Лекция Патофизиология кислотноосновного состояния КОС СО 2

Лекция Патофизиология кислотноосновного состояния (КОС)

СО 2 + Н 2 О угольная ангидраза Н 2 СО 3 + Н НСО 3 -

Механизмы КОС А. Механизмы компенсации нарушений КОС: - резистентность клеток и тканей; - разбавление метаболитов; - ионный обмен <ткань – межклеточная жидкость>; - буферные системы крови и клеток; висцеральные: метаболическая, секреторная функции легких, почек, печени, желудка, кишечника.

Механизмы компенсации нарушений КОС n Естественная резистентность биологических структур (мембран и др. ): обеспечивает физико-химический гомеостаз организма при изменении p. H 6, 8 -8, 0 [H+] в ± 2, 5 раза n Разбавление продуктов обмена веществ - метаболитов – во внеклеточной жидкости гипогидратация/гипергидратация ткани – вредоносный фактор H+: внеклеточная жидкость~40 нмоль/л внутриклеточная жидкость~125 нмоль/л § Ионный обмен между внеклеточной и внутриклеточной жидкостями: катионы [Na+ К+ Са++Mg++] костная ткань внеклеточная жидкость [H+] плазма крови – продолжительный ацидоз сопровождается декальцификацией скелета; – алкалоз приводит к гипокальциемии, повышается нервно-мышечная возбудимость (судороги).

Б. Механизмы патологических изменений КОС: ацидозы и алкалозы Патологические типы и формы нарушений КОС: дыхательный метаболический смешанный ацидоз алкалоз компенсированный субкомпенсированный некомпенсированный

n Ацидоз: дыхательный – первичная альвеолярная гиповентиляция; метаболический – первичный недостаток оснований. § Алкалоз: дыхательный – первичная альвеолярная гипервентиляция; метаболический – первичный избыток оснований.

Буферные системы организма n представлены в организме буферными основаниями: анионами слабых кислот, внеклеточных и внутриклеточных белков. n Буферные системы Сильные основания HCO 3 - HPO 42 - NH 3 - OH- Prot. Функция: сохранение p. H крови в предельных значениях 6, 8 -8, 0, норма p. H-7, 4, ионов водорода 125 и 20 нмоль/л

§ § Бикарбонатный буфер: угольная кислота/анион угольной кислоты – гидрокарбонат H 2 CO 3/HCO 3 -=1/20 CO 2+H 2 O↔ H 2 CO 3 ↔ HCO 3 -+H • эритроциты, почки, желудок, тонкий кишечник Фосфатный буфер: анионы фосфорной кислоты H 2 PO 4 -/HPO 42 -=1/4 почки: HPO 42 -+H- ↔ H 2 PO 4 фосфаты натрия n Белковый буфер: внеклеточные (альбумин плазмы крови) и клеточные белки (протеинаты, фосфопротеины) ~17 ммоль/л Prot-+H- ↔ Prot. Hn Гемоглобиновый буфер: 60 -70% всей буферной емкости крови сосредоточено в эритроцитах и обеспечивается гемоглобином Hb. H Hb. O 2 ↔ Hb Hb. CO 2

Главная гидрокарбонатнопротеиновая буферная система Участвующий в Выдыхаемый метаболизме СО 2 + Н 2 О ↔ Н 2 СО 3 ↔ НСО 3 - + H+ Prot H ↔ Prot- + H+ Бикарбонатно-протеиновая буферная система

Висцеральные механизмы компенсации нарушений КОС n Метаболические механизмы: Печень: ресинтез глюкозы из лактата Лактат → глюкоза → гликоген Печень, миокард, головной мозг, скелетные мышцы, окисление кетоновых тел / β-гидрооксибутирата. § Секреторные механизмы: Легкие Почки Печень Желудок Кишечник выведение СО 2 выведение кислой/щелочной мочи выведение кислой/щелочной желчи секреция HCL секреция кишечного сока/гидрокарбонатов

