Страница 7 из 15
Студенты должны знать сущность газообмена, основные механизмы поддержания газообмена организма на его различных этапах, методы и критерии экспресс-оценки и контроля его, методику забора крови на исследование газов крови.
Студенты должны уметь оценивать и осуществлять мониторинг газообмена, регистрировать в анестезиологической карте и карте интенсивной терапии необходимые показатели, проводить профилактику нарушений во время анестезии и интенсивной терапии в объеме своих обязанностей, осуществлять забор проб на исследование газов крови.
Избранные вопросы клинической физиологии: Учебное пособие .
Под ред. проф. А. И. Левшанкова и Б. С. Уварова. – СПб.: ВМедА, 1998. – С. 33 – 69.
Оценка лабораторных данных при проведении анестезии и интенсивной послеоперационной терапии: Учебное пособие / Б. С. Уваров и др. – Л.: ВМедА, 1986. – С. 34 – 50.
Глава 2
КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ СОСТОЯНИЕ
Кислотно-основное состояние (КОС) всех биологических сред – один из важных компонентов гомеостаза организма, характеризующийся концентрацией водородных ионов [Н+]. Оно определяет стабильность протекания основных физиологических процессов в организме. Основные биохимические реакции в клеткахивихокружении достигают максимума при определенных значениях активной реакции среды. Концентрация иона Н+[Н+] поддерживается в очень узком диапазоне (36 – 43нмоль/л, всреднем40нмоль/л, или0,00004ммольН+/л). При выходе за пределы ниже 10 и выше 100 нмоль/л происходит необратимая денатурация белковых структур ферментов.
Концепция кислотно-основного состояния, механизмы его поддержания, буферные и физиологические системы
История развития концепции КОС.
И. Соренсен (Sorensen I., 1912) предложил обозначить отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода как водородный показатель рН. Его можно определить по уравнению Гендерсон – Гессельбах (Henderson – Hasselbalch): рН = log [Ка (логарифм константы диссоциации угольной кислоты при 38 °C) + log [Н2СО3] / [НСО–3] = 6,1 + log 25,0/1,25 = = 6,1 + 1,3 = 7,4. Изменение в любой буферной системе крови связано с превращениями угольной кислоты и иона гидрокарбоната.
Датский ученый О. Зигаард-Андерсен (Sigaard-Andersen) сформулировал оперативный метод контроля КОС циркулирующей крови на основании определения рН в пробах крови, насыщенных двумя кислородно-углекислыми смесями (обычно с концентрацией СО2 около4%и8 %)иактуального значения рН данного образца крови.
К концу 1950-х гг. глава центральной больничной лаборатории в Копенгагене Пол Аструп (Paul Astrup) ввел в практику быстродействующие рН-метры фирмы «Radiometer», получившие название «Astrup MicroEguipment» (микрометод Аструпа). Определив три величины рН в одной пробе и построив график на специальной номограмме Зигаарда-Андерсена, можно получить истинную концентрацию аниона гидрокарбоната (АВ) в плазме крови и производные показатели:
1) сумму буферных оснований (ВВ) – концентрацию всех оснований крови;
2) избыток оснований (ВЕ) – расчетное количество ммоль НСО–3, которое необходимо ввести в каждый литр внеклеточной жидкости или вытеснить из нее кислотой для нормализации КОС;
3) стандартныйбикарбонат(SB) – концентрациюанионагидрокарбоната в плазме крови при 100 % насыщении гемоглобина даннойпробыкровикислородом, температуреее38 °Cинапряжении СО2 в ней 40 мм рт. ст. (5,32 кРа). Этот показатель позволяет дифференцироватьдыхательныеинедыхательныерасстройства.
В 1954 г. американский физиолог Ричард Сноу (R. Сnow) сообщил о создании полярографического электрода для прямого измерения РСО2, который был усовершенствован в 1958 г. американским анестезиологом и инженером Джоном Северингхаусом (J. Severinghause). О. Зигаард-Андерсен разработал другую линейную номограмму, с помощью которой, проведя прямое определение рН и РСО2, можно определить показатели КОС. В дальнейшем, используя компьютерную технику, можно было получить показатели КОС, исключив не только эквилибрирование крови эталонными газовыми смесями, но и номограммы.
