Кщс расшифровка. Кислотно-щелочное состояние (кщс)

Кислотно-основное состояние крови является важнейшим показателем для оценки состояния организма в экстремальных ситуациях в реанимационной практике.

где рК" - отрицательный десятичный логарифм константы диссоциации угольной кислоты (рК"=6,1)

Водородный показатель

Водородный показатель (рН) - отрицательный десятичный логарифм активности (или концентрации) водородных ионов в растворе. Он является основной количественной характеристикой кислотности водных растворов:

рН = -lg

В случае равенства концентраций ионов H + и ОН - величина рН среды соответствует 7,0, то есть среда нейтральная.

В растворах кислот и щелочей концентрация ионов H + не равна концентрации ионов ОН - и рН соответственно меньше или больше 7. Повышение концентрации ионов Н + вызывает соответствующее уменьшение концентрации ионов ОН - , и наоборот.

В норме концентрация ионов Н + колеблется от 36 до 45 нмоль/л, в среднем она составляет 40 нмоль/л, что соответствует рН 7,4. Совместимый с жизнью диапазон концентраций ионов Н + 16–160 нмоль/л, что соответствует рН 6,8–7,8.

Снижение величины рН или накопление ионов Н + называется ацидоз, увеличение рН или дефицит ионов Н + - алкалоз.

Нормальные величины

Водородный показатель является главным и его значение определяет диагноз ацидоза или алкалоза. Изменение показателя происходит при накоплении кислотных или щелочных эквивалентов.

Парциальное давление углекислого газа

Парциальное давление или напряжение углекислого газа (рСО 2) - давление СО 2 в газовой смеси, находящейся в равновесии с плазмой артериальной крови при температуре 38°С. Показатель является критерием концентрации углекислоты в крови.

Нормальные величины

Клинико-диагностическое значение

Изменение показателя pCO 2 играет ведущую роль при респираторных нарушениях:

• увеличивается при респираторном ацидозе из-за нарушения вентиляции легких, что и вызывает накопление угольной кислоты;
• снижается при респираторном алкалозе . В этом случае уменьшение рСО 2 происходит в результате гипервентиляции легких, которая приводит к повышенному выведению из организма углекислоты и защелачиванию крови.

При нереспираторных (метаболических) проблемах показатель не изменяется. Если налицо такие сдвиги рН и показатель pCO 2 не в норме, то имеются вторичные (или компенсаторные) изменения. При клинической оценке сдвига показателя рСО 2 важно установить, являются ли изменения причинными или компенсаторными!

Таким образом, повышение показателя pCO 2 происходит при респираторных ацидозах и компенсированном метаболическом алкалозе , а снижение - при респираторных алкалозах и компенсации метаболического ацидоза . Колебания величины рСО 2 при патологических состояниях находятся в диапазоне от 10 до 130 мм рт.ст.

При респираторных нарушениях направление сдвига величины рН крови противоположно сдвигу рСО 2 , при метаболических нарушениях - сдвиги однонаправлены.

Концентрация бикарбонат-ионов

Концентрация бикарбонатов (ионов HCO 3 -) в плазме крови является третьим основным показателем кислотно-основного состояния.

На практике различают показатели актуальных (истинных) бикарбонатов и стандартных бикарбонатов.

Актуальные бикарбонаты (AB, АБ) – это концентрация ионов HCO 3 - в исследуемой крови при 38°С и реальных значениях pH и pCO 2 .

Стандартные бикарбонаты (SB, СБ) – это концентрация ионов HCO 3 - в исследуемой крови при приведении ее в стандартные условия: полное насыщение кислородом крови, уравновешивание при 38°С с газовой смесью, в которой pCO 2 равно 40 мм рт.ст.

У здоровых людей концентрация актуальных и стандартных бикарбонатов практически одинакова. Нормальные величины

Клинико-диагностическое значение

Диагностическое значение концентрации бикарбонатов в крови состоит, прежде всего, в определении характера нарушений КОС (метаболического или респираторного).

Показатель в первую очередь изменяется при метаболических нарушениях:

• при метаболическом ацидозе показатель HCO 3 - снижается, так как расходуется на нейтрализацию кислых веществ (буферная система),
• при метаболическом алкалозе - повышается.

Так как угольная кислота очень плохо диссоциирует и ее накопление в крови практически не отражается на концентрации HCO 3 - , то при первичных респираторных нарушениях изменение бикарбонатов невелико.

При компенсации метаболического алкалоза бикарбонаты накапливаются вследствие урежения дыхания, при компенсации метаболического ацидоза - в результате усиления их почечной реабсорбции.

