6 курс / Клинические и лабораторные анализы / Клиническая_оценка_результатов_лабораторных_исследований
.pdfМетаболический ацидоз возникает в результате:
•диабетического кетоза в связи с накоплением р-оксимасляной кислоты;
•почечной недостаточности в связи с задержкой калия;
•шока как проявления анаэробного метаболизма, развивающегося в связи с неадекват ной перфузией тканей;
•голодания;
•детской диареи;
•согревания после гипотермии;
•неадекватной перфузии при искусственном кровообращении;
•длительной непроходимости кишечника;
•окклюзии магистральных артерий;
•остановки сердца;
•как компенсация респираторного алкалоза.
Критерии оценки степени тяжести метаболического ацидоза представлены в табл. 4.50.
Т а б л и ц а 4.50. Критерии оценки степени тяжести метаболического ацидоза
• Степень тяжести |
рн |
РСО2 |
BE |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Легкая |
7,35-7,30 |
35-45 |
(-2,3)-(-5,0) |
(- |
Средняя |
7,29-7,21 |
35-45 |
5,1)—(-10,0) — |
|
Тяжелая |
7,20 и ниже |
35-45 |
10,1 и ниже |
|
|
|
|
|
|
Уменьшение рН ниже нормальных значений свидетельствует о декомпенсированном ацидозе. О компенсации судят по изменению показателей при повторных исследованиях (нормализация рН крови и снижение РСО2). Компенсация метаболического ацидоза происходит двумя путями: дыхательным (снижение РСО2) и почечным (выведение Н+ и хлоридов, а также повышение реабсорбции ионов НСО^). Для установления патогенетических механизмов метаболического ацидоза и определения правильной тактики ведения больного следует измерить концентрацию электролитов в сыворотке и рассчитать анионный интервал (АИ). Анионный интервал — это косвенная мера анионов в сыворотке, соответствующая разнице между концентрацией натрия и суммой концентраций хлоридов и бикарбоната в сыворотке:
АИ = Na+ - (СГ + HCOD-
В норме АИ составляет 12±4 мэкв/л [Вудли М., Уэлан А., 1995]. Все виды метаболического ацидоза, за исключением солянокислого (причина — потеря хлоридов), возникают в результате снижения уровня гидрокарбоната в сыворотке без соответствующего повышения концентрации ионов хлора, т.е. сопровождаются увеличением АИ. Существенную информа - цию о происхождении метаболического ацидоза могут дать исследования осмолярности плазмы и определение концентрации лактата в крови.
Лечение метаболического ацидоза проводят внутривенным введение 4,2 % раствора NaHCO3 (бикарбонат). Расчет проводят по формуле:
4,2 % раствор NaHCO3, мл = 0,3 х BE x M (масса тела больного, кг).
При введении больному бикарбоната необходимо помнить, что лучше недолить его внутривенно, чем перелить, поэтому после введения большей части раствора необходимо повторное исследование КОС; если рН достигла 7,2, введение бикарбоната необходимо прекратить, если нет — продолжить. Следует помнить, что метаболический ацидоз сопровождается внутриклеточной гиперкалиемией и гипокалиемией в сыворотке, поэтому таким больным показан контроль за уровнем калия в сыворотке. Если при коррекции ацидоза уро - вень калия начинает падать, необходимо вводить его внутривенно. Нужно следить и за уровнем кальция в сыворотке, поскольку относительный алкалоз, возникающий при коррекции метаболического ацидоза, может снизить концентрацию ионизированного кальция. Таким больным показано переливание свежей крови, так как со свежей кровью в организм поступает бикарбонат.
222
Метаболический алкалоз
Метаболический алкалоз — это первичный избыток оснований с BE выше нормы, приводящим к повышению рН крови. Он возникает в результате:
•потерь Н+ и СП через желудочно-кишечный тракт;
•потерь К+ (цирроз печени, диуретики);
•увеличения НСО^ из-за введения щелочных растворов, метаболизации цитрата, гипер компенсации респираторного ацидоза, потерь внеклеточной жидкости.
Критерии оценки степени тяжести метаболического алкалоза представлены в табл. 4.51.
Т а б л и ц а 4.51. Критерии оценки степени тяжести метаболического алкалоза
Степень |
РН |
РСО2 |
BE |
|
тяжести |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Легкая |
7,45-7,48 |
35-45 |
от +2,3 до + 5,0 |
» |
Средняя |
7,49-7,58 |
35-45 |
+5,1 » +10,0 |
+ |
Тяжелая |
7,59 и выше |
35-45 |
10,1 и выше |
|
Увеличение рН выше нормальных значений свидетельствует о декомпенсированном алкалозе. О компенсации судят по изменению показателей при повторных исследованиях (нормализация рН и рост РСО2). Всегда необходимо помнить, что нет алкалоза без снижения СП и К+ в крови, поэтому таким больным при коррекции алкалоза показано определение электролитов в сыворотке каждые 4 ч. Весьма важным при выработке тактики лечения больных с метаболическим алкалозом является определение уровня хлоридов в моче (см. раздел «Хлор в моче»).
