КОС

Понятие КОС
Кислотно-основное состояние (КОС, КЩС, КЩР) = Регуляция реакции жидкостей организма.
Зависит от соотношения кислот и оснований этих жидкостей. Характеризуется концентрацией ионов водорода.
рН (potenz hydrogen – сила водорода) рН = -lg[Н+] (Serensen, 1909)
рН является одной из постоянных констант внутренней среды.
Физиологическая норма - 7,4±0,04.
Диапазон совместимых с жизнью значений рН - 7,4±0,4
РН венозной и артериальной крови, различных биологических жидкостей, внутриклеточной жидкости отличаются. В эритроцитах рН составляет 7,19±0,02.
8,0 <рН <6,8 несовместимо с жизнью.

Кислота – любая молекула или ион, обладающая способностью отдавать Н+. (Лоури, Бренстедт,1923).
Пример: NH4+→- H+→ NH3 ; H2 PO4-→- H+→ H PO4-2
Основания – акцепторы H+.
Пример: HPO4-2, H СO3-, NH3, prot-(молекула белка).
В организме существуют системы, обеспечивающие постоянство концентрации H+ путем выведения их избытка или задержки в организме H+ при их дефиците – буферные системы.
Буфер – это любая система, которая стремится противостоять изменению рН после добавления либо кислоты, либо щелочи. Присутствуют как внутри, так и вне клеток.

Буферные системы организма
Гидрокарбонатная (бикарбонатная) – 53% всей буферной емкости
Фосфатная
Гемоглобиновая
Протеинатная
Гидрокарбонатная – главная буферная система плазмы крови. Остальные опосредуют через нее свое влияние.

Принцип работы буферных систем
Буферные системы состоят из слабой кислоты (диссоциирует не полностью) и сопряженного основания. Суть буферного действия системы: сильный электролит подменяется слабым.
Уравнение Гендерсона-Гассельбаха:
рН=рК +lg[щелочь] /[кислота]
рК – константа диссоциации, отражающая природу буферного раствора. Это то значение рН, которое создается в водном растворе при равенстве молярных концентраций щелочи и кислоты. рК протеинатного буфера – 7,4; фосфатного – 6,8; карбонатного – 6,1.

Механизм действия
бикарбонатной системы
РН=рК +lg[H СO3-] /[ H2 СO3]
РН=рК” +lg[H СO3-] /[ СO2] (Поскольку истинная концентрация H2СO3 незначительна и находится в прямой зависимости от концентрации растворенного СО2)
Величина знаменателя определяется парциальным давлением углекислого газа в крови, а величина числителя - концентрацией бикарбонатов плазмы.
Механизм действия :
при увеличении в крови количества кислых продуктов: H+ + H СO3- = H2 СO3
при увеличении в крови ОH-:
ОH- + H2 СO3 = H СO3- + Н2О

Гемоглобиновая буферная система
Представлена подсистемами:
КНв/ННв
КНвО2/ННвО2
ННв/нНвО2

Регуляция концентрации бикарбоната
и выделения H+ в почках
Интерстициальная
жидкость
Клетки
почечных
канальцев
Просвет почечного
канальца
Н2О
СО2
карбоангидраза
Н2СО3
НСО3-
Н+
НСО3-
НРО4 2-
Н+
Н2РО4-
Н+
Na+
Na+
NН3
NН3
NН4+
Na+

Принцип работы гемоглобиновой буферной системы
НвО2
КНв
СО2 + Н2О
(карбоанг.)
Н2СО3 + КНв
ННв КНСО3-
Н2О СО2
КНвО2 + Н2СО3
КНСО3
+
О2
Н+
СО2
НСО3 -
Эритроциты в ткани
СО2
карбоанг.
НСО3 -
ННв
НвО2
Н+
О2
Эритроциты в лёгких

Основные механизмы поддержания КОС в организме
Вне- и внутриклеточное буферирование (наиболее быстрый процесс – несколько минут)
Респираторная регуляция путем изменения частоты и глубины дыхания (наступает в течение 3-5 часов, максимально через 12-24 часа)
Почечная (метаболическая) регуляция (проявляется через 6-18 часов, максимально 5-7 дней)