Концентрация буферных оснований

Этот параметр почти не зависит от изменения парциального давления углекислого газа в крови, но отражает продукцию кислот тканями и частично функцию почек. По величине буферных оснований можно судить о сдвигах КОС, связанных с увеличением или уменьшением содержания нелетучих кислот в крови (то есть всех, кроме угольной кислоты).

Нормальные величины

На практике используемым параметром концентрации буферных оснований является параметр «остаточные анионы» или «неопределяемые анионы» или «анионное несоответствие» или «анионная разница».

В основе использования показателя анионной разницы лежит постулат об электронейтральности, то есть количество отрицательных (анионов) и положительных (катионов) в плазме крови должно быть одинаковым. Если же экспериментально определить количество наиболее представленных в плазме крови ионов Na + , K + , Cl - , HCO 3 - , то разность между катионами и анионами составляет примерно 12 ммоль/л.

Анионная разница = ( + ) - ( + ) = 12 ммоль/л

Увеличение величины анионной разницы сигнализирует о накоплении неизмеряемых анионов (лактат, кетоновые тела) или катионов, что уточняется по клинической картине или по анамнезу.

Клинико-диагностическое значение

Показатели общих буферных оснований и анионной разницы особенно информативны при метаболических сдвигах КОС, тогда как при респираторных нарушениях его колебания незначительны.

Избыток буферных оснований

Избыток оснований (base excess, BE, ИО) - разница между фактической и должной величинами буферных оснований. По значению показатель может быть положительным (избыток оснований) или отрицательным (дефицит оснований, избыток кислот).

Показатель по диагностической ценности выше, чем показатели концентрации актуальных и стандартных бикарбонатов. Избыток оснований отражает сдвиги количества оснований буферных систем крови, а актуальные бикарбонаты - только концентрацию.

Нормальные величины

Клинико-диагностическое значение

Наибольшие изменения показателя отмечаютcя при метаболических нарушениях: при ацидозе выявляется нехватка оснований крови (дефицит оснований, отрицательные значения), при алкалозе - избыток оснований (положительные значения). Предел дефицита, совместимый с жизнью, 30 ммоль/л.

При респираторных сдвигах показатель меняется незначительно.

Кислород-связанные показатели

К кислород-связанным показателям КОС относят оксигемоглобин, сатурацию гемоглобина кислородом, общее содержание и парциальное давление кислорода.

Оксигемоглобин

Оксигемоглобин (HbО 2) – отражает процентное отношение количества оксигемоглобина (HbО 2) к сумме всех гемоглобиновых фракций (общему гемоглобину).

Нормальные величины

Насыщение гемоглобина кислородом

Насыщение (сатурация) гемоглобина кислородом (HbOSAT, SО 2), представляет собой отношение фракции оксигенированного гемоглобина к тому количеству гемоглобина в крови, который способен транспортировать О 2 .

Отличия между двумя показателями HbО 2 и HbOSAT заключаются в том, что у пациентов возможно наличие в крови фракции такой формы гемоглобина, которая не способна акцептировать О 2 (Hb-CO, metHb, сульфоHb). Но так как большинство больных не имеют в крови повышенного содержания этих форм гемоглобина, значения HbО 2 и SО 2 обычно очень близки. Например, насыщение гемоглобина кислородом составляет 95 %, величина оксигемоглобина составляет 53 %. Это означает, что несмотря на нормальное поступление кислорода, существует некоторая часть гемоглобина, не способная к его связыванию. Показатель используется при цианозе и эритроцитозе, он помогает различить пониженную оксигенацию крови (например, при заболеваниях легких) и смешивание крови с венозной кровью при артерио-венозном шунте.

Общее содержание кислорода

Парциальное давление кислорода

Парциальное давление кислорода (pO 2) - давление О 2 в газе, находящемся в равновесии с кислородом, растворенным в плазме артериальной крови при температуре 38°С.

Хотя растворенный кислород составляет менее 10 % общего кислорода в крови, он находится в динамическом равновесии между кислородом эритроцитов и тканей.

Данный показатель является основным при характеристике гипоксии.

