Глава 6. Таблица 6.1. Нормальные величины параметров кислотно-основного состояния организма. Легкие выступают эффектором системы главного буфера внеклеточной жидкости, осуществляя экскрецию углекислого газа и вызывая сдвиг реак­ции системы бикарбонатного

Глава 6

НАРУШЕНИЯ КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО СОСТОЯНИЯ

Концентрацию протонов во внеклеточной жидкости и в жидкой части плазмы крови ([Н⁺]) физиологические системы удерживают на уровне, ко­торый можно признать исключительно низким (40 нмоль/л) относительно массивного высвобождения ионов водорода в клетки и во внутреннюю сре­ду (7x10⁷ наномолей^[3] каждый день). При обычном полноценном питании высвобождение протонов в клетки и во внутреннюю среду организма со­ставляет 1 ммоль/кг массы тела в день, что в 10⁶ раза превышает общее со­держание протонов во внеклеточной жидкости.

Свободные ионы водорода связываются буферными системами: 40 % всех высвобождаемых ионов водорода нейтрализует главная внеклеточная буферная система угольной кислоты и гидрокарбоната натрия, а 60 % - внут­риклеточные буферные системы. После взаимодействия протона с буфер­ной системой он переходит во временное состояние связывания и нейтра­лизации. Буферные системы - это первая защитная линия в противодействии постоянной тенденции к закислению клеток и внутренней среды. Для под­держания нормального кислотно-основного состояния необходима элими­нация протонов из форм их временного связывания во внешнюю среду.

Легкие выступают эффектором системы главного буфера внеклеточной жидкости, осуществляя экскрецию углекислого газа и вызывая сдвиг реак­ции системы бикарбонатного буфера вправо:

н⁺ + нсо ₃ = н ₂ со ₃ = н₂о + со ₂

Почки восполняют потери бикарбонатного аниона, метаболизируя глю­тамин, синтезируемый печенью, с образованием бикарбонатного аниона и одновременной экскрецией > Ш₄⁺. Физиологическая система, поддержи­вающая на нормальном уровне концентрацию протонов во внеклеточной жидкости, для достижения своего конечного полезного приспособитель­ного результата объединяет в качестве эффекторов легкие, почки и печень (схема 6. 1).

Для удержания [Н⁺] в нормальных пределах необходима соответствую­щая нейтрализации свободных ионов водорода регенерация бикарбонатных анионов почками.

Кислотно-основное состояние больного характеризуют величины трех его параметров:

♦ концентрация протонов во внеклеточной жидкости ([Н⁺]);

♦ содержание в ней бикарбонатного аниона ([НС0₃]);

♦ напряжение углекислого газа в артериальной крови (РаС0₂).

Схема 6. 1. Взаимосодействие эффекторов при удержании [Н*] во внеклеточной жидкости в нормальных пределах

 

Функциональную связь между ними отражает уравнение Гендерсона- Гассельбаха:

[Н⁺](нмоль/л)=23, 9хРаСО_г(мм рт. ст. )/[НС0₃'] (ммоль/л).

В состав желудочного содержимого каждые сутки попадают 150 ммоль протонов. Секреция протонов в просвет желудка сопровождается эквива­лентной генерацией гидрокарбонатного аниона и его поступлением во вне­клеточную жидкость. Тонкая кишка и поджелудочная железа секретируют бикарбонатные анионы, тем самым нейтрализуя протоны в просвете желу­дочно-кишечного канала. В физиологических условиях те бикарбонатные анионы, которые не нейтрализуют протоны, поступившие в кишечник из желудка, реабсорбируются в кровь.

Потери кислого содержимого усиливают образование бикарбонатного аниона в эпителиоцитах желудка. Это повышает [НС0₃ ]. Потери содержи­мого кишечника (диарея, кишечные свищи и др. ) уменьшают реабсорбцию бикарбонатного аниона из просвета желудочно-кишечного канала. Это сни­жает [НС0₃].

Микроорганизмы в просвете кишечника могут перерабатывать пита­тельные вещества таким образом, что вызывают патологические измене­ния [НС0₃ ] и [Н⁺]. Образование ими не усваиваемых организмом органи­ческих кислот служит причиной метаболического ацидоза. Полное окисление в ходе жизнедеятельности микроорганизмов органических ани­онов из состава пищи до углекислого газа и воды ведет к аккумуляции в просвете кишечника бикарбонатного аниона, что вызывает метаболичес­кий алкалоз.

Для оценки кислотно-основного состояния необходимо определение четырех его параметров (табл. 6. 1).

