Глава IV гомеостаз ионов водорода:

СОДЕРЖАНИЕ ГАЗОВ В КРОВИ

За сутки происходит освобождение от 50 до 100 ммоль ионов водорода из клеток в 15—20 л ВКЖ. Скорость этого процесса в течение суток варьирует; быстро действующие гомеостатические механизмы удерживают внеклеточную концентрацию ионов водорода почти постоянной, примерно 40±5 нмоль/л (рН около 7,4). Баланс ионов водорода обеспечивается их секрецией преимущественно в мочу и поэтому поражения почек приводят к ацидозу.

В результате происходящих при аэробных условиях реакций обмена веществ составляющие углеродный скелет органических соединений атомы углерода, водорода и кислорода превращаются в воду и двуокись углерода (С0₂). Не воздействуя на баланс атомов водорода непосредственно, образующаяся СОз представляет собой важный компонент буферной системы. Регуляция содержания С0₂ зависит от нормального функционирования легких. Высвобождение ионов водорода происходит в процессе метаболизма аминокислот или при промежуточных превращениях углеродных скелетов органических соединений.

При превращении азота аминогрупп в мочевину пли сульфгидрильных групп некоторых аминокислот в сульфаты высвобождаются равномолярные количества ионов водорода. При потреблении с пищей богатых белками продуктов реакция мочи становится кислой. Клинически значение этого источника ионов водорода относительно невелико.

При анаэробном метаболизме углеводов (например, во время мышечной деятельности) образуются лактаты, тогда как при анаэробном метаболизме жирных кислот (например, в период голодания) и кетогенных аминокислот накапливаются ацетоацетаты; в обоих случаях высвобождаются (непосредственно или опосредованно) эквимолярные количества Н⁺. При патологических состояниях скорость этих реакций может возрастать в такой степени, что они вызывают значительное снижение рН, приводя к лактатному ацидозу или кетоацидозу.

Ионы водорода участвуют во многих процессах анаболизма, в том числе глюконеогенезе.

Вероятность развития ацидоза выше, чем алкалоза, так как при реакциях обмена веществ образуются ионы водорода, но не гидроксила.

Определения понятий

Кислотами называют соединения, обладающие свойством диссоциировать с образованием ионов водорода (протона или Н⁺). Основаниями называют соединения, обладающие свойством присоединять ионы водорода. В табл. 9 представлены примеры кислот и оснований, имеющих важное значение в огранизме человека.

Таблица 9.

Кислоты	Конъюгированные основания
Угольная кислота Н2СОз  Н+	+НСОз -	Бикарбонатный ион
Молочная кислота СНзСНОНСООН  Н+	+СН2СНОНСОО-	Лактатный ион
Ион аммония NH4+  Н+	NH3	Аммиак
Ортофосфорная кислота (однозамещенная) Н2Р04  Н+	+НР04=	Ортофосфатный ион
Ацетоуксусная кислота СНзСОСН2СООН  Н+	+СНзСОСН2СОО-	Ацетоацетатный ион
-Оксимасляная кислота СНзСНОНСН2СООН  Н+	+СНзСНОНСН2СОО-	-Оксибутиратный ион

Щелочами называют соединения, обладающие свойством диссоциировать с образованием гидроксильных (ОН^-) ионов. Поскольку ОН^- не является первичным продуктом метаболизма, значению щелочей в данной главе уделено меньше внимания.

Сильными кислотами называют соединения, которые диссоциируют в значительной мере в водной среде; иными словами, они образуют много водородных ионов. Соляная кислота относится к числу сильных кислот; в ее растворах представлены почти исключительно ионы Н+ и Сl-. Кислоты, примеры которых приведены в табл. 9, химически являются слабыми; в водной среде они диссоциируют в небольшой степени и образуют относительно мало ионов водорода. В организме даже весьма небольшие изменения рН имеют важное значение и приводят к нарушениям физиологических функций.

Термин буферное действие применяют для обозначения процесса, в результате которого происходит замена сильной кислоты (или основания) на слабую, что приводит к уменьшению числа свободных ионов водорода (Н⁺). В условиях «перехвата» ионов водорода буфером изменения рН меньше тех сдвигов, которые имели бы место в отсутствие буфера.

Например:

Мерой активности ионов водорода является рН. Первоначально рН называли logio величины обратной концентрации ионов водорода ([Н⁺]) в моль/л. Хотя известно, что это определение строго говоря не совсем точно, для данного обсуждения оно удовлетворительно. Величина logio любого числа представляет собой показатель степени, в которую следует возвести 10 для того, чтобы получить данное число. Так

Предположим, что [Н⁺] равна 10^-7 (0,0000001) ммоль/л. Тогда log[H⁺]=—7

Тем читателям, которые не имеют склонности к математике, напомним лишь несколько положений.

Поскольку при рН6 [Н⁺]=10⁶ (0,000001) моль/л (1000 нмоль/л) и при рН7 [Н⁺]=10⁷ (0,0000001) моль/л (100 нмоль/л), изменению величины рН на 1 соответствует сдвиг [Н⁺] в 10 раз. Такой сдвиг значительно превышает iu изменение, которое представляется очевидным при сопоставлении величин рН. Хотя подобные изменения не происходят в организме при жпзни, в условиях патологических состояний возможны сдвиги рН на 0,3 единицы. Величина 0,3 представляет собой log 2. Поэтому снижению рН на 0,3 (например, от 7,4 до 7,1) соответствует удваивание [Н+] от 40 до 80 нмоль/л. И в этом случае прп использовании величин рН весьма значительные изменения [Н⁺] кажутся небольшими. (Сравните с изменением концентрации натрия в плазме крови от 140 до 280 ммоль/л.) Величины рН мочи варьируют в значительно большей мере, чем рН крови. В моче [Н⁺] может возрастать в 1000 раз, что соответствует снижению рН на 3 единицы.

Уравнение Гендерсона — Гассельбалха. Мы уже видели, что буфер принимает на себя «удар» при добавлении кислоты к системе, как бы заменяя сильную кислоту на слабую. Когда основания, перечисленные в колонке 2 табл. 9, взаимодействуют с Н⁺, образуются соответствующие кислоты, указанные в колонке 1. Такие слабые кислоты и соответствующие им основания составляют буферные пары. В водном растворе величина рН зависит от соотношения этой кислоты и соответствующего ей основания.

Рассмотрим в качестве примера бикарбонатную пару. Угольная кислота (Н₂СОз) диссоциирует на Н⁺ и НСОз- до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие (в этом случае значительно смещенное в пользу Н₂СОз), при котором соотношение указанных продуктов остается постоянным (К). Поэтому мы можем записать:

(т. е. при состоянии равновесия концентрации Н₂СОз в К раз больше, чем произведение [Н⁺] и [НСОз-]). В результате перестановки получаем:

Хотя в некоторых лабораториях выражают результаты в терминах [Н⁺], эта практика еще не получила широкого распространения. В этой книге мы будем применять понятие рН.

В приведенном выше уравнении для [Н⁺] проделаем логарифмирование и превращение в обратные величины (при логарифмировании умножение заменяется сложением).

Данное уравнение (пример уравнения Гендерсона — Гассельбалха) применимо для любой буферной пары. Важно отметить, что величина рН зависит от соотношения концентраций основания (в данном случае [НСОз-]) и кислоты (в данном случае Н₂СОз).

Практически непосредственно измерить очень низкую концентрацию угольной кислоты невозможно. При равновесии с растворенным СО₂ и после введения в уравнение концентрации двуокиси углерода вместо [Н₂СОз-] общая константа диссоциации будет равпа сумме констант следующих двух реакций:

Эту объединенную константу обычно обозначают К'. Величина рК' равна примерно 6,1. Уравнение Гендерсона—Гассельбалха для бикарбонатной системы приобретает теперь следующий вид:

Практически в крови измеряют парциальное давление углекислого газа Рсо₂. Концентрацию растворенного в плазме СО₂ рассчитывают, умножая Рсо₂ на константу растворимости для двуокиси углерода. Если Pcog выражено в килопаскалях (кПа), то константа равна 0,23, если в миллиметрах ртутного столба — 0,03.

Поэтому, если Рсо₂ выражено в кПа, уравнение приобретает следующую, используемую в дальнейшем изложении, форму:

ГОМЕОСТАЗ ИОНОВ ВОДОРОДА

Необходимо отметить следующие положения:

1. Ионы водорода могут взаимодействовать с водой, поддерживая рН в норме. Такое явление имеет место при окислительном фосфорилировании. В ходе превращения Н₂СОз в CO₂ и Н₂О также происходит включение Н⁺ в молекулу воды.

Поскольку реакция обратима, инактивация Н⁺ будет продолжаться до тех пор, пока происходит удаление СО₂, что приводит к истощению резерва бикарбонатов.

2. Взаимодействие ионов водорода с буферными системами — процесс временный. Ионы водорода все еще остаются в организме;

присутствие слабокислотного компонента буферной пары обеспечивает уменьшение сдвига рН (см. уравнение Гендерсона — Гассельбалха). Если Н⁺ не полностью нейтрализованы или удалены из организма, и их образование продолжается, буферная емкость истощается в такой мере, что происходит значительное изменение рН.

3. Ионы водорода могут быть выведены из организма только через почки и желудочнокишечный тракт. Функционирование этого механизма сопряжено с образованием бикарбонатного иона (НСОз-). В почках таким путем секреция избытка Н⁺ обеспечивает регенерирование буферной емкости.

Системы регуляции

Двуокись углерода и ионы водорода относятся к числу потенциально токсичных продуктов соответственно аэробных и анаэробных реакций обмена веществ. Хотя наиболее значительная доля СО₂ выводится из организма через легкие, некоторая часть образующегося СО₂ превращается в бикарбонаты, что приводит к созданию буферной системы. Таким образом, ивактивация одного токсического продукта создает условия для того, чтобы свести к минимуму эффект другого.

