Костюченко кислотно щелочной баланс в интенсивной терапии. Интерпретация анализа кислотно – основного состояния крови

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.

Активная реакция крови — чрезвычайно важная гомеостатическая константа организма, обеспечивающая течение окислительно-восстановительных процессов, деятельность ферментов, направление и интенсивность всех видов обмена.

Кислотность или щелочность раствора зависит от содержания в нем свободных ионов водорода [Н+]. Количественно активная реакция крови характеризуется водородным показателем — рН (power hydrogen — «сила водорода»).

Водородный показатель — отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов, т. е. pH = -lg.

Символ рН и шкалу рН (от 0 до 14) ввел в 1908 г. Сервисен. Если рН равно 7,0 (нейтральная реакция среды), то содержание ионов Н + равно 10 7 моль/л. Кислая реакция раствора имеет рН от 0 до 7; щелочная — от 7 до 14.

Кислота рассматривается как донор ионов водорода, основание — как их акцептор, т. е. вещество, которое может связывать ионы водорода.

Постоянство кислотно-основного состояния (КОС) поддерживается как физико-химическими (буферные системы), так и физиологическими механизмами компенсации (легкие, почки, печень, другие органы).

Буферными системами называют растворы, обладающие свойствами достаточно стойко сохранять постоянство концентрации водородных ионов как при добавлении кислот или щелочей, так и при разведении.

Буферная система — это смесь слабой кислоты с солью этой кислоты, образованной сильным основанием.

Примером может служить сопряженная кислотно-основная пара карбонатной буферной системы: Н 2 СО 3 и NaHC0 3 .

В крови существует несколько буферных систем:

1) бикарбонатная (смесь Н 2 СО 3 и НСО 3 -);

2) система гемоглобин — оксигемоглобин (оксигемоглобин имеет свойства слабой кислоты, а дезоксигемоглобин — слабого основания);

3) белковая (обусловленная способностью белков ионизироваться);

4) фосфатная система (дифосфат — монофосфат).

Самой мощной является бикарбонатная буферная система — она включает 53% всей буферной емкости крови, остальные системы составляют соответственно 35%, 7% и 5%. Особое значение гемоглобинового буфера заключается в том, что кислотность гемоглобина зависит от его оксигенации, то есть газообмен кислорода потенцирует буферный эффект системы.

Исключительно высокую буферную емкость плазмы крови можно проиллюстрировать следующим примером. Если 1 мл децинормальной соляной кислоты добавить к 1 л нейтрального физиологического раствора, который не является буфером, то его рН упадет с 7,0 до 2,0. Если такое же количество соляной кислоты добавить к 1 л плазмы, то рН снизится всего с 7,4 до 7,2.

Роль почек в поддержании постоянства кислотно-основного состояния заключается в связывании или выведении ионов водорода и возвращении в кровь ионов натрия и бикарбоната. Механизмы регуляции КОС почками тесно связаны с водно-солевым обменом. Метаболическая почечная компенсация развивается гораздо медленнее дыхательной компенсации — в течение 6-12 ч.

Постоянство кислотно-основного состояния поддерживается также деятельностью печени . Большинство органических кислот в печени окисляется, а промежуточные и конечные продукты либо не имеют кислого характера, либо представляют собой летучие кислоты (углекислота), быстро удаляющиеся легкими. Молочная кислота в печени преобразуется в гликоген (животный крахмал). Большое значение имеет способность печени удалять неорганические кислоты вместе с желчью.

Выделение кислого желудочного сока и щелочных соков (панкреатического и кишечного) также имеет значение в регуляции КОС.

Огромная роль в поддержании постоянства КОС принадлежит дыханию. Через легкие в виде углекислоты выделяется 95% образующихся в организме кислых валентностей. За сутки человек выделяет около 15 ООО ммоль углекислоты, следовательно, из крови исчезает примерно такое же количество ионов водорода (Н 2 СО 3 = C02 + Н 2 0). Для сравнения: почки ежедневно экскретируют 40-60 ммоль Н+ в виде нелетучих кислот.

Количество выделяемой двуокиси углерода определяется ее концентрацией в воздухе альвеол и объемом вентиляции. Недостаточная вентиляция приводит к повышению парциального давления С02 в альвеолярном воздухе (альвеолярная гиперкапния ) и соответственно увеличению напряжения углекислого газа в артериальной крови (артериальная гиперкапния ). При гипервентиляции происходят обратные изменения — развивается альвеолярная и артериальная гипокапния.

Таким образом, напряжение углекислого газа в крови (РаСO 2), с одной стороны, характеризует эффективность газообмена и деятельность аппарата внешнего дыхания, с другой — является важнейшим показателем кислотно-основного состояния, его дыхательным компонентом.

Респираторные сдвиги КОС самым непосредственным образом участвуют в регуляции дыхания. Легочный механизм компенсации является чрезвычайно быстрым (коррекция изменений рН осуществляется через 1-3 мин) и очень чувствительным.