Лечение метаболического алкалоза должно включать комплекс мероприятий: кислую диету (белковую), назначение слабых растворов соляной кислоты внутрь (восстановление потерь ионов хлора), внутривенное введение аскорбиновой кислоты в больших количествах, КС1 (компенсация гипокалиемии и гипохлоремии), NaCl, назначение препаратов, ингибирующих карбоангидразу, — диакарб (блокирует реабсорбцию НСО^ почками). При лечении больных с метаболическим алкалозом необходимо контролировать рН мочи. Если рН мочи щелочная, это говорит о компенсированном алкалозе, если кислая — то лечебные мероприятия необходимо интенсифицировать и постараться перевести рН мочи из кислой в щелочную.
Смешанные нарушения КОС
Смешанные нарушения КОС (табл. 4.52) обычны в острой стадии заболеваний и часто предсказуемы на основании клинического состояния. Необходима тщательная оценка ком - пенсаторных изменений рН, РСО2 и НСО3. Определение АИ у больных со смешанными нарушениями КОС позволяет установить патогенетические механизмы метаболического аци - доза. Наиболее опасны однонаправленные сдвиги КОС: дыхательный и метаболический ацидоз, дыхательный и метаболический алкалоз, приводящие к значительным изменениям рН. Лечение смешанных нарушений КОС должно быть направлено на устранение вызывающих их процессов.
Т а б л и ц а 4.52. Клинические формы смешанных нарушений КОС
|
Нарушения |
рН |
РСО2 |
|
|
BE |
|
|
|
|
|
|
|
Дыхательный |
и метаболический ацидоз |
7,30 и ниже |
46,0 и выше |
-2 |
, |
и ниже |
|
|
|
|
|
3 |
|
Дыхательный |
и метаболический алкалоз |
7,50 и выше |
34,0 и ниже |
+2 |
, |
и выше |
Дыхательный |
ацидоз и метаболический алкалоз |
7,30-7,48 |
46,0 и выше |
+2 |
, |
и выше |
Дыхательный |
алкалоз и метаболический ацидоз |
7,30-7,48 |
34,0 и ниже |
-2 |
, |
и ниже |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
223 |
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Дыхательный и метаболический ацидоз может развиться у больного с разлитым гнойным перитонитом в раннем послеоперационном периоде, при тяжелой форме ДВС-синдрома, «шоковом» легком, диабетической коме, в предтерминальном состоянии любой этиологии. В большинстве случаев эти нарушения носят декомпенсированный характер (рН <7,35) с высоким уровнем РСО2 и значительным дефицитом оснований. Если преобладает дыхательный компонент, связывание избытка СО2 приводит к накоплению оснований (+ВЕ).
Дыхательный и метаболический алкалоз встречается реже, может сопровождать черепномозговую травму с отеком мозга, неукротимую рвоту. При данном виде нарушений КОС рН крови быстро нарастает (>7,50), РСО2 резко падает, BE устойчиво повышается. Для правильной коррекции дыхательного и метаболического алкалоза необходимо вначале уточнить ха рактер электролитных нарушений (чаще всего — внутриклеточный дефицит калия) и затем провести их коррекцию.
Дыхательный ацидоз и метаболический алкалоз — очень неблагоприятное нарушение КОС, так как оба сдвига синергично ухудшают состояние больного, поскольку накопление СО2, являющееся элементом компенсации метаболического алкалоза, стимулирует дыхательный центр, вызывая гипервентиляцию и вторичное нарастание алкалоза.
Дыхательный алкалоз и метаболический ацидоз относят к наиболее частым разнонаправ-
ленным нарушениям КОС. При данном виде нарушений, до тех пор, пока гипервентиляция компенсирует ацидотические сдвиги и рН крови остается в пределах нормы, лечение должно быть направлено на коррекцию метаболизма и тканевой гипоксии.
ДИАГНОСТИКА ДЫХАТЕЛЬНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ
Оценка показателей КОС играет важнейшую роль в диагностике и оценке тяжести дыхательной недостаточности (ДН) и гипоксии. В реаниматологической практике острую дыха - тельную недостаточность (ОДН) разделяют на первичную и вторичную. Первичная ОДН раз - вивается при поражении органов и систем, входящих в анатомо-физиологический комплекс внешнего дыхания; вторичная ОДН — при развитии патологического процесса в системах, непосредственно не относящихся к органам дыхания и регулирующих его систем (недоста - точность функции переноса газов кровью, недостаточность тканевого дыхания). В клинической практике часто встречается сочетание первичной и вторичной ОДН, однако в начальном периоде, как правило, превалирует одна из них.