Таблица 6. 1

Нормальные величины параметров кислотно-основного состояния организма

Параметр кислотно-основного состояния		Пределы нормальных колебаний
[Н1 (pH)			40±2 нмоль/л (7, 40±0, 02)
РаС02			404: 3 мм. рт. ст.
[НСО, ]			24±2 ммоль/л
Анионный пробел плазмы			12±2 мэкв/л
			Таблица 6. 2
Связь между pH и			//77
pH 7, 0 7, 1	7Д	7, 3	7, 4 7, 5 7, 6 7, 7
[Н+], ммоль/л 100 79			40 32 25 20

Таблица 6. 3

 

Компенсаторные реакции в ответ на нарушения кислотно-основного состояния

Ненарушенная компенсаторная реакция физиологичеких систем

 

Метаболический ацидоз

Метаболический алкалоз

Острый респираторный ацидоз

Хронический респира­торный ацидоз

Острый респираторный алкалоз

Хронический респира­торный алкалоз

Снижение [НС0₃] на 1 ммоль/л от уровня в 25 ммоль/л приводит к падению РаС0₂ на 1 мм рт. ст. от 40 мм рт. ст. Рост [НС0₃] на 1 ммоль/л от уровня в 25 ммоль/л приводит к подъему РаС0₂ на 1 мм рт. ст. от 40 мм рт. ст. Возрастание РаС0₂ на 1мм рт. ст. повышает [Н~] на 0, 77 нмоль/л. Для возвращения [Н ~] к исходному нормаль­ному уровню [НС0₃] возрастает на 1 ммоль/л от 25 ммоль/л

Рост Ра00₂ на 1мм рт. ст. увеличивает [Н⁺] на 0, 32 нмоль/л.

Для востановления нормальной [Н " ] [НС0₃] растет на

03 ммоль/л от 25 ммоль/л

Уменьшение РаС0₂ в два раза ведет к снижению

[НС0₃ ] на 2, 5 ммоль/л

Снижение РаС0₂ на 10 мм рт. ст. от уровня в 40 мм рт. ст. ведет к снижению [НС0₃ ] на 5 ммоль/л

 

Клинический опыт исследований кислотно-основного состояния (КОС) и коррекции его нарушений позволил считать, что концентрация водород­ных ионов во внеклеточной жидкости и жидкой части плазмы - это более информативный показатель, чем производная [Н⁺], отрицательный десятич­ный логарифм концентрации водородных ионов (pH). Например, при сни­жении pH на три десятых от 7, 4 до 7, 1 [Н⁺] возрастает почти в два раза (табл. 6. 2). Кроме того, определение концентрации протонов, а не pH, по-

зволяет более точно дозировать инфузию растворов, содержащих протоны или бикарбонатные анионы, которую производят для возвращения [Н⁺] в нормальные пределы.

Выделяют четыре основных вида нарушений кислотно-основного состо­яния: метаболический ацидоз, метаболический алкалоз, респираторный ацидоз, респираторный алкалоз.

Метаболический ацидоз - это подъем [Н⁺] и снижение [НС0₃]. Метабо­лический алкалоз - падение [Н⁺] и рост [НС0₃]. Респираторный ацидоз - это подъем [Н⁺] вследствие роста РаС0₂, а респираторный алкалоз - паде­ние [Н⁺] вследствие снижения РаС0₂.

Патологические сдвиги концентрации протонов во внеклеточной жид­кости и плазме крови вызывают реакции физиологических систем (табл. 6. 3), которые направлены на возвращение [Н⁺] в нормальные пределы, что дос­тижимо только при хроническом респираторном алкалозе.

МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ АЦИДОЗ

Метаболический ацидоз - это патологическое состояние, которое ха­рактеризуют рост во внеклеточной жидкости и жидкой части плазмы крови концентрации протонов ([Н*]) и снижение в них содержания бикар- бонатного аниона ([НСО_} ]). К метаболическому ацидозу приводят задер­жка в организме сильно диссоциирующих кислот и (или) потеря им бикар- бонатного аниона. Для идентификации основного звена патогенеза метаболического ацидоза необходимо определить анионный пробел плазмы.

Число анионов всегда равно числу катионов как в клеточной, так и во внеклеточной жидкости. Если из величины содержания во внеклеточной жидкости и жидкой части плазмы их главного одновалентного катиона на­трия (Р*1а⁺]) вычесть общее в них содержание главных одновалентных ани­онов, хлоридного ([С1'])и бикарбонатного ([НС0₃ ]), то мы получим значе­ние анионного пробела плазмы (АПП):

АПП = [ГЧа⁺] - ([С1 ] + [НСОЗ ]).

