Терпаия. А. З. Гусейнов, С. С. Киреев основы инфузионной терапии. Парентеральное и
 Скачать 0.99 Mb.
|
|
Глава 4. КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ СОСТОЯНИЕ 4.1. ПОНЯТИЕ О КИСЛОТНО-ОСНОВНОМ СОСТОЯНИИ (КОС) Для нормального протекания метаболических процессов в организме поддерживается постоянный баланс между кислотами и основаниями. Показатель pH – это величина, равная отрицательному десятичному логарифму концентрации ионов водорода. pH = - lg [H + ] В норме величина pH артериальной крови равна 7,36–7,44. При ацидозе, она снижается (pH < 7,36), а при алкалозе – повышается (pH >7,44). Сам по себе, pH примерно отражает соотношение CO 2 , содержание которого регулируется легкими и иона бикарбоната (HCO 3 - ), основания, обмен которого происходит в почках. СО 2 растворяется с образованием H 2 CO 3 , угольной кислоты, которая является основным кислым компонентом внутренней среды организма. Так как концентрацию H 2 CO 3 измерить прямым способом трудно, то кислый компонент выражается через содержание углекислого газа. В норме соотношение СО 2 / HCO 3 - составляет 1/20. Если баланс нарушается и нарастает содержание кислоты, то развивается ацидоз, если основания – алкалоз. Существует несколько механизмов поддержания КОС. Они чувствительны к малейшим изменениям pH и позволяют организму удерживать баланс без внешних вмешательств длительное время. Газы артериальной крови Показатель кислотности (pH): изменение концентрации ионов водорода отражает либо нормальную реакцию крови, 45 либо кислую или щелочную Нормальное значение pH = 7,36– 7,44. PaCO 2 – парциальное давление углекислого газа в артериальной крови. Это дыхательный компонент регуляции КОС. Он зависит от частоты и глубины дыхания (или адекватности проведения ИВЛ). Гиперкапния (PaCO 2 >45 mmHg) является следствием альвеолярной гиповентиляции и респираторного ацидоза. Гипервентиляции приводит к гипокапнии – снижению парциального давления CO 2 ниже 35 mmHg и респираторному алкалозу. При нарушениях КОС дыхательная компенсация включается очень быстро, поэтому крайне важно проверить значения HCO 3 и pH, чтобы выяснить, являются ли изменения PaCO 2 первичными или компенсаторными изменениями (см. далее). PaO 2 – парциальное давление кислорода в артериальной крови. Эта величина не играет первостепенной роли в регуляции КОС, если находится в пределах нормы (не менее 80 mmHg). SpO 2 – насыщение гемоглобина артериальной крови кислородом. BE (ABE) – дефицит или избыток оснований. В общих чертах отражает количество буферов крови. Аномально высокое значение характерно для алкалоза, низкие – для ацидоза. Нормальное значение составляет ± 2,3 HCO 3 - – бикарбонат плазмы. Главный почечный компонент регуляции КОС. Нормальное значение – 24 мэкв/л. Снижение бикарбоната является признаком ацидоза, повышение – алкалоза. В табл. 7 представлены основные показатели КОС в артериальной и венозной крови (Горн М.М. и соавт., 2000). 46 Таблица 7 Значения основных показателей КОС в артериальной и венозной крови Показатели Артериальная кровь Венозная кровь pH 7,35 – 7,45 7,33 – 7,43 PaCO 2 (mmHg) 35 – 45 41 – 51 PaO 2 (mmHg) 80 – 95 35 – 49 SpO 2 (%) 95 – 99 70 – 75 BE ±2 ±2 HCO 3 - (мэкв/л) 22 – 26 24 – 28 4.2. МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ НАРУШЕНИЙ КОС Физико-химические механизмы Представлены буферными системами биологических сред. Эти механизмы характеризуются высокой динамичностью и включаются практически мгновенно. Все буферные системы организма работают взаимозависимо, т.е. изменения в одной из систем неизбежно приводит к изменению всех остальных. Механизм действия буферных систем восходит к физической и коллоидной химии. Наиболее просто это можно описать так: буфер связывается с избытком кислоты или основания и образует вещество, не влияющее на pH. 1. Бикарбонатный буфер: наиболее важный буфер, он присутствует во многих жидкостях организма. Образуется почками и обладает большей из всех буферов емкостью. 