Кислотно-основное состояние – регуляция реакции жидкостей организма

КОС

Заведующая  кафедрой

Клинической  лабораторной диагностики 

д.м.н., доцент

Новикова И.А.

Понятие КОС

Кислотно-основное состояние (КОС, КЩС, КЩР) = Регуляция реакции жидкостей организма.

Зависит от соотношения кислот и оснований этих жидкостей. Характеризуется концентрацией ионов водорода.

рН (potenz hydrogen – сила водорода)  рН = -lg[Н+] (Serensen, 1909)

рН является одной из постоянных констант внутренней среды. 

Физиологическая норма - 7,4±0,04.

Диапазон совместимых с жизнью значений рН  - 7,4±0,4

РН венозной и артериальной крови,  различных биологических жидкостей, внутриклеточной жидкости  отличаются. В эритроцитах рН составляет 7,19±0,02.

8,0 <рН <6,8 несовместимо с жизнью.

Кислота – любая молекула или ион, обладающая способностью отдавать Н⁺. (Лоури,  Бренстедт,1923).

Пример: NH₄⁺→- H⁺→ NH₃ ; H₂PO₄^-→- H⁺→ H PO₄^-2

Основания – акцепторы H⁺.

Пример: HPO₄^-2, H СO₃^-, NH₃, prot^-(молекула белка).

 В организме существуют системы, обеспечивающие постоянство концентрации H⁺ путем выведения их избытка или задержки в организме H⁺  при их дефиците – буферные системы.

Буфер – это любая система, которая стремится противостоять изменению рН после добавления либо кислоты, либо щелочи. Присутствуют как внутри, так и вне клеток.

Буферные системы организма

n  Гидрокарбонатная (бикарбонатная) – 53% всей буферной емкости

n  Фосфатная

n  Гемоглобиновая

n  Протеинатная

Гидрокарбонатная – главная буферная система плазмы крови. Остальные опосредуют через нее свое влияние.

Принцип работы буферных систем

Буферные системы состоят из слабой кислоты (диссоциирует не полностью)  и сопряженного основания. Суть буферного действия системы: сильный электролит подменяется слабым.

Уравнение Гендерсона-Гассельбаха:

рН=рК +lg[щелочь] /[кислота]

рК – константа диссоциации, отражающая природу буферного раствора. Это то значение рН, которое создается в водном растворе при равенстве молярных концентраций щелочи и кислоты. рК протеинатного буфера – 7,4; фосфатного – 6,8; карбонатного – 6,1.

Механизм  действия 
бикарбонатной  системы

РН=рК +lg[H СO₃^-] /[ H₂ СO₃]

РН=рК” +lg[H СO₃^-] /[ СO₂] (Поскольку истинная концентрация H₂СO₃ незначительна и находится в прямой зависимости от концентрации растворенного СО₂)

Величина знаменателя определяется парциальным давлением углекислого газа в крови, а величина числителя  -  концентрацией бикарбонатов плазмы.

Механизм действия : 

при увеличении в крови количества кислых продуктов:  H⁺ + H СO₃^- = H₂ СO₃

при увеличении в крови ОH^-:

ОH^-  + H₂ СO₃ = H СO₃^- + Н₂О  

Гемоглобиновая  буферная  система

Представлена подсистемами:

n  КНв/ННв

_n  КНвО₂/ННвО₂

_n  ННв/нНвО₂

Регуляция  концентрации  бикарбоната
 и  выделения  H⁺  в  почках

Принцип  работы  гемоглобиновой буферной системы

Основные механизмы поддержания КОС в организме

n  Вне- и внутриклеточное буферирование (наиболее быстрый процесс – несколько минут)

n  Респираторная регуляция путем изменения частоты и глубины дыхания (наступает в течение 3-5 часов, максимально через 12-24 часа)

n  Почечная (метаболическая) регуляция (проявляется через 6-18 часов, максимально 5-7 дней)

Нарушения  кислотно-основного баланса

Ацидоз – повышение сверх нормальных концентрации H⁺

Алкалоз – понижение H⁺

В зависимости от причин формирования:

v Респираторный (газовый)  ацидоз или алкалоз

v Нереспираторный (метаболический) ацидоз или алкалоз

В зависимости от степени изменения рН:

v Компенсированный 7,35-7,45

v Субкомпенсированный ( 7,35-7,25 – ацидоз, 7,45-7,55 – алкалоз)

v Декомпенсированный ( <7,25 – ацидоз, >7,55  - алкалоз)

Методы   исследования   КОС

Специальные газоанализаторы. Прямым методом измеряют рН (потенциометрия) и рСО₂ (полярография), температуру и барометрическое давление. Затем автоматически производится расчет остальных показателей.

Обозначение основных показателей:

рН – актуальное (истинное) рН артериальной, капиллярной или венозной крови, определенной без доступа воздуха при температуре 37⁰С  - 7,4±0,04.

рСО₂ - актуальное рСО₂ артериальной, капиллярной или венозной крови, определенной без доступа воздуха при температуре 37⁰С (в мм.рт.ст., Па)  4,5 – 6,0 кПа (40±5 мм.рт.ст).

Показатели КОС (продолжение)

АВ – актуальное содержание бикарбоната в плазме, рассчитанное при истинном рСО₂ и истинном насыщении крови кислородом, 22-28 ммоль/л

SВ – стандартный бикарбонат, рассчитанное содержание бикарбоната в плазме при насыщении крови кислородом =100%, рСО₂ = 40 мм рт.ст. и при температуре 37⁰С, ммоль/л 21,7-24,3 ммоль/л.

(ВЕ-В) – рассчитанный истинный избыток оснований, ммоль/л

(ВЕ-ЕСF) – рассчитанный стандартный избыток оснований во всей внеклеточной жидкости,  ±2,3 ммоль/л

Показатели  КОС  (продолжение)

ТСО₂ – рассчитанная общая концентрация углекислого газа, представляющая собой все формы, в виде которых он находится в организме (газ, HСO₃^-, связанный с белками и т.д.) 24-33 ммоль/л

ВВ – буферные основания – сумма ионов бикарбоната и анионов белков в цельной крови (опред. Путем титрования до изоэлектрической рН белков при рСО₂=0.  45-50 ммоль/л

Исследование КОС.
Преданалитический этап.

Материал: артериальная, венозная или капиллярная кровь. Лучше всего - артериальная. Показатели в венозной крови менее стабильны, чем в артериальной. Показатели в капиллярной крови близки к показателям артериальной.

Требования при взятии материала:

Руку пациента (для венозной крови) согреть около 20 мин при 45⁰С.

Застой крови должен быть минимальным.