секретируются в желудочный сок, а бикарбонат поступает в плазму крови (рис.20.15).
Каждый ммоль-экв секретированных водородных ионов сопровождается поступлением в кровь 1 ммоль-экв бикарбоната. В условиях сбалансированного метаболизма повышение концентрации бикарбоната в плазме за счет его активного образования в обкладочных клетках является транзиторным. Избыток бикарбоната удаляется почками, вызывая защелачиванпе мочи и обеспечивая при этом лучшую растворимость щавелевой, мочевой и других кислот. Удаление желудочного сока во время рвоты или иным путем приводит к потере с каждым его литром около 33 ммоль-экв Н+, вызывает компенсаторную стимуляцию образования желудочного сока и, соответственно, увеличение продукции ионов водорода и бикарбоната. Результатом является повышение концентрации бикарбоната плазмы крови выше уровня физиологического оптимума (24-26 ммоль/л). Величина РСO2 в этих условиях остается в норме: = 40 мм рт. ст. ([Н2СО3] = 1,2 ммоль/л). Новый уровень равновесия в бикарбонатном буфере будет соответствовать соотношению [НСО3–/[Н2СО3] > 20:1. Решение уравнения Гендерсона-Хассельбаха для этих условий даст значение рН > 7,4. Таким образом, избыточное поступление бикарбоната в кровь при потере желудочного сока приводит к развитию метаболического алкалоза.
Состояние метаболического алкалоза при потере желудочного содержимого усиливается п поддерживается сопутствующим уменьшением объема жидкости и количества ионов натрия, теряемых с желудочным соком (литр желудочного сока содержит = 47 ммоль Na+, к этому количеству при рвоте следует прибавить Nа+ слюны, где его количество составляет = 56 ммоль/л).
Гиповолемия и гипонатриемия стимулируют секрецию альдостерона, который повышает количество реабсорбируемого иона натрия, увеличивая выделение ионов К+ и Н+ в канальцевую жидкость. Секреция в канальцевую жидкость ммоль-экв Н+ сопряжена с реабсорбцией в кровь такого же количества НСО3–, что еще более увеличивает избыточный уровень бикарбоната (подробно этот механизм разобран в разделе "Регуляция почечных процессов секреции ионов водорода").
Дефицит калия в плазме крови, вызванный его потерей почками и с желудочным секретом (литр желудочного секрета содержит = 13 ммоль К+, к этому количеству при рвоте следует прибавить К+ слюны, где его количество составляет = 16 ммоль/л), восполняется за счет внутриклеточного пространства. Выход калия из внутриклеточного пространства осуществляется в обмен на ионы водорода внеклеточного пространства, что приводит к снижению количества Н+ во внеклеточном пространстве. Ион калия, мобилизованный из внутриклеточного пространства в кровь при метаболическом алкалозе, в значительной мере удаляется почками, что в итоге приводит к общему дефициту К+ в организме.
Таким образом развитие метаболического алкалоза, вызванное потерей желудочного содержимого, усиливается и поддерживается почечными механизмами насыщения плазмы коови НСО3–удаления из организма К+ и перераспределения ионов водорода из внеклеточного во внутриклеточное пространство.
Потеря желудочного содержимого, приводящая к выделению значительных количеств Н+ с мочой, обусловливает парадоксально кислую реакцию мочи при наличии внеклеточного алкалоза.
Метаболический алкалоз при физиологически избыточном синтезе НСО3– в клетках почечного эпителия
Синтез бикарбоната в клетках почечного эпителия может быть индуцирован избытком альдостерона, при гиповолемии, применении диуретиков, избирательно подавляющих реабсорбцню ионов натрия, калия и хлора в восходящем колене петли Генле (фуросемид, торсемид, гипотиазид, бензтиазид и др., которые называют петлевыми диуретинами). Механизм развития и сохранения состояния метаболического алкалоза будет проанализирован на примере действия петлевых диуретинов с учетом того, что это позволяет рассмотреть и структуру реакций, связанных с гиповолемией и гиперальдостеронизмом.
В восходящем колене петли Генле реабсорбируется практически половина всех фильтруемых хлоридов и около 25% фильтруемого Nа+. Реабсорбция К+ в этой части канальцев не оказывает влияния на его количество, реабсорбируемое из канальцевой жидкости. Система транспорта ионов представлена Nа+, К+, 2Сl–-котранспортером, который селективно блокируется петлевыми диуретинами. Их ингибирующее действие на котранспортер снижает реабсорбцию Nа+ и Сl–, что в свою очередь уменьшает реабсорбцию воды посредством противоточно-возвратного механизма. Итоговым результатом действия петлевых диуретинов является увеличение экскреции воды, Nа+ и Сl–, причем ионов хлора в относительно больших количествах, чем натрия.