Легкие: СО 2 -летучая кислота 20 000 ммоль/сут Схема элиминации СО 2 Выделение СО 2 20 000 ммоль/сут Дыхательные пути + насос (легкие) Кровь + насос (сердце) В норме р. СО 2 =40 мм рт. ст. , что соответствует 1, 2 ммоль/л растворенного СО 2. Так как СО 2 легко диффундирует через полупроницаемые мембраны, практически можно считать, что р. СО 2 имеет приблизительно одну и ту же величину во всех жидкостных средах Концентрация 1, 2 ммоль/л Продукция СО 2 клеткой 20 000 ммоль/сут

ЖЕЛУДОК, КИШЕЧНИК Схема процессов, происходящих при секреции соляной кислоты в эпителии желудка и щелочного сока в эпителии кишечника кровь Na+ CLHCL + H+ HCO-3 Na+ CLNa. HCO 3 + H+ HCO-3 Na. HCO 3 HCl

Почки: нелетучие кислоты 100 -200 ммоль Н+/сут Три фазы ионообмена в почечных канальцах аквагенез ацидогенез Глютамин амк В плазму переходят дополнительные количества бикарбоната, эквивалентные количеству титруемых кислот и ионов аммония, выделенных с мочой Ионы аммония и титруемые кислоты в моче аммониогенез

Показатели КОС, кровь n р. Н крови 7, 40± 0, 05 n Расстройства КОС – Компенсированные: р. Н не изменяется Субкомпенсированные: 7, 40 ± 0, 15 Декомпенсированные: 7, 40 ± 0, 40 § р. СО 2 в крови – 40 мм рт. ст. ; 23 ± 3 ммоль/л Патология 10 -130 мм рт. ст. гипокапния-гиперкапния АВ абсолютный, истинный бикарбонат крови 21± 2 ммоль/л SB стандартный бикарбонат крови 23 ± 2 ммоль/л ВВ буферные основания (гидрокарбонат + белок) ВВ=24+17=41 [46 -52 ммоль/л] ВЕ – излишек (син. дефицит) буферных оснований ± 1. 5;

Показатели КОС, моча n Почки выделяют ионы водорода в составе титруемых кислот и ионов аммония, количество которых соответствует 50 -80 мэкв. сильных кислот, ежедневно образующихся в ходе обменных процессов n Экскреция титруемых кислот с мочой ~ 20 30 ммоль/сут титрационная кислотность мочи n Экскреция ионов аммония ~ 30 -50 ммоль/сут тяжелый продолжительный ацидоз 500 мэкв ионов аммония ежедневно n р. Н мочи 4, 5 -6, 5

Типовые патологические изменения КОС р. Н 7, 4± 0, 05 Н+ ас Ув Н+ Ум. НСО 3 Ув. H+ и НСО 3 - КОС аl Ув. НСО 3 Ум. Н+ Ув. Н+ и НСО 3 -

Дыхательный ацидоз n Первичная альвеолярная гиповентиляция – ограничение выведения CO 2 легкими n Гиперкапния: газовый ацидоз Плазма крови: ↑p. CO 2 >40 мм ртст (>5, 3 к. Па) р. Н <7, 40 или Н+ > 40 нмоль/л n Дыхательная недостаточность – гиподинамия кровообращения – анемия, Hb↓ – повышенная концентрация CO 2 во вдыхаемом воздухе n Показатели КОС: дыхательный ацидоз Плазма крови: ↑р. СО 2, ↑АВ, ↑ SB, ВВ, ↑ ВЕ вторичная реакция компенсация Почечная компенсация ↑ 1 фаза – аквагенез: ↑ Н+ + НСО 3 - → ↑ Н 2 СО 3 секреция фильтрация ↑ Н 2 О + СО 2 моча 2 фаза: ацидогенез: титрационная кислотность мочи незначительный 3 фаза – аммониогенез: неактивный