2. Фосфатный буфер облегчает экскрецию водорода в канальцах почек (см. почечные механизмы регуляции). 3. Аммоний: при избытке кислот, аммиак, выделяемый клетками почечных канальцев, присоединяет к себе протон и образует ион аммония (NH 4 + ), который выводится с мочой. 47 4. Белковый буфер присутствует в клетках крови и плазме. Наиболее важный белковый буфер – гемоглобин (табл. 8). Таблица 8 Относительная емкость основных буферных систем организма Буферная система Емкость (%) Гемоглобин 35 Органические фосфаты 3 Неорганические фосфаты 2 Белки плазмы 7 Гидрокарбонат плазмы 35 Гидрокарбонат эритроцитов 18 Дыхательные механизмы Содержание CO 2 в плазме зависит от легочной вентиляции. Компенсаторные реакции, сопряженные с изменением минутного объема дыхания (МОД), зависят от реакции хеморецепторов в стволе мозга на изменение pH цереброспинальной жидкости. При повышении pCO 2 на каждый 1 мм рт. ст. МОД возрастает на 1–4 л/мин. При ацидозе альвеолярная вентиляция возрастает, PaCO 2 снижается и pH отклоняется в сторону нормы. Процесс происходит достаточно быстро, но для стабилизации состояния необходимо от 12 до 24 ч. При этом полная компенсация никогда не достигается. При алкалозе альвеолярная вентиляция, наоборот, снижается, вызывая рост PaCO 2 и закисление среды. Однако, гипоксиемия, развивающаяся в результате гиповентиляции, активизирует рецепторы недостатка кислорода, что повышает МОД и сводит на нет все усилия по компенсации КОС. Поэтому дыхательные механизмы не способны адекватно компенсировать метаболический алкалоз. Почечные механизмы Являются наиболее сложным, но, в то же время, и наиболее 48 эффективным способом регуляции КОС. Для реализации почечной компенсации необходимо больше времени, нежели для дыхательной или метаболической, поэтому она редко способна отрегулировать острые нарушения. Почечная компенсация сводится к трем основным механизмам: 1. Реабсорбция ионов бикарбоната 2. Секреция протонов 3. Аммониогенез. Реабсорбция ионов бикарбоната В клетках почечных канальцев CO 2 соединяется с водой в присутствии фермента карбоангидразы. Образующаяся при этом угольная кислота диссоциирует на и H + и HCO 3 - Последний всасывается в кровь, а H + секретируется в просвет канальца, где вступает в реакцию с гидрокарбонатом мочи, образуя угольную кислоту. Она в дальнейшем распадается на углекислый газ и воду, что замыкает круг (рис. 3). Каналец Околоканальцевый капилляр Рис 3. Механизм реабсорбции ионов бикарбоната взамен на ионы Na + Клетка эпителия канальца Na + H + + HCO 3 - H 2 CO 3 КА CO 2 + H 2 O HCO 3 - + H + H 2 CO 3 CO 2 + 49 Секреция ионов водорода. Этот механизм включается на втором этапе, когда ребсорбировался весь бикарбонат. Ион HPO 4 2- , из-за наличия заряда, не может реабсорбироваться из канальца, но может связывать секретируемые ионы водорода. Образовавшийся в результате этого H 2 PO 4 - выводится с мочой, а HCO 3 - – всасывается в кровоток (рис. 4). Каналец Околоканальцевый капилляр Рис. 4. Образование и экскреция титруемых кислот Пара H 2 PO 4 - / HPO 4 2- является идеальным буфером мочи. За счет этого механизма pH мочи способен снижаться до 4,4 (по сравнению с 7,4 в крови). Когда этот уровень достигнут, фосфат поступает в канальцы сразу в виде H 2 PO 4 - , неспособного связывать протоны. Это означает истощение резервов фосфатного буфера мочи и переход почечной регуляции на аммониогенез. Клетка эпителия канальца Na + H + + HCO 3 - H 2 CO 3 КА CO 2 + H 2 O HPO 4 2 + H + H 2 PO 4 - 50 Аммониогенез. После истощения двух предыдущих