Нарушения кислотно-основного баланса
Ацидоз – повышение сверх нормальных концентрации H+
Алкалоз – понижение H+
В зависимости от причин формирования:
Респираторный (газовый) ацидоз или алкалоз
Нереспираторный (метаболический) ацидоз или алкалоз
В зависимости от степени изменения рН:
Компенсированный 7,35-7,45
Субкомпенсированный ( 7,35-7,25 – ацидоз, 7,45-7,55 – алкалоз)
Декомпенсированный ( <7,25 – ацидоз, >7,55 - алкалоз)

Методы исследования КОС
Специальные газоанализаторы. Прямым методом измеряют рН (потенциометрия) и рСО2 (полярография), температуру и барометрическое давление. Затем автоматически производится расчет остальных показателей.
Обозначение основных показателей:
рН – актуальное (истинное) рН артериальной, капиллярной или венозной крови, определенной без доступа воздуха при температуре 370С - 7,4±0,04.
рСО2 - актуальное рСО2 артериальной, капиллярной или венозной крови, определенной без доступа воздуха при температуре 370С (в мм.рт.ст., Па) 4,5 – 6,0 кПа (40±5 мм.рт.ст).

Показатели КОС (продолжение)
АВ – актуальное содержание бикарбоната в плазме, рассчитанное при истинном рСО2 и истинном насыщении крови кислородом, 22-28 ммоль/л
SВ – стандартный бикарбонат, рассчитанное содержание бикарбоната в плазме при насыщении крови кислородом =100%, рСО2 = 40 мм рт.ст. и при температуре 370С, ммоль/л 21,7-24,3 ммоль/л.
(ВЕ-В) – рассчитанный истинный избыток оснований, ммоль/л
(ВЕ-ЕСF) – рассчитанный стандартный избыток оснований во всей внеклеточной жидкости, ±2,3 ммоль/л

Показатели КОС (продолжение)
ТСО2 – рассчитанная общая концентрация углекислого газа, представляющая собой все формы, в виде которых он находится в организме (газ, HСO3-, связанный с белками и т.д.) 24-33 ммоль/л
ВВ – буферные основания – сумма ионов бикарбоната и анионов белков в цельной крови (опред. Путем титрования до изоэлектрической рН белков при рСО2=0. 45-50 ммоль/л

Исследование КОС.
Преданалитический этап.
Материал: артериальная, венозная или капиллярная кровь. Лучше всего - артериальная. Показатели в венозной крови менее стабильны, чем в артериальной. Показатели в капиллярной крови близки к показателям артериальной.
Требования при взятии материала:
Руку пациента (для венозной крови) согреть около 20 мин при 450С.
Застой крови должен быть минимальным.
Максимально ограничить контакт крови с воздухом (рН снижается, рСО2 растет)
Антикоагулянты – гепарин, оксалат.
Гемолизированные пробы не исследуются (рН снижается).
Оптимально исследование сразу после взятия (хранение при комнатной температуре - изменения уже через 30 мин)

Основные причины образования первичного ацидоза
Недостаточная элиминация углекислого газа
Недостаточное снабжение клеток кислородом
Образование аномальных кислот
Недостаточная элиминация нелетучих кислот
Электролитные нарушения

Первичный респираторный ацидоз
Основные причины:
Подавление функции дыхательного центра (карбонаркоз, длительная работа в противогазе, использование транквилизаторов).
Нарушении механики дыхания – невралгия межреберных мышц, перелом ребер, полиомиелит, сколиоз.
Нарушении бронхо-альвеолярной вентиляции (бронхоэктазы, пневмосклероз и т.д.)
ИВЛ в режиме гиповентиляции.
Основные характеристики:
РН ↓, рСО2 ↑, ВЕ (избыток оснований) – N.