При повышении РаСO 2 с 40 до 60 мм рт. ст. минутный объем дыхания возрастает от 7 до 65 л/мин. Но при слишком большом повышении РаСO 2 или длительном существовании гиперкапнии наступает угнетение дыхательного центра с понижением его чувствительности к СO 2 .

При ряде патологических состояний регуляторные механизмы КОС (буферные системы крови, дыхательная и выделительная системы) не могут поддерживать рН на постоянном уровне. Развиваются нарушения КОС, и в зависимости от того, в какую сторону происходит сдвиг рН, выделяют ацидоз и алкалоз.

В зависимости от причины, вызвавшей смещение рН, выделяют дыхательные (респираторные) и метаболические (обменные) нарушения КОС: дыхательный ацидоз, дыхательный алкалоз, метаболический ацидоз , метаболический алкалоз .

Системы регуляции КОС стремятся ликвидировать возникшие изменения, при этом респираторные нарушения нивелируются механизмами метаболической компенсации, а метаболические нарушения компенсируются изменениями вентиляции легких.

6.1. Показатели кислотно-основного состояния

Кислотно-основное состояние крови оценивается комплексом показателей.

Величина рН — основной показатель КОС. У здоровых людей рН артериальной крови равен 7,40 (7,35-7,45), т.е. кровь имеет слабощелочную реакцию. Снижение величины рН означает сдвиг в кислую сторону — ацидоз (рН < 7,35), увеличение рН — сдвиг в щелочную сторону — алкалоз (рН > 7,45).

Размах колебаний рН кажется небольшим вследствие применения логарифмической шкалы. Однако разница в единицу рН означает десятикратное изменение концентрации водородных ионов. Сдвиги рН более чем на 0,4 (рН менее 7,0 и более 7,8) считаются несовместимыми с жизнью.

Колебания рН в пределах 7,35-7,45 относятся к зоне полной компенсации. Изменения рН вне пределов этой зоны трактуются следующим образом:

Субкомпенсированный ацидоз (рН 7,25-7,35);

Декомпенсированнй ацидоз (рН < 7,25);

Субкомпенсированный алкалоз (рН 7,45-7,55);

Декомпенсированный алкалоз (рН > 7,55).

РаСO 2 (РСO2) — напряжение углекислого газа в артериальной крови. В норме РаСO 2 составляет 40 мм рт. ст. с колебаниями от 35 до 45 мм рт. ст. Повышение или снижение РаСO2 является признаком респираторных нарушений.

Альвеолярная гипервентиляция сопровождается снижением РаСO 2 (артериальной гипокапнией) и респираторным алкалозом, альвеолярная гиповентиляция — повышением РаСO 2 (артериальной гиперкапнией) и респираторным ацидозом.

Буферные основания (Buffer Base, ВВ) — общее количество всех анионов крови. Поскольку общее количество буферных оснований (в отличие от стандартных и истинных бикарбонатов) не зависит от напряжения СO 2 , по величине ВВ судят о метаболических нарушениях КОС. В норме содержание буферных оснований составляет 48,0 ± 2,0 ммоль/л.

Избыток или дефицит буферных оснований (Base Excess, BE) — отклонение концентрации буферных оснований от нормального уровня. В норме показатель BE равен нулю, допустимые пределы колебаний ±2,3 ммоль/л. При повышении содержания буферных оснований величина BE становится положительной (избыток оснований), при снижении — отрицательной (дефицит оснований). Величина BE является наиболее информативным показателем метаболических нарушений КОС благодаря знаку (+ или -) перед числовым выражением. Дефицит оснований, выходящий за пределы колебаний нормы, свидетельствует о наличии метаболического ацидоза, избыток — о наличии метаболического алкалоза.

Стандартные бикарбонаты (SB) — концентрация бикарбонатов в крови при стандартных условиях (рН = 7,40; РаСO 2 = 40 мм рт. ст.; t = 37 °С; SO 2 = 100%).

Истинные (актуальные) бикарбонаты (АВ) — концентрация бикарбонатов в крови при соответствующих конкретных условиях, имеющихся в кровеносном русле. Стандартные и истинные бикарбонаты характеризуют бикарбонатную буферную систему крови. В норме значения SB и АВ совпадают и составляют 24,0 ± 2,0 ммоль/л. Количество стандартных и истинных бикарбонатов уменьшается при метаболическом ацидозе и увеличивается при метаболическом алкалозе.

6.2. Нарушения кислотно-основного состояния

Метаболический (обменный) ацидоз развивается при накоплении в крови нелетучих кислот. Он наблюдается при гипоксии тканей, нарушениях микроциркуляции, кетоацидозе при сахарном диабете, почечной и печеночной недостаточности, шоке й других патологических состояниях. Наблюдается уменьшение величины рН, снижение содержания буферных оснований, стандартных и истинных бикарбонатов. Величина BE имеет знак (-), что свидетельствует о дефиците буферных оснований.

К метаболическому (обменному) алкалозу могут приводить тяжелые нарушения обмена электролитов, потеря кислого желудочного содержимого (например, при неукротимой рвоте), чрезмерное потребление с пищей щелочных веществ. Увеличивается значение рН (сдвиг в сторону алкалоза) — повышается концентрация ВВ, SB, АВ. Величина BE имеет знак (+) — избыток буферных оснований.

