семинар патфиз. 4 семинар устно патфиз-1. Коллоквиум 4 патофизиология водноэлектролитного и кислотнощелочного равновесия. Гипоксии
 Скачать 1.2 Mb.
|
• снижения уровня паратгормона в плазме крови, что тормозит выход кальция из костей, стимулирует его выделение почками и развивается при гипопаратиреозе; • гиповитаминоза D, который приводит к снижению всасывания кальция в кишечнике; • гиперсекреции кальцитонина, который является антагонистом паратгормона; • заболеваний кишечника, сопровождающихся снижением всасывания кальция. Патологические проявления. Гипокальциемия приводит к резкому повышению нервно-мышечной возбудимости и развитию судорог (тетания). Спастические сокращения могут распространяться на межреберные мышцы и диафрагму, вызывая спазм голосовой щели, бронхоспазм и удушение — гасфиксию. При недостатке витамина D в детском возрасте развивается рахит. Гипокальциемия может сопровождаться снижением свертываемости крови и кровоточивостью тканей, способствовать заболеваниям зубов из-за нарушения кальцификации дентина и ряду других патологических процессов. Нарушение обмена микроэлементов. 10. Основные показатели кислотно-основного состояния. Буферные системы. Классификация нарушений КЩС. Кислотно-щелочное состояние (КЩС) рассматривают как совокупность физико- химических, биологических, биохимических и других процессов, поддерживающих относительное постоянство активной реакции внутренней среды организма. Иначе КЩС можно характеризовать как величину, определяющую отношение катионов Н + к различным анионам. Поддержание оптимального уровня КЩС жидкостей организма — необходимое условие для нормального обмена веществ и сохранения активности ферментных систем. Буферы — это растворы химических композиций, которые способны сглаживать изменения рН, вызываемые добавлением кислоты, при помощи нейтрализации образующихся ионов водорода. Буфер состоит из основания и какой-либо слабой кислоты. Попадание в плазму сильной кислоты вызывает реакцию буферных систем, в результате которой сильная кислота превращается в слабую. То же происходит и при действии на биологические жидкости сильного основания, которое после взаимодействия с буферными системами превращается в слабое основание. В результате указанных процессов изменения рН либо не наступают, либо бывают минимальными. Бикарбонаты обеспечивают 53% буферной способности крови, небикарбонатные системы - 47%: гемоглобиновый буфер (35%), протеиновый (7%) и фосфатный (5%). Кровь составляет только 1/5 общей буферной ёмкости организма. Буферные системы: 1. Бикарбонатная 2. Фосфатная 3. Гемоглобиновая 4. Белковая Бикарбонатный Бикарбонатный буфер состоит из угольной кислоты и бикарбоната, в соотношении 1:20 H 2 C03 / NаHC0 3 = 1/20 Основная роль данного буфера это перевод сильной кислоты в слабую, сильного основания в слабое: NаОН + H 2 C0 3 ↔ NаHC0 3 + Н 2 О НСl + NаHC0 3 ↔ Nа Сl+ H 2 C0 3 ↓ С0 2 + Н 2 О Система утрачивает буферные свойства при рН= 6,1, когда соотношение H 2 C0 3 / NаHC0 3 = 1 /1 Происхождение бикарбонатной буферной системы тесно связано с метаболизмом органического углерода, поскольку конечным продуктом его является СО 2 или НСО 3 - Бикарбонатный буфер – главная и единственная система внеклеточной жидкости. Участие бикарбонатного буфера в выведении H + : Кислород из вдыхаемого воздуха диффундирует через альвеолы в легкие и соединяется с гемоглобином, который, проявляя буферные свойства, высвобождает ионы водорода: О2 + ННв ↔ О 2 Нв + H + Освободившиеся ионы водорода буферируются бикарбонатом с образованием угольной кислоты, которая превращается в углекислый газ и воду: H + + HC0 3 ↔ Н 2 СО 3 ↔ С0 2 + Н 2 О Углекислый газ диффундирует из крови в альвеолы и выводится из организма с выдыхаемым воздухом. Фосфатная буферная система (1% буферной емкости крови) состоит из фосфорнокислых солей: кислотная часть представлена в виде однозамещенного фосфата натрия NaH 2 P0 4 , а основная часть представлена двузамещенным фосфатом натрия — Na 2 HP0 4 . Одноосновные фосфатные соли являются слабыми кислотами, а двухосновные соли имеют ясно выраженную щелочную реакцию. NaH 2 P0 4 / Na 2 HP0 4 = 1/4 при рН=7,4 Принцип действия фосфатного буфера аналогичен карбонатному. Непосредственная роль фосфатного буфера в крови небольшая, но ему принадлежит значительная