Кислотно-основные нарушения являются патологическими изменениями парциальнго давления двуокиси углерода (Pco2), а также уровня бикарбоната (HCO3−) в сыворотке, которые обычно приводят к аномальным значениям артериальной pH.
Ацидемия – рН сыворотки <7,35.
Алкалемия – рН сыворотки >7,45.
Ацидоз обусловливается физиологическими процессами, сопровождающимися накоплением кислот или потерей оснований.
Алкалоз обусловливается физиологическими процессами, сопровождающимися накоплением основанием или потерей кислот.
Реальные изменения рН зависят от степени физиологической компенсации нарушений кислотно-основного баланса и участия в этой компенсации множества процессов.
(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 ).
Классификация нарушений кислотно-основного баланса
Первичные нарушения кислотно-основного баланса разделяют на метаболические и дыхательные в зависимости от клинических проявлений и от того, связаны ли изменения рН в основном с изменением уровня HCO3− или Pco2 в сыворотке.
Метаболический ацидоз Метаболический ацидоз Метаболический ацидоз представляет собой первичное снижение уровня бикарбоната (HCO3−), обычно сопровождающееся компенсаторным понижением парциального давления углекислого газа (Pco2)... Прочитайте дополнительные сведения – концентрация HCO3− в сыворотке крови < 24 мЭкв/л (< 24 ммоль/л). Причины:
Увеличенная выработка кислоты
Потребление кислот
Снижение почечной экскреции кислот
Потери HCO3− через желудочно-кишечный тракт или почки
Метаболический алкалоз 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 – концентрация HCO3− в сыворотке крови > 28 мЭкв/л (> 28 ммоль/л). Причины:
Потери кислоты
Задержка HCO3−
Дыхательный ацидоз Дыхательный ацидоз Дыхательным ацидозом называют первичное повышение парциального давления углекислого газа (Pco2) с компенсаторным увеличением уровня бикарбоната (HCO3−) или без него; рН обычно снижен... Прочитайте дополнительные сведения – Pco2> 40 мм рт. ст. (гиперкапния). Причина:
Уменьшение минутной вентиляции (гиповентиляция)
Дыхательный алкалоз Дыхательный алкалоз Дыхательный алкалоз – это первичное снижение парциального давления углекислого газа (PСО2) с компенсаторным снижением уровня бикарбонат-ионов (HCO3−) или без него; рН может быть высоким... Прочитайте дополнительные сведения – Pco2< 38 мм рт. ст. (гипокапния). Причина:
Увеличение минутной вентиляции (гипервентиляция)
Компенсаторные механизмы направлены на коррекцию рН (см. таблицу а) при нарушениях кислотно-основного баланса. Компенсация не обеспечивает полной нормализации рН и никогда не бывает чрезмерной.
Первичное нарушение кислотно-основного баланса является простым кислотно-основным нарушением с его сопутствующей компенсаторной реакцией.
Смешанные (иногда называют комплексными) нарушения кислотно-основного баланса содержат ≥ 2 первичных нарушения.
Симптомы и признаки нарушений кислотно-основного баланса
Клинические проявления компенсированных, или легких, нарушений кислотно-основного баланса немногочисленны.
Тяжелые некомпенсированные нарушения имеют множественные сердечно-сосудистые, респираторные, неврологические и метаболические последствия (см. таблицу и ).
Диагностика нарушений кислотно-основного баланса
Газы артериальной крови (ABG)
Уровень электролитов в сыворотке
Расчет анионной щели
При метаболическом ацидозе рассчитывается дельта анионной щели и применяется формула Винтера
Поиски компенсаторных изменений
Определение газов артериальной крови и электролитов в сыворотке. Определение газов артериальной крови позволяет прямо получить значения рН и Pco2. Уровень HCO3−, показанный газовым анализатором артериальной крови, рассчитывается по уравнению Гендерсона-Гассельбаха. Уровень HCO3− на панели биохимического анализа сыворотки измеряется напрямую. Прямое измерение уровней HCO3− считается наиболее точным в случаях расхождения.