механизмов, почкам ничего не остается кроме последней попытки нормализовать pH, активировав аммиачный буфер (NH 3 /NH 4 + ). Основным источником аммиака становится реакция дезаминирования глутамина. Поскольку NH 3 не имеет заряда, он свободно проходит мембрану канальцевого эпителиоцита и выходит в мочу. Там он связывает секретируемый протон с образованием иона аммония (NH 4 + ), который, имея заряд, не может всосаться обратно. Компенсация алкалоза. Почки реабсорбируют большое количество бикарбоната, что позволяет им, в случае необходимости, выделять его для нормализации КОС. Это является единственным почечным механизмом компенсации алкалоза. 4.3. НАРУШЕНИЯ КОС Классификация 1. По направлению изменения показателей ГАК: • Ацидоз • Алкалоз 2. По степени компенсации изменений: • Компенсированный (если pH остается в границах нормы) • Декомпенсированный (при pH < 7,36 или > 7,44) 3. По этиологии • Газовый (дыхательный) • Негазовый (метаболический) 4. По степени участия этиологических факторов • Простой (только один фактор, например, газовый) • Смешанный (несколько этиологических факторов) Ацидоз Физиологические проявления. Ацидоз способен влиять на организм как непосредственно, так и за счет активации симпатоадреналовой системы. 51 Ацидемия способна смещать кривую диссоциации оксигемоглобина вправо, т.е. снижает сродство гемоглобина к кислороду и увеличивает его отдачу тканям. При снижении pH ниже стресс-нормы (7,1), проявляется в основном прямое депрессивное воздействие на гемодинамику. Наблюдается снижение инотропной функции сердца и вазодилятация, что обуславливает падение перфузионного кровяного давления. Кроме того, де компенсированный ацидоз вызывает тканевую гипоксию за счет чрезмерного снижения сродства гемоглобина к кислороду. Закисление среды вызывает инактивацию ряда ферментов, способных функционировать в узких границах значений pH, к числу которых относится и Na/K ATP-ase. Ее инактивация играет не последнюю роль в патогенезе гиперкалиемии при ацидозе. Респираторный ацидоз. Под респираторным ацидозом понимают первичное повышение PaCO 2 , являющегося легочной кислотной детерминантой. Причиной может быть повышение продукции углекислоты при метаболизме, но чаще всего он обусловлен недостаточным ее выведением, т.е. гиповентиляцией. При остром развитии дыхательной недостаточности pH удерживается в норме за счет буферных систем организма и обмена внеклеточного водорода на внутриклеточный калий. Для мобилизации почечных резервов компенсации необходимо 12 – 24 ч, а для развития их полной активности еще 5 дней, поэтому они просто не успевают сработать. Что касается хронического респираторного ацидоза, то он компенсируется только лишь почечными механизмами. Лечение дыхательного ацидоза заложено в самом его названии. Оно не предусматривает инфузии соды или других препаратов и состоит в нормализации функции внешнего дыхания. Метаболический ацидоз. Под метаболическим ацидозом понимают первичное снижение HCO 3 - в плазме крови. Это может развиться в 52 следующих трех ситуациях: 1. Связывание HCO 3 - сильными нелетучими кислотами 2. Чрезмерные потери HCO 3 - через ЖКТ или почки 3. Быстрое введение, не содержащих HCO 3 - , растворов. Понятие об анионной разнице. Анионная разница (Anion Gap) является лабораторным ключом к разгадке причин метаболического ацидоза. Она представляет собой разницу между концентрациями основных измеряемых анионов и катионов. На самом деле АР не существует, поскольку в организме поддерживается электронейтральность и концентрация катионов равна концентрации анионов. В норме анионная разница равна 12 ммоль/л (9-15). Вычислить ее можно по формуле: АР = [Na + ] – ( [Cl - ] + [HCO 3- ]) Метаболический ацидоз с увеличенной анионной разницей. Диссоциация