Порушення кислотно-лужної рівноваги

Содержание

Основи фізіології

У нормальних фізіологічних умовах вміст іонів водню (H⁺) у плазмі крові підтримується в діапазоні 35–45 нмоль/л. Стабільний рівень концентрації H⁺, званий ізогідрією, забезпечує правильний перебіг ферментативних реакцій, особливо тих, які беруть участь у синтезі високоенергетичних сполук. Підтримка ізогідрії здійснюється насамперед легенями (шляхом виведення вуглекислого газу) та нирками (шляхом екскреції H⁺ у вигляді амонієвих іонів), що відображається в рівнянні Гендерсона — Гассельбаха.

pH крові визначається за формулою:

• pH = 6,1 + log [HCO_₃⁻] / (0,03 • pCO_₂),

де [HCO_₃⁻] — концентрація бікарбонату (ммоль/л), а pCO_₂ — парціальний тиск вуглекислого газу в крові (мм рт. ст).

Модифікована версія цього рівняння:

• [H⁺] (ммоль/л) = 24 • pCO_₂ (мм рт.ст.) / [HCO_₃⁻] (ммоль/л).

Можна дійти висновку, що кислотно-лужна рівновага (pH крові) визначається як дихальним компонентом (pCO_₂), так і метаболічним компонентом, що залежить від функцій нирок. При цьому pH може залишатися в межах норми навіть за значних коливань рівнів pCO_₂ та бікарбонату.

У нормі pH крові коливається в діапазоні 7,35–7,45, а парціальний тиск CO₂ становить 35–45 мм рт.ст. (4,65–6,0 кПа).

Підтримка стабільного pH крові та системних рідин забезпечується за допомогою наступного механізму:

1. Буферні системи крові та тканин — бікарбонатна, фосфатна, білкова та гемоглобінова. Характеристики цих систем:

а) внесення кислоти або луги практично не змінює їхній pH;

б) залежно від ситуації вони можуть зв’язувати чи віддавати іони водню.

2. Легені — pH крові безпосередньо залежить від рівня pCO_₂, який, своєю чергою, визначається альвеолярною вентиляцією. Основні порушення кислотно-лужної рівноваги дихального походження розвиваються внаслідок змін вентиляції: гіповентиляція призводить до дихального ацидозу, а гіпервентиляція — до дихального алкалозу.
3. Нирки — відіграють ключову роль у підтримці pH шляхом реабсорбції фільтрованого бікарбонату, виведення іонів водню у вигляді титрованої кислотності та амонію, а також синтезу нового бікарбонату. У разі порушення цих функцій розвивається метаболічний ацидоз. Нирки також компенсують первинні дихальні порушення кислотно-лужної рівноваги.

Показники стану кислотно-лужної рівноваги

Для більш точної оцінки стану кислотно-лужної рівноваги необхідне визначення 3 ключових параметрів, які вимірюються при газометричному дослідженні крові:

1. pH — визначається в артеріальній або з артеріалізованої капілярної крові. При цьому нормальний рівень pH крові не завжди виключає наявність тяжких порушень кислотно-лужної рівноваги метаболічного або дихального походження.
2. Концентрація HCO_₃⁻ (ммоль/л) — показник метаболічного компонента, що відображає фактичну концентрацію бікарбонату в плазмі крові, виміряну в пробі крові, взятої без контакту з повітрям.
3. pCO_₂ — індикатор дихального компонента кислотно-лужного балансу.

Визначення 2 із 3 основних параметрів дозволяє обчислити 3-й з використанням рівняння Гендерсона — Гассельбаха. Крім того, практичне значення мають інші показники:

1. Буферна ємність (Buffer Base — BB) — є сумою концентрацій бікарбонату, білків плазми крові, фосфатів і гемоглобіну.
2. Надлишок основ (Base Excess — BE) — відображає кількість кислоти або основи, яку потрібно додати для доведення розчину до pH 7,40 при pCO_₂ 40 мм рт.ст. та температурі 37 °C. Негативне значення BE вказує на надмірну кількість нелетких кислот або дефіцит основ у досліджуваному розчині.
3. Аніонний розрив (Anion Gap — AG) — обчислюється як різниця між концентрацією натрію (Na⁺) та сумою концентрацій хлору (Cl⁻) та бікарбонату (HCO_₃⁻). У нормі становить 8–12 мекв/л. На основі величини AG можна класифікувати ацидоз: ацидоз з нормальним AG (≈12 мЕкв/л, так званий «гіперхлоремічний», зазвичай пов’язаний із втратою лугів) і ацидоз з підвищеним AG і нормальною хлоремією, що розвивається, наприклад, при накопиченні лактату, кетонових тіл або метаболітів алкоголю.

Порушення кислотно-лужної рівноваги

1. Зміна концентрації іонів водню ([H⁺]) може бути викликана первинними змінами парціального тиску вуглекислого газу (pCO_₂):

• • дихальний ацидоз — супроводжується підвищенням pCO_₂ та [H⁺], що призводить до зниження pH крові;
  • дихальний алкалоз — розвивається при зниженні pCO_₂ та [H⁺], що супроводжується підвищенням рН крові.

2. Зміна [H⁺] може відбуватися внаслідок первинних порушень концентрації бікарбонату ([HCO_₃⁻]):

• • метаболічний ацидоз — характеризується підвищенням [H⁺], зниженням pH крові та [HCO_₃⁻];
  • метаболічний алкалоз — проявляється зниженням [H⁺], підвищенням [HCO₃⁻] та pH крові.

3. Одночасна зміна [H⁺], пов’язана зі змінами як pCO_₂, так і [HCO_₃⁻], вказує на наявність змішаного респіраторно-метаболічного порушення.