Consilium medicum начало :: поиск :: подписка :: издатели :: карта сайта

CONSILIUM-MEDICUM  
Том 09/N 7/2007 ИНТЕНСИВНАЯ ТЕРАПИЯ КРИТИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЙ

Диагностика и коррекция кислотно-основного состояния у больных в критическом состоянии

А.В.Бутров, С.В.Галенко, В.А.Мороз

Кафедра анестезиологии и реаниматологии РУДН, отделение анестезиологии и реаниматологии №2, ГКБ №64, Москва

Кислотно-щелочное равновесие (кислотно-основное равновесие, кислотно-щелочной баланс, равновесие кислот и оснований) – относительное постоянство концентрации водородных ионов во внутренних средах организма, обеспечивающее полноценность метаболических процессов, протекающих в клетках и тканях. Кислотно-основное состояние (КОС) – сбалансированный процесс образования, буферирования и выделения кислот для поддержания относительно постоянного соотношения водородных [Н+] и гидроксильных [ОН-] ионов, что определяет оптимальный характер обменных процессов и физиологических функций.
   Обмен веществ и энергии в тканях нуждается в непрерывном поступлении кислорода и выведении углекислоты, образующейся в результате метаболических превращений веществ. Кислород в клетки и углекислота из клеток переносятся кровью, которая является важнейшим компонентом внутренней среды организма. Помимо углекислоты кровь содержит и другие кислые продукты, например молочную, b-оксимасляную кислоты, а также основания. Реакция жидкостей организма зависит от соотношения в них кислот и оснований; состоянию кислотно-щелочного равновесия соответствует величина рН крови в диапазоне от 7,37 до 7,44 [1]. рН (power Hydrogen – «сила водорода») представляет собой отрицательный десятичный логарифм от концентрации водородных ионов в растворе и является одной из самых жестких физиологических констант. Удержание значения рН в таких жестких рамках необходимо для осуществления нормального метаболизма и активности некоторых белков, например ферментов, факторов свертывания крови и белков, определяющих мышечные сокращения. Сдвиг рН на 0,1 по сравнению с физиологической нормой уже способен привести к тяжелым нарушениям гомеостаза. Колебания рН крови, выходящие за диапазоны нормальных значений, свидетельствуют о патологических изменениях обмена веществ или дыхания [1, 2].
   Для поддержания кислотно-щелочного равновесия в организме существуют эффективные системы, способные обеспечить выведение или нейтрализацию водородных ионов при их избытке или задержку ионов Н+ в организме при их дефиците. К таким системам относятся буферные системы крови, дыхательная система (легкие) и выделительная система (почки).
   К буферным системам крови относят: бикарбонатную, фосфатную, белковую, гемоглобиновую. Буферные возможности крови распределены почти поровну между плазмой и эритроцитами. В клетках наибольшее значение имеют буферные свойства белка, на втором месте стоит бикарбонат. В плазме, наоборот, бикарбонат стоит на первом месте, а белки – на втором. В интерстициальной жидкости, которая функционально связана с кровью, содержится бикарбонатный буфер (его концентрация примерно в 2 раза меньше, чем в плазме, но поскольку межклеточной жидкости примерно в 2 раза больше, чем крови, их суммарные буферные возможности оказываются одинаковыми) [3].
   Бикарбонатная система: Н2СО3 (угольная кислота) – NaHCO3 (бикарбонат натрия), общим ионом в которой является бикарбонатный ион. Бикарбонатные ионы, освобождающиеся при диссоциации соли, подавляют диссоциацию слабой угольной кислоты. Механизм буферного действия бикарбонатной системы крови состоит в следующем: при поступлении в кровь большого количества так называемых кислых эквивалентов ионы Н+ связываются ионами и образуют слабо диссоциирующую Н2СО3 до тех пор, пока концентрация водородных ионов снова не придет к норме. Если реакция крови сдвигается в щелочную сторону и в крови появляется избыток ионов ОН (ионов гидроксила), угольная кислота соединяется с ними и образует воду и ионы бикарбоната: OH–+H2CO3=H2O+ – до тех пор, пока реакция среды не вернется к физиологической норме. Таким образом, поступление в кровь избыточного количества кислых эквивалентов (или оснований), образующегося в результате определенных изменений в клеточном метаболизме, не приводит к сколько-нибудь заметным сдвигам в концентрации ионов Н+ в крови [2, 3].