Наиболее точную оценку кислотно-основного баланса можно получить, измеряя рН и Рсо2 именно в артериальной крови. Однако при недостаточности кровообращения или сердечно-легочной реанимации показатели венозной крови точнее отражают кислотно-основной баланс на тканевом уровне, и ими можно руководствоваться при оценке адекватности бикарбонатной терапии или вентиляции.
Основной процесс (ацидоз или алкалоз) определяется уровнем рН, хотя он движется к диапазону нормальных значений с компенсацией. Изменения Pco2 отражают дыхательную составляющую, а изменения HCO3− – метаболическую.
Комплексные или смешанные нарушения кислотно-основного баланса связаны с более чем одним основным процессом. При этих смешанных расстройствах значения могут быть обманчиво нормальными. Таким образом, при оценке кислотно-основных нарушений важно определить, является ли изменение Рсо2 и HCO3− признаком ожидаемой компенсации (см. таблицу Первичные и компенсаторные изменения при нарушениях кислотно-основного баланса Первичные и компенсаторные изменения при нарушениях кислотно-основного баланса ). Если нет, то следует заподозрить второй первичный процесс, вызывающий патологическую компенсацию. Поэтому при интерпретации результатов измерений и вычислений необходимо учитывать клинические данные (например, хроническую патологию легких, почечную недостаточность, передозировку ряда лекарственных средств).
Всегда следует рассчитывать величину 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 . Ее увеличение почти всегда указывает на метаболический ацидоз Метаболический ацидоз Метаболический ацидоз представляет собой первичное снижение уровня бикарбоната (HCO3−), обычно сопровождающееся компенсаторным понижением парциального давления углекислого газа (Pco2)... Прочитайте дополнительные сведения . Нормальная анионная щель с низким уровнем HCO3− (например, < 24 мЭкв/л [< 24 ммоль/л]) и высокой концентрацией хлорида (Cl−) в сыворотке свидетельствует о неанионном (гиперхлоремическом) метаболическом ацидозе. При метаболическом ацидозе рассчитывают дельту анионной щели для выявления сопутствующего метаболического алкалоза и применяют формулу Винтера, чтобы установить, является ли дыхательная компенсация адекватной, или отражает второе нарушение кислотно-основного баланса (ожидаемое значение Pco2 = 1,5 [HCO3−] + 8 ± 2; если Pco2 выше, то одновременно присутствует первичный дыхательный ацидоз, если ниже — дыхательный алкалоз).
Дыхательный ацидоз Дыхательный ацидоз Дыхательным ацидозом называют первичное повышение парциального давления углекислого газа (Pco2) с компенсаторным увеличением уровня бикарбоната (HCO3−) или без него; рН обычно снижен... Прочитайте дополнительные сведения предполагают при Pco2> 40 мм рт. ст.; его нужно компенсировать повышением HCO3− на 3–4 мЭкв/л (3–4 ммоль/л) на каждые 10 мм рт. ст. повышения Pco2 в течение 4–12 часов (это повышение может отсутствовать или составлять всего 1–2 мЭкв/л [1–2 ммоль/л], но медленно увеличиваться до 3–4 мЭкв/л [3–4 ммоль/л] в последующие дни). Более значительное повышение HCO3− говорит о первичном метаболическом алкалозе, менее значительное – о недостаточном времени для компенсации или сопутствующем первичном метаболическом ацидозе.
На метаболический алкалоз 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 указывает концентрация HCO3−> 28 мЭкв/л (> 28 ммоль/л). Pco2 должна компенсировать повышение HCO3− на каждый 1 мЭкв/л [1 ммоль/л] (примерно до 55 мм рт. ст.) путем повышения до 0,6-0,75 мм рт. ст. Более значительное повышение говорит о сопутствующем дыхательном ацидозе, менее значительное – о дыхательном алкалозе.
На дыхательный алкалоз Дыхательный алкалоз Дыхательный алкалоз – это первичное снижение парциального давления углекислого газа (PСО2) с компенсаторным снижением уровня бикарбонат-ионов (HCO3−) или без него; рН может быть высоким... Прочитайте дополнительные сведения указывает Pco2< 38 мм рт. ст. Уровень HCO3− должен за 4-12 часов компенсаторно снижаться на 4-5 мЭкв/л (4-5 ммоль/л) при снижении Рco2 на каждые 10 мм рт. ст. Меньшее снижение говорит о недостаточном времени для компенсации или о первичном метаболическом алкалозе. Большее увеличение означает первичный метаболический ацидоз.