В основе нарушений функции внешнего дыхания и гипоксии при первичной ОДН лежат патологические процессы в органах дыхания, приводящие к уменьшению альвеолярной вентиляции, нарушению равномерности распределения газов, соотношения вентиляции и кровотока в легких, а также диффузии газов через альвеолярные мембраны в кровь легоч ных капилляров. Основным диагностическим критерием ОДН является развитие у больных гипоксемии, сопровождающейся или не сопровождающейся гиперкапнией. Исходя из этого в практической реаниматологии выделяют паренхиматозный (гипоксемический) и вентиля - ционный (гиперкапнический) типы ОДН, возможен также смешанный тип [Касиль В.Л., 1987]. Для паренхиматозной ОДН характерны изменения в паренхиме легких, сопровождаю - щиеся нарушениями соотношения вентиляция/кровоток в сосудах альвеол. Вентиляцион ный тип ОДН характеризуется нарушением вентиляции всех или большинства респиронов в результате их непосредственного поражения или нарушений центральной регуляции дыха - ния. В зависимости от парциального напряжения кислорода и насыщения гемоглобина кис - лородом в артериальной крови выделяют степень тяжести ОДН и гипоксии, представленную
втабл. 4.53 [Зильбер А.П., 1984].
Та б л и ц а 4.53. Степень тяжести ОДН и гипоксии
Степень тяжести |
РО2, мм рт.ст./кПа |
HbOsat, % |
|
|
|
Умеренная дыхательная недостаточность |
60/8,0 |
90 |
Тяжелая дыхательная недостаточность |
40/5,3 |
75 |
Гипоксическая кома Гипоксическая |
30/4,0 |
60 |
смерть |
20/2,7 |
35 |
|
|
|
224
Одновременно с гипосемией отмечается увеличение РСО2 (свыше 50 мм рт.ст.) и снижение рН крови ниже 7,2, что удостоверяет тяжелую степень ОДН. Большинство органов и тканей адекватно функционируют, пока насыщение артериальной крови кислородом не снижается до 50 % (РО2 = 27 мм рт.ст.). Ниже этого уровня чувствительность тканей организма к гипоксемии различна. Так, скелетные мышцы способны продолжать извлекать кислород, даже если напряжение кислорода в артериальной крови равно почти нулю, в то время как головной мозг не может извлекать кислород из крови при напряжении кислорода ниже 15 — 20 мм рт.ст. Артериальное РО2 ниже 30 мм рт.ст. (насыщение гемоглобина <50 %) является опасным и потенциально смертельным.
Определив степень недостатка кислорода и избытка углекислоты, мы узнаем лишь, что имеет место ОДН, и получаем представление о ее тяжести. Следующим этапом исследований должно быть установление главного патогенетического механизма ОДН. Наибол ее доступным показателем в установлении патогенетических механизмов ОДН является определение напряжения кислорода в артериальной крови при дыхании воздухом и последующем дыха - нии кислородом. Важным показателем эффективности потребления кислорода в легких является разница между альвеолярным напряжением кислорода (АРО2) и его артериальным давлением (РО2): АРО2 — РО2. Напряжение кислорода во вдыхаемом воздухе (ВРО2) равно 149 мм рт.ст. В альвеолах концентрация и напряжение кислорода ниже, так как наряду с кислородом альвеолярный воздух содержит СО2. Альвеолярное напряжение СО2 принято считать равным его артериальному давлению (РСО2). Тогда альвеолярное напряжение кислорода можно рассчитать по формуле:
АРО2 = ВРО2- 1,25 РСО2.
Альвеолярно-артериальная разница напряжения О2 объясняет влияние всех причин недостаточности переноса кислорода через альвеолярно-артериальные мембраны, хотя величина ее не находится в прямой зависимости от степени нарушения переноса О 2. У здоровых лиц при дыхании воздухом эта разница составляет 10—15 мм рт.ст. Она увеличивается с возрастом и у лиц старше 70 лет может достигать 30 мм рт.ст. У больных с ОДН при дыхании воздухом разница АРО2 — РО2 может возрастать до 60 мм рт.ст. и выше. Увеличение альвео- лярно-артериальной разницы обусловлено в основном следующими факторами: увеличением участков легких с малым соотношением вентиляция/кровоток, ограничением диффузии О2 через альвеолярно-капиллярную мембрану и увеличением легочного шунтирования. Пос - леднее наблюдается при ателектазах, коллапсе, ушибе и отеке легких, пневмонии; при открытии прекапиллярных артериовенозных шунтов и увеличении кровотока через бронхиаль - ные и субплевральные капилляры; при дефектах перегородок сердца и незаращении артери - ального протока с шунтом справа налево; гемангиоме легкого.
В норме при дыхании 100 % кислородом РО2 повышается до 200—400 мм рт.ст., что свидетельствует об отсутствии нарушений диффузии в легких. Если же РО 2 в артериальной крови при этом не достигает 100 мм рт.ст., то это говорит о том, что имеется значительный шунт в легких — от 30 до 50 % [Зильбер А.П., 1977]. При высоком альвеолярном шунте гипоксемия снижается незначительно при дыхании больного 100 % кислородом, потому что альвеолярный кислород в зонах шунтирования не вступает в контакт с капиллярной кровью. В основном при дыхании воздухом альвеолярно-артериальная разница по О2 вызывается эффектом венозного примешивания. При дыхании 100 % кислородом альвеолярно -артериаль- ная разница полностью вызвана за счет истинного венозного примешивани я. Таким образом, с помощью повторных измерений АРО2 и РО2, проводимых сначала при дыхании воздухом, а затем 100 % кислородом, можно отделить ту часть альвеолярно-артериальной разницы, которая является результатом нарушения вентиляционно-перфузионного отношения и диффузии, от обусловленной шунтированием.