Патофизиологические нарушения дыхательный ацидоз Гиперкапния: р. СО 2>50 мм рт. ст. Головной мозг: вазодилатация, гиперемия, «отек набухание» n Коллапс, асистолия: повышение тонуса блуждающего нерва n Понижение возбудимости дыхательного центра n Наркотический эффект: р. СО 2> 90 -100 мм рт. ст. Суперкарбия: р. СО 2>400 мм рт. ст. – кома Принципы лечения 1. Восстановление газообмена в легких: коррекция патологических функций основного заболевания 2. Применение ТРИС – буферных растворов ТРИС (гидроксиметил) – аминометан ТРИС (оксиметил) – аминохлоргидрат 3. Кислородная терапия при умеренной гипокапнии n n

Метаболический ацидоз § Первичный недостаток оснований – плазма крови ↓HCO 3 - < 24 ммоль/л - интенсивное образование нелетучих кислот: ионов H+ - пируват, лактат, фосфорная, мочевая, соли аммония, ацетоацетата, βоксибутирата и др. H+ =↑ 100 -200 ммоль/л – слабая реакция нейтрализации кислых метаболитов H+ буферной системы

Метаболический ацидоз § Диабетический ацидоз – кетоацидоз, кетонемия, кетонурия. § Выделительный ацидоз § § § – энтеральная форма – энтеральный эксикоз: потеря гидрокарбоната натрия и воды – гипоосмолярная гипогидратация. нефропатическая форма: – тубулярный ацидоз – недостаточность угольной ангидразы и образование гидрокарбоната HCO 3 -↓ – уменьшение клубочковой фильтрации плазмы крови «гломерулярный ацидоз» и выведение кислых метаболитов Гормональная форма: минералокортикоидная недостаточность ↓ альдостерон, ↓ реабсорбция Na+, ↓ секреция H+, ↑ реабсорбция K+ - гиперкалиемия - гипоосмолярная гипогидратация Экзогенная форма: поступление в организм следующих кислот – борная, уксусная, салицилатов, Ca. Cl, NH 4 Cl, переливание цитратной крови.

Метаболический ацидоз – показатели КОС n Плазма крови ↓p. CO 2↓AB↓SB↓BB↓BE буферная система слабая n Дыхательная компенсация ↑H+ возбуждение дыхательного центра одышка - гипервентиляция образование угольной кислоты p. CO 2↓ n Почечная компенсация ↓ 1 фаза – аквагенез: снижение клубочковой фильтрации щелочного резерва HCO 3↑ 2 фаза – ацидогенез: увеличивается титрационная кислотность – кислый фосфат H 2 PO 4 -, кетоновые тела, сульфат SO 42↑ 3 фаза – аммониогенез: (NH 4)3 PO 4, (NH 4)2 SO 4

Метаболический ацидоз n Метаболическая компенсация активность ионного обмена K+ Ca+ Na+ кровь H+ гиперкалиемия, гиперкальциемия, гипернатриемия костная ткань

Негазовый ацидоз – патофизиологические нарушения n Гипокапния: ↓ p. CO 2, n n n ↓ возбудимость дыхательного центра, периодическое дыхание сужение мозговых сосудов, ишемия мозга Гиперкалиемия: сердечная недостаточность ЭКГ – зубец Т↑ Гиперкальциемия: остеодистрофия и остеопороз Гипернатриемия: гипергидратация отеки Принципы лечения негазового ацидоза Лечение основного заболевания Устранить недостаток щелочного резерва HCO 3 в/в: 4. 5 -8, 4% раствора бикарбоната натрия (сода бикарбонат) Трис-буферы (трисамин)

Дыхательный алкалоз n Первичная альвеолярная гипервентиляция – одышка, форсированное дыхание n Избыточное выведение CO 2 вследствие усиленного газообмена: плазма крови ↓p. CO 2 <40 мм рт. ст. (<5, 3 к. Па) n Гипокапния – болезнь высокогорья, поражение головного мозга (воспаление, опухоль, травма), физическая нагрузка (работа, спорт), плач детей, отравление салицилатами; ИВЛ – форсированная n Алкалиемия: ↑ фосфаты, протеинаты плазма p. Н >7, 40 или ↓Н+ < 40 нмоль/л