Кислотно-основное состояние (кислотно-щелочная реакция) - это исключительно важная постоянная характеристика крови, которая обеспечивает нормальное течение окислительно-восстановительных процессов в организме, ферментативную активность, а также направление и интенсивность всех видов обмена веществ.
Кислотность или щелочность любой жидкости (в том числе и крови) напрямую зависит от содержания в ней свободных ионов водорода. Количественная активная кислотная или щелочная реакция определяется «водородным показателем» - рН.
Понятие «водородный показатель» (дословно «сила водорода») и шкалу рН (от 0 до 14) ввел в 1908 г. физик и датский биохимик Серен Петер Лауриц Сервисен.
Нейтральная реакция соответствует рН = 7,0, меньшие значения являются свидетельством сдвига в «кислую» сторону, а большие - в «щелочную».
Постоянство кислотно-основного состояния организма поддерживается буферными системами (жидкостями, поддерживающими баланс ионов водорода) и физиологическими механизмами компенсации (за счет деятельности печени, почек, легких и других органов).
В крови человека одновременно функционируют несколько буферных систем (кислота-основание):
1) бикарбонатная (Н2СОэ и НСО-3);
2) гемоглобиновая (гемоглобин - слабая кислота, оксигемоглобин - слабое основание);
3) белковая (работающая за счет способности белков ионизироваться);
4) фосфатная (дифосфат и монофосфат).
Наиболее активной является бикарбонатная буферная система крови, обеспечивающая до 35 % буферной емкости крови; на остальные системы приходится, соответственно, 35, 7 и 5 %. Особенность гемоглобиновой буферной системы крови состоит в том, что кислотность гемоглобина зависит от его насыщенности кислородом, который человек получает извне.
Основная роль в поддержании стабильного кислотно-основного равновесия в организме отводится почкам, печени и легким. Наибольшее значение имеют легкие, так как через них (в виде углекислоты) выделяется до 95% кислых продуктов, образующихся в результате жизнедеятельности организма. В почках связываются и выводятся ионы водорода, а также возвращаются в кровь ионы натрия и бикарбонат. Печень преобразует и выводит различные кислоты. Деятельность органов пищеварительного тракта в поддержании кислотно-основного постоянства также немаловажна, поскольку они выделяют пищеварительные соки, имеющие кислую или щелочную реакцию.
Определение водородного показателя (рН) крови проводят электрометрическим способом с применением специального стеклянного электрода, чувствительного к ионам водорода.
Кислотно-основное состояние крови связано с содержанием в ней углекислого газа. Для установления уровня напряжения углекислого газа и кислорода в крови применяют эквилибрационную методику Аструпа или электрод Северингхауса. Значения, характеризующие изменения кислотно-основного состояния, рассчитывают посредством составления номограммы.
Сейчас массово выпускают приборы, определяющие рН, напряжение С02 и 02 в крови; расчеты производятся с помощью микрокомпьютера, входящего в состав прибора. В настоящее время для определения кислотно-щелочного состояния наиболее широко применяется так называемая методика Аструпа.
Для определения кислотно-основного состояния крови берется артериальная или капиллярная (из кончика пальца) кровь. Следует отметить, что наиболее высокое постоянство кислотно-щелочных показателей отмечается все же в артериальной крови.
У здорового человека рН артериальной крови составляет 7,35-7,45, т.е. кровь имеет слабощелочную реакцию. Снижение величины рН свидетельствует о сдвиге реакции крови в кислую сторону, что называется «ацидоз» (рН Сдвиги рН более чем на 0,4 (рН менее 7,0 и более 7,8) расцениваются как несовместимые с жизнью. Изменения рН, отличные от нормы, обозначаются как:
1) субкомпенсированный ацидоз (рН 7,25-7,35);
2) декомпенсированый ацидоз (рН 3) субкомпенсированный алкалоз (рН 7,45-7,55);
4) декомпенсированный алкалоз (рН > 7,55).
Немаловажно учитывать при оценке кислотно-основного состояния организма РаС02, т.е. напряжение углекислого газа в артериальной крови. В норме данный показатель составляет в среднем 40 мм рт. ст. (от 35 до 45), а более значительные отклонения от нормы являются признаком дыхательных нарушений.
Метаболический алкалоз или ацидоз определяется в том числе по избытку или недостаточности буферных оснований (Buffer Base, ВВ) в крови. У здорового человека В В = 0, а допустимые пределы колебаний составляют ±2,3 ммоль/л.
Такой показатель как «стандартные бикарбонаты» (SB) отражает концентрацию бикарбонатов в крови при стандартных условиях (рН = 7,40; РаС02 = 40 мм рт. ст.; t = 37 °С; S02 = 100%). «Истинные, или актуальные бикарбонаты» (АВ) отражают состояние бикарбонатного буфера в условиях конкретного организма, в норме совпадают со «стандартными» и составляют 24,0 ± 2,0 ммоль/л.
Показатели SB и АВ снижаются при нарушение обмена веществ со сдвигом реакции крови в кислую сторону и уменьшаются при сдвиге реакции крови в щелочную сторону.
Если лабораторные данные свидетельствуют о наличии метаболического ацидоза, это может быть признаком кетоацидоза, сахарного диабета, кислородного голодания (гипоксии) тканей, шокового состояния, а также ряда других патологических состояний.
Причиной метаболического алкалоза может стать неукротимая рвота (с большой потерей кислоты с желудочным соком) или чрезмерное употребление в пищу продуктов, вызывающих ощелачивание организма (растительных, молочных).
Дыхательный алкалоз может возникнуть у физически здорового человека в условиях высокогорья или при чрезмерной физической или психической нагрузке. Также он отмечается при одышке у пациентов с заболеваниями сердца и (или) легких, если углекислый газ не скапливается в легочных альвеолах.
Дыхательный ацидоз развивается при недостаточном поступлении воздуха в легкие, что может говорить об угнетении деятельности дыхательного центра в головном мозге, выраженной дыхательной недостаточности при тяжелой патологии легких.

