Нарушения кислотно-щелочного баланса в интенсивной терапии

Нарушения кислотно-щелочного баланса довольно часто встречаются у пациентов, поступающих в реанимацию. Клиницистам, ответственным за этих пациентов, необходимо четкое понимание патофизиологии кислотно-щелочного равновесия, чтобы обеспечить эффективную терапию данных расстройств. Данная статья будет сосредоточена на аспектах метаболического ацидоза, относящихся к интенсивной терапии. В 1 части будет рассмотрена оценка метаболического ацидоза, включая определение причины и оценку тяжести. Во 2 части будут рассмотрены конкретные виды метаболического ацидоза, обычно встречающиеся при критических состояниях.

 

Часть 1

 

Клинические сценарии

 

Пример 1

Пациент, с диабетом в анамнезе, с тяжелым диабетическим кетоацидозом. Имелась сонливость, классическое дыхание Куссмауля и в дальнейшем остановка дыхания во время перевода в ОРИТ. После немедленной интубации ординатор начал проведение ИВЛ с помощью стандартных установок вентилятора (ЧДД 12, объем вдоха 500 мл, PEEP 5 см H2O, FiO2 50%) и пытался обеспечить артериальный и центральный венозный доступ. Вскоре после интубации у пациента возникла асистолия, дальнейшие реанимационные мероприятия были безуспешными.

  • Почему у этого пациента произошла остановка дыхания?
  • Почему после интубации состояние ухудшилось?

 

Пример 2

В хирургическое отделение поступила молодая женщина с многократной рвотой в анамнезе и нарастающей болью в животе, в области правой подвздошной ямки. При осмотре живот напряжен, при рентгенографии скопление поддиафрагмального газа. Она была гемодинамически нестабильна, в анализе крови Hb 17,4, WCC 24,6, тромбоциты 79, Na+ 125, K+ 4,3, Cl- 93, мочевина 20,4, креатин 310 (мкмоль/л), анализ газов крови показал: pH 7,1, pCO2 5,2 kPa, pO2 29,3 kPa, HCO3- 14.3

  • Интерпретировать эти результаты. Какова вероятная причина ее ацидоза?
  • Как вы интерпретируете уровень хлора?
  • Данная компенсация адекватная/максимальная?

 

Пример 3

Пожилая женщина была госпитализирована из дома престарелых с тяжелой диареей в течении недели. У нее было обезвоживание и гипотензия. При поступлении в анализе крови Na+ 134, K+ 2,5, Cl- 122, мочевина 15,4, креатинин 280, газовый анализ крови: pH 7,21, pCO2 2,9 kPa, pO2 19,5 kPa, HCO3 – 6,4.

  • Опишите присутствующее нарушение кислотно-основного состояния. Какова вероятная этиология?
  • Есть ли компенсация?

 

Введение

 

Метаболический ацидоз является распространенным компонентом критических состояний. Оценка этого компонента может помочь диагностике, оценить тяжесть (и вероятный исход) и позволить клиницисту определить эффективность проводимой терапии.

 

Определения

 

Метаболический ацидоз возникает при избыточном уровне эндогенных или экзогенных кислот в крови. Эндогенные кислоты включают соляную кислоту из обмена аргинина, лизина и гистидина, серную кислоту из обмена метионина и цистина, фосфорную кислоту, кетокислоты и молочную кислоту. Это всегда сопровождается снижением концентрации бикарбоната в плазме (относительно концентрации бикарбоната, присутствующей до начала ацидоза). Это снижение уровня бикарбоната может быть или следствием потери бикарбоната или присутствием кислоты.

 

Следует отметить, что организм может приспосабливаться к значительным изменениям кислотной нагрузки при помощи буферизации (бикарбонат является основным буфером в крови), а наличие метаболического ацидоза не всегда подразумевает наличие ацидемии (низкий рН крови). рН крови заметно понизится только когда емкость буферных систем крови будет перегружена. Снижение концентрации бикарбоната является признаком метаболического ацидоза.

