Любые биологические жидкости человеческого организма, будь то слюна, лимфа, моча, а также важнейшая среда – кровь, характеризуются показателем кислотно-щелочного баланса.
Power Hydrogen, или, сокращенно, pH переводится как «сила водорода» и в обиходе врачей именуется «водородным показателем», означает соотношение в жидкости кислых и щелочных элементов.
pH крови оказывает огромное влияние на состояние всех органов и систем организма, поэтому знание границ его нормы, способах измерения и методах регулирования является неотъемлемым элементом для каждого, кто ответственно относится к своему здоровью.
Главное о крови
Кровь представляет собой жидкую соединительную ткань, состоящую из двух фракций в определенном соотношении – плазмы и форменных элементов (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты и другие).
Соотношения этих фракций постоянно меняются, как и постоянно обновляются клетки крови, которые отмирают, выводясь из организма выделительной системой, и уступают место новым.
Движение крови по сосудам управляется сердечными ритмами, не останавливается ни на секунду, так как именно она доставляет жизненно важный кислород и питательные вещества до всех органов и тканей.
Основных функций крови несколько:
- Дыхательная , обеспечивающая доставку кислорода от легких ко всем органам, и эвакуацию углекислого газа по обратному пути от клеток к легочным альвеолам;
- Питательная , организующая доставку питательных веществ (гормонов, ферментов, структурных и микроэлементов и т.д.) ко всем системам организма;
- Регуляторная , обеспечивающая сообщение гормонов между органами;
- Механическая , образующая тургорное напряжение органов за счет приливающей к ним крови;
- Выделительная , обеспечивающая транспортировку отработавших веществ к органам выделения – почкам и легким, для их дальнейшей эвакуации;
- Терморегулирующая , поддерживающая оптимальную для работы органов температуру тела;
- Защитная , обеспечивающая заслон клеток от чужеродных агентов;
Показатель pH крови формирует качество гомеостатической функции, регулирующей кислотно-щелочное равновесие и водно-электролитный баланс организма.
pH: что это такое?
Впервые сформулировали понятие pH в Дании в начале 20 века. Физики ввели понятие степени кислотности жидкости, определяя её шкалой от 0 до 14. Для каждой жидкостной среды человека существует свой оптимальный показатель pH, в том числе и для крови.
Значение 7 на этой шкале обозначает нейтральную среду, величины меньше этого показателя указывают на кислую среду, большие – на щелочную. Делают среду кислой или щелочной концентрация в ней активных частиц водорода, потому и называется еще этот показатель водородным.
Водородный показатель крови, если у человека нормальный метаболизм, стабильно находится в определенных пределах. В других случаях нарушается сбалансированность систем организма, что провоцирует проблемы со здоровьем.
Чтобы значение pH было стабильным, в организме работают специальные буферные системы – жидкости, обеспечивающие правильную концентрацию ионов водорода.
Делают они это с помощью печени, легких и почек, которые продуктами своей деятельности регулируют физиологические механизмы компенсации: повышают концентрацию pH или разбавляют её.
Организм может функционировать без сбоев и слаженно только в том случае, если кислотно-щелочная реакция важнейшей жидкости организма пребывает в норме.
Главнейшая роль в этом взаимодействии принадлежит легким, так как именно их структуры производят подавляющее количество кислых продуктов, которые выводятся извне в виде углекислоты, и влияют на дееспособность всего организма.
Почкам отводится роль связки и образования частиц водорода, когда высвобожденные ионы натрия и бикарбонат возвращаются в кровь. Печень же утилизирует ненужные кислоты, поступающие в неё из организма, чем принуждает кислотно-щелочное равновесие двигаться в сторону ощелачивания.
Щелочной баланс разных жикдостей Уровень pH-постоянства зависит и от органов пищеварения, которые тоже не стоят в стороне, а активно влияют на уровень кислотности путем, продуцирования огромного количества пищеварительных соков, меняющих уровень pH.
Негативными факторами, влияющими на уровень pH, признаются:
- Плохая экология;
- Вредные привычки;
- Несбалансированное питание;
- Психоэмоциональные нагрузки;
- Нарушения режима труда и отдыха.
Норма и отклонения pH
Если человек здоров, то у него показатель pH стабильно держится в пределах 7,35-7,45 единиц. Значения данного интервала означают слабощелочную реакцию крови.
Следует знать, что нормы показателя для венозной и артериальной крови различны:
- Венозная кровь: 7,32-7,42.
- Артериальная: 7,37-7,45.
Только при таких значениях легкие, выделительная, пищеварительная и другие системы работают гармонично, выводя из организма ненужные вещества, в том числе кислоты и основания, чем и поддерживают здоровую кислотность в крови.
Если выявляется повышенная или пониженная кислотность, врач вправе заподозрить наличие хронических заболеваний, так как они отражают серьезные нарушения в работе организма.
Понижение показателя ниже 7,35 свидетельствует о таком состоянии как «ацидоз», а при значениях pH более 7,45 ставят диагноз «алкалоз».
При этом человек ощущает различные негативные изменения здоровья, происходят изменения во внешности, проявляются хронические заболевания. Показатели более 7,8 и ниже 7,0 считаются несовместимыми с жизнью.