   Такой же механизм действия и другой буферной системы крови – фосфатной, роль кислоты в которой играет однозамещенный фосфат натрия NaH2PO4, а роль соли – двузамещенный фосфат натрия Na2HPO4. Так как фосфатов в крови меньше, чем бикарбонатов, емкость фосфатной буферной системы ниже, чем бикарбонатной [2, 3].
   Белки, особенно гемоглобин, являются самой мощной буферной системой организма. При насыщении кислородом гемоглобин становится более сильной кислотой после того, как его кислотные группы, диссоциируя, отдадут в кровь ионы Н+, гемоглобин, став более слабой кислотой, начинает связывать ионы Н+. Эритроциты в капиллярах отдают кислород и принимают углекислоту, образовавшуюся в тканях. Под действием фермента карбоангидразы эритроцита углекислота СО2 взаимодействует с водой Н2О с образованием угольной кислоты Н2СО3. Возникающий за счет диссоциации угольной кислоты избыток ионов Н+ связывается гемоглобином, отдавшим кислород, а ионы выходят из эритроцитов в плазму крови. В результате этого в плазме крови повышается концентрация бикарбонатных ионов, т.е. буферная система эритроцитов тесно связана с бикарбонатной буферной системой крови. В обмен на ионы бикарбоната в эритроцит поступают ионы хлора (Cl), для которых мембрана эритроцита проницаема, а ионы Na+ (вторая составляющая NaCI) остаются в плазме крови [2, 4].
   При прохождении крови через легкие ее буферные системы разгружаются от кислых эквивалентов за счет выделения углекислоты, и буферные резервы крови восстанавливаются в прежнем объеме, однако эффект легких на восстановление кислотно-основного равновесия сказывается по прошествии большего промежутка времени, чем эффект буферных систем крови. Но, увеличивая количество выделяющейся в окружающую среду углекислоты, легкие быстро ликвидируют угрозу ацидоза.
   Почки обладают способностью уменьшать или увеличивать концентрацию бикарбонатов в крови при изменении концентрации водородных ионов. Соотношение между концентрацией ионов Н+ в моче и крови в среднем составляет 800:1, что иллюстрирует способность почек выводить из организма ионы Н+. Обычно рН мочи находится в пределах 5,5–7,5. Скорость секреции ионов Н+, обмениваемых на натрий, зависит от концентрации углекислоты во внеклеточной жидкости [1].
   Ацидоз – это снижение рН крови ниже допустимого предела (избыток ионов водорода). Ацидоз возникает при накоплении кислоты или значительных потерях бикарбоната. Основные виды ацидоза – дыхательный и метаболический. Дыхательный ацидоз развивается при избытке углекислоты в крови. В первую очередь этот процесс бывает обусловлен дыхательной недостаточностью, причинами которой являются угнетение дыхательного центра и другие поражения центральной нервной системы; слабость дыхательных мышц (например, у пациентов с рассеянным склерозом или новорожденных); нарушения газообмена при пневмонии, бронхите, бронхиальной астме, обструкции дыхательных путей; неправильный выбор режима искусственной вентиляции легких [1, 4, 5].
   Метаболический ацидоз развивается при метаболических нарушениях, полиорганной недостаточности, существенных потерях электролитов и воды, как побочное действие некоторых лекарственных препаратов и, избыточном питании (особенно при парентеральном питании). У пациентов в критическом состоянии при дыхательной недостаточности в случае избытка углеводов и жиров в питании наблюдается перегрузка углекислотой (которая должна выводиться через легкие) [5].
