Часть вторая. ТИПИЧЕСКИЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Для нормального течения физиологических процессов, в частности ферментативных и обменных реакций, необходима строго постоянная реакция крови и тканей. Об актуальной реакции плазмы крови обычно судят по величине pH. В норме pH плазмы крови колеблется в незначительных пределах (7,35-7,45). Его постоянство зависит от буферных свойств крови, которые обусловлены наличием в ней нескольких буферных систем:

Бикарбонатный буфер - отношение угольной кислоты к ее кислой соли (бикарбонату)	[Н] = К H2CO3 NaHCO3 Это отношение является константой и составляет 1:20.
Фосфатный буфер - отношение однозамещенного фосфата натрия к двузамещенному фосфату натрия	NaH2PO4 Na2HPO4
Белковый буфер. Буферные свойства белков, в частности белков крови, основаны на их амфотерности	[Н] = К HPr NaPr
Гемоглобин	оксигемоглобин восстановленный гемоглобин

Кислотно-щелочное равновесие организма поддерживается также функцией легких, почек, печени, желудочно-кишечного тракта, потовых желез и др.

В условиях патологии кислотно-щелочное равновесие может измениться как в кислую (ацидоз), так и в щелочную (алкалоз) сторону.

Ацидоз - нарушение кислотно-щелочного равновесия, характеризующееся появлением в крови абсолютного или относительного избытка кислот и повышением концентрации водородных ионов.

Алкалоз - нарушение кислотно-щелочного равновесия, при котором происходит абсолютное или относительное увеличение количества оснований и понижение концентрации водородных ионов.

По степени выраженности различают компенсированный и декомпенсированный ацидоз и алкалоз.

При компенсированных ацидозах и алкалозах буферные и физиологические системы организма, участвующие в нейтрализации и выведении из организма кислых и щелочных продуктов, несмотря на химические и функциональные сдвиги обеспечивают поддержание pH в пределах нормы. Следовательно, отношение Н₂СО₃ к NaHCO₃ приближается к норме (1:20), хотя при этом и происходят сдвиги во всех звеньях компенсации. При истощении и недостаточности защитных механизмов pH смещается за пределы нормы и развиваются декомпенсированные ацидоз и алкалоз.

По механизму развития ацидозы и алкалозы делят на газовые (дыхательные, респираторные) и негазовые (обменные, метаболические).

§ 218. Газовый ацидоз

Газовый ацидоз развивается при избытке угольной кислоты в организме. Его непосредственными причинами являются:

1. недостаточность функции внешнего дыхания (угнетение дыхательного центра, тяжелые заболевания легких, асфиксия и др.), при которой вследствие снижения легочной вентиляции СO₂ задерживается в организме;
2. недостаточность кровообращения, когда в результате резкого замедления кровотока замедляется удаление СО₂ из крови;
3. высокая концентрация СО₂ в воздухе.

При газовом ацидозе в крови значительно возрастает напряжение СО₂ (гиперкапния). В результате повышается возбудимость дыхательного центра, развивается одышка и избыток угольной кислоты в той или иной степени удаляется из организма. Это - быстро включающийся механизм компенсации.

Далее СО₂ поступает в эритроциты, в которых существенно повышается концентрация ионов Н⁺ и НСО^-₃. Избыток Н⁺ - ионов удерживается в эритроцитах гемоглобином, а анионы НСО^-₃ поступают в плазму в обмен на ионы хлора. Последние образуются при диссоциации NaCl, причем освобождается Na⁺. Из костной ткани в обмен на ионы Н⁺ выходят Na и Са (развивается остеопороз). Поставщиками натрия являются также белковый буфер плазмы, который отдает его, связывая взамен водородные ионы, и фосфатный буфер, освобождающий натрий при переходе двуосновного фосфата в одноосновной. Освобождающийся Na⁺ связывается в плазме с НСО^-₃, причем возрастает содержание бикарбонатов. В процессе компенсации очень важна роль почек, в которых при высоком напряжении в крови углекислоты возрастает реабсорбция Na, что обеспечивает прирост NаНСО₃. Увеличивается выведение с мочой свободных и связанных в форме аммонийных солей кислот.

Таким образом, компенсаторные механизмы направлены на связывание СО₂ и увеличение содержания бикарбонатов, т. е. на поддержание нормального соотношения между Н₂СO₃3 и NаНСО₃. До тех пор, пока это соотношение сохраняется на уровне 1:20, реакция крови остается в пределах нормы (компенсированный ацидоз). При дальнейшем накоплении СO₂ в организме буферная емкость крови и физиологические регуляторные механизмы истощаются. Происходит сдвиг реакции крови в кислую сторону и развивается декомпенсированный ацидоз.

