Лабораторная диагностика кислотно-щелочного баланса лекция

и углекислоты крови,
состояния буферных систем крови,
ионного состава внеклеточной

среды,
объема внеклеточной и внутрисосудистой жидкости,
осмолярности биологических жидкостей,
параметров свертывающей системы крови и диссоциации гемоглобина

в мочевом пузыре и почках;
развитие онкозаболеваний;
нервная возбудимость;
хрупкость костей и др.

ухудшение усвоения минеральных веществ и токсикация крови;
развитие дерматологических заболеваний;
нарушение функций печени;
развитие аллергий;
появление проблем с ЖКТ.

slides

определение pН мочи
Однократное определение pН мочи малоинформативно
Необходимо составить

профиль изменения уровня pH по пяти (минимум) пробам мочи в течение дня: после подъема, через 2-3 часа после приемов пищи, перед обедом и вечером.

уровень pH должен варьироваться по циркадному ритму;
если pH постоянно ниже 7 или не меняется в течение дня - преобладание «кислот» во внутренней среде организма или почки не справляются с их выведением.

Выделяет кислоты - через ЖКТ, почки, легкие, кожу
Нейтрализует кислоты - с помощью минералов (кальций, магний, калий, натрий)
Накапливает кислоты - в тканях, прежде всего в мышцах

Как организм управляет уровнем
кислотности ?

системы крови;
• внутриклеточный
метаболизм, в процессе

которого образуется и
используется ион водорода;
• легкие, удаляющие углекислый
газ;
• почки, реабсорбирующие
бикарбонат и выделяющие ион
водорода в форме NH4+ и
Н3РО4

.

СО2.
В покое человек выделяет 230 мл СО2 в 1

мин (15000 ммоль/сут.)
Это сопровождается исчезновением из крови 15 моль Н+ (летучие кислоты).
Летучие кислоты экскретируются из организма только через легкие.
В организме примерно 1 ммоль / (кг-сут) Н+ образуется в виде нелетучих кислот (Н2SO4 и Н3РО4), которые экскретируются почками.

рт.ст. (5,06-5,60 кПа).

равновесия в крови.
Они являются «первой линией защиты», препятствующей резким

перепадам pH внутренней среды живых организмов.
Буферы не удаляют водородные ионы из организма,
а подобно губке, связывают избыток ионов водорода
Это растворы слабых кислот и оснований, находящихся в диссоциированной и недиссоциированной форме

основном в крови

фосфатный
NaH2P04/Na2HPO4
= 1/4
в почках и

других
тканях;

белковый
(NH2 — R — СООН)

гемоглобиновый
НвО2/Нв.

be conveyed with just a single still image, namely making

it possible to absorb large amounts of data quickly.

Кровь,5 л

Внеклеточная жидкость,
10 л

Внутриклеточная жидкость, 28 л

Н+), составляют более половины всей буферной емкости крови.
Основными параметрами бикарбонатного

буфера служат рСО2 и концентрация бикарбоната в крови, который можно использовать в качестве показателя метаболического компонента КЩР.
Нормальная концентрация НСО-3 составляет 22-26 ммоль/л.
При оценке бикарбоната с помощью анализаторов регистрируют два показателя - истинный (актуальный) бикарбонат (HCO3-act). и стандартный бикарбонат (HCO3-std).

части плазмы, так как рН и СО2 измеряют для водной

части плазмы

стандартный бикарбонат (HCO3-std)

концентрация всех форм бикарбоната в плазме при рСО2 40 мм рт.ст., при насыщении кислородом на 100%.
То есть определяют концентрацию бикарбоната, зависящую только от метаболизма, и исключают влияние дыхания на этот показатель

нелетучих буферных систем, наиболее важным из которых является гемоглобиновый буфер,

составляющий около 1/3 всей буферной емкости крови.
Буферные свойства гемоглобина связаны с существованием двух его форм: окисленной и восстановленной.
В окисленной форме гемоглобин проявляет свои кислотные свойства (диссоциирует с отдачей Н-ионов) и вместо отданных Н-ионов он связывает ионы калия из КНСО3 в эритроцитах.
Восстановленный гемоглобин выполняет роль основания - присоединяет ионы водорода и отдает ионы калия.

