5.2.4 Лечение метаболического ацидоза: summary
Лечение каждого из видов метаболического ацидоза подробно описано в соответствующих разделах. Следует обратить внимание на некоторые аспекты, прекрасно понимаемые всем клиницистами, но зачастую забываемые ими. Совсем не обязательно держать всю информацию в голове, ибо, мудр тот, кто знает не многое, а нужное (Эсхил). И действительно, с одной стороны, чтобы быть умным, не обязательно держать все знания в голове, а достаточно знать, где лежат ключи к этим знаниям. С другой стороны, собрав огромную библиотеку и обращаясь к ней лишь время от времени, можно существенно ослабить способность запоминать новую информацию. Ведь то, что не пополняется ежедневно, убывает с каждым днем. Эффективный компромисс вышесказанному можно найти посредством регулярного чтения медицинской литературы и при необходимости повторения уже пройденного материала. Тогда КПД процессов информация→анализ→действие→результат будет равен максимально возможному для каждого конкретного индивидуума.
Итак, освежим в памяти основные положения терапии метаболического ацидоза:
лечить причину ацидоза, а не ацидоз, как симптом;
при проведении ИВЛ у больных метаболическим ацидозом до коррекции состояния использовать гипервентиляцию под контролем EtCO2, PaCO2 и pH для воссоздания «физиологической» респираторной компенсации метаболического ацидоза;
инфузия бикарбоната должна являться последним27 этапом в лечении ацидоза. Она показана при тяжелой ацидемии с рефрактерной к объемной поддержке гипотонией.
5.3 Алкалоз
5.3.1 Респираторный алкалоз
Респираторный алкалоз является следствием альвеолярной гипервентиляции, которая ведет к снижению уровня PaCO2, то есть увеличение альвеолярной вентиляции будет непропорционально по отношению к выработке CO2. Развивающаяся гипокапния согласно уравнению Гендерсона-Хассельбальха вызывает увеличение соотношения HCO3-/CO2, что увеличит значение pH.
Респираторный алкалоз может быть острым либо хроническим, причем, как и в случае с респираторным ацидозом, вид алкалоза зависит от степени органной компенсации pH. В случае острого респираторного алкалоза наблюдается снижение PaCO2 и сдвиг pH в щелочную сторону. При хроническом респираторном алкалозе PaCO2 находится ниже нормального уровня, но значение pH остается в пределах нормы благодаря почечной компенсации.
Таблица 14. Основные причины респираторного алкалоза.
Причины респираторного алкалоза |
Стимуляция центральной нервной системы |
|
|
|
Стимуляция легочных рецепторов |
|
Смешанные причины |
|
Ятрогенные причины |
|
Почечная компенсация проявляется в снижении реабсорбции бикарбоната, что восстанавливает соотношение HCO3-/CO2. Снижение реабсорбции бикарбоната связано со снижением экскреции H+ во внутриканальцевую жидкость. В таком случае ионов водорода недостаточно, чтобы прореагировать со всем профильтровавшимся бикарбонатом. Не прореагировавший с водородом HCO3- не подвергается реабсорбции и удаляется с мочой. Следует заметить, что респираторный алкалоз является по сути синонимом термину «первичная гипокапния», которая сопровождается вторичной метаболической реакцией. Вторичная гипокапния, развивающаяся при метаболическом ацидозе, является компенсаторной реакцией и не рассматривается в этом разделе.
Немного физиологии дыхательной регуляции
Альвеолярная вентиляция находится под контролем дыхательного центра, а также регулируется периферическими хеморецепторами, реагирующими на PaCO2, PaO2 и pH (см. «респираторная компенсация»).
Дыхательный центр находится в продолговатом мозгу и включат в себя 4 группы нейронов: дорсальную респираторную группу, вентральную, пневмотаксический и апнейстический центры. Если дорсальная группа ответственна за вдох, а вентральная – за выдох, то пневмотаксический центр отвечает за глубину и частоту дыхания. Основную роль в регуляции дыхания играет дорсальная группа нейронов (см. рис. 22).
Дорсальная респираторная группа.
