(См. также Регуляция кислотно-щелочного обмена (Acid-Base Regulation) Кислотно-щелочной обмен Метаболические процессы в организме человека непрерывно приводят к образованию кислот и, в меньшей степени, к образованию оснований. Ион водорода (Н+) особенно реактивен; он соединяется... Прочитайте дополнительные сведения и Нарушения кислотно-основного обмена (Acid-Base Disorders) Нарушения кислотно-основного баланса Кислотно-основные нарушения являются патологическими изменениями парциальнго давления двуокиси углерода (Pco2), а также уровня бикарбоната (HCO3−) в сыворотке, которые обычно приводят... Прочитайте дополнительные сведения ).
Этиология метаболического ацидоза
Метаболический ацидоз возникает из-за накопления кислот вследствие:
Увеличения кислотообразования или потребления кислоты с пищей
Снижения экскреции кислоты
Потери HCO3− через желудочно-кишечный тракт или почки
Когда кислотная нагрузка превышает возможности дыхательной компенсации, развивается ацидемия (рН артериальной крови <7,35). Причины метаболического ацидоза классифицируют по их влиянию на анионную щель Расчет анионной щели Кислотно-основные нарушения являются патологическими изменениями парциальнго давления двуокиси углерода (Pco2), а также уровня бикарбоната (HCO3−) в сыворотке, которые обычно приводят... Прочитайте дополнительные сведения (см. таблицу ).
Ацидоз с большой анионной щелью
Наиболее частыми причинами ацидоза с большой анионной щелью являются:
Кетоацидоз
Лактацидоз
Почечная недостаточность
Отравление токсинами
Кетоацидоз – частое осложнение сахарного диабета 1 типа (см. диабетический кетоацидоз Диабетический кетоацидоз (ДКА) Диабетический кетоацидоз (ДКА) – острое метаболическое осложнение сахарного диабета, характеризующееся гипергликемией, гиперкетонемией и метаболическим ацидозом. Гипергликемия вызывает осмотический... Прочитайте дополнительные сведения ), но он также развивается при хроническом алкоголизме (см. алкогольный кетоацидоз Алкогольный кетоацидоз Алкогольный кетоацидоз развивается при потреблении алкоголя на фоне голодания и характеризуется гиперкетонемией и метаболическим ацидозом с анионной щелью в отсутствие значительной гипергликемии... Прочитайте дополнительные сведения ), при недостаточном питании Обзор гипотрофии Гипотрофия является одной из форм нарушения питания. (Нарушение питания включает также избыточное питание). Недостаточное питание может являться результатом неадекватного потребления питательных... Прочитайте дополнительные сведения и в меньшей степени при воздержании от определённых видов пищи. В этих условиях организм переходит от метаболизма глюкозы к свободным жирным кислотам (СЖК). В печени СЖК превращаются в кетокислоты – ацетоуксусную и бета-оксимасляную (неизмеряемые анионы). Кетоацидоз также является редким проявлением врожденной изовалерианой ацидемии Изовалериановая ацидемия Валин, лейцин и изолейцин - разветвленные аминокислоты; дефицит ферментов, участвующих в их метаболизме приводит к накоплению органических кислот с тяжелым метаболическим ацидозом. Существуют... Прочитайте дополнительные сведения или врожденной метилмалоновой ацидемии Метилмалоновая ацидемия Валин, лейцин и изолейцин - разветвленные аминокислоты; дефицит ферментов, участвующих в их метаболизме приводит к накоплению органических кислот с тяжелым метаболическим ацидозом. Существуют... Прочитайте дополнительные сведения , которые являются редкими нарушениями, которые включают аномальный метаболизм аминокислот.