Уравнение Гендерсона — Гассельбалха для любой буферной пары имеет следующий вид:

Буферная пара наиболее эффективно стабилизирует рН в диапазоне, близком к величине рК для данной пары. Оптимальный рН для ВКЖ равен 7,4, но рК' для бикарбонатной системы составляет 6,1. Несмотря на этот кажущийся недочет, бикарбонатная система является наиболее важным буфером нашего тела, обеспечивающим свыше 60% буферной емкости крови. Более того, эта система занимает центральное положение среди всех других важных механизмов гомеостаза ионов водорода, включая гемоглобиновую буферную систему (которая обеспечивает в основном остающиеся 40% буферной емкости крови), а также секрецию ионов водорода в почках.

Аэробные реакции обмена веществ обеспечивают в изобилии поступление СО₂ (в уравнении знаменатель):

Регуляция уровня СО; легкими и дыхательным центром

Парциальное давление СО₂ в плазме крови в норме составляет примерно 5,3 кПа (40 мм рт. ст.). Поддержание постоянства этого уровня зависит от равновесия между высвобождением CO₂ в результате реакций обмена веществ и его потерями из организма через альвеолы легких.

Последовательность этапов указанных процессов такова: 1) вдыхаемый кислород переносится гемоглобином от легких к тканям; 2) клетки тканей используют кислород при аэробных реакциях метаболизма, в ходе которых углерод органических соединений окисляется до СО₂; 3) СО₂ диффундирует в соответствии с концентрационным градиентом из клеток в ВКЖ и возвращается с кровью в легкие, где и поступает в выдыхаемый воздух; 4) частота дыхания и, следовательно, скорость выведения из организма СО₂ регулируется хеморецепторами дыхательного центра гипоталамической области головного мозга, реагирующими на изменения СО₂ (или рН) циркулирующей крови. Если Рсоз значительно превышает 5,3 кПа (или если рН понижается), частота дыхания возрастает. Для выведения СО₂ из организма здоровые легкие обладают большими резервными возможностями.

Следовательно, в организме осуществляются не только процессы, обеспечивающие в изобилии образование СО₂, но в норме функционирование дыхательного центра и легких может точно регулировать в узком диапазоне также и концентрацию С0₂ (воздействуя таким путем на величину знаменателя в уравнении Гендерсона — Гассельбалха).

При заболеваниях легких или отклонениях от нормы процессов регуляции дыхания прежде всего изменяется Рсо₂.

Регуляция уровня бикарбонатов почками и эритроцитами

В клетках почечных канальцев и в эритроцитах часть СО₂, задержанная легкими, используется для образования бикарбонатов (в результате чего изменяется величина числителя в уравнении Гендерсона—Гассельбалха). В физиологических условиях эритроциты осуществляют тонкую регуляцию уровня бикарбонатов в плазме в ответ на изменения Рсоз в легких и в тканях. Почки играют ведущую роль в поддержании постоянства концентрации бикарбонатов в циркулирующей крови.

Система карбонатдегидратазы

Карбонатдегидратаза (КД; карбоангидраза) катализирует первую реакцию в цепи превращений:

В эритроцитах и в клетках почечных канальцев не только имеется высокая концентрация КД, но и существуют условия для удаления одного из продуктов, а именно Н⁺. Поэтому положение равновесия обеих реакций сдвинуто вправо, в результате чего образуется НСОз^-. Поскольку один из компонентов реакций—вода — в избытке, а один из продуктов — Н⁺—выводится, образование НСОз- будет ускорено либо повышением внутриклеточной концентрации другого компонента — CO₂, либо снижением таковой другого продукта — НСОз-.

При Рсо₂ плазмы крови 5,3 кПа (концентрация СО₂ примерно 1,2 моль/л — см. с. 104) эти две ткани поддерживают в норме постоянную внеклеточную концентрацию бикарбонатов 25 ммоль/л. Соотношение во внеклеточной жидкости [НСОз-]: [С0₂] (обе величины в ммоль/л) несколько превышает 20:1. По уравнению Гендерсона—Гассельбалха можно рассчитать, что при рК, равном 6,1, это соотношение соответствует величине рН, очень близкой к 7,4. Увеличение внутриклеточного Рсоз или снижение внутриклеточной [НСОз-] ускоряет образование НСОз-, уменьшая до минимума изменения указанного соотношения и, следовательно, изменения рН.

Образование бикарбонатов в эритроцитах (рис. 10)

Гемоглобин является важным буфером крови

Однако в организме он эффективно функционирует только в сочетании с бикарбонатной системой.

Рис. 10. Образование бикарбонатов в эритроцитах.

Поскольку аэробные процессы обмена веществ в эритроцитах почти не происходят, они вырабатывают относительно мало СО₂. Из плазмы крови в соответствии с концентрационным градиентом СО₂ диффундирует в клетки, где карбонатдегидратаза катализирует ее взаимодействие с водой, приводящее к образованию угольной кислоты. По мере диссоциации НаСОз освобождающийся Н в основном взаимодействует с гемоглобином как буферной системой. В эритроцитах повышается концентрация НСОз-, который диффундирует в ВКЖ в соответствии с концентрационным градиентом. При этом электрохимическая нейтральность обеспечивается диффузией в клетки хлорида (хлоридный сдвиг).

В физиологических условиях повышение Рсо₂ в крови, оттекающей от тканей, стимулирует образование НСОз- в эритроцитах; снижение Рсо₂ в крови, оттекающей от легких, угнетает его. При этом обеспечивается относительное постоянство артерповенозной разницы соотношений [НСОз-]: [CO₂] и, следовательно, величины рН. Указанные процессы не оказывают существенного влияния на общий баланс НСОз-.

При патологических состояниях, влияющих на Рсо₂, функционируют те же механизмы, что и в норме. Повышение внутриклеточного Рсо₂ способствует увеличению, а понижение Рсо₂ — уменьшению внеклеточных [НСОз-]. Однако поскольку буферная емкость гемоглобина ограничена, эритроциты лишь в небольшой мере обеспечивают гомеостаз при хронических расстройствах равновесия Н⁺.

Почки

Роль карбонатдегидратазы также исключительно важна в механизмах гомеостаза ионов водорода, которыми располагают почки. Ионы водорода секретируются клетками почечных канальцев в их просвет, где буферное действие обеспечивается компонентами клубочкового ультрафильтрата. В противоположность гемоглобину эритроцитов запас этих буферных систем непрерывно пополняется за счет фильтрации в почечных клубочках. По этой причине, а также учитывая тот факт, что избыток Н⁺ может быть удален из организма только с мочой, почки имеют наибольшее значение в процессах компенсации при хроническом ацидозе. Буферная емкость гемоглобина была бы быстро исчерпана, если бы почки не участвовали в этих компенсаторных процессах.

В почках функционируют два механизма регуляции [НСОз-] в ВКЖ: реабсорбция бикарбонатов и их образование.

Реабсорбция бикарбонатов — наиболее важный механизм стабилизации динамического равновесия. Двуокись углерода, необходимая для функционирования механизма карбонатдегидратазы в клетках почечных канальцев, образуется в просветах почечных канальцев из бикарбонтов ультрафильтрата. При этом общей потери ионов водорода в конечном счете не происходит.

Рис 11 Реабсорбция бикарбонатов из первичной мочи в почечных канальцах.

Образование бикарбонатов представляет собой очень важный для устранения ацидоза механизм, функционирующий в условиях соответствия уровня С0₂, стимулирующего карбонатдегидратазную реакцию в клетках почечных канальцев и в BKЖ. При этом происходят общие потери ионов водорода. Уменьшение внеклеточной [НСОз-] также стимулирует функционирование этого механизма.

Реабсорбция бикарбонатов (рис. 11). В норме моча почти не содержит бикарбонатов.

Поверхности клеток почечных канальцев, обращенные в их просвет непроницаемы для бикарбонатов, вследствие чего их непосредственная реабсорбция невозможна. В просвете канальцев из бикарбонатов сначала образуется С02, а в клетках канальцев эквивалентное количество С02 превращается в бикарбонаты. Функционирование этого механизма зависит от действия карбонатдегидратазы в клетках канальцев и секреции Н+ из клеток в просвет канальцев в обмен на натрий, попадающий в фильтрат вместе с бикарбонатами. На рис. 11 представлена последовательность этапов этого процесса:

а) бикарбонаты проникают через клубочки в ультрафильтрат. Их концентрация в нем, как и в плазме крови, примерно 25 ммоль/л;

Рис. 12. Образование бикарбонатов в клетках почечных канальпев (О — основание, не являющееся бикарбонатом).

б) профильтрованный бикарбонат взаимодействует с ионами водорода, секретируемыми клетками канальпев, с образованием Н₂СО_з;

в) при диссоциации Н₂СО_з образуются СО₂ и вода. В проксимальном отделе канальцев эту реакцию катализирует карбонатдегидратаза, локализованная на обращенных в просвет канальцев биомембранах их клеток. В дистальвых отделах нефрона, где величина рН обычно ниже, НСОз, по-видимому, диссоциирует спонтанно;

г) при повышении Рсо₂ в просвете канальцев происходит диффузия СОз в клетки почечных канальцев в соответствии с концентрационным градиентом;

д) в условиях повышения внутриклеточной [CO₂] карбонатдегидратаза катализирует ее взаимодействие с водой, приводящее вновь к образованию угольной кислоты, которая диссоциирует на Н⁺ и НСОз-;

е) по мере секреции Н⁺ [инициирующей таким образом вышеописанную последовательность, начиная с пункта б] внутриклеточная концентрация НСОз- нарастает, и бикарбонат диффундирует в ВКЖ, что сопровождается реабсорбцией натрия в обмен на Д⁺.

Благодаря этому бесконечно повторяющемуся циклу в организме сохраняются буферные системы, которые в противном случае могли бы быть выведены из него клубочковой фильтрацией. Секретируемые Н имеют своим источником внутриклеточную воду и вновь включаются в состав воды в просвете канальцев. Поскольку баланс ионов водорода не изменяется и общее количество бикарбонатов не увеличивается, этот механизм не корректирует ацидоз, но может поддерживать устойчивое состояние.

Образование бикарбонатов (рис. 12). Механизм образования бикарбонатов в клетках почечных канальцев идентичен таковому реабсорбции бикарбонатов, но при его функционировании из организма выводятся Н⁺ и увеличивается количество НСОз-, что делает данный механизм идеальным для устранения ацидоза.