При отклонениях от нормы в первую очередь можно определить проблемы в органах, наиболее ответственных за кислотно-щелочной баланс:
- Желудочно-кишечный тракт;
- Легкие;
- Печень;
- Почки.
Кислотно-щелочной баланс разных продуктов Анализ pH крови
При диагностике многих расстройств потребуется определение уровня кислотности крови. В этом случае врач должен узнать содержание ионов водорода и общую кислотность путем забора артериальной крови.
Артериальная кровь является более чистой, чем венозная, и соотношение в ней плазмы и клеточных структур более постоянно, поэтому исследование именно её, а не венозной, является более предпочтительным.
Анализ на уровень кислотности производится путем забора крови из капилляров пальца, то есть вне организма (инвитро). В дальнейшем её помещают в стеклянные pH-электроды и проводят измерения электрометрическим способом, подсчитывая ионы водорода и углекислого газа в единице объема крови.
Расшифровка значений проводится лечащим врачом, который при вынесении вердикта должен опираться на данные других диагностических исследований.
В подавляющем большинстве случаев показатель, равный 7,4, указывает на слабощелочную реакцию и свидетельствует о нормальной кислотности.
На основании цифровых значений можно сделать следующие выводы:
- Если показатель равен 7,4 , это говорит о слабощелочной реакции и о том, что кислотность в норме.
- Если уровень pH повышен (составляет больше 7,45) свидетельствует о том, что в организме накопились щелочные вещества (основания) и органы, ответственные за их эвакуацию, не справляются с этой задачей.
- Если pH обнаруживается ниже нижнего предела нормы , то это говорит о закислении организма, то есть кислоты вырабатывается или больше, чем нужно, или буферные системы не могут обезвреживать её излишки.
И защелачивание, и закисление, сохраняющиеся продолжительное время, не проходят бесследно для организма.
Алкалоз
Причинами метаболического алкалоза, при котором организм перенасыщен щелочью, являются:
- Интенсивная рвота, при которой теряется много кислоты и желудочного сока;
- Перенасыщение организма некоторыми растительными или молочными продуктами, ведущими к ощелачиванию;
- Нервные нагрузки, перенапряжение;
- Избыточный вес;
- Сердечно-сосудистые заболевания, протекающие с одышкой.
Алкалоз характеризуется следующими симптомами:
- Ухудшение переваривания пищи, ощущение тяжести в желудке;
- Явления токсикоза, так как вещества плохо усваиваются и остаются в крови;
- Кожные проявления аллергического характера;
- Ухудшение работы печени, почек;
- Обострение хронических заболеваний.
При лечении показано устранение причин, вызывающих защелачивание. Нормализовать кислотность поможет вдыхание смесей, содержащих углекислый газ.
Эффективны для нормализации pH также растворы аммония, кальция, калия, инсулина, назначаемые врачом в терапевтической дозировке. Данное лечение следует проводить под контролем врача в условиях стационара.
Ацидоз
Ацидоз является более частым проявлением метаболических нарушений, чем алкалоз – человеческий организм более стоек к защелачиванию, чем к закислению.
Легкая его форма обычно протекает бессимптомно и выявляется случайно при сопутствующих анализах крови.
При серьезной форме недуга проявляются следующие симптомы:
- Участившееся дыхание;
- Тошнота;
- Рвота;
- Быстрая утомляемость;
- Изжога.
Когда в организме высокий уровень кислотности, органы и ткани испытывают дефицит питания и кислорода, что ведет со временем к патологическим состояниям:
- Сбоям в работе сердечно-сосудистой системы
- Общей слабости;
- Нарушениям мочевыделительной системы;
- Опухолевым процессам;
- Болезненностям в мышцах и суставах;
- Ожирению;
- Развитию диабета;
- Снижению иммунитета.
Причинами устоявшегося ацидоза выступают:
- Сахарный диабет;
- Кислородное голодание;
- Испуг или шок, стрессовое состояние;
- Различные заболевания;
- Алкоголизм.
Тактика лечения предполагает устранение причин, вызвавших закисление крови. При явлениях ацидоза и при патологии, сопутствующей этому состоянию, больной нуждается в обильном питье и приеме содового раствора.
Измерение pH крови самостоятельно
Важность соблюдения нормы кислотно-щелочного баланса для здоровья человека потребовало от медицинской промышленности создания портативных приборов, с помощью которых можно измерить pH в домашних условиях.
Такой прибор для измерения pH, предлагаемый в разных вариациях аптеками и специализированными магазинами медтехники, способен дать точный результат с минимальными погрешностями измерения.
Манипуляция состоит из прокола поверхности кожи тончайшей иголкой и забора незначительного количества крови.
Встроенное в аппарат электронное устройство при этом мгновенно реагирует и выводит результат на дисплей. Процедура довольно проста и безболезненна.
Как повысить или понизить кислотность при помощи питания
С помощью правильной организации питания можно не только разнообразить меню и сделать рацион более сбалансированным, но и поддержать с помощью них необходимый уровень pH. Определенные продукты при процессах усвоения способствуют усилению щелочности, а при употребление других, напротив, происходит повышение кислотности.
