3 курс / Патологическая физиология / Неотложные_состояния_и_анестезия_в_акушерстве_Клиническая_патофизиология
.pdfера во внеклеточной жидкости. Уменьшение рН вызывает стиму ляцию дыхательного центра ЦНС, увеличение частоты и глубины дыхания, что приводит к падению напряжения СО,. Таким обра зом, гипервентиляция предотвращает падение рН. Уменьшение бикарбонатного буфера на каждый мЭкв/л приводит к уменьше нию pCOj на 1,2 мм Hg.
Метаболический ацидоз включает ряд защитных механиз мов, направленных на выравнивание концентрации Н+ ионов: 1) внеклеточное буферное действие; 2) внутриклеточное буфер ное действие; 3) компенсаторную реакцию дыхания; 4) экскре цию почками водородных ионов.
Причины возникновения ацидоза разнообразны: повышенное образование молочной кислоты при шоке и гипоксии, наруше ние транспорта кислорода через альвеолярную мембрану (пнев мония, отек легких), сердечная недостаточность, гиповолемия любого происхождения, повышенное образование кетокислот при диабетическом ацидозе и при голодании, повышенное образо вание серной кислоты после операции и при лихорадке, развитие гиперхлоремического (гипокалиемического) ацидоза при уретерокишечных анастомозах. Все указанные причины вызывают по вышенное образование кислот в самом организме. Возможно их поступление извне: введение хлорида аммония, соляной кисло ты, уксусной кислоты, переливание консервированной крови с большими сроками хранения.
Нарушение выведения кислых продуктов через почки (ретенционный ацидоз) наблюдается при уменьшении гломерулярной фильтрации: почечная недостаточность, хронический гломеруло нефрит, сморщенная почка.
При ренальном тубулярном ацидозе нарушен процесс ацидо- и аммониогенеза. Снижена разница между концентрацией водородных ионов в капиллярной крови и каналъцевой моче. Моча имеет щелочную реакцию, азотемия чаще отсутствует, имеет ме сто гидрокарбонатурия. Это может наблюдаться при пиелонефри те, шоковой почке, нефролитиазе, отравлении свинцом, тетра циклином, сульфаниламидами, синдроме Лайтвура-Олбрайта.
Ацидоз вследствие потери гидрокарбоната наблюдается: при фистуле 12-перстной кишки, желчного пузыря, поджелудочной железы и тонкого кишечника; при поносе, применении слаби тельных, язвенном колите.
Метаболический ацидоз вследствие разведения чаще является ятрогенным и наблюдается при чрезмерной инфузии раствора хлорида натрия.
Следует особо подчеркнуть, что метаболический ацидоз со провождается перемещением ионов К+ и Na+ в межклеточное про-
122
странство и повышением осмолярности внеклеточной жидкости. В этих условиях нарушается синтез гемоглобина, что способствует возникновению гемической гипоксии. В организме возникает гиперадреналинемия, вызывающая спазм периферических сосудов с нарушением в них микроциркуляции и гемостаза. Наблюдаются часто различные варианты нарушений функций сердца (экстрасистолии, фибрилляция желудочков). На фоне ацидоза извраща ется действие лекарственных вешеств.
Определенной симптоматики, свойственной метаболическо му ацидозу, не существует и не может существовать, так как ацидоз является симптомом самых различных заболеваний, име ющих собственную клиническую картину.
Далее мы остановимся на механизмах образования отдельных форм метаболического ацидоза, часто встречаемых в клинике, пред ставляющих опасность для больных и трудности для врача в лечении.
Кетоацидоз возникает при неполном окислении свободных жирных кислот до С02 и воды. Это сопровождается усиленным образованием р-оксимасляной и ацетоуксусной кислот. Предпо лагается, что избыточное образование кетокислот зависит от по вышенного липолиза, увеличивающего поступление в кровь сво бодных жирных кислот и от преимущественного превращения в печени свободных жирных кислот в кетокислоты, а не в триглицериды. В условиях нормы инсулин ингибирует кетонообразование. Без инсулина (или при голодании) липолиз возрастает, в межклеточной жидкости накапливаются кетокислоты и развива ется метаболический ацидоз. Антагонист инсулина — глюкагон, способствует этому процессу.