Повышение Рсоз или уменьшение [НСОз-] в клетках почечных канальцев может стимулировать активность карбонатдегидратазы. При этом увеличение [CO₂] является косвенным следствием повышения внеклеточного Рсо2 В противоположность эритроцитам клетки почечных канальцев в результате метаболических аэробных реакций непрерывно продуцируют CO₂, которая диффундирует из клеток в ВКЖ в соответствии с концентрационным градиентом. Повышение внеклеточного Рсоз уменьшая этот градиент, замедляет указанный процесс диффузии, что приводит к повышению внутриклеточного Рсо₂. Наоборот, уменьшение внеклеточной [НСОз-], увеличивая концентрационный градиент, усиливает выведение этого аниона из клеток.

В норме весь профильтрованный бикарбонат реабсорбируется при участии описанного выше механизма. Как только завершается реабсорбция бикарбонатов, секреция Н⁺ и образование НСОз- аависят от наличия в ультрафильтрате других буферных систем (0- на рис. 12). В противоположность бикарбонатной в этих буферных системах нет соединений, способных диффундировать в клетки почечных канальцев, а ионы водорода не включаются в состав воды. Ионы водорода выводятся из организма с мочой в виде НО. В клетках бикарбонаты образуются из клеточной С0₂, но не бикарбонатов первичной мочи, и, следовательно, происходит общее увеличение количества бикарбонатов. Как обычно, когда с мочой экскретируется 1 ммоль Н⁺, в ВКЖ вместе с натрием поступает 1 ммоль НСОз-.

Этот механизм очень похож на функционирующий в эритроцитах, но в отличие от последних клетки почечных канальцев не перемещаются между легкими и периферическими тканями. На них поэтому воздействует относительно постоянное Рсо₂ Связанное с секрецией ионов водорода образование бикарбонатов приобретает очень важное значение при ацидозе, когда оно стимулируется уменьшением внеклеточной [НСОз-] (метаболический ацидоз) или повышением внеклеточного Рсо₂ (дыхательный ацидоз).

Буферные системы мочи. В образование бикарбонатов с секрецией Н⁺, помимо бикарбонатной, вовлечены и другие буферные системы. Среди них наиболее важны фосфатная и аммонийная. Фосфатная буферная пара. При рН 7,4 фосфаты клубочкового ультрафильтрата преимущественно представлеяы ионами двузамещенных фосфатов (HP0₄⁼), которые могут, присоединяя Н⁺, становиться ионами однозамещенных фосфатов (Н₂Р0₄-). Величина рК пары равна 6,8.

Даже при небольшом ацидозе из солей костной ткани высвобождается больше кальция и фосфатных ионов, чем при нормальных значениях рН. При этом потребности в увеличении экскреции Н⁺ с мочой соответствует повышение буферной емкости клубочкового фильтрата, что обусловлено увеличением содержания в нем фосфатов, высвобождаемых из костной ткани.

Роль аммиака. По мере увеличения секреции Н⁺ все большее количество двузамещенных фосфатов превращается в однозамещенные до тех пор, пока (при рН менее 5,5) основная масса фосфатов не будет в этой форме. При тяжелом ацидозе важное значение приобретает образование бикарбонатов, но фосфаты мочи не могут поддерживать постоянную непрерывную секрецию ионов водорода. Преобладающий количественно в моче анион хлорид не может оказать буферное действие на ионы водорода (хлористоводородная или соляная кислота ионизирована почти полностью). По мере того как моча становится более кислой, в ней нарастает содержание ионов аммония. Повидиому, амиак мочи способствует дальнейшей секреции ионов водорода и образованию бикарбонатов.

В клетках почечных канальцев имеется фермент глутаминаза, катализирующий гидролиз конечной аминогруппы глутамина (GluCONH₂) с образованием глутамина (GluCOO-) и иона аммония,

но значение рН для этой системы равно примерно 9,8, а при рН 7,4 равновесие резко смещено к NH4⁺. Диффузия NH₃ из клеток в мочу происходит со значительно большей скоростью, чем NH4⁺. При кислой реакции мочи обратная диффузия NH₃ не происходит, так как он жадно взаимодействует с секретируемыми (прп участии карбонатдегидратазы) ионами Н⁺. В этой ситуации возможна экскреция ионов водорода в виде хлорида аммония. Поэтому при сильном ацидозе образование бикарбонатов может продолжаться даже после того, как буферная емкость фосфатов истощена. Диссоциацию NH4⁺ в клетках обеспечивает выведение NH₃ с мочой. Однако эта диссоциация высвобождает Н⁺ в клетках. Казалось бы, нет никакого смысла в буферном действии в отношении сек

рйтируемых Н⁺ в моче, если одновременно Н⁺ образуются в клетках.

Объяснение этих явлений возможно на основе изучения превращений глутамата (GluCOO-), образующегося одновременно с ионам аммония. Глутамат после дезаминирования до аоксоглутарата может превращаться в глюкозу путем глюконеогенеза — процесса, при котором используется эквивалентное количество Н⁺. Таким образом, высвобождаемые в клетках Н⁺ могут включаться в состав глюкозы.

Как обычно, конечным результатом является увеличение НСОз-.

При ацидозе повышается активность глутаминазы и усиливается глюконеогенез.

Образование бикарбонатов в желудочнокишечном тракте

В клетках слизистой оболочки кишечника бикарбонаты образуются при участии карбонатдегидратазы. Они могут поступать либо в ВКЖ, либо в просвет кишечника, но в любом случае необходимым условием является перекачивание Н⁺ в противоположном направлении. Электрохимическая нейтральность обеспечивается либо обменом Na+ на Н⁺ при участии механизма, обратного функционирующему в почках, либо перемещением Сl- вместе с Н⁺.

Секреция кислоты в желудке. Париетальные клетки желудка секретируют Н⁺ вместе с Сl- в его полость. Как только Н+ Сl- поступают в полость желудка, увеличивается [НСОз-] в ВКЖ, что объясняет явление щелочного прилива после приема пищи. У здорового человека это явление быстро корректируется секрецией бикарбонатов по мере того, как пищевые массы перемещаются по желудочнокишечному тракту. Этот механизм важен для объяснения развития метаболического алкалоза, обусловленного стенозом пилорической части желудка.

Секреция бикарбоната натрия клетками поджелудочной железы и желчных протоков. Содержимое двенадцатиперстной кишки является щелочным, поскольку поступающий в него через общий желчный проток секрет содержит много бикарбонатов. Секреция бикарбоната натрия клетками поджелудочной железы и желчных

Рис. 13. Возможные механизмы превращений бикарбонатов в желудочнокишечном тракте.

протоков представляет собой процесс, обратный его реабсорбции в клетках почечных канальцев. Функционирующие в поджелудочной железе и желчных протоках механизмы стимулируются местным повышением Pco₂ когда Н⁺ перекачиваются из железистых клеток в ВКЖ и реагируют с НСОз-, образуемым париетальными клетками желудка. Эти процессы аналогичнь! стимуляции образования бикарбонатов в почках при повышении Рсоа в просвете канальцев. Потеря организмом большого количества дуоденального сока может вызвать истощение резерва бикарбонатов.

Секреция бикарбонатов и реабсорбция хлоридов клетками желуДочнокишечного тракта. По мере продвижения содержимого жеудочнокишечного тракта по кишечнику в его просвет поступают бикарбонаты, тогда как хлориды перемещаются в противоположном направлении под действием механизма, обратного функционирующему в слизистой оболочке желудка. Таким образом корректируются происходящие в желудке потери хлоридов в увеличение содержания бикарбонатов. Предпочтительная реабсорбция хлоридов мочи при функционировании этого механизма объясняет факт развития гиперхлоремического ацидоза после трансплантации мочеточника в подвздошную кишку или в толстый кишечник.

На рис. 13 представлены в общем виде механизмы превращений бикарбонатов в желудочнокишечном тракте.

Итак, СО₂ играет ведущую роль в гомеостазе ионов водорода. Несмотря на казалось бы неблагоприятную для функционирования в физиологических условиях величину рК бикарбонатной буферной системы, тенденция Н₂СОз к образованию газообразной С02, парциальное давление которой благодаря регулирующим воздействиям дыхательного центра и легких поддерживается в диапазоне 5,3 кПа, а также способность клеток почечных канальцев и эритроцитов поддерживать [НСОз-], равной 25 ммоль/л при данном Рсоа» обеспечивают стабилизацию рН на уровне, превосходящем величину рК этой системы. Нарушения функций почек или легких приводят к расстройствам регуляции внеклеточного рН. Ингибирование активности карбонатдегидратазы (с. 124) снижает образование бикарбонатов в эритроцитах и клетках почечных канальцев, угнетает реабсорбцию бикарбонатов из клубочкового фильтрата и приводит к истощению резерва бикарбонатов.

Помимо бикарбонатов и гемоглобина, к числу буферных систем организма относятся белки плазмы крови и тканей. Внутриклеточные белки имеют важное значение для местных буферных аффектов, но роль белков плазмы крови в гомеостазе ионов водорода весьма мала. Фосфатные буферные системы, имеющие рК 6,8, очень важны для обеспечения буферных эффектов в моче, где их концентрация может достигать 25 ммоль/л. В плазме крови концентрация фосфатов составляет лишь около 1 ммоль/л, и они не играют важной роли в буферном действии крови.

НАРУШЕНИЯ ГОМЕОСТАЗА ИОНОВ ВОДОРОДА

В нарушениях гомеостаза ионов водорода участвуют бикарбонатные буферные пары. При дыхательных нарушениях первичными являются изменения содержания СО₂ но при так называемых метаболических расстройствах прежде всего изменяется [НСОз-], тогда как отклонения от нормы в содержании CО₂ являются вторичными.

Измерения, применяемые для оценки баланса ионов водорода

Измерения рН крови указывают лишь на наличие явного ацидоза или алкалоза. Если имеются отклонения от нормы величины рН крови, то причиной этого может быть нарушение механизма регуляции содержания CО₂ (включающего легкие и дыхательный центр) или дисбаланс между использованием бикарбонатов для обеспечения буферных эффектов и их реабсорбцией и образованием в клетках почечных канальцев и в эритроцитах. Однако нормальная величина рН крови не исключает возможности нарушения перечисленных процессов; она может поддерживаться компенсаторными механизмами. Для оценки этих факторов необходимо определение содержания компонентов бикарбонатной буферной системы. Концентрацию растворенной СО₂ рассчитывают, умножая измеренное Рсо₂ на константу растворимости данного газа (0,23, если Рсо₂ выражено в кПа; 0,03, если оно выражено в миллиметрах ртутного столба).