нелетучих кислот (лактат, кетокислоты) обуславливает нарастание концентрации ионов водорода, которые связываются с бикарбонатным буфером, снижая концентрацию HCO 3- . При этом, основания, обладающие отрицательным зарядом, накапливаются, позволяя удерживать электронейтральность. За счет снижения [HCO 3 - ] увеличивается анионная разница. Причины ацидоза с повышенным анионным интервалом Наиболее частые причины описываются аббревиатурой A MUD PILES («грязные таблетки», англ.). Она расшифровывается так: A alcohol (алкоголь) M methanol (метанол) U uremia (уремия) D diabetes (диабет) P paraldehyde (паральдегид) 53 I iron & isoniaside (железо и изониазид) L lactic acidosis (лактацидоз) E ethylenglycole (этиленгликоль) S salycilates (салицилаты) Метаболический ацидоз с нормальной анионной разницей (гиперхлоремический). В предыдущем случае не наблюдалось повышения концентрации хлора из-за того, что электронейтральность поддерживалась анионными остатками нелетучих кислот. Здесь этого не наблюдается, и дефицит HCO 3 - вызывает выраженный подъем содержания хлоридов, что позволяет удержать анионную разницу на нормальном уровне. Основной механизм развития такого состояния – потери ионов бикарбоната. Наиболее частые причины развития метаболического ацидоза с нормальным анионным интервалом описываются аббревиатурой USED CARP (похоже на «подержанные машины»). Она расшифровывается следующим образом: U Ureterostomy (уретеростомия) S Small bowel fistulas (фистула желчного пузыря) E Extris chloride (введение хлоридов извне) D Diabetes (диабет) C Carbonic anhydride (карбангидрид) A Adrenal insufficiency (адреналовая недостаточность) R Renal tubular acidosis (ренальный тубулярный ацидоз) P Pancreatic fistulas (панкреатическая фистула) Алкалоз Физиологические проявления. Алкалоз смещает кривую диссоциации оксигемоглобина влево, т.е. повышает сродство гемоглобина к кислороду и затрудняет отдачу периферическим тканям. Компенсаторная миграция K + в клетки взамен на протоны 54 может вызвать значительную гипокалиемию. Повышение pH вызывает также увеличение связывания Ca 2+ с белками, что приводит к гипокальциемии, сопряженной с риском развития депрессии сердечно-сосудистой системы. Респираторный алкалоз вызывает снижение мозгового кровотока, повышает тонус бронхов. Респираторный алкалоз. Респираторный алкалоз определяют как первичное снижение PaCO 2 , обусловленное возрастанием легочной вентиляции. Причины этого состояния изложены ниже: 1. Центральная стимуляция • Боль • Тревога • Инсульт • Опухоли мозга • Лихорадка 2. Действие лекарственных препаратов: • Салицилаты, • Прогестерон, • Аналептики (доксапрам). 3. Периферическая стимуляция дыхания: • Гипоксемия, • Высотная болезнь, • Заболевания легких (отек легких, бронхиальная астма, ТЭЛА). 4. Неизвестные механизмы: • Сепсис, • Метаболические энцефалопатии. 5. Ятрогенные причины. Метаболический алкалоз. Обусловлен первичным увеличением содержания HCO 3 - в плазме крови. По механизму формирования выделяют хлоридчувствительный и хлоридрезистентный алкалоз. Хлоридчувствительный метаболический алкалоз. Известно, что в биологических средах поддерживается 55 состояние электронейтральности, что обуславливает постоянство анионной разницы. АР = [Na+] – ([Cl - ] + [HCO 3- ]) Потери хлоридов вызывают увеличение АР, которая должна быть постоянна. Для того, чтобы вернуть ее на место, поднимается плазменная концентрация бикарбоната, что и вызывает метаболический алкалоз. Наиболее частые причины хлоридчувствительного метаболического алкалоза изложены ниже: 1. Потеря хлоридов через ЖКТ: • Рвота, • Отсасывание содержимого желудка, • Хлоридорея. 