Между РСО2 в крови и продукцией углекислоты существует прямая зависимость, а между РСО2 и альвеолярной вентиляцией — обратная. Если альвеолярная вентиляция становится недостаточной для элиминации выработанной организмом углекислоты, РСО2 повышается. Повышение РСО2 до уровня, превышающего 50 мм рт.ст., диагностируется как вентиляционная недостаточность. Важное значение в диагностике нарушений вентиляци - онно-перфузионных соотношений в легких имеет артериально-альвеолярная разность для СО2 = РСО2 - РСО альвеолярное. У здоровых людей величина разности колеблется от 0,3 до 4,7 мм рт.ст. [Голиков А.П. и др., 1979]. Физиологический смысл артериально -альвео- лярной разности для СО2 раскрывается через понятие о вентилируемых, но не перфузируемых альвеолах или альвеолярном мертвом пространстве, альвеолярном газовом шунте. Наиболее показательные изменения — появление артериально-альвеолярной разности
15-5812 |
225 |
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
C02 — отмечаются при тромбоэмболии в системе легочной артерии, при которой часть альвеол полностью лишается кровотока, но продолжает вентилироваться.
Оценивая степень тяжести ОДН, необходимо учитывать не только глубину гипоксии и/или гиперкапнии, но и состояние компенсаторных механизмов. Одно из них — изменение сродства гемоглобина к кислороду, которое оценивается по уровню 2,3-ДФГ (см. «2,3-ДФГ в сыворотке»).
Для правильной оценки степени тяжести ОДН необходимо сделать небольшое уточне - ние относительно «нормальных» величин давления газов крови. Если для 25-летнего здорового человека РО2 артериальной крови составляет 70 мм рт.ст. — гипоксемия, РСО2 — 55 мм рт.ст. — гиперкапния, то для 60-летнего больного с хроническим заболеванием легких эти цифры — обычное состояние, при котором он вполне работоспособен. Цианоз не является абсолютным признаком ДН. Зависимость между степенью гипоксемии и появлением циано - за представлена в табл. 4.54.
Та б л и ц а 4.54. Зависимость между степенью гипоксемии
ипоявлением цианоза [Сайке М.К. и др., 1974]
Цианоз |
Артериальное РОг, мм рт.ст. |
HbOsat, % |
Отсутствует |
>5540- |
>8570- |
Варьирует |
55 <40 |
85 <70 |
Отмечается |
|
|
На проявление цианоза влияет также концентрация гемоглобина: полицитемия его уси - ливает, анемия — ослабляет.
В основе вторичной ОДН лежит прежде всего резкое повышение потребности органов и тканей в кислороде. На ранних этапах вторичной ОДН снижения РО2 и HbOsat может и не быть, но почти всегда отмечаются тканевая гипоксия и артериальная гипокапния (за счет компенсаторной гипервентиляции легких). В основе гипоксемии при вторичной ОДН лежат нарушение транспорта кислорода тканям и усвояемость его ими. Наиболее частой причиной вторичной ОДН служат нарушения гемодинамики: сердечная недостаточность, выраженная гиповолемия, артериальная гипотензия, нарушения периферического кровообращения. При этих патогенетических механизмах ОДН нарушается не только доставка тканям О2 (напряжение и содержание кислорода при этом могут быть нормальными), но и удаление из них продуктов метаболизма. Компенсация при этом в основном осуществляется за счет большей экстракции О2 из крови, что ведет к выраженному увеличению артериовенозной разницы по кислороду.
Меньшее значение в патогенезе вторичной ОДН имеют снижение кислородной емкости крови при анемии и связанное с ней уменьшение содержания к ислорода в артериальной крови. При этом ОДН — результат снижения кислородной емкости крови вследствие количественных и качественных изменений гемоглобина. Уменьшение содержания кислорода в артериальной крови отмечается на фоне нормального артериального РО2.
Одним из важных патогенетических факторов, приводящих ко вторичной ОДН, являет - ся шунтирование крови на периферии слева направо. Такое шунтирование развивается при травматическом шоке, массивной кровопотере, в раннем постреанимационном периоде. Общим для этой формы ОДН является артериализация венозной крови (синдром «алой вены») независимо от того, связана ли подобная оксигенация с нарушением диффузии кис - лорода через гистогематическую мембрану (уменьшение площади диффузии, повышение мембранного сопротивления, резкое возрастание скорости тканевого кровотока и др.), сбро - сом в венозную систему через артериовенулярные анастомозы артериальной крови или со значительным повышением сродства гемоглобина к кислороду, приводящим к высокому со - держанию оксигемоглобина в венозной крови. Эта форма ОДН неблагоприятна в связи с тем, что при ней может отмечаться заметное снижение альвеолярно -артериальной разницы по кислороду и, следовательно, организм лишается достаточно мощного компенсаторного механизма, направленного на улучшение диффузии О2 в кровь легочного капилляра. Для ОДН вследствие периферического шунтирования крови характерно снижение артериовеноз - ной разницы по кислороду. ОДН, как первичная, так и вторичная, не является изолирован - ным нарушением аппарата внешнего дыхания, так как быстро приводит к глубоким изменениям во всех органах и тканях. В связи с трудностью определения РО2 в тканях для оценки степени тяжести гипоксии в клинике используют такие показатели, как определение лактата и пирувата, а также соотношения лактат/пируват (см. соответствующий раздел).
