Сидельников В.М. (ред.) Неотложные состояния в педиатрии

Подождите немного. Документ загружается.

росекреция АДГ. Повышение уровня АДГ оказывает влияние

на гиалуронидазу. Последняя изменяет «пористость» мембраны

почечных канальцев, увеличивая проницаемость почечных ка-

нальцев для воды, т. е. повышается реабсорбция воды и умень-

шается ее выведение из организма. Гипонатриемия вызывает

уменьшение выработки АДГ, и, следовательно, повышается вы-

ведение жидкости из организма. Одновременно с ответной реак-

цией осморецепторов у человека появляются ощущение жажды,

сухости слизистой оболочки полости рта и желание пополнить

организм водой. У ребенка это ощущение сопровождается пла-

чем и криком. Считают, что эти импульсы поступают из осмо-

рецепторов к коре большого мозга, так как ощущение жажды

дифференцируется в сознании даже у новорожденных.

Таким образом, при гипернатриемии у человека появляется

жажда, увеличивается потребление воды и уменьшается диурез

за счет повышения содержания АДГ. Гипонатриемия вызы-

вает обратное: ощущение жажды уменьшается, а затем ис-

чезает, диурез увеличивается, потребление жидкости снижа-

ется.

Описанные процессы продолжаются, пока не установится фи-

зиологическая концентрация натрия. В процессе обратной связи

осмотическая регуляция обеспечивает поддержание на нормаль-

ном уровне содержания натрия.

На изменение объема внеклеточной жидкости реагируют

рецепторы, находящиеся в почечных клубочках (юкстагломеру-

лярного аппарата). Точнее, эти рецепторы реагируют не на из-

менение объема жидкости, а на его гемодинамические послед-

ствия, т. е. на изменение кровотока.

В ответ на ухудшение кровоснабжения почек усиливается

выработка ренина вюкстагломерулярном аппарате, который пре-

образуется в ангиотензиноген (аг-глобулин), а в дальнейшем

в ангиотензин, вызывающий вазопрессорный эффект и стимули-

рующий выработку альдостерона надпочечниками. Альдостерон

увеличивает процессы реабсорбции натрия.

При улучшении кровообращения уменьшается выработка ре-

нина, что в конечном итоге уменьшает выработку альдостерона.

В ответ выведение натрия почками увеличивается.

Регуляция выделения и реабсорбции воды и натрия зависит

в значительной мере от общего ОЦК и степени возбуждения

волюморецепторов. Существование волюморецепторов доказано

для левого и правого предсердий, для устьев легочных вен и не-

которых артериальных стволов.

Импульсы от волюморецепторов левого предсердия поступа-

ют в ядра гипоталамуса и влияют на секрецию АДГ. При увеличе-

нии ОЦК выработка АДГ снижается, а при уменьшении ОЦК —

повышается.

Импульсы от волюморецепторов правого предсердия посту-

пают в центры, расположенные в задней части гипофиза и перед-

ней части среднего мозга, связанные с эпифизом. Раздражение

центров стимулирует образование адреногломерулотропица, ко-

торый активирует выработку альдостерона. Усиленный синтез

альдостерона увеличивает реабсорбцию натрия в почечных ка-

нальцах.

Важное значение в регуляции водно-электролитного обмена

имеют внепочечные механизмы: кожа, органы дыхания, пищева-

рение, печень, селезенка, различные отделы ЦНС и эндокринные

железы.

До сих пор остается нераскрытой проблема так называемого

солевого выбора при недостаточном поступлении в организм тех

или иных элементов. В таких случаях животные предпочитают

пищу, содержащую эти недостающие элементы, и наоборот, при

избыточном поступлении в организм элемента отмечается сниже-

ние аппетита к пище, содержащей его. По-видимому, в этих

случаях важную роль играют специфические рецепторы внутрен-

них органов.

2. КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ СОСТОЯНИЕ

ОРГАНИЗМА, ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ И ПРИНЦИПЫ

КОРРЕКЦИИ НАРУШЕНИЙ

В процессе жизнедеятельности организма происходит накоп-

ление большего количества кислот, чем оснований. Кроме того, в

нормальном пищевом рационе человека количество кислых про-

дуктов значительно превышает количество щелочных. Таким

образом, в процессе питания и метаболизма в организме созда-

ются условия для закисления различных внутренних сред.