рН и Рсо₂. Для измерения этих величин следует использовать артериальную кровь, так как имеется значительная артериовенозная разница в величинах рН и Рсо₂. Поскольку на результаты определений Рсог некоторыми методами может влиять присутствие эритроцитов, для исследования требуется цельная (гепаринизированная) кровь.

Важное значение имеет методика взятия крови, подробно описанная на с. 135.

Измерение [НСОз-] в крови. Для определения концентрации бикарбонатов в циркулирующей крови можно применить один из следующих двух методов.

1. Общая концентрация бикарбонатов (Тсо₂) в плазме крови. Это, по-видимому, наиболее часто и легко измеряемый показатель гомеостаза ионов водорода. Для обеспечения надежных результатов требуется получить достаточное количество плазмы крови (с. 133). Если нет необходимости определять рН и Рсо₂, можно использовать для анализов венозную кровь, что является определенным преимуществом данного метода, позволяющего оценить суммарное содержание в плазме крови бикарбонатов, угольной кислоты и растворенной С0₂. При рН 7,4 отношение [НСОз-] к концентрациям двух других указанных компонентов составляет примерно 20:1, а при рН 7,1—10:1. Таким образом, если Tcog равна 21 ммоль/л, то доля [НСОз-] при рН 7,4 составляет 20 ммоль/л и при рН 7,1 — несколько более 19 ммоль/л. На долю Н₂СОз+СО₂ приходится соответственно лишь 1 моль/л и несколько меньше 2 ммоль/л. Следовательно, Тсо₂ дает адекватное представление о концентрации бикарбонатов в плазме крови.

2. Фактическая концентрация бикарбонатов. Для этого анализа берут цельную артериальную кровь. Рассчитывают по уравнению Гендерсона—Гассельбалха, используя измеренные величины

Определяемая таким путем величина характеризует [НСОз-] цельной крови и по причинам, рассмотренным выше, обычно хорошо коррелирует с Тсо₂ плазмы крови. Если известны два других параметра, то целесообразнее использовать именно этот метод.

Ацидоз

Ацидоз обусловлен уменьшением отношения [НСОз-]: Рсо₂ в ВКЖ.

При метаболическом (нереспираторном) ацидозе первичным нарушением в бикарбонатной буферной системе является уменьшение [НСОз-].

При респираторном ацидозе первичным нарушением в бикарбонатной буферной системе является повышением Рсо₂.

Как при метаболическом, так и при респираторном ацидозах отношение [НСОз-]: Рсог и, следовательно, рН можно нормализовать, изменяя концентрацию другого компонента буферной пары в направлении, соответствующем таковому первичного нарушения. Эта компенсация может быть частичной или полной. При метаболическом ацидозе компенсаторный сдвиг заключается в снижении Рсо₂; при респираторном ацидозе — в увеличении [НСОз-].

При полностью компенсированном ацидозе величина рН в пределах нормы. Однако содержание других компонентов, фигурирующих в уравнении Гендерсона—Гассельбалха, отклоняется от нормы. Полная нормализация всех этих параметров возможна только после устранения первичного нарушения.

Метаболический ацидоз

Первичным нарушением в бикарбонатной буферной системе при метаболических ацидозах является уменьшение [НСОз-], которое, уменьшая соотношение [НСОз-]: [С0₂], приводит к снижению рН. Причиной этого может быть: выведение бикарбонатов из организма через почки или желудочнокишечный тракт; 2) нарушение образования бикарбонатов и 3) использование их при буферном действии по отношению к Н⁺. Для обеспечения электронейтральности в условиях уменьшения числа отрицательно заряженных ионов необходимо либо заменить их эквивалентным числом одного или нескольких других анионов, либо устранить из системы эквивалентное число одного или нескольких катионов. Классифицируя метаболические ацидозы с учетом этих положений, мы можем объяснить многие сопутствующие ацидозу явления. Можно также оценить значение определений хлоридов.

При любых вычислениях, связанных с соотношениями между анионами и катионами, следует пользоваться миллиэквивалентами (мэкв), а не миллимолями (ммоль), поскольку моль может быть поливалентен (нести несколько зарядов на моль) и поскольку один отрицательный заряд уравновешивает один положительный (1 эквивалент катионов уравновешивает 1 эквивалент анионов). У здорового человека более 80% внеклеточных анионов приходится на долю хлоридов и бикарбонатов. Остальные 20% (иногда их называют неизмеряемыми анионами) составляют белки, а также встречающиеся обычно в низких концентрациях ураты, фосфаты, сульфаты, лактаты и другие органические анионы При патологических состояниях концентрация белков остается относительно постоянной, но содержание других неизмеряемых анионов может значительно варьировать.

У здорового человека более 90% катионов плазмы крови составляют натрий и калий. Остальное включает низкие концентрации кальция и магния, которые обычно не определяют, так как даже при патологических состояниях они изменяются мало.

Разность между общими измеряемыми концентрациями катионов (натрия и калия) и анионов (хлоридов и бикарбонатов), иногда называемая анионным промежутком, в норме составляет примерно 15—20 мэкв/л. Если принять неизмеряемые анионы за А-, то характерную для нормы ситуацию можно выразить так:

Анионный разрыв, обусловленный А-, равен 19 мэкв/л.

В табл. 10 обобщены данные об изменениях концентраций анионов и катионов при низкой [НСОз-] в условиях метаболического ацидоза.

Рассматривая последующие примеры, мы будем считать, что [НСОз-] снижается на 10 ммоль/л (10 мэкв/л).

1. Повышение [А-]. При недостаточности почечных клубочков на фоне нормального функционирования канальцев образование бикарбонатов нарушено в результате снижения количества:

1) натрия, доступного для обмена на Н⁺ и 2) буферного аниона 0- (см. рис. 12), взаимодействующего с Н⁺. Эти буферные анионы попадают в категорию неизмеряемых анионов (А-). Задержка каждого миллиэквивалента этих анионов снижает на 1 мэкв количество секретируемых Н⁺ и, следовательно, на 1 мэкв количество образуемого НСОз-. Поэтому задерживаемый анион А- замещает НСОз-. Если нет осложнений, содержание хлоридов не изменяется. (Подчеркнуты величины, отличающиеся от нормы.)

В этом примере [НСОз-] уменьшилась от 25 до 15, тогда как [А] повысилась от 19 до 29 мэкв/л. Анионный промежуток (полностью определяемый [А-]) соответственно увеличился на ту же величину.

Т а б л и ц а 10. Изменения концентрации ионов, компенсирующие уменьшение [НСОз-], при метаболическом ацидозе

Нарушения	Измеряемые		Неизмеряемые анионы		Анионный промежуток
	катион [Nа+]	анион [Сl-]	смесь [A-]	отдельные [X-]
Недостаточность клубочков	Н	Н		-	
Кетоацидоз и лактат ацидоз	Н	Н	—	 (лактат или кетокислота)	
Выведение через желу дочнокишечный тракт или недостаточность почечных канальцев	Результаты вариабельны
Трансплантация моче- точника, диакарб, ка- нальцевый ацидоз, NH4C1	Н		Н	Н	Н

При общей почечной недостаточности поражение канальцев приводит к дальнейшему снижению образования бикарбонатов. При этом электрохимическая нейтральность поддерживается выведением других ионов.

Величина рН понижена, если образование бикарбонатов в почках нарушено настолько, что не соответствует скорости утилизации бикарбонатов в периферических тканях.

Так как дыхательный центр реагирует на ацидоз, наступает компенсация. Выведение из организма СОз происходит через альвеолы легких, и величина рН нормализуется. В тех случаях, когда ацидоз компенсирован, Рсо₂ низкое.

Если определить содержание мочевины в плазме крови, то обычно причина снижения [НСОз-] становится очевидной.

Коррекция возможна только после повышения СКФ (например, путем устранения дегидратации). При ацидозе, обусловленном необратимой клубочковой недостаточностью, обычно противопоказаны все способы лечения, кроме диализа, поскольку существует опасность введения натриевых солей щелочей в организм больного в условиях нарушения экскреции натрия. Другие способы лечения (за исключением диализа) редко необходимы.

2. Повышение содержания отдельных анионов (Х-), отличных от хлоридов. Такими анионами являются ацетоацетат и роксибутиран (при кетоацидозе), а также лактат (при лактатном ацидозе).

При обоих названных синдромах увеличение [Х-] обусловлено их чрезмерным образованием, но не уменьшением экскреции. При этом одновременно вырабатывается Н'¹". Поэтому в организме нарастает содержание кислот. Уменьшение [НСОз-] — результат его утилизации при буферном действии в отношении Н⁺, которые сопровождают Х-.

Если нет осложнений, содержание хлоридов не изменяется.

В этом примере уменьшение [НСОз-] от 25 до 15 мэкв/л возмещается 10 мэкв/л аниона Х-. Следовательно, анионный промежуток соответствует сумме [А-] и [Х-], т. е. 29 мэкв/л.

При отсутствии осложнений описанные выше почечные и эритроцитарные механизмы функционируют нормально.

Реабсорбция бикарбонатов из клубочкового фильтрата происходит полностью.

Уменьшение [НСОз-] в ВКЖ стимулирует их образование в клетках почечных канальцев и эритроцитах (см. рис. 10 и 12). Отклонения [НСОз-] от нормы наблюдают лишь в тех случаях, когда скорость образования бикарбонатов уступает скорости их утилизации. Моча становится кислой, так как скорость секреции Н⁺, сопряженная с образованием бикарбонатов, возрастает.

Благодаря функционированию этого тонкого механизма добавочные (и потенциально токсичные) количества Н⁺ превращаются в воду после оказания на них буферного действия НСОз- и, следовательно, инактивируются вокруг мест их образования. При восполнении запасов бикарбонатов происходит повторная утилизация воды; при этом вновь высвобождается Н⁺, но на этот раз в клетках почечных канальцев, где он немедленно выводится из организма. Вода таким образом используется как пассивный переносчик водорода от места его выработки к месту секреции (рис. 14), хотя в этих процессах участвуют не те же самые вода и СО₂. Вода доступна свободно, а СО₂ непрерывно образуется в клетках почечных канальцев.