Продукты, повышающие уровень кислотности:
Если рацион перенасыщен данными продуктами, то человек неминуемо со временем начнет испытывать иммунные расстройства, сбои в работе пищеварительной системы,
Такое питание приводит к сбоям репродуктивной системы и у мужчин и у женщин: для нормального синтеза сперматозоидам необходима щелочная среда, и при их движении по влагалищу женщины, имеющего слишком высокую кислотность, они погибают.
Продукты, способствующие ощелачиванию крови:
Когда человек злоупотребляет животными жирами, алкоголем, кофе, сладким, при этом курит и подвергается стрессам, организм претерпевает «закисление». Токсины, образующиеся при этом, не выводятся из организма, а оседают в крови, суставах, сосудах, становясь провокаторами болезней. Наряду с комплексом очищающих и лечебных процедур, врачи советуют регулярно пить щелочную минеральную воду.
Высокая эффективность минеральной воды заключается в том, что она не только нормализует кислотно-щелочной баланс, но и оказывает благотворное действие на весь организм – выводит шлаки, оздоравливает желудок, улучшает структуру крови и усиливает иммунитет. Рекомендуемая доза: 3-4 стакана в день.
Показатель pH в пределах нормы – непременное условие здорового функционирования органов и систем человека, так как все ткани чрезвычайно чувствительны к его колебаниям и продолжительные нарушения могут привести к самым плачевным последствиям. Проверить самостоятельно и контролировать время от времени свой кислотно-щелочной баланс должен каждый ответственно относящийся к своему здоровью индивид.
Видео — адекватное питание. Кислотно-щелочная регуляция
Одним из индикаторов здоровья является кислотно-щелочной баланс (ph). Чем кислее среда организма, тем скорее происходят процессы старения и чаще нарушается общее функционирование систем и органов. Каждая жидкость имеет свой уровень ph и кровь человека не исключение. Все процессы жизнедеятельности в водной среде сопровождаются определенным количеством водородных атомов и в зависимости от недостатка или переизбытка атомов водорода, нарушается баланс кислоты и щелочи.
Сбалансированная кислотность крови обеспечивает правильную работу метаболических процессов организма, помогая ему справляться с заболеваниями и факторами преждевременного старения.
Чтобы определить ph крови, необходимо сдать анализ, выявляющий индекс щелочных и кислых компонентов. Данный показатель имеет крайне узкие рамки нормы, и даже несущественные его колебания могут стать причиной тяжелого состояния человека.
Кислотно-щелочное равновесие в крови поддерживается организованной работой почек, печени и легких, которые очищают организм от большинства вредных соединений и токсинов, обеспечивая тем самым стабильный уровень ионов водорода в крови. Определить кислотность артериальной и венозной крови поможет лабораторный анализ. Его данные покажут индекс кислых и щелочных компонентов, а любые отклонения от референтных значений потребуют пристального внимания врачей.
Референтные значения кислотно-щелочного баланса крови:
У новорожденных детей показатель кислотности несколько ниже – 7,21-7,38.
Для анализа, у человека берут чаще всего артериальную кровь из капилляров на пальце, забор биоматериала осуществляется с помощью специальных одноразовых контейнеров, после чего проба сразу отправляется на лабораторное исследование. Контакт биоматериала с воздухом нежелателен. В лаборатории, с помощью электрометрического метода, проба крови пройдет измерение концентрации ph.Изменения кислотно-щелочного состояния крови будет оцениваться по степени выраженности:
Состояния, при которых кислотность крови выше 7,8 или ниже 6,8 признаны несовместимыми с жизнью.
Проверить кислотно-щелочное состояние крови, помимо лабораторного анализа, возможно также и самостоятельно. Для этого необходимо купить специальное устройство, с помощью него проколоть артерию и результаты исследования отобразятся на экране. Конечно, лабораторный анализ будет наиболее точен и эффективен, но в случае крайней необходимости исследование можно провести и дома.
Цифровые значения анализа показывают:
- показатель равный 7,4 означает, что кислотно-щелочной баланс крови в норме;
- если ph крови выше референтных значений, это говорит о щелочной среде крови и называется алкалозом;
- если ph ниже референтных значений, это говорит о повышенной кислотности крови и называется ацидозом.
Если показатель ph крови повышен
Алкалоз – это редкое заболевание, при котором в крови происходит накопление щелочных веществ или организм теряет слишком много кислоты. Подобная потеря может происходить, к примеру, при длительной рвоте, а также если некоторые факторы влияют на способность почек регулировать кислотное равновесие.
Защелачивание крови возникает еще по ряду причин:
- при потреблении большого количества продуктов, содержащих щелочные соединения (молочные продукты, зеленый чай, минеральная вода без газа и др.);
- в тяжелой стадии ожирения;
- на фоне сердечно-сосудистых патологий;
- в случае серьезного нервного перенапряжения;
- при реабилитационном периоде после оперативного вмешательства;
- на фоне применения препаратов, увеличивающих количество щелочи.
Проявляется алкалоз:
- общим упадком сил;
- головными болями;
- сонливостью;
- ухудшением памяти и концентрации внимания;
- головокружением.
Лечение защелачивания крови заключается в комплексном применении лекарственных средств. Если причина алкалоза была выявлена, то производится ее устранение.