В процессе эволюции в человеческом организме выработались

регуляторные механизмы, обеспечивающие строгое постоянство

реакций внутренней среды. Такими механизмами являются физи-

ко-химические системы крови (буферные системы) и физиологи-

ческие системы регуляции кислотно-основного состояния (КОС),

осуществляемые легкими, почками, печенью, пищеварительным

каналом. Указанные механизмы позволяют поддерживать рН

крови на постоянном уровне, колеблющемся в пределах 7,35—

7,45, т. е. слабо щелочной реакции крови (табл. 9). Колебания

рН крови в этих пределах необходимы в связи с тем, что при дан-

Таблица

6,8

I IccouMecTUMO

жизнью

Колебания показателей КОС

организме

7,35

Ацидоз

7,45

Алкалоз

человеческом

7,8

Несовместимо с

жизнью

.них показателях обеспечивается оптимальная активность фер-

ментов человеческих сред. При отклонениях рН крови как в кис-

лую, так и в щелочную сторону прекращается деятельность фер-

ментативных систем. При далеко зашедших сдвигах рН крови в

человеческом организме возникает ситуация несовместимости с

жизнью, когда клетки организма не в состоянии поддерживать

свою жизнедеятельность. Таким образом, постоянство рН внут-

ренней среды — изогидрия — является важнейшей константой

жизни организма.

В норме в организме взрослого человека ежедневно обра-

зуется 40—80 ммоль Η ' и 1300 ммоль СО

. Углекислота через

свою гидрированную форму — угольную кислоту — становится

источником Η>":

, причем Н

СОз обра-

зуется со скоростью 10 мэкв/мин.

У здорового человека баланс метаболических Н+ равен «0»,

т. е. количество образованных Н+ равно количеству выводимых.

Сохранение гомеостаза рН биологических жидкостей осу-

ществляется следующими регуляторными механизмами:

1. Механизмы разведения и метаболирования Н+ в общем

объеме жидкостей организма.

2. Буферные, или физико-химические, системы организма.

3. Физиологические системы регуляции КОС.

Механизмы разведения и метаболирования Η '" — простей-

ший механизм регуляции КОС, предупреждающий резкие от-

клонения рН внеклеточной жидкости.

Образовавшиеся кислоты в организме подвергаются следую-

щим изменениям:

1. Одна часть их окисляется в клетках до СОг и НгО.

2. Другая часть (нелетучие кислоты) вступает в различные

обменные процессы, и эти вещества перестают существовать как

кислоты.

3. Третья часть переходит из внутриклеточных пространств

во внеклеточное и выводится с мочой.

Буферные системы организма. Буферными растворами на-

зывают такие растворы, рН которых не изменяется при добавле-

нии оснований и кислот. К буферным системам организма отно-

сятся: бикарбонатная (угольная кислота), гемоглобиновая, про-

теиновая, система плазменных белков, фосфатная (система

неорганический двунатриевый — мононатриевый фосфат и си-

стема органических фосфатов).

Количественное обеспечение буферных емкостей в поддержа-

нии КОС распределяется следующим образом: гемоглобиновая

буферная система — 73—76 %, бикарбонатная буферная систе-

ма 12—27 %, протеиновая система — 2- -5 %, фосфатная бу-

ферная система — 1—2 %.

Бикарбонатная буферная система (угольная кислота).

В результате окислительных процессов в организме постоянно

образуется диоксид углерода (ССЬ), который в водной среде

превращается в угольную кислоту. Последняя диссоциирует на

ионы Н+ и НСОз~, образующие соединения с веществами плаз-

мы, преимущественно с Na+. Таким образом, в крови одновре-

менно существует угольная кислота и ее соли. Между ними

устанавливается строго постоянное взаимодействие, важнейшим

условием которого является постоянное соотношение этих ве-

ществ, или постоянство константы, выражающееся соотноше-

нием 20 : 1 независимо от общего их содержания. Эти процессы

можно изобразить в виде следующих химических реакций:

Снижение этого соотношения ведет к ацидозу, а повыше-

ние — к алкалозу.

Между Н

, и Н2СО3 существует строгая зависимость,

которую определил Henderson формулой

Hasselbach эту величину привел в отрицательную логариф-

мическую форму:

где рК. представляет отрицательный логарифм диссоциации

угольной кислоты, который равен 6,1 при стандартных условиях.

