Нарушения кислотно-щелочного состояния (КЩС) являются в большинстве случаев следствием серьезного патологического нарушения и редко имеют самостоятельное значение. Исследование газового состава артериальной крови (ГАК) - незаменимый метод диагностики у пациентов с подозрением на респираторную патологию или метаболические нарушения. Повторный анализ газового состава артериальной крови (ГАК) позволяет отслеживать течение основного заболевания и контролировать эффект проводимой терапии. Результаты исследования газового состава артериальной крови (ГАК) должны рассматриваться параллельно с оценкой клинического состояния пациента. Метод имеет ограничения, поскольку позволяет исследовать только жидкость внеклеточного компартмента и не дает информации о pH и газовом составе внутриклеточной жидкости.
Многие клиницисты сталкиваются с трудностями при интерпретации газового состава крови. В этом обзоре даются базовые сведения о газовом и кислотно-основном гомеостазе и принципы пошагового подхода к интерпретации их нарушений. Раздел, посвященный физическим аспектам, направлен на углубленное изучение рассматриваемого вопроса; при желании его можно пропустить и перейти непосредственно к клиническому приложению.
Основы физики
Показатель pH представляет собой отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода (H+). При показателе pH = 7,0 концентрация H+ составляет 10-7 или 1/107. При этом значении pH среда является нейтральной, поскольку концентрации OH- и H+ равны.
H2O → H+ + OH-
При pH = 1, концентрация H+ составляет 10-1 или 1/10, среда при этом является очень концентрированной кислотой.
pH 7,0 = нейтральная среда
pH > 7 = щелочная среда
pH < 7 = кислая среда
pH 7,4 = физиологическое значение pH внеклеточной жидкости (нормальные значения колеблются от 7,35 до 7,45)
В связи с особенностями логарифмического исчисления незначительные изменения pH соответствуют выраженным изменениям концентрации H+. При падении показателя с 7,4 до 7,0, кислотность среды (концентрация ионов водорода) повышается в 2,5 раза.
pH |
Концентрация H+ |
7,4 |
1/25.118.864 |
7,3 |
1/19.952.623 |
7,2 |
1/15.848.931 |
7,1 |
1/12.589.254 |
7,0 |
1/10.000.000 |
♦ Обычно pH измеряют прямым методом при помощи специального стеклянного электрода, который имеет мембрану, проницаемую для H+.
♦ Концентрация ионов бикарбоната - HCO3- измеряется бикарбонатным электродом или может быть получена расчетным путем.
♦ CO2 обычно измеряется прямым методом при помощи СО2-электрода.
Существуют разнообразные физиологические буферные системы, которые помогают предотвратить внезапные скачки внутриклеточного значения pH (такие, как бикарбонатная, лактатная, фосфатная, аммонийная, гемоглобиновая, белковая и прочие). Бикарбонатная система участвует в регуляции pH всех компартментов внутренней среды, обладая возможностью вмешиваться в кислотно-щелочное состояние на двух уровнях: концентрация HCO3- регулируется почками, a CO2 - легкими.
H+ + HCO3- → H2CO3 → H2O + CO2
Точное значение pH среды может быть рассчитано при помощи уравнения Гендерсона-Хассельбаха:
pH = pK + log
[основание] / [кислота] = pK + log [HCO3-] / [H2CO3]
pK представляет собой специфичную для данного буфера константу (например, для бикарбонатной системы при 37°С pK составляет 6,1).
Поскольку концентрация HCO3- регулируется почками, а выведение CO2 - легкими, уравнение принимает следующий вид:
pH = константа ПОЧКИ / ЛЕГКИЕ
Терминологические замечания: ацидоз / ацидемия и алкалоз / алкалемия
Сокращения, используемые при описании кислотно-щелочного состояния |
|
p |
Отрицательный log ("p" малое) |
P |
Парциальное давление ("P" большое) |
PA |
Альвеолярное парциальное давление ("А" большое) |
Pa |
Артериальное парциальное давление ("а" малое) |
Pv |
Венозное парциальное давление |
Суффикс "емия" ("aemia") означает "определяемый в крови".
При описании суммарного кислотно-щелочного состояния крови корректным является использование терминов ацидемия или алкалемия. Определяющую роль в этом случае играет исключительно значение pH. При этом не учитываются прочие моменты: носит ли первичное нарушение метаболический либо респираторный характер и каковы механизмы его компенсации.
При описании влияния метаболических или респираторных нарушений на состояние крови и прочих физиологических жидкостей используется суффикс "оз" ("osis"). Например, при метаболическом ацидозе с неполной респираторной компенсацией отмечается снижение pH - данное состояние будет носить название ацидемия.