АПП - это различие между общим содержанием катионов во внекле­точной жидкости и жидкой части плазмы с вычетом из нее [№⁺] и суммар­ной концентрацией в них анионов без [НСОЗ ] и концентрации во ВнЖ и плазме хлоридного аниона ([СГ]). АПП можно определить как различие между общим содержанием во внеклеточной жидкости и жидкой части плаз­мы катионов кальция, калия и магния, и суммарной концентрацией в них сульфатного, фосфатных, альбуминового и органических анионов.

Во внеклеточной жидкости в силу внутренних или внешних причин в результате диссоциации кислот одновременно могут расти содержание про­тонов и концентрация анионов. При этом 1 ммоль эндо- или экзогенной орга­нической кислоты диссоциирует с высвобождением 1 ммоль протонов и

Таблица 6. 4 Этиопатогенетическая классификация метаболического ацидоза С ростом АПП Без роста АПП Лактатный ацидоз Кетоацидоз Вследствие почечной недоста­точности В результате интоксикации Как следствие абсорбции орга­нических кислот из просвета кишечника Вследствие потерь натрия бикарбоната: - прямых, из просвета желудочно-кишечного канала или с мочой; - непрямых, в результате низкого содержания в моче N1^ или повышенной ренальной экскреции органи­ческих анионов Как результат разведения натрия бикарбоната во вне­клеточной жидкости

 

1 ммоль аниона. На нейтрализацию 1 ммоль протонов уходит 1 ммоль би- карбонатного аниона. На место этого ммоль бикарбонатного аниона во вне­клеточной жидкости приходит ммоль органического аниона диссоциирую­щей кислоты. В результате, несмотря на то, что общее содержание анионов во внеклеточной жидкости остается неизменным, АПП становится на 1 ммоль больше. Поэтому рост АПП выше верхнего предела нормальных колебаний (10-14 ммоль/л) свидетельствует о повышенном высвобожде­нии или поступлении извне во внутреннюю среду эндо- или экзогенных дис­социирующих кислот как о причине метаболического ацидоза. Если АПП при метаболическом ацидозе не растет, то его причина - потеря организ­мом бикарбонатного аниона.

Содержание альбуминовых анионов во внеклеточной жидкости и плаз­ме при нормальной концентрации белка в крови составляет 12 ммоль/л. Гипоальбуминемия уменьшает АПП без нарушений кислотно-основного состояния. Поэтому у больных с гипоальбуминемией диссоциация органи­ческих кислот в клетках и во внеклеточной жидкости ведет к метаболичес­кому ацидозу при АПП в «нормальных» пределах.

Этиопатогенетическая классификация метаболического ацидоза выделя­ет два его вида: метаболический ацидоз с увеличенным АПП и метаболичес­кий ацидоз с нормальным АПП (табл. 6. 4). Наиболее частая причина лак- татного метаболического ацидоза - это недостаточный транспорт в клетку кислорода вследствие артериальной гипоксемии, нарушений системного и периферического кровообращения. Накопление лактата в цитозоле клеток всех тканей происходит только при замедлении трансформации лактата в пируват, которая невозможна без сопряженного с ней окисления восстановленной фор­мы никотинамидадениндинуклеотида (НАДН). Гипоксия через падение на­пряжения кислорода в митохондриях ведет к накоплению в них НАДН, что блокирует передачу протона от восстановленной формы НАДН в цитозоле к ее окисленной форме в митохондриях. Это повышает содержание НАДН в цитозоле и ведет к накоплению в клетке молочной кислоты. Концентрация молочной кислоты в клетке растет вследствие блокады ее трансформации в пируват, обусловленной угнетением или прекращением окисления НАДН. Вто­рой непосредственной причиной роста содержания лактата в цитозоле кле­ток может быть аккумуляция в них пировиноградной кислоты.

Лактатный ацидоз, связанный с гипоксией, называют лактатным аци­дозом типа А. Острая респираторно-циркуляторная гипоксия может приво­дить к высвобождению во внутреннюю среду протонов со скоростью 60 ммоль/мин, чему не в состоянии противостоять система бикарбонатного буфера внеклеточной жидкости. В этой связи острый лактатный ацидоз можно считать одним из основных механизмов необратимости тяжелого шока и клинической смерти. Локальная ишемия не приводит к лактатному ацидозу типа А, так как одновременно с прекращением доставки в клетки кислорода в них перестает поступать глюкоза как предшественник молоч­ной кислоты на пути ее синтеза. Кроме того, печень трансформирует мо­лочную кислоту, высвобождаемую локальным очагом ишемии, в глюкозу.

