Ацидозы

Этиология и патогенез ацидозов

Причинами газового ацидоза могут быть:

1) нарушения внешнего дыхания, связанные с гиповентиляцией, что приводит к чрезмерному накоплению СО2 в крови (ателектаз, пневмония, асфиксия, паралич дыхательного центра и др.);

2) увеличение концентрации СО2 во внешней среде (закрытые помещения, шахты и т.д.);

3) неадекватная искусственная вентиляция легких;

4) болезни, связанные с нарушением диффузии газов в легких (отек легких, пневмосклероз, пневмокониоз и т.д.)

Причинами негазового являются:

1) метаболические нарушения, связанные с повышенным образованием кетоновых тел и гиперкетонемией (сахарный диабет, функциональные нарушения печени и т.д.) – метаболический ацидоз;

2) интенсификация образования или уменьшение окисления молочной кислоты (гипоксия, инфекции, функциональные нарушения печени) – лактат-ацидоз;

3) воспаление, обширные ожоги, травмы;

4) задержка в организме кислот в связи с

а) почечной недостаточностью (диффузный гломерулонефрит, уремия),

б) чрезмерными потерями оснований через почки (почечный канальцевый ацидоз, нефрит с солевыми потерями),

в) потерями оснований с содержимым ЖКТ (диаррея, гиперсаливация) – экскреторный ацидоз;

5) чрезмерное употребление продуктов, содержащих кислоты, назначение некоторых медикаментов (аскорбиновая кислота) – экзогенный ацидоз.

Существуют также комбинированные формы ацидоза (кетоацидоз + лактат-ацидоз, метаболический + экскреторный) и смешанные формы (газовый + негазовый), например, при асфиксии, сердечно-сосудистой недостаточности, шоке.

Компенсаторные реакции.

Негазовый ацидоз является одним из самых тяжелых нарушений КЩС. Компенсация в этом случае осуществляется при участии различных механизмов. Избыток кислот может растворяться в интерстициальной жидкости и, как следствие, концентрация их уменьшается. Одновременно основания буферных систем (особенно бикарбонатной системы плазмы) нейтрализуют избыток кислоты (ионы Н⁺). Это приводит к уменьшению содержания бикарбоната (NaHCO₃) и увеличению содержания Н₂СО₃ в плазме крови. Следовательно, уменьшение NaHCO₃ в плазме ( и снижение SB) является главным показателем этой формы ацидоза. В плазме из эритроцитов выходит Cl^-; кроме того, избыток Н₂СО₃ взаимодействует с NaCl с образованием NaHCO₃ , ионов Н⁺ и Cl^- , что приводит к уменьшению содержания Н₂СО₃ в плазме.

Важная роль в связывании ионов Н⁺ в этом случае принадлежит белковой буферной системе, которая (по причине избытка кислот) диссоциирует как слабое основание. Белки отдают ионы Na⁺, которые связывают избыток анионов кислот. Ионы Н⁺ переносятся из плазмы в эритроциты и клетки тканей в обмен на ионы К; в плазме нарастает концентрация ионов К⁺ (гиперкалиемия). Избыток ионов Н⁺ поступает в костную ткань, где обменивается на Na⁺ и Са²⁺. Соответственно в плазме возрастает содержание катионов – К⁺ ,Na ⁺ и Ca ²⁺. Вместе с тем, из организма выводится Н₂СО₃: в эритроцитах Н₂СО₃ быстро диссоциирует на Н₂О и СО_2;; СО₂ стимулирует дыхательный центр, что ведет к легочной гипервентиляции. Таким образом, в компенсировании негазового ацидоза главная роль принадлежит бикарбонатной буферной системе и гипервентиляции легких.

Роль почек в компенсации негазового ацидоза не столь существенна. Большая часть бикарбоната уже связана с ионами Н⁺, содержание НСО₃^- в плазме снижается, растет концентрация слабых щелочных солей (NaCl и др.). Снижение рСО₂ в крови способствует торможению процессов, зависимых от этого показателя, в частности - в эпителии почечных канальцев (ацидогенез и одновременная реабсорбция бикарбоната). Поскольку содержание НСО₃^- в плазме снижено, снижается также и концентрация бикарбонатов в первичной моче; они полностью реабсорбируются и практически отсутствуют во вторичной моче. Возрастает титруемая кислотность мочи как результат элиминации нелетучих органических кислот в свободной форме (кетоновые тела); интенсифицируется также и экскреция аммонийных солей. Моча при негазовом ацидозе имеет кислую реакцию (рН может быть меньше 4,5). Стимулируется аммониогенез, что снижает потери ионов калия и кальция из организма (они замещаются катионом NH₄⁺).

В моче увеличивается содержание кислых фосфатов, поскольку усиливается связывание избытка ионов Н⁺ двухвалентной солью фосфатной буферной системы: Na₂HPO₄ + H⁺ → NaH₂PO₄ + Na⁺ .

