Метаболический ацидоз представляет собой первичное снижение уровня бикарбоната (HCO3−), обычно сопровождающееся компенсаторным понижением парциального давления углекислого газа (Pco2); рН может быть значительно снижен или незначительно ниже нормы. В зависимости от наличия или отсутствия неизмеряемых анионов в плазме различают метаболический ацидоз с большой и нормальной анионной щелью. Причины метаболического ацидоза включают накопление кетоновых тел и молочной кислоты, почечную недостаточность или потребление лекарственных средств или токсинов (большая анионная щель), а также потери HCO3− через желудочно-кишечный тракт или почки (нормальная анионная щель). В тяжелых случаях наблюдаются тошнота и рвота, сонливость и гиперпноэ. Диагноз устанавливают на основании клинических данных и результатов определения газового состава артериальной крови (ГСАК) и электролитов сыворотки. Лечение заключается в устранении причины; при очень низком рН может быть показано в/в введение бикарбоната натрия.
(См. также Регуляция кислотно-щелочного обмена (Acid-Base Regulation) и Нарушения кислотно-основного обмена (Acid-Base Disorders)).
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 (см. таблицу ).
Причины метаболического ацидоза
Причина | Примеры |
|---|---|
Высокая анионная щель | |
Кетоацидоз | Расстройство, связанное с употреблением алкоголя Голодание |
Лактоацидоз (из-за физиологических процессов) | Расстройство, связанное с употреблением алкоголя Первичная гипоксия из-за заболеваний легких |
Лактоацидоз (из-за экзогенных токсинов) | Бигуаниды (редко, за исключением случаев с острым повреждением почек) Отравление монооксидом углерода Цианиды Нуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы ВИЧ Железо Изониазид Метформин Пропофол Толуол (изначально высокая щель; последующее выведение метаболитов нормализует щель) |
Поколение D-лактата | |
— | |
— | |
Токсины, метаболизирующиеся с образованием кислот | Этиленгликоль (оксалат) Метанол (формиат) Паральдегид (ацетат, хлорацетат) Салицилаты |
Нормальная анионная щель (гиперхлоремический ацидоз) | |
Потери бикарбонатов (HCO3−) через желудочно-кишечный тракт | Хлорид кальция (CaCl2) Колостомия Диарея Кишечные свищи Выделения из илеостомы Магния сульфат (MgSO4) Использование ионообменных смол |
Парентеральные вливания | Аргинин Хлорид аммония (NH4Cl) Лизин Быстрое вливание хлорида натрия (NaCl) |
Потеря HCO3− через почки | Ацетазоламид Гиперпаратиреоз Ппочечный канальцевый ацидоз, типы 1, 2, 4 Тубулоинтерстициальное поражение почек |
Урологические вмешательства | Уретероилеальный анастомоз Уретеросигмоидостомия |
Другое | Гипоальдостеронизм Толуол (поздние сроки) |
Ацидоз с большой анионной щелью
Наиболее частыми причинами ацидоза с большой анионной щелью являются:
Кетоацидоз
Лактацидоз
Почечная недостаточность
Отравление токсинами
Кетоацидоз является частым осложнением сахарного диабета 1 типа (см. диабетический кетоацидоз), но также может возникать при алкогольной зависимости (см. также алкогольный кетоацидоз), недоедании и, в меньшей степени, при голодании. 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 изовалериановой ацидемии или врожденной метилмалоновой ацидемии, редкими нарушениями, которые включают аномальный метаболизм аминокислот.
Лактацидоз – 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 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; 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 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.
Здравый смысл и предостережения
|
Тяжелая острая ацидемия является фактором, предрасполагающим к нарушению функции сердца с падением АД и развитием шока, желудочковой аритмии и комы. Хроническая ацидемия вызывает деминерализацию костей (рахит, остеомалицию, 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. 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
Уровень салицилатов может быть определён в большинстве лабораторий, тогда как метанол и этиленгликоль часто не поддаются прямому измерению; их наличие можно заподозрить по осмолярному разрыву, а при отравлении этиленгликолем — по наличию кристаллов оксалата кальция в моче.
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 обсуждается в другом разделе).
Если присутствует метаболический ацидоз, дополнительно рассчитывают дельту анионной щели для выявления сопутствующего метаболического алкалоза 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.
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 состоянии введение бикарбоната 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, нуждающимся в механической вентиляционной поддержке, может потребоваться корректировка настроек вентилятора для удовлетворения этой потребности в увеличенной 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:
[H+] = 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
Дихлорацетат, который усиливает окисление лактата
Карбикарб (Carbicarb) — торговое название эквимолярной смеси гидрокарбоната натрия и карбоната натрия; последний связывает CO2 и образует HCO3−. Его не используют в клинической практике в Соединённых Штатах.
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).