Если показатель ph крови понижен
Ацидоз случается гораздо чаще, чем алкалоз, так как организм человека более предрасположен к «закислению» крови. Что же значит повышенная кислотность? Это состояние, при котором кровь имеет кислую реакцию из-за трудности выведения некоторых органических кислот из организма. Когда организм человека функционирует без сбоев, данные кислоты выводятся беспрепятственно, но при некоторых заболеваниях или особых состояниях, происходит дисфункция организма, что провоцирует ацидоз.
Повышенная кислотность крови может возникнуть по причинам:
- длительной диареи;
- при заболеваниях мочевыделительной системы;
- в ситуации длительного голодания;
- при сахарном диабете;
- в ситуации недостаточности кровообращения;
- после лихорадки;
- при отравлении или потери аппетита;
- в случае кислородного голодания при сердечной недостаточности или в состоянии шока;
- после злоупотребления алкоголем;
- при беременности.
Неправильное питание и малоподвижный образ жизни значительно повышают вероятность появления ацидоза. Легкая форма повышенной кислотности протекает практически бессимптомно, а в случае выраженного понижения показателя ph, наблюдаются следующие проявления:
- увеличение частоты и глубины дыхания;
- сбои в работе сердца в виде аритмии;
- тошнота и рвота;
- повышение кровяного давления;
- головокружение.
Начальные проявления закисления крови можно предупредить с помощью здорового питания и употребления достаточного количества воды, а также может помочь умеренная физическая активность. В случае тяжелой и выраженной форм ацидоза, лечение происходит путем устранения причин его вызвавших. То есть в первую очередь терапия направлена на основное заболевание, к примеру, сахарный диабет или диарею, а нормализация кислотного баланса осуществляется с помощью введения пациенту особых инъекций либо посредством приема внутрь раствора пищевой соды.
Если показатели ph находятся в референтных значениях и человек не наблюдает симптоматики алкалоза или ацидоза, то сохранять кислотно-щелочное равновесие помогут здоровый образ жизни и сбалансированное питание.Стоит отказаться от чрезмерного потребления жирной пищи, алкогольных напитков и кофеина, а также на кислотность способны влиять следующие факторы:
- регулярные стрессы;
- курение;
- плохая экология;
- нарушение режима сна;
- плохое качество воды.
И вследствие того, что некоторых факторов нарушения ph баланса избежать невозможно, стоит регулярно проводить анализ кислотно-щелочного состояния крови.
рН крови – это показатель, определяющий ее кислотно-основной уровень . В химической терминологии он расшифровывается как уровень концентрации ионов Н+ в кровяном русле. Н+ — это всецело кислотный остаток, это и есть тот ион, который будет создавать кислую среду в любой биожидкости и не только. Поэтому, замеряя его концентрацию, можно легко сориентироваться, в каком состоянии находится кислотно – основная система равновесия кровяного русла.
Делается этот тест нечасто , в число обязательных не входит. Лишь в случаях особо критических состояний (ожогов высокой степени, тотальных отравлений и др.) он может определяться.
Имеет характерно диагностическое значение и своевременно выясненный.
Может даже спасти жизнь пациенту.Что такое кислотность?
Кислотность, она же норма рН, это и есть кислотно-щелочная система алой биожидкости.
Во всем человеческом организме протекают на молекулярном уровне биохимические реакции. В них участвуют различные атомы и ионы, в частности ион Н+. Это остаток любой кислоты, которая и формируется присоединением к нему своего именного «хвостика».
Например: (Н+Сl-) – это соляная кислота , а (Н+Br-) – это бромоводородная .
Задайте свой вопрос врачу клинической лабораторной диагностики
Анна Поняева. Закончила нижегородскую медицинскую академию (2007-2014) и Ординатуру по клинико-лабораторной диагностике (2014-2016).
Чтобы узнать концентрацию этих двух кислот в растворе, достаточно узнать общую концентрацию иона Н+. В этом и есть суть определения закисленности.
Для того, чтобы она выполняла свои функции (снабжение тканей кислородом, питательными веществами и молекулами) непрерывно и максимально эффективно, в ней должны поддерживаться определенные показатели, постоянство которых регулируют буферные системы.
То есть системы, в которых непрерывно протекают химические реакции, выравнивающие до определенного уровня баланс ионов.
Каким анализом определяется?
Есть несколько способов, как можно определить эту цифру в крови человека.
Самый распространенный – это забор артериальной из пальца (так как именно этот ее вид считается самым «чистым» от посторонних примесей, мешающих проведению этого типа исследования).
Тест проводится натощак , результаты получают в лаборатории при помощи электрометрического метода, где ионы Н+ притягиваются заряженными электродами и в последствие лаборанты определяют их концентрацию.
Но в некоторых случаях есть необходимость исследования рН крови и в других фракциях кровеносной системы: плазме, сыворотке, венозной составляющей.
Появление у человека многих болезней напрямую зависят от кислоты и щелочи. Повышенная кислотность вредит системам наиважнейшим в организме, что делает его беззащитным перед инфекцией. Уравновешенная кислотность организма способствует нормальному протеканию процессов метаболических в организме, помогая при этом ему сопротивляться болезням.