В 1956 г. американский биохимик и физиолог Л. Кларк (L. Clark) разработал полярографический электрод для определения РО2. К 1960 г. появились первые приборы для клинического мониторинга газов крови и КОС.
В 1970-е гг. были внедрены в практику оптодные технологии измеренияирегистрациирН,РСО2иРО2.Высокаяточностьизмерения и небольшой диаметр датчика позволяли вводить его в сосудистое русло и получать непрерывную информацию о КОС.
В начале 1980-х гг. Питер Стюарт (P. Stewart) опубликовал новую концепцию КОС, физико-химический подход к физиологии КОС. Она предпочтительна в современной клинической физиологии, так как ни избыток оснований, ни концентрация бикарбоната в плазме крови, в том числе и стандартного, не всегда могут объяснить природу нарушений КОС у больного. Концепция Стюарта позволяет выявить причины многих расстройств КОС и более рационально подойти к их устранению. Лишь немногие используют пока подход Стюарта.
Буферные и физиологические системы.
(!) Постоянство КОС поддерживается буферными и физиологическими системами, связанными с дезинтоксикацией промежуточных и выделением конечных продуктов обмена.
Основными буферными системами организма, которые находятся во всех жидкостных секторах организма, являются:
1) гидрокарбонатная – NaHCO3/H2CO3 (около 35 % общей буферной емкости);
2) гемоглобиновая – KHb/HHb (около 35 %);
3) белковая – Вбелок/Нбелок;
4) фосфатная – Na2HPO4/NaH2PO4.
Они представлены в виде слабой кислоты и солью этой кислоты.
При истощении буферных систем для поддержания КОС начинают активизироваться физиологические системы организма: легкие, почки, печень, ЖКТ и др.
У взрослого человека за сутки образуется около 15 000 ммоль (0,13 ммоль/кг · сут.– 1) летучей (угольной) кислоты и 30 – 80 ммоль (1 ммоль/кг · сут.– 1) нелетучих.
Методика забора крови для исследования кислотно-основного состояния и характеризующие его показатели
Кровь должна забираться из артерии при оценке КОС. Игла и шприц для забора крови должны быть гепаринизированы, не должно быть контакта крови с воздухом. Кровь должны исследовать сразу же после забора. Если это невозможно, она должна помещаться в ледяную воду. Исследовать ее целесообразно не позже чем через 10 мин.
Клиническая оценка КОС организма проводится на основании степени изменения величин показателей рН, РаСО2, [НСО3 −] плазмы крови и клинических данных.
рН – это обратный десятичный логарифм концентрации водородных ионов. Этот показатель изменяется при наличии декомпенсированных нарушений КОС и может свидетельствовать только о сдвигах в сторону ацидоза или алкалоза. В норме рН артериальной крови (pHa) находится в пределах 7,35 – 7,45 и рН венозной крови (рНv) – 7,32 – 7,42, рН внутриклеточный равен 6,8 – 7,0. Границы колебаний рНa, совместимые с жизнью – 6,8 – 8,0.
РаСО2 — дыхательный компонент КОС, свидетельствует о дыхательных нарушениях КОС или о компенсаторных изменениях этого показателя при недыхательных расстройствах. В норме этот показатель составляет 35 – 45 мм рт. ст. (4,7 – 6,0 кПа), при совместимых с жизнью колебаниями от 10 до 150 мм рт. ст. (1,3 – 20,3 кПа). Уменьшение РаСО2 менее 35 мм рт. ст. свидетельствует о гипокапнии вследствие гипервентиляции, которая приводит к дыхательному алкалозу. Увеличение РаСО2 выше 45 мм рт. ст. наблюдается при гиповентиляции и гиперкапнии, что приводит к дыхательному ацидозу.