19.8.2. Основные показатели кислотно-основного состояния

Величина рН (актуальный рН) крови (артериальной, капиллярной, венозной), во-первых, отражает концентрацию водородных ионов, а фактически  соотношение кислот и оснований в исследуемой крови; во-вторых, является важной интегральной величиной, отражающей степень компенсаторных сдвигов при действии на организм разнообразных повреждающих факторов, направленных на изменение кислотности внутренней среды организма. В норме рН артериальной крови в среднем равен 7,42, а венозной  7,35.

pСО₂  величина напряжения углекислого газа в крови, которая отражает (с одной стороны) интенсивность внутреннего дыхания (окислительного распада питательных веществ в тканях), с другой  функциональное состояние системы внешнего дыхания. Данный показатель может отражать развитие компенсаторных реакций при отклонениях КОС, а также расстройства самой дыхательной системы. В норме величина рСО₂ крови колеблется от 4,5 до 6,0 кПа.

ВВ (Buffer Base)  величина буферных оснований крови капиллярной крови, которая, с одной стороны, характеризует мощность буферных систем крови (карбонатной, фосфатной и др.), с другой отражает состояние метаболического компонента кислотно-основного гомеостаза. В норме величина ВВ колеблется от 44 до 52 ммоль/л.

ВЕ (Base Excess)  избыток оснований капиллярной крови или величина сдвига буферных оснований, которая характеризует смещение кислот или оснований по отношению к должным их величинам для капиллярной крови. В норме величина ВЕ в среднем составляет 2,5 ммоль/л.

Отрицательные значения ВЕ свидетельствуют либо об избытке в организме нелетучих кислот, либо о недостатке оснований, а также о необходимости введения в организм эквивалентного количества оснований.

Положительные значения ВЕ свидетельствуют либо о недостатке нелетучих кислот, либо об избытке оснований, а также о необходимости введения в организм с целью коррекции КОС тех или иных кислых соединений.

SB (Standart Bicarbonate)  величина стандартного бикарбоната плазмы крови, отражающая концентрацию гидрокарбонатов, определенную в стандартных условиях. В норме величина SB колеблется от 20 до 27 ммоль/л. Величина SB, также как и величины ВВ и ВЕ, отражает функциональное состояние метаболических процессов, ответственных за регуляцию кислотно-основного гомеостаза. Изменения величины данного показателя, как и других выше перечисленных, является надежным симптомом возникшего нарушения КОС. В случае возникновения дыхательной недостаточности отклонения величины SB обычно свидетельствуют о компенсаторных сдвигах процессов метаболизма.

Достоверная оценка КОС крови и других биосред организма возможна только при условии динамического исследования как комплекса лабораторных показателей КОС, так и клинической картины заболевания, с учетом его стадии и тяжести.

19.8.3. Основные механизмы устранения сдвигов кислотно-основного состояния в биосредах организма

В процессе эволюции, в целях стабильного поддержания Н⁺ в биосредах организма в разных условиях его жизнедеятельности, сформировались различные взаимосвязанные системы и механизмы регуляции Н⁺ как в норме, так и при различных видах патологии.

Обычно в нормальных условиях соотношение образующихся в организме кислых продуктов в 20 раз больше, чем оснований. В этой связи в организме преобладают системы, устраняющие избыток кислых продуктов.

Так, чтобы сделать реакцию сыворотки щелочной, к ней необходимо прибавить в несколько десятков (40–70) раз больше едкого натра, чем к дистиллированной воде. А для того, чтобы сделать реакцию сыворотки кислой, к ней необходимо прибавить в несколько сотен (300–400) раз больше хлористоводородной кислоты, чем к дистиллированной воде.

Системы, обеспечивающие нормальный pH биосред, включают химические буферные системы и физиологические механизмы, ответственные за регуляцию КОС.

При сдвигах ионов Н⁺ (как при увеличении, так и при снижении их количества) сначала срабатывают быстродействующие и мощные химические буферные системы плазмы и эритроцитов (гемоглобиновая, гидрокарбонатная, белковая, фосфатная).

Гемоглобиновая буферная система составляет около 75 % всей буферной емкости крови. Гемоглобин, как и другие белки, является амфолитом. Показано, что гемоглобин является более слабой кислотой (примерно в 70 раз), чем оксигемоглобин. Кроме того, Hb поддерживает постоянство pH благодаря связыванию СО₂ и переносу его из ткани в легкие и далее – во внешнюю среду.

Бикарбонатная буферная система составляет примерно 15 % от общей буферной емкости крови. Она представлена угольной кислотой (Н₂СО₃) и бикарбонатом натрия (NaHCO₃). Концентрация водородных ионов в данном буфере равна [H⁺] = K х H₂CO₃/ NaHCO₃ = 1/20, где К – константа диссоциации угольной кислоты. Данная буферная система обеспечивает с одной стороны, образование NaHCO₃, с другой, образование угольной кислоты и распад угольной кислоты под влиянием фермента карбоангидразы до H₂O и CO₂. СО₂ удаляется легкими при выдохе, при этом сдвига pH не происходит.

H⁺ + HCO₃^-  H₂CO₃ · H₂CO₃ H₂O + CO₂

Данная буферная система препятствует сдвигам pH при внесении в биосферу сильных кислот и оснований в результате превращения их либо в слабые кислоты, либо в слабые основания. Бикарбонатный буфер важный индикатор КОС.

Фосфатная буферная система представлена одно- и двузамещенным фосфорнокислым натрием (NaH₂PO₄ и Na₂HPO₄).Первое соединение ведет себя как слабая кислота, второе - как слабое основание. Организовавшиеся в организме и поступившие в кровь кислоты взаимодействуют с Na₂HPO₄, а основания – с NaH₂PO₄. В итоге pH крови сохраняется неизмененным. Фосфаты выполняют буферную роль главным образом во внутриклеточной среде и поддерживают исходное состояние бикарбонатного буфера.

Белки плазмы крови также играют важную роль буферной системы. Обладая амфолитными свойствами, в кислой среде они ведут себя как основания, а в щелочной среде как кислоты. При этом также способствуют предупреждению сдвига pH крови.

Позже (через несколько минут и часов) срабатывают физиологические (органные и системные) механизмы компенсации и устранения сдвигов КОС (осуществляемые легкими, с выдыхаемым воздухом; почками, с мочой; кожей, с потом; печенью и другими органами пищеварительного тракта, с калом).