Причиной дыхательных нарушений кислотно-основного состояния является неадекватная вентиляция.

Респираторный (дыхательный) алкалоз возникает в результате произвольной и непроизвольной гипервентиляции. У здоровых людей он может наблюдаться в условиях высокогорья, при беге на длинные дистанции, при эмоциональном возбуждении. Одышка легочного или сердечного больного, когда нет условий для задержки СO 2 в альвеолах, искусственная вентиляция легких могут сопровождаться респираторным алкалозом. Он протекает с повышением рН, снижением РаСO 2 , компенсаторным уменьшением концентрации бикарбонатов, буферных оснований, нарастанием дефицита буферных оснований.

При выраженной гипокапнии (РаСO 2 < 20-25 мм рт. ст.) и респираторном алкалозе могут наступить потеря сознания и судороги. Особенно неблагоприятны гипокапния и респираторный алкалоз в условиях недостатка кислорода (гипоксии). Устойчивость организма к гипоксии при этом резко падает. С этими нарушениями обычно связывают летные происшествия.

Респираторный (дыхательный) ацидоз развивается на фоне гиповентиляции, которая может быть следствием угнетения дыхательного центра. При тяжелой дыхательной недостаточности, связанной с патологией легких, возникает респираторный ацидоз. Величина рН при этом смещена в сторону ацидоза, напряжение СО 2 в крови повышено.

При значительном (более 70 мм рт. ст.) и достаточно быстром повышении РаСO 2 (например, при астматическом статусе) может развиться гиперкапническая кома. Сначала появляются головная боль, крупный тремор рук, потливость, затем психическое возбуждение (эйфория) или сонливость, спутанность сознания, артериальная и венозная гипертензия. Далее появляются судороги, потеря сознания.

Гиперкапния и респираторный ацидоз могут быть следствием пребывания человека в атмосфере с повышенным содержанием углекислого газа.

При хронически развивающемся дыхательном ацидозе наряду с повышением РаС0 2 и снижением рН наблюдается компенсаторное увеличение бикарбонатов и буферных оснований. Величина BE, как правило, имеет знак (+) — избыток буферных оснований.

При хронических заболеваниях легких может возникнуть и метаболический ацидоз. Его развитие связывают с активным воспалительным процессом в легких, гипоксемией, недостаточностью кровообращения. Метаболический и респираторный ацидоз нередко сочетаются, в результате чего возникает смешанный ацидоз.

Первичные сдвиги КОС не всегда можно отличить от компенсаторных вторичных. Обычно первичные нарушения показателей КОС выражены больше, чем компенсаторные, и именно первые определяют направление сдвига рН. Правильная оценка первичных и компенсаторных сдвигов КОС — обязательное условие адекватной коррекции этих нарушений. Чтобы избежать ошибок в трактовке КОС, необходимо наряду с оценкой всех его компонентов учитывать РаO 2 и клиническую картину заболевания.

Определение рН крови осуществляется электрометрическим способом с использованием стеклянного электрода, чувствительного к ионам водорода.

Для определения напряжения углекислого газа в крови используется эквилибрационная методика Аструпа или электрод Северингхауса. Значения, характеризующие метаболические компоненты КОС, рассчитывают с помощью номограммы.

Исследуется артериальная кровь или артериализированная капиллярная кровь из кончика прогретого пальца. Требуемый объем крови не превышает 0,1-0,2 мл.

В настоящее время выпускаются приборы, определяющие рН, напряжение СO 2 и O 2 крови; расчеты производятся микрокомпьютером, входящим в состав прибора.

Показатели КЩС определяются эквилибрационным микрометодом Аструпа (с интерполяционным расчетом рСО2) или методами с прямым окислением СО,.

Основой метода Аструпа является физическая взаимо­связь между компонентами, от которых зависит равновесие кислот и ос­нований в организме.

Непосредственно в крови определяют рН и рСО 2 , остальные величины КЩС рассчитывают с помощью номограммы Сиггаарда-Андерсена (1960).

Современные микроанализаторы все величины КЩС и парциальное напряжение газов крови определяют в автоматиче­ском режиме.

Основные показатели КЩС представлены в табл. 8.

Таблица 8. Показатели номограммы Сиггаарда-Андерсена.

Для оценки вида нарушения КЩС в повседневной работе врача общего профиля наибольшее значение имеют следующие показатели: РН, рСО 2 , рО 2 , BE.

При анализе полученных данных существенным подспорьем могут служить три логические аксиомы, предложенные Ассоциацией кардиологов США, так называемые «золотые правила».

Логические аксиомы Ассоциации кардиологов США (три «золотых правила»)

1. Изменение рСО2 крови на 10 мм рт. ст. обусловливает реципрокное снижение рН на 0,08.

Исходя из этого правила, повышение рСО 2 на 10 мм рт. ст. выше нормы (40 мм рт. ст.) должно сопровождаться снижением рН с 7,4 до 7,32.