Сохранение электронейтральности внеклеточной жидкости обеспечивается заменой недостающего количества С1– на НСО3–. Подобное следствие действия петлевых диуретинов создает условия для поступления в плазму крови избыточных количеств бикарбоната. Потери воды, ионов натрия и хлора, не компенсируемые из эндогенных источников (отечная жидкость), создают предпосылки к развитию гиповолемии, гипонатриемни и гипохлоремии.
Гиповолемия и гипонатриемия являются теми составляющими, которые в сочетании с гипохлоремией способствуют развитию и сохранению состояния метаболического алкалоза. Патобиохимическнй механизм его развития при гиповолемии и гипонатриемии в числе прочего включает секрецию альдостерона, который в свою очередь повышает количество реабсорбируемых ионов натрия за счет увеличения продукции ионов К+ и Н+ в канальцезую жидкость. Секреция в канальцевую жидкость ммоль-экв Н+ сопряжена с реабсорбциой и кровь такого же количества НСО3–, что еще более увеличивает избыточным уровень бикарбоната (подробно этот механизм разобран в разделе "Регуляция почечных процессов секреции ионов водорода").
Почечные потери калия внеклеточным пространством компенсируются его поступлением из внутриклеточного пространства в обмен на ионы водорода внеклеточного пространства, что приводит к снижению количества H+ во внеклеточном пространстве. Ион калия, мобилизованный из внутриклеточного пространства в кровь при анализируемом механизме развития и сохранения метаболического алкалоза, удаляется почками, что в итоге может привести к общему дефициту К+ в организме.
Таким образом развитие и поддержание состояния метаболического алкалоза при применении петлевых диуретиков обусловлено избыточной потерей из внеклеточной жидкости воды, Nа+, Сl– и К+.
Понимание особенностей развития и сохранения состояния метаболического алкалоза при стимулированной эндогенной продукции бикарбоната имеет важное значение в терапевтической практике для проведения правильного лечения. Нормализация объема, введение хлорида калия способствуют как устранению стимулов избыточного синтеза бикарбоната, так и экскреции почками избыточных количеств бикарбоната. Итоговым результатом нормализации водного и электролитного баланса будет быстрая компенсация метаболического алкалоза.
Метаболический алкалоз, который не устраняется внутривенным введением изоосмолярпых полиионных растворов обусловлен, как правило, физиологически избыточными концентрациями минералокортикоидов при гиперплазии или аденоме надпочечников, опухоли гипофиза, введении лекарств с минералокортикоидной активностью. Патобиохимический механизм развития метаболического алкалоза при избытке минералокортикоидов обусловлен повышенной активностью процесса рсабсорбции ионов натрия за счет увеличения продукции ионов К+ и Н+ в кaнальцевую жидкость. Секреция в канальцевую жидкость ммоль-экв Н+ сопряжена с реабсорбцией в кровь такого же количества НСО3– (подробно этот механизм разобран в разделе "Регуляция почечных процессов секреции ионов водорода").
Терапия подобного варианта метаболического алкалоза является сложной задачей, решение которой требует первоочередного снижения уровня минералокортикондов.
Метаболический алкалоз при создании физиологически избыточного уровня НСО3–
Создание в крови физиологически избыточного уровня НСО3– приводит к развитию острого метаболического алкалоза. Быстрое увеличение значения рН крови вызывает серьезные неврологические расстройства, которые могут привести к летальному исходу.
Физиологически избыточный уровень НСО3– может возникнуть в результате лечения метаболического ацидоза посредством внутривенного введения раствора бикарбоната. Увеличение бикарбоната в крови носит транзиторный характер, избыток НСО3 экскретируется с мочой.
Несколько иной механизм возникновения постгиперкапнического метаболического алкалоза. Он развивается как следствие лечения хронического дыхательного ацидоза посредством увеличения искусственной вентиляции легких. Компенсаторными реакциями при хроническом дыхательном ацидозе являются повышенный синтез НСО3– в клетках почечного эпителия и его реабсорбция из канальцевой жидкости. Активное удаление углекислоты приводит к варианту, когда [НСО3– ]/[Н2С03] > 20:1, то есть к увеличению значения рН.