Наиболее частой причиной кетоацидоза является сахарный диабет. При голодании возможен незначительный кетоз, так как кетоны заменяют глюкозу и используются в качестве основного метаболического источника энергии в организме. Может развить ся кетоацидоз при отравлении алкоголем. Диагноз этого вида аци доза выставляется на основании лабораторных данных — повы шенного содержания кетонов в крови.
Лактатный ацидоз. В результате метаболизма аминокислот и глюкозы образуется пировиноградная кислота (цикл ЭмбденаМейергофа), которая вступает в цикл Кребса. Последний функ ционирует в присутствие кислорода. В норме 45% метаболизированной глюкозы превращается в молочную кислоту. Эта кислота быстро подвергается буферированию внеклеточным бикарбона том. В печени 80% лактата превращается в С02 и воду, а 20% — в глюкозу. Если образование молочной кислоты увеличено и печень не способна «переработать» избыток лактата, тогда развивается лактатный ацидоз.
123
Частой причиной развития лактатного ацидоза является шо ковое состояние в результате кровотечения, сепсиса, сердечной недостаточности, острого панкреатита, сахарного диабета (в соче тании с кетоацидозом). Диагноз устанавливается по обнаружению повышенного содержания лактата в плазме крови и соотношения лактат/пируват, превышающего 10:1.
Ацидоз при отравлениях. При отравлениях, особенно тяже лых, метаболический ацидоз может быть следствием нарушений гемодинамики, дыхательной недостаточности, результатом пора жения почек. Однако мы остановимся на тех формах, где отравля ющий агент сам является причиной развития ацидоза.
Отравление салицилатами. Аспирин в организме быстро превращается в салициловую кислоту, которая, вмешиваясь в углеводный обмен, вызывает накопление органических кислот. Аспирин, воздействуя на дыхательный центр, вызывает гипер- вентиляционно-респираторный алкалоз, часто сочетаемый с ме таболическим ацидозом.
Отравление этиленгликолем (компонентом антифриза). В ре зультате метаболизма этиленгликоля в организме образуется ток сический продукт — щавелевая кислота. При отравлении метано лом в организме образуются очень токсические продукты фор мальдегида и муравьиной кислоты.
Для реаниматологов представляют интерес данные о том, что внутривенное введение аминокислотных смесей (аминозол, неоаминозол) сопровождается накоплением Н+ ионов и развитием метаболического ацидоза:
R-NH3 + 02 => мочевина + С02 + Н20 + Н+.
Причиной метаболического ацидоза может быть потеря би карбонатов из ЖКТ в результате дренирования кишечника, жел чного пузыря, а также пересадки мочеточника в сигмовидную кишку. В последнем случае, если время контакта между кишечни ком и мочой достаточно для всасывания хлоридов мочи и секре ции бикарбонатов, то развивается гиперхлоремический ацидоз.
Ацидоз при хронической почечной недостаточности. При повреж дении паренхимы почек экскреция титруемых кислот и реабсорб ция бикарбоната остаются долго сохранными. Однако экскреция NH4 суммарно уменьшается. У таких больных при нормальном уровне бикарбоната в плазме крови моча имеет щелочной характер из-за неспособности нефрона реабсорбировать НС03 (проксимальный почечный канальцевый ацидоз —ПКА). У некоторых больных спо собность почек к реабсорбции бикарбоната сохраняется, но нару шается секреция в просвет канальца Н+ (дистальный почечный ка нальцевый ацидоз). В этом случае моча будет более кислой, чем у
124
больных с проксимальным почечным ацидозом, однако рН ее не снижается более чем 5,3. У больных, как с дистальным, так и с проксимальным канальцевым ацидозом наблюдается натрийурия, калийурия и, часто, гипокалиемия.
При недостатке альдостерона на фоне ХПН и без нее может развиться метаболический ацидоз с гиперкалиемией, так как аль достерон увеличивает секрецию в дистальном нефроне как калия, так и Н+. При сочетании ХПН и гипоальдостеронизма реакция мочи кислая (рН — 5,0).