С дорсальной респираторной группой (ДРГ) связаны блуждающий и языкоглоточный нервы, передающие сенсорные сигналы от периферических хеморецепторов, барорецепторов и от нескольких типов легочных рецепторов.
Активация нейронов дорсальной респираторной группы инициирует вдох. Нормальное спокойное дыхание обусловлено ритмичными повторяющимися сигналами из дорсальных нейронов, передающимися преимущественно на диафрагму. Выдох наступает в результате эластической тяги лёгких и действия грудной клетки.
Пневмотаксический центр.
Пневмотаксический центр ограничивает длительность вдоха. Когда сигнал из пневмотаксического центра сильный, длительность вдоха может ограничиваться до 0,5 сек. Если сигнал слабый, вдох может продолжаться до 5 секунд, приводя к увеличению дыхательного объема и глубины дыхания. Так как
Рис. 22. Строение дыхательного центра
при активации пневмотаксического центра происходит укорочение вдоха, то, соответственно, весь дыхательный цикл будет занимать меньшее время, что приведет к учащению дыхания.
Сильный пневмотаксический сигнал может увеличивать частоту дыхания до 40 в минуту, слабый пневмотаксический сигнал может уменьшать частоту дыхания до 3 – 5 раз в минуту.
Вентральная респираторная группа.
Вентральная респираторная группа нейронов при обычном дыхании инактивирована. В случаях увеличения вентиляции, когда респираторный драйв превышает нормальные значения, вентральные нейроны активируются. Эти нейроны участвуют как в усилении вдоха, так, в большей степени, и в усилении выдоха. Главную роль вентральная респираторная группа начинает играть при необходимости усиленной вентиляции лёгких, например, при выполнении тяжелой физической работы. Основной инспираторный сигнал приходится на работу наружных межрёберных мышц и диафрагмы, основной экспираторный сигнал обеспечивает работу мышц живота и внутренних межрёберных мышц, активизирующихся при затруднённом выдохе.
В данную группу нейронов также входят специализированные экспираторные нейроны, ингибирующие инспираторные клетки в дорсальной респираторной группе – Bötzinger complex. Активация этих нейронов вызывает снижение дыхательной активности. Ниже к данному комплексу прилегает еще одна специфическая группа противоположных по функции пейсмейкерных клеток, носящая название preBötzinger complex, играющая роль в ритмогенезе дыхания. При сокращении количества нейронов preBötzinger complex либо при снижении их функциональной активности водитель дыхательного ритма не срабатывает и дыхание останавливается. Обычно такое состояние наблюдается во сне и чаще развивается в пожилом либо старческом возрасте. Снижение центральной инспираторной активности вносит свой вклад в проблему синдрома сонного апноэ, которым на протяжении длительного времени интересовался небезызвестный Зильбер А. П. [85,86].
Вентральная респираторная группа нейронов также ответственна за иннервацию мышц гортани, глотки и языка, обеспечивая проходимость верхних дыхательных путей. Всё тот же синдром сонного апноэ, а точнее его обструктивную форму, может вызывать нарушение функции вышеупомянутых нейронов.
Апнейстический центр.
Несмотря на своё всеобъясняющее название, когда, казалось бы, res ispa logitur, функционирующий апнейстический центр не вызывает апноэ. Апноэ возникает вследствие повреждения либо снижения функциональной активности апнейстического центра. Этот центр является своеобразным выключателем вдоха, и по своей сути является возбуждающим центром для дыхания, так как выключение вдоха запускает следующий вдох, обеспечивая целостность паттерна дыхания.
Апнейстический центр является местом для передачи и интеграции различных типов афферентной информации, способной прервать вдох. Основной поставщик афферентных сигналов – блуждающий нерв. При невозможности прервать вдох, например, при экспериментальной деструкции апнейстического центра либо близлежащих афферентных путей (n. vagus) наступает остановка дыхания.
Легочные рецепторы.