Газовый ацидоз, как правило, протекает на фоне кислородного голодания организма (из-за недостаточности функций дыхания и кровообращения), которое в результате нарушения обменных процессов приводит к развитию метаболического ацидоза. Это ускоряет наступление декомпенсации.

Респираторный ацидоз приводит к выраженным нарушениям дыхания, кровообращения и других функций организма. Так, при гиперкапнии происходит сужение просвета бронхов, особенно выраженное при их патологии (хронический бронхит, бронхиальная астма, эмфизема легких и др.). Под влиянием избытка СO₂ слизистая оболочка бронхов продуцирует вязкую слизь; ее накопление приводит к еще большему сужению бронхов и бронхиол. Все это способствует нарастанию гиперкапнии и гиперосмии. Падает насыщение крови кислородом. Значительно повышается артериальное давление. В результате спазма почечных артерий снижается образование мочи. Возрастает уровень катехоламинов крови, что ведет к учащению пульса, повышению артериального давления и др. Однако при углублении ацидоза снижается активность адренорецепторов и поэтому, несмотря на высокий уровень в крови катехоламинов, происходит угнетение сердечной деятельности, падение артериального давления.

§ 219. Газовый алкалоз

Газовый алкалоз встречается при гипервентиляции, когда выведение СО₂ превышает скорость ее образования в организме (высотная болезнь, перегревание, гипервентиляционное управляемое дыхание, так называвмый гипервентиляционный синдром у детей, анемии и др.). Вследствие гипервентиляции понижается парциальное напряжение углекислоты в альвеолярном воздухе и крови (гипокапния).

Очень важным и быстро включающимся механизмом компенсации гипокапнии является снижение возбудимости дыхательного центра. Это ведет к урежению дыхания и задержке СО₂ в организме. При дефиците угольной кислоты из эритроцитов в плазму поступают ионы хлора. Они вытесняют натрий из бикарбоната, в результате чего содержание последнего уменьшается, а концентрация Н₂СO₃ увеличивается. В почечных канальцах при низком напряжении в крови СО₂ компенсаторно снижается секреция водородных ионов и тормозится обратное всасывание бикарбоната, который интенсивно выводится с мочой (моча становится щелочной). В компенсации участвует белковый буфер, диссоциирующий с освобождением Н⁺ ионов. Водородные ионы поступают в плазму также из клеток тканей взамен ионов калия.

В результате данных компенсаторных приспособлений соотношение - Н₂СО₃/NaHCО₃ - приближается к 1:20 и дыхательный алкалоз долго остается компенсированным. При истощении и недостаточности компенсаторных механизмов происходит сдвиг реакции крови в щелочную сторону - алкалоз становится декомпенсированным. При продолжительном газовом алкалозе наблюдается компенсаторное накопление больших количеств нелетучих кислот, что создает предпосылку к развитию метаболического ацидоза.

Нарушения в организме при газовом алкалозе во многом обусловлены гипокапнией, которая вызывает понижение возбудимости дыхательного центра вплоть до появления периодического дыхания и ведет к угнетению сосудодвигательного центра. Снижается артериальное давление, падает систолический минутный объем сердца. Уменьшается объем циркулирующей крови в результате депонирования части крови в сосудах и падения артериального давления. Снабжение головного мозга кислородом уменьшается. В связи с выведением солей натрия и калия снижается осмотическое давление крови, возрастает диурез и развивается обезвоживание организма.

§ 220. Негазовый ацидоз

Негазовый ацидоз - самая частая и очень тяжелая форма нарушения кислотно-щелочного равновесия крови. В основе его лежит накопление в организме нелетучих кислых продуктов (ацетоуксусная, молочная кислоты и др.).

Причинами развития негазового ацидоза являются:

1. избыточное образование кислых продуктов (кетоновые тела, молочная кислота и др.) при нарушениях обмена веществ (сахарный диабет, гипоксия, голодание и др.);
2. нарушение выведения из организма кислых веществ при недостаточности выделительной функции почек (нефриты, уремия);
3. потеря организмом большого количества оснований со щелочными пищеварительными соками (продолжительные поносы, свищи кишечника);
4. избыточное введение в организм минеральных кислот (отравление уксусной кислотой, введение животным минеральных кислот в эксперименте).