Анализ газов крови и ее кислотно-щелочное состояние обладает немаловажным значением при диагностике различных состояний в хирургии, реаниматологии, анестезиологии и играет не менее важную роль при лечении. Три наиболее соизмеримых показателя. Как правило, это:

• давление кислорода,
• углекислый газ,
• кровь,

которые на протяжении длительного времени диктуют состояние человека. Именно по этой причине в каждой современной лаборатории находится специальный газовый анализатор крови. Если вы хотите контролировать основные показатели в крови, данные о подобных параметрах, позволяют получить электролитный анализатор.

Другими словами - это система электролитов, которая дает возможность получить полный состав крови, исключая при этом человеческий фактор. Большинство современных клиник оборудованы подобными приборами для определения более точных показателей. Кроме того, у них присутствует удобный интерфейс, благодаря которому весьма просто проводить работу. Подобный анализатор КЩС также способен проанализировать всю концентрацию билирубина в крови. Только что упомянутый параметр обладает огромным значением при реанимации новорожденных, в период обнаружения у критически больных в трансплантологии и почечной недостаточности.

Как правило, кислотно-щелочное состояние является следствием трудного патологического нарушения и довольно редко обладает самостоятельным значением.

Анализ газового состава в артериальной крови является незаменимым способом исследования у больных с подозрением на нарушения обменов веществ или респираторную патологию.

Вторичный анализ газового состава в артериальной крови позволяет отследить в течение главного заболевания, контролируя эффект осуществляемой терапии. Итоги данного исследования реализуются составом в артериальной крови, и обязаны рассматриваться параллельно с оценкой клинического состояния. Способ обладает ограничением, так как предусматривает использование жидкости внеклеточного компортамента, что не позволяет найти информацию во внутриклеточной жидкости.

Большинство клиницистов зачастую сталкиваются с различными трудностями в период интерпретации газового состава крови.

Расшифровка КЩС анализа

Если Вы не разбираетесь, какое значение несет тот или иной показатель, и что это вообще, существует общая расшифровка, позволяющая ориентироваться в данных.

Для титрования требуется около 1 литра крови, в котором значение возвращается к 7,4 и температуре больного - 37 градусов по Цельсию.

Показатель, который соответствует метаболическому компоненту нарушения, он же ренальный, относится к дополнительной категории.

Норма КЩС крови

С течением времени были сформированы определенные механизмы для регуляции баланса и приведения его в норму, даже в случае развития патологии. Как правило, в норме в организме осуществляются примерно до 20 кислых компонентов, чем у базовых. По этой причине в нем существуют специальные механизмы, которые производят нейтрализацию и выводят из секреции избыток соединений совместно с кислыми параметрами. К подобным системам относятся буферные химические соединения и физиологические рычаги.

Нормы предоставлены для артериализированной или артериальной крови капиллярного значения совместно с температурой больного 37 градусов. Норма показателей крови в таком случае варьируется между значением 7,35 - 7,45, включая концентрацию 44 - 36 нмоль/л.

Если по каким-то причинам значение КЩС сдвигается за пределы нормальных показателей, то это указывает на серьезнейшие нарушения в метаболических процессах внутри организма, что говорит о необходимости срочного подключения специалистов для решения данной проблемы.

В случае, когда коэффициент рН находится выше нормы, это считается адкадемией. Причинами служат дыхательный или метаболический алкалоз, который субкомпенсируется и не компенсируется при максимальном компенсированном алкалозе, находящемся в пределах оптимального состояния.

Шведов КС (отделение реанимации новорожденных г. Нижневартовск)

У детей, находящихся в критическом состоянии, с острым поражением дыхательной, сердечно-сосудистой, выделительной систем изменения кислотно - основного состояния неизбежны. Эти изменения должны быть выявлены как можно раньше; нормализация гомеостаза приведет к восстановлениюработоспособности организма в целом, а оценивая полученные показателив динамике , можно косвенно судить о течении патологического процесса и адекватности принимаемых мер. Врачу важно иметь информацию, отражающую адекватность вентиляции, оксигенации, кислотно-основное состояние – некие объективные и точные показатели (хотя клиническая оценка всегда остается одним из основных компонентов).