Когда при ацидозе происходит стимуляция дыхательного центра, СО₂, образуемая при буферных эффектах бикарбонатов, выводится из организма через легкие, резервная емкость которых

настолько велика, что Рсо₂ крови никогда не повышается в условиях их нормального функционирования. Дыхательный центр продолжает реагировать на снижение рН до тех пор, пока понижение Рсог не становится достаточным для коррекции соотношения [НСОз-]: Рсо₂. когда ацидоз компенсируется. Полная коррекция за счет функционирования почек возможна лишь при условии снижения выработки Н⁺ до такого уровня, который соответствовал бы скорости их утилизации.

Постановка диагноза обычно не вызывает затруднений. Наиболее распространенной причиной кетоацидоза является нелеченый диабет. Обнаружение высокой концентрации глюкозы в крови указывает на причину низкой [НСОз-]. В некоторых случаях при голодании кетоз может быть достаточно тяжелым, чтобы вызвать ацидоз.

Наиболее распространенной причиной лактатного ацидоза является нарушение аэробных процессов обмена веществ при тканевой гипоксии у больных, находящихся в состоянии шока и с пониженным давлением крови. На основании клинических наблюдений обычно удается установить непосредственную причину ацидоза. Такие лекарственные средства, как фенформин или салицилаты (при передозировке), также могут нарушать метаболизм молочной кислоты и приводить к лактатному ацидозу. В тех случаях, когда по неясной причине обнаруживают уменьшение [НСОз-], следеут ознакомиться с перечнем применявшихся лекарственных средств.

При нарушениях кровоснабжения тканей диабетический кетоапидоз может осложняться лактатным ацидозом. Как при лактатвом, так и кетоацидозе истощение резервов жидкости в организме и гипотония могут приводить к снижению СКФ, что способствует дальнейшему усугублению ацидоза за счет нарушения функционирования почек. Оценить относительное значение этих различных факторов в процессах, способствующих уменьшению [НСОз-], обычно не представляется возможным. Для решения практических задач в этом, однако, нет необходимости. Лечебные меро приятия должны: быть направлены на улучшение тканевого кро­воснабжения путем регидратации соответствующими жидкостями и применением других способов нормализации давления крови. Диабетический кетоацидоз следует лечить инсулином. В случаях очень тяжелого ацидоза может быть показано внутривенное введе­ние изоосмолярных или даже гиперосмолярных растворов бикар­бонатов. Этот способ лечения следует применять с осторожностью, так как существует опасность быстрого развития гиперосмоляльности плазмы крови и гипокалиемии. Нарушения дыхательных функций, затрудняющие компенсаторное выведение СОз из орга­низма, также требуют лечения.

3. Выведение из организма через желудочнокишечный тракт анионов и катионов. В имеющем щелочную реакцию содержимом двенадцатиперстной кишки концентрация бикарбонатов в 2 раза выше, чем в плазме крови. Выведение из организма через фпстулу содержимого двенадцатиперстной кишки может уменьшить [НСОз-] в плазме и вызвать ацидоз. Электрохимическая нейтраль­ность поддерживается выведением из организма анионов и катио­нов в эквивалентных количествах. Концентрации электролитов в плазме, первоначально зависящие от состава теряемых организ­мом жидкостей, определяются главным образом составом жидко­стей, применяемых для восполнения объема циркулирующей кро­ви. Скорость образования в почках НСОз- при снижении их концентрации возрастает; отклонения [НСОз-] от нормальных величин развиваются только в условиях очень быстрого выведе­ния бикарбонатов через желудочнокишечный тракт. Однако при сильном истощении резервов жидкости в организме, когда снижа­ется СКФ, возможно нарушение функционирования ночек, с чем связано ускоренное развитие ацидоза.

Постановка диагноза обычно основана на клинических данных и не вызывает затруднений.

Лечение направлено на восстановление объема жидкости назначением соответствующего раствора. Обычно, если удается поддерживать адекватную СКФ, почки корректируют ацидоз беа применения бикарбонатов. Но при потерях организмом значи­тельных количеств бикарбонатов может потребоваться их введе­ние.

При недостаточности почечных канальцев возможно выведе­ние из организма аналогичной смеси ионов с мочой. Реабсорбция и образование НСОз- в почках нарушаются в результате расстрой­ства механизмов секреции Н⁺ в канальцах. Полиурия указывает на причину низкой концентрации анионов НСОз-.

4. Повышение Сl-. В рассмотренных выше пунктах 1 и 2 уменьшение [НСОз-] компенсируется за счет увеличения неизме­ряемых анионов; в отсутствие осложнений [С1-] не изменяется. В пункте 3 отмечены вариабельные изменения [С1-]. Сочетание низкой [НСОз-] и высокой [С1-], известное под названием гиперхлоремический ацидоз, встречается редко. Обычно его развитие может быть предсказано па основании результатов клинических обследований. В таких случаях анионный промежуток остается в пределах нормы.

а) Подобное сочетание можно было бы обнаружить в случае потери НСОз- из организма при эквивалентном обмене на хлори­ды. Это происходит при трансплантации мочеточников в под­вздошную кишку или в толстый кишечник, клетки которых подобно клеткам почечных канальцев способны к активному транспорту ионов. В норме в этой части желудочнокишечного тракта реабсорбция воды и электролитов уже почти завершена. Однако если в просвет кишечника поступает содержащая хлори­ды жидкость, то клетки кишечника реабсорбируют часть этих хлоридов в обмен на НСОз-. Поэтому истощение резерва бикар­бонатов в организме может развиться, если моча через трансплан­тированный мочеточник попадает в подвздошную кишку (или ее петли) или в толстый кишечник. Подобные операции могут быть показаны при новообразованиях мочевого пузыря, когда необходи­мо его полное хирургическое удаление. Таким больным нужно назначать перорально большие дозы бикарбонатов для преду­преждения резкого снижения содержания бикарбонатов и повы­шения количества хлоридов в плазме.

б) При любом патологическом состоянии, поражающем почеч­ные канальцы, нарушается секреция Н⁺ и, следовательно, реаб­сорбция и образование бикарбонатов. Однако если функции ка­нальцев, связанные с участием не Н⁺, а других ионов, не наруше­ны, то развивается гиперхлоремический ацидоз.

В норме преобладающая масса профильтрованного натрия реабсорбируется с хлоридами. Остальная его часть, возвращающа­яся в ВКЖ, обменивается на секретируемые Н⁺ или K⁺. Если секреция Н⁺ нарушена и реабсорбируется такое же количество натрия, как и до нарушения секреции Н⁺, то натрий должен вса­сываться вместе с Сl- или обмениваться на К⁺. Поэтому этот тип гиперхлоремического ацидоза часто сочетается с гипокалиемией, которая не свойственна любому другому ацидозу, когда, как пра­вило, встречается гиперкалиемия. Существуют две причины аци­доза этого типа — поражение почечных канальцев и введение в организм ингибиторов карбонатдегидратазы.

Канальпевый ацидоз. Патологические состояния, приводящие к развитию этого синдрома, обычно являются результатом приоб­ретенных поражений почечных канальцев, вследствие чего нару­шается нормальный процесс подкисления мочи даже после кис­лотной нагрузки хлоридом аммония. При этом может нарушаться либо механизм секреции Н⁺, либо проницаемость дистальных отделов почечных канальцев для секретированных Н⁺, что позво­ляет им диффундировать обратно в кровоток; в противополож­ность ситуации общей недостаточности канальцев клетки почечных канальцев сохраняют способность к образованию аммиака. Поскольку первичного поражения почечных клубочков нет, содержание мочевины и креатинина в плазме часто в пределах нормы. Однако при длительном ацидозе увеличивается высвобож­дение свободного ионизированного кальция из костей. В почечных канальцах этот кальций часто выпадает в осадок, и у больного может развиться уремия, обусловленная кальцинозом и фибро­зом почек. Усиленным распадом минеральных компонентов кост­ной ткани можно также частично объяснить происхождение фосфатурии, которая во многих случаях сопровождает канальцевый ацидоз.

Лечение диакарбом. Диакарб — это лекарственный препарат, применяемый при лечении глаукомы. Он ингибирует активность карбонатдегидратазы, играющей важную роль в секреции Н⁺ клетками почечных канальцев и в образовании НСОз- эритроци­тами (см. рис. 10, 11 и 12). Поэтому после введения диакарба нарушается реабсорбция и образование бикарбонатов, что приво­дит к метаболическому ацидозу.

Суммируя данные о результатах лабораторных исследований при метаболическом ацидозе, отметим, что: 1) [НСОз-] всегда низкая; 2) Рсо₂ обычно низкое (компенсаторный сдвиг); 3) рН низкий (декомпенсированный или частично компенсированный сдвиг) или в пределах нормы (полностью компенсированный сдвиг); 4) концентрация хлоридов в большинстве случаев без изменений. Она повышена после трансплантации мочеточников, применения диакарба или при канальцевом ацидозе.

В выяснении причины метаболического ацидоза могут помочь тесты: 1) определение содержания мочевины в плазме; 2) опре­деление содержания глюкозы в плазме; 3) пробы на наличие кетонов в моче или в крови.

Респираторный ацидоз

Результаты лабораторных исследований при респираторном и нереспираторном ацидозах существенно различаются между собой.

Первичным дефектом является задержка в организме СОг, обычно вследствие общего нарушения дыхательной функции. По­следующее повышение Pcog обнаруживают во всех случаях рес­пираторного ацидоза. Для него (как и сопровождающего наруше­ния метаболизма) характерно уменьшение соотношения [НСОз] :Рсо₂.

Компенсаторные изменения [НСОз-] вызываются повышением скорости реакции, катализируемой карбонатдегидратазой, в эрит­роцитах и в клетках почечных канальцев при высоком Рсоу В этих условиях образование [НСОз-] ускорено, чтобы компенси­ровать повышенное Рсо₂ (см. рис. 10 и 12). Моча становится кислой по мере увеличения секреции Н⁺.