Организм правильно накапливает и усваивает вещества питательные, только при определенных показателях кислотности. Каждый может оказать организму необходимую помощь для усваивания веществ полезных, а не их потере. На протяжении всей жизнедеятельности организма ему необходимы как кислотные, так и щелочные продукты распада.
Организм здоровый, всегда имеет щелочные запасы веществ на случай необходимости. При нарушении правильного питания и использование в пище продуктов кислотных и от малого количества воды в организме происходит его окисление. К кислым продуктам относятся многие продукты, такие как мясо, газировка, булочки, батоны, сахар и много других продуктов. В окисленном организме происходит кислородное нарушение доставки к органам и тканям организма, нарушается усваиваемость минералов и происходит полный вывод минералов, таких как кальций, магний, натрий, калий. От такой потере минералов, пострадают важные для жизни органы.
В таких случаях образуется высокий риск заболевания сердечно сосудистого, понижается иммунитет, кости становятся хрупкими и много других заболеваний. Необходимо тщательно следить за уровнем кислот в организме, но как проверить кислотность организма знают не многие. Впоследствии повышенной кислотности появляются проблемы с:
Сердечно сосудистой системой, которая сопровождается спазмами сосудов и уменьшением состава кислорода в крови;
Прибавлением в весе и диабетом;
Заболеванием почек и пузыря мочевого, образованием в них камней;
Ослаблением иммунитета;
Увеличением воздействия вредных свободных радикалов, которые способствуют онкогенезу;
Хрупкостью костей, возможно даже перелом шейки бедра, и других нарушений опорно-двигательной системы;
Проявлением болей в суставах, в мышцах, которые связаны с повышенной кислотой молочной;
Большой слабостью общей.
Ацидозу способствует чрезмерное увлечение алкогольными напитками. Также ацидоз может появиться, в результате осложнений при сахарном диабете.
На протяжении многих лет проводились исследования над женщинами с завышенной кислотностью. В результате сделали вывод, что при постоянно повышенной кислотности у женщин слабее состав костей, они более подвержены к переломам.
Медики уверены, что многие проблемы со здоровьем у них напрямую связаны, с чрезмерным увлечением мясных продуктов и малое употребление овощей и фруктов. Такое питание приводит к окислению организма, и для получения необходимого кальция, организму ничего не остается, как одолжить его у костей. Как определить кислотность организмав домашних условиях, интересует каждого. Для этого существуют специальные лакмусовые полоски. Всего за пару часов до еды, необходимо положить такую полоску на язык всего на пару секунд.
Такую процедуру необходимо проделывать около семи или шести раз в день, в течении нескольких дней. Тогда результат будет точен. Нормальная кислотность от 6,6 до 7,0; пониженная кислотность ниже 6,6; свыше 7,0 повышенная кислотность. Рекомендуется все- таки кислотность организма человека проверить в клинических условиях, что позволит установить более точный показатель.
Существуют рН тесты в виде полосок, которые легко и быстро определяют уровень рН, прямо сидя дома. Для этого необходимо наполнить стаканчик мочой и опустить туда тест-полоску. Когда показатели рН колеблются от 6,0 до 6,4 утром и 6,4-7,0 вечером, тогда все в норме в организме. Когда тест-полоска рН слюны показывает в течении дня результат от 6,4 до 6,8, тогда организм также здоров и находится в отличном состоянии. Более оптимальный показатель рН теста мочи и слюны немного кислый и составляет 6,4-6,5. Для боле точных показаний следует проводить процедуру за один час до еды или спустя два часа после приема пищи.
Полученные рН результаты мочи показывают, как происходит усваивание минералов в организме. Эти минералы контролируют кислотный уровень организма.
Хорошо также знать рн уровень слюны. Полученный результат покажет активность в пищеварительном процессе ферментов, особенно в желудке и печени. Такой результат способен оценить работу организма целого или определенных его систем.
Тест рН крови является самым трудным. Показатели такого теста могут колебаться от 7,6 до 7,2. Увеличение показателей всего на 0,1 могут привести к большим осложнениям и патологиям.
Следует соблюдать правильный баланс рН. При нарушении такого баланса любое лечение заболеваний не даст положительного результата.
Механизмом для поддержки необходимого уровня являются: системы крови буферные, система респираторная регуляции, выделительная почечная система. Для поддержания кислотно-щелочного баланса в пределах нормы следует, прежде всего, следить за питанием. Составлять рацион необходимо так, чтобы щелочные вещества преобладали, нежели кислотные.
КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ РАВНОВЕСИЕ КРОВИ В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ
Профессор М.И. БАКАНОВ
Научный центр здоровья детей Российской АМН Москва
Одним из важнейших условий жизнедеятельности организма является постоянство концентрации водородных ионов во внеклеточном пространстве и в клетках - кислотно-основное состояние (КОС) или кислотно-основное равновесие (КОР). Иными словами, КОР - относительное постоянство реакции внутренней среды организма, количественно характеризующееся концентрацией водородных ионов (протонов).
Средняя нормальная концентрация водородных ионов в плазме крови составляет 40 нмоль/л, что соответствует рН 7,4.