Газовый ацидоз. Основным патогенетическим механизмом этой формы является задержка избытка угольной кислоты в крови (гиперкапния) с одновременным повышением рСО₂. Гиперкапния, как правило, сочетается с гипоксией и активацией анаэробного гликолиза; по этой причине часто газовый ацидоз осложняется метаболическим. Важным механизмом компенсации газового ацидоза является также активация гемоглобиновой буферной системы: Н₂СО₃ трансформируется в ионы НСО₃^- и таким образом обеспечивает пополнение оснований в плазме. Образующиеся при этом ионы Н⁺ фиксируются гемоглобиновой буферной системой эритроцитов. Механизм этого процесса заключается в следующем: повышение рСО₂ в плазме крови ведет к интенсификации поступления СО₂ в эритроциты, где, в присутствии карбоангидразы, образуется Н₂СО_3. Одновременно усиливается диссоциация угольной кислоты: Н₂СО₃ → Н⁺ + НСО3^-. В эритроцитах восстановленный Hb отдает ионы К⁺ в плазму с образованием КНСО₃ . Частично К⁺ взаимодействует с Cl^-, образуя KCl. Часть ионов Н⁺ фиксируется белковой буферной системой. Все эти реакции направлены на повышение содержания бикарбонатов в плазме; уровень хлоридов при этом снижается. Повышенное содержание бикарбонатов компенсирует избыток Н₂СО₃ и восстанавливает нормальное соотношение NaHСO₃ / Н₂СО₃ (20:1).

Роль почек в компенсации газового ацидоза возрастает в связи с образованием избытка бикарбонатов в плазме и повышением их содержания в первичной моче.

При газовом ацидозе реабсорбция бикарбонатов в почечных канальцах значительно ускоряется под действием высокого напряжения СО₂ в крови, что снижает содержание бикарбонатов в моче в сочетании с повышенным выделением хлоридов. Одновременно в моче умеренно возрастает содержание кислых фосфатов.

Проявления ацидозов. Одним из проявлений тяжелого ацидоза является поражение ЦНС с развитием головокружения, сонливости (первоначально), сменяющимися состоянием сопора и ацидотической комы. Кома развивается при рН меньше 7,2.

Нарушения дыхания в большей степени проявляются при негазовом ацидозе; характерно увеличение частоты дыхания с последующей гипервентиляцией, что способствует снижению рСО₂ в крови. На фоне накопления ионов Н⁺ нарушения дыхания прогрессируют, вплоть до появления дыхания типа Куссмауля. При газовом ацидозе повышение рСО₂ вызывает спазм бронхиол и повышенную секрецию бронхиальных желез.

Сердечно-сосудистые нарушения при негазовом ацидозе проявляются снижением тонуса сосудов и появлением несоответствия между повышенной емкостью сосудистого русла и относительно недостаточным объемом циркулирующей крови. В результате снижается венозный возврат к сердцу и сердечный выброс, падает системное артериальное давление. Вместе с тем, избыток СО₂ расширяет сосуды головного мозга, стимулирует образование спинно-мозговой жидкости, что может привести к повышению внутричерепного давления.

В условиях ацидоза снижается сродство гемоглобина к кислороду, что уменьшает связывание кислорода с гемоглобином в легочных капиллярах, но облегчает диссоциацию оксигемоглобина в капиллярах большого круга кровообращения. Ацидоз неизбежно сопровождается нарушениями водно-электролитного баланса. Так, при ацидозе усиливается выход ионов К⁺ из клеток (включая кардиомиоциты) с развитием гиперкалиемии. Уровень гиперкалиемии, таким образом, может служить тестом, который характеризует степень «биохимического» повреждения тканей. Гиперкалиемия, наряду с другими факторами, угнетает сердечную деятельность, способствуя нарушению электрической деятельности сердца и провоцируя аритмии (экстрасистолию, фибрилляцию желудочков) и снижая сократительную способность миокарда.

При ацидоз снижается чувствительность адренорецепторов, что в еще большей степени нарушает функции сердца и снижает тонус кровеносных сосудов.

Накопление ионов Na⁺ и Cl^- во внеклеточной жидкости (в обмен на бикарбонаты) способствует повышению ее осмотического давления, развитию отеков (внеклеточная гипергидратация) в сочетании с клеточной дегидратацией. Потеря ионов Са²⁺ костями приводит к их декальцинации и остеопорозу; гиперкальциемия, в свою очередь, угнетает нейро-мышечную возбудимость.

22.2. Алкалозы.

Этиология алкалозов. Алкалозы могут быть вызваны следующими причинами:

1) повышенное выделение СО₂ при нарушениях внешнего дыхания, проявляющихся гипервентиляцией (неврозы, горная болезнь и т.д.), гипервентиляцией при искусственном дыхании - газовый алкалоз.