Нейтрализация избытка кислых продуктов происходит отчасти вследствие разбавления их внеклеточными жидкостями (быстро включающийся механизм). Далее эти продукты связываются бикарбонатами. Содержание последних в плазме крови падает, что является характерным показателем обменного ацидоза. Соответственно уменьшается знаменатель дроби H₂CO₃/ NaHCO₃. Создается относительный избыток угольной кислоты, которая под влиянием фермента карбоангидразы легких разлагается на воду и СО₂. Последняя удаляется из организма при дыхании. Это - очень важный путь компенсации, однако уменьшение парциального давления СО₂ может привести к понижению возбудимости дыхательного и сосудодвигательного центров.

В компенсацию включается и белковый буфер, который при избытке кислых продуктов ведет себя как слабое основание, соединяясь с водородными ионами.

Н⁺ - ионы часто переходят в эритроциты, из которых взамен в плазму выходят ионы К⁺. В костной ткани происходит обмен водородных ионов с ионами Na⁺ и Са²⁺. Эти механизмы являются компенсаторными, так как способствуют связыванию избыточных водородных ионов. Вместе с тем они ведут к таким нарушениям минерального обмена, как увеличение содержания в крови ионов К⁺, Са²⁺, Na⁺ и декальцинация костей.

В почках увеличивается выведение кислых продуктов в виде свободных кислот и аммонийных солей; одновременно возрастает реабсорбция бикарбонатов.

Пока в результате действия перечисленных механизмов отношение H₂CO₃/ NaHCO₃ = 1/ 20 сохраняется, ацидоз остается компенсированным, хотя при этом и происходят весьма существенные сдвиги (понижение содержания стандартных бикарбонатов в плазме крови, падение альвеолярного напряжения углекислоты и др.).

При истощении и недостаточности регуляторных механизмов развивается декомпенсированный ацидоз со снижением pH.

Смещение активной реакции крови в кислую сторону приводит к тяжелым нарушениям функций организма. Нарушается работа сердца (тахикардия, экстрасистолия, в тяжелых случаях - фибрилляция желудочков), снижается артериальное давление. Понижается сродство гемоглобина к кислороду, в результате чего образование оксигемоглобина в легких и отдача им кислорода в тканях затрудняются. Этот фактор в совокупности с нарушениями сердечной деятельности ведет к развитию гипоксемии и гипоксии.

§ 221. Негазовый алкалоз

Негазовый алкалоз развивается при абсолютном или относительном увеличении в организме количества щелочных соединений. Его непосредственными причинами могут быть следующие факторы:

1. введение в организм большого количества щелочных веществ (бикарбоната, лактата, цитрата и др.);
2. потеря больших количеств желудочного сока (неукротимая рвота, желудочный свищ, стеноз привратника). Необходимый для синтеза соляной кислоты хлор освобождается при диссоциации в крови NaCl. Свободные ионы Na⁺ взаимодействуют с НСО^-₃, образуя NaHCO₃, при этом увеличиваются запасы бикарбонатов и происходит сдвиг в щелочную сторону;
3. гиперпродукция глюкокортикоидов или лечение препаратами гормонов коры надпочечников, когда на место убывшего из клеток калия поступают Н⁺ - ионы; концентрация последних в крови соответственно падает, и pH крови возрастает;
4. описан врожденный метаболический алкалоз у детей (хлордиарея). В основе этого заболевания лежит потеря хлора и калия в связи с патологическими изменениями в кишечнике. Развивается гипохлоремия и гипокалиемия. В плазме крови преобладает бикарбонат. У больных детей отмечаются упорные поносы (каловые массы богаты хлором). Дети отстают в физическом развитии.

Компенсаторные приспособления при метаболическом алкалозе направлены на выведение избытка бикарбонатов и задержку в организме углекислоты.

При понижении в крови концентрации водородных ионов тормозится дыхательный центр. В результате снижается легочная вентиляция, а в крови накапливается СО₂ и соотношение H₂CO₃/ NaHCO₃ сохраняется на уровне 1/ 20. В процессе компенсации участвует белковый буфер (отдает водородные ионы и связывает ионы натрия). С мочой выделяется большое количество бикарбоната и двуосновного фосфата.

За счет действия этих компенсаторных механизмов, несмотря на химические (увеличение содержания в плазме крови стандартных бикарбонатов) и функциональные (повышение альвеолярного напряжения углекислоты) сдвиги, pH крови сохраняется в пределах нормы (компенсированный алкалоз). Однако при гиперкапнии повышается возбудимость дыхательного центра, избыток углекислоты удаляется из организма и может наступить декомпенсированный алкалоз. При этом в результате уменьшения содержания в крови ионизированного кальция, который переходит в костную ткань взамен ионов Н⁺, повышается вплоть до судорог нервно-мышечная возбудимость (например, так называемая желудочная тетания при неукротимой рвоте).

К оглавлению