Зная, что в норме в крови-содержится 27 мэкв/л бикарбонатов

и 1,35 мэкв/л угольной кислоты, можно по уравнению Hender-

son— Hasselbach определить нормальные величины рН крови,

т. е.

Образование кислых продуктов в организме нейтрализуется

бикарбонатами плазмы крови с образованием эквивалентного

количества слабой угольной кислоты. Избыток последней диссо-

циирует на воду и диоксид углерода. Выведение диоксида угле-

рода осуществляется легкими, что обусловливает восстановление

нарушенного равновесия, бикарбонат / угольная кислота, благо-

даря чему сохраняется постоянство рН.

Таким образом, согласно уравнению Henderson—Hassel-

bach, реакция рН крови зависит не от абсолютных количеств

бикарбоната и угольной кислоты, а от их соотношения. Реакция

рН крови остается неизмененной при одинаковых изменениях чис-

лителя и знаменателя, рН крови изменяется, если изменяется

только числитель или только знаменатель.

Фосфатная буферная система крови. Сущность этой буферной

системы заключается в том, что однозамещенный фосфат

(Nal-bPCXi), обладающий слабо кислыми свойствами, превраща-

ется а двузамещенный фосфат (Na2HPO

), которому присущи

основные свойства. Фосфатная буферная система является глав-

ной буферной системой клеток и мочи. Механизм компенсации

сводится к образованию подвижных фосфатов в клетке и фос-

фатных солей мочи.

Протеиновая буферная система крови. Буферные свойства

белков крови обусловлены тем, что белки являются амфотерными

электролитами, или амфолитами. Формулу белков можно схема-

тично представить как:

В основном растворе белки отщепляют Н

и ведут себя как

кислота, а в кислом—ОН~ и ведут себя как основания, т. е.

белки диссоциируют с образованием как Н+, так и гидроксиль-

ных ионов (ОН") в зависимости от того, в каком растворе (ос-

новном или кислотном) они находятся.

В норме реакция крови слабо основная (рН — 7,4), в связи

с чем белки (в том числе гемоглобин) ведут себя как слабые кис-

лоты.

Гемоглобиновая буферная система является мощной буфер-

ной системой. Процессе газообмена в легких и тканях, связыва-

ние и отдача СЬ и СОг приводят к постоянным колебаниям КОС,

которые, однако, не выходят за пределы физиологических

колебаний. При этом значительная роль принадлежит «эффекту

Амбурже» — обмену ионов между плазмой крови и эритроци-

тами (рис. 3). Действие этой системы обусловлено наличием

двух форм гемоглобина: восстановленного гемоглобина и оксиге-

моглобина. Последний обладает более выраженными кислот-

ными свойствами, которые в 80 раз превосходят кислотные свой-

ства восстановленного гемоглобина.

На уровне тканей оксигемоглобин (КНЬОг) расщепляется,

при этом кислород поступает в ткани и образуется восстанов-

ленный гемоглобин (КНЬ). В свою очередь, углекислота (СО

)

поступает в эритроцит и под воздействием карбоангидразы

превращается в угольную кислоту, более сильную, чем вос-

становленный гемоглобин. При взаимодействии Н

СОз + КНЬ

образуется соединение КНСО

, которое диссоциирует на К

и НСОг· Анион НСОз" перемещается из эритроцита в плазму и

Рис. 3. Роль эритроцитов в поддержании КОС во внеклеточном жидкости

(эффект Амбурже)

пополняет ее основные резервы. Одновременно С1~ перемеща-

ется в эритроцит, он легко проникает через мембрану послед-

него.

В легких происходит обратный процесс, так как оксигемогло-

бин обладает свойствами более сильной кислоты, чем угольная.

Эффект Бора. Парциальное напряжение кислорода в крови

зависит от рН. Сдвиг рН в кислую сторону (выход CO

> из тканей)

способствует диссоциации оксигемоглобина и отдаче кислорода.

При повышении рН кровь насыщается меньшим количеством

кислорода, кислородная емкость крови возрастает.

Физиологические системы регуляции КОС. Механизмы

регуляции КОС с участием легких. В физиоло-

гических условиях дыхательная регуляция осуществляется пу-

тем окисления и редуцирования гемоглобина.