Метаболический алкалоз может развиться вследствие задерж ки бикарбоната в организме, либо при потере Н+ ионов (не однократная рвота). Патофизиологические сдвиги, наблюдаемые в организме, следующие. Например, при потере Н+-ионов с желу дочным секретом образуется эквивалентное количество иона НС03", который всасывается в кровь. По мере удаления желудоч ного секрета уменьшается объем плазмы, что стимулирует выра ботку альдостерона. В обмен на реабсорбцию натрия с мочой ухо дит калий и развивается гипокалиемия. По мере развития дефици та калия в плазме начинается выход его из клеток в обмен на Н+. Таким образом, метаболический алкалоз вследствие потери желу дочного секрета обусловлен как потерей Н+, так и поступлением Н+ во внутриклеточное пространство вследствие гипокалиемии (внутриклеточный ацидоз).
Если алкалоз в организме не компенсируется, то надо пола гать, что нарушена почечная экскреция бикарбоната. Чаще это свя зано с увеличенной абсорбцией бикарбоната. Реабсорбция бикар боната с почками за счет секреции Н+ канальциевыми клетками в просвет стимулируется тремя основными регулирующими факто рами: внутриклеточным ацидозом (метаболическим или респира торным), гиповолемией и дефицитом калия. Как уже было ранее сказано, при ацидозе отмечается увеличение секреции Н+ почками
ивосстановление рН. При алкалозе, как это ни парадоксально, гиповолемия с дефицитом калия повышают секрецию Н4 почка ми и увеличивают реабсорбцию бикарбоната. Этим самым алка лоз еще более усугубляется. В этом случае, при наличии в плазме
ивнеклеточной жидкости метаболического алкалоза, моча будет иметь кислую реакцию (парадоксальная ацидурия). По всей веро ятности, ацидоз в организме — это результат нашего филогенеза
ипотребления, в основном, кислой пищи. В организме существу ет целая система эффективной защиты против Н+ ионов, в то время как компенсаторные механизмы, направленные на нейт рализацию избытка НС03 ионов, слабо эффективны.
Существенную роль в развитии метаболического алкалоза иг рает гиповолемия. При гиповолемии возрастает реабсорбция на-
125
трия, что способствует восстановлению ОЦП. Для поддержания электронейтральности реабсорбция натрия должна сопровож даться реабсорбцией хлоридов, либо, напротив, эквивалентной секрецией Н+ или калия.
Установленная взаимозависимость между реабсорбцией НС03", объемом плазмы и концентрацией К+ имеет важное значение для выработки лечебной тактики. Увеличение объема внеклеточной жидкости и плазмы, либо введение хлористого калия способству ет потере бикарбоната с мочой и уменьшению алкалоза.
Спорным остается вопрос о возможности дыхательной ком пенсации метаболического ацидоза. Вероятно, это связано с тем, что респираторная компенсация метаболического алкалоза ли митируется гипоксемией. Поскольку гипоксемия сама по себе яв ляется мощным стимулом усиления вентиляции, ее развитие по мере увеличения рС02 ограничит гиповентиляционную реакцию на метаболический алкалоз. Показано (Hruska, 1987), что увели чение бикарбоната на каждый 1 мэкв/л повышает рС02 на 0,7 мм Hg. Следовательно, надо принять точку зрения ученых, утвержда ющих о существовании респираторной компенсации метаболи ческого ацидоза. У больных с метаболическим алкалозом, нахо дящихся в обычной атмосфере, максимальное значение рС02 составляет 60 мм Hg. Этот предел обусловлен развитием гипоксемии и включением компенсаторной гипервентиляции.
Можно выделить три основные причины развития метаболи ческого алкалоза:
1)потеря Н+;
2)задержка бикарбоната;
3)уменьшение объема жидкости.
Типы метаболического алкалоза в зависимости от их ответа на повышение объема внеклеточной жидкости (по К. Hruska, 1987):
I.Реагирующие на повышение объема внеклеточной жидкости:
1.Потеря Н+:
—удаление желудочного секрета (рвота, отсасывание);
—потери Н+ через почки;
—диуретики (дистальные).
+внутрь клеток:
—вследствие гипокалиемии;
—обусловленное диуретиками.
2. Алкалоз вследствие уменьшения объема внеклеточной жид кости:
—диуретики.