Лактатный ацидоз типа Б - это следствие повышенного высвобождения молочной кислоты печенью. Его может вызвать угнетение трансформации лактата в глюкозу гепатоцитами на уровне всей печени при печеночной не­достаточности. Лактатный ацидоз может быть следствием недостатка в орга­низме тиамина, обусловленного витаминным голоданием или алкоголизмом. Дефицит тиамина приводит к лактатному ацидозу через угнетение утилиза­ции пирувата на путях обмена веществ. Аналогичным образом ведут к лак­татному ацидозу типа Б наследственные нарушения обмена веществ: непе­реносимость фруктозы и недостаточная активность некоторых ферментов, участвующих в глюконеогенезе. Отравление этанолом через его интенсив­ную переработку в печени ведет к накоплению в цитозоле гепатоцитов НАДН, что увеличивает образование лактата.

Опухоли печени при определенной распространенности поражения ее паренхимы уменьшают очищение плазмы крови от лактата печенью, вызы­вая лактатный ацидоз типа Б. Злокачественные новообразования другой локализации ведут к лактатному ацидозу типа Б, высвобождая метаболиты, которые угнетают глюконеогенез в печени. К ним в частности относят ме­таболит триптофана, угнетающий активность ключевого фермента глюко- неогенеза, фосфоенолпируваткарбоксикиназы. Предположительно, злока­чественные опухоли большой массы образуют и высвобождают молочную кислоту столь интенсивно, что это превышает способность печени очищать плазму крови от лактата и ведет к метаболическому ацидозу.

Некоторые из бактерий в просвете желудочно-кишечного тракта могут трансформировать клетчатку, которую содержит пища, в органические кис­лоты. Образование органических кислот бактериями из клетчатки усилива­ют замедление прохождения пищевых масс по желудочно-кишечному кана­лу (слепые петли кишки, обструкция, непроходимость) и изменение состава кишечной флоры под влиянием терапии антибиотиками. В основном бакте­рии образуют из клетчатки О-изомер молочной кислоты. Так как организм человека метаболизирует этот изомер лактата медленнее, чем эндогенный Ь-изомер, то абсорбция О-изомера ведет к метаболическому ацидозу с уве­личенным АПП. Существующие способы определения концентрации лак­тата во внеклеточной жидкости и жидкой части плазмы крови ориентирова­ны на Ь-изомер, что затрудняет идентификацию этиологии метаболического ацидоза данного генеза. Одновременно с развитием метаболического аци­

доза бактериальный рост в просвете кишечника ведет к усиленному обра­зованию бактериями в ее просвете аминов, попадание которых в значитель­ных количествах в кровь вызывает угнетение сознания. Часть О-изомера лактата выводится из крови почками. Это обуславливает несоответствие между увеличением АПП и снижением концентрации бикарбонатного ани­она в плазме крови.

Выделяют два вида кетоацидоза:

1. При сохраненной способности бета-клеток поджелудочной железы образовывать и секретировать инсулин. При первом виде кетоацидоза он представляет собой следствие торможения или недостаточной стимуляции бета-клеток.

2. Вследствие патологических изменений бета-клеток (диабетический кетоацидоз).

К кетоацидозу первого вида приводит гипогликемия как причина угне­тения секреции инсулина. Одна из частых причин гипогликемии у боль­ных - это голодание, которое редко снижает содержание глюкозы в плазме крови до уровня более низкого, чем 3 ммоль/л. При метаболическом кетоа- цидозе как следствии голодания концентрация бикарбонатного аниона в плазме не падает ниже 18 ммоль/л, а ее анионный пробел не становится большим, чем 19 ммоль/л. При этом умеренно выраженном метаболичес­ком ацидозе внутривенное вливание глюкозы прекращает кетогенез и под­вергает обратному развитию метаболический ацидоз.

Если гипогликемия как причина кетоацидоза связана с нарушениями накопления и хранения гликогена в гепатоцитах, то она часто сочетается с низким уровнем глюконеогенеза в печени. При этом снижено образование глюкозы печенью из лактата. В результате метаболический ацидоз обуслов­лен как кетогенезом, так и диссоциацией молочной кислоты во внеклеточ­ной жидкости (лактатный метаболический ацидоз типа Б). Поэтому при та­ком патогенезе метаболического ацидоза, к развитию которого приводит действие двух механизмов, в отличие от кетоацидоза, вызванного голодани­ем, [НС0₃‘] часто ниже, чем 18 ммоль/л. Этиопатогенетическая терапия ос­новного заболевания, и внутривенное вливание растворов глюкозы в част­ности, устраняет кетоацидоз данного генеза.