роль в конечной регуляции кислотно-основного гомеостаза и регуляции активной реакции тканей. В крови действие этого буфера сводится к поддержанию и воспроизводству бикарбонатного буфера. При увеличении в крови кислот и образовании Н 2 С0 3 происходит обменная реакция: H + +HC0 3 - + Na 2 HP0 4 = NaHC0 3 + NaH 2 P0 4 Избыток Н 2 С0 3 ликвидируется, а концентрация НС0 3 - увеличивается. Таким образом, удерживается соотношение Н 2 С0 3 / NaHCO 3 = l:20 на постоянном уровне. Гемоглобиновый буфер 0 2 НЬ – слабое основание С0 2 – слабая кислота Участие легких в кислотно-основном равновесии состоит в поддержании содержания углекислого газа (С0 2 ) в крови. Нормальное количество С0 2 в крови отражает равновесие между его продукцией в процессе клеточного обмена и выведением легкими с выдыхаемым воздухом. Последовательность событий от продукции С0 2 в тканях до его элиминации при выдохе выглядит следующим образом (рис. 1): ■ 1. С0 2 диффундирует из тканей (с высоким содержанием С02) в кровь. ■ 2.В эритроцитах крови С0 2 превращается в угольную кислоту при участии фермента карбоангидразы. Угольная кислота диссоциирует с образованием бикарбоната и ионов водорода: С0 2 + Н 2 0 ↔ Н 2 С0 3 ↔ НСО 3 - + Н + ■ 3. Так как концентрация бикарбоната растет, часть его диффундирует из эритроцитов в плазму. Ионы водорода (которые, если позволить им накопиться, могут вызвать сильное снижение рН) связываются, с гемоглобином, который освобождается от принесенного кислорода в тканях (гемоглобин в данном случае действует как буфер). Н + + 0 2 НЬ ↔ Н + НЬ + 0 2 ■ 4. Когда кровь насыщена кислородом. Кислород из вдыхаемого воздуха диффундирует через альвеолы легких и соединяется с гемоглобином, который, проявляя буферные свойства, высвобождает ионы водорода. 0 2 + Н + НЬ ↔ Н + + 0 2 НЬ ■ 5. Освободившиеся ионы водорода буферируются бикарбонатом с образованием угольной кислоты, которая превращается в С0 2 и воду: Н + + НС0 3 - ↔ H 2 C0 3 ↔ Н 2 0 + С0 2 ■ 6.С0 2 диффундирует из крови, где он находится в высокой концентрации, в альвеолы, где концентрация мала, и выводится из организма с выдыхаемым воздухом. Транспорт кислорода из легких к тканям и из тканей к легким обусловлен изменениями, которые воздействуют на сродство кислорода к гемоглобину. На уровне тканей из-за снижения рН это сродство уменьшается (эффект Бора) и вследствие этого улучшается отдача кислорода. В крови легочных капилляров сродство гемоглобина к кислороду увеличивается из-за снижения рС0 2 и возрастания рН по сравнению с аналогичными показателями венозной крови, что приводит к повышению насыщения артериальной крови кислородом. Протеиновый буфер Белки плазмы крови – амфолиты – обладают свойствами кислот. Они составляют большую часть пула анионов плазмы. Изменение содержания альбуминов, протеинов и аномальных белков плазмы оказывает существенное влияние на величину анионной разницы. Если в крови много Н + , то белки их связывают: R- CООН + Н + → R-CООН 2 Если в крови много ОН - , то белки отдают Н + и образуется вода: R- CООН + ОН - → R-CОО + Н 2 О Классификация нарушений КЩС. 1. Простые нарушения: Ацидоз: - метаболический - респираторный Алкалоз: - метаболический - респираторный 2.Смешанные нарушения : 2.1 Однонаправленные: метаболический и дыхательный ацидоз и алкалоз 2.2 Разнонаправленные: - метаболический ацидоз и дыхательный алкалоз - метаболический алкалоз и дыхательный ацидоз По степени компенсации: 1. Компенсированный. Значения рН остаются в пределах нормы (рН=7,35 - 7,45), содержание бикарбонатов и СО 2 изменяется в зависимости от направленности метаболических и респираторных сдвигов. 2. Субкомпенсированный. Кроме изменений в содержании бикарбонатов и СО 2 изменяется и рН, но в незначительных пределах + 0,04 (рН=7,31 – 7,49) 3. Некомпенсированный. рН < 7,30 – некомпенсированный ацидоз; рН > 7,50 – некомпенсированный алкалоз. 