226
ПОКАЗАТЕЛИ МЕТАБОЛИЗМА ЖЕЛЕЗА Железо в сыворотке
Общее содержание железа в организме «стандартного» человека составляет около 4,2 г. Примерно 75—80 % его общего количества входит в состав гемоглобина, 20—25 % железа являются резервными, 5—10 % входят в состав миоглобина, около 1 % содержится в дыхательных ферментах, катализирующих процессы дыхания в клетках и тканях [Творогова М.Г., Титов В.Н., 1993]. Нормальные величины содержания железа в сыворотк е приведены в табл. 4.55. Железо осуществляет свою биологическую функцию главным образом в составе других биологически активных соединений, преимущественно ферментов. Железосодержа - щие ферменты выполняют четыре основные функции:
•транспорт электронов (цитохромы, железосеропротеиды);
•транспорт и депонирование кислорода (гемоглобин, миоглобин);
•участие в формировании активных центров окислительно-восстановительных фермен тов (оксидазы, гидроксилазы, СОД и др.);
•транспорт и депонирование железа (трансферрин, гемосидерин, ферритин).
Та б л и ц а 4.55. Содержание железа в сыворотке в норме [Тиц У., 1986]
Возраст |
Содержание железа |
|
|
|
|
|
мкг/дл |
ммоль/л |
|
|
|
Новорожденные |
100-250 |
17,90-44,75 |
Дети до 2 лет Дети |
40-100 |
7,16-17,90 |
старше 2 лет |
50-120 |
8,95-21,48 |
Взрослые: |
50-160 |
8,95-28,64 |
мужчины |
40-150 |
7,16-26,85 |
женщины |
|
|
|
|
|
Обмен железа
Гомеостаз железа в организме обеспечивается в первую очередь регуляцией его всасывания в связи с ограниченной способностью организма к выделению этого элемента.
Существует выраженная обратная зависимость между обеспеченностью организма человека железом и его всасыванием в пищеварительном тракте. Всасывание железа зависит от следующих причин:
•возраста, обеспеченности организма железом;
•состояния желудочно-кишечного тракта;
•количества и химических форм поступающего железа;
•количества и форм прочих компонентов пищи.
Для оптимального всасывания железа необходима нормальная секреция желудочного сока. Прием соляной кислоты способствует усвоению железа при ахлоргидрии. Аскорбино - вая кислота, восстанавливающая железо и образующая с ним хелатныё комплексы, повышает доступность этого элемента, так же как и другие органические кислоты. Другим компо - нентом пищи, улучшающим всасывание железа, является «фактор животного белка». Улуч - шают всасывание железа простые углеводы: лактоза, фруктоза, сорбит, а также такие аминокислоты, как гистидин, лизин, цистеин, образующие с железом легко всасываемые хелаты. Всасывание железа снижают такие напитки, как кофе и чай, а также полифенольные соеди - нения, которые прочно связывают этот элемент. Поэтому чай применяют для профилактики повышенного усвоения железа у больных талассемией. Большое влияние на усвоение железа оказывают различные заболевания. Оно усиливается при недостаточности железа, при ане - миях (гемолитической, апластической, пернициозной), гиповитаминозе В6 и гемохроматозе, что объясняется усилением эритропоэза, истощением запасов железа и гипоксией.
Современные представления о всасывании железа в кишечнике отводят центральную роль двум видам трансферрина — мукозному и плазменному. Мукозный апотрансферрин секретируется энтероцитами в просвет кишечника, где он загружается железом, после чего проникает в энтероцит. В нем он освобождается от железа, после чего возвращается к исчер -
.5- |
227 |
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
ченной каемке и вступает в новый цикл. Источником мукозного трансферрина является не сам энтероцит, а печень, из которой этот белок поступает в кишечник с желчью. На базаль - ной стороне энтероцита мукозный трансферрин отдает железо своему плазменному аналогу. В цитозоле энтероцита некоторое количество железа включается в ферритин, большая часть его теряется при слущивании клеток слизистой оболочки, происходящем каждые 3—4 дня, и лишь небольшая часть ферритина переходит в плазму крови. Перед включением в ферритин или трансферрин двухвалентное железо превращается в трехвалентное. Наиболее интенсивное всасывание железа происходит в проксимальных отделах тонкой кишки (в двенадцати - перстной и тощей) и отсутствует в подвздошной кишке. Регуляция всасывания железа дости - гается за счет синтеза мукозного трансферрина, концентрация которого в энтероцитах при дефиците железа возрастает. Плазменный трансферрин доставляет железо к тканям, имею - щим специфические рецепторы. Включению железа в клетку предшествует связывание трансферрина специфическими мембранными рецепторами, при утрате которых, например у зрелых эритроцитов, клетка теряет способность поглощать этот элемент. Количество железа, поступающего в клетку, прямо пропорционально числу мембранных рецепторов. В клетке происходит высвобождение железа из трансферрина. Затем плазменный апотрансферрин возвращается в циркуляцию. Повышение потребности клеток в железе при их быстром росте или синтезе гемоглобина ведет к индукции биосинтеза рецепторов трансферрина, и, напро - тив, при повышении запасов железа в клетке число рецепторов на ее поверхности снижается. Железо, высвободившееся из трансферрина внутри клетки, связывается с ферритином, кото - рый доставляет железо в митохондрии, где оно включается в состав гема. Помимо синтеза гема, двухвалентное железо используется в митохондриях для синтеза железосерных центров.