Торможение секреции инсулина через возбуждение альфа-адреноре- цепторов бета-клеток поджелудочной железы обуславливают действие этанола как адреномиметика и побочный эффект лекарственных адрено- миметических средств. Кроме того, оно может быть следствием неспеци­фической защитно-патогенной стрессорной реакции в ответ на дефициты ОВнЖ и объема циркулирующей крови. Поэтому, если при отравлении этанолом частая и обильная рвота ведет к дефициту объема внеклеточной жидкости, то кетоацидоз вследствие отравления этиловым спиртом разви­вается быстрее. При такой этиологии кетоацидоза он может быть тяже­лым метаболическим ацидозом. У таких больных вследствие усиления гликогенолиза и глюконеогенеза в результате падения секреции инсулина часто выявляют гипергликемию. Внутривенное вливание им раствора глю­козы устраняет кетоацидоз, только если его причина - это гипогликемия.

Интенсивная терапия в основном сводится к внутривенному вливанию растворов натрия и калия хлорида, направленной на коррекцию дефици­тов ОВнЖ и калия в организме.

МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ АЦИДОЗ, СВЯЗАННЫЙ С ДИСФУНКЦИЯМИ

НА УРОВНЕ СЕГМЕНТОВ НЕФРОНА

Почечная недостаточность может приводить к метаболическому ацидо­зу с увеличением АПП. У здоровых людей и у пациентов с хронической почечной недостаточностью нормальное высвобождение протонов при ути­лизации аминокислот, поступивших в организм с пищей, составляет около 1 ммоль/кг массы тела за сутки. Это количество протонов нейтрализует эк­вивалентная масса гидрокарбонатного аниона. Потери гидрокарбонатного аниона из внеклеточной жидкости восполняет генерация новых анионов почками, сопряженная с образованием и экскрецией ЙН₄⁺. По мере прогрес­сирования хронической почечной недостаточности падают экскреция ЙН₄⁺ и образование почками бикарбонатных анионов. Снижение концентрации бикарбонатного аниона во внеклеточной жидкости и жидкой части плазмы ведет к метаболическому ацидозу. Одновременное снижение скорости клу­бочковой фильтрации служит причиной падения экскреции органических анионов, что повышает АПП. При этом рост АПП и снижение концентра­ции бикарбонатного аниона во внеклеточной жидкости относительно неза­висимы друг от друга и не находятся в прямой связи.

Почечный тубулярный ацидоз - это метаболический ацидоз при нор­мальном анионном пробеле плазмы и повышенной концентрации хлоридно- го аниона во внеклеточной жидкости и жидкой части плазмы крови, ко­торый представляет собой следствие несостоятельности почек как эффектора систем удержания концентрации протонов во ВнЖ в нормаль­ных пределах.

Если почки выделяют протоны с мочой недостаточно относительно их высвобождения в клетки и во внутреннюю среду, то развивается почечный тубулярный ацидоз.

В основе функции почек как эффектора систем удержания [Н⁺] в нормаль­ных пределах лежит активная секреция ионов водорода клетками тубулярно­го эпителия в просвет канальцев. Нормальная секреция протонов эпителио- цитами проксимальных сегментов нефрона - это необходимое условие ненарушенных реабсорбции бикарбонатного аниона, экскреции протонов в виде одноосновного фосфатного аниона (Н₂Р0₄‘, «титруемая кислотность мочи») и в виде > Ш₄⁺ с конечной мочой. При обратном поступлении бикарбо­натных анионов из просвета канальцев нефрона в плазму крови, ни один но­вый свободный ион водорода не высвобождается в клетки и вс внеклеточную жидкость. Если секреция протонов эпителиоцитами нормальна, то в конеч­ной моче практически нет бикарбонатного аниона. В этой связи появление

НС0₃ в конечной моче в значительных количествах (бикарбонатурию) сле­дует рассматривать как признак недостаточной секреции протонов в просвет почечных канальцев или результат компенсаторного усиления ренальной эк­скреции бикарбонатного аниона в ответ на развитие алкалоза.

Общее количество бикарбонатных анионов, которое из почек поступает в плазму крови и во внеклеточную жидкость, составляют:

♦ число бикарбонатных анионов, реабсорбируемых в проксимальных сегментах нефрона из ультрафильтрата в плазму, которое определяет величина секреции протонов клетками тубулярного эпителия;

♦ количество бикарбонатных анионов, которое образуется в почках при синтезе и экскреции КН₄⁺.

