Кислотно-щелочное равновесие (КЩР) — определенное соотношение активных масс водородных и гидроксильных ионов.

Концентрация ионов водорода [Н⁺] в клетках и биологических жидкостях является одним из важных факторов обеспечения гомеостаза, так как величина [Н⁺] во внеклеточной жидкости существенно влияет на многие жизненно важные свойства:

• активность ферментов;
• физико-химическое и структурное состояние мембран;
• способность гемоглобина связывать кислород;
• чувствительность рецепторов к биологически активным веществам;
• возбудимость и проводимость нервных структур и ряд других.

Отклонение ионов водорода от оптимального диапазона обусловливает нарушения метаболизма и функций клеток тканей и органов (вплоть до их гибели).

Сдвиг показателя pH в диапазоне ±0,1 обусловливает расстройства дыхания и кровообращения; в диапазоне ±0,3 — потерю сознания, нарушение гемодинамики и вентиляции легких; в диапазоне ±0,4 и более — чреват гибелью организма.

Концентрация ионов водорода в биологических жидкостях определяет их КЩР. pH жидких сред организма зависит от содержания в них органических и неорганических кислот и оснований (щелочей). Условно за норму принята величина pH 7.39.

Кислота — вещество, которое в растворе является донором протонов.

Щелочь (основание) — вещество, являющееся в растворе акцептором протонов.

ПОКАЗАТЕЛИ КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНОГО РАВНОВЕСИЯ

Оценка КЩР и его изменений проводится с учетом нормального диапазона его основных показателей, которые исследуют именно в плазме крови (табл. 2).

МЕХАНИЗМЫ УСТРАНЕНИЯ СДВИГОВ КЩР

В эволюции сформировались системные, хорошо интегрированные механизмы регуляции КЩР в норме и устранения сдвигов его при развитии патологии. В норме в организме образуются почти в 20 раз больше кислых продуктов, чем основных. В связи с этим в нем преобладают системы, обеспечивающие нейтрализацию, выведение и секрецию избытка соединений с кислыми свойствами. К этим системам относятся химические буферные системы и физиологические механизмы.

Таблица 2. Показатели кислотно-щелочного равновесия (сводные данные)

Химические буферные системы представлены в основном бикарбонатным, фосфатным, белковым и гемоглобиновым буферами. Эти буферные системы начинают действовать сразу же при увеличении или снижении [Н⁺]. Буферы крови, например, способны устранить умеренные сдвиги КЩР в течение 10—40 с.

Физиологические механизмы. Наряду с мощными и быстродействующими химическими системами в организме функционируют органные механизмы компенсации и устранения сдвигов КЩР. Для их реализации и достижения необходимого эффекта требуется больше времени — от нескольких минут до нескольких часов. К наиболее эффективным механизмам регуляции КЩР относят процессы, протекающие в легких, почках, печени и желудочно-кишечном тракте.

ТИПОВЫЕ ФОРМЫ НАРУШЕНИЙ КЩР

Типовые формы нарушений КЩР дифференцируют по нескольким критериям.

По направленности изменения pH выделяют две типовые формы нарушений КЩР: ацидоз и алкалоз.

Ацидоз характеризуется избытком в организме кислот. В крови наблюдается повышение [Н⁺] и уменьшение pH ниже нормы. Алкалоз характеризуется избытком в организме щелочей.

Причины расстройств КЩР.

Эндогенные (внутренние) причины изменений КЩР являются наиболее частыми и значимыми в клинической практике. Как к ацидозам, так и к алкалозам ведут расстройства функций сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем, почек, печени, системы крови, нарушения обмена веществ в органах и тканях.

Экзогенные (внешние) причины нарушений КЩР заключаются, как правило, в избыточном поступлении в организм веществ кислого или щелочного характера. Чаще всего это:

• лекарственные препараты, которые образуют в процессе их распада ионы водорода (например, салицилаты; растворы для искусственного питания, содержащие кислые вещества: NH4Cl, аргинин — НС1, лизин — НО и др.);
• токсичные вещества, например метанол, этиленгликоль, соляная кислота;
• продукты питания. Так, использование продуктов, содержащих соляную кислоту, сопровождается поступлением в межклеточную жидкость и кровь НС1, диссоциирующей на ионы Н⁺ иСП. Потребление в большом количестве щелочных минеральных вод, молока может обусловить развитие алкалоза.

По степени компенсированности изменения КЩР выделяют компенсированные и некомпенсированными нарушения КЩР.

Компенсированными сдвигами КЩР являются такие, при которых pH крови не отклоняется за пределы диапазона нормы: 7,35— 7,45. При этом за «среднюю» («нейтральную») величину условно принимают 7,39. В связи с этим отклонения pH в диапазонах:

• 7,38—7,35 обозначают как компенсированный ацидоз,
• 7,40—7,45 — как компенсированный алкалоз.

Некомпенсированными нарушениями КЩР называют такие, при которых pH крови выходит за диапазон нормы:

• при pH 7,34 и ниже говорят о некомпенсированном ацидозе;
• при pH 7.46 и выше — о некомпенсированном алкалозе.

По причинам и механизмам развития нарушения КЩР дифференцируют на газовые, негазовые и смешанные, или комбинированные, нарушения КЩР.

Газовые, или респираторные, расстройства КЩР характеризуются первичным изменением содержания в организме СО₂ и как следствие — изменением концентрации угольной кислоты в соотношении [НСО₃]/[Н₂СО₃].

При газовом ацидозе знаменатель соотношения (т. е. концентрация угольной кислоты) увеличивается, при газовом алкалозе — уменьшается.

Негазовые или нереспираторные, нарушения КЩР характеризуются первичным изменением содержания гидрокарбоната в соотношении [НСО₃]/[Н₂СО₃].

При негазовых ацидозах числитель соотношения (т. е. концентрация гидрокарбонатов) уменьшается, а при негазовых алкалозах — увеличивается.

Причины нарушений КЩР:

• расстройства обмена веществ;
• нарушения экскреции кислых и основных соединений почками;
• потеря кишечного сока;
• потеря желудочного сока;
• введение в организм экзогенных кислот или оснований.

Виды негазовых нарушений КЩР обусловливают развитие следующих расстройств:

• Метаболические расстройства КЩР развиваются в результате нарушения обмена веществ, ведущего к накоплению в организме избытка либо кислых либо основных валентностей.
• Выделительные формы нарушений КЩР являются следствием избыточной потери или задержки в организме кислых веществ или оснований. Это обусловлено нарушениями функции почек или желудочно-кишечного тракта.
• Экзогенные расстройства КЩР развиваются в результате попадания в организм веществ с кислыми или щелочными свойствами, например при избыточном употреблении продуктов питания или жидкостей, содержащих лимонную, яблочную, салициловую и другие кислоты или щелочи; при применении лекарств, включающих кислые или основные вещества, и т. п.