В 1868 году Hering и Breuer установили, что поддерживаемое растяжение лёгких объемом у анестезированных животных вызывает снижение частоты дыхания либо временное апноэ. Этот рефлекс (инфляционный рефлекс Геринга-Брейера) обусловлен рецепторами растяжения, находящихся в гладких мышцах дыхательных путей. Такие рецепторы относятся к группе медленно адаптирующихся легочных рецепторов растяжения, активирующихся при продолжительном растяжении лёгких и действующие подобно нейронам пневмотаксического центра. Афферентные сигналы от них поступают в дорсальную респираторную группу через n. vagus, вызывая прекращение вдоха, когда лёгкие перераздуты. Рефлекс Геринга-Брейера является защитным рефлексом, предотвращающим альвеолы от чрезмерного перерастяжения. В норме рецепторы растяжения не активны пока дыхательный объем не превысит нормальные величины как минимум в три раза (более чем 1,5 литра за вдох).
У новорождённых граница активации инфляционного рефлекса находится в пределах нормальных величин дыхательного объема, что играет важную роль в регуляции частоты и глубины дыхания.
Возможно, активация рефлекса Геринга-Брейера при проведении ИВЛ несколькими вдохами большим дыхательным объемом при выходе из анестезии ускоряет активацию дыхательного центра, появление спонтанного дыхания и пробуждение больного в целом. Такой эффект может быть объяснен временной активацией рецепторов растяжения и угнетением дорсальной респираторной группы. После прекращение афферентной стимуляции происходит сверхактивация ДРГ и организация паттерна дыхания. Такое предположение нуждается в клиническом эксперименте, который, по всей видимости, в силах провести любой заинтересованный анестезиолог.
Дефляционный рефлекс Геринга-Брейера.
Дефляционный рефлекс включается при спадении лёгких и направлен на активацию дыхательной системы. Такой рефлекс может возникать в результате снижения активности легочных рецепторов растяжения или стимуляции других рецепторов, например, ирритантных рецепторов и J-рецепторов (см. ниже). Активация этих рецепторов вызывает увеличение вентиляции легких в основном за счет учащения дыхания (тахипноэ).
Дефляционный рефлекс играет определённую роль при аномальном спадении лёгких, например, при пневмотораксе, а также в нормальных физиологических условиях – при периодических спонтанных глубоких вздохах (“sighs”). Такие «вздохи» возникают самостоятельно во время обычного спокойного дыхания и представляют собой глубокий вдох и, затем, медленный глубокий выдох. Видимо, природа позаботилась о нас больше, чем мы думаем, так как вышеупомянутые «вздохи» происходят с целью профилактики ателектазирования лёгких, даже когда мы об этом не думаем.28 А когда мы об этом думаем, иногда и неосознанно, то данный процесс сопровождается безответным горестным возгласом «Господи!». Наверное, это является намёком и поводом задуматься, проводя пациентам искусственную вентиляцию лёгких в обычном режиме, ибо заинтубированный пациент, даже и проявляющий желание сделать вздох, в лучшем случае оказывается тут же заклеймён диагнозом «сопротивление ИВЛ» и переведён в режим жесткой релаксации, а в худшем случае будет просто оставлен дальше на несинхронизированном режиме на волю вышеупомянутого Господа. Специально предусмотренная функция «sighs» в современных аппаратах ИВЛ позволяет проводить желанный «вздох» увеличенным дыхательным объемом с кратностью, как правило, 1 раз на 100 обычных вдохов, либо периодическим увеличением PEEP, освобождая врача и пациента от лишнего обращения к Всевышнему и заодно предотвращая развития ателектазов. Адаптированные вспомогательные режимы ИВЛ, проводящиеся у больных в сознании, естественно, не нуждаются в этой функции. Необходимо помнить, что основной профилактикой ателектазов все же является адекватный уход за больным, включающий в себя в первую очередь смену положения тела.
Дефляционный рефлекс играет важную роль у грудных детей, так как внутренняя «спадающая» тяга лёгких у них превышает внешнюю «расправляющую» тягу грудной клетки, что может вести к уменьшению функциональной остаточной ёмкости лёгких.