II. Не реагирующие на повышение объема внеклеточной жид
кости + 1. Потери Н
126
Потери Н+ через почки, обусловленные;
—избытком минералокортикоидов;
—первичным гиперальдостеронизмом;
—гиперренинемией;
—приемом перорально солодкового корня;
—избытком глюкокортикоидов (синдром Кушинга);
—врожденной гиперплазией надпочечников;
—постгиперкапническим алкалозом.
+внутрь клеток:
—гипокалиемия;
—минералокортикоиды.
2.Задержка бикарбоната:
—введение NaHC0 3 или цитрата натрия.
Ниже мы разберем некоторые варианты метаболического ал калоза, представляющие интерес для врачей-интенсивистов с практической точки зрения.
Потери Н+ через желудочно-кишечный тракт. Желудочный сок содержит в себе кислые валентности из-за наличия соляной кислоты, хлористого натрия, хлористого калия. Секреция каж дого миллиэквивалента Н+ сопровождается эквивалентным об разованием и поступлением в межклеточную жидкость иона НС03 ". В норме повышение рН плазмы — явление преходящее, так как поступление Н+ ионов в просвет 12-перстной кишки со провождается секрецией в просвет кишки равного количества НС03 ", выделяемого из поджелудочной железы. Если больному проводится обильное промывание желудка или в нем стоит постоянный зонд и желудочное содержимое дренируется нару жу, то исчезает естественный стимул (Н+) в 12-перстной киш ке для выделения НСО ~ в просвет кишки. В результате этого про исходит накопление НС03~ в межклеточной жидкости и разви тие метаболического алкалоза.
Алкалоз вследствие уменьшения объема внеклеточной жидко сти. Это состояние наиболее вероятно можно встретить при при еме диуретиков. Этот вид алкалоза развивается при преобладаю щих потерях воды и хлористого натрия из внеклеточного сектора при сохраненном бикарбонате. Это приводит к увеличению кон центрации бикарбоната в уменьшенном объеме внеклеточной жидкости и развитию метаболического алкалоза.
Избыток минералокортикоидов. Известно, что альдостерон сти мулирует секрецию калия и водорода и реабсорбцию натрия. При повышении концентрации альдостерона это может привести к метаболическому алкалозу. При гипокалиемии влияние альдосте рона на секрецию Н+ увеличивается. Этот механизм остается еще гипотетическим, так как введение больших доз минералокор-
127
тикоидов здоровым людям не приводило к развитию метаболичес кого алкалоза.
Вторичный альдостеронизм может привести к значительному увеличению секреции Н+ и К+, если вводились диуретики, повы шающие поступление натрия в дистальный нефрон. Введение та ких препаратов как карбенициллин-натрий, пенициллин-натрий увеличивает поступление натрия в дистальный каналец у больных со сниженным объемом. Реабсорбция натрия будет сопровождать ся секрецией Н+ и калия, что закончится развитием метаболичес кого алкалоза.
В практике детской хирургии метаболический алкалоз наибо лее часто встречается вследствие дефицита калия, причем кон центрация калия в сыворотке крови могла быть любой, однако внутри эритроцита она всегда была ниже 80 ммоль/л, а при тя желых алкалозах — ниже 70 ммоль/л (Ю. Ф. Исаков, В. А. Михельсон, М. К. Штатное, 1985).
Метаболический алкалоз после перенесенной гиперкапнии. Пре имущественным контингентом, у которого наблюдается данный вид алкалоза, являются больные с хроническим респираторным ацидозом. Как компенсаторная реакция, у этих больных отмечает ся усиленная реабсорбция гидрокарбоната. Если такому больному «слишком интенсивно» проводить лечение с помощью искусст венной вентиляции, особенно в режиме гипервентиляции, то рС02 быстро восстановится до нормы. Однако концентрация бикарбо ната длительное время остается увеличенной, что и создает пред посылки к развитию метаболического алкалоза. Необходимо по мнить, что быстрое смещение рН в сторону алкалоза может спро воцировать различные неврологические расстройства, вплоть до наступления смерти.