Определить КОС можно:

в пробе артериальной крови (периферический или пупочный артериальный катетер, однократная чрескожная пункция периферической артерии)

непрерывный мониторинг датчиком, введенным в периферическую (либо пупочную) артерию или пупочную вену (определяет РаСО 2 , РаО 2 , рН иt о тела)

в капиллярной крови

в венозной или смешанной крови

Для неинвазивной оценки газового состава крови используют :

транскутанное определение РаСО2, РаО2

пульсоксиметрию (SрО2)

капнометрию (EtCO2)

С помощью пробы артериального КОС («золотой стандарт газов крови») мы можем получить информацию о :

Состоянии оксигенации (РаО2,SaO2)

Адекватности вентиляции (РаСО2)

кислотно – щелочном балансе (рН)

кислородной емкости крови (PaO2,HbO2,Hbобщий)

уровне лактата (Lac)

дефиците/избытке буферных оснований крови (BD/BE)

Данные о кислотно – щелочном гомеостазе особенно необходимы при проведении новорожденному ИВЛ (оптимизация параметров и сведение к минимуму осложнений).

H + (мЭкв/л) = 24 х (РаСО2/HCO 3 –)

Изменение концентрации водородных ионов на 1 мЭкв/л приводит к изменению рН на 0.01.

Концентрация ионов водорода во внеклеточной жидкости поддерживается в узком диапазоне – 36 – 43 ммоль/л (что соответствует рН 7.35 - 7.46), конечной целью организма является поддержание рН в пределах этих значений, т.к. при них происходит большинство ферментативных реакций в клетках.

Таблица № 1 Нормальные показатели артериальной крови (традиционные значения)

Параметр		Значение	Диапазон	Ед измерения
Парциальное напряжение CO2
Стандартный бикарбонат
O2сатурация
Парциальное напряжение O2

1. pH крови определяется уравнением Henderson - Hasselbalch

pH = 6,1 +lg/(РаCO 2  0,03).

2. Стандартный бикарбонат (СБ, Standart bicarbonate, SBС)

3. Актуальный (истинный) бикарбонат (АВС)

4. BD / BE (Basedeficit/baseexcess) – показывают, сколько миллимолей кислоты или основания следует прибавить к 1 л крови для приведения рН к 7.4 при РаСО2= 40 мм рт ст, температуре тела 38º С, содержании протеинов 70 г/л, гемоглобина 150 г/л и 100% насыщении крови кислородом.

Для поддержки адекватного уровня газов крови необходимо каждые несколько часов (4-6) выполнять газометрические исследования. Однако, проводя их каждые 60 минут, что вызвало бы значительную потерю крови на одни только анализы (возможная анемизация пациента), не будем знать, что делается с этими параметрами между исследованиями. Чтобы расширить во времени сведения об оксигенации крови и парциальном давлении двуокиси углерода, а также иметь возможность вовремя корригировать их нарушения, необходим постоянный контроль неинвазивными методиками.

1.Пульсоксиметрия.

Работа пульсоксиметра основана на способности гемоглобина связанного (НbО2) и не связанного с кислородом (Нb) абсорбировать свет различной длины волны. Измеряя разницу между количеством света абсорбируемого во время систолы и диастолы, пульсоксиметр определяет величину артериальной пульсации. Соотношение количества НbО2к общему количеству гемоглобина, выраженное в процентах, называется сатурацией.

SаО2= (НbО2/ НbО2+ Нb)100 %

У новорожденного в первые сутки жизни (высокий уровень HbF) сатурация 90% часто отвечает значениям РаО2не выше 40 мм рт.ст. Обратная ситуация встречается при смещении кривой диссоциации гемоглобина вправо (например, при ацидозе, гипертермии, гиперкапнии). Тогда при нормальном значенииSpO2, например, 93%, значение РаО2может быть слишком высоким, порядка 90 мм рт.ст.

К основным недостаткам следует отнести неспособность показывать степень гипероксии (в связи с пологим ходом кривой диссоциации гемоглобина при больших цифрах РаО 2 ;SрО 2 = 95% при РаО 2 от 60 до 160 мм рт ст), в связи с чем необходимо периодически контролировать корреляцию междуSрО 2 и РаО 2 в артериальной крови.

2.Транскутанное определение РаО 2 (ТсО 2 ).