11. Негазовый ацидоз. Газовый ацидоз. Газовый ацидоз (a. gasea; синонимы: ацидоз дыхательный, респираторный) — ацидоз, развивающийся при гиперкапнии, обусловленный нарушениями внешнего дыхания или наличием высокой концентрации углекислого газа во вдыхаемом воздухе. Он может возникать постепенно (хронический респираторный ацидоз) и внезапно (острый респираторный ацидоз). Острый респираторный ацидоз развивается при внезапной недостаточности вентиляции легких вследствие угнетения дыхательного центра, что обычно наблюдается при заболеваниях головного мозга, после приема некоторых лекарственных средств (наркотики), при остром нарушении функции сердечно- сосудистой системы, нервно-мышечной патологии. Респираторный ацидоз во время операций может возникать вследствие угнетения дыхательного центра наркотическими веществами (например, морфином, барбитуратами), либо при гиповентиляции в условиях управляемого дыхания, либо вследствие неадекватного спонтанного дыхания после применения миорелаксантов. Отек легких, тяжелая пневмония, гемоторакс, бронхиальная астма, алкогольная интоксикация, тяжелая миастения сопровождаются дыхательным ацидозом. Хронический респираторный ацидоз встречается при таких легочных заболеваниях, как хронический бронхит, эмфизема, т.е. когда разобщается процесс вентиляции и перфузии и снижается альвеолярная вентиляция либо из газообмена выключается значительная часть легочной ткани. Хроническая гиперкапния сопровождает также первичную альвеолярную гиповентиляцию, обусловленную крайней степенью ожирения больного (синдром Пиквика). Болезни, характеризующиеся главным образом затруднением обмена газа в альвеолах (пневмония, отек легких, фиброз легких), чаще вызывают гипокапнию, а не гиперкапнию. В этих случаях гипоксия способствует гипервентиляции. Поскольку С0 2 обладает намного более высокой диффузионной способностью, чем 0 2 , то выделение С0 2 увеличивается, несмотря на препятствие для газо- обмена. Гиперкапния наступает только при респираторной астении или крайне тяжелой степени основного заболевания. Поскольку скорость метаболической продукции С0 2 высока, то недостаточность легочной вентиляции быстро приводит к повышению рС0 2 несмотря на то, что на острый респираторный ацидоз влияют буферные системы тканей. И это незамедлительное действие тканевой буферной системы сопровождается лишь незначительным увеличением количества NaHC0 3 в плазме: приблизительно 1 ммоль/л на каждые 10 мм рт.ст. повышения рС0 2 . При стойкой гиперкапнии начинает усиливаться экскреция кислоты в почках (ацидогенез), что приводит к активации процесса реабсорбции НС0 3 ". На протяжении нескольких дней его кон- центрация в плазме увеличивается со скоростью 3 ммоль/л на каждые 10 мм рт.ст. повышения рС0 2 , тем самым сводя до минимума ацидемию. Нарушение газообмена и недостаточная оксигенация гемоглобина уменьшают его буферную роль в регуляции КОС, а возникающая на фоне гиперкапнии гипоксия ограничивает течение окислительных процессов. Это сопровождается накоплением в крови и тканевой жидкости недоокисленных продуктов (лактата, пирувата и др.), и течение респираторного ацидоза осложняется метаболическим ацидозом. Последний ограничивает мобилизацию натрия в щелочной резерв, изменяется соотношение «H 2 C0 3 /NaHC0 3 », и наступает изменение рН крови. Клинически довольно трудно отличить проявления респираторного ацидоза от проявлений гипоксии, поскольку умеренная гиперкапния специфическими клиническими признаками не сопровождается. Если рСО2 превышает 70 мм рт.ст., то у больного нарастает безразличие к окружающему, прогрессирует спутанность сознания, может появляться «порхающий тремор». Иногда определяется отек диска зрительного нерва как следствие повышения внутриче- репного давления из-за расширения мозговых сосудов (характерный признак гиперкапнии). Отмечается расширение поверхностных сосудов лица и конъюнктивальной оболочки. Организм пыта- ется компенсировать респираторный ацидоз путем включения ряда механизмов: 1. При гиперкапнии в эритроцитах увеличивается содержание карбонатанионов (НС0 3 ), что сопровождается переходом в них С1- (закон Доннана), а освобождающийся в плазме Na + (из NaCI) связывает избыток НС0 3 . Следовательно, повышение содержания в плазме углекислоты увеличивает в ней концентрацию бикарбоната натрия, что выравнивает их содержание и сохраняет постоянство концентрации Н + крови. В увеличении содержания Na+ в крови участвует также превращение двуосновного фосфата в одноосновный (Na 2 HP0 4 +H + -> Na + +NaH 2 P0 4 ). 2. Компенсаторное увеличение щелочного резерва крови повышает выведение с мочой свободных и связанных (в форме аммонийных солей) кислот. 