Лактацидоз Лактацидоз Лактацидоз является видом метаболического ацидоза с увеличенной анионной щелью, вызванным повышенным уровнем содержания лактата в крови. Лактацидоз развивается при гиперпродукции лактата, снижении... Прочитайте дополнительные сведения – наиболее частая причина метаболического ацидоза у госпитализированных пациентов. Лактат накапливается в результате его повышенного образования в сочетании со сниженным метаболизмом. Избыточная продукция лактата происходит при анаэробном метаболизме. Самые тяжелые формы лактацидоза наблюдаются при различных видах шока. Сниженный метаболизм лактата характерен для нарушений функции печени в результате локального уменьшения ее перфузии или вследствие генерализованного шока. Лактацидоз могут вызвать заболевания и лекарственные препараты, которые нарушают митохондриальную функцию.
Почечная недостаточность Хроническая болезнь почек Хроническая болезнь почек (ХБП) представляет собой длительное прогрессивное снижение почечной функции. Симптомы развиваются медленно и на продвинутых стадиях включают в себя анорексию, тошноту... Прочитайте дополнительные сведения способствует развитию ацидоза с большой анионной щелью из-за снижения экскреции кислоты и реабсорбции HCO3−. Большая анионная щель объясняется накоплением сульфатов, фосфатов, урата и гиппурата.
Токсины могут метаболизироваться с образованием кислых продуктов или индуцировать лактацидоз.
Редкой причиной метаболического ацидоза является рабдомиолиз Рабдомиолиз Рабдомиолиз – это клинический синдром, при котором разрушаются ткани скелетнаых мышц. Симптомы и признаки включают мышечную слабость, миалгию и красновато-коричневую мочу, хотя эта триада признаков... Прочитайте дополнительные сведения ; считается, что мышцы при этом прямо высвобождают протоны и анионы.
Ацидоз с нормальной анионной щелью
Самыми частыми причинами ацидоза с нормальной анионной щелью являются:
Потери HCO3− через желудочно-кишечный тракт или почки
Нарушение почечной экскреции кислот
Метаболический ацидоз с нормальной анионной щелью называют также гиперхлоремическим ацидозом, поскольку в почках реабсорбируется хлорид (Cl−) вместо HCO3−.
Потеря этого иона при поносе, дренировании желудка или наличии свищей может вызвать ацидоз. Во многих секретах желудочно-кишечного тракта (например, в желчи, панкреатическом соке и кишечной жидкости) присутствует большое количество HCO3−. При уретеросигмоидостомии (имплантации мочеточников в секцию сигмовидной кишки при их обструкции или удалении мочевого пузыря) кишка секретирует и теряет HCO3− в обмен на присутствующие в моче хлорид-ионы (Cl−) и всасывает из мочи аммоний, который диссоциирует на аммиак (NH3+) и ионы водорода (Н+).
В редких случаях потерю HCO3− вызывает прием ионообменных смол, связывающих HCO3−.
При разных типах почечного канальцевого ацидоза Почечный тубулярный ацидоз Почечный тубулярный ацидоз (ПТА) представляет собой ацидоз и электролитные нарушения вследствие нарушенной экскреции ионов водорода в почках (1-й тип), нарушенной реабсорбции бикарбонатов (2-й... Прочитайте дополнительные сведения нарушается либо секреция H+ (типы 1 и 4), либо абсорбция HCO3− (тип 2). Нарушение экскреции кислот и нормальная анионная щель регистрируются также на ранних стадиях почечной недостаточности, тубулоинтерстициальном нефрите и приеме ингибиторов карбоангидразы (например, ацетазоламида).
Симптомы и признаки метаболического ацидоза
Симптомы и признаки (см. таблицу ) прежде всего обусловлены конкретной причиной.
Легкая ацидемия сама по себе протекает бессимптомно. При более выраженной ацидемии (рН <7,10) могут возникать тошнота, рвота и общее недомогание. Симптомы могут появляться и при более высоком рН, если ацидоз развивается быстро.
Наиболее характерным признаком является гиперпноэ (длинные глубокие вдохи нормальной частоты), отражающее компенсаторное повышение альвеолярной вентиляции; это гиперпноэ не сопровождается ощущением одышки.