   К другим причинам ацидоза относятся диабетический кетоацидоз, голодание, гиперхлоремический ацидоз, лактатный ацидоз, выраженное обезвоживание, диарея (большие потери бикарбоната), болезни почек, болезни печени, прием некоторых лекарственных препаратов и медикаментозные отравления, избыточное питание [4].
   При тяжелом ацидозе угнетается сократимость миокарда, значительно повышается риск аритмий, развивается вазоконстрикция, снижаются общее периферическое сосудистое сопротивление и артериальное давление, органный кровоток и ухудшается доставка кислорода к органам. Ацидоз – едва ли не самое частое нарушение КОС у пациентов отделений интенсивной терапии. Тактика лечения ацидоза во многом зависит от его причины. В неотложных случаях чаще всего применяются такие буферные растворы, как бикарбонат натрия или трометамол. Использование щелочных буферов для коррекции метаболического ацидоза имеет многолетнюю традицию. При многих критических состояниях и заболеваниях возникновение метаболического ацидоза обусловлено накоплением молочной кислоты и других недоокисленных продуктов обмена при анаэробном метаболизме, а также дыхательного ацидоза, связанного с увеличенной продукцией СО2 в сочетании с уменьшением удаления его через легкие [4–7]. Ацидоз вызывает множество разнообразных сдвигов в деятельности органов и систем организма и сопровождается взаимообусловленными нарушениями функции крови, кровообращения, дыхания, печени, почек, дезинтеграцией обменных процессов, что приводит к еще большему нарушению КОС. Если дыхательные нарушения можно компенсировать адекватной искусственной вентиляцией, то проблема коррекции метаболического ацидоза остается до сих пор не решенной окончательно и дискутируется во многих работах [7–9].
   Основная роль известных в настоящее время щелочных буферных растворов – это обеспечение защиты против дополнительных закисляющих факторов, вызывающих дальнейшее снижение содержания бикарбоната в плазме и увеличение pСО2 в артериальной крови.
   Впервые бикарбонат натрия был предложен Howland и соавт. в 1916 г. для лечения диареи у детей и с тех пор используется для коррекции ацидоза различной этиологии. В 1959 г. Nahas [10, 11] как альтернативу представил органический трис-буфер (THAM). В 1984 г. Filley и соавт. [12] был введен карбикарб, а в 1985 г. Wiklund и соавт. [13] предложили Трибонат (смесь трометамола, бикарбоната натрия, ацетата и фосфата). В литературе бикарбонат натрия рекомендуется как основное ощелачивающее средство [8, 14, 15]. Ощелачивающий эффект при применении соды развивается быстро, через 10–15 мин после внутривенного введения, а действие препарата в основном внеклеточное [16]. Однако бикарбонат натрия обладает рядом побочных эффектов, ограничивающих его применение [9, 13]. Выдох углекислого газа – основной способ для организма, чтобы устранить сдвиг рН в кислую сторону. В этом отношении, бикарбонат функционирует больше как донатор протонов, чем буфер крови. Напротив, гистидиновая часть гемоглобина – наиболее важный физиологический буфер крови – может являться временным депо протонов. Использование 44,6 ммоль 7,5% бикарбоната натрия ведет к созданию приблизительно 1000 мл углекислого газа, который должен быть устранен легкими. Это требует удвоение альвеолярной вентиляции в течение нескольких минут, чтобы предотвратить гиперкапнию. Если дыхание, перфузия или выделение CO2 нарушены, щелочной эффект бикарбоната натрия в плазме также уменьшается. Увеличение CO2 в крови сопровождается частичным увеличением pCO2 в клетках, и в результате задержки CO2 в клетках происходит сдвиг pH в кислую сторону. В случае увеличения лактата и задержки CO2 даже применение бикарбоната натрия не оказывает никакого эффекта, поскольку протоны, взятые от бикарбоната, ведут к образованию воды и углекислоты, и в результате накопление CO2 в клетках усиливается. При этом образовавшийся СО2 при буферировании бикарбонатом не может удалиться за счет дыхания и, как следствие, достаточная коррекция ацидоза не достигается. Поэтому бикарбонат натрия противопоказан при дыхательной недостаточности, если нет респираторной поддержки [7, 9, 13, 16].