Nomograms Диагностировать смешанные нарушения кислотно-основного баланса можно и по номограмме (карте кислотно-основного баланса), на которую одновременно наносятся значения рН, HCO3− и Pco2.
Расчет анионной щели
Анионная щель определяется как концентрация сывороточного натрия (Na) минус сумма концентраций сывороточных ионов хлорида (Cl−) и бикарбоната (HCO3−).
Na+− (Cl−+ HCO3−)
Термин "щель" неточный, поскольку закон электронейтральности требует наличия в открытой системе одинакового количества положительных и отрицательных зарядов; щель появляется при лабораторных исследованиях, поскольку определенные катионы (+) и анионы (−) при стандартных лабораторных биохимических исследованиях определить невозможно. Таким образом,
Na+ + неучтенные катионы (НК) = Cl−+ HCO3− + неучтенные анионы (НА)
и анионный интервал,
Na+ − (Cl−+ HCO3−) = UA − UC
Основные "неучтенные" анионы - это фосфат (PO43−), сульфат (SO4−), различные отрицательно заряженные белки, а также некоторые органические кислоты в количестве 20-24 мЭкв/л (20-24 ммоль/л).
Преобладающими "неучтенными" внеклеточными катионами являются калий (К+), кальций (Ca++) и магний (Mg++), составляющие около 11 мЭкв/л (5,5 ммоль/л).
Таким образом, типичная анионная щель равна 23 − 11 = 12 мЭкв/л (12 ммоль/л). Анионная щель может изменяться при увеличении или уменьшении UC или UA.
Увеличение анионной щели чаще всего вызвано метаболическим ацидозом Метаболический ацидоз Метаболический ацидоз представляет собой первичное снижение уровня бикарбоната (HCO3−), обычно сопровождающееся компенсаторным понижением парциального давления углекислого газа (Pco2)... Прочитайте дополнительные сведения , при котором отрицательно заряженные кислоты - в основном кетоны, лактат, сульфаты, метаболиты метанола, этиленгликоля или салицилата - потребляются (буферизуются) HCO3−. Другие причины повышенной анионной щели включают гиперальбуминемию или уремию (увеличение содержания анионов) и гипокальциемию Гипокальциемия Гипокальциемию диагностируют при концентрации общего кальция в сыворотке < 8,8 мг/дл (< 2,20 ммоль/л) на фоне нормального уровня белков в плазме или при концентрации ионизированного кальция... Прочитайте дополнительные сведения или гипомагниемию Гипомагниемия Гипомагниемию диагностируют при концентрации магния в сыворотке < 1,8 мг/дл (< 0,70 ммоль/л). Причинами гипомагниемии являются недостаточное потребление и всасывание магния или его усиленная... Прочитайте дополнительные сведения (снижение содержания катионов).
Уменьшение анионной щели не имеет отношения к метаболическому ацидозу, а вызвано гипоальбуминемией (снижением содержания анионов); гиперкальциемией Гиперкальциемия Гиперкальциемию определяют как концентрацию общего кальция в сыворотке крови > 10,4 мг/дл (> 2,60 ммоль/л) или ионизированного кальция в сыворотке крови > 5,2 мг/дл (> 1,30 ммоль/л)... Прочитайте дополнительные сведения , гипермагниемией Гипермагниемия Гипермагниемия – концентрация магния в сыворотке крови > 2,6 мг/дл (> 1,05 ммоль/л). Основной ее причиной является почечная недостаточность. Симптомы включают артериальную гипотонию, угнетение... Прочитайте дополнительные сведения , интоксикацией литием и гипергаммаглобулинемией, например, при миеломе Множественная миелома Множественная миелома является злокачественной плазмоклеточной опухолью, продуцирующей моноклональные иммуноглобулины, которые внедряются в прилежащую костную ткань и разрушают ее. К характерным... Прочитайте дополнительные сведения (увеличение содержания катионов); либо гипервязкостью или интоксикацией галогенидом (бромидом или йодидом). Эффект низкого содержания альбумина может быть обусловлен коррекцией нормального диапазона анионной щели на 2,5 мЭкв/л (2,5 ммоль/л) вверх на каждые 1 г/дл (10 г/л) снижения уровня альбумина.