2) Накопление в крови оснований в связи с их интенсивной реабсорбцией в почках (например, при гиперальдостеронизме), потерей кислот при рвоте, кишечной непроходимости, повышенной кислотности желудка, длительном лечении диуретиками (гипотиазидом и т.д.) – негазовый экскреторный алкалоз;

3) Употребление пищевых продуктов и щелочных минеральных вод, использование медикаментов (бикарбонатов и др.) – экзогенный алкалоз.

Патогенез алкалозов. Главным механизмом развития негазового алкалоза является потеря организмом нелетучих кислот или поступление избыточных количеств щелочей, что ведет к повышению концентрации НСО₃^- в плазме (повышение SB). Иногда негазовый алкалоз может развиться при длительном употреблении щелочных минеральных вод, бикарбоната натрия. При гиперсекреции глюкокортикоидов появление алкалоза обусловлено потерей клетками и плазмой натрия с последующим выведения этого иона с мочой. Сумма внутриклеточных катионов в этом случае поддерживается проникновением в клетку ионов Na⁺ и Н⁺ ; соответственно, уровень ионов Н⁺ в плазме падает, рН плазмы повышается.

Компенсация негазового алкалоза происходит преимущественно за счет подавления дыхательного центра и гиповентиляции – выделение СО₂ прекращается, и он накапливается в крови. Прямым результатом этого является повышение концентрации угольной кислоты в плазме, что ведет к нормализации отношения Н₂СО₃/ NaHСO₃ , которое приближается к норме 1 : 20. Возможности этого механизма ограничены, поскольку в крови очень быстро возрастает рСО₂ (гиперкапния), стимулируя таким образом дыхательный центр и усиливая легочную вентиляцию. В случае гиперкапнии важно определить причину повышения рСО₂ – является ли это легочной компенсацией алкалоза или это первичное повышение, связанное с дыхательной недостаточностью.

Наиболее важным механизмом компенсации негазового алкалоза является почечный механизм. Бикарбонаты для почек являются пороговым веществом; в почечных канальцах «реабсорбируется» лишь часть от их общего количества, фильтруемого в клубочках. Избыток профильтровавшегося НСО₃^- может реабсорбироваться только в случае значительного повышения рСО₂ крови. Таким образом, при негазовом алкалозе избыточное количество НСО₃^- в форме NaHСO₃ выводится с мочой.

Белковая буферная система в условиях алкалоза выделяет ионы Н⁺ в плазму, взамен фиксируя катионы Na⁺. Часть избыточного количества НСО₃^- попадает в эритроциты в обмен на ионы Cl^- .

Главным патогенетическим механизмом газового алкалоза является преобладание выделения Н₂СО₃ над ее образованием. В этом случае рСО₂ крови понижается (менее 25 mm Hg), SB уменьшен, ВЕ в норме или отрицателен. Самым важным механизмом компенсации является снижение возбудимости дыхательного центра и, как результат, урежение дыхания (брадипное) с накоплением СО₂ в организме. При дефиците Н₂СО₃ из эритроцитов в плазму выходят ионы Cl^-, которые замещают ионы Na⁺ из бикарбоната. Вследствие этого концентрация Н₂СО₃ в плазме нарастает, тогда как количество бикарбонатов снижается.

В компенсации газового алкалоза важная роль принадлежит почкам: при снижении рСО₂ в крови (в результате гипервентиляции) снижается секреция ионов Н⁺ и реабсорбция бикарбонатов почками – соответственно в крови повышается содержание катионов Н⁺ и снижается НСО₃^- . Экскреция бикарбонатов с мочой сочетается с выделением ионов Na⁺ .

Белковая буфкпная система также участвует в компенсации газового алкалоза. В этих условиях белки диссоциируют, высвобождая в плазму ионы Н⁺ и одновременно фиксируя ионы Na⁺, благодаря чему еще больше снижается их концентрация в плазме – устанавливается гипонатриемия. К тому же , плазма обогащается ионами Н⁺ и Na⁺ из клеток тканей; в обмен в клетку поступают ионы К⁺ , что приводит к гипокалиемии. Из клеток в плазму выходят ионы Cl^- (гиперхлоремия). Пополнение ионов Н⁺ в крови происходит и при выходе их из костей в обмен на ионы Ca ²⁺, которые депонируются в костной ткани.

Проявления алкалозов определяются функциональными нарушениями органов и систем, гипокапнией и нарушениями водно-солевого обмена. При алкалозе снижается возбудимость дыхательного центра, уменьшается систолический объем, сердечный выброс и понижается системное артериальное давление; возможно развитие коллапса. Из-за потери ионов Na⁺ через почки снижается осмотическое давление межклеточной жидкости, происходит дегидратация. В случае потери ионов К⁺ нарушается функция сердца; при выраженной гипокалиемии могут возникнуть предсердные и желудочковые экстрасистолы как результат появления эктопических очагов электрической активности.

Также алкалозы способствуют накоплению ионов Са²⁺ в костной ткани (обмен на высвобождение ионов Н⁺), что снижает содержание Са²⁺ в крови с последующим возрастанием нервно-мышечной возбудимости и развитием судорог (тетания).