Считается, что инфляционный и дефляционный рефлексы в обычных условиях играют незначительную роль. Двусторонняя блокада блуждающих нервов практически не сказывается на нормальном дыхании [67]. Однако согласно M. G. Levitzky [3], пересечение блуждающего нерва в продолговатом мозге вызывает длительный вдох с остановкой дыхания. Моделирование соответствующего клинического случая, только без пересечения нерва, производилось посредством охлаждения n. vagus до 0 °C. Последующее отогревание блуждающего нерва также вызывало длительный вдох. Такая реакция была названа парадоксальным рефлексом Хэда (paradoxical reflex of Head) в честь первооткрывателя Генри Хэда. Рецепторы этого парадоксального рефлекса находятся в легких, точное расположение их неизвестно. Этот рефлекс предположительно может участвовать в активации «вздохов» либо в образовании первого вдоха новорождённых, когда требуется большое инспираторное усилие, чтобы раскрыть наполненные жидкостью лёгкие.
Ирритантные рецепторы.
Механическое и химическое раздражение (сигаретным дымом, холодным воздухом, пылью) дыхательных путей может вызвать кашель, чиханье, гиперпноэ и бронхоконстрикцию. Чувствительные рецепторы располагаются в слизистой оболочке верхних дыхательных путей, трахеи и бронхов, и, возможно, альвеол.
Юкстакапиллярные рецепторы (J-рецепторы).
J-рецепторы располагаются в стенках лёгочных капилляров или в легочном интерстиции. Стимуляция этих рецепторов возникает вследствие увеличения легочного сосудистого сопротивления и увеличения внесосудистой жидкости в лёгких. Как результат возникает одышка.
Уменьшение стимуляции наблюдается при эмболии легочных сосудов проксимальнее содержащих J-рецепторы капилляров, что проявляется снижением вентиляции или апноэ. Кроме того, юкстакапиллярные рецепторы могут принимать участие в развитии диспноэ (затрудненного дыхания).
Несомненно, понимание регуляции дыхания облегчает подход ко многим клиническим случаям, объясняя механизмы развития респираторных расстройств. В частности, респираторный алкалоз может являться следствием стимуляции дыхательного центра или легочных рецепторов (см. табл. «основные причины дыхательного алкалоза»).
Патофизиология респираторного алкалоза
Гипокапния, особенно остро развившаяся, вызывает снижение концентрации калия и фосфатов в крови, увеличивая их поступление в клетки (cellular uptake). Алкалоз увеличивает связь кальция с альбумином посредством увеличения анионных сайтов связывания на белковой молекуле, что ведет к гипокальциемии. Гипокальциемия является одним из основных неблагоприятных эффектов респираторного алкалоза, увеличивает риск развития депрессии сердечно-сосудистой системы и нервно-мышечных нарушений, вплоть до судорог. Основные симптомы гипокальциемии – Хвостека, Труссо, Люста, у детей – Маслова29. У детей гипокальциемия может также являться причиной ларингоспазма. На ЭКГ выявляют удлинение интервала QT вследствие замедления фазы II реполяризации, хотя выраженность изменений на ЭКГ не всегда коррелирует с тяжестью гипокальциемии.
Алкалоз вызывает увеличение сродства гемоглобина к кислороду, что смещает кривую диссоциации оксигемоглобина влево
H+ + HbO2 ↔ HbH+ + O2
Таким образом, несмотря на гипервентиляцию, когда, казалось бы, кислород в организме должен быть в избытке, развивается тканевая гипоксия вследствие нарушения отдачи кислорода тканям.
Респираторный алкалоз снижает мозговой кровоток, суживая сосуды мозга, что может усугубить ишемию у больных с ОНМК или ЧМТ. Снижение мозгового кровотока вызывает соответствующие неврологические симптомы: головокружение, нарушение сознания, обморок и судороги. Однако при выраженной гиперкапнии (снижении PaCO2 ниже 20 мм рт. ст.) мозговой кровоток больше не уменьшается, что связано с ишемией тканей и выработкой лактата, оказывающего местное вазодилятирующее действие. Действие гипокапнии на мозговой кровоток кратковременно, при сохраняющейся гипокапнии её эффект снижается уже через 24 часа, что объясняется развитием компенсаторных реакций в ЦСЖ. Развивающийся компенсаторный метаболический ацидоз (снижение концентрации бикарбоната в спинномозговой жидкости и веществе мозга) вызывает вазодилятацию.