Свободные Н

" не выделяются легкими. При усиленном об-

разовании H^ бикарбонат натрия связывает Н

и переводит

сильные кислоты в слабую угольную кислоту с последующим

образованием НгО и СО

(конечные продукты метаболических

процессов). СОг является специфическим раздражителем дыха-

тельного центра. Малейшее повышение содержания СО2 вызы-

вает раздражение дыхательного центра, возникает гипервенти-

ляция, и избыток СОг выводится из организма.

При избыточном накоплении основных веществ в организме

Канальи, еВоя моча

шлубочкобый фильтрат)

Нояальце&ь/е клетки

Венозная кроЬь &

капиллярах канальцев

Рис. 4. Схема ацидогенеза

снижается концентрация С0

. В результате интенсивность сти-

муляции дыхательного центра уменьшается; возникают гипо-

вентиляция м брадипноэ, что приводит к сохранению СО

и вос-

полнению запасов Н

СОз.

Легкие, по сравнению с почками, выделяют за 24 ч приблизи-

тельно в 200 раз больше кислых продуктов в форме летучих кис-

лот (СО

), что постоянно поддерживает на нормальном уровне

соотношение бикарбоната и угольной кислоты.

Роль почек в поддержании КОС. Почки путем

ацидогенеза и аммониогенеза играют существенную роль в

поддержании КОС.

Ацидогенез. Роль почек в сохранении КОС заключается в

выведении из кислой крови Η + и из основной — НСОз" (рис. 4).

В клетках почечных канальцев под воздействием карбоангидра-

зы происходит реакция

СО

диссоциирует на Н+ и НСО;Г- В канальцевую мочу

поступает бикарбонат натрия, который диссоциирует на Na

и НСОг. Н+ из клеток почечных канальцев поступают в каналь-

цевую мочу и, соединясь с НСО

, образуют Н

СО

, из которой

диссоциируют Н

О и СО

. В свою очередь, натрий из канальцевой

мочи поступает в канальцевые клетки и, соединяясь с НСО

(

в виде бикарбоната натрия поступает в венозную кровь капил-

ляров канальцев. СО

, образовавшийся в канальцевой моче, по-

ступает в канальцевые клетки, где также под влиянием карбо-

Нокальцевая моча

(клубочкоЬыО срильтрат)

Канольцебые клетки

венозная кроВь

8 капиллярах каноАьцбб

ангидразы и реакции С0

+ Н

0 образуется угольная кислота

НгСОз, которая диссоциирует на Н+ и НСОг·

В канальцевой моче содержится соль фосфата натрия

(Na

HPO

). которая диссоциирует на Na+ и НРО?~. H

из ка-

нальцевой клетки перемещается в канальцевую мочу, где образу-

ется NaH2PO

— кислая соль фосфата натрия, которая выводит-

ся с мочой. Na+ из канальцевой мочи перемещается в канальце-

вые клетки, где соединяется с НСОг и в виде NaHCO

поступает

в венозную кровь капилляров канальцев.

Аммониогснез. В канальцевых клетках под влиянием карбо-

ангидразы из ССЬ и НгО образуется угольная кислота (рис. 5),

Последняя диссоциирует на H^ и НСОг- В дальнейшем Н+ пе-

реходит в канальцевую мочу. В канальцевой моче NaCI диссо-

циирует на Na+ и CI". Na

перемещается в канальцевые клетки,

где образует соединение с НСОг и в виде бикарбоната проникает

в венозную кровь капилляров канальцев.

Кроме того, в клетках почечных канальцев происходит об-

разование аммиака (ЫНз) за счет дезаминирования некоторых

аминокислот, в частности из глютаминовой, под влиянием глю-

таминазы. Аммиак легко диффундирует в канальцевую мочу, где

соединяется с Н+, образуя ионы аммония (NHi

"), которые не

способны проникать через клеточную мембрану. В канальцах

, соединяясь с С1~", образуют аммония хлорид (NH4CI),

который выводится из организма с мочой.

Значение пищеварительного канала в

поддержании КОС. В париетальных клетках слизистой

оболочки желудка и кишок под влиянием карбоангидразы из

ЬЬО и СОг образуется угольная кислота (НгСОз).

Из клеток желудка в его просвет поступает Н+, а НСО

" —

в ток крови. Из клеток кишок в их просвет поступает НСОг, а

Н+ перемещаются в ток крови.