Тяжелая острая ацидемия является фактором, предрасполагающим к нарушению функции сердца с падением АД и развитием шока Шок Шок – это состояние гипоперфузии органов с вытекающей клеточной дисфункцией и смертью. Механизмы могут включать снижение объема циркулирующей крови, снижение сердечного выброса и вазодилатацию... Прочитайте дополнительные сведения , желудочковой аритмии Обзор аритмий Здоровое сердце бьется регулярным, скоординированным образом благодаря тому, что электрические импульсы в сердце генерируются и распространяются миоцитами с уникальными электрическими свойствами... Прочитайте дополнительные сведения и комы. Хроническая ацидемия вызывает деминерализацию костей (рахит, остеомалицию Недостаточность витамина D и зависимость Недостаточное пребывание на солнце предрасполагает к дефициту витамина D. Дефицит нарушает минерализацию кости, вызывает рахит у детей и остеомаляцию у взрослых и, возможно, вносит свой... Прочитайте дополнительные сведения , остеопению).
Диагностика метаболического ацидоза
Определения газов артериальной крови (ГАК) и электролитов в сыворотке
Расчет анионной разницы и ее дельты
Применение формулы Винтера для расчета компенсаторных изменений
Установление причины
Выявление метаболического ацидоза и соответствующей респираторной компенсации обсуждается в разделе Диагностика нарушений кислотно-основного баланса Диагностика Кислотно-основные нарушения являются патологическими изменениями парциальнго давления двуокиси углерода (Pco2), а также уровня бикарбоната (HCO3−) в сыворотке, которые обычно приводят... Прочитайте дополнительные сведения . Выяснение причины метаболического ацидоза начинают с расчета анионной щели.
Причина большой анионной щели бывает очевидной (например, гиповолемический шок, пропущенный сеанс гемодиализа); в противном случае необходим анализ крови с определением
АМК (концентрация азота мочевины в крови)
Креатинин
Глюкоза
Лактат
Возможные токсины
На присутствие последних указывает осмолярная щель. В большинстве лабораторий определяют уровень салицилатов, но не метанола или этиленгликоля.
Расчетную осмолярность сыворотки (2 [натрий] + [глюкоза]/18 + азот мочевины в крови/2,8 + уровень алкоголя в крови/5, в условных единицах) вычитают из измеренной осмолярности. Разница > 10 свидетельствует о присутствии осмотически активного вещества, которым в случае ацидоза с большой анионной щелью является метанол или этиленгликоль. Хотя осмолярная щель и легкий ацидоз могут быть следствием приема этанола, последний никогда не бывает единственной причиной выраженного метаболического ацидоза.
Если сывороточная анионная щель в норме, электролиты в моче измеряются и мочевой анионный разрыв рассчитывается как [натрий] + [калий] - [хлорид]. Нормальная анионная разница мочи у человека без ацидоза имеет значение, близкое к нулю. Если анионная щель в моче становится отрицательной, то в моче обнаруживается избыток неизмеренных положительно заряженных ионов, обычно аммония (NH4 +), который в норме секретируется почками в ответ на гиповолемию. Если показатель анионной щели в моче у пациента с метаболическим ацидозом без анионной щели составляет от -30 до -50 мЭкв/л (от -30 до -50 ммоль/л), то почки реагируют на внепочечную потерю объема, как правило, из ЖКТ. Увеличение показателя анионной щели в моче у таких пациентов (положительный расчетный результат) связано с потерей неизмеренных отрицательно заряженных ионов в моче и предполагает потерю HCO3− в почках, которая чаще всего возникает при почечном тубулярном ацидозе (оценка почечного тубулярного ацидоза Диагностика Почечный тубулярный ацидоз (ПТА) представляет собой ацидоз и электролитные нарушения вследствие нарушенной экскреции ионов водорода в почках (1-й тип), нарушенной реабсорбции бикарбонатов (2-й... Прочитайте дополнительные сведения обсуждается в другом разделе).