Сосудосуживающее действие респираторного алкалоза не ограничивается головным мозгом – при острой гипокапнии наблюдается повышение ОПСС, спазм коронарных сосудов. Ухудшение кровоснабжения тканей вследствие сдвига КДО влево и повышения ОПСС ведёт к гипоксии, что сопровождается ростом продуктов анаэробного гликолиза – лактата.
Диагностика респираторного алкалоза.
Среди больных отделения интенсивной терапии респираторный алкалоз является самым частым нарушением кислотно-основного состояния. Это, по всей видимости, связано как со стрессовым состоянием и катехоламиновой гипервентиляцией потенциальных «клиентов» ОИТР, так и с непосредственной причиной из табл. 12, большинство из которых уже являются самостоятельными показаниями для госпитализации в палаты интенсивной терапии.
Респираторный алкалоз не столько опасен, сколько причина, которая его вызывает. Тщательная дифференциальная диагностика позволяет выявить состояние, приведшее к гипервентиляции (см. табл. 12).
Согласно уравнению Гендерсона-Хасельбальха, уровень pH определяется соотношением HCO3-/CO2. Респираторный алкалоз приводит к снижению PaCO2, то есть увеличению соотношения HCO3-/CO2. Компенсаторная реакция организма для поддержания стабильного значения pH направлена на снижение концентрации бикарбоната в крови.
Быстрая адаптационная реакция вызывает перемещение бикарбоната в клетки. Через 2-6 часов наступает почечная компенсация, проявляющаяся снижением реабсорбции бикарбоната. Существует определённая зависимость между степенью гипокапнии и уровнем бикарбоната в крови:
Острый респираторный алкалоз вызывает снижение HCO3- на 2 мэкв/л на каждые 10 мм рт. ст. PaCO2 ниже 40 мм рт. ст.
Хронический респираторный алкалоз вызывает снижение HCO3- на 4-5 мэкв/л на каждые 10 мм рт. ст. PaCO2 ниже 40 мм рт. ст.
Концентрация бикарбоната в крови при респираторном алкалозе редко опускается ниже 12 мэкв/л. Если HCO3- ниже 12 мэкв/л, необходимо исключить сопутствующий метаболический ацидоз.
Диагноз респираторного алкалоза ставиться на основании pH > 7,45 и PaCO2 < 35 мм рт. ст. Такие изменения характерны при остром респираторном алкалозе. При хроническом алкалозе pH будет в пределах нормы за счет присоединившегося компенсаторного метаболического ацидоза, то есть будет наблюдаться смешанное нарушение КЩС. Рост анионной разницы при респираторном алкалозе, особенно при остром, является не редкостью и объясняется накоплением органических кислот вследствие гипоксии или нарушения периферического кровообращения. Следует убедиться, что респираторный алкалоз не является компенсаторной реакцией на имеющийся метаболический ацидоз.
При респираторном алкалозе актуальный бикарбонат (AB) будет всегда ниже стандартного (SB).
Детальная диагностика смешанных нарушений КЩС, включая расчет прогнозируемого pH, приведена в разделе 5.1.
Лечение респираторного алкалоза.
Лечение респираторного алкалоза направлено на устранение лежащего в основе процесса – первопричины.
Применение кислых растворов (HCl или NH4Cl) показано только при тяжелой алкалемии с pH > 7,6.
При быстрой коррекции хронического респираторного алкалоза и стабилизации PaCO2 на нормальном уровне возможно развитие метаболического ацидоза, так как компенсаторно сниженный уровень бикарбоната останется «неприкрытым».
Пациентам, находящимся на ИВЛ должны быть внесены коррективы в режим вентиляции. В первую очередь уменьшается дыхательный объем (tidal volume), затем, при отсутствии эффекта – уменьшение частоты аппаратных вдохов. Цель оптимизации режима ИВЛ – уменьшение МОД. Если частота собственных дыхательных попыток больного превышает число аппаратных вдохов, необходима адекватная седация и, при необходимости, анальгезия.