При острой респираторной недостаточности (например, вслед­ствие бронхопневмонии или астматического статуса) относитель­но быстро функционирующий эритропитарньш механизм способ­ствует небольшому увеличению [НСОз-]. Часто эта степень ком­пенсации не предотвращает снижение рН.

При хронической респираторной недостаточности (например, патологических ссотояниях, блокирующих дыхательные пути па длительный срок) первостепенное значение имеет почечноканальцевьш механизм. Хотя буферная емкость гемоглобина огра­ничена, до тех пор, пока клубочковый фильтрат обеспечивает доставку адекватных количеств натрия и буферных систем для поддержания постоянства секреции Н⁺, клетки почечных каналь­цев продолжают генерировать бикарбонаты, что способствует нормализации соотношения [НСОз-]: Рсо. При компенсированной хронической респираторной недостаточности, когда величина рН в пределах нормы, в некоторых случаях можно обнаружить содер­жание бикарбонатов, превышающее нормальный уровень в 2 раза.

При респираторном ацидозе в артериальной крови Рсо2 всегда повышено.

При острой респираторной недостаточности рН артериальной крови низкий,

[НСОз-] соответствует верхней границе нормы или несколько повышен.

При хронической респираторной недостаточности в артери­альной крови рН в норме или низкий (в зависимости от тяжести заболевания); [НСОз-] повышена.

Смешанный метаболический и респираторный ацидоз

Если при метаболическом ацидозе происходит задержка СО? в организме, то компенсаторно нарастающая [НСОз-] в крови час­тично используется для буферного действия не на НаСОз, а на другие кислоты. Процесс увеличения [НСОз-] нарушается, обра­зуется больше С02, и величина рН снижается до более низкого уровня, чем во время только задержки СОг. Эта ситуация особен­но часто встречается у новорожденных при респираторном дистресссиндроме, сочетающемся с лактатным ацидозом, обусловлен­ным гипоксией. Она может быть также следствием респираторной недостаточности с кетоацидозом или почечной недостаточностью. В таких случаях фактическая концентрация бикарбонатов (и Тсоа) может быть высокой, нормальной или низкой в зависи­мости от относительной патогенетической важности респиратор­ного и метаболического компонентов.

Алкалоз

Алкалоз обусловлен повышением соотношения [НСОз-]: Рсо₂ в ВКЖ.

При метаболическом алкалозе первичным дефектом в бикарбонатной буферной системе является увеличение [НСОз-]. Компенсаторное изменение Рсо₂ > если и происходит вообще, бывает незначительным.

При респираторном алкалозе первичным дефектом в бикарбонатноп буферной сястеме является снижение Рсоа. В качестве компенсаторного явления уменьшается [НСОз-].

Первичными продуктами метаболизма являются не гидроксильные ионы ц НСОз-, а иопы водорода и СО₂. Поэтому алка­лоз встречается более редко, чем ацидоз.

Несмотря на нормальное общее содержание кальция в плаз­ме, клиническим проявлением алкалоза может быть тетания вследствие снижения содержания свободного ионизированного кальция в относительно щелочной среде.

Метаболический алкалоз

Первичное увеличение [НСОз-] в плазме возможно при сле­дующих трех ситуациях: 1) применение гидрокарбонатов; прием внутрь высоких доз щелочей (обычно гидрокарбоната натрия) при лечении диспепсий или внутривенных вливаниях гидрокарбопатов. В этих случаях причины и способы лечения не вызывают сомнений; 2) образование бикарбонатов в почках при истощении резерва калия; 3) образование бикарбонатов в слизистой оболоч­ке желудка, когда выводятся ионы водорода и хлоридов при стено­зах пплорическои части или при промываниях желудка. В этих условиях развивается гипохлоремический алкалоз.

Сужение привратника желудка. Секреция Н+С1- в полость желудка сопровождается образованием эквивалентных количеств НСОз- в париетальных клетках (см. рис. 13). В норме за этими процессами следует секреция НСОз- в двенадцатиперстную киш­ку. Поэтому при рвоте, когда желудок и двенадцатиперстная кишка свободно сообщаются между собой, потеря секретированного НСОз- противопоставляется эффекту его образования в сли­зистой оболочке желудка. Такие рвоты относительно мало нару­шают баланс ионов водорода; теряются жидкость и электролиты.

Истощение объема жидкости в организме происходит и при рвотах в случаях сужения привратника желудка. Однако затруд­ненность сообщения между желудком и двенадцатиперстной киш­кой снижает потери НСОз", Na+ и К+. Выведение из желудка Н+ стимулирует их высвобождение в клетках слизистой оболочки желудка в ходе реакции, катализируемой карбонатдегидратазои, с генерированием эквивалентных количеств НСОз-. Потери Н+ про­должаются и, если количество бикарбонатов, выводимых с содер­жимым двенадцатиперстной кишки и мочой недостаточно для компенсации подъема [НСОз-] в плазме, то может развиться алкалоз.

В условиях сужения привратника желудка коррекция алкало­за зависит от выведения бикарбонатов из организма с мочой. Хотя ацидоз стимулирует дыхательный центр, алкалоз, по-видимому, существенно его не угнетает, и С02 не задерживается в организме в количествах, достаточных для компенсации увеличения [НСОз-] в плазме. Для реабсорбции бикарбонатов из клубочкового филь­трата важное значение имеет секреция Н+ в просвет почечных канальцев. Увеличение внеклеточной [НСОз-], поступившей в ВКЖ из клеток слизистой оболочки желудка, ингибирует образо­вание Н+ и НСОз- при участии карбонатдегидратазы в клетках почечных канальцев, тогда как уменьшение секреции Н+ в поч­ках угнетает реабсорбцию НСОз-. Последующее выведение из организма с мочой НСОз- может компенсировать повышенное образование НСОз- в слизистой оболочке желудка.

Два фактора могут нарушить эти процессы выведения НСОз- из организма с мочой, усугубляя проявления алкалоза.

1. Снижение СКФ в результате истощения объема жидкости в организме ограничивает общее количество НСО_з-, которое мо­жет быть выведено с мочой.

2. Концентрация хлоридов в клубочковом фильтрате может быть снижена, что свидетельствует о гипохлоремии, обусловлен­ной потерями с содержимым желудка. Изоосмотическая реабсорбция натрия в проксимальных отделах почечных канальцев зави­сит от пассивного обратного всасывания хлоридов в соответствии с электрохимическим градиентом. Снижение содержания хлори­дов ограничивает указанную изоосмотическую реабсорбцию, а до­ля натрия, доступного для обмена па Н+ и К+, возрастает. Кис­лотность мочи повышается, поскольку секреция Н+ стимулирует обратное всасывание НСОз-. Истощение резерва хлоридов будет также повышать потери калия в обмен на натрий, усугубляя тем самым гипокалиемию, обусловленную алкалозом.

При сужении привратника желудка рвота может таким обра­зом привести к гипохлоремическому алкалозу, гипокалпемии, концентрированию крови и слабовыраженной уремии (в связи с по­терями жидкости).

Гппокалиемия может оставаться скрытой до тех пор, пока организм больного находится в состоянии дегидратации. Следует предвидеть возможность выявления гипокалиемии в ходе лечения таких больных.

Поскольку при сужении привратника желудка лечение обычно начинают до развития гипохлоремического алкалоза, тяжелые формы этого патологического состояния встречаются относительно редко. Однако при наличии типичных изменений в содержа­нии бикарбонатов и хлоридов можно (хотя в этом нет необходи­мости) поставить диагноз исключительно на основании данных биохимических исследований. В этих случаях содержание в плаз­ме хлоридов может быть меньше, чем содержание натрия, не на 40 ммоль/л, как обычно, а на 80 ммоль/л.

Лечение расстройств биохимических процессов при сужении привратника желудка (в условиях нормального функционирова­ния почек) заключается в восполнении резервов воды и хлоридов путем введения больших количеств физиологического раствора. В дальнейшем коррекция алкалоза обеспечивается почками. Рас­творы, которые из-за сужения привратника следует вводить внутривенно, должны быть изоосмолярны. К ним добавляют калий, если его концентрация в плазме находится в пределах нижней границы нормы пли понижена.

Респираторный алкалоз

При относительно нормальном транспорте С02 в альвеолах легких первичное снижение Рсоа обусловлено чрезмерно частым и глубоким дыханием (например, при истерии), что может быть следствием таких причин, как гипервентиляция легких (выходя­щая изпод контроля физиологических регуляторных механизмов, хотя легкие функционируют нормально); 2) стимуляция дыха­тельного центра в условиях повышения внутричерепного давле­ния или поражений стволовой части головного мозга при нор­мальной функции легких; стимуляция дыхательного центра в условиях гипоксии при относительно нормальной суммарной диф­фузии СОг в легочных альвеолах; 3) отек легких; 4) долевая пневмония; 5) коллапс или фиброз легких; 6) искусственная гипервентиляция легких.

Снижение Рсо₂ ингибирует механизмы карбонатдегидратазы в клетках почечных канальцев и эритроцитах, снижая образование и реабсорбцию НСОз" (см. рис. 10, 11 и 14). Компенсаторное сни­жение [НСОз-] благоприятствует нормализации рН. Важно не интерпретировать низкую [НСОз-] при усиленном дыхании как метаболический ацидоз, стимулирующий дыхательный центр. В сомнительных случаях показаны определения рН и Рсоа ^в артериальной крови.

При респираторном алкалозе в артериальной крови всегда сни­жено Pcoai фактическая [НСОз-] находится в пределах нижней границы нормы или снижена, рН повышен (декомпенсированный или частично компенсированный) или в норме (полностью ком­пенсированный сдвиг).

При передозировках салицидатов, непосредственно стимули­рующих дыхательный центр, первоначально развивается респира­торный алкалоз, который приводит к разобщению тканевого дыхания и окислительного .фосфорилирования. В результате нарушения аэробных реакций обмена веществ возникает метабо­лический (лактатный) ацидоз на фоне респираторного алкалоза.

Таблица 11. Обобщенные результаты исследований артериальной крови при нарушениях гомеостаза ионов водорода

Подчеркнутые стрелки = первичные нарушения, дважды подчеркнутые = компенсаторные изменения.