Алкалоз при применении диуретиков. В настоящее время диуре тики широко применяются в практике интенсивной терапии. Для быстрой коррекции используются очень эффективные мочегон ные препараты, такие как фуросемид, тиазиды, этакриновая кис лота. Указанные диуретики способствуют выведению натрия и ка лия в связанной с хлоридами форме. При диурезе увеличивается суммарная экскреция кислот. Метаболический алкалоз является следствием потери кислот, потери хлоридов (преимущественно) и относительным избытком на этом фоне бикарбонатов во вне клеточной жидкости.
Диагностика этого вида алкалоза несколько затруднена вслед ствие следующего обстоятельства. В начальных стадиях метаболи ческого алкалоза в моче определяется высокая концентрация ка лия и натрия. Если больной продолжает получать диуретики, то у него уменьшается объем внеклеточной жидкости и под действи-
128
ем альдостерона увеличивается реабсорбция натрия и хлоридов, а их содержание в моче уменьшается. Если концентрация натрия и хлоридов в моче ниже 20 мЭкв/л, то надо полагать, что мы имеем дело с метаболическим алкалозом, зависящим от изменения объема внеклеточной жидкости. Если содержание натрия и хлоридов больше 20 мЭкв/л, то мы с большой долей вероятности можем утверж дать, что имеет место метаболический алкалоз, не зависящий от объема внеклеточной жидкости. Такая дифференцировка в даль нейшем определяет и тактику интенсивной терапии.
Диагноз метаболического алкалоза любого происхождения ус танавливается исходя из анамнеза (неукротимая рвота, приме нение диуретиков и др.) и данных лабораторных исследований. В крови определяется избыток оснований, повышение общей ще лочности, увеличение стандартного гидрокарбоната (более 26 мЭкв/л), увеличение рС02 (при компенсированных процессах), повышение рН. В моче рН повышена до 6,8—7,8, однако при по терях калия (рвота, понос, кишечные свищи и т. д.) моча будет кислой (парадоксальная ацидурия).
Хотелось бы обратить внимание уважаемых коллег на следую щие обстоятельства. В специальной научной литературе преиму щественное внимание отдается самым разным формам наруше ний, но в меньшей мере — метаболическому алкалозу. Однако по данным известных исследователей (Hodgin et al., 1980; Williams et al., 1980) в реаниматологической практике умеренный метаболи ческий алкалоз встречается чаще (51%), чем метаболический ацидоз (12%).
Респираторный ацидоз характеризуется увеличением концент рации в крови водородных ионов в результате замедленного выве дения С02 легкими (рН ниже 7,38; рС02 более 50 мм Hg).
С развитием этого вида нарушений реаниматолог встречается повсеместно. Дыхательный ацидоз может возникнуть в результа те: гиповентиляции, обусловленной болью (после операции), сужения дыхательных путей (секрет, инородное гело, спазмы, аспирация), нарушения диффузии газов (респираторный дистресссиндром), паралича дыхательной мускулатуры (дефицит калия, миастения, бульбарный паралич), наличия артерио-венозного шунта, уменьшения дыхательной поверхности легких (пневмо ния, отек легких, эмфизема, пневмоторакс).
При остром респираторном ацидозе в основном «работают» внут риклеточные буферные системы. В эритроците это выглядит так:
со2 + н2о <=> Н2Ш3 + НЪ~ <=> ННЪ + НС03
Образовавшийся бикарбонат диффундирует из эритроцитов во внеклеточную жидкость в обмен на ион хлора. В результате на каж-
129
дые 10 мм Hg увеличения C02 концентрация бикарбоната увели чивается всего на 1 мЭкв/л, что является неэффективным в под держании рН внеклеточной жидкости. В связи с этим становится понятным, что обоснованным способом лечения является увели чение альвеолярной вентиляции, в то время как применение би карбоната даст лишь кратковременный эффект.
При хроническом респираторном ацидозе включаются почеч ные механизмы регуляции, увеличивающие почечную секрецию водорода в обмен на бикарбонат. С помощью почечного механиз ма у этих больных увеличение рС02 на 10 мм Hg вызывает рост бикарбонатов на 3,5 мЭкв/л. Такое увеличение более эффективно, чем при остром дыхательном ацидозе. У больных с хроническим дыхательным ацидозом уровень бикарбоната в плазме соответ ствует почечному порогу для бикарбоната, поэтому дополнитель ное введение бикарбоната с целью лечения не даст эффекта, поскольку он будет выведен почками. В связи с этим, основным патогенетическим методом лечения будут являться способы, улуч шающие легочную вентиляцию. К примеру, у людей с избыточ ным весом необходимо добиться похудания.