Такой сдвиг указывает на чисто респираторный харак­тер изменения рН и должен иметь следующую взаимосвязь:

рСО 2 мм рт. ст. 40 50 60 70

рН 7,4 7,32 7,24 7,16

Если рН изменяется на величину более расчетной, это указывает на наличие, помимо респираторного, и метаболического компонента.

2. Изменение рН на 0,15 является результатом изменения концен­трации буферных оснований на 10 ммоль/л.

Данное правило отражает взаимосвязь между BE (base excess) и рН.

Если величина рН составляет 7,25 a BE равно -10 ммоль/л, при нормальном рСО2 (40 мм рт. ст.), то это свидетельствует об отсутствии респираторной компенсации и означает, что ацидоз носит чисто ме­таболический характер.

Данная взаимосвязь выглядит таким образом:

рН 7,4 7,25 7,10

рСО2 40 40 40

Вышеуказанные правила дают возможность выявить не только изолированные, но и комбинированные изменения КЩС, но не позволяют ответить на вопрос, какая патология первична, а какая является компенсирующей.

3. Это правило представляет собой формулу для расчета из­бытка или дефицита оснований в организме и основано на предпо­ложении, что внеклеточный объем, включая плазму (т. е. водный объем распределения гидрокарбоната), составляет 1/4 массы тела:

Общий дефицит оснований ВE, определенный на основе второго в организме (ммоль/л) правила, (ммоль/л) 1/4 массы тела (кг)

Анализ газов артериальной крови позволяет получить точные количественные критерии адекватности легочного газообмена, од­нако данный метод связан с пунктированием периферических арте­рий, что не всегда желательно.

Анализ газов венозной крови не дает адекватной оценки дыха­тельной функции легких.

Он дает представление о соответствии между МОС и потреблением О 2 тканями.

В повседневной работе отделений интенсивной терапии довольно часто используется исследование «артериализированнои» капиллярной крови.

Для ее получения перед забором крови в течение 5 мин. произ­водится массирование мочки уха или пальца кисти.

У больных с выраженными нарушениями газообмена и гемодинамики артериализиро-ванная кровь только приблизительно соответствует артериальном, что необходимо учитывать при оценке полученных результатов.

Заключение.

На основании вышеизложенного, учитывая роль механизмов, обеспечивающих поддержание заданных параметров КЩС в организме, можно сделать следующие выводы:

1. Появление сдвигов КЩС, имеющего множественные эффективные механизмы компенсации, указывает на тяжелое нарушение общего ме­таболизма и требует своевременной и целенаправленной коррекции.

2. Приведение к норме легочной вентиляции оказывает положи­тельное воздействие на КЩС путем восстановления нарушенных тканевых окислительно-восстановительных процессов, кроме это­го, косвенно обеспечивается функциональная полноценность почек и нормализация буферной емкости плазмы.

3. Повышение буферной емкости крови должно осуществляться не толь­ко введением гидрокарбоната (это практикуется наиболее часто), но и введением фосфатов, коррекцией гипопротеинемии, анемии, вод­но-электролитных сдвигов, нормализацией микроциркуляции.

4. Бесконтрольное применение осмодиуретиков вызывает повы­шение сброса осмотически активных ионов Na + и С1-, с одно­временным подавлением экскреции ионов водорода; это приво­дит к формированию суб- или декомпенсированного метаболи­ческого ацидоза, изменению щелочного резерва крови.

ВАРИАНТЫ РАССТРОЙСТВ КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА

Существуют 4 основных варианта расстройства КЩС: метабо­лические ацидоз и алкалоз, респираторные ацидоз и алкалоз, и раз­личные их сочетания.

Графически зависимость варианта расстрой­ства от рН представлена на рис. 5, а типы расстройства КЩС, в зависимости от первичных изменений, представлены в табл. 9.

рН 7,35-7,45 - состояние компенсации,

рН 7,35-7,29 - субкомпенсированный ацидоз,

рН < 6,80 - состояние не совместимо с жизнью,

рН 7,45-7,56 - субкомпенсированный алкалоз,

рН >7,80 - состояние не совместимо с жизнью.

Таблица 9. Типы расстройств КЩС в зависимости от первичных изменений (средние сводные данные).

Респираторные расстройства КЩС начинаются с изменений рСО2

Компенсация осуществляется при помощи буферных или по­чечных механизмов, которые приводят к изменениям концентра­ции НСО 3 ~, способствующим восстановлению рН до исходных (хотя не всегда нормальных) величин.

Метаболические расстройства вызываются изменением содер­жания в плазме НСО 3 -.

Они вызывают дыхательный ответ, который приводит к компенсаторному (первичному или вторичному) изме­нению рСО2, в результате чего восстанавливается исходный или нормальный уровень рН.

Компенсаторные реакции включаются немедленно и продол­жаются (при сохраненных резервах организма) до восстановления нормального КЩС.

Организма свидетельствуют о развитии патологического процесса. Исследование газового состава крови назначается, как правило, при подозрении на наличие у пациента респираторных заболеваний или при сбоях в метаболизме. Результаты повторных анализов позволяют отслеживать динамику и оценивать эффективность назначенной терапии.

