6 июля 2009

Кислотно-щелочное состояние

Перенос СO2 оказывает очень сильное влияние на кислотно-щелочное состояние крови и организма в целом. За сутки легкие выделяют более 10 000 мг. угольной кислоты (для сравнения: почки выделяют менее 100 мг. нелетучих кислот). Из этого следует, что изменения альвеолярной вентиляции, а следовательно, и удаление СO2 могут иметь очень большое значение для регуляции кислотно-щелочного состояния. Здесь мы лишь кратко коснемся этой темы, так как она во многом перекрывается с физиологией почек.

Величину рН крови, устанавливающуюся в результате растворения СO2 и последующей диссоциации угольной кислоты, можно рассчитать исходя из уравнения Гендерсона — Гассельбальха.

Оно выводится следующим образом. Запишем сначала реакцию диссоциации угольной кислоты:

H2CO3↔H++HCO3

Используя закон действующих масс, получаем константу диссоциации угольной кислоты:

KA=([H+]*[HCO3])/[H2CO3]

Поскольку концентрации угольной кислоты и растворенного углекислого газа пропорциональны между собой, можно рассмотреть константу:

KA=([H+]*[HCO3])/[CO2]

Поскольку рН — отрицательный логарифм концентрации протонов, получим

Физическое растворение СO2 подчиняется закону Генри, следовательно, концентрацию СO2 (м/л) можно заменить величиной (РCO2*0,03).

При этом получаем pH=pKA+lg[HCO3]/0,003 PCO2

Зная, что р/Сл = 6,1, а содержание HCO2 в артериальной крови в норме — 24 мМ, можно, подставив эти значения, получить Следовательно, pH=7,4.

Важно отметить, что до тех пор пока отношение содержания бикарбонатов к величине (РCO2*0,03) остается равным 20, рН будет соответствовать 7,4. Содержание в крови бикарбонатов зависит главным образом от работы почек, а РCO2 — от деятельности легких.

взаимоотношения между [НСО~], рН и РCO2 на диаграмме Давенпорта

В верхней части (А)—буферная кривая БАВ, а в нижней части (Б) — изменения, происходящие при дыхательном и метаболическом ацидозе и алкалозе. Связь между рН, РCO2 и содержанием HCO3 хорошо видна из диаграммы Давенпорта. По осям этой диаграммы отложены концентрация НСО3 и рН, а кривые соответствуют равным значениям РCO2. Плазма крови в нормальных условиях представлена точкой А. Прямая ВАБ отражает изменения концентрации НСО3 и рН, происходящие при добавлении к цельной крови угольной кислоты, т. е. является отрезком кривой титрования для крови и называется буферной прямой. Ее наклон для цельной крови круче, чем для плазмы (буферный эффект гемоглобина), a in vitro не такой, как in vivo, что связано с буферным действием интерстициальной жидкости и других тканей организма.

график рН — lg РCO2 с нормальной буферной прямой и кривой избытка основания

Точки, обозначенные буквами, соответствуют состояниям (по О. Siggaard— Andersen, К. Engei: Scand. J. Clin. Lab. Invest., 12: 177, 1960, с изменениями).

Еще один способ представления всех этих взаимоотношений приведен на рисунке. Здесь по оси абсцисс отложены значения рН, а по оси ординат—РCO2 в логарифмическом масштабе. Прямые линии, идущие слева направо и сверху вниз, — изоконцентрационные прямые для НСО3. Видно, что они пересекаются с горизонтальной прямой, соответствующей РCO2 = 40 мм рт. ст. В норме буферная прямая несколько круче их. Кроме того, здесь же представлена кривая избытка оснований. Такие графики все чаще используются в клинике для оценки кислотно-щелочного состояния.

В принципе они дают ту же информацию, что и кривые рН — [НСО3] однако практически их строить удобнее, так как рН и РCO2 можно легко измерить в пробе крови с помощью специальных электродов. Если хорошо понять диаграмму Давенпорта, то использование кривых рН — lgPCO2 не представляет трудностей.

Существуют четыре вида нарушений соотношения между содержанием бикарбонатов и РCO2: каждый из этих показателей может либо повышаться, либо понижаться. Все эти нарушения приводят к специфическим изменениям кислотно-щелочного равновесия.

«Физиология дыхания», Дж. Уэст



Дыхательный ацидоз Возникает в результате повышения PCO2 что приводит к снижению отношения НСО3/РCO2 и, следовательно, к уменьшению рН. На рисунке это соответствует смещению от точки А к точке Б. Увеличение РCO2 должно сопровождаться и некоторым повышением содержания бикарбонатов в связи с диссоциацией образующейся при избытке СO2 угольной кислоты, что и отражает смещение вдоль буферной прямой…

Метаболический ацидоз В данном случае под «метаболическим» нарушением кислотно-щелочного состояния подразумеваются первичные изменения содержания (т. е. величины, стоящей в числителе уравнения Гендерсона—Гассельбальха). При метаболическом ацидозе уменьшается отношение что приводит к снижению рН. Концентрация HCO3 может уменьшаться в результате накопления в крови кислот, например при некомпенсированном сахарном диабете или при тканевой гипоксии, приводящей к выделению молочной…

Газообмен между кровью и тканями

Перенос O2 и СO2 между кровью системных капилляров и клетками тканей осуществляется путем простой диффузии, т. е. так же, как между кровью легочных капилляров и альвеолярным воздухом. Скорость переноса газа через слой ткани прямо пропорциональна площади слоя и разнице парциального давления газа по обе его стороны и обратно пропорциональна толщине слоя. При газообмене между тканями…

Как происходит транспорт газов между легкими и тканями

Кислород Кислород переносится с кровью в растворенном виде и в соединении с гемоглобином. Физически растворенный O2 Физическое растворение O2 в крови подчиняется закону Генри, согласно которому количество растворенного в жидкости газа пропорционально его парциальному давлению. При РO2= 1 мм рт. ст. в 100 мл крови растворяется 0,003 мл O2 (т. е. 0,003 об. %). Таким…

Железосодержащее производное порфирина, в молекуле гемоглобина соединен с белком глобином, состоящим из четырех полипептидных цепей (двух а-цепей и двух р-цепей). У человека существует несколько типов гемоглобина, различающихся по их аминокислотной последовательности. В норме у взрослых имеется так называемый гемоглобин А. У новорожденных присутствует определенное количество гемоглобина F (гемоглобин плода), который в течение примерно первого года…