Если присутствует метаболический ацидоз, дополнительно рассчитывают дельту анионной щели Расчет анионной щели Кислотно-основные нарушения являются патологическими изменениями парциальнго давления двуокиси углерода (Pco2), а также уровня бикарбоната (HCO3−) в сыворотке, которые обычно приводят... Прочитайте дополнительные сведения для выявления сопутствующего метаболического алкалоза Метаболический алкалоз Метаболическим алкалозом называют первичное повышение уровня бикарбоната (HCO3−) с компенсаторным повышением парциального давления углекислого газа (Pco2) или без него; рН может быть... Прочитайте дополнительные сведения и по формуле Винтера выясняют, является ли дыхательная компенсация адекватной или отражает второе нарушение кислотно-основного баланса.
Лечение метаболического ацидоза
Этиотропное лечение
Бикарбонат натрия (NaHCO3) в первую очередь при тяжелом ацидозе назначается с большой осторожностью
Лечение ориентировано на устранение причины заболевания. При почечной недостаточности, а иногда и при отравлении этиленгликолем, метанолом или салицилатами необходим гемодиализ Гемодиализ При гемодиализе кровь пациента подается в диализатор, содержащий 2 жидкостных компартмента, формируемых последовательно или параллельно соединенными полыми капиллярными волокнами и листками... Прочитайте дополнительные сведения .
Применение бикарбоната натрия (NaHCO3) в терапии ацидемии показано лишь в некоторых обстоятельствах, а в других может быть опасным. Когда метаболический ацидоз обусловлен потерей HCO3− или накоплением неорганических кислот (т.е., ацидоз с нормальной анионной щелью), бикарбонатная терапия, как правило, является безопасной и адекватной. Однако когда ацидоз обусловлен накоплением органических кислот (т.е., ацидоз с большой анионной щелью), нет единого мнения о целесообразности проведения бикарбонатной терапии, поскольку нет отчетливых данных, которые свидетельствовали бы о снижении смертности, при этом ее проведение сопряжено со многими возможными рисками.
При лечении основного заболевания лактат и кетокислоты превращаются обратно в HCO3−; в результате экзогенная доза HCO3− может привести к «перехлесту» метаболического алкалоза. В любом случае бикарбонат натрия может также вызвать перегрузку натрием, объемную перегрузку, гипокалиемию и, за счет ингибирования активности дыхательного центра, гиперкапнию. Кроме того, поскольку HCO3− не диффундирует через клеточные мембраны, его введение не приводит к коррекции внутриклеточного ацидоза и, более того, может парадоксальным образом ухудшать состояние, так как часть вводимого HCO3− превращается в двуокись углерода (CO2), которая проникает в клетки и гидролизуется с образованием Н+ и HCO3−. Клиренс дополнительного CO2 также требует адекватной минутной вентиляции. Пациенты с нарушенным респираторным статусом из-за основного заболевания легких могут быть не способны достичь увеличенной минутной вентиляции. Пациентам, которым требуется механическая искусственная вентиляция легких Вентиляционная недостаточность Вентиляционной недостаточностью называют повышение PaCO2 (гиперкапнию). Наиболее распространенными причинами являются тяжелое обострение астмы и хронической обструктивной болезни лёгких (ХОБЛ)... Прочитайте дополнительные сведения , потребуются соответствующие настройки ИВЛ для увеличения минутной вентиляции.
Несмотря на эти и другие противоречия, большинство экспертов рекомендуют внутривенное введение бикарбоната при тяжелом метаболическом ацидозе (рН < 7.0) в первую очередь из-за опасений по поводу ухудшения сердечно-сосудистой нестабильности при более низких значениях рН.