Что показывает кровь на КЩС

Жидкая соединительная ткань - один из главных компонентов человеческого организма. Она непрерывно циркулирует по нему, снабжая все клетки кислородом. Кроме того, она принимает непосредственное участие в выводе из организма вредных соединений. Ее обновление также является непрерывным процессом.

Важно знать, что анализ крови на КЩС - это такое исследование, на основании результатов которого врач может судить о работе организма в целом. Одним из клинически значимых показателей является уровень рН. Эта величина является стабильной. При ее отклонениях в большую или меньшую сторону врач может заподозрить сбой в процессах, отвечающих за формирование данного показателя.

При нарушениях кислотно-щелочного равновесия человек очень быстро стареет. Одновременно с этим происходит значительное ослабление защитных сил организма, за счет чего часто развиваются различные заболевания. При несвоевременном лечении могут возникнуть серьезные патологии, которые практически не поддаются лечению.

Кроме рН, основными показателями КЩС крови являются:

• рСО 2. Отражает парциальное напряжение углекислого газа в жидкой соединительной ткани. Определяется без доступа воздуха. На основании данного показателя можно судить о степени функционирования дыхательной системы.
• РаО 2. Это находящегося в газовой среде, которая уравновешена с кровью.
• Р А О 2. Это парциальное давление кислорода, находящегося в альвеолярном воздухе.
• ТСО 2 . Данный показатель отражает общую концентрацию углекислого газа, то есть абсолютно все его формы.
• АВ. Показатель истинного бикарбоната. Его отклонение в ту или иную сторону происходит при дыхательных нарушениях.
• SB. Это стандартный бикарбонат. Позволяет оценить степень тяжести нарушений в метаболических процессах.
• ВЕ. Избыток или дефицит некарбоновых кислот. Это величина, показывающая то количество сильного основания, которое необходимо для нормализации показателя рН.
• ВЕ-ecf. Избыток или дефицит оснований, рассчитанный для внеклеточной жидкости.
• ВВ. Суммарный показатель анионов белков и ионов бикарбоната.
• СаО 2. Это кислородная емкость крови.
• CtO2. Показатель, отражающий фактическое содержание кислорода в жидкой соединительной ткани.
• DA-аО 2. Показатель, на основании которого можно судить о диффузионной способности легких и объеме шунтового кровотока.
• SpO 2 . Это отношение оксигенированной и общей фракций гемоглобина.

При подозрении на развитие тех или иных заболеваний врач назначает исследование кислотно-щелочного баланса жидкой соединительной ткани.

Показания

К врачу необходимо обращаться при возникновении тревожных симптомов, указывающих на нарушение работы органов пищеварительной системы, почек, печени и легких, а также при частых эпизодах обострения имеющихся патологий хронического характера. Если при этом человек буквально стареет на глазах, это свидетельствует о нарушении КЩС крови.

Анализ газового состава назначается с целью:

• обнаружения различных патологий на самой ранней стадии их развития;
• оценки эффективности ранее составленной схемы лечения.

На основании результатов исследования врач также может судить о степени общего состояния организма.

Подготовка

При назначении анализа КЩС крови специалист рассказывает о некоторых правилах, которым нужно следовать перед сдачей биоматериала. Врач должен проинформировать пациента, что в большинстве случаев осуществляется пунктирование артерии. Исследуемый должен быть готов к возникновению болезненных или дискомфортных ощущений в месте прокола кровеносного сосуда.

Непосредственно перед забором биоматериала рекомендуется отдохнуть в течение получаса. Стабильное физическое состояние - залог получения максимально информативного результата, особенно это касается лиц, страдающих от тяжелых форм дыхательной недостаточности.

Корректировка режима и рациона питания не требуется.

Особенности забора биоматериала

Для оценки кислотно-щелочного состояния организма необходима кровь:

1. Артериальная.
2. Венозная.
3. Капиллярная.

Артериальная кровь - наиболее подходящий биоматериал для оценки газового состава. Это обусловлено тем, что ее исследование позволяет наиболее полно оценить степень функционирования легких.

Виды доступа:

• Пункция лучевой артерии. Метод считается наиболее простым. После его проведения риск развития гематомы составляет менее 1%. Прокол лучевой артерии не проводится при ярко выраженном атеросклерозе в данной области, а также при отрицательной пробе Аллена. Последняя проводится следующим образом: пациенту необходимо сжимать и разжимать кулак несколько раз до побледнения кожи кисти, после чего сосуд пережимается. Если естественный цвет покрова восстанавливается менее чем за 5 секунд, это считается нормой. Более длительный процесс свидетельствует о нарушении кровотока.
• Пункция бедренной артерии. Недостатки метода: высокий риск потери жидкой соединительной ткани, тромбоза, ишемии руки, окклюзии сосуда, осложнения инфекционного характера. Забор биоматериала не проводится при наличии сосудистого протеза в данной зоне, при аневризме и тромбозе локального характера, приеме антикоагулянтов. Сложность метода заключается в том, что не всегда с первой попытки удается провести пункцию артерии.