Примечания. 1. Общее истощение резервов калия может вызывать вне­клеточный алкалоз. Общий алкалоз может вызывать гипокалиемию. Диагностика первичной причины сочетания алкалоза и гипокалиемии возможна только на осно­вании клинического анамнеза. 2. Гипервентиляция вызывает снижение [НСОз] при респираторном алкалозе. Метаболический ацидоз с низкой [НСОз] вызывает гипервентиляцию. Дифференциальная диагностика этих двух состояний возможна только путем измерения в крови рН и/или p_со2

Как респираторный алкалоз, так и метаболический ацидоз приво­дят к снижению содержания НСОз" в крови, но рН может быть повышен (если преобладает респираторный алкалоз), в норме (если алкалоз и ацидоз уравновешивают друг друга) или снижен (если преобладает метаболический ацидоз). Единственным спосо­бом оценки истинного состояния баланса ионов водорода является измерение рН крови.

В табл. 11 обобщены данные о возможных результатах лабо­раторных исследований при нарушениях гомеостаза водорода. Для того чтобы реально оценить необходимость использования этих тестов, мы настоятельно рекомендуем ознакомиться с разделом, посвященным изучению гомеостаза ионов водорода.

СОДЕРЖАНИЕ ГАЗОВ В КРОВИ

При нарушениях дыхания, связанных с ацидозом, информа­ция о парциальном давлении кислорода (Ро ₂) не менее важна, чем данные о рН, Рсо₂ и [НСОз-].

В нормальном газообмене через легочные альвеолы участвуют процессы выведения из организма СОа и поступления Оа. Однако при патологических состояниях снижение Ро2 и повышение Рсоа не всегда происходят одновременно, что обусловлено следующими двумя причинами.

1. В воде растворимость СОз значительно выше, чем О₂. Ско­рость диффузии С02 в воде в 20 раз выше, чем О₂. При отеке легких, например, Ро₂ в артериальной крови снижено потому, что диффузии Оз через мембраны легочных альвеол препятствует транссудат. Гипоксия и расширение легких стимулируют дыха­ние, в результате чего СОз вымывается. Однако скорость транс­порта Оч через жидкую среду не может возрасти настолько, что­бы достичь нормализации Роа. В результате этих процессов в артериальной крови Рсоа низкое или в норме и Роа низкое. Толь­ко при очень тяжелых патологических состояниях отмечают по­вышение Рс02.

2. В норме гемоглобин артериальной крови на 95% насыщен кислородом. В плазме крови растворено очень небольшое коли­чество кислорода, который находится в равновесии с оксигемоглобином. Гипервентиляция легких при нормальном атмосферном Роа не может вызвать значительного увеличения содержания кис­лорода в крови, оттекающей от альвеол в норме, но может, одна­ко, привести к снижению Рсоэ. Вдыхание чистого кислорода в результате повышения РоаВ легких может повысить Роз в арте­риальной крови, не изменяя, однако, насыщения гемоглобина кислородом.

Рассмотрим ситуацию, возникающую при таких респираторных заболеваниях, как долевая пневмония, коллапс легкого, фиброз или инфильтрация легких. При этих заболеваниях не все альвео­лы вовлекаются в одинаковый патологический процесс в равной мере.

а) некоторые альвеолы не будут затронуты патологическими изменениями. Состав оттекающей от них крови первоначально не отличается от нормальной артериальной крови. Ускорение или углубление дыхания может значительно снизить Pcosi не изме­няя, однако, ни Роа, ни насыщения гемоглобина кислородом в этой крови.

б) в некоторые альвеолы даже при их нормальном кровоснаб­жении может быть затруднено поступление воздуха, по-видимому, из-за непроходимости бронхиол. Состав крови, оттекающей от них, близок к таковому венозной крови (или крови из артериовенозного шунта). Усиленная вентиляция легких (если она не способствует восстановлению проходимости бронхиол) не влияет при этом на сниженное Род и повышенное Рсог

в) в некоторые альвеолы при условиях недостаточности их кровоснабжения воздух поступает нормально. Такие альвеолы по существу представляют собой «мертвое пространство». Усиленная вентиляция легких оказывается бесполезной, так как сколько бы воздуха ни поступало в альвеолы и ни выходило из них, газо­обмен с кровью не совершается.

Венозная и артериальная кровь (указанная в пунктах а) и б) соответственно) прежде чем поступить в левое предсердие сме­шивается в легочной вене. Высокое Рсоа и низкое Роа стимули­руют тканевое дыхание. Если в легких имеется достаточное коли­чество непораженных альвеол (а), то очень низкое Рсоз в крови, оттекающей от них, может компенсировать высокое Рсоа в крови, оттекающей от плохо аэрируемых альвеол. По причинам, рас­смотренным выше, при этом не происходит существенных изме­нений Роа или насыщения гемоглобина кислородом. Конечным результатом указанных процессов поэтому является низкое или нормальное Рсоа в артериальной крови и низкое Ро₂

В тех случаях, когда в легких велика доля альвеол типа б) и в), гипервентиляция lie может нормализовать Pcusi " результате чего в артериальной крови отмечают высокое Рсоа и низкое Роа

При нормальном кровоснабжении почти всех альвеол, по пло­хой их аэрации в артериальной крови отмечают высокое Рсог ^и низкое Роа • Такая ситуация возможна при механических или неврологических нарушениях движений, связанных с актом ды­хания или закупоркой бронхов или бронхиол. Однако на ранних стадиях острого приступа астмы стимуляция дыхания растяжени­ем альвеол может поддерживать Рсоа в пределах нормы или даже пониженным.

Ниже приведены две группы данных, получаемых при обсле­довании больных с респираторными заболеваниями. Патологиче­ские состояния, отмеченные звездочкой (*), можно отнести к любому типу.

Низкое Роа в артериальной крови при низком или нормаль­ном Рсо² возможно при отеке легких (нарушение диффузии), пневмонии (*), коллапсе легкого (*), фиброзе или инфильтрации легких (*).

Низкое Ро₂ в артериальной крови при высоком Рсоа может быть при травмах груди, сильном ожирении, анкилозирующем спондилите (нарушения движений грудной клетки), полиомиели­те, поражениях центральной нервной системы, затрагивающих дыхательный центр (нарушения иннервации мышц, участвующих в акте дыхания), спазмах гортани, тяжелой астме, хронических бронхитах и эмфиземе легких (нарушения аэрации альвеол), пневмонии (*), коллапсе легкого (*), фиброзе или инфильтрации легких (*).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Гомеостаз ионов водорода

1. В гомеостазе ионов водорода ведущую роль играет COz. В артериальной крови Pcozi равное примерно 5,3 кПа, регулиру­ется дыхательным центром и легкими.

2. При Рсо₂ 5,3 кПа функционирование карбонатдегидратазы

в эритроцитах и в клетках почечных канальцев поддерживает [НСОз"] в плазме крови примерно на уровне 25 ммоль/л.

3. В эритроцитах Н+, продуцируемые функционированием ме­ханизма карбонатдегидратазы, подвергаются буферному действию гемоглобина, буферная емкость которого ограничена, но имеет важное значение при острых расстройствах гомеостаза ионов во­дорода.

4. Клетки почечных канальцев секретируют в мочу Н⁴" в об­мен на Na Секреция Н"¹" необходима для реабсорбции НСОз", образование которого также зависит от секреции Н" в мочу.

5. В норме моча не содержит НСОз-. Образование НСОз", воз­мещающее убыль нри утилизации, зависит от наличия в моче буферных систем, особенно HP04^=a.

6. Для устранения ацидозов или алкалозов за счет функцио­нирования почек необходима нормальная скорость клубочковой фильтрации.

7. Причиной ацидоза является снижение соотношения [НСОз-]: Рсоз При компенсированном ацидозе величина этого соотношения в пределах нормы, но концентрации НСОз" и СОа отличаются от нормальных.

8. Ацидоз может быть обусловлен повышенным образованием ионов водорода, недостаточностью почек или легких или усилен­ным выведением из организма бикарбонатов.

9. К алкалозу приводит повышение соотношения [НСОз-]: Рсоа. При компенсированном алкалозе величина этого соотношения в пределах нормы, но концентрации НСОз- и СОг отличаются от нормальных.

Содержание газов в крови

Низкое Ро₂ и нормальное или низкое Рсо₂

1. В воде растворимость двуокиси углерода значительно вы­ше, чем кислорода. Поэтому при отеке легких содержание СОа в крови изменяется в меньшей мере, чем кислорода. За счет стиму­ляции дыхания концентрация СОз в крови может быть даже снижена.

2. Артериальная кровь насыщена кислородом на 95%. Поэто­му гипервентиляция легких не может увеличить транспорт кис­лорода с кровью от неповрежденных альвеол, но может снизить Рсоа При нарушениях вентиляции и кровоснабжения легких, когда некоторые альвеолы снабжаются кровью нормально, но аэрируются плохо, смешивание шунтированной крови с кровью, оттекающей от здоровых альвеол, приводит к тому, что в цирку­лирующей артериальной крови Роа снижено, тогда как Рсоз ^в пределах нормы или снижено.

Низкое Ро₂ и высокое Рсо₂ •

3. При общей недостаточности аэрирования альвеол, когда нормальный газообмен нарушен, обнаруживают низкое Рог и вы­сокое Рсоз.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Zilva J. F. Disorders involving change in hydrogen ion and blood gas concentra­tions. — In: Biochemistry in Clinical Practice/Eds. D. L. Williams, V. Marks. — London: Heinemann Medical Books, 1983, 24—43.

Morris R. C., Sebastian A. Renal tubular acidosis and Fanconi syndrome. — In: The Metabolic Basis of Inherited Disease/Eds. J. В. Stanbury, J. В. Wyngaarden, D. S. Frederickson et al. — 5th Edition. — New York: McGrawHill Book Co., 1983, 1808—1843.

ИССЛЕДОВАНИЯ РАССТРОЙСТВ, СВЯЗАННЫХ С НАРУШЕНИЕМ БАЛАНСА ИОНОВ ВОДОРОДА

Мы обсудили механизмы, вызывающие отклонения от нормы показате­лей баланса ионов водорода. Понимание этих механизмов является обяза­тельным условием для критической оценки объема исследований, необходи­мых при диагностике и лечении. Без такого понимания эта оценка не может быть сделана и, что более опасно, полученные результаты могут быть ин­терпретированы ошибочно.