3. Гипервентиляция. Компенсация гиперкапнии путем рефлекторного увеличения легочной вентиляции возможна лишь в случаях, когда первичное нарушение дыхания не является причиной возникновения газового алкалоза. Принципы патогенетической коррекции: 1. Купирование основного заболевания. 2. Инфузия щелочных растворов оправдана в случае резкого угнетения деятельности сердечно-легочной системы. 3. Негазовый ацидоз развивается при увеличении содержания в крови нелетучих кислот или попадании в организм извне неорганических кислот. В зависимости от этиологии негазовый ацидоз может протекать в различных формах: Метаболический. В одних случаях он возникает вследствие увеличения продукции кетоновых тел (ацетоуксусной и В-гидроксимасляной кислот), нарушении их окисления и ресинтеза в жирные кислоты, что характерно для сахарного диабета, гипоксии, лихорадки, голодания (вследствие резкого усиления обмена жиров), острого и хронического алкоголизма, поражения печени. Эту разновидность метаболического ацидоза называют кетоацидозом. В других случаях он обусловливается гиперпродукцией молочной кислоты либо снижением ее окисления и ресинтеза из нее углеводов, что наблюдается при шоке, гипоксии, инфекции, сахарном диабете, легочной и сердечной недостаточности, остром некрозе печени, лейкозе, при избытке фруктозы в пище, под влиянием алкоголя, при отравлении этиленгликолем, метанолом и салицилатами, а также при врожденных дефектах ферментных систем, обеспе- чивающих обмен углеводов. Эта разновидность метаболического ацидоза называется лактацидозом. Действие салицилатов состоит в образовании метаболического блока, приводящего к появлению смеси эндогенных органических кислот. Метанол и этиленгликоль могут превращаться в организме в кислые метаболиты: метанол — в муравьиную кислоту, а этиленгликоль — в глиоксиновую и щавелевую кислоты. Гиперлактацидемия при гипоксии происходит как за счет усиленного образования лактата, так и за счет недостаточного его ресинтеза в гликоген в условиях гипоксии. Гиперлактацидемия и тканевой ацидоз вызывают активацию клеточных ферментов, что приводит к усиленному распаду белков и увеличению содержания свободных аминокислот. Выделительный. Он может возникать вследствие усиленной потери бикарбонатов при тяжелой диарее, фистулах пищеварительного тракта (кишечный ацидоз); снижении гломерулярной фильтрации Н + чаще при острой почечной недостаточности (гломерулярный ацидоз); уменьшении реабсорбции гидрокарбонатов, повышении их выделения при ограниченном выведении ионов водорода и аммония (почечно-тубулярный ацидоз). Основной причиной выделительного (метаболического) ацидоза считают заболевания почек. При хронической почечной недостаточности главным образом снижается способность почек экскретировать аммиак несмотря на то, что у некоторых больных с мочой экскретируется и гидрокарбонат, особенно если его уровень в плазме достигает 18 ммоль/л и выше. Способность почек к ацидогенезу не нарушена. По мере утяжеления почечной недостаточности количество гид- рокарбоната в плазме медленно уменьшается, но обычно стабилизируется на уровне 12—18 ммоль/л. Даже в разгар уремии концентрация гидрокарбоната в плазме крови редко бывает менее 10 ммоль/л. Механизмы стабилизации его концентрации заключаются в том, что выраженный ацидоз стимулирует экскрецию кислоты, а карбонат и фосфат костной ткани оказывают буферное противодействие метаболическим кислотам, образовавшимися в организме в течение дня. Важную роль в стимуляции секреции кислоты и К+ в дистальных участках канальца играет альдостерон, поэтому гипоальдостеронизм чреват развитием метаболического ацидоза и гиперкалиемии, а избыток К + в крови снижает продукцию аммония в почках. Те же причины обусловливают метаболический ацидоз, вызываемый диуретиками, блокирующими альдостерон, или калийсберегающими диуретиками. Наложение анастомоза между мочеточниками и сигмовидной кишкой (уретросигмоидостомия) ведет к метаболическому ацидозу вследствие как обмена ионов хлора на ионы гидрокарбоната в эпителии тонкого кишечника, так и частого развития после операции заболевания почек (пиелонефрит, обструктивная уропатия). Экзогенный ацидоз развивается при длительном употреблении кислой пищи, приеме лекарственных средств (например, ингибиторов почечной карбоангидразы), приеме кислот внутрь (например, уксусной). |