Основные понятия кислотно-основного состояния. Буферные системы крови, страница 2

Накопление или уменьшение количества СО₂ существенно влияют на кислотно-основное состояние. СО₂ физически растворяется в плазме крови. После растворения СО₂ вступает в химическую реакцию, в которой вода и двуокись углерода взаимодействуют и образуют угольную кислоту

СО₂ + Н₂О <->H₂CO₃ (уравнение 3)

Хотя сама СО₂ не кислота, но она является предшественником угольной кислоты (уравнение 3), которая диссоциирует на ион водорода (Н⁺) и ион бикарбоната (НСО₃^-- ).

Н₂СО₃ <-> Н⁺ + НСО₃^-- (уравнение 4)

Н₂СО₃ является слабой кислотой, а НСО₃^-- достаточно активным анионом. Таким образом, в результате физического растворения СО₂ в плазме меняется рН_а. Так как растворение СО₂ сразу  же сопровождается образованием угольной кислоты, то накопление СО₂ приводит к ацидозу. Поэтому при гиповентиляции развивается дыхательный ацидоз. При гипервентиляции СО₂ избыточно удаляется из организма и пополняется из нестойкой Н₂СО₃. В свою очередь происходит смещение уравнения 4 влево в сторону образования угольной кислоты. В результате снижается концентрация Н⁺, увеличивается рН, развивается дыхательный алкалоз.

Схематически физиологическое  системы двуокись углерода/бикарбонат можно изобразить в виде физического аналога сообщающихся сосудов с перетекающими жидкостями ( рисунок 3 ).

Рис. 3. Физический аналог равновесия системы СО₂ / НСО₃^--.

Уровень жидкости во всех отделах при равновесном состоянии постоянен. При изменении уровня жидкости в одном из отделов в других уровень будет стремиться к новому равновесию со скоростью, пропорциональной диаметру переходных трубок.

При устойчивом состоянии уровень жидкости одинаков в отделах СО₂ - газ, СО₂ - жидкость, Н₂СО₃ и ([Н⁺] х [НСО₃^--]). Повышение (снижение) уровня жидкости в любом из сосудов приведет с большей или меньшей скоростью к выравниванию уровня в других,

Определение р_аСО₂ клинически используется как индекс, отражающий дыхательный компонент кислотно-основного состояния.

НСОз^--.

Концентрация бикарбоната [НСО₃^--] выражается в ммоль/л. Как следует из рисунка 3, произведение [Н⁺] х [НСО₃^--] постоянно по отношению к уровню СО₂ в альвеолярном воздухе, СО₂ растворенном в плазме и концентрации Н₂СО₃ в крови. Уравнение 2 для диссоциации угольной кислоты будет иметь вид:

РН=НСО₃ / Н₂СО₃

Следовательно, при повышении концентрации НСО₃^-- концентрация Н⁺ должна уменьшаться, а рН будет увеличиваться, что приводит к сдвигу в сторону алкалоза. Снижение НСО₃^-- будет приводить к уменьшению рНа и к ацидозу. Концентрацию бикарбоната можно использовать в качестве показателя «метаболического компонента» КОС.

Нормальная концентрация НСО₃^-- составляет 22 - 26 ммоль/л.

Хотя кроме бикарбонатного буфера в крови присутствуют другие основания и кислоты, тем не менее соотношение НСО₃^_ / Н₂СО₃ характеризуется высокой чувствительностью и динамичностью и способно отражать суммарные изменения системы кислоты/основания.

При оценке бикарбоната с помощью анализаторов регистрируют 2 показателя - истинный (актуальный) бикарбонат и стандартный бикарбонат.

Истинный бикарбонат (HCO₃^--act).

 Уравнение Гендерсона-Гассельбаха (уравнение 1 ) для концентрации иона бикарбоната решается следующим образом:

lg[HCO₃-] = рН + lg (рСО₂ х 0,0307) - 6,105 (уравнение 7)

Расчет на основе этого выражения был рекомендован Международной Федерацией Клинической Химии (IFCC) для использования в клинико-диагностических исследованиях. Рассчитанная по уравнению 7 концентрация бикарбоната эквивалентна его активности в воде плазмы, так как рН и рСО₂ измеряются для воды плазмы. Для истинной плазмы могут быть определенные отклонения [НСО₃^_ ], если в ней увеличено содержание липидов и белков. Правильнее использовать рассчитанные значения, чем непосредственно измеренные, так как нужно использовать комплекс показателей характеристики КОС, а они определяются приборами для воды плазмы.

Стандартный бикарбонат (HCO₃^_std).