2. Потеря хлоридов через почки: • Применение диуретиков • Постгиперкапническое состояние Наиболее распространенной причиной является применение петлевых диуретиков (фуросемид). Они увеличивают экскрецию калия, хлора и натрия, вызывая легкий алкалоз. При хлоридчувствительном метаболическом алкалозе Cl - мочи всегда < 10 ммоль/л. Хлоридрезистентный метаболический алкалоз. Причина такого состояния кроется в повышенной секреции минералокортикоидов первичного или вторичного характера. Альдостерон повышает реабсорбцию натрия в дистальных канальцах, а процесс этот возможен только при параллельной секреции какого-нибудь катиона. Поэтому параллельно снижается содержание в плазме ионов водорода и калия. При образовании протона в клетке эпителия канальца образуется также ион HCO 3 - , всасывающийся в кровоток и приводящий к формированию алкалоза. При хлоридрезистентном алкалозе хлор мочи всегда больше 20 ммоль/л. 56 Гипокалиемия сама по себе способна вызывать алкалоз, поскольку компенсация этого состояния осуществляется в почках за счет реабсорбции калия в обмен на H + Наиболее частые причины : 1. Первичный гиперальдостеронизм (синдром Кона I) 2. Вторичный гиперальдостеронизм (синдром Кона II) 3. Тяжелая гипокалиемия. 4.4. ДИАГНОСТИКА НАРУШЕНИЙ КОС Диагноз нарушений КОС ставится на основе изучения данных газов артериальной крови. Ниже приведена примерная траектория полета диагностической мысли: 1. Оценка pH. 2. Соответствует ли направление изменения PaCO 2 изменению pH. 3. Если изменение PaCO 2 не объясняет изменения pH – проверьте HCO 3 - 4. Сравните направление изменений HCO 3 - и PaCO 2 . При первичных нарушениях они всегда однонаправлены, поскольку pH зависит от соотношения PaCO 2 /HCO 3 - При разнонаправленных изменениях диагностируется сложное нарушение КОС. 5. Если компенсаторная реакция выражена больше или меньше, чем ожидаемая (см таблицу 9), то это подтверждает диагноз смешанного нарушения. 6. При диагнозе метаболического ацидоза рассчитывается анионная разница 7. При диагнозе метаболического алкалоза проверяется содержание хлоридов мочи. В табл. 9 приведены причины и компенсаторные реакции при простых нарушениях КОС. 57 Таблица 9 Причины развития и компенсаторная реакция при простых нарушениях КОС Нарушение Причина Компенсация Ожидаемая выраженность компенсации Респираторный ацидоз Острый ↑ PaCO 2 ↑ HCO 3 - 10 мэкв/л на каждые 10 mmHg ↑ PaCO 2 Хронический ↑ PaCO 2 ↑ HCO 3 - 4 мэкв/л на каждые 10 mmHg ↑ PaCO 2 Респираторный алкалоз Острый ↓ PaCO 2 ↓ HCO 3 - 2 мэкв/л на каждые 10 mmHg ↓ PaCO 2 Хронический ↓ PaCO 2 ↓ HCO 3 - 4 мэкв/л на каждые 10 mmHg ↓ PaCO 2 Метаболичес кий ацидоз ↓ HCO 3 - ↓ PaCO 2 1,2 • снижение [HCO 3- ] Метаболичес кий алкалоз ↑ HCO 3 - ↑ PaCO 2 0,7 • повышение [HCO 3 - ] 4.5. ЛЕЧЕНИЕ НАРУШЕНИЙ КОС Респираторные нарушения КОС Лечение респираторного ацидоза заключается в нормализации функции внешнего дыхания и газообмена, при необходимости – перевод на ИВЛ. Мероприятия, направленные на снижение выработки CO 2 имеют значение только в 58 экстренных случаях (например, дантролен при злокачественной гипертермии). В большинстве случаев ощелачивающая терапия не показана. Респираторный алкалоз исчезает с восстановлением нормального внешнего дыхания. Метаболический ацидоз До устранения основного патологического процесса, явившегося причиной метаболического ацидоза необходимо провести ряд стандартных мероприятий. Среди них устранение любого респираторного компонента ацидоза, при необходимости перевод на ИВЛ. Снижение PaCO 2 до 30 mmHg позволяет добиться некоторого увеличения pH. Если после этого pH остается ниже стресс-нормы (7,1), то проводят ощелачивающую терапию. Препараты, использующиеся при этом описаны ниже. Сода (NaHCO 3 8,4% или 4% раствор). Принцип работы раствора заключается в повышении содержания HCO 3 - в плазме. Однако, введение соды вызывает