В организме человека происходит постоянное перераспределение железа. В количественном отношении наибольшее значение имеет метаболический цикл: плазма -> красный костный мозг -> эритроциты -> плазма. Кроме того, функционируют циклы: плазма -> ферритин, гемосидерин -> плазма и плазма -> миоглобин, железосодержащие ферменты -> плазма. Все эти три цикла связаны между собой через железо плазмы (трансферрин), которое регулирует распределение этого элемента в организме. Обычно 70 % плазменного железа поступает в костный мозг. За счет распада гемоглобина в сутки высвобождается около 21—24 мг железа, что во много раз превышает поступление железа из пищеварительного тракта (1—2 мг/сут). Более 95 % железа поступает в плазму из системы мононуклеарных фагоцитов, которые поглощают путем фагоцитоза более 10" старых эритроцитов в сутки [Авцын А.П., 1990]. Железо, поступившее в клетки мононуклеарных фагоцитов, либо быстро возвращается в циркуляцию в виде ферритина, либо откладывается про запас. Промежуточный обмен железа в первую очередь связан с процессами синтеза и распада гемоглобина, в которых центральную роль играет система мононуклеарных фагоцитов. У взрослого человека в костном мозге железо трансферрина с помощью специфических рецепторов включается в нормоциты и ретикулоциты, ис - пользующие его для синтеза гемоглобина. Гемоглобин, поступающий в плазму крови при рас - паде эритроцитов, специфически связывается с гаптоглобином, что предупреждает его фильтрацию через почки. Железо, освободившееся после распада гемоглобина в системе мононуклеарных фагоцитов, снова связывается с трансферрином и вступает в новый цикл синтеза гемо - глобина. В прочие ткани трансферрин доставляет в 4 раза меньшее количество железа, чем в костный мозг. Общее содержание железа в организме человека, входящее в состав гемоглобина, составляет 3000 мг, в составе миоглобина содержится около 125 мг железа, печень содержит около 700 мг железа, представленного преимущественно ферритином.
Железо выделяется из организма в основном путем слущивания слизистой оболочки ки - шечника и с желчью. Оно теряется также с волосами, ногтями, мочой и потом. Общее коли - чество выделяемого таким образом железа составляет у здорового мужчины 0,6 —1 мг в сутки, а у женщин репродуктивного возраста — более 1,5 мг. Такое же количество железа усваивается из съедаемой пищи, что составляет 5—10 % его общего содержания в рационе. Железо из животной пищи усваивается в несколько раз лучше, чем из растительной. Концент - рация железа имеет суточный ритм, а у женщин существует связь с менструальным циклом. При беременности содержание железа в организме уменьшается, особенно во второй поло - вине беременности.
Таким образом, концентрация железа в сыворотке зависит от резорбции в жел удочнокишечном тракте, накопления в кишечнике, селезенке и костном мозге, от синтеза и распа - да гемоглобина и его потери организмом.
При некоторых патологических состояниях и заболеваниях содержание железа в сыво - ротке изменяется. В табл. 4.56 представлены основные признаки дефицита и избытка железа в организме человека.