Постоянство рН внутренней среды организма обусловлено совместным действием буферных систем крови и тканей и ряда физиологических механизмов (деятельность легких и выделительная функция почек).
Буферными свойствами, т.е. способностью противодействовать изменениям рН раствора при внесении в него кислот или оснований, обладают смеси, состоящие из слабой кислоты и её соли с сильным с основанием или слабого основания с солью сильной кислоты. Буферная система в организме представляет собой сопряженную кислотно-основную пару, состоящую из донора и акцептора водородных ионов (протонов).
Функционирование буферной пары описывается уравнением Гендерсона-Хассельбалха, которое связывает значение рН с константой диссоциации любой кислоты (КА):
РН = рКА + lg [акцептор протонов]/[донор протонов]
Важнейшими буферными системами крови являются: бикарбонатная, гемоглобиновая, белковая и фосфатная.
Бикарбонатная буферная система - достаточно мощная система внеклеточной жидкости и крови. На долю бикарбонатного буфера приходится 10% всей буферной ёмкости крови. Эта бикарбонатная система является сопряженной кислотно-основной парой, состоящей из молекулы угольной кислоты (Н 2 СО 3), выполняющей роль донора протона, и бикарбонат-аниона (НСО -) - основания, выполняющего роль акцептора протона. Пользуясь уравнением Гендерсона-Хассельбалха для данной буферной системы величину рН можно выразить через константу диссоциации угольной кислоты (рКН 2 СО 3) и десятичный логарифм соотношения концентраций ионов НСО 3 - и недиссоциированных молекул Н 2 СО 3: РИ = рКН 2 СО 3 + lg ([НСО 3 -]/[ Н 2 СО 3 ])
При нормальном значении рН крови (7,4) концентрация ионов бикарбоната НСО 3 - в плазме примерно в 20 раз превышает концентрацию Н 2 СО 3 (или растворенного углекислого газа СО 2 ).
Механизм действия данной системы заключается в том, что при выделении в кровь относительно больших количеств кислых продуктов водородные ионы (Н+) взаимодействуют с ионами бикарбоната (НСО 3 -) c образованием слабодиссоциирующей угольной кислоты Н 2 СО 3 . Снижение концентрации последней достигается ускоренным выведением СО 2 через легкие в результате их гипервентиляции. Когда же в крови увеличивается количество оснований, то они, взаимодействуя со слабой угольной кислотой, образуют ионы бикарбоната и воду; при этом заметных сдвигов в величине рН не происходит. К тому же, в сохранении нормального соотношения между компонентами бикарбонатной буферной системы участвуют физиологические механизмы регуляции КОР: происходит задержка в плазме крови некоторого количества СО 2 в результате уменьшения вентиляции (гиповентиляции) лёгких.
Второе место по значению после бикарбонатной буферной системы занимает буферная система гемоглобин - оксигемоглобин . Последняя играет важную роль в регуляции соотноше-ния гемоглобин (слабое основание) -оксигемоглобин (слабая кислота), а также в преобразовании растворенной угольной кислоты в углекислый газ и выведении его через легкие. Функции этой системы зависят от концентрации гемоглобина в крови и от поступления достаточных количеств кислорода: при анемии и гипоксии её мощность резко снижается.
В эритроцитах имеется механизм сбережения оснований для организма, известный как эффект Амбурже. Он состоит в том, что образующийся в тканях углекислый газ превращается в эритроцитах в угольную кислоту (Н 2 СО 3). В свою очередь Н 2 СО 3 диссоциирует на ион Н+ и анион НСО 3 - под влиянием фермента карбоангидразы (угольной ангидразы) эритроцитов. Ион водорода при этом захватывается буферными системами внутри клетки (гемоглобин, фосфаты), а анион бикарбоната возвращается в плазму крови, обмениваясь на анион хлора, поступающий в эритроцит (согласно т.н. равновесию Доннана). В эритроцитах анион хлора связывается с катионом калия. В лёгких образующийся оксигемоглобин связывает значительную часть калия, в результате чего анион хлора вытесняется за пределы эритроцита и связывается с катионом натрия, освобожденным при удалении углекислоты. В итоге происходит активное образование и задержка в организме аниона НСО 3 - (основания) и удаление угольной кислоты.
Следует подчеркнуть, что степень связывания кислорода с гемоглобином существенно зависит от сдвигов рН плазмы крови: при сдвиге его в кислую сторону (ацидоз, рН снижается) сродство гемоглобина к кислороду снижается и соответственно уменьшается насыщение гемоглобина кислородом; при сдвиге рН в щелочную сторону (алкалоз, повышается) имеет место обратная зависимость: сродство гемоглобина к кислороду и насыщение его кислородом возрастают. Эта закономерность называется эффектом Бора.
Белковая буферная система имеет меньшее значение для поддержания КОР в плазме крови, чем другие буферные системы. Белки обладают буферными свойствами благодаря наличию кислотно-основных групп в молекуле белка: белок-Н+ (кислота, донор протонов) и белок- (сопряженное основание, акцептор протонов). Данная буферная система плазмы крови эффективна в области рН 7,2-7,4.