также повышение PaCO 2 , так при переливании раствора гидрокарбоната в дозе 1 ммоль/кг прирост CO 2 составляет 20 mmHg. Углекислота обладает свойством беспрепятственно преодолевать клеточные мембраны, что ведет к развитию парадоксального внутриклеточного ацидоза. Это позволяет сформулировать основное условие, обязательное для выполнения, при проведении ощелачивающей терапии содой: необходимо обеспечить адекватную вентиляцию легких для элиминации наработанного CO 2 Особенности препарата: 1. Является гипертоническим раствором. Введенный без вазопрессорных агентов способен снижать перфузионное АД, в т.ч. в коронарных артериях. 2. Повышает внутричерепное давление (за счет повышения PaCO 2 ). Проникает в ликвор, и, повышая в нем PaCO 2 , снижает его pH. 59 3. При введении сода не способна стабилизировать интрамиокардиальный pH. В опытах зарегистрировано снижение внутриклеточного pH кардиомиоцита с 7,26 до 6,87 на фоне терапией NaHCO 3 . Параллельное введение вазопрессоров (когда этого требует гемодинамическая ситуация) способно, в некоторой степени, уменьшить этот эффект. 4. В опытах с короткой (5 мин) и пролонгированной (15 минут) остановкой сердца было выявлено, что сода в первом случае достоверно улучшала выживаемость, а во втором не влияла на нее. Дозы. Без контроля ГАК можно перелить 1 ммоль/кг раствора соды. Точная доза гидрокарбоната натрия определяется по формуле: NaHCO 3 [mmol] = 0,3 • BE • МТ 1. Для того, чтобы перевести это число в миллилитры 4% раствора, надо ответ умножить на 2, поскольку 1 мл 4% раствора соды содержит 0,5 ммоль NaHCO 3 2. Для перевода в мл 8,4% раствора ответ умножают на 1 (1мл раствора = 1 mmol NaHCO 3 ). Американская кардиологическая ассоциация (AIHA) не рекомендует использование соды при pH>7,1 и BE < -10. Во время реанимационных мероприятий рекомендуется вводить соду только на 10 минуте в дозе 1 ммоль/кг. Далее она вводится каждые 10 минут в дозе 0,5 ммоль/кг до максимальной дозы 5 ммоль/кг. Трисамин (трометамол, трис-буфер, THAM). Экзотический для РФ препарат. Его особенность состоит в том, что он легко проникает сквозь клеточные мембраны и оказывает ощелачивающее действие не только вне клетки, но и внутри ее. Препарат снижает pH и PaCO 2 за счет образования HCO 3- ионов. 60 При pH=7,4 30% трисамина находится в неионизированной форме и способно проникать в клетки. В это время ионизированная фракция регулирует внеклеточный pH. Доказано, что THAM улучшает коронарный кровоток и увеличивает сердечный выброс. Трибонат. В одном литре раствора содержится 36 г трометамола, 13 г соды, 2,8 г Na 2 HPO 4 и 12 г ацетатного буфера. Показан хороший эффект препарата в крови и ликворе. При pH >7,4 он инактивируется, что предотвращает гиперкоррекцию и является неоспорим преимуществом его перед другими средствами. Влияние на внутриклеточный pH является более уравновешенным по сравнению с содой и THAM. Зарегистрирован больший процент выживаемости мозга при реанимации с применением трибоната по сравнению с содой. Карбикарб. Состав: 35 г/л Na 2 CO 3 и 27 г/л NaHCO 3 Препарат задуман как модернизация раствора соды. Он должен был работать CO 2 поглощающим буфером (CO 3 2- / HCO 3 ), что не подтверждено многими исследованиями. В настоящее время он не может быть рекомендован к широкому применению. Метаболический алкалоз Метаболический алкалоз никогда не удается корригировать, пока не удалена основная причина. Метод выбора при хлоридчувствительной форме – инфузия раствора NaCl и возмещение дефицита калия. При наличии отеков целесообразно назначение ингибиторов карбоангидразы (ацетозоламид). Хлоридрезистентный алкалоз является показанием к назначению антагонистов альдостерона (спиронолактон) При повышении pH > 7,6 необходимо задуматься о гемодиализе. |