 

Анализ КЩС

 

При оценке тяжелобольного пациента с метаболическим ацидозом необходимо определить тип ацидоза с целью выявления его причины. Для дифференцировки метаболического ацидоза полезно рассчитать анионный интервал, коэффициент перепада и, при наличии, величину осмолярного интервала. Эти понятия объясняются ниже.

 

Роль анионного интервала

 

Анионы – отрицательно заряженные ионы (например, бикарбонат) и притягиваются к анодам. Катионы противоположны; они положительно заряженные ионы, и поэтому они притягиваются к катоду. Анионный интервал определяется как разность концентраций между основными (измеряемыми) катионами и анионами в плазме и обычно составляет от 12 до 18 ммоль/л. Анионные протеины, фосфат, сульфат и низкие уровни органических кислот, которые не измерены, определяют разницу (т. е. «интервал»). При исследовании причины метаболического ацидоза полезно рассчитать анионный интервал.

Анионный интервал = [Na+ + K+] — [HCO3- + Cl-] = 15 (±3) ммоль/л

 

Нормальный анионный интервал подразумевает первичную потерю бикарбоната:

  • Снижение бикарбоната плазмы (признак ацидоза) и повышенная концентрация хлорида.
  • Потеря бикарбоната может быть:
  1. Желудочно-кишечный тракт (диарея, свищ)
  2. Ренальная (почечный тубулярный ацидоз, эффекты медикаментов).
  • Также происходит при быстрой внутривенной инфузии нормального физиологического раствора (повышение уровня хлорида) или инфузией парентерального питания, богатого катионными аминокислотами (например, аргинином).

 

Увеличенный анионный интервал подразумевает что эндогенные кислоты накапливаются в организме или присутствует нехарактерная органическая кислота. Бикарбонат плазмы снижается, а концентрация хлорида нормальная.

Эндогенные кислоты могут накапливаться при:

  • уремии
  • кетоацидозе (диабетическом, алкогольном)
  • лактат-ацидозе.

Если уровень эндогенных кислот нормальный, следует учитывать экзогенные кислоты:

  • отравление салицилатами
  • отравление метанолом
  • отравление этиленгликолем

 

Роль коэффициента перепада

 

Коэффициент перепада определяется как:

Коэффициент перепада = [Анионный интервал] / [Дефицит оснований]

 

При ацидозе с увеличенным анионным интервалом каждая молекула кислоты диссоциирует в крови и создает один ион водорода и один анион. H+ будет связывать одну молекулу бикарбоната (буферизация), в результате чего количество бикарбоната уменьшится на единицу, а количество не измеряемых анионов увеличится на единицу (т.е. увеличится анионный интервал). Таким образом, увеличение анионной разницы будет эквивалентно снижению бикарбоната, то есть коэффициент перепада будет равен единице.

 

Если коэффициент перепада очень низок (ниже 0,4), то он соответствует ацидозу с нормальным анионным интервалом. Если коэффициент перепада высок (больше 2), то это говорит о том, что бикарбонат был высоким до начала ацидоза (из-за компенсации респираторного ацидоза). Коэффициент между 0,4 и 2,0 предполагает смешанную картину.

 

Ограничения использования анионного интервала и коэффициента перепада

 

Анионный интервал полезен в оценке метаболического ацидоза, однако он не очень чувствителен. Нормальный диапазон составляет от 12 до 18 ммоль/л, это означает, что у пациента с нормальным анионным интервалом 12 ммоль/л может присутствовать тяжелый лактат-ацидоз (лактат плазмы выше 5 ммоль/л) без выхода за пределы нормальных значений. На анионный интервал также влияет альбумин плазмы (важный неизмеренный анион) и низкие уровни альбумина могут значительно снизить предполагаемый рост анионного интервала.

 

Аналогично, теория коэффициента перепада также несовершенна. Бикарбонат составляет только 60% буферной способности крови, и это влияет на предположение, что одна молекула H+ будет связывать одну молекулу бикарбоната. Однако, когда коэффициент перепада очень высок или низок, он может оказаться полезным для диагностики.

 

Роль осмолярного интервала

 

Осмолярный интервал представляет собой разницу между измеренной осмоляльностью образца и его рассчитанной осмолярностью. Этот расчет полезен, если подозревается отравление алкоголем, как обсуждается ниже.

 

Осмоляльность измеряется в лаборатории с помощью осмометра, который либо оценивает снижение температуры замерзания образца, либо снижение давления его пара. Предпочтительно использовать первый метод, так как любые летучие спирты в образце будут испаряться при нагревании образца, и результаты этого метода будут неточными.

 

Осмолярность может быть рассчитана по различным формулам. Одна такая формула:

Рассчитанная осмолярность = 2 [Na+] + мочевина + глюкоза

Осмоляльность и осмолярность различаются в зависимости от того, растворяется количество осмотически активных частиц в килограмме или литре растворителя соответственно. Рассчитанная осмолярность использует плазменную концентрацию натрия, глюкозы и мочевины.

 

Натрий и хлор представляют самые важные детерминанты осмолярности в плазме, концентрация хлора обычно не доступна. Формула упрощается с учетом неполной диссоциации хлорида натрия в плазме. Таким образом, вклад натрия и хлора рассчитывается только из концентрации натрия путем умножения концентрации натрия на константу диссоциации для хлорида натрия (1,86) и деления ее на долю воды в сыворотке (0,93). Хотя эти формулы быстры и просты, их точность была поставлена под сомнение, и теперь некоторые центры предпочитают использовать

Рассчитанная осмолярность = 1,86 [Na+] + мочевина + глюкоза + 9

 

Измеренные и рассчитанные значения должны находиться в пределах 10 друг от друга (разница создается неточностью расчета и неточностью осмометра), и, если интервал больше, это говорит о наличии неизмеренных осмотически активных веществ.

 

Важно понимать, что осмолярный интервал также имеет значительные ограничения. При рассмотрении отравления алкоголем осмолярный интервал присутствует только как ранняя особенность и возвращается к норме, поскольку алкоголь метаболизируется и развивается связанный с ним метаболический ацидоз. Точно так же осмолярный интервал не чувствителен при отравлении этиленгликолем, так как его большой молекулярный вес приводит к смертельному исходу, вызывая лишь небольшое увеличение осмолярного интервала.

 

Компенсация метаболического ацидоза

 

При лечении тяжелых пациентов с метаболическим ацидозом важно учитывать адекватность их респираторной реакции при принятии решения о приоритетах терапии. Буферизация является основным средством сдерживания метаболического ацидоза. По мере превышения буферной способности развивается ацидемия. Как только рост концентрации ионов водорода достигает ликвора, он обнаруживается хеморецепторами, и компенсация происходит за счет снижения уровня CO2 посредством гипервентиляции (впервые описанной Куссмаулем). Обнаружение низкого pH в ликворе, относительно крови, объясняет задержку в этой компенсации и почему при быстро нарастающем ацидозе (например, при судорогах) не стимулируется дыхание, несмотря на низкий pH крови.

 

Несмотря на то, что респираторная компенсация происходит относительно быстро, для достижения максимальной мощности может потребоваться до двенадцати часов. Эта максимальная емкость может быть рассчитана

pCO2 (максимальная реакция, в кПа) = 0,2 [HCO3-] + 1

Если pCO2 пациента лежит в пределах 0,5 кПа от этого расчетного значения, то респираторная реакция адекватна. Если pCO2 выше, то либо компенсация находится на очень ранней стадии, либо у пациента сопутствующий респираторный ацидоз. Если это так, то показано более раннее начало респираторной поддержки.

 

При проведении респираторной поддержки у пациентов с метаболическим ацидозом важно помнить, что респираторная компенсация подразумевает увеличение минутного объема. Если вы проводите контролируемую вентиляцию с нормальным минутным объемом, то уровень pCO2 быстро поднимется до нормального, ацидемия увеличится, и пациент станет крайне нестабильным. Молодые пациенты с тяжелым диабетическим кетоацидозом могут генерировать огромные минутные объемы (20-30 л/мин) и снижение pCO2 ниже 2 кПа. Если вентилировать их с минутным объемом 5 л/мин, их прогноз существенно ухудшится.

 

Подводные камни в оценке метаболического ацидоза

 

Невозможно точно интерпретировать анализ артериальных газов, представленный впервые без рассмотрения истории. Рассмотрим следующий анализ артериальных газов:

  • pH1
  • pCO2 10.5 kPa
  • pO2 29.3 kPa
  • HCO3- 24.3

 

Интерпретация этого результата будет варьировать в зависимости от клинической картины:

Если бы проба крови была взята у молодого пациента без сознания, поступившего через отделение неотложной помощи, с точечными зрачками, то вы бы интерпретировали анализ как проявление первичного респираторного ацидоза от передозировки опиатов.

Если анализ был взят у пожилого человека с тяжелой ХОБЛ, то интерпретация газа будет отличаться.

  • Полная компенсация хронического респираторного ацидоза должна повысить содержание бикарбоната на 3 х (рСО2 — 5,3). Если уровень pCO2 хронически повышен, то вы ожидаете, что бикарбонат будет 36 ммоль/л.
  • Этот бикарбонат значительно ниже, и это говорит о метаболическом ацидозе, на фоне компенсированного респираторного ацидоза.

Этот пример показывает важность основывать расшифровку анализа газов крови на клинических деталях.

 

Другие подводные камни возникают из-за неспособности распознать ограничения анионного интервала, коэффициента перепада и осмолярного интервала, как обсуждалось ранее.

 

Резюме

 

Метаболический ацидоз обычно встречается в интенсивной терапии, и правильное лечение требует подтверждения наличия ацидоза, определения его природы, а затем определения вероятной причины. Выявление причины позволит проводить специфическое лечение с улучшенной эффективностью.

 

Клинические примеры

 

Пример 1

В данном случае у пациента имеется метаболический ацидоз, вызванный потерей гликемического контроля, относительной недостаточностью инсулина и, следовательно, кетоацидозом. Дыхание Куссмауля представляет собой респираторную компенсацию посредством гипервентиляции. Увеличение минутного объема может быть существенным и поддержание этой компенсации довольно активное.

С течением времени пациенты устают, минутный объем уменьшается, а ацидоз быстро нарастает. Молодые пациенты, в частности, могут поддерживать полную дыхательную компенсацию почти до момента остановки дыхания, как в этом примере. Пожилые пациенты, как правило, устают постепенно, и это позволяет своевременно распознавать и начинать респираторную поддержку.

При переводе пациента на принудительную вентиляцию, в условиях метаболического ацидоза, жизненно важно, чтобы соответствующим образом увеличить минутный объем дыхания. Если применяются стандартные настройки вентилятора, как в данном случае, постиндукционное снижение альвеолярной вентиляции выключит респираторную компенсацию, что приведет к резкому нарастанию ацидоза. Это, вероятно, является причиной остановки кровообращения у данного пациента.

 

Пример 2

У представленного пациента клинические проявления острого живота. Повышение уровней гемоглобина, мочевины и креатинина свидетельствуют о том, что пациент обезвожен, и это повышает вероятность ассоциированного лактат-ацидоза из-за неадекватной перфузии тканей. Артериальные газы подтверждают, что ацидемия присутствует (низкий рН), а низкий бикарбонат подразумевает, что ацидоз является метаболическим.

Анионный интервал увеличен до 35 и это указывает на наличие ацидоза с увеличенным анионным интервалом. Коэффициент перепада увеличен до 3,5 и это предполагает предшествующий метаболический алкалоз. Хотя невозможно быть абсолютно уверенным, что это будет соответствовать клинике. Рвота, предшествующая госпитализации, возможно, вызвала метаболический алкалоз (потерю ионов водорода и хлорида), который после осложнился лактат-ацидозом. Это также объясняет, почему в этом примере значительное повышение анионного интервала снизило рН только до 7,1, когда ожидается, что рН будет ниже.

С точки зрения компенсации дыхания, можно рассчитать ожидаемый уровень pCO2 от уровня бикарбоната, и это предполагает, что максимальная компенсация должна снизить pCO2 до 3,8 кПа. Тот факт, что pCO2 пациентки выше, должен служить предупреждением о усталости дыхательной мускулатуры, как можно быстрее необходимо начать респираторную поддержку, чтобы предотвратить неблагоприятный исход.

 

Пример 3

Эта пациентка имеет низкий pH артериальной крови и низкое содержание бикарбоната – это означает, что присутствует метаболический ацидоз. Степень обезвоживания повышает вероятность лактат-ацидоза, однако это создаст увеличенный анионный интервал. Анионный интервал в этом случае низкий (8.5), а коэффициент перепада равен 0.5. Это сильно поддерживает присутствие ацидоза с нормальным анионным интервалом, вторичного к потере бикарбоната через кишечник.

С бикарбонатом 6.4 вы ожидаете, что пациент снизит свой pCO2 до 2.28, и в данном случае ее дыхательная компенсация адекватна.

 

Часть 2

 

Клинические примеры

 

Пример 4

Мужчина был доставлен в приемное отделение в состоянии сильного алкогольного опьянения. Известно, что он страдает зависимостью от алкоголя и находится на диспансерном учете. Анализ крови показал нормальные биохимические показатели, кроме погранично низкого уровня глюкозы (3,8 ммоль / л), анализ газов артериальной крови показал рН 7,43, рСО2 4,8, pO2 15,7, HCO3 — 20. Он был помещен для наблюдения на ночь с диагнозом алкогольной интоксикации, но позже появилось тахипноэ и гипотензия. Повторный газовый анализ показал pH 7.0, pCO2 4.2, pO2 24 и HCO3 — 9.

В чем причина ухудшения состояния?

Какая еще информация может быть полезной?

 

Пример 5

Тот же пациент через месяц поступил в состоянии сильного алкогольного опьянения. Анализ крови показал нормальные биохимические показатели, а анализ газов артериальной крови показал рН 7,43, pCO2 4,8, pO2 15,7 и HCO3 — 20. Была запрошена токсикология, и был выявлен минимальный уровень этанола, а метанол не найден. Анализ мочи выявил наличие кетонов, но ни крови, ни белка нет. Он потерял сознание, и при интубации анализ газов артериальной крови показал pH 7,1, pCO2 9,5, pO2 21, HCO3 — 27. Осмолярность сыворотки измеренная 336 (рассчитанная 284).

В чем причина ухудшения состояния?

 

Пример 6

У сомнолентного пациента с сахарным диабетом выявлен уровень глюкозы в крови 52 ммоль/л и кетоны в моче. Было известно, что у него гипертония, лечение ингибитором АПФ и бендрофлуметазидом. Дежурный врач был удивлен и успокоен анализом газов артериальной крови, который показал pH 7.34, pCO2 4.7, pO2 22.4, HCO3-20, Na+ 140, K 4.2 и Cl-86.

Почему эти результаты не обнадеживают?

Как вы интерпретируете анализ?