Отрицательная анионная щель встречается редко, в качестве лабораторного артефакта, при тяжелой гипернатриемии, гиперлипидемии Дислипидемия Дислипидемией называют либо повышение уровней холестерина, триглицеридов (ТГ) или того и другого, либо низкий уровень холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС-ЛПВП) в плазме, что... Прочитайте дополнительные сведения , интоксикации бромидом.
Дельта анионной щели: Разница между анионной щелью пациента и нормальной анионной щелью называется дельтой анионной щели. Эта сумма считается эквивалентом HCO3−, поскольку для каждого повышения единицы в анионном промежутке значение HCO3− должно снижаться на 1 (путем буферизации). Таким образом, если к измеренной HCO3− добавляется дельта анионной щели, результат для HCO3− должен находиться в нормальном диапазоне; повышение указывает на дополнительное наличие 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 .
Пример: рвота, плохо выглядящий пациент с расстройством, связанным с употреблением алкоголя, имеет лабораторные результаты, показывающие
Na: 137
K: 3,8
Cl: 90
HCO3−: 22
pH: 7,40
PCO2: 41
по2: 85
На первый взгляд, результаты обычные. Однако расчеты показывают увеличение анионной щели:
137 − (90 + 22) = 25 (нормальный − от 10 до 12)
указывает на наличие метаболического алкалоза. Респираторную компенсацию оценивают по формуле Винтера:
Прогнозируемое значение Рсо2= 1,5 (22) + 8 ± 2 = 41 ± 2
Прогнозируемое = измеренному, поэтому респираторная компенсация адекватная.
Поскольку имеется метаболический ацидоз, вычисляют дельту анионной щели, и результат добавляют к измеренному HCO3−:
25 − 10 = 15
15 + 22 = 37
Полученное скорригированное значение HCO3− выше нормального диапазона для HCO3−, что указывает на сопутствующее наличие первичного метаболического алкалоза. Таким образом, у пациента имеется смешанное кислотно-основное нарушение.
Используя клиническую информацию, можно теоретически предложить развитие метаболического ацидоза из алкогольного кетоацидоза в сочетании с метаболическим алкалозом вследствие рецидивирующей рвоты с потерей кислоты (HCl) и объема. Ведение этого пациента должно включать лечение для купирования каждого первичного кислотно-основного заболевания.
Основные положения
Ацидоз и алкалоз относятся к физиологическим процессам, вызывающим накопление или потерю кислот и/или щелочей; рН крови может нарушаться, но не всегда.
Ацидемия и алкалоз - см. нарушения рН в сыворотке крови в кислую (рН < 7,35) или щелочную (рН > 7,45) сторону.
Кислотно-основные нарушения классифицируют как метаболические, если изменение рН в первую очередь обусловлено изменениями уровней бикарбонат-иона HCO3− в сыворотке крови, и респираторные, если изменение в первую очередь обусловлено изменениями Pсо2 (увеличением или уменьшением при дыхании).
Основной процесс (ацидоз или алкалоз) определяется рН; изменения Рco2 отражают респираторную составляющую, а изменения HCO3− – метаболическую.
Все кислотно-основные нарушения приводят к компенсации, как правило, нормализующей рН. Метаболические кислотно-основные нарушения приводят к дыхательной компенсации (изменения Pco2); респираторные кислотно-основные нарушения приводят к метаболической компенсации (изменения HCO3−).
Одновременно может иметься более одного первичного нарушения кислотно-основного баланса. Важно выявить и устранить каждое первичное кислотно-основное нарушение.
При первичной лабораторной оценке кислотно-основного нарушения проводят измерения газов артериальной крови и электролитов сыворотки крови, а также расчет анионной разницы.
Используют одну из ряда формул, эмпирических правил или номограмм для определения кислотно-основного равновесия, и устанавливают, указывают ли лабораторные значения на один из видов кислотно-основных нарушений (и компенсацию), или также имеется и второе первичное кислотно-основное нарушение.
Лечат каждое первичное кислотно-основное нарушение.