Дыхательный алкалоз. Показатели КОС n Кровь: ↓ p. CO 2 ↓AB SB первично вторично BB BE n Почечная компенсация ↓↓ секреция ионов H+ n Фильтрационный гидрокарбонат HCO 3 - моча щелочная p. H > 6, 5 ацидогенез аммониогенез

Дыхательный алкалоз – патофизиологические нарушения n Гипокапния спазм мозговых сосудов – ишемия мозга, психоневрологические симптомы n Гипокальциемия «гипервентиляционная» ↓Ca 2+ ~2, 5 ммоль/л – сыворотка крови ионный обмен Ca 2+ плазмы на H+ костной ткани: повышение возбудимости нервно-мышечной системы – судороги, тетания – тонические сокращения скелетной мускулатуры, спазмофилия у детей n Гипогидратация гипоосмолярная «гипервентиляционная» потеря воды полный обмен Na+ плазмы на H+ костной ткани гипонатриемия – отек головного мозга

Дыхательный алкалоз – принципы лечения n Карбоген: O 2 -95% + CO 2 - 5% вентиляция дыхательного центра выведение CO 2 n Ca. Cl 2: 10% - раствор, в/в или per os компенсация гипокальциемии

Метаболический алкалоз Первичный избыток оснований плазма ↑ HCO 3 - > 27 ммоль/л чрезмерный прием щелочной минеральной воды избыточная трансфузия щелочных растворов (гидрокарбоната натрия) ь потеря соляной кислоты HCl при рвоте, гестозы беременных, пилоростеноз, гастрический эксикоз ь неадекватное стероидная терапия, гиперальдостеронизм ь излишняя продукция оснований из анионов органических кислот – лактата, цитрата и др. n ь ь ь

Метаболический алкалоз – показатели КОС n Кровь ↑ p. CO 2, ↑АВ, ↑SB, ↑BE первично n Почечная компенсация: • клубочковая фильтрация ↑ HCO 3 • моча щелочная p. H > 6, 5 • ацидогенез • аммониогенез

Метаболический алкалоз – патофизиологические нарушения n Метаболическая компенсация: выход внутриклеточных ионов H+ в замен катионов K+ и Ca 2+ плазмы крови n Гипокалиемия ↓[K+ ]=3, 5 -5, 0 ммоль/л аритмия, риск фибрилляции сердца, парез кишечника n Гипокальциемия ↓[Ca 2+ ]~2, 5 ммоль/л тетания, спазмофилия n Гастрический эксикоз – пилорический стеноз с обильной рвотой: потеря хлоридов Cl-, H+, Na+, K+; гидрокарбонаты сохраняются ↑ HCO 3 - крови , компенсаторное (вторичное) ↑ p. CO 2 крови

Метаболический алкалоз – принципы лечения n Лечение основного заболевания n Применение «доноров» ионов водорода и хлора хлористый аммоний NH 4 Cl →NH 3 + H+ + Cl- ↑ n Ингибиторы угольной ангидразы ↓CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3 ↔ H++HCO 3↓ диакарб

Смешанный тип нарушения КОС n Недостаток ↓K+ в организме: клетки, кровь – гиперкортицизм, альдостеронизм: выделение почками K+ – салуретики (K+ - диуретики) усиленное выведение почками K+ n Недостаток K+ в клетке замещается ионами H+, истощение буферной системы клеток – внутриклеточный ацидоз! n Почечная компенсация: ↑ секреция ионов H+, потеря K+ Моча кислая p. H~4, 5 ↑ реабсорбция HCO 3↑ HCO 3 - крови внеклеточный алкалоз § Лечение диуретиками: необходимо дополнительное введение калия (KCl)