Фосфатная буферная система представляет собой сопряженную кислотно-основную пару, состоящую из однозамещенного и двузамещенного ортофосфата (NaН 2 РО 4: Na 2 HPO 4), в которой первый компонент является донором ионов Н+ (кислота), а второй - акцептором протонов (основание). Буферное действие фосфатной системы основано на возможности связывания водородных и гидроксильных ионов. Органические фосфаты также обладают буферными свойствами, но мощность их слабее, чем неорганического фосфатного буфера. Функционирование этой буферной системы тесно связано с участием почек в регуляции КОР. Ионы водорода активно секретируются в мочу канальцевым эпителием, причем этот процесс восстанавливает физиологические соотношения в фосфатной буферной системе и обеспечивает преобладание двузамещенного натрия в крови, оттекающей от почек. Выводимые таким путем избытки водородных ионов составляют т.н. титруемую кислотность мочи. Анионы сильных кислот выводятся вместе с катионом NH 4 +, который образуется из аммиака и водорода в почках. Этот процесс называется аммониогенезом и также направлен на удаление избытка ионов водорода. Почечная регуляция КОР, таким образом, включает образование и удаление ионов аммония, секрецию ионов водорода, а также экономию аниона бикарбоната (анионы бикарбоната из первичной мочи почти полностью абсорбируются в почечных канальцах).
Для исследования показателей КОР крови используют чувствительные электроды для прямого измерения рН и парциального напряжения углекислого газа, а также прибор типа "микро- Аструп" и отечественные аппараты АЗИФ, АКОР, позволяющие определять рН капиллярной крови при различном парциальном напряжении кислорода (РО 2) и углекислоты или углекислого газа (РСО 2). С помощью указанных приборов и соответствующих номограмм Сигаарда- Андерсена определяют ряд параметров, характеризующих нарушения КОР крови и степень их компенсации.
рН крови (показатель концентрации водородных ионов). Границы этого показателя, совместимые с жизнью, следующие: от 6,8 до 7,8. В норме рН крови колеблется в узких пределах: от 7,35 до 7,45; рН ниже 7,35 указывает на значительное преобладание кислых продуктов обмена веществ (ацидоз); рН выше 7,45 свидетельствует о чрезмерном накоплении оснований (алкалоз). В других биологических жидкостях и в клетках рН может иметь иные значения: к примеру, в эритроцитах рН в норме составляет 7,19±0,02. Показатель водородных ионов отражает лишь общее направление сдвигов в КОР крови, тогда как тип этих расстройств (дыхательный или метаболический) можно оценить только на основании комплекса нижеследующих показателей.
Парциальное напряжение углекислого газа в крови (РСО 2) составляет в норме в среднем 40 мм. рт. ст. (5,3 кПа). Повышение этого параметра свидетельствует о дыхательном ацидозе, связанном с угнетением дыхательной функции лёгких; это часто сочетается с компенсаторным подъемом бикарбонатов. Снижение РСО 2 (и нередко одновременное компенсаторное падение бикарбонатов) указывает на наличие дыхательного алкалоза, отмечающегося чаще всего при гипервентиляции легких.
Буферные основания (ВВ) - суммарный показатель содержания ионов бикарбоната и анионов белка и гемоглобина. Физиологические колебания данного показателя - от 31,8 до 65,0 ммоль/л. Его определение выявляет степень сдвига КОР за счёт "метаболических" изменений в тканях.
Basis excess (BE) - параметр, указывающий на избыток оснований (положительные значения) или их дефицит (отрицательные значения). В норме пределы колебаний этого показателя следующие: от (3,26±0,4 до -0,98±0,2 ммоль/л. Увеличение BE свидетельствует о развитии метаболического алкалоза, а уменьшение до отрицательных значений (вплоть до -20 ммоль/л) - о наличии метаболического ацидоза.
Стандартные бикарбонаты (SВ) - концентрация бикарбонатов в плазме крови, уравновешенная при РСО 2 , равном 40 мм рт. ст., и при парциальном напряжении кислорода в крови, обеспечивающем полную насыщаемость гемоглобина кислородом.
Истинные или актуальные бикарбонаты (АВ) - показатель, соответствующий концентрации бикарбонатов в крови, взятой без соприкосновения с воздухом при температуре 38°С. У здоровых лиц содержание актуальных бикарбонатов и стандартных бикарбонатов (SB) примерно идентично и находится в пределах от 18,5 до 26,0 ммоль/л.
Парциальное напряжение кислорода в крови (РО 2) колеблется в норме от 90 до 100 мм рт. ст. (12,0-13,3 кПа). Сдвиги этого показателя могут быть обусловлены как изменениями дыхательной функции крови, так и нарушениями тканевого метаболизма (в частности, тканевая или гистотоксическая гипоксия).
Несостоятельность компенсаторных механизмов организма в предотвращении сдвигов концентрации водородных ионов приводит к различным нарушениям КОР. В зависимости от механизмов развития этих нарушений различают дыхательный ацидоз (или алкалоз) и метаболический ацидоз (или алкалоз).