Метод определения РаО2с помощью электрохимического датчика Участок кожи в месте наложения датчика в течении нескольких минут нагревается до температуры 43 – 45 º С, капиллярный кровоток многократно увеличивается. Кислород диффундирует через кожу и измеряется датчиком.

У одного пациента в нормальных условиях разница между РаО 2 и ТсО 2 постоянна (РаО 2 – ТсО 2 =const), для правильной корреляции эти значения необходимо периодически сравнивать.

3.Транскутанное определение РаСО 2 (ТсСО 2 ).

Физический механизм чрескожного определения РаСО2подобен таковому для определения РаО2. Показатели ТсСО2всегда больше РаСО 2 , но между ними существует линейная зависимость.

Применение у глубоконедоношенных новорожденных методов ТсСО2и ТсО2 может вызвать ожоги в месте наложения электродов вследствие слабо развитого подкожно-жирового слоя.

4.Концентрация СО 2 в выдыхаемом воздухе (ЕТ СО 2 ).

Метод основан на способности СО2поглощать инфракрасные лучи. Величина ЕТ СО2обратно пропорциональна альвеолярной вентиляции. Когда вентиляция снижается, показатель ЕТ СО2повышается и наоборот. Абсолютный показатель ЕТСО2не так важен, как динамика его изменений. Данный метод можно рекомендовать, когда цель состоит прежде всего в избежании гипер – или гипокапнии, а не в поддержании РаСО 2 в пределах каких-либо фиксированных значений, что особенно важно у недоношенных новорожденных в первые 72 часа жизни. Возможно у стабильного больного существует некоторые безопасные границыEТСО2(менее 28 или более 45 мм рт. ст) и только в случае если показатели больного выйдут за эти пределы, следует инвазивно уточнить концентрацию РаСО2.

Постоянный мониторинг уровня СО 2 в выдыхаемом воздухе желателен по нескольким причинам – гипокапния и гиперкапния могут оказывать определенное влияние на развитие ХЛЗ, перивентрикулярной лейкомаляции или ВЖК.

При определении содержания электролитов и бикарбоната традиционно используют пробы венозной крови, а для измерения рСО2, рН и рО2– артериальной. В норме физиологические показатели венозной крови прямо зависят от КОС тканей, в то время как артериальная кровь отражаетв большей степенигазообмен в легких. Однако у больных, находящихся в критических состояниях, венозная кровь может и не отражать КОС тканей, что обусловлено действием микроциркуляторных шунтов, направляющих кровь мимо тканей с активным метаболизмом.

В регуляции кислотно-щелочного равновесия принимают участие:

Буферные системы организма , связывающие ионы водорода (способны препятствовать изменению рН в течение минут)

Выделяют три основные буферные системы:

а) бикарбонатную

б) гемоглобиновую

в) костно-тканевую.

Вновь появляющиеся ионы водорода распределяются в организме следующим образом: 25% связываются бикарбонатной буферной системой (HCO 3 –), 25% - гемоглобином и 50% - костно-тканевой буферной системой. При хронических анемиях, почечной недостаточности буферная емкость снижается и незначительный избыток или недостаток ионов водорода приводит к тяжелому ацидозу или алкалозу.

2. Почки . Почечные механизмы поддержания pH включают:

Реабсорбцию бикарбоната из первичной мочи (регулируют реабсорбцию HCO 3 – в проксимальных канальцах в ответ на изменение уровня РаСО2)

Экскрецию ионов водорода (50-100 мэкв H + в сутки). Почечная недостаточность сопровождается хроническим ацидозом, степень которого зависит от степени нарушения функции почек. Добиваться полной коррекции ацидоза нецелесообразно, поскольку он обычно достаточно компенсирован респираторными механизмами.

3.Легкие. Выводят из организма углекислый газ, образующийся в результате реакции:

HCO 3 – + H + ↔ H 2 O + CO 2 .

Система газообмена обеспечивает компенсацию метаболических нарушений в форме немедленных реакций. На фоне метаболического ацидоза происходит стимуляция вентиляции легких, результатом чего становится уменьшение РаСО2, противодействующее первичному снижению содержанияHCO 3 – в плазме крови; при метаболическом алакалозе легочная вентиляция подавляется и РаСО2увеличивается, компенсируя повышениеHCO 3 – .

Поскольку растворимость углекислого газа примерно в 20 раз выше, чем растворимость кислорода, накопление углекислого газа в организме свидетельствует о тяжелой дыхательной недостаточности.

В амбулаторной практике иногда назначается анализ на pH крови. Здоровому человеку мало что говорит это аббревиатура, но, например, пациенту с тяжелым течением сахарного диабета обязательно нужно контролировать это состояние, которое еще называется КЩР, КЩБ, или щелочной баланс. Официально это состояние именуется кислотно-щелочным равновесием плазмы. Что это за анализ, о чём говорит pH крови человека, и каковы значения этого равновесия в норме?

Что такое рН и какова ее норма?

Любую живую материю отличает от мертвой постоянство внутренней среды организма, которая отличается от внешней среды. В каждом организме постоянно протекает множество различных нормальных процессов, которые в совокупности именуются метаболизмом. Любой метаболизм состоит из процессов анаболизма, или роста, и катаболизма, или процессов распада и выведения из организма различных вредных веществ.

Жизнь млекопитающих невозможно без процессов тканевого дыхания. В ткани доставляется кислород и питательные вещества, и выводится из них углекислый газ. Транспорт этих веществ совершается в крови, и она является важнейшей внутренней средой организма. В плазме постоянно существуют различные кислоты, которые отдают ионы водорода, или протоны. Одновременно в крови содержатся и щелочные субстанции — основания, или акцепторы, «приемники» протонов.

Постоянное соотношение кислых и щелочных компонентов плазмы, которое изменяется, количественно может быть выражено концентрацией свободных протонов. Это количество ионов и называется рН, и выражается в моль/л. Для удобства расчетов берётся не сама эта концентрация, а отрицательный десятичный логарифм этой концентрации. Поэтому можно принимать уровень кислот и щелочей плазмы за безразмерную величину.

Какова кислотность крови? И какие значения свидетельствуют о нарушении этой нормы? Удивительно, но pH плазмы человека в течение всей его жизни может меняться в чрезвычайно узких пределах, это — важный показатель здоровья. У здорового человека средняя величина pH составляет 7,38-7,40. Колебания концентрации ионов водорода могут быть немного шире, например, от 7,37 до 7,44.

В том случае, если у человека определить pH плазмы, то они ни в коем случае не могут быть меньше 6,8, и больше 7,8. Превышение этих границ как в меньшую, кислую сторону, так и в щелочную, или сторону повышения, несовместимые с жизнью.

От чего зависит сохранность рН?

Рассмотрим, какие системы отвечают за соблюдение этого постоянства. Эти системы называются буферными системами, поскольку они позволяют или забирать, или отдавать в кровь протоны, без каких-либо резких колебаний pH, тем самым компенсируя возможные метаболические нарушения сразу, по мере их возникновения.

К основным буферным системам организма относятся следующие:

• бикарбонатная система, которая «работает» на угольной кислоте и ее соли – бикарбонате натрия;
• гемоглобиновая буферная система, использующая белки.

В том случае, когда гемоглобин присоединяет кислород в легких, он проявляет более сильные кислые свойства, а когда гемоглобин отдает кислород в тканях, то его кислотные свойства ослабевают, и он становится акцептором протонов.

Кроме двух буферных систем, поддерживать в норме биохимический анализ крови позволяет дыхание. В течение нескольких минут (2 – 3) лёгкие компенсируют любое физиологическое изменение pH крови, доводя его до нормы. Системам бикарбоната и гемоглобина вследствие высокой буферной емкости для этого нужно всего лишь около половины минуты. Но лёгкие, благодаря выделению во внешнюю среду углекислого газа, быстро ликвидируют опасность закисления внутренней среды организма.

Кроме этого, еще одним важным механизмом является образование мочи. В почках протекает сложный процесс изменения концентрации карбонатного буфера. Почки являются самым медленным, но надежным механизмом: для нормализации показателей кислотности в плазме им требуется около половины суток.

В основном, почки используют обратное всасывание ионов натрия и секрецию протонов в почечных канальцах. Почки являются мощным и эффективным механизмом вывода лишней кислотности из организма. Разница между концентрацией рН в моче и в плазме может достигать соотношения 800: 1.

Для того чтобы определить pH крови, в современной лаборатории достаточно воспользоваться артериальной кровью из капилляров, то есть просто проколоть палец пациенту. Поскольку расшифровка состояния и состава КЩС как взрослого человека, так и ребенка является одним из важнейших показателей гомеостаза, то в анализы входят следующие показатели:

• величина рН;
• напряжение, или парциальное давление углекислого газа в плазме;
• концентрация бикарбоната;
• концентрация буферных оснований;
• избыток оснований.

В клинике существуют различные способы определения этих параметров. Мы не будем подробно останавливаться на тонкостях и особенностях диагностики различных показателей на кислотность, а остановимся на причинах, которые могут привести к изменениям кислотно-щелочного равновесия, связанные с различными заболеваниями, вызванные нарушениями в организме, и превышающими физиологическую норму.