Основная масса протонов, которые поступают в просвет канальцев в ходе их активной секреции эпителиоцитами, попадает туда в проксимальных сег­ментах нефрона. В просвете канальцев проксимальных сегментов бикарбо- натные анионы из состава ультрафильтрата и активно секретируемые прото­ны образуют угольную кислоту. Угольная кислота в просвете канальцев служит субстратом карбоангидразы, которая ведет к распаду Н₂С0₃ на воду и угле­кислый газ. В результате возникает градиент напряжений углекислого газа между просветом канальцев и цитозолем их эпителиоцитов, и углекислый газ диффундирует в клетки тубулярного эпителия. В этих клетках карбоангидра- за образует угольную кислоту из воды и углекислого газа. Диссоциация обра­зованной в эпителиоцитах угольной кислоты ведет к высвобождению в них протонов и бикарбонатных анионов в количествах равных тем, которые зат­рачиваются на синтез угольной кислоты в просвете канальцев проксималь­ных сегментов. Все это заставляет определить поступление бикарбонатных анионов из просвета канальцев проксимальных сегментов в плазму крови как рециркуляцию, а не как реабсорбцию.

В проксимальных сегментах протоны секретируются в просвет каналь­цев в обмен на натриевые катионы. Катионы натрия мигрируют в эпителио- циты в силу градиента концентраций натрия между цитозолем эпителиоци­тов и просветом канальцев, в ультрафильтрате которых концентрация натрия выше. В этой связи ключевыми ферментами активной секреции протонов и рециркуляции бикарбонатного аниона в проксимальных сегментах нефрона следует признать натрий-калий-АТФазу базолатеральных мембран эпителио­цитов, которая перекачивает натрий в интерстиций почек, и карбоангидразу в просвете канальцев (рис. 6. 1).

Главная биологическая цель секреции протонов в проксимальных отде­лах нефрона - это обеспечение рециркуляции бикарбонатных анионов, ко­торая предотвращает их потерю с конечной мочой. В этих сегментах не­фрона эпителиоциты секретируют в сутки в просвет канальцев 4000 ммоль протонов, что позволяет возвратить в плазму эквивалентное количество бикарбонатных анионов. При нормальных содержании бикарбонатного ани­она в плазме (25 ммоль/л) и скорости клубочковой фильтрации, составляю­щей 180 л в день, за сутки в состав ультрафильтрата попадают 4500 ммоль бикарбонатного аниона, из которых 4000 возвращаются в плазму крови в ходе рециркуляции в проксимальных сегментах.

ЫаНСОз Рис. 6. 1. Активная реабсорбция натрия и секреция протонов в проксимальных сегментах нефрона (ПК - просвет канальца, БЛМ - базолатералльная мембрана эпителиоцита)

 

Если на организм больного оказывают действие лекарственные сред­ства, которые снижают активность карбоангидразы в просвете канальцев, то это тормозит реакцию распада угольной кислоты на углекислый газ и воду в просвете канальцев. Одновременно замедляется реакция образова­ния угольной кислоты из протонов и бикарбонатных анионов в просвете канальцев. В результате в просвете канальцев резко возрастает содержание протонов, что тормозит их секрецию.

Гипокалия (патологическое снижение общего содержания калия в орга­низме) и рост напряжения углекислого газа в интерстиции и клетках орга­низма повышают содержание протонов в эпителиоцитах канальцев. Это по­вышает трансмембранный перенос в просвет канальцев свободных ионов водорода в обмен на натрий. Метаболический алкалоз, снижая содержание протонов в эпителиоцитах, уменьшает их секрецию в просвет канальцев проксимальных сегментов.

Рост общего содержания натрия в организме через рост ОВнЖ может вызвать бикарбонатурию. Число бикарбонатных анионов, которые рецир­кулируют в проксимальных сегментах, при этом не снижается. Увеличение ОВнЖ повышает скорость клубочковой фильтрации (СКФ). Рост СКФ уве­личивает общее содержание бикарбонатных анионов в просвете канальцев проксимальных сегментов. Это обуславливает преобладание общего содер­жания НС0₃' в проксимальных канальцах над количеством протонов, кото­рые эпителиоциты секретируют в их просвет. Преобладание служит причи­ной бикарбонатурии. Таков один из механизмов бикарбонатурии у больных, которым вливают растворы гидрокарбоната натрия, тем самым увеличивая общее содержание натрия в организме.

Гиперкальциемия и патологически низкий уровень секреции парат-гор- мона увеличивают секрецию протонов в проксимальных отделах нефронов. Недостаточность секреции протонов в проксимальных сегментах как при­чина бикарбонатурии приводит к сдвигам кислотно-основного состояния, которые проявляют себя:

♦ падением содержания бикарбонатного аниона во внеклеточной жид­кости;

♦ отсутствием роста [НС0₃ ] вследствие внутривенной инфузии раство­ров, содержащих бикарбонатные анионы;

♦ pH мочи менее 7, 0, несмотря на метаболический ацидоз.