Дыхательный ацидоз возникает вследствие гиповентиляции легких (при бронхиальной астме, пневмонии, при нарушениях кровообращения с застоем в малом круге, отёке лёгких, эмфиземе, ателектазе легких, угнетении дыхательного центра под влиянием ряда токсинов и препаратов типа морфина и т.п.). В результате наблюдается гиперкапния, т.е. повышение PСО 2 артериальной крови; при этом увеличивается содержание Н 2 СО 3 в плазме крови, что, в свою очередь, приводит к компенсаторному нарастанию ионов бикарбоната (НСО 3 -) в плазме (увеличивается т.н. щелочной резерв крови). Одновременно со снижением рН крови при дыхательном ацидозе повышается выведение с мочой свободных и связанных (в форме аммонийных солей) кислот.
Дыхательный алкалоз возникает при гипервентиляции лёгких (при вдыхании чистого кислорода, компенсаторной одышке, сопровождающей ряд заболеваний, в том числе нейротоксический синдром, инфекционно-вирусные состояния). При этом вследствие быстрого выведения из организма СО 2 развивается гипокапния, т.е. понижение РСО 2 в артериальной крови (менее 35 мм рт. ст.); снижение содержания угольной кислоты в артериальной крови сопровождается уменьшением бикарбонатов в плазме крови (снижается щелочной резерв крови), поскольку часть их компенсаторно превращается в угольную кислоту. Хотя этот механизм часто оказывается недостаточным, чтобы компенсировать уменьшение содержания Н 2 СО 3 . При дыхательном алкалозе отмечается снижение кислотности мочи и содержания в ней аммиака.
Метаболический ацидоз - наиболее часто встречающаяся форма нарушений КОР - обусловлен накоплением в тканях и крови органических кислот. Он возникает при сахарном диабете (увеличение кетоновых тел- бета-оксимасляной и ацетоуксусной кислот), нарушении питания, голодании, лихорадке, токсических состояниях, почечно- гломерулярной недостаточности, сердечно-сосудистой недостаточности, наследственной и приобретенной формах пиелонефрита, гипоальдостеронизме, адреногенитальном синдроме с потерей соли, заболеваниях желудочно-кишечного тракта, шоковых состояниях. При метаболическом ацидозе кислотность мочи и содержание в ней аммиака увеличены.
Метаболический алкалоз может развиться в результате потери большого количества кислотных эквивалентов (к примеру, так бывает при неукротимой рвоте, желудочно-кишечных расстройствах) и усиленного поступления из желудочно-кишечного тракта веществ, не подвергшихся нейтрализации кислым желудочным соком и обладающих основными свойствами, а также при накоплении подобных агентов в тканях (в частности, при тетании) и в случаях избыточного и бесконтрольного введения щелочных растворов для коррекции метаболического ацидоза. При метаболическом алкалозе повышается содержание бикарбоната (НСО 3 -) в плазме и, следовательно, увеличивается щелочной резерв крови. Как компенсацию метаболического алкалоза следует рассматривать возникающую при этом гиперкапнию в результате снижения возбудимости дыхательного центра в условиях повышенного рН и, соответственно, урежения частоты дыхания. Данный тип нарушения КОР сопровождается снижением кислотности мочи и содержания в ней аммиака.
На практике изолированные формы дыхательных или метаболических нарушений КОР встречаются редко: чаще всего имеют место их сочетания. Так, к примеру, смешанный ацидоз является результатом изменения как "метаболических", так и "дыхательных" показателей; такие нарушения КОР нередко наблюдаются при бронхолегочной патологии.
Если при различных по характеру сдвигах КОР крови значения рН остаются в пределах нормы, такие изменения КОР можно считать компенсированными; если же величина рН выходит за границы нормы, тогда нарушения КОР могут быть либо частично компенсированными, либо некомпенсированными (в зависимости от степени отклонения рН).
Не останавливаясь подробно на вопросах коррекции нарушений КОР крови, следует отметить, что для нейтрализации ацидотических сдвигов КОР применяют щелочные растворы (бикарбонат натрия, трисамин и т.п.), для коррекции алкалоза, напротив, - растворы, содержащие кислые валентности (кислота хлористоводородная или соляная т.п.). Важно, что коррекция КОР должна проводиться под строгим контролем изменений показателей кислотно-основного равновесия.
Показатели кислотно-основного равновесия и газов в крови в норме
|
ПОКАЗАТЕЛЬ |
ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ |
ПРЕДЕЛЫ КОЛЕБАНИЙ ПОКАЗАТЕЛЕЙ |
|
рН КОНЦЕНРАЦИИ ВОДОРОДНЫХ ИОНОВ | ||
|
ВВ БУФЕРНЫЕ ОСНОВАНИЯ | ||
|
ВЕ ИЗБЫТОК ИЛИ ДЕФИЦИТ ОСНОВАНИЙ | ||
|
АВ ИСТИННЫЕ БИКАРБОНАТЫ | ||
|
SB СТАНДАРТНЫЕ БИКАРБОНАТЫ | ||
|
PCO 2 ПАРЦИАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ СО 2 |
мм рт. cт. * кПа |
36 - 43 4,8 - 5,7 |
|
РО 2 ПАРЦИАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ КИСЛОРОДА |
мм рт. cт. * кПа |
90 - 100 12,0 - 13,3 |
Примечание. *- I мм рт. ст. = 0,133 кПа