   В связи с очевидными ограничениями использования бикарбоната появилась необходимость в поиске оптимального средства для коррекции ацидоза, которым по праву может считаться Трометамол. Трометамол – органический аминопротонный акцептор, обладающий низкой токсичностью, который при парентеральном введении становится компонентом буферной системы организма и используется как ощелачивающий агент в лечении метаболического ацидоза. Трометамол связывает не только фиксированные катионы и метаболические кислоты, но также и водородные ионы угольной кислоты, таким образом, увеличивая количество бикарбонатных анионов (HCO3). Поскольку при этом снижается парциальное давление углекислого газа в капиллярах и интерстициальном пространстве, происходит быстрая диффузия углекислоты из клеток. Это, возможно, является основным механизмом повышения рН внутри клеток, поскольку Трометамол очень плохо проникает в клетку и только в форме, не связанной с ионами водорода. Проникновение Трометамола в клетку бывает лишь в щелочной среде, если равновесие сдвинуто в сторону не связанной с протонами формы Трометамола. Поэтому основное действие Трометамола происходит во внеклеточной среде. В организме человека при нормально функционирующих почках основные клеточные буферы – это печень и в несколько меньшей степени – эритроциты.
   Трометамол быстро восстанавливает pH и стабилизирует КОС при ацидемии, вызванной задержкой углекислоты или накоплением метаболических кислот. Субстанция, являясь слабым основанием, после внутривенного введения, притягивает и соединяется с водородными ионами и их связанными кислотными анионами, а образовавшиеся соли – выделяются с мочой. Трометамол также может объединяться с лактатом, пируватом и другими метаболическими кислотами, с угольной кислотой. Реакция трометамола с кислотой представлена следующим образом:
   (CH2OH)3-C-NH2+H30+→ (CH2OH)3-C-NH3++H20
   При pH 7,4 приблизительно 70% присутствующего в плазме трометамола находится в ионизированной (протонированной) форме. Если pH снижается (рН<7,4), ионизированная фракция препарата увеличивается. В отличие от ионизированной фракции трометамола, которая во время применения реагирует только с кислотой во внеклеточной жидкости, фракция, которая остается объединенной в физиологическом pH, предположительно, является способной к проникновению через мембрану клетки, соединяясь с внутриклеточной кислотой [17–19]. Существенная часть трометамола (30% при pH 7,4) не ионизирована, поэтому способна достигать равновесия в водной среде организма. Эта часть может проникать в клетки и нейтрализовать кислые ионы во внутриклеточной жидкости.
   После применения трометамола уменьшается концентрация водородных ионов за счет уменьшения концентрации донаторов протонов и увеличения протонных акцепторов в буферных системах. В бикарбонатном буфере концентрация растворенной углекислоты уменьшается (по крайней мере, пока регулирующие механизмы компенсированы), а концентрация бикарбоната увеличивается. Снижение рСО2 уменьшает стимуляцию дыхательного центра и может привести к гиповентиляции.
   Трометамол действует как слабый осмотический диуретик, увеличивая количество щелочной мочи умеренным диуретическим действием, моча при этом приобретает щелочную реакцию, в ней много карбоната калия и гидрокарбоната.
   Значение рК для трометамола при 37о составляет 7,8 (этот показатель обозначает рН, при котором раствор слабой кислоты или основания на 50% ионизирован и отражает максимальную буферную емкость). Поскольку рК для Трометамола довольно близок к физиологическому значению рН, его буферная емкость больше, чем у бикарбоната.
   Трометамол быстро восстанавливает физиологические значения рН крови и КОС, нарушенное либо вследствие нарушения работы органов и систем, либо вследствие задержки в организме углекислого газа.
   Показаниями для применения Трометамола являются:
   • декомпенсированные формы метаболического и дыхательного ацидоза;
   • ацидоз вследствие массивного переливания крови;
   • лечение клеточного ацидоза, вызванного диабетической комой;
   • шоковые состояния;
   • экстракорпоральное кровообращение в сердечно-сосудистой хирургии;
   • отек головного мозга;
   • функциональная послеоперационная почечная недостаточность;
   • интоксикация барбитуратами, салицилатами и метиловым спиртом.
   Дозировка Трометамола рассчитывается согласно формуле:
   необходимый объем 3,66% раствора трометамола (мл) = дефицит оснований [ВЕ] (ммоль/л) ґ масса тела (кг).
   • 25–50% расчетной дозы следует вводить внутривенно в течение 5–10 мин, через 1 ч повторяют проверку КОС крови, чтобы при необходимости скорригировать первоначально рассчитанное количество трометамола;
   • темп инфузии: 5–10 мл/кг массы тела/ч (или 500 мл/час), у детей – 10–20 мл/кг массы тела/сут.;
   • суточная доза составляет 1000–2000 мл/сут.
   Трометамол обычно хорошо переносится. При поступлении трометамола в клетки калий выходит из клеток, что может привести к увеличению внеклеточного калия и, в определенный момент, возникновению калийуреза в связи с гиперкалиемией. Трометамол увеличивает продукцию и действие инсулина, что ведет к положительному эффекту при диабетическом ацидозе, но это влечет за собой риск развития гипогликемии, который будет минимизирован при назначении Трометамола вместе с 5% раствором глюкозы. Оба из упомянутых побочных эффектов возникают, главным образом, в результате передозировки или слишком быстрого темпа инфузии.
   Хотя Трометамол и содержит электролиты, он не может автоматически использоваться для коррекции электролитных нарушений. Поэтому одновременно с контролем газов крови и pH рекомендуется определять концентрацию электролитов, чтобы идентифицировать возможные сдвиги и при необходимости выполнить требуемые исправления [20]. В литературе имеются сообщения о местных реакциях – веноспазме и флебите, которые были вызваны трометамолом. Они были результатом гиперосмолярности и щелочного pH трометамола. Этот побочный эффект не происходит после приведения (буферирования) трометамола к pH 8,6 [21]. Трометамол может вызывать дыхательную депрессию, в связи с уменьшением парциального давления углекислоты и повышением значения рН. Следует обязательно проводить мониторинг дыхания и своевременно обеспечивать проходимость дыхательных путей [22–24]. Возникновение побочных эффектов в значительной степени устраняется при контроле уровня сахара крови, электролитов и точном выполнении инструкции дозировки [19–21].
   Газовый состав крови и КОС играют ключевую роль в оценке состояния больного, находящегося в критическом состоянии.
   Анализ газов крови и рН оказывает наиболее прямое и важное воздействие на лечение больного по сравнению с любым другим лабораторным исследованием. Правильная интерпретация анализа газов крови и рН позволяет своевременно начать проведение корригирующей терапии, которая в первую очередь направлена на устранение причины возникновения кислотно-основных нарушений. В неотложных случаях чаще всего применяются такие буферные растворы, как бикарбонат натрия или Трометамол.
   Трометамол способен поддерживать нормальные значения рН крови в течение времени, достаточного для восстановления функции систем гомеостаза, в связи с этим может применяться при многих критических состояниях, сопровождающихся ацидозом.   

Литература:
1. Комаров Ф.И., Коровкин Б.Ф., Меньшиков В.В. Биохимические исследования в клинике. М., 1981; 249.
2. Руководство по клинической лабораторной диагностике. Под редакцией В.В.Меньшикова. М., 1982; 272.
3. Рут Г. Кислотно-щелочное состояние и электролитный баланс. Пер. с англ., М., 1978.
4. Буланова О.Н., Золотокрылина Е.С., Закс И.О. и др. Кислородный бюджет, кислотно-щелочное равновесие в терминальных состояниях. Основы реаниматологии. Под ред. В.А.Неговского. М.: Медицина. 1975; 89–111.
5. Зильбер А.П. Медицина критических состояний: общие проблемы. Петрозаводск: ПГУ, 1995.
6. Неговский В.А., Трубина И.Е. Применение ТAM для борьбы с ацидозом в терминальных состояниях, вызванных кровопотерей. Ортопедия, травматол. и протезир. 1966; 5: 25–30.
7. Adrogue HG, Medias NE. Management of life-threatening acid-base disorders. N Engl J Med 1998; 338 (1): 26–34.
8. Рябов Г.А. Синдромы критических состояний. М.: Медицина, 1994.
9. Закс И.О., Лобус Т.В., Мороз В.В. Ощелачивающая терапия при сердечно-легочной реанимации: современные возможности. Реаниматол. Интенсив. тер. Анестезиология. 1999; 4: 3–10.
10. Nahas GG. Use of an organic carbon dioxide buffer in vivo. Science 1959; 129: 782-3.
11. Nahas GG. The pharmacology of THAM (hydroxymethyl aminomethane). Pharmacol Rev 1962; 14: 447–72.
12. Filley GF, Kindig NB. Carbicarb, an alkalinizig iongenerating agent of possible usefulness. Trans Am Clin Climatol Assoc 1984; 96: 141–53.
13. Wiklund L, Oquis L, Skoog G et al. Clinical buffering of metabolic acidosis: problems and solution. Resuscitation 1985; 12 (4): 279–93.
14. Federint CS, Sanders AB, Kern KB et al. The effect of bicarbonate on resuscitation from cardiac arrest. Ann Emer Med 1991; 20 (11): 1173–7.
15. Adrogue AJ, Madias NE. Management of life-threatening acid-base disorders. N Engl J Med 1998; 338: 26–34.
16. Schlichtig R, Grogono AW, Severinghaus SW. Human PaCO2 and standard base excess compensation for acid-base imbalance. Crit Care Med 1998; 26 (7): 1173–9.
17. AHFS. Drug Information – Tromethamine. Bethesda: American Hospital Formulary Service, American Society of Health-System Pharmacists, Inc. 2002; 2503–5.
18. Blaschek W, Ebel S, Hackenthal E et al. Handbuch der Drogen und Arzneistoffe – Trometamol. HagerROM 2001 [Elektronische Ressource]. Berlin: Springer Verlag; 2001.
19. Holmdahl MH, Wiklund L, Wetterberg T et al. The place of THAM in the management of acidemia in clinical practice. Acta Anaesthesiol Scand 2000; 44: 524–7.
20. Conant JS, Hughes RВ. The usefulness of THAM in metabolic acidosis. Ann N Y Acad Sci 1951; 92: 751–65.
21. Miller RR, Greenblatt DJ. Handbook of Drug Therapy. New York: Elsevier North Holland; 1979; p. 802.
22. Brown ES, Bennett ТВ, Bunnell LL et al. Effects of THAM during CO2 breathing in man: ventilation and CO2 exchange. Physiologist 1959; 2 (3): 18 (abstract).
23. Clark L, C, Jr. Discussion of paper by Nahas, G. G el al.: Transfusion acidosis and its correction with THAM. Trans Am Soc Artii Intern Organs 1960; 6: 253.
24. O'Connor TF, Luchsinger PC, Nahas GG, Berman LВ. The respiratory effects of THAM in man. Physiologist 1959; 2 (3): 92 (abstract).



В начало
/media/consilium/07_07/82.shtml :: Wednesday, 21-Nov-2007 23:06:02 MSK
© Издательство Media Medica, 2000. Почта :: редакция, webmaster