артериальной крови:
рН крови
рСО2
Буферные основания (ВВ)
Стандартный бикарбонат (SB)

Избыток оснований (BE)

внимание участие всех буферных систем крови
ВВ
ВВ (Buffer Bases) состоит из

бикарбонатного и небикарбонатного буферных компонентов
сумма всех анионов крови, обладающих буферными свойствами (в основном, бикарбонатов и белковых ионов ).
в норме ВВ составляет 48 ммоль/л. - норма буферных оснований (NBB)

SВ

содержание иона бикарбоната НСО3- в плазме, не отражает буферный эффект белков

Величина ВВ в зависимости от концентрации гемоглобина г/л:

анализаторы КЩР, которые одновременно из одной пробы крови, взятой в

анаэробных условиях, определяют:
все параметры КЩР,
буферные системы крови,
парциальное давление кислорода и углекислоты,
содержание в крови гемоглобина, глюкозы, лактата и фракции гемоглобина.

ВЕ

показатель избытка или недостатка буферных оснований (ВЕ, Bases Excess), определяемый разницей между истинной и должной концентрацией буферных оснований:

в норме ВЕ равен нулю, принято считать референсными значениями - для взрослых 0 ± 2,5 ммоль/л;
- для детей 0 ± 3 ммоль/л.

20 мин при температуре 45 оС.
В момент взятия пробы

следует избегать длительного застоя крови.
Для забора венозной или артериальной крови удобнее всего использовать "вакуумные" пробирки. Это ускоряет процедуру и практически исключает контакт крови с воздухом, что может оказывать влияние на показатели кислотно-основного состояния.
При взятии капиллярной крови следует добиться того, чтобы в месте прокола кровоток был максимальным.
Кровь собирают обычно в стеклянные капилляры объемом 50 мкл, содержащие гепарин.

Особенности преаналитического этапа

СО2 и BE.
Для исследования КЩС используют порции артериальной, венозной или

капиллярной крови.
Показатели КЩС наиболее стабильны в артериальной крови.
Анализаторы газов крови непосредственно измеряют Н+, рСО2 и рассчитывают НСОЗ-
НСОЗ- подобен, но не идентичен концентрации бикарбонатов, определяемой по электролитному профилю сыворотки

образом на результатах исследования крови и плазмы.
О концентрации Н-ионов

внутри клеток сведений недостаточно из-за отсутствия совершенных методов ее определения.
Известно, что активная реакция внутриклеточной жидкости менее щелочная (рН 6,9), чем внеклеточной.
При патологических состояниях может изменяться величина рН внутри клетки и вне ее, причем изменения эти нередко бывают различными.

В большинстве случаев определения рН крови, рСО2 и BE вполне достаточно для точной диагностики респираторного и нереспираторного ацидоза и алкалоза, а также для оценки степени компенсации этих нарушений.

при снижении - отрицательным.
В последнем случае лучше использовать термин

«дефицит оснований», который имеет значительное клиническое и диагностическое значение, так как позволяет:

1) оценить степень метаболической компенсации дыхательных нарушений КЩР;
2) оценить степень метаболических нарушений КЩР;
3) вычислить общий недостаток (избыток) оснований (ОВЕ) всего организма с помощью формулы:

- основа для определения дозировки лекарственных препаратов, используемых для коррекции метаболических нарушений

produced by the combination of all the colors of the

visible spectrum.

В зависимости от того, где функционирует буфер — в жидкой среде или клетках, в состав его компонентов будет соответственно входить Na или К

Н+ служит изменение содержания калия в плазме.
Это связано с

тем, что поступление Н+ в клетку связано с перемещением К+ из нее.
Поэтому чаще всего ацидоз сопровождается гиперкалиемией, а алкалоз - гипокалиемией.

организме нелетучих кислот - анионный интервал плазмы крови
Значение АИ рассчитывают

из разницы концентраций катионов натрия и двух главных анионов - хлора и бикарбоната:
АИ = ([Na+] + [K+]) - [С1-] - [НСО3-].
АИ отражает концентрации тех анионов, которые имеются в сыворотке, но обычно не определяются, включая отрицательно заряженные альбумины, фосфаты, сульфат и органические кислоты (лактат).
В норме АИ составляет 16 ± 4 мэкв/л.
Увеличение АИ чаще всего связано с накоплением органических кислот (ацидоз) или с гиперпротеинемией.
Уменьшение АИ происходит при гипопротеинемии.

Н+ приводит к гипервентиляции
СО2 выводятся в большем количестве
рН возвращается к

нормальному уровню.
снижение содержания Н+ приводит к гиповентиляции
напряжение СО2 и концентрация ионов Н+ возрастают,
сдвиг реакции крови в щелочную сторону частично компенсируется.

Показатели крови при нормальной функции легких

канальцах нефрона
увеличение реабсорбции НСО3- при нарушениях КЩР сопровождается снижением реабсорбции

Cl - и ведет к гипохлоремии
Поэтому определение концентрации Сl- в плазме и НСО3- в моче может предоставить дополнительную информацию о типе нарушения КЩР

реабсорбция НСО3-

выведение Н+ с мочой

КЩР
При первичном изменении НСО3- говорят о первичном метаболическом нарушении КЩР

7,45), ацидоз или алкалоз называется компенсированным. Если же регуляторные механизмы недостаточны

и отклонения рН становятся выраженными, то такие состояния называются декомпенсированными.

Компенсаторные механизмы приводят только к ограничению сдвигов рН плазмы крови, но не предотвращают полностью их развитие.
Компенсаторная реакция со стороны легких происходит быстрее, чем таковая реакция со стороны почек , которая может занимать
1-2 дня.

на 10 мм рт.ст. приводит к уменьшению рН на 0,08

и, соответственно, наоборот (т.е. налицо обратно пропорциональная зависимость между рН и рСО2). 0,08 - минимальная величина, превышающая нормальный диапазон рН (7,44 - 7,37 = 0,07).
Правило 2. Увеличение НСО3 на 10 мэкв/л приводит к увеличению рН на 0,15 и, соответственно, наоборот (т.е. налицо прямая зависимость между рН и НСО3-).

ацидоз
Оценивается рСО2: повышение – респираторный ацидоз
Оценивается уровень бикарбонатов: снижение –

метаболический ацидоз
При снижении Н+ - предполагается алкалоз
Оценивается рСО2: снижение – респираторный алкалоз
Оценивается уровень бикарбонатов: повышение – метаболический алкалоз
Оценка степени компенсации (по другим компонентам)
Решается вопрос о полном или частичном характере компенсации

по направлению изменений концентраций двуокиси углерода и бикарбоната

в диапазоне ±0,3 - потеря сознания, нарушение гемодинамики и вентилляции

легких
в диапазоне ±0,4 и более - чревато гибелью организма

При этом шкала расстройств выглядит следующим образом:

интервала (АИ)
Увеличение АИ отражает возрастание органических кислот.
При этом не

происходит задержки хлора в почечных канальцах .

нормохлоремический метаболический ацидоз

При отсутствии изменения АИ (при снижении как НСО3-, так и рН сыворотки) -первичная потеря НСО3-
При этом происходит задержка хлора в почечных канальцах

гиперхлоремический метаболический ацидоз

существенную роль в диагностике метаболического ацидоза может играть определение хлоридов в сыворотке

поступил в клинику с предварительным диагнозом «Сахарный диабет».
рН = 7,30

BE = –5 ммоль/л
рCO2 = 33 мм рт. ст.
КТ = 7,5 мг%
SB = 19 ммоль/л
ТК мочи =39 ммоль/л
BB = 38 ммоль/л

с температурой тела 38 °С и запахом ацетона изо рта

(рН 7,35, рСO2 17 мм рт.ст., НСО3 9 мэкв/л).

Этап 1. рН < 7,37, т.е. это ацидоз.
Этап 2. рСO2 и НСО3- снижены, т.е. это метаболический ацидоз (при дыхательном ацидозе оба параметра увеличены).
Этап 3. Определяем компенсаторное снижение рСO2 - 1,5 х 9+8=21,5. А реальное значение рСO2 17, т.е. нарушение КЩР смешанное; есть сопутствующий первичный дыхательный алкалоз (что характерно для начинающегося сепсиса).
Этап 4. (корреляция с клинической картиной). У пациента метаболический ацидоз вследствие кетоацидоза и сопутствующий дыхательный алкалоз вследствие начинающегося сепсиса.

образование кетоновых тел (кетокислот).
Может возникать как при сахарном диабете, так

и при голодании и алкоголизме.

Характерный признак многих состояний, сочетающихся с гипоксией тканей, и сопровождающийся повышением концентрации молочной кислоты в крови
Клинический шок (кардиогенный или септический) - главная причина молочнокислого ацидоза из-за интенсивного образования молочной кислоты
Заболевания печени также могут приводить к молочнокислому ацидозу, в первую очередь из-за нарушения способности печени к утилизации лактата.
Анемии любого генеза и почечная недостаточность

Дистальный канальцевый ацидоз
Гиперкалиемический почечный канальцевый ацидоз
Потеря бикарбоната через ЖКТ
Применение

минеральной кислоты

сниженная реабсорбция бикарбоната

СКВ, множественная миелома, отравление тяжелыми металлами, нефросиндром

диарея, фистула поджелудочной железы

состояния, сопровождающиеся гиперглобулинемией

при назначении НCl или ее метаболических предшественников (хлорид аммония, гидрохлорид аргинина, хлорид кальция - только при пероральном приеме).

гиперкалиемия
снижение экскреции NH3,
уменьшение образования HCO3-

дисфункция
задержка СО2 (обычно в качестве позднего проявления).
патология дыхательной мускулатуры, приводящая

к снижению вентиляции (myasthenia gravis),
задержка СO2

тяжелое повреждение ствола мозга
снижение вентиляционной способности
задержка C02.

препараты, вызывающие выраженное угнетение ЦНС или функции мышц,

= 7,49
рCO2 = 18 мм рт. ст.
SB =

20 ммоль/л
AB = 14 ммоль/л
BE = –4,8 ммоль/л

обструктивным заболеванием легких
(рН 7,34, рСО2 55 мм рт.ст., НСО-3

29 мэкв/л).

Этап 1. рН < 7,37, т.е. это ацидоз.
Этап 2. рСO2 и НСО3- повышены, т.е. это дыхательный ацидоз
Этап 3. Расчет нормальной компенсаторной реакции. Увеличение НСО3- должно равняться: 4× рСO2/10 = 4 × 15/10 = 6. Таким образом, ожидаемая величина НСО3- = 24 + 6 = 30, а реальная - 29, что практически соответствует расчетной - это простое нарушение КЩР.
Этап 4. (корреляция с клинической картиной). У пациента хронический дыхательный ацидоз вследствие гиповентиляции.

потеря хлоридов через ЖКТ (рвота, диарея) и мочевыводящие пути (прием

диуретиков)
задержка натрия и бикарбоната почками.

развивается в результате задержки бикарбоната
Причины:
гиперкортицизм,
применение бикарбоната
натрия (при
кардиореанимации) или в виде лактата, цитрата и ацетата, метаболизирующих в бикарбонат в печени),
синдром Гительмана
(гипокалиемия, гипокальциурия, гипомагниемия)

наследственное
заболевание с выраженным
снижением АД и ОЦК
из-за потери солей с почками,
гипокалиемия
гиперкальциурия
нормальный Mg
в сыворотке.

тошнотой и рвотой
(pH 7,55, рСО2 25 мм рт.ст., НСО3-

22 ммоль/л).

Этап 1. рН > 7,44, т.е. это алкалоз
Этап 2. рСО2 и НСО3 снижены, т.е. это дыхательный алкалоз.
Этап 3. Расчет ожидаемого снижения НСО3-:

Таким образом, бикарбонат должен снизиться до 16,5 ммоль/л (24-7,5). Реальное значение бикарбоната 22 ммоль/л, что свидетельствует об относительном метаболическом алкалозе - это смешанное нарушение КЩР.
Этап 4. У пациентки дыхательный алкалоз вследствие беременности и относительный метаболический алкалоз вследствие рвоты

компенсаторных изменений рН, рСО2, Н2СО3
Наиболее опасны однонаправленные сдвиги КЩС (дыхательный

и метаболический ацидоз или алкалоз)

(компенсаторными)?

степени данное в задаче значение рН отличается от нормы. Диапазон

нормального рН (в среднем, для мужчин и женщин колеблется от 7.36 до 7.42) Выход за эти значения означает наличие некомпенсированного ацидоза или алкалоза. Крайние значения нормы (7.36; 7.35 или 7.42; 7.41) могут указывать на наличие компенсированного ацидоза или алкалоза.
Определить в какой степени парциальное напряжение СО2 крови соответствует норме. Диапазон рСО2 (в среднем, для мужчин и женщин колеблется от 32.5 до 46.6 мм.рт.ст.). Значения рСО2 ниже 32.5 или выше 46.6 мм.рт.ст. означают или «вымывание» СО2 из организма, или, наоборот, его накопление в организме. И в том, и другом случае это будет 42 свидетельствовать об определенных нарушениях внешнего дыхания (гипервентиляция или гиповентиляция). Эти нарушения могут быть связаны с какими - либо заболеваниями легких, изменением концентрации кислорода и углекислого газа в окружающей среде, режимом принудительной вентиляции легких или другими причинами. Важно, что уменьшение рСО2 в крови, как правило, ведет к развитию газового алкалоза, а увеличение рСО2 к развитию газового ацидоза. Вообще говоря, если рСО2 повышается, рН должен снижаться (ацидоз). Если рСО2 понижается, то рН должен повышаться (алкалоз).

3. Определить, какой из параметров — рСО2 или [НСО3 —]

— более соответствует по направлению изменений сдвигу рН. Например, если сдвиг рН свидетельствует об ацидозе — имеется ли ацидотическое повышение рСО2 или ацидотическое снижение [НСО3 —], или же оба эти изменения? Показатель, который по направлению изменений соответствует динамике рН и больше отклоняется от средней нормальной величины, как раз и «повинен» в нарушении КЩР. Тогда изменения другого показателя, не соответствующие по направлению логике изменения рН, надо расценить как компенсаторные. Если первичным оказалось изменение [НСО3 —] — нарушение КЩР по этиологии метаболическое, если первичен сдвиг рСО2 — оно респираторное. Если изменены, в соответствии со сдвигом рН, оба показателя — речь идёт о смешанном дыхательно- метаболическом расстройстве.
4. Определить значения SВ и АВ, имея в виду, что превышение АВ над SВ характерно для газового ацидоза, а превышение SВ над АВ – для газового алкалоза.

5. Определить значение ВЕ (нормальные значения в среднем для

мужчин и женщин колеблется от –3.3 до +2.3). Выход значений этого показателя за нижнюю (минусовую) границу нормы означает, что организм в попытках компенсировать ацидоз исчерпал свои щелочные резервы, а выход за верхнюю (плюсовую) границу нормы означает, что в организме идет ненормально повышенное накопление буферных оснований (щелочных резервов), что характерно для развивающегося алкалоза. Отклонение концентрации буферных оснований от нормального уровня (48 ммоль/л) называется избытком/дефицитом оснований (BE, base excess). Таким образом, в норме ВЕ по определению равен нулю.
6. Если в задаче приводятся данные о концентрации молочной кислоты крови (норма 0.9 – 1.75 ммоль/л), и если этот показатель выше нормы, то следует предполагать интенсификацию процесса гликолиза, что характерно для развития гипоксии и метаболического ацидоза.

7. Появление в условиях задачи

показателя, превышающего нормальное значение концентрации кетоновых тел в крови (норма 0.4 – 1.72 ммоль/л), говорит о развитии метаболического ацидоза, скорее всего диабетического происхождения.
8. Титрационная кислотность суточной мочи (ТК) и аммиак мочи – это два показателя, которые так же могут быть приведены в условиях задачи. Норма ТК суточной мочи – 10-30 мл щелочи, норма аммиака мочи 20-50 ммоль/л. Как правило, превышение этих показателей говорит о том, что организм усиленно выводит кислые продукты, то есть пытается таким способом компенсировать ацидоз (чаще всего - метаболический). Однако, снижение этих показателей (по сравнению с нормой), при том условии, что рН крови смещен в кислую сторону и имеются другие признаки 44 компенсированного или некомпенсированного ацидоза, говорит о нарушении выделительной функции почек и о развитии выделительного ацидоза.
9. Очень важно иметь в виду, что многие задачи имеют соответствующие примечания, которые хотя бы кратко описывают ситуацию, вызвавшую нарушение кислотно-основного состояния организма. Следует самым внимательным образом знакомиться с этими примечаниями, так как «ключ» к решению задачи зачастую содержится именно в них.