Регуляция кислотно-основного состояния

Регуляция КОС осуществляется двумя главными путями: физиологическими системами (легкие и почки) и буферными системами. Системы регуляции КОС в большей степени ориентированы на коррекцию ацидоза, так как в здоровом организме существует постоянная тенденция к некоторому ацидозу, и при нормальном течении физиологических процессов алкалоз практически никогда не развивается. Именно поэтому организм значительно тяжелее переносит алкалоз, чем ацидоз, по той же причине и лечение алкалоза представляет гораздо бóльшие трудности, чем лечение ацидоза.
^

Физиологические системы регуляции КОС

Легкие

Легкие регулируют так называемый респираторный компонент КОС. Одним из процессов внешнего дыхания, происходящих в легких, является вентиляция. Ее интегральным показателем является pCO₂, который ею и регулируется. При необходимости снизить концентрацию протонов развивается гипервентиляция (как описано в разделе, посвященном ОДН, дыхательный центр реагирует на pH ликвора), что приводит к снижению количества CO₂ в крови, и, следовательно, к снижению концентрации H₂CO₃ (CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO ), которая, как любая кислота, является донатором протонов. При недостатке протонов, наоборот, развивается гиповентиляция, и CO₂ накапливается, что увеличивает содержание H₂CO₃. Чтобы нивелировать сдвиги КОС, легким обычно требуется от 1 до 3 минут.

 

Почки

Почки регулируют метаболический компонент КОС. Роль почек в регуляции КОС сводится к усилению или замедлению выведения H⁺ или оснований в зависимости от [H⁺]. При сдвиге в кислую сторону ускоряется выведение протонов и задерживается выведение оснований, при сдвиге в основную сторону наблюдается обратная картина. Основным механизмом поддержания pH являются реабсорбция Na⁺ и секреция H⁺ клетками почечных канальцев. Этот механизм реализуется с помощью следующих процессов.

I. Реабсорбция натрия при превращении Na₂HPO₄ в NaH₂PO₄. Это превращение обусловлено избирательным всасыванием канальцевыми клетками Na⁺, взамен которого выделяется ион водорода. Последний в составе NaH₂PO₄ и выводится с мочой. Реабсорбированный Na⁺ замещает выделенный H⁺ в молекуле угольной кислоты (H₂CO₃), превращая ее в гидрокарбонат натрия (NaHCO₃), увеличивая запас буферных оснований (см. далее).

II. Образование H₂CO₃ из гидрокарбонатов в просвете канальцев. В клетках канальцев под влиянием карбоангидразы протекает реакция CO₂ + H₂O → H₂CO₃. Затем H₂CO₃ → H⁺ + HCO , и H⁺ выделяется в просвет канальца, где замещает Na⁺ в NaHCO₃, так как Na⁺ реабсорбируется из просвета в клетки канальцев. Таким образом, в просвете образуется угольная кислота, распадающаяся на CO₂ и H₂O, которые и выводятся из организма.

III. Образование аммиака. Основной источник аммиака — дезаминирование глутамина и глутаминовой кислоты. Образовавшийся аммиак связывает H⁺ и покидает организм в виде NH₄Cl.

Эти механизмы направлены на выведение H⁺. При алкалозе же протоны задерживаются клетками канальцев, а HCO не реабсорбируется и выделяется с мочой.

Для нивелирования сдвигов КОС почкам требуется, в отличие от легких, значительное время — 10-20 часов.

Определенный вклад в регуляцию КОС вносят печень и ЖКТ. В печени происходит окисление недоокисленных продуктов и образование из аммиака и NH₄Cl мочевины. С желчью печень выделяет избыток кислых или основных продуктов. ЖКТ поддерживает КОС главным образом за счет регуляции ВЭО, который тесно связан с КОС (см. далее).

^

 

Кислотно-основное состояние (КОС) и его нарушения

 

Почему это важно?...

 

 

Что такое «норма»?...

 

 

Как это обеспечивается?

 

 

Кислоты и основания по J.N. Brønsted’у (1879-1947):

 

 

Как работает буфер?

 

 

Уравнение H.H. Henderson- K.A. Hasselbalch

 

 

Легкие: элиминация СО2

 

 

Почки: регуляция рН мочи

 

 

Номограмма Davenport: принцип

 

 

Номограмма Davenport: норма

 

 

pH¯, PaCO2­, AB­ -?

 

 

pH­, PaCO2­, AB­ -?

 

 

pH¯, PaCO2¯, AB¯ -?

 

 

pH­, PaCO2¯, AB¯ -?

 

 

pH¯, PaCO2­, AB¯ -?

 

 

pH­, PaCO2¯, AB­ -?

 

 

pH - N, PaCO2­, AB­ -?

 

 

pH - N, PaCO2¯, AB¯ -?

 

 

Все возможные случаи…

 

 

Номограмма Davenport