Концентрация углекислого газа, являющегося конечным продуктом метаболизма в тканях, в венозной крови выше. При этом количество кислорода, напротив, ниже. Если провести анализ КЩС венозной крови, появляется возможность оценить показатель системного метаболизма. Забор крайне редко осуществляется из периферических сосудов, так как результат подобного исследования не является клинически значимым. Наиболее часто проводится прокол легочной артерии.

При заборе крови на КЩС (если он осуществляется из сосуда конечности) жгут никогда не накладывается. Это объясняется тем, что на фоне нарушения локального кровообращения результат исследования значительно искажается и становится неинформативным.

Если забор биоматериала проводится из катетера, установленного в центральной вене, врач должен избегать канала, посредством которого вводятся электролиты и глюкоза. КЩС крови в подобном случае также будет считаться неинформативным за счет ложно высоких показателей.

По газовому составу капиллярная жидкая соединительная ткань ближе к артериальной. Тем не менее ее анализ считается наименее информативным. Ее забор осуществляется, как правило, в том случае, когда необходимо оценить основные показатели кислотно-щелочного состояния крови у новорожденных детей.

Интерпретация результатов

Первоначально должен анализироваться уровень рН. Это обусловлено тем, что данный показатель является основным среди клинически значимых. Расшифровкой КЩС крови у взрослых занимается терапевт и гематолог. Нормой считается, если показатель находится в пределах 7,36-7,45. При небольшом отклонении в большую или меньшую сторону принято говорить о нарушениях в работе организма. Если же показатель повышается или снижается значительно, наступает летальный исход.

У детей расшифровкой КЩС крови занимается гематолог и педиатр. Для малышей нормой являются значения от 7,29 до 7,38.

Также диагностически важными значениями являются:

1. Парциальное напряжение углекислого газа. В большинстве случаев осуществляется забор артериальной крови. Норма для детей - от 27 до 40 мм рт. ст., для мужчин - от 35 до 48, для женщин - от 32 до 45. Если же в качестве биологического материала выступала венозная кровь, данные показатели выше на 6-7 единиц (это не считается отклонением).
2. Стандартные бикарбонаты. Норма для артериальной крови (цельной) - от 18 до 23 ммоль/л, плазмы венозной - от 22 до 29 ммоль/л.

При снижении показателей принято говорить об ацидозе, повышении - алкалозе.

Что может оказать негативное воздействие на КЩС

Если в процессе крови на КЩС врач обнаружил отклонения, он должен уточнить, сдавал ли пациент биоматериал в спокойном состоянии, а также выяснить, какие еще факторы могли спровоцировать искажение результатов.

Негативное воздействие на показатели оказывают:

• несбалансированное питание, чрезмерное увлечение фастфудом;
• проживание в регионе с неблагополучной экологической обстановкой;
• частое употребление спиртосодержащих напитков;
• курение;
• длительное пребывание в состоянии стресса;
• неправильно организованный режим дня.

При наличии одного или нескольких факторов из вышеперечисленных врач может назначить повторный анализ КЩС крови.

Самостоятельное определение кислотно-щелочного состояния

Важно понимать, что информативность лабораторного исследования максимально высокая. Оно выполняется при помощи современных автоматических крови, КЩС, электролитов и глюкозы. Если же по каким-либо причинам пациенту необходимо часто сдавать кровь, он может приобрести в аптеке специальное устройство и регулярно с его помощью оценивать показатель рН.

Принцип работы прибора заключается в следующем: в нем имеются 2 электрода, при помещении которых в каплю жидкой соединительной ткани возникает электродвижущая сила. После минутного анализа рН-метр выдает точный результат.

Устройство может быть аналоговым или цифровым. В первом случае подобные модели считаются устаревшими и крайне редко используются пациентами на практике. Цифровые рН-метры - это современные устройства, имеющие не только удобный интерфейс, но и встроенную систему подсказок и память, благодаря чему не нужно каждый раз фиксировать результат на бумажном носителе.

В аптеках и компаниях, занимающихся реализацией медицинского оборудования, можно приобрести как стационарные, так и портативные приборы. Таким образом, пациент может установить рН-метр дома или же купить устройство, не привязанное к определенному месту и легко транспортируемое.

Алкалоз и ацидоз

О данных состояниях принято говорить в том случае, когда при расшифровке КЩС венозной крови или артериальной врач обнаружил отклонения.

Алкалоз - это патология, характеризующаяся повышением уровня основных показателей. Подобное состояние приводит к следующим негативным последствиям:

• Нарушению процесса переваривания пищи.
• Дефициту жизненно важных минеральных веществ.
• Поступлению в кровь большого количества токсичных соединений.

С течением времени происходит прогрессирование патологии. Отсутствие своевременного лечения приводит к заболеваниям органов желудочно-кишечного тракта, печени, тяжелым аллергическим реакциям, недугам дерматологического характера.

Кроме того, если у пациента имеются хронические патологии, на фоне алкалоза они будут стремительно прогрессировать.