Под проксимальным тубулярным (канальцевым) метаболическим аци­дозом (почечный канальцевый ацидоз II типа) понимают патологическое состояние вследствие недостаточности секреции протонов эпителиоцита- ми канальцев проксимальных сегментов. При этом недостаточность секре­ции протонов может быть одним из звеньев патогенеза синдрома Фанкони. При цистинозе ацидоз данного генеза наследуется как фенотипический при­знак по аутосомальному рецессивному типу. К нему могут приводить хро­ническая гипокальциемия и вторичный гиперпаратиреоз. Почечный каналь­цевый ацидоз может быть осложнением синдрома недостаточного всасывания из просвета кишечника. Повреждения паренхимы почек под влиянием лекарств и токсинов (свинец и др. ), при поликистозном перерож­дении мозгового слоя, вследствие множественной миеломы и при нефроти­ческом синдроме также служат причиной почечного канальцевого ацидоза второго типа.

Если причиной недостаточности секреции свободных ионов водорода выступает низкий уровень активного перемещения натрия через базолате­ральную мембрану эпителиоцитов, то в просвете канальцев проксималь­ных сегментов возрастает содержание Увеличение концентрации кати­она натрия в просвете проксимальных канальцев происходит одновременно с ростом содержания в них бикарбонатного аниона. При этом концентрация бикарбонатного аниона в проксимальных канальцах растет вследствие уг­нетения рециркуляции НСО_э”, обусловленного низким уровнем секреции протонов. В результате сумма положительных зарядов катиона натрия в просвете проксимальных канальцев начинает в некоторой степени урав­новешиваться суммой зарядов бикарбонатных анионов. Это ведет к пе­ремещению хлоридных анионов из просвета канальцев в почечный ин- терстиций данного уровня и далее в плазму крови. Таков механизм возникновения патологически высокого содержания аниона С1" во внекле­точной жидкости и жидкой части плазмы крови, гиперхлоремии, часто со­путствующей почечному канальцевому ацидозу. Усиление натрийуреза, которое у больных с почечным канальцевым ацидозом второго типа во многом обусловлено тем, что бикарбонатные анионы задерживают в про­свете канальцев катионы натрия, вызывает дефицит ОВнЖ и через поли- урию приводит к гипокалиемии.

При почечном канальцевом ацидозе II типа бикарбонатурия ведет к сни­жению концентрации бикарбонатного аниона в плазме крови. По мере сни­жения [НС0₃] падает концентрация бикарбонатного аниона в ультрафильт­рате клубочков нефронов, и низкое содержание протонов в просвете про­ксимальных канальцев становится адекватным содержанию в нем НС0₃'. В результате падает число бикарбонатных анионов, поступающих в дис­тальные сегменты нефрона, и бикарбонатурия временно исчезает. Кислот­но-основное состояние переходит на новый уровень, при котором нет по­терь бикарбонатного аниона, но концентрация протонов во внеклеточной жидкости остается патологически высокой.

Рост объема внеклеточной жидкости, который увеличивает преднагруз- ку сердца и минутный объем кровообращения (гиперволемическая гемоди- люция у больного с нормальной насосной функцией сердца), приводит к падению реабсорбции натрия в проксимальных сегментах, что может слу­жить причиной почечного тубулярного ацидоза и гиперхлоремии.

В дистальных отделах нефрона секреция протонов происходит в основ­ном в собирательных канальцах коркового и мозгового слоя. В этих сегмен­тах нефрона секреция свободных ионов водорода происходит активно с уча­стием Н⁺-АТФазы, локализованной в мембране эпителиоцита, обращенной в просвет канальца.

Эпителиоциты дистальных сегментов образуют из глутамина, синтези­рованного в печени, > Ш₃ (аммиак), который, претерпев ряд последователь­ных превращений, оказывается в просвете канальцев дистальных сегмен­тов. Там ЙН₃ функционирует как акцептор активно секретируемых протонов. Свободные ионы водорода и > Ш₃ в просвете канальцев дистальных сегмен­тов образуют аммониевый катион (ИН₄⁺). Если образование аммиака в поч­ках недостаточно, то концентрация протонов в просвете канальцев дисталь­ных сегментов растет, что ведет к их обратной диффузии в эпителиоциты. Образование одной молекулы аммиака и экскреция одного аммониевого катиона с конечной мочой сопровождаются сопряженным с ними образова­нием из глутамина одного бикарбонатного аниона.