Ацидоз и алкалоз: когда анализ отличается от нормы

В том случае, если речь идет о повышении кислотности, то используется термин «ацидоз», от латинского перевода «acidum» — кислота. Если же сдвиг равновесия наблюдается в щелочную сторону, или в сторону повышения pH, тогда это состояние называется «алкалоз», от соответствующего химического наименования щелочей и оснований.

Ацидоз и алкалоз являются частым следствием различных хронических заболеваний сердца, сосудов, и особенно легких и почек, которые принимают участие в сохранение равновесия и минимизации отклонений рН.

В клинике очень важно отличать респираторный и метаболический алкалоз и ацидоз. Каждый из нас может самостоятельно, прямо сейчас, ощутить на себе симптомы респираторного алкалоза: для этого нужно очень глубоко и часто подышать в течение хотя бы 15 — 20 секунд. Появятся неприятные симптомы «отравления» организма кислородом, и падение парциального давления углекислоты плазмы: это головокружение, чувство онемения лица и пальцев.

Но гораздо чаще в клинике развивается состояние метаболического ацидоза, или закисления организма. В этом может быть виновато свободнорадикальное окисление, перекисное окисление липидов, сердечная недостаточность, различные хронические заболевания. Основными причинами отклонения ph в сторону метаболического ацидоза являются следующие состояния:

• хроническая гипоксия;
• расстройство функции печени по обезвреживанию продуктов распада белков, и накопление кислых соединений – основное заболевание – хроническая печеночная недостаточность;
• при хронической , и при выраженном снижении уровня белка плазмы. Эти состояния приводит к истощению буферных систем;
• также причины повышенного ацидоза за счёт увеличения концентрации ацетона и кетоновых тел наблюдается у пациентов с тяжелым сахарным диабетом при повышении кислотности плазмы;
• при длительной лихорадке;
• вследствие алкогольной интоксикации;
• при ожоговой болезни;
• при массивных травмах, особенно при краш-синдроме, или при синдроме длительного раздавливания.

При краш — синдроме, после освобождения конечности от длительного сдавливания, в центральный кровоток поступает большое количество миоглобина, который появился в результате травматического рабдомиолиза, или мышечного распада. Этот миоглобин способен «засорять» мембраны почечных клубочков, и это приводит к развитию острой почечной недостаточности, и к нарушению экскреции протонов в мочу.

В случае метаболического ацидоза снижается pH плазмы артериальной и венозной крови, и количество гидрокарбоната, повышается концентрация ионов водорода, и в качестве компенсации снижается парциальное давление углекислого газа.

Мы разобрали состояния, при котором pH ниже нормы. Но при исследовании можно отметить иногда и повышение pH, или снижение концентрации протонов. Чтобы не путаться, вспомним, что показателем является отрицательная величина десятичного логарифма, то есть имеется обратно пропорциональная связь: при увеличении концентрации протонов, или ионов водорода, или при закислении, рН снижается, и наоборот.

У пациента велик шанс встретиться с метаболическим алкалозом, если у него наблюдаются следующие состояния:

• у пациента существует избыточная потеря кислот из организма, или избыточное накопление основных соединений. Чаще всего в клинике встречаются рвота, неукротимая и многократная, при которой теряются протоны и хлор, входящий в состав желудочного сока;
• прием большого количества мочегонных;
• потеря калия при выраженных поносах;
• избыточное введение щелочных растворов с целью компенсировать ацидоз;
• переливание большого объёма донорской крови. В ее состав для консервации входит лактат, или цитрат, которые приводят к развитию защелачивания.

Довольно часто состояние грозит алкалозом, если есть эндокринная патология, при гиперальдостеронизме и при болезни Иценко-Кушинга, при приеме глюкокортикоидных гормонов.

В отличие от закисления, у алкалоза есть особые симптомы для врачей: это выраженная головная боль, сонливость, и повышение нервно-мышечной возбудимости, при которой присоединяется судорожный синдром. Защелачивание плазмы и сопутствующие снижение концентрации калия вызывает постоянное нарушение сердечного ритма, а у пожилых пациентов может привести к мерцательной аритмии и другим осложнениям.

Полное, развернутое исследование, и точная интерпретация параметров кислотно-основного состояния может представлять собой непростую задачу. В том случае, если пациент не страдает хроническими заболеваниями, ведет здоровый образ жизни, и придерживается правил здорового питания, то при исследовании крови на кислотно-основное состояние можно быть спокойным, что pH находится в норме.

Но у пациента, который нормально себя чувствует, но при этом имеется хроническое метаболическое расстройство, воспалительное заболевание или обменные нарушения – то в таком случае существует риск значительного утяжеления состояния в случае развития даже незначительной декомпенсации.