Механизм развития метаболического алкалоза при гипокалиемии рассмотрен ранее. Лабораторные данные, характерные для метаболического алкалоза, представлены в табл. 20.4[показать].
Компенсаторные реакции организма при метаболическом алкалозе
Компенсаторные реакции организма при метаболическом алкалозе связаны в основном с физиологическими механизмами регуляции КОС выделительной и дыхательной системами.
Компенсаторные реакции дыхательной системы при метаболического алкалозе
Реакцией дыхательной системы на увеличение рН является снижение альвеолярной вентиляции - гиповентиляция. Результатом гиповентиляции является увеличение количества углекислоты в крови. На каждый 1 ммоль-экв/л прироста уровня бикарбоната в плазме РС02 увеличивается на 0,6-0,7 мм рт. ст. Глубина гиповентиляции лимитируется стимулирующим действием С02 на дыхательный центр. У больного с метаболическим алкалозом, который дышит атмосферным воздухом, максимальное значение РС02 обычно составляет 60 мм рт. ст. В результате гиповентиляции в крови увеличивается РС02 соотношение [НСО3– ]/[Н2СО3] возвращается к величине 20:1, соответствующей нормальному значению рН ([Н2С03] = РС02 · 0,03, где 0,03 - коэффициент растворимости РС02 - ммоль/мм рт. ст.). Следствием нового уровня равновесия [НСО3– ] и [Н2СО3] будет увеличение емкости бикарбонатного буфера.
Результаты клинических наблюдений за соответствием прироста [НСО3– и РС02 свидетельствуют, что в случае самостоятельного варианта расстройств КОС в форме метаболического алкалоза РС02 = 40 + 0,6 · [НСО3– ], где [НСО3– ] - количество бикарбоната, превышающее нормальную величину. Он рассчитывается по формуле:
определенная величина [НСО3– ] - 24.
Если концентрация НСО3– увеличится на 10 мм рт. ст., то в случае самостоятельного варианта метаболического алкалоза измеренное значение РС02 должно быть равно 46-47 мм рт. ст. или же близко к этой величине.
Если измеряемое РС02 = 40 + 0,6 · [НСО3– ], то возможен вариант смешанного нарушения КОС.
В случае несоответствия расчетного и измеренного показателей (РС02 < 40 + 0,6 · [НСО3– ]) возможно сочетание метаболического алкалоза с респираторным. В анализируемом примере при увеличении референтной концентрации бикарбоната на 10 ммоль измеряемое значение РС02 остается равным 40 мм рт. ст. Несоответствие между расчетным значением 46 мм рт. ст. и измеренным 40 мм рт. ст. указывает на сочетание метаболического и дыхательного алкалозов.
В случае несоответствия расчетного и измеренного показателей (РС02 > 40 + 0,6 · [НСО3– ]) возможно сочетание метаболического алкалоза с респираторным ацидозом. В анализируемом примере при увеличении референтной концентрации бикаобоната на 10 ммоль измеряемое значение РС02 значительно превышает 46 мм рт. ст. Несоответствие между расчетным значением 46 мм рт. ст. и измеренным значительно большим, указывает на сочетание метаболического алкалоза и дыхательного ацидоза.
Компенсаторную реакцию дыхательной системы по нормализации значения рН дополняют почечные механизмы стабилизации физиологически оптимальной концентрации ионов водорода.
Почечные компенсаторные реакции при метаболическом алкалозе
Компенсаторные возможности почек при метаболическом алкалозе сводятся к способности проксимального канальца реабсорбировать НСО3– не выше пороговых величин, избыток бикарбоната экскретируется с мочой, вызывая повышение ее рН до 8. Эта реакция эффективна в случае метаболического алкалоза, вызванного созданием избыточных концентраций бикарбоната в крови, однако при достаточном синтезе НСО3– в клетках канальцевого эпителия его экскретируемые количества быстро восполняются. Активный синтез НСО3– в нефроцитах сопровождается секрецией в капальцевую жидкость значительных количеств Н+, что обусловливает парадоксально кислую реакцию мочи при метаболическом алкалозе с индуцированным синтезом бикарбоната.
Респираторный ацидоз
Респираторный (дыхательный) ацидоз - это нескомпенсированное или частично компенсированное снижение рН в результате гиповентиляции.
Гиповентиляция может возникать вследствие:
1. Повреждения (заболевания) легких или дыхательных путей (пневмония, фиброз легких, отек легких, инородные тела в верхних дыхательных путях и др.).