Дистальный почечный канальцевый ацидоз - это патологическое состо­яние вследствие недостаточного образования в клетках тубулярного эпите­лия дистальных сегментов нефрона бикарбонатных анионов. Все виды ди­стального почечного канальцевого ацидоза характеризует низкий уровень экскреции аммониевого катиона с мочой.

Почечный канальцевый ацидоз I типа (классический дистальный почеч­ный канальцевый ацидоз) впервые описал Альбрихт в 1946 году. Его харак­теризуют патологически высокий pH конечной мочи, бикарбонатурия, ги- похлоремия и гипокалиемия. В основе развития ацидоза этого типа лежит недостаточность активной секреции протонов в просвет канальцев дисталь­ных сегментов нефрона (рис. 6. 2).

Непосредственными причинами падения секреции протонов в дисталь­ные канальцы являются:

♦ недостаточная активность Н⁺-АТФазы;

♦ изменения трансмембранного потенциала эпителиоцитов вследствие повышенного поступления в них хлоридного аниона, снижения дос­тавки натрия в дистальные сегменты при низкой скорости клубочко-

НС03' Рис. 6. 2. Основное звено патогенеза почечного тубулярного ацидоза первого типа: падение активной секреции протонов в просвет канальцев дистальных сегментов нефрона ведет к бикарбонатурии, росту pH конечной мочи (> 6, 0) и низкому содержанию в ней ам­мониевого катиона

 

вой фильтрации, а также в результате действия средств, тормозящих реабсорбцию №⁺;

♦ снижение содержания аммиака как акцептора протонов в просвете канальцев, которое через рост концентрации в нем Н⁺ тормозит ак­тивную секрецию свободных ионов водорода;

♦ патологическое обратное поступление протонов в секретирующий их эпителиоцит.

Первичный канальцевый ацидоз первого типа как моногенное заболе­вание наследуется по аутосомальному доминантному типу. Вторичный по­чечный канальцевый ацидоз первого типа выявляют у больных с системной красной волчанкой и серповидноклеточной анемией. К нему также может приводить кальциноз почек вследствие идиопатической гиперкальциурии и первичного гиперпаратиреоза. Нефропатия, связанная с экзогенными ин­токсикациями литием и другими токсичными веществами, также служит одной из причин классического дистального канальцевого ацидоза.

Несмотря на низкую активность карбоангидразы в просвете собиратель­ных канальцев коркового и мозгового слоев, в этих отделах нефрона, как и в его проксимальных сегментах, происходит рециркуляция бикарбонатного аниона. При недостаточной активной секреции протонов в просвет каналь­цев этих сегментов часть анионов НС0₃' не соединяется с ионами водорода для образования угольной кислоты, и бикарбонатные анионы, оставаясь в просвете канальцев, попадают в состав конечной мочи. Бикарбонатурия (па­тологическое содержание бикарбонатного аниона в конечной моче), вытес­няя хлоридные анионы из состава мочи, приводит к гиперхлоремии. Кроме того, бикарбонатурия усиливает ренальную экскрецию натрия, так как на­триевые катионы устремляются за бикарбонатными анионами в состав ко­нечной мочи. Усиление экскреции почками натрия снижает ОВнЖ. Дефи­цит ОВнЖ запускает ренин-ангиотензин-альдостероновый механизм, активация которого вызывает гипокалиемию через усиление ренальной эк­скреции калия. Другая причина гипокалиемии - это полиурия вследствие натрийуреза, усиленного бикарбонатурией.

Под почечным канальцевым ацидозом III типа в настоящее время понимают почечный канальцевый ацидоз первого типа у детей.

Образование почками новых бикарбонатных анионов снижают:

♦ падение содержания аммиака как акцептора протонов в просвете ка­нальцев дистальных сегментов нефрона;

♦ снижение секреции свободных ионов водорода в просвет собиратель­ных канальцев.

Выделяют кортикальный и медулярный механизмы падения содержа­ния аммиака в просвете собирательных канальцев как акцептора свобод­ных ионов водорода. При действии первого из двух механизмов синтез ам­миака в почках снижен вследствие низкой скорости клубочковой фильтрации игиперкалиемии у больных с почечной недостаточностью. Деструкция кле­ток мозгового слоя паренхимы почек, обусловленная пиелонефритом или в результате токсического действия лекарственных средств (ненаркотические анальгетики и др. ), приводит к снижению числа тубулярных эпителиоци- тов, в которых не нарушено образование аммиака (медулярный механизм). В резу

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: