Оценка кислотно-щелочного равновесия и газов крови в практике интенсивной терапии

Существуют три основных системы, деятельность которых направлена на регуляцию содержания ионов H⁺ в жидких средах, препятствующих возникновению ацидоза или алкалоза: ( 1 ) буферные системы жидких сред организма, которые немедленно вступают в химическую реакцию с кислотой или щелочью, предотвращая изменения содержания ионов H⁺; ( 2 ) системы дыхания, дыхательный центр которой регулирует выведение CO2 легкими ( следовательно, H2CO3 ) из внеклеточной
жидкости; ( 3 ) почки, которые способны выделять
кислую или щелочную мочу, компенсируя таким образом состояние развившегося ацидоза или алкалоза.

Буфер + H⁺

H Буфер

Карбо-
ангидраза

H2CO3

H2CO3

H⁺ + HCO3⁻

Na⁺ + HCO3⁻

CO2 + H2O

H2CO3

H⁺ + HCO3⁻

}

+

Na⁺

H⁺ + HCO3⁻

H2CO3

CO2 + H2O

NaOH + H2CO3

NaHCO3⁻ + H2O

CO2 + H2O

H2CO3

HCO3⁻ + H⁺

+

+

NaOH

Na⁺

Н2СO3

H⁺ + HCO3⁻

K̒ =

H⁺ X HCO3⁻

Н2СO3

(1)

H⁺ = K̒X

H2CO3

HCO3⁻

(2)

H⁺ = K X

CO2

HCO3⁻

(3)

H⁺ = K X

HCO3⁻

( 0,03 X Pco2)

(4)

pK = – logK

– logH⁺ = – logpK – log

( 0,03 x Pco2 )

HCO3⁻

pH = pK – log

( 0,03 x Pco2 )

HCO3⁻

pH = pK + log

( 0,03 x Pco2 )

HCO3⁻

pH = 6,1 + log

0,03 x Pco2

HCO3⁻

4

5

6

7

8

Добавление
кислоты

Добавление
основания

Содержание CO2 и H2CO3 (%)

Содержание HCO3⁻ (%)

75

50

25

0

100

pH

.

.

Нормальное
физиологическое
состояние

pK

100

75

50

25

0

NaH2PO4 + NaCl

NaOH + NaH2PO4

Na2HPO4 + H2O

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

Альвеолярная вентиляция ( норма = 1 )

-0,5

-0,4

-0,3

-0,2

-0,1

0

+0,1

+0,2

+0,3

Норма

Изменение pH

Альвеолярная вентиляция
( норма = 1)

pH артериальной крови

7,0

7,1

7,2

7,3

7,4

7,5

7,6

0

1

2

3

4

4320 мэкв/сут

85% (3672 мэкв/сут)

10%
(432
мэкв/сут)

> 4,9%
(215 мэкв/сут)

(1 мэкв/сут)

АТФ

Na⁺

K⁺

HCO3⁻ + H⁺

H2CO3

H2O

CO2

+

Карбоангидраза

Na⁺ + HCO3⁻

Na⁺

H⁺

H2CO3

CO2 + H2O

Внутриклеточные механизмы: (1) активная секреция протонов в просвет
канальцев; (2) реабсорбция ионов бикарбоната в результате химического
взаимодействия с протонами, образования угольной кислоты, которая
разлагается на углекислый газ и воду; (3) реабсорбция ионов Na⁺
в обмен на протоны.

Cl⁻

HCO3⁻ + H⁺

H2CO3

H2O

CO2

+

Карбоангидраза

H⁺

Первично активная секреция протонов через апикальную мембрану
вставочных клеток в просвет выходного отдела дистальных канальцев
и собирательных трубочек. Отметим, что на 1 реабсорбированный ион
бикарбоната приходится секреция 1 иона H⁺ и 1 иона Cl⁻, выделяемого
совместно и пассивно с ним

CO2

Cl⁻

Cl⁻

АТФ

АТФ

Na⁺

K⁺

HCO3⁻ + H⁺

H2CO3

H2O

CO2

+

Карбоангидраза

Na⁺ + NaHPO4⁻

Na⁺

H⁺ + NaHPO4⁻

NaH2PO4

Связывание секретированных ионов H⁺ фосфатами (NaHPO4⁻),
прошедшими через почечный фильтр. При взаимодействии каждого
иона NaHPO4⁻ с H⁺ образуется ион бикарбоната,
который реабсорбируется в плазму

HCO3⁻

CO2

Na⁺

Na⁺

Na⁺

NH4⁺ + Cl⁻

Образование и секреция иона аммония (NH4⁺) в клетках проксимальных канальцев . Глутамин метаболизируется в клетке, образуя ион аммония и бикарбоната. Секреция NH4⁺ в просвет канальца осуществляется с участием натрий-аммониевого насоса. Из каждой молекулы глутамина образуются 2 иона NH4⁺, выделяемых с мочой, и 2 иона HCO3⁻ , реабсорбируемых в плазму

Cl⁻

Глутамин

Глутамин

Глутамин

2 NH4⁺

2 HCO3⁻

NH4⁺

АТФ

Na⁺

K⁺

HCO3⁻ + H⁺

H2CO3

H2O

CO2

+

Карбоангидраза

NH3

H⁺

NH4⁺ + Cl⁻

Буферная реакция протонов с аммиаком (NH3) в собирательных трубочках.
Аммиак диффундирует в просвет канальца, где он реагирует с выделенны-
ми протонами, образуя NH4⁺, который затем выделяется с мочой. На каж-
дый выделенный ион аммония приходится синтез одного иона бикарбоната,
образуемого в клетках просвета канальцев и реабсорбируемого в плазму

CO2

NH3

АТФ

Cl⁻

< 7,4

> 7,4

Метаболи-ческий

Дыхатель-ный

HCO3⁻
< 24 мэкв/л

HCO3⁻
> 24 мэкв/л

Pco2
> 40 мм.рт.ст.

Pco2
< 40 мм.рт.ст.

Дыхательная
компенсация

Почечная
компенсация

Pco2
< 40 мм.рт.ст.

HCO3⁻
> 24 мэкв/л

Pco2
> 40 мм.рт.ст.

HCO3⁻
< 24 мэкв/л