Следует помнить, что у больных с хроническим респиратор ным ацидозом возбудимость дыхательного центра «настроена» на более высокие концентрации С02. Если таким больным дать по вышенные концентрации кислорода (маской, в барокамере, под мешком), то возможна остановка дыхания.
При установлении диагноза обращают на себя внимание кли нические данные, указывающие на нарушение газообмена. В ана лизе крови обнаруживается повышенное напряжение СО^ (более 46 мм Hg), снижение рН, нормальный или повышенный стан дартный бикарбонат. В моче определяется кислая реакция (значе ние рН ниже 5,8), повышенная титрационная кислотность и уве личение выведения аммиака.
Дыхательным (респираторным) алкалозом называется состо яние, при котором альвеолярная вентиляция увеличивается сверх пределов, необходимых для удаления суточной нагрузки С02 вслед ствие повышения частоты дыхания или объема вдыхаемого возду ха. В результате происходит снижение рСО, (ниже 38—34 мм Hg)
иувеличение системного рН (выше 7,45—7,50).
Причинами развития дыхательного алкалоза могут быть: ги первентиляция при лихорадке и истерии, неадекватная искусст венная вентиляция легких в режиме гипервентиляции, начальные стадии отравления салицилатами, ранние стадии септического шока, боль, испуг, травма центральной нервной системы, кро воизлияние в мозг с прорывом крови в ликворную систему, печеночная недостаточность.
130
При некоторых состояниях основной причиной гипервентиля ции считают развитие изолированного ацидоза спинномозговой жидкости (СМЖ). Так как рН СМЖ и крови имеют тенденцию к однонаправленным изменениям, поэтому рН внеклеточной жид кости, гипервентиляция, наблюдаемая при ацидозе, вызывается, главным образом, снижением рН жидкости, омывающей дыха тельный центр продолговатого мозга. Эту компенсаторную реак цию мы можем наблюдать у больных с метаболическим ацидозом. Однако, если такому больному провести коррекцию гидрокарбо натом натрия, то возникает довольно «интересная» ситуация.
Известно, что бикарбонат медленно проходит гемато-энцефа- лический барьер, а С02 значительно быстрее, поэтому повыше ние рС02 в СМЖ вызывает парадоксальное падение рН СМЖ, способствующее поддержанию гипервентиляции.
Вкачестве положительной реакции можно считать увеличение экскреции бикарбоната почками, однако эта компенсация вклю чается через несколько дней и при остром респираторном алкало
зе существенного значения не имеет.
Второй реакцией служит выход ионов Н+ из клеток в межкле точное пространство, нейтрализующее избыточное количество НС03~. Снижение концентрации бикарбоната на 1 мЭкв/л в меж клеточной жидкости вызывает уменьшение рС02 на 10 мм Hg. В сумме все физиологические и биохимические системы компенса ции способны обеспечить снижение концентрации бикарбоната на 5 мЭкв/л на каждые 10 мм Hg уменьшения рС02.
Вдиагностике этого состояния бросается в глаза характер дыхания— углубленное и ускоренное. Более точные данные мы получим при лабораторном исследовании. В анализах мы обнару
жим: значение рС02 ниже 34 мм Hg, значение рН повышено, а при компенсации — наклонность к нормализации. Стандартный бикарбонат в норме, а при процессах компенсации — понижен. В моче определяется щелочная реакция, а при переходе в метабо лический ацидоз — кислая.
Весьма интересные данные получены А. Г. Антоновым и В. Гей не (1984) при исследовании показателей КОС у доношенных и недоношенных детей. В настоящее время ацидоз плода расценива ется не как патологическое, а как физиологическое явление. Это объясняется преобладанием процессов анаэробного гликолиза. В свою очередь, ацидоз позволяет повысить эффект Бора, а также действует стимулирующе на дыхательный центр.
По данным некоторых авторов, здоровые недоношенные дети рождаются с явлениями декомпенсированного респиратор- но-метаболического ацидоза. Ряд авторов указывает на то, что метаболический ацидоз может сохраняться в течение 2-х месяцев,
131