Интерпретация данных о Тсод плазмы крови

Как показано в примере на с. 124, это обычно проводимое измерение фактически дает сведения об [НСО-з] в плазме крови. Преимущество этого анализа заключается в том, что его можно проводить, используя плазму ве­нозной крови, одновременно с определениями, например, содержания моче­вины, натрия и калия в плазме.

Сами по себе определения содержания бикарбонатов в плазме не дают никакой информации о состоянии баланса ионов водорода. Так, например, низкая концентрация бикарбонатов может сопровождать компенсированный или декомпенсированный нереспираторный (метаболический) ацидоз или респираторный алкалоз. Согласно уравнению Гендерсона — Гассельбалха, ве­личина рН зависит от соотношения [НСОэМСОг]. Тем не менее Тсо2 обычно дает для клинических целей адекватную информацию.

При низком Тсо₂ мы предлагаем следующее:

а) исключить возможность артефактов, связанных с потерями СО; in vitro при длительном (в течение ночи) хранении исследуемого материала или при хранении небольшого объема исследуемого материала в большом сосуде, наполненном воздухом.

б) еще раз оцените клиническую картину. Особое внимание обратите на:

1) наличие диареи или фистул кишечника; 2) любые признаки дисфункции почечных клубочков или канальцев (см. гл. 1); 3) гипотонию, дегидратацию организма или другие указания на плохое кровоснабжение тканей; 4) нали­чие в анамнезе трансплантации мочеточников в подвздошную кишку или в толстый кишечник; 5) перечень использованных лекарственных средств; прежде всего выясните, применялись ли бигуаниды, в частности, фенформив или диакарб.

в) в плазме крови определите содержание мочевины и глюкозы, а такж& сделайте тест на наличие кетонов в моче. В подавляющем большинстве слу­чаев диагноз после этого становится очевидным. Если нет, то возможен рес­пираторный алкалоз, обусловленный гипервентиляцией, или почечный канальцевый ацидоз.

Результаты измерений в артериальной крови рН и Рсоз могут помочь при дифференциальной диагностике таких относительно редко встречающих­ся патологических состояний, как респираторный алкалоз и метаболический ацидоз. Если предполагается почечный канальцевый ацидоз, то обнаружение в плазме крови высокой концентрации хлоридов подтверждает это предпо­ложение. В этих случаях показано проведение теста с нагрузкой хлоридом аммония.

Если Тсо₂ высокое:

а) еще раз оцените клиническую картину. Особое внимание обратите на наличие: 1) общих респираторных заболеваний; 2) факторов, способству­ющих истощению резервов калия в организме (например, выясните, не при­нимает ли пациент диуретики, усиливающие экскрецию калия?); 3) сведе ний о приеме внутрь или внутривенном вливании бикарбонатов; 4) сильной рвоты, которая может свидетельствовать о сужении привратника желудка, особенно если есть диспепсия в анамнезе.

б) определите содержание калия в плазме крови.

Показания к измерению рН и Pcog в артериальной крови

В большинство случаев метаболического ацидоза, когда уменьшение [НССз] является первичным фактором, сведения о Тсо2 плазмы крови дают адекватную для клинических целей информацию. Так у больной с хрониче ским бронхитом при высокой концентрации бикарбонатов в плазме крови несомненно есть респираторный ацидоз, который может быть полностью или частттчпо компспспроваппьш. Если пот возможности улучшить поступление воздуха в легкие, применяя физиотерапию, отхаркивающие средства, ант№ биотикп, то использование респираторов противопоказано, поскольку сниже. ние Рсо 2 приведет к потерям бикарбонатов. В тех случаях, когда нет жизненных показаний к продолжению искусственного дыхания, отключение рес­пиратора приведет к тому, что Рсо а вновь достигнет исходного высокого уровня, но компенсаторное повышение концентрации бикарбонатов про изойдет с задержкой в течение нескольких дней. В этой ситуации сведения о рН и Рсо2> с точки зрения терапевта, никакой пользы не приносят.

Исследования артериальной крови можно рекомендовать в следующих случаях:

1. Если есть сомнения относительно причины отклонений от нормы Тсо2 (например, при дифференциальной диагностике метаболического ацидоза и респираторного алкалоза).

2. При некоторых состояниях, характеризующихся смешанными респи раторнымп и нореспнраторнымп расстройствами (например, при остановке сердца, почечной недостаточности, осложненной пневмонией, передозировках салпцплатов). Анализ рекомендуется проводить только в тех случаях, когда получаемые результаты могут иметь значение для хода лечения.

3. Если было обострение хронического бронхита или если респираторное заболевание — острое и потенциально обратимое. В этих условиях энергич­ное лечение пли искусственное дыхание могут помочь больному преодолеть наиболее опасную стадию заболевания до улучшения состояния легких, ког­да потребуется более точная информация (чем Тсо2 в плазме крови) для адекватного контроля проводимого лечения.

4. Если производится взятие артериальной крови для измерения Рсо 2

Показания к определению содержания хлоридов

Лишь при немногих патологических состояниях отмечают изменение со­держания хлоридов. Гиперхлорсмия характерна для метаболического ацидо­за, связанного с трансплантацией мочеточников, почечного канальцевого ацидоза, а также при лечении диакарбом. Гипохлоремия бывает при метабо­лическом алкалозе в случаях сужения привратника желудка. Если следовать охарактеризованной выше тактике, то обычно удается предсказать величину содержания хлоридов, п результаты их измерения ни в чем не способствуют улучшению диагностики или лечения.

Определение содержания хлоридов может принести пользу в двух си­туациях:

1. Когда причина снижения Тсо2 "о выяснена. Обнаружение высокого содержания хлоридов (и, следовательно, нормального анионного промежут­ка) подкрепляет предположение о возможности почечного канальцевого аци­доза. При ацидозах, обусловленных другими неясными причинами, содержа­ние хлоридов в пределах нормы (анионный промежуток увеличен).

2. Если при рвотах отмечают высокое Тсо2 Когда содержание хлоридов снижено (соответственно повышению Тсоа), получает подтверждение пред­положение о сужении привратника желудка. Аналогичные результаты могут быть получены при компенсированном респираторном ацидозе, причина ко­торых обычно становится очевидной, если больной страдает тяжелыми, хро­ническими респираторными заболеваниями.

Правила проведения тестов

Тест с нагрузкой хлоридом аммония на подкисление мочи

Ион аммонпя (NH+4) потенциально является кислотным началом, так как он может диссоциировать на аммиак и Н⁴". В норме при введении внутрь хлорида аммопия почки должны секретировать избыток ионов водорода в мочу.

Процедура. После полуночи нс следует пи ость, ни пить. 8 ч. Больному дают принять внутрь хлорид аммония (0,1 г на кг массы тела). Между 10 и 16 ч каждый час собирают мочу, немедленно измеряя рН в каждой собранной порцип мочи при помощи рНметра (бумага для изме­рения рН дает не очень точные результаты). Проведение теста можно пре­кратить, если рН мочи в какой-либо из собранных порций снижается до 5,2 или ниже.

Интерпретация. После приема указанной дозы хлорида аммония, в ин­тервале между 2 и 8 ч, рН мочи у здорового человека снижается до 5,2 или ниже. Ппдкислеттие мочи не достигает такой степени при почечном канальпевом ацидозе. При общей почечной недостаточности за счет функционирова­ния оставшихся непораженными пефропов могут быть получены результаты, не отличающиеся от нормы.

Сбор материала для определения газов крови

1. Для образца артериальную кровь следует предпочесть капиллярной.

2. Рекомендуется смочить шприц гепарином и тщательно перемешать образец. Избыток гепарппа может разбавить пробу и вызвать гемолиз. За­помните, что, если используется натриевая соль гепарина, кровь не следует направлять для исследования электролитов, поскольку может быть обнару­жена ложная гипсрнатриемия, что (если за этим последуют соответствующие лечебные мероприятия) может стать опасным для пациента.

3. Газообмен с атмосферой надо стараться свести до минимума, оставляя исследуемый материал в шприце с закупоренным наконечником и тщатель­но удаляя все пузырькп воздуха.

4. До момента проведения анализов исследуемый материал хранят на льду или в холодильнике, с тем чтобы затормозить по возможности процес­сы обмена веществ в эритроцитах.

5. Анализы должны быть выполнены в течение часа после взятия ис­следуемого материала.

Проба капиллярной крови. У новорожденных взятие артериальной кро­ви может быть технически трудным. Обычно поэтому просят провести ис­следование капиллярной крови, которую, как правило, берут из пятки. При этом следует обратить внимание на следующее:

1. Участок поверхности тела, избранный для взятия капиллярной крови, должен быть теплым и розовым, чтобы состав капиллярной крови был по возможности близок к составу артериальной. Если есть признаки перифери­ческого цианоза, получаемые результаты могут приводить к опасным ошиб­кам.

2. Кровоток должен быть свободным. Сдавливание тканей может при­водить к разбавлению исследуемого материала за счет ВКЖ.

3. Необходимо гспаринизировать капиллярные пробирки.

4. Эти пробирки должны быть заполнены кровью целиком. Наличие пу­зырьков воздуха приводит к получению ошибочных результатов.

5. Отверстия пробирок следует закупорить (пластилином).

6. Смешивание с гепарином должно быть полным. Обычно в капилляр. ную пробирку вводят небольшое металлическое тело, с тем чтобы затем осу­ществить перемешивание, перемещая магнит вдоль пробирки.

7. Пробирки необходимо поместить на лед. Анализы рекомендуется про­водить немедленно. Артериальную кровь следует брать во всех случаях, когда это возможно.

Взятие пробы крови у плода. При дистрессе плода одним из показаний к прерыванию родовой деятельности может быть ацидоз плода. Когда шейка матки расширена и видна головка плода, материал для анализа можно взять путем пункции кожных покровов головы. При этом кровь собирают в длин­ную капиллярную пробирку, вводимую через влагалище. И в этих случаях из-за пузырьков воздуха можно получить ошибочные результаты.

Предпочитают одновременно брать артериальную кровь у матери с тем, чтобы потом сопоставить результаты исследований крови матери и плода.