2. Повреждения (заболевания) дыхательной мускулатуры (дефицит калия, боль в послеоперационном периоде и др.).
3. Угнетения дыхательного центра (опиаты, барбитураты, бульварный паралич и др.).
4. Неправильного режима ИВЛ.
Гиповентиляция приводит к накоплению в организме СО2 (гиперкапния) и, соответственно, повышенному количеству синтезируемой угольной кислоты в карбоангидразной реакции:
Н20 + СO2 Н2С03
Угольная кислота диссоциирует на ион водорода и бикарбонат согласно реакции:
Н2С03 Н+ + НСО3–
Выделяют две формы респираторного ацидоза:
· острый респираторный ацидоз;
· хронический респираторный ацидоз.
Острый респираторный ацидоз развивается при выраженной гипeркапнии.
Хронический респираторный ацидоз развивается при хронических обструктивных заболеваниях легких (бронхит, бронхиальная астма, эмфизема курильщиков и др.), приводящих к умеренной гиперкапнии. Иногда хроническую альвеолярную гипервентиляцию и умеренную гиперкапнию вызывают внелегочные нарушения, в частности, значительные жировые отложения в области грудной клетки у чрезмерно тучных больных. Подобная локализация жировых отложений повышает нагрузку на легкие при дыхании. Для восстановлении нормальной вентиляции легких у этих больных весьма эффективна потеря веса.
Лабораторные данные при респираторном ацидозе представлены в табл. 20.5.
Компенсаторные реакции организма при респираторном ацидозе Комплекс компенсаторных изменений в организме при респираторном ацидозе направлен на восстановление физиологического оптимума рН и складывается из: · действия внутриклеточных буферов; · почечных процессов экскреции избытка водородных ионов и увеличения интенсивности ре-абсорбции и синтеза бикарбоната. Действие внутриклеточных буферов имеет место как при остром, так и при хроническом респираторном ацидозе. 40% внутриклеточной буферной емкости приходится на костную ткань и более 50% на гемоглобиновую буферную систему. Секреция ионов водорода почками - относительно медленный процесс, в этой связи эффективность почечных механизмов компенсации при остром респираторном ацидозе минимальна и значима при хроническом респираторном ацидозе. Действие внутриклеточных буферов при респираторном ацидозе Эффективность бикарбонатной буферной системы (ведущей внеклеточной буферной системы), определяемая в числе прочего и нормальной дыхательной функцией легких, при гиповентиляции оказывается неэффективной (бикарбонат не способен связывать СО2). Нейтрализация избытка Н+ осуществляется карбонатом костной ткани, что вызывает высвобождение из нее во внеклеточную жидкость кальция. При хронической нагрузке кислотами вклад буферов кости в общую буферную емкость превышает 40%. Механизм действия гемоглобиновой буферной системы при повышении РС02 иллюстрирует следующая последовательность реакций: 1. СO2 + Н2О 2. Н+ + НСО3– + КНb 3. КНСO3 Образованный вследствие этих реакций бикарбонат диффундирует из эритроцитов во внеклеточную жидкость в обмен на ион хлора. В результате действия гемоглобинового буфера концентрация бикарбоната плазмы возрастает на 1 ммоль/л на каждые 10 мм рт. ст. увеличения РС02. Увеличение количества бикарбоната плазмы при одномоментном кратном увеличении РС02 не является эффективным. Так, согласно расчетам по уравнению Гендерсона-Хассельбаха, бикарбонатная буферная система стабилизирует рН в точке 7,4 при соотношении НСО3–/Н2СО3 = 20:1. Увеличение количества бикарбоната на 1 ммоль/л, а РС02 на 10 мм рт. ст. снижают соотношение НСО3–/Н2СО3 с 20:1 до 16:1. Расчеты по уравнению Гендерсона-Хассельбаха показывают, что подобное соотношение НСО3–/Н3С03 обеспечит рН равное 7,3. Действие буферов костной ткани, дополняя кислотонейтрализующую активность гемоглобиновой буферной системы, способствует менее значительному снижению рН. Почечные компенсаторные реакции при респираторном ацидозе Функциональная активность почек при гиперкапнии вносит вклад в стабилизацию рН наряду с действием внутриклеточных буферов. Почечные компенсаторные реакции при респираторном ацидозе направлены на: · удаление избыточных количеств ионов водорода; · максимальную реабсорбцию фильтруемого и клубочках бикарбоната: · создание резерва бикарбоната посредством синтеза НСО3– в реакциях ацидо- и аммониогенезa. Снижение рH артериальной крови вследствие повышенного РС02 приводит к увеличению напряжения СO2 в клетках канальцевого