Причины развития первичного метаболического ацидоза
Собственно метаболический ацидоз - усиленное образование в организме Н+ в составе кетокислот (кетоацидоз), органических кислот (лактацидоз) или обеих. Кетоацидоз - при грубых нарушениях липидного обмена, связанного с изменением в механизмах нейро-эндокринной регуляции (сахарный диабет, тиреотоксикоз, болезнь Иценко-Кушинга). Лактацидоз сопровождает состояния, связанные с гипоксией: заболевания сердечно-сосудистой, бронхо-легочной системы, потеря крови.
Задержка кислот в организме. Отмечается при олигурии, анурии, тубулярных нефритах. Причина – накопление остатков фосфорных, серных кислот в крови.

Причины развития первичного метаболического ацидоза (продолжение)
Повышенное выделение оснований из организма с мочой, содержимым ЖКТ Причина - использование в качестве мочегонных ингибиторов карбоангидразы (диамокс), поносы ( в содержимом кишечника много гидрокарбоната калия.)
Экзогенный ацидоз - при отравлении кислотами, употреблении растворов хлористого кальция, хлористого аммония. Са2+ связывает гидробарбонат и вместо него из кишечника в русло крови переходит эквивалентное количество ионов водорода.
Коррекция КОС при газовом ацидозе – нормализация ритма дыхания.

Метаболический ацидоз
Основные характеристики:
рН↓, рСО2↓, ВЕ (избыток оснований) – в отрицательную сторону.
Особенности патогенеза:
Гиперкалиемия. Сдвиг рН на 1 ед. равносилен увеличению содержания К в крови на 0,5 ммоль/л.
увеличенная секреция в кровь катехоламинов (адреналин, норадреналин), но при кислом рН парадоксальная реакция - АД↓, нарушение гемоциркуляции.
Нарастание содержания недоокисленных продуктов (в связи с затруднением образования оксиНв)

Коррекция нарушений КОС при метаболическом ацидозе
Введение ощелачивающих растворов. Для расчета необходимого количества основного раствора необходимо рассчитать дефицит буферных оснований (ДБО).
ДБО= ВЕх0,3хW, где W – масса тела.
Бывает сложно определить истинный размер ДБО. При коррекции исходят из того, что 1 мл 8,4% NaHCO3=1 ммоль NaHCO3. Если ДБО, например, составляет 210 ммоль/л. следовательно нужно ввести 210 мл 8,4% NaHCO3.

Основные причины
первичного алкалоза
Поступление в организм щелочных веществ
Потеря водорода или хлора
Гипервентиляция

Негазовый (метаболический) алкалоз
Повышенная потеря кислот: Частая рвота, стеноз привратника, кардиаспазм, непроходимость (потеря хлора, хлористого натрия, ионов калия с содержимым желудка).
Повышенная потеря ионов хлора с мочой в процессе употребления ртутных или тиазидовых диуретиков. Их действие направлено на то, чтобы воспрепятствовать обратному всасыванию ионов Cl- из просвета канальцев почек. Снижение содержания Cl- в плазме восполняется анионами гидрокарбоната → негазовый алкалоз.
Повышенное введение внутрь веществ основного характера (экзогенных). Наблюдается при чрезмерном введении раствора гидрокарбоната натрия при коррекции ацидоза. Недостаток калия при этом замещается натрием (вместо 3-х ионов калия - 2 иона натрия и 1 – водорода) → внутриклеточный ацидоз на фоне внеклеточного метаболического алкалоза → нарушение функции миокарда, головного мозга, ЖКТ (атония кишечника).

Негазовый (метаболический) алкалоз – продолжение
Основные характеристики:
рН↑рСО2N, ВЕ (избыток оснований) – в положительную сторону.
Высокая летальность, превышает 60%. После перенесения больным метаболического алкалоза функция почек полностью восстанавливается приблизительно через 1 год. Нарушается функция всех жизненно важных органов и систем.
Коррекция: сложна, проще предотвратить. Используют введение растворов К+, глюкозы, инсулина, препаратов белка → увеличивается захват К+, из внеклеточного пространства→ обогащение клеток К+→ устранение внутриклеточного ацидоза и внеклеточного алкалоза.

Газовый (респираторный) алкалоз
Причины:
Учащение ритма дыхания
Испуг, боль, травма черепа, кровоизлияния в мозг
ИВЛ в режиме гипервентиляции
Основные характеристики:
рН ↑, рСО2↓, ВЕ (избыток оснований) – N.