Глава 7. Кислотно-основное состояние и водно-электролитный баланс

Основные причины накопления водородных ионов:

о дефицит выведения СО₂;

о неадекватное снабжение клеток кислородом (накопление молочной кислоты

и увеличение продукции СО₂ в клетках); о аномальное образование кислот; о неадекватное выведение кислот почками.

Дефицит выведения СО₂ обусловлен неадекватной работой легких. Так, если легкие не в состоянии полностью вывести накопленное количество СО₂, то соединенный с водой углекислый газ образует угольную кислоту, диссоциирующую на ионы водорода и бикарбоната. Таким образом, реакция будет сдвинута вправо; количество водородных ионов увеличится:

СО₂ + Н₂О ↔ Н₂СО₃ - Н+ + НСО^3-.

В результате неадекватного снабжения клеток кислородом происходит интенсивное накопление молочной кислоты. При диссоциации кислота образует ионы водорода и лактата. Кроме того, вследствие накопления углекислого газа в клетках соотношение между продукцией СО₂ и потреблением О₂ в организме превышает 1, тогда как в норме оно составляет 0,8 (продукция СО₂ - 200 мл/мин; потребление О₂ - 250 мл/мин).

Аномальное образование кислот обусловлено нарушением равновесия: накопление органических и неорганических кислот происходит быстрее, чем их нейтрализация.

Неадекватное выведение кислот почками обычно наблюдают у больных с хронической почечной недостаточностью; вместе с тем острая почечная недостаточность такого влияния не оказывает, поскольку общее выделение почками водородных ионов не превышает 100-200 ммоль/сут.

Концентрацию водородных ионов измеряют в нмоль/л, для клинических целей используют отрицательный логарифм ионов водорода - рН. Расчет рН проводится по уравнению Гендерсона-Хассельбаха, в основу которого положена диссоциация наиболее мощной буферной системы (угольная кислота/бикарбонат). Итак:

где рК = 6,10, αСО₂ - константа растворимости углекислого газа (0,03 ммоль/л на мм рт.ст.).

Нормальная концентрация актуального бикарбоната (НСО₃^-) 27 ммоль/л, нормальная величина рСО₂ - 40 мм рт.ст. (40x0,03=1,35).

В конечном итоге получается: рН=6,1+1,3=7,40.

Именно изменение рН (7,40) характеризует нарушения КОР крови: его уменьшение свидетельствует о накоплении ионов Н⁺, что называют ацидозом, а увеличение указывает на уменьшение ионов Н⁺, что называют алкалозом.

Соотношение между концентрацией ионов водорода и рН: при рН 7,40 концентрация ионов составляет 40 нмоль/л; каждое увеличение (или снижение) рН на 0,01 единицы снижает (или увеличивает) концентрацию ионов водорода на 1 нмоль/л.

Закон поддержания постоянства pH

Организм всегда стремится к удержанию рН в строгих пределах, что создается и поддерживается тремя основными механизмами: вне- и внутриклеточными буферными системами; респираторной регуляцией СО₂ путем изменения частоты и глубины дыхания; почечной регуляцией концентрации ионов бикарбоната (НСО₃^-) и выделения ионов Н⁺.

Основные компенсаторные механизмы, нормализующие рН Плазма крови

Наиболее мощная система плазмы крови - система угольная кислота/бикарбонат. Только 5% чистого СО₂ переносит плазма крови в растворенном виде, 20% - транспортируют эритроциты, остальные 75% СО₂ кровь переносит как бикарбонат.

1. Угольная кислота/бикарбонат (Н⁺ + НСО₃^- ↔ Н₂СО₃ ↔ СО₂ + Н₂О). Буферная мощность 65%.

При избытке ионов Н⁺ указанная реакция сдвигается вправо и углекислый газ, образующийся вследствие диссоциации угольной кислоты, удаляется легкими. При избытке ионов НСО₃^- реакция сдвигается влево, при этом усиливается выделение почками бикарбоната, и концентрация ионов Н⁺ увеличивается.