228
Та б л и ц а 4.56. Важнейшие заболевания, синдромы, признаки дефицита и избытка железа
ворганизме человека [Авцын А.П., 1990]
Заболевания, синдромы и признаки дефицита железа |
Заболевания, синдромы и признаки избытка |
|
железа |
||
|
||
|
|
|
Гипохромная анемия Миоглобиндефицитная |
Наследственный гемохроматоз |
|
миокардиопатия Атрофический ринит Атрофический |
Миокардиопатия с гиперэластозом эндокарда |
|
глоссит Дизгевзия и анорексия Гингивит и хейлит |
(сидероз сердца) Гепатоз с пигментным |
|
Наследственная и врожденная сидеропеническая |
циррозом Сидероз и фиброз поджелудочной |
|
атрофия слизистой оболочки носа, зловонный |
железы Бронзовый диабет Спленомегалия |
|
насморк (озена) Железодефицитная эзофагопатия (в |
Гипогенитализм Вторичный сидероз при |
|
5—20 % дисфагия) Синдром Пламмера—Винсона (в |
талассемии и других заболеваниях |
|
4—16 % случаев предрак и рак пищевода) |
Профессиональный сидероз легких и сидероз |
|
Атрофический гастрит Миоглобиндефицитная атония |
глаза Ятрогенный трансфузионный сидероз |
|
скелетных мышц Койлонихия и другие трофические |
Аллергическая пурпура Локальная |
|
изменения ногтей |
липомиодистрофия на месте внутримышечных |
|
|
инъекций препаратов железа |
|
|
|
Железодефицитные состояния (гипосидероз) — одно из наиболее распространенных заболеваний человека. Формы их клинических проявлений разнообразны и варьируют от латентных состояний до тяжелых прогрессирующих заболеваний, способных привести к типичным органным и тканевым повреждениям и, даже к летальному исходу. В настоя - щее время общепринято, что диагноз железодефицитных состояний надо ставить до раз - вития полной картины заболевания, т.е. до возникновения гипохромной анемии. При дефиците железа страдает весь организм, а гипохромная анемия — это поздняя стадия болезни.
В 1983 г. П.М. Альперин и Ю.Г. Митерев предложили новую классификацию железоде - фицитных анемий, которая в полной мере отражает все основные этиологические факторы, приводящие к развитию этой формы анемии. Они выделяют:
•постгеморрагические анемии;
•нутритивные (алиментарные) анемии;
•анемии при повышенном расходе железа в организме (например, при беременности, лактации, росте и созревании);
•железодефицитные анемии при исходно недостаточном уровне железа;
•железодефицитные анемии при его недостаточной резорбции (например, постга строрезекционные, агастральные, анэнтеральные);
•при перераспределении железа в результате инфекции, при воспалительных и опухоле вых процессах;
•при нарушении транспорта железа (например, гипотрансферринемические и атран - сферринемические).
К современным методам ранней диагностики гипосидероза относятся определение кон - центрации железа в сыворотке, общей железосвязывающей способности сыворотки (ОЖСС), трансферрина и ферритина в сыворотке. Показатели метаболизма железа при раз - личных видах анемий представлены в табл. 4.57.
Избыточное содержание железа в организме называют «сидерозом» или «гиперсидеро - зом». Он может иметь местный и генерализованный характер. Различают экзогенный и эн - догенный сидероз. Экзогенный нередко наблюдается у шахтеров, участвующих в разработке красных железных руд, у электросварщиков. Сидероз шахтеров может выражаться в массив - ных отложениях железа в ткани легких. Местный сидероз встречается при попадании в ткани железных осколков. В частности, выделен сидероз глазного яблока с отложе нием гидрата окиси железа в цилиарном теле, эпителии передней камеры, хрусталике, сетчатке и зри - тельном нерве.
Эндогенный сидероз чаще всего имеет гемоглобиновое происхождение и возникает в результате повышенного разрушения этого пигмента крови в организме.
229
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Т а б л и ц а 4.57. Показатели обмена железа в норме и при различных видах анемий
[Авцын А.П., 1990]
Показатели метаболизма железа |
Норма |
Железодефицитная |
Инфекционная, |
Нарушение |
|
|
анемия |
опухолевая |
синтеза тема и |
|
|
|
анемия |
глобина |
|
|
|
|
|
Железо сыворотки, мкг/дл: — |
50-160 |
<50 <40 |
<50 |
>180 >170 |
мужчины — женщины |
40-150 |
>400 <15 |
<40 |
200 >60 |
|
250-400 |
|
||
ОЖСС, мкг/дл Коэффициент |
<10-12 |
180 |
160-1000 |
|
|
15-54 58- |
|
||
насыщения, % Ферритин, |
|
<15 |
|
|
мкг/л |
150 |
|
>150 |
|
|
|
|
|
|
Гемосидерин представляет собой агрегат гидроокиси железа, соединенного с белками, гликозаминогликанами и липидами. Гемосидерин образуется внутри клеток мезенхимной и эпителиальной природы. Очаговое отложение гемосидерина, как правило, наблюдается на месте кровоизлияний. От гемосидероза надо отличать тканевое «ожелезнение», кото рое наблюдается при пропитывании некоторых структур (например, эластических волокон) и даже нейронов головного мозга коллоидным железом. Это имеет место при некоторых психичес - ких заболеваниях, в частности при болезни Пика, некоторых гиперкинезах, а также при бурой индурации легких. Особой формой наследственных отложений гемосидерина, возни - кающего из ферритина в результате нарушения клеточного метаболизма, является гемохро - матоз. При этом заболевании особенно большие отложения железа наблюдаются в печени, поджелудочной железе, почках, в клетках системы мононуклеарных фагоцитов, слизистых железах трахеи, в щитовидной железе, эпителии языка и мышцах. Наиболее известен пер - вичный, или идиопатический, гемохроматоз — наследственное заболевание, для которого характерны нарушение обмена железосодержащих пигментов, повышенное всасывание в кишечнике железа и накопление его в тканях и органах с развитием в них выраженных изме - нений.