Причины повышения рН:

• Сбой в работе сердечно-сосудистой системы.
• Длительное пребывание в состоянии стресса.
• Заболевания, течение которых сопровождается частыми эпизодами рвоты.
• Избыточная масса тела.
• Несбалансированное питание.

Если во время анализа КЩС крови выявлено отклонение показателей от нормы в меньшую сторону, принято говорить об ацидозе. Это состояние, которое считается наиболее опасным для жизни. Его коварность состоит в том, что на начальных этапах развития заболевание не сопровождается никакими тревожными симптомами.

По мере прогрессирования недуга возникают следующие признаки:

• В крови резко повышается количество сахара.
• Частые эпизоды нехватки воздуха, чувства удушья.
• Постоянная тошнота.
• Состояние шока.

Если показатели снижены значительно, кровь закисляется. При несвоевременном вмешательстве врачей неизбежно наступает летальный исход. Опасность заключается в том, что тревожные симптомы возникают, как правило, тогда, когда уровень рН опустился до критических значений.

Основными причинами развития ацидоза являются сахарный диабет и чрезмерное употребление спиртосодержащих напитков. На фоне течения патологии возникает недостаток жизненно важных витаминов и микроэлементов в организме. Кроме того, каждая клетка начинает страдать от нехватки кислорода.

В результате у пациента развиваются следующие заболевания и патологические состояния:

• Злокачественные новообразования.
• Общее недомогание.
• Быстрая потеря работоспособности.
• Заболевания органов мочеполовой системы.
• Хрупкость костей.
• Патологии мышечной ткани.
• Заболевания сердца и сосудов.
• Ожирение.
• Сахарный диабет.
• Патологии опорно-двигательного аппарата.

Кроме того, на фоне ацидоза существенно ослабляются защитные силы организма, за счет чего пациент чаще страдает от различных заболеваний.

Все методы лечения вышеописанных отклонений заключаются в устранении основного заболевания и нормализации показателей кислотно-щелочного состояния. Важными методами терапии являются: прием медикаментозных средств, дыхательная гимнастика.

Профилактика

Для того чтобы предотвратить отклонения от нормы показателей КЩС, необходимо следовать принципам здорового образа жизни. Важно скорректировать рацион и режим питания, подвергать организм умеренным физическим нагрузкам и регулярно отдыхать.

В заключение

Кислотно-щелочное состояние жидкой соединительной ткани - важный показатель здоровья организма. Любые отклонения в большую или меньшую сторону свидетельствуют о наличии патологии.

Исследование не требует специальной подготовки, основное условие - пациент должен находиться в состоянии полного спокойствия. Забор биоматериала может осуществляться как из артерий, так и из вен и капилляров. При этом в первом случае результат является максимально информативным. Отклонение в большую сторону свидетельствует об алкилозе, в меньшую - об ацидозе.

Водородный показатель (рН) - отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов, количественная ха­рактеристика кислотности и щелочности раствора.

В нейтральном растворе рН = 7,0, в кислом - меньше 7, в ще­лочном - больше 7.

Этот параметр оказывает существенное вли­яние на все биохимические процессы в организме, так как, в пер­вую очередь, может изменять активность ферментов. Для каждо­го фермента существует свой оптиум рН (для большинства он со­ставляет 7,3-7,4), при котором активность фермента и скорость катализируемой им реакции максимальны. Даже незначительные изменения рН в ту или иную сторону вызывают снижение актив­ности ферментов и уменьшение скорости биохимического процес­са. Кислые и щелочные компоненты постоянно образуются в клет­ках органов и тканей, поступают с пищей и выводятся из организ­ма, однако нормальная величина рН в жидких средах организма точно поддерживается в очень узких границах, Это один из самых стабильных параметров гомеостаэа.

Нормальные величины рН различных жидкостей организма:

Артериальная кровь - 7,35-7,45

Венозная кровь - 7,26-7,36

Лимфа - 7,35-7,40

Межклеточная жидкость - 7,26-7,38

Внутрисуставная жидкость - 7,3.

Постоянство рН в организме поддерживается 4 буферными системами крови - бикарбонатной, фосфатной, белковой, гемоглобиновой. По химической сути они представляют собой смесь слабой кислоты и соли этой кислоты. Буферные системы обеспе­чивают перемещение ионов от мест их образования к местам выведения (почки, легкие) без нарушения рН крови, так как измене­ние рН крови выше 7,8 или ниже 6,8 несовместимо с жизнью и в клинике практически не наблюдается.

Кислотно-щелочное состояние, кроме рН, характеризуется по­казателями буферных систем, в первую очередь, бикарбонатной, как наиболее лабильной (время реакции - 30 секунд).

Стандартный бикарбонат, SB - показатель емкости бикарбонатной системы. Определяется по концентрации ионов НСО 3 в кро­ви, уравновешенной стандартной газовой смесью.

Нормальные величины:

артериальная кровь- 20-27 мМ/л,

венозная кровь - 22-29 мМ/л.

Актуальный бикарбонат, АВ - концентрация ионов НСО" 3 в плазме крови.

Нормальная величина - 19-25 мМ/л.

Буферные основания, ВВ - емкость буферных систем, т.е. сумма ионов бикарбоната и анионов белков в цельной крови.