эпителия. В результате этого увеличивается продукция угольной кислоты и образование при ее диссоциации НСО3– и Н+. Ионы водорода секретируются в канальцевую жидкость, а бикарбонат поступает в плазму крови. Функциональная активность почек по стабилизации рH способна восполнить дефицит бикарбоната и удалить избыток ионов водорода, однако для этого требуется значительное время, измеряемое часами. При остром респираторном ацидозе возможности почечных механизмов стабилизации рН оказываются практически не задействованы. При хроническом респираторном ацидозе прирост НСО3– состаляет 3,5 ммоль/л бикарбоната на каждые 10 мм рт. ст., тогда как при остром респираторном ацидозе прирост НСО3– на 10 мм рт. ст. РС02 составляет лишь 1 ммоль/л. Почечные процессы стабилизации КОС обеспечивают умеренное снижение рН. Согласно расчетам по уравнению Гендерсона-Хассельбаха, увеличение концентрации бикарбоната на 3,5 ммоль/л, а РС02 - на 10 мм рт. ст. приведет к снижению рН до 7,36. при хроническом респираторном ацидозе. Количество бикарбоната в плазме крови при нелеченом хроническом респираторном ацидозе соответствует почечному порогу реабсорбции бикарбоната (26 ммоль/л). В этой связи парентеральное введение бикарбоната натрия для коррекции ацидоза окажется практически неэффективным, поскольку введенный бикарбонат будет быстро экскретирован. Респираторный алкалоз Респираторный (дыхательный) алкалоз - это нескомпенсированное или частично компенсированное повышение рН в результате гипервентиляции. Гипервентиляция может возникать вследствие: 1. Возбуждения дыхательного центра: o при изолированном ацидозе цереброспинальной жидкости (непосредственная стимуляция дыхательного центра ионами водорода и углекислого газа); o при субарахноидальном кровотечении (непосредственная стимуляция дыхательного центра продуктами гемолиза); o при циррозе и сепсисе (непосредственная стимуляция дыхательного центра продуктами измененного метаболизма). 2. Лихорадочного состояния. 3. Неправильного режима ИВЛ. Среди группы причин, приводящих к гипервентиляции, пояснения требует состояние изолированного ацидоза цереброспинальной жидкости. При сбалансированном метаболизме рН цереброспинальной жидкости соответствует реакции внеклеточной жидкости. Развитие дыхательного ацидоза приводит к быстрому повышению напряжения СO2 в крови и цереброспинальной жидкости, так как углекислый газ легко проникает через гематоэнцефалический барьер. При нормализации ацндотической реакции внеклеточной жидкости бикарбонатом натрия в ликворе сохраняется изолированный ацидоз, так как бикарбонат натрия относительно медленно проходит через гематоэнцефалический барьер. Вследствие этого ионы водорода и углекислого газа, присутствующие в избытке в цереброспинальной жидкости, омывающей дыхательный центр, будут оказывать на него стимулирующее действие при нормализации рН внеклеточной жидкости. Гипервентиляция приводит к снижению напряжения углекислого газа в крови и развитию респираторного алкалоза. Выделяют две формы респираторного алкалоза: · острый респираторный алкалоз; · хронический респираторный алкалоз. Острый респираторный алкалоз развивается при выраженной гиперкапнии. Хронический респираторный алкалоз развивается при длительной умеренной гиперкапнии. Лабораторные данные при дыхательном алкалозе представлены в табл. 20.6.
Компенсаторные реакции организма при респираторном алкалозе Комплекс компенсаторных изменений в организме при респираторном алкалозе направлен на восстановление физиологического оптимума рН и складывается из: · действия внутриклеточных буферов; · почечных процессов экскреции избытка бикарбоната и снижения интенсивности его синтеза. Действие внутриклеточных буферов имеет место как при остром, так и при хроническом респираторном алкалозе. Компенсаторная реакция стабилизации рН со стороны внутриклеточных буферов заключается в обмене Н+ клеток на К+ внеклеточной жидкости. Почечная экскреция бикарбоната - относительно медленный процесс, развивающийся в течение длительного времени. В этой связи действие почечных механизмов компенсации рН при остром респираторном алкалозе минимально и значимо при хроническом респираторном алкалозе. Действие внутриклеточных буферов при респираторном алкалозе Дата публикования: 2015-01-24; Прочитано: 596 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!  |