6.2. Двуокись углерода (углекислый газ)
Углекислый газ (CO2), или как его еще называют, двуокись углерода, является конечным продуктом обменно-окислительных процессов в клетках и тканях организма человека. Кровь транспортирует двуокись углерода к легким, где происходит выделение его во внешнюю среду в количестве 99,5 %. Остальная часть углекислого газа удаляется почками.
• в плазме крови в растворенном виде – 5 %.
• связанным с аминогруппами гемоглобина – 15 %.
• в форме угольной кислоты (H2CO3) – в незначительном количестве.
• в форме бикарбонатионов (HCO3) – более 80 %.
В норме в артериальной крови напряжение двуокиси углерода (PaCO2) колеблется в пределах от 35 до 45 мм рт. ст. Причем если этот показатель увеличивается, то говорят об артериальной гиперкапнии, если же наоборот снижается – об артериальной гипокапнии.
Наблюдается же нарушение газового состава крови при некоторых заболеваниях легких и, исследуя показатели газового состава артериальной крови, можно судить о состоянии легких в целом.
7. Кислотно-основное состояние крови
Огромное значение для организма имеет такая гомеостатическая постоянная, как активная реакция крови, которая обеспечивает выполнение окислительно-восстановительных процессов, деятельность ферментов, а также направление и интенсивность всевозможных видов обмена.
Неразрывно с понятием кислотно-основного состояния связаны кислотность и щелочность раствора. Причем будет ли раствор щелочным или кислотным, напрямую зависит от содержащихся в нем свободных ионов водорода.
Что касается крови, то активная реакция характеризуется отрицательным десятичным логарифмом концентрации водородных ионов, или водородным показателем (pH).
Так, разработана шкала pH от 0 до 14, в которой в зависимости от содержания ионов водорода среду делят на кислую при pH от 0 до 7, щелочную – от 7 до 14, а также нейтральную, если pH равняется 7.
Что же обеспечивает постоянство кислотно-основного состояния?!
Этому способствует целый ряд физико-химических (буферные системы) и физиологических (легкие, печень, почки и др.) механизмов компенсации.
Так, буферные системы – это растворы, которые обладают способностью достаточно стойко поддерживать постоянную концентрацию ионов водорода даже при условии разбавления, а также добавления кислот и щелочей.
Различают следующие буферные системы:
• Бикарбонатная буферная система (смесь H2CO3 и HCO3+), которая является самой мощной из систем и составляет 53 % буферной емкости крови.
• Гемоглобин-оксигемоглобин буферная система – 35 %.
• Белковая буферная система – 7 %.
• Фосфатная – 5 %.
Теперь пришло время узнать, какое влияние на поддержание кислотно-основного состояния оказывают внутренние органы человека.
Например, большой вклад в этот жизненно необходимый процесс вносят легкие. А все из-за того, что в сутки легкими выделяется из организма примерно 15 000 моль углекислого газа, что соответствует удалению из крови приблизительно такого же количества ионов водорода. Кроме того, одним из самых важных показателей кислотно-основного состояния и его дыхательной составляющей является напряжение углекислого газа в крови (РаСО2).
Респираторные сдвиги кислотно-основного состояния принимают активное участие в регуляции дыхания. Причем именно легочный механизм компенсации является очень чувствительным и быстрым. Так, посредством легких коррекция изменений pH происходит в течение 1–3 мин.
Следующим органом, участвующим в поддержании кислотно-основного равновесия, являются почки. С их помощью происходит связывание или выведение ионов водорода, а также возвращение в кровь ионов натрия и бикарбоната. Важной деталью является то, что почечные механизмы регуляции кислотно-основного равновесия имеют тесную связь с водно-солевым обменом. По сравнению же с легочной компенсацией развитие метаболической почечной компенсации происходит намного медленнее, т. е. за 6-12 часов.
Кроме легких и почек, постоянство кислотно-основного равновесия обеспечивается работой печени и желудочно-кишечного тракта. Так, печенью окисляются органические кислоты до образования продуктов, не имеющих кислого характера, а также вместе с желчью выводятся неорганические кислоты. Что касается желудочно-кишечного тракта, то значение в регуляции кислотно-основного равновесия имеют выделение кислого желудочного сока, а также щелочных кишечных и панкреатических соков.
Однако при определенных патологических состояниях не всегда механизмы регуляции кислотно-основного состояния способны поддерживать pH на постоянном уровне. Причем в зависимости от того, в какую сторону (кислую или щелочную) сдвинется pH, соответственно зависит развитие ацидоза или алкалоза.
С другой стороны, если исходить из причин, вызвавших смещение pH, выделяют дыхательные, или респираторные, и метаболические, или обменные, нарушения кислотно-основного состояния. При этом развивается, дыхательный ацидоз или дыхательный алкалоз, и соответственно – метаболический ацидоз или метаболический алкалоз.
7.1. Показатели кислотно-основного состояния
А как оценивается кислотно-основное состояние крови?
Ответ на самом деле прост. Для этого используется ряд показателей, среди которых необходимо особо выделить следующие:
• pH-основной показатель;
• показатель напряжения углекислого газа (PaCO2);
• буферные основания;
• стандартные бикарбонаты;
• истинные бикарбонаты.
Основным показателем кислотно-основного состояния, бесспорно, является показатель pH. Так, в норме pH крови имеет слабощелочную реакцию и равен 7,4 или может находиться в пределах 7,35-7,45, т. е. в зоне полной компенсации. При pH<7,35 говорят о сдвиге в кислую сторону и называют это состояние ацидозом. Если pH>7,45, это указывает на сдвиг в щелочную сторону и называется алкалозом.
Ацидоз, как и алкалоз, бывает трех видов:
• компенсированный (ацидоз при pH 7,35-7,4, алкалоз при pH 7,4–7,45);
• субкомпенсированный (ацидоз при pH 7,25-7,35, алкалоз при pH 7,45-7,55);
• декомпенсированный (ацидоз при pH<7,25, алкалоз при pH>7,55).
Важно знать, что сдвиг pH в обе стороны более чем на 0,4, т. е. когда pH<7 или >7,8, является несовместимым с жизнью.
В норме напряжение в крови углекислого газа (PaCO2) колеблется в пределах от 35 до 45 мм рт. ст. Если же происходит снижение или повышение этого показателя, то это свидетельствует о имеющихся у человека респираторных нарушениях.