Такое лечение требует 2 предварительных расчетов (одинаковых для обычных единиц и единиц СИ). Первый заключается в определении величины, до которой следует повысить уровень HCO3−; расчет производят по уравнению Кассирера-Блейха, принимая целевое значение [H+] равным 79 нэкв/л (79 нмоль/л), что соответствует pH 7,10:
79 = 24 × Pco2/HCO3−
или
Ожидаемый уровень HCO3−= 0,30 × Рco2
Количество бикарбоната натрия, которое нужно ввести, чтобы достичь этого уровня рассчитывают следующим образом:
Необходимое количество NaHCO3 (мЭкв/ммоль) = (ожидаемая [HCO3−] − наблюдаемая [HCO3−]) × 0,4 × вес тела (кг)
Например, мужчина весом 70 кг имеет тяжелый метаболический ацидоз с рН 6,92, PCO2 40 мм рт. ст. и уровень HCO3− 8 мЭкв/л (8 ммоль/л). Целевой уровень бикарбоната, необходимый для достижения рН 7,10, составляет 0,30 × 40 = 12 мЭкв/л (12 ммоль/л). Этот уровень на 4 мЭкв/л (4 ммоль/л) больше, чем его текущий уровень бикарбоната 8. Чтобы увеличить количество бикарбонатов в 4 раза, умножьте 4 на 0,4 и затем умножьте на 70 (масса тела), получая в результате 112 мЭкв (112 ммоль) HCO3−. Это количество бикарбоната натрия вводят за несколько часов. Каждые 30–60 минут после введения следует определять рН крови и уровень HCO3−, давая время на уравновешивание с внесосудистым HCO3−. Не существует единого мнения относительно концентрации используемого раствора бикарбоната, но важно понимать, что типичная ампула 50 мл NaHCO3 содержит 50 мЭкв бикарбоната натрия и может усугубить перегрузку объемом, а также вызвать гиперосмоляльность, особенно если в течение короткого периода времени вводят несколько ампул. Также используются изоосмотические составы, такие как 75 мЭкв NaHCO3, смешанных с 1 л 0,45% физиологического раствора, и 150 мЭкв NaHCO3, смешанных с 1 л стерильной воды.
Вместо двууглекислого натрия можно применять:
Лактат, либо в форме раствора Рингера лактата, либо лактата натрия (при нормальной функции печени метаболизируется до бикарбоната в эквивалентном количестве)
Ацетат натрия (при нормальной функции печени метаболизируется до бикарбоната в эквивалентном количестве)
Трометамин – аминоспирт, который нейтрализует кислоты, образующиеся как при метаболическом (Н+), так и при дыхательном (угольная кислота [H2CO3]) ацидозе
Карбикарб – эквимолярную смесь бикарбоната натрия и карбоната (последний связывает CO2 с образованием HCO3−)
Дихлорацетат, который усиливает окисление лактата
Эти альтернативные варианты не имеют преимуществ по сравнению только с одним бикарбонатом натрия, кроме того, они сами по себе могут вызывать осложнения.
Необходимо часто определять уровень калия (К+)в сыворотке, чтобы своевременно диагностировать его снижение, обычно имеющее место при метаболическом ацидозе, и при необходимости вводить K+ перорально или парентерально в виде хлорида калия.
Основные положения
Метаболический ацидоз может быть вызван накоплением кислот вследствие повышенного их образования или потребления, сниженного выведения из организма или потери бикарбонатов (HCO3−) через желудочно-кишечный тракт или почки.
Метаболический ацидоз классифицируют в зависимости от того, высокая или нормальная анионная щель.
Ацидоз с высокой анионной щелью наиболее часто обусловлен кетоацидозом, лактоацидозом, хроническим заболеванием почек или проглатыванием некоторых токсичных веществ.
Ацидоз с нормальной анионной щелью чаще всего обусловлен потерей HCO3− через желудочно-кишечный тракт или почки.
Дельту анионной щели рассчитывают для выявления сопутствующего метаболического алкалоза и по формуле Винтера выясняют, является ли дыхательная компенсация адекватной или отражает второе нарушение кислотно-основного баланса.
Лечение должно быть направлено на устранение причины.
Определяют внутривенный показатель двууглекислого натрия NaHCO3, когда причиной ацидоза является изменение уровня HCO3− (ацидоз с нормальной анионной щелью).
Внутривенное введение бикарбоната натрия является спорным при ацидозе с увеличенной анионной щелью (но может рассматриваться при рН < 7,0 с целевыми показателями рН ≥ 7,10).