В 1971 г. I.H. Dagg и соавт. предложили клиническую классификацию гиперсидерозов. Различают следующие формы гиперсидероза:
•паренхиматозные формы (с преимущественным отложением железа в клетках паренхи мы). К ним относятся: первичный наследственный гемохроматоз, сидероз при некото рых видах цирроза печени, вторичный сидероз при портокавальном анастомозе, сиде роз при врожденной атрансферринемии;
•«ретикулоэндотелиальные» формы, к которым относятся: генерализованные отложе ния железа при хронических рефрактерных (к специфическому лечению) анемиях, ге молитических анемиях, многократных гемотрансфузиях, при избыточном парентераль ном введении железа, сидерозе банту;
•локальные формы: идиопатический гемосидероз легких, легочно -почечный синдром Гудпасчера и гемосидероз почечного происхождения при ночной пароксизмальной ге - моглобинурии.
Определение железа сыворотки крови дает представление об уровне транспортируемого железа в плазме крови, связанного с трансферрином. Большие вариации содержания железа в сыворотке крови, возможность его увеличения при некротических процессах в тканях (ост - рый гепатолизис), его снижение при воспалительных процессах ограничивают диагностичес - кое значение измерения железа сыворотки. Измеряя только содержание железа в сыворотке крови, мы не получим информации о причинах нарушенного обмена железа. Для этого необ - ходимо определять содержание в крови трансферрина и ферритина.
Общая железосвязывающая способность сыворотки
Общая железосвязывающая способность сыворотки (ОЖСС) является показателем кон - центрации в сыворотке трансферрина. Однако следует учитывать, что при оценке содержания трансферрина по результатам определения ОЖСС данный метод исследования завышает значения трансферрина на 16—20 %, поскольку при более чем половинном насыщении
230
трансферрина железо связывается с другими белками [Булганов А.А. и др., 1991]. Под ОЖСС понимается не абсолютное количество трансферрина, а количество железа, которое может связаться с трансферрином. Вычитая количество железа сыворотки из ОЖСС, мы узнаем не - насыщенную, или латентную, железосвязывающую способность. Принцип расчета :
ненасыщенная железосвязывающая способность = ОЖСС — железо сыворотки.
В норме ненасыщенная железосвязывающая способность сыворотки крови составляет в среднем 50,2 ммоль/л (279 мкг/дл). Пределы колебаний нормальных значений ОЖСС пред - ставлены в табл. 4.58, основные заболевания и состояния, при которых может изменяться содержание ОЖСС в крови, приведены в табл. 4.59.
Т а б л и ц а 4.58. Общая железосвязывающая способность сыворотки в норме
Возраст |
|
Нормальные значения ОЖСС |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
мкг/дл |
|
ммоль/л |
|
|
|
|
|
|
|
Дети до 2 лет |
|
100-400 |
|
17,90—71,60 |
|
Взрослые |
|
250-400 |
|
44,75-71,60 |
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 4.59. Основные причины изменения содержания ОЖСС |
|||||
|
|
|
|||
Состояния, при которых |
Состояния, при которых |
|
|||
величины повышены |
величины понижены |
|
|||
|
|
|
|
||
Гипохромные анемии |
Пернициозная анемия |
|
|
||
Поздние сроки беременности |
Гемохроматоз |
|
|
||
Хроническая кровопотеря |
Гемолитическая анемия |
|
|
||
Острый гепатит |
Атрансферринемия |
|
|
||
Истинная полицитемия |
Хронические инфекции |
|
|
||
Дефицит железа в пище, |
Хроническое отравление железом |
|
|||
при нарушении всасывания |
Хронические заболевания печени (не всегда) |
|
|||
|
|
Серповидно-клеточная анемия |
|
||
|
|
Нефроз |
|
|
|
|
|
Печеночная недостаточность |
|
||
|
|
Квашиоркор |
|
|
|
|
|
Злокачественные опухоли |
|
|
|
|
|
Талассемия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На основании определения железа в сыворотке и ОЖСС рассчитывают коэффициент насыщения — процент, который составляет железо сыворотки крови от ОЖСС. В норме этот коэффициент колеблется от 16 до 54, составляя в среднем 31,2. Формула расчета:
Коэффициент насыщения = (железо сыворотки : ОЖСС) х 100.
Трансферрин в сыворотке
Трансферрин относится к бета-глобулинам. Главная функция трансферрина — это транспорт всосавшегося железа в его депо (печень, селезенка), в ретикулоциты и их предше - ственники в костном мозге. Трансферрин способен также связывать ионы других металлов (цинк, кобальт и др.). Из общего количества трансферрина в организме человек а только 25— 40 % содержит железо. В плазме крови человека трансферрин присутствует в четырех фор - мах: апотрансферрина, лишенного железа; двух моноферриформ, содержащих железо в одном из обоих участков связывания, и диферритрансферрина. Основное место синт еза трансферрина — печень. Молочная железа продуцирует белок с подобными трансферрину
231
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/