Нормальная величина - 40-60 мМ/л.

Избыток или дефицит оснований, ВЕ - показывает, сколь­ко мМоль кислоты или основания следует добавить в литр вне­клеточной жидкости для восстановления нормального рН.

Нормальные величины:

капиллярная кровь, мужчины - от -2,7 до +2,5 мМ/л,

женщины - от-3,4до+1,4мМ/л,

артериальная кровь, дети до 3-х лет - от -4,0 до +2,0 мМ/л,

мужчины - от-1,0+ 3,1 мМ/л,

женщины - от-1,8 до + 2,8 мМ/л.

Положительные величины свидетельствуют об относительном дефиците некарбоновых кислот, потере ионов водорода; отрица­тельные величины - об относительном.избытке некарбоновых кислот, увеличении содержания ионов водорода.

Напряжение двуокиси углерода (рСО 2) - концентрация уг­лекислого газа в крови.

Нормальные величины: капиллярная и артериальная кровь -

мужчины - 35-45 мм рт. ст. или 4,7-6,0 кПа,

женщины - 32-43 мм рт. ст. или 4,3-5,7 кПа,

венозная кровь - 46,0-58,0 мм. рт. ст.

Напряжение кислорода (рО 2) - отражает концентрацию ра­створенного в плазме О 2 .

Нормальные величины:

артериальная кровь, мужчины - 9,6-13,7 кПа

или 72-106 мм рт. ст.

Определение показателей КЩС производится, в большинстве случаев, в стационаре при неотложных состояниях, вызванных шоком, остановкой сердца, большой кропотерей, выраженной сердеч­ной или легочной недостаточностью, отравлениями, диабетичес­кой комой и другими острыми заболеваниями, при которых возникает:

1) нарушение выведения углекислого газа легкими,

2) избыточная выработка кислых продуктов тканями,

3) нарушение выведения оснований с мочой. Нередко эти механизмы действуют в комплексе; при этом мо­жет возникать:

а) снижение рН - ацидоз (зачисление),

б) повышение рН - алкалоз (защелачивание).

Если величина рН крови близка к крайним границам нормы, а все изменения касаются буферных систем и рСО 2 , то ацидоз или алкалоз оценивают как компенсированный. Если же рН выходит за пределы нормы, то ацидоз или алкалоз считается декомпенси-рованным, что требует оперативной коррекции.

Респираторный ацидоз - возникает из-за замедленного вы­ведения углекислого газа легкими при угнетении дыхательного центра, отеке легких, тяжелой пневмонии, эмфиземе, бронхиаль­ной астме и др.

Респираторный алкалоз - встречается относительно редко и возникает в результате усиленного дыхания (гипервентиляции), а также при дыхании в разреженной атмосфере, анемии, отрав­лении угарным газом.

Метаболический ацидоз - возникает при избыточной про­дукции или поступлении ионов Н + , нарушении их выведения или при потере оснований. Это наиболее распространенное наруше­ние КЩС, которое может возникать при шоке, легочной и сердеч­ной недостаточности, сахарном диабете с кетоацидозом (повы­шением уровня кетоновых тел за счет преимущественного исполь­зования жиров для энергообразования), гипоксии, сопровожда­ющейся лактацидозом (избыточным образованием молочной кис­лоты), при повышенной кислотности желудочного сока, длитель­ных поносах (кишечный ацидоз из-за усиленной потери бикарбо­натов), нефрите, почечной недостаточности, избыточных дозах диуретиков, недостаточности щитовидной железы, на 7-10 день голодания, усиленном распаде белков и повышенной концентра­ции аминокислот в крови.

Метаболический алкалоз - встречается редко и возникает при больших потерях желудочного сока в результате частой рво­ты, стенозе привратника, при повышенном выведении Н* ионов из-за недостатка калия, при переливании цитратной крови и др.

Биохимические показатели при нарушениях кислотно-щелочного состояния

Примечание:

Н - норма, Т - увеличение, ↓- снижение показателя по сравнению с нормой.

Компенсированные формы ацидоза и алкалоза могут протекать скрыто и достаточно долго, однако постоянная нагрузка на ком­пенсаторные системы может привести к их декомпенсации, что, в первую очередь, проявится нарушениями в обмене веществ не только в пределах клетки, но и целого организма. Так, увеличение концентрации глюкозы, кетоновых тел, аммиака, мочевой кисло­ты и ряда других веществ всегда происходит на фоне нарушения КЩС, хотя и без изменения рН крови. Поэтому для успешного ле­чения многих заболеваний необходимо знать и, в случае необхо­димости, предварительно корректировать КЩС. Для организма предпочтительнее состояние, приближающееся к легкому компен­сированному алкалозу, так как в этих условиях более активно про­текают процессы энергообразования, синтеза белков и липидов, минеральный обмен и др. В действительности же чаще встреча­ется состояние, близкое к компенсированному ацидозу. Наибо­лее доступным и объективным показателем КЩС в каждый конк­ретный период является рН мочи, который четко отражает кислот­но-щелочной баланс организма.