, поступающие в кишки, нейтрализуются НСОз .

Рис. 5. Схема аммониогенеза

Поддержание равновесия КОС тесно связано в организме с

другими видами обмена и прежде всего с водно-электролитным.

Пищеварительный канал, наряду с почками, играет важную роль

в поступлении и выделении электролитов. Особенно большая

потеря электролитов происходит при рвоте и диарее. Желудоч-

ный сок содержит Н* и С1~ больше, чем Na*". В связи с этим

рвота является причиной гипохлоремии и гипохлоремического

алкалоза. Кишечный сок содержит бикарбонатов и натрия боль-

ше, чем хлора, в связи с чем понос является причиной гипер-

хлоремии и ацидоза.

При ацидозе, в связи с потерей бикарбонатов увеличивается

содержание С1~~, что сохраняет электронейтралыюсть. Алкалоз

сопровождается накоплением бикарбонатов (из-за усиления

реабсорбции последних в почечных канальцах), а количество

С1 " уменьшается (рис. 6). Монограмма желудочного сока по-

казывает, что при потере его (рвоте) организм теряет большое

количество Η

и С1~, что может привести к состоянию алкалоза.

Потеря же панкреатического сока способствует большой потере

бикарбонатов и развитию ацидоза.

При рвоте и поносе теряется большое количество калия, что

может привести к развитию гипокалиемического алкалоза.

Роль печени в поддержании КОС. Кровь, от-

текающая от кишок, содержит первично недоокисленные про-

дукты типа органических кислот. В печени при достаточном ко-

личестве кислорода благодаря циклу Кребса происходит окисле-

ние их до конечных продуктов: НгО и СОг (рис. 7). При этом из

кишок в печень поступает аммиак (Nbb) и аммония хлорид

(NH4CI), из которых синтезируется нейтральное вещество —

мочевина.

Благодаря выделительной функции печени с желчью выделя-

ется в кишки большое количество как кислых, так и основных

соединений.

Гипоксическое состояние, функциональная неполноценность

Рис. 6. Монограмма плазмы крови, пищеварительных соков и пота:

а -нормальная номограмма, б—ацидоз, в—алкалоз, .' — желудочный сок,

d — панкреатический сок, е—пот (Э. Керпель-Фрониус, 1981)

Рис. 7. Роль печени в поддержании КОС

печеночных клеток (гепатит, цирроз печени) приводят к нару-

шению окислительных процессов в печени. При этих состояниях

в кровоток будут поступать соединения с кислыми свойствами

и будет развиваться метаболический ацидоз.

В настоящее время определение показателей кислотно-основ-

ного состояния осуществляется по методу Зиггарда — Андер-

сена на аппарате Аструпа (микрометод Аструпа). В основу ме-

тода положено определение истинного рН плазмы и рН этой же

среды после сатурации ее газовой смесью, содержащей 4 % и

8 % СОг. Полученные три величины рН являются отправными

точками для расчета по номограмме Зиггарда — Андерсена по-

казателей КОС. Основные показатели КОС приведены в табл. 10.

Классификация нарушений КОС представлена на рис. 8.

Метаболический ацидоз развивается в результате накопле-

ния Н+ в организме или потере НСОз". Первая защита от на-

грузки кислотами осуществляется буферной системой бикарбо-

нат / угольная кислота. Происходит связывание Н+ в реакции

На начальных этапах компенсаторные

механизмы обеспечивают расщепление угольной кислоты до СОг

и НгО, благодаря чему сохраняется нормальным соотношение:

Когда кислотность достигает уровня, который снижает рН

крови, в поддержание КОС вступает второй барьер защиты —

легочная вентиляция. Развивается компенсаторная легочная

гипервентиляция и увеличивается выведение СОг из организма.

При снижении рН крови на 0,1 легочная вентиляция увеличива-

ется в 2 раза. При повышении рСО

на 10 мм рт. ст. вентиляция

увеличивается в 4 раза, а при рСОг 70 мм рт. ст.— в 10 раз. Вы-

ведение СОг через органы дыхания способствует уменьшению

содержания угольной кислоты и поддержанию отношения бикар-

бонат / угольная кислота на нормальном уровне.

Метаболический ацидоз становится декомпенсированным,