 

Причины метаболического ацидоза

 

Лактат-ацидоз

 

Молочная кислота является слабой кислотой с pKa 4.4. pKa вещества является рН, при котором оно диссоциирует на 50%, поэтому при физиологических значениях рН лактат практически полностью диссоциирует. Лактат образуется из пирувата следующим образом:

Pyruvate + NADH + H+ <=> Lactate + NAD+

Лактат нормально присутствует в крови в небольших количествах (1-2 ммоль/л), так как некоторые ткани (например, кожа) производят больше пирувата, чем их митохондрии могут переработать. Избыток пирувата превращается в лактат, выделяется в кровь и метаболизируется печенью (60%, цикл Кори) или почкой (40%).

 

Повышение уровня лактата в крови возникает вследствие увеличения его производства или снижения метаболизма. Так как емкость печени метаболизировать лактат значительна, подъем уровня лактата крови предполагает, что присутствует нарушение метаболизма лактата в печени; однако, увеличенная продукция лактата все же основная причина молочнокислого ацидоза. Лактат-ацидоз классифицируется в соответствии с состоянием доставки кислорода.

 

Если доставка кислорода недостаточна (тип А), то аэробный метаболизм нарушается, накапливается пируват и вырабатывается лактат. Мы знаем, что доставка кислорода является производным сердечного выброса и содержания кислорода в крови, но при лактат-ацидозе низкий сердечный выброс неизменно является самым важным фактором. Содержание кислорода редко снижается до уровня, чтобы изолированно создать лактат-ацидоз – гемоглобин был бы менее 5 г / дл или pO2 менее 4 кПа.

Лечение направлено на восстановление и обеспечение правильного распределения сердечного выброса и, в меньшей степени, обеспечение адекватного содержания кислорода в крови (это одна из ситуаций, когда низкий порог переливания 70 г/л не должен применяться для тяжелобольных).

 

Лактат-ацидоз типа В возникает при нормальной доставке кислорода и наличии проблемы с углеводным обменом. Существует несколько причин ацидоза типа B, охват всех причин выходит за рамки данного руководства, однако они могут быть разделены по группам. Лактат-ацидоз B1 может быть проявлением основного заболевания (кетоацидоза, онкогематологии) и может быть вызван «стресс-лактатом». Лактат-ацидоз, связанный с действием препарата или токсина, классифицируется как B2 (фенформин, β-агонисты, такие как сальбутамол), а лактат-ацидоз из-за врожденного дефекта метаболизма классифицируется как B3.

Успех лечения в данной ситуации зависит от выявления причины по анамнезу и клиническим признакам и ее устранения, а не от попыток коррекции ацидоза напрямую.

 

Кетоацидоз

 

Кетоновые тела включают β-гидроксибутират, ацетоацетат и ацетон. Когда липиды метаболизируются путем β-окисления, производится ацетил-коэнзим А. В норме он связывается с оксалоацетатом (OAA) для того чтобы вписаться в цикл лимонной кислоты. Однако, если уровень ОАА недостаточный, то ацетил-КоА преобразуется в ацетоацетат. При наличии адекватного уровня NAD+ ацетоацетат впоследствии преобразуется в β-гидоксибутират.

Основные причины кетоацидоза

  • Голодный кетоацидоз
  • Алкогольный кетоацидоз
  • Диабетический кетоацидоз

 

Голодный кетоацидоз

Возникает, когда исчерпан уровень гликогена в печени, и печень пытается произвести больше глюкозы путем глюконеогенеза. Глюконеогенез требует OAA, последующее снижение уровня OAA ограничивает способность цикла лимонной кислоты использовать ацетил-КоA, полученный при метаболизме липидов. Избыток ацетил-КоА превращается в кетоновые тела и развивается кетоацидоз. Ацидоз незначительный, в пределах буферной емкости и небольшим подъемом анионного интервала. Ситуация разрешается путем контролируемого введения глюкозы, что позволяет печени вернуться к обычным метаболическим путям.

