Патофизиология кислотно-основного состояния (КОС)

Механизмы регуляции КОС

Поддержание нормального равновесия между кислотами и щелочами и нормального показателя рН, чрезвычайно важно для деятельности ферментов и стабильности клеточных мембран. Любой значительный сдвиг рН может привести к тяжелому повреждению организма, включая недостаточность системы внешнего дыхания, кому и смерть. В связи с этим в организме человека сформировались механизмы защиты против нарушения КОС.

Ежедневно организм высвобождает количество протонов (кислот) в миллион раз больше, чем концентрация протонов в артериальной крови. Главным источником образования кислот в организме является обмен углеводов, липидов и белков. Типы кислот, образующихся в результате метаболизма различных субстратов, представлены на рис 1.

 

Рисунок 1

Вода + СО2   Пировиноградная кислота Молочная кислота

аэробный путь

Углеводы

 

 

Эти кислоты временно связываются буферными системами, противодействующими постоянной тенденции к закислению внутренней среды. В дальнейшем физиологические системы элиминируют протоны из форм их временного связывания внутри- и внеклеточными буферами во внешнюю среду.

Рисунок 2

Основные буферы организма:

Гидрокарбонатный: Н2СО3 /NaHCO3 = 20/1	Действует в крови, обладает небольшой емкостью, определение его компонентов имеет большое диагностическое значение
Фосфатный: NaH2PO4/Na2HPO4 = 4/1	Действует в почках и других тканях
Белковый: R – NO2 COOH	В щелочной среде белки функционируют как кислоты, отдавая ионы водорода от карбоксильных групп, в кислой среде – как основания.
Гемоглобиновый: НьО2/Нь	Самый емкий буфер (75% буферной емкости крови); - оксигемоглобин проявляет кислотные свойства, восстановленнный гемоглобин выполняет роль основания; - транспортирует 10 – 15% СО2 из тканей в виде карбгемоглобина

Роль легких в поддержании постоянства КОС:

Ацидоз ® возбуждение дыхательного центра ® гипервентиляция ® ¯р СО₂ ® снижение кислотореагирующих веществ нормализация рН (увеличение альвеолярной вентиляции в два раза приводит к повышению рН на 0,23)

Алкалоз ® угнетение дыхательного центра ® гиповентиляция ® гиперкапния ® ­ кислотореагирующих веществ ® нормализация рН

Роль почек в поддержании постоянства КОС:

Ацидоз ® повышение секреции Н⁺ ионов эпителием почечных канальцев и кислот, аммонийных солей, усиленная реабсорбция натрия и гидрокарбонатов ® выделение с мочой кислотореагирующих веществ ® нормализация рН.

Алкалоз ® уменьшение секреции Н⁺ ионов эпителием почечных канальцев, повышенное выведение натрия и гидрокарбонатов ® сохранение в организме Н⁺ ионов и выведение щелочных реагирующих веществ – нормализация рН.

Ионообмен в тканях:

Ацидоз ® поступление ионов водорода в клетки в обмен на К⁺ и Са⁺ ® гиперкалиемия, гиперкальцемия, остеопороз

Алкалоз ® выход ионов водорода из клетки взамен К⁺ и Са⁺ ® гипокальциемия ® тетания

 

Объединение этих систем включает легкие, почки и печень, а их взаимодействие для удержания постоянства КОС указано на рис. 2.

Основные показатели

Кислотно-основное состояние организма характеризуют величины трех его главных параметров.

Таблица 1

Параметры КОС	Пределы нормальных колебаний
[H+] (pH) *	7,35-7,45
РаСО2	40±3мм.рт.ст.
[НСО ]	24±2ммоль/л

Зная значение рН и РаСО₂ у конкретного человека, при помощи специальных карт Зиггарда-Андерсена, определяют остальные показатели КОС (ВВ, ВЕ, SB) для установления степени и формы нарушения КОС.

ВВ (Buffer Base)	– сумма оснований всех буферных систем. В норме - 40-60 ммоль/л.
ВЕ (Base Excess)	– сдвиг буферных оснований по отношению к кислотам. В норме – (-2,4) – (+2,3).
SB (Standart Bicarbonate)	– концентрация бикарбоната при стандартных условиях (Т°C - 37°, РаСО - 40 мм.рт.ст. и полное насыщение крови кислородом). В норме – 20-27 ммоль/л.
AB (Actual Bicarbonate)	– истинный бикарбонат крови или содержание НСО в крови у конкретного человека.

 

Таблица 2

рН	7,0	7,1	7,2	7,3	7,4	7,5	7,6	7,7
[H+] нмоль/л

Формы нарушения КОС