 

Алкогольный кетоацидоз

Возникает, когда этанол принят с недостаточным количеством калорий. Реакция на голодание при этом осложняется работой печени по метаболизму этанола. Конверсия этанола в ацетальдегид требует NAD+ и избыток НАДН автоматически подавляет глюконеогенез. Это усугубляет дефицит глюкозы и снижение уровня инсулина, стимулирует липидный обмен и кетоацидоз.

Анионный интервал в этом случае будет повышен, а ацидоз более тяжелым (рН приближается к 7,0). Анализ кислотно-щелочного баланса может быть осложнен соответствующим компенсаторным дыхательным алкалозом и метаболическим алкалозом, если у пациента была рвота. Если присутствует значительное обезвоживание, то у данных пациентов может также развиться лактат-ацидоз, вызванный относительным избытком НАДН.

Терапия включает восстановление адекватного объема циркулирующей крови и введение как инсулина, так и глюкозы.

 

Диабетический кетоацидоз

Диабетический кетоацидоз развивается при недостаточном уровне инсулина. Дефицит инсулина уменьшает уровень внутриклеточной глюкозы, увеличивает расщепление жиров и уровни свободных жирных кислот. Печень отвечает путем увеличения метаболизма липидов (дополнительно стимулированная увеличенными уровнями стресс-гормонов) и, по мере того как глюконеогенез истощает имеющийся оксалоацетат, произведенный ацетил-КoA преобразуется в кетоновые тела. Ацетоацетат и β-гидроксимасляная кислота диссоциируют, высвобождаемый ион H+ буферизуется бикарбонатом. Развивается ацидоз с увеличенным анионным интервалом, и рассчитанный Дельта-коэффициент приближается к единице.

Эта кислотно-щелочная картина может быть осложнена различными факторами. Пациенты часто сильно обезвожены, и это может вызвать лактат-ацидоз из-за недостаточной перфузии тканей. Кетоацидоз вызывает рвоту, и результирующая потеря кислоты может привести к тому, что расчетный анионный интервал будет недостаточно отражать тяжесть ацидоза. Первоначальная ресусцитация богатыми хлоридом растворами (0,9% физиологический раствор) увеличит уровень хлоридов и еще больше уменьшит анионный интервал (Дельта-коэффициент здесь будет ниже, чем ожидалось; около 0,4 до 0,8).

 

Почечный ацидоз

 

На способность почек регулировать кислотно-щелочной баланс может отрицательно влиять множество факторов. Полезно классифицировать эти факторы по их влиянию на клубочковую фильтрацию.

 

Ацидоз, связанный со снижением клубочковой фильтрации

Наиболее распространенные формы почечного ацидоза, наблюдаемые в интенсивной терапии, связаны с глубоким снижением клубочковой фильтрации. Острое повреждение почек (обычно вследствие острого тубулярного некроза) и обострение хронической болезни почек вызывают метаболический ацидоз, так как почка не может выделять фиксированные кислоты. Фиксированные кислоты включают хлористо-водородную кислоту от метаболизма аргинина, лизина и гистидина, серную кислоту от метаболизма метионина и цистина, фосфорную кислоту, кетокислоты и молочную кислоту.

Ацидоз усугубляется сопутствующим повреждением канальцев. Это повреждение нарушает продукцию бикарбоната из СО2 и экскрецию аммиака, в результате уменьшается буферная емкость. Уровень бикарбоната падает, уровень хлорида остается стабильным и в результате увеличивается анионный интервал. Лечение включает коррекцию повреждающих факторов и поддержка функции почек (при необходимости заместительная почечная терапия).

 

Ацидоз, связанный с сохраненной клубочковой фильтрацией

Почечный тубулярный ацидоз менее распространен в интенсивной терапии и, как правило, связан с наследственными нарушениями или известными ранее существующими заболеваниями почек. В то время как СКФ может снижаться, ацидоз непропорционален этому незначительному снижению и, как правило, демонстрирует нормальный анионный интервал.

Почечный тубулярный ацидоз (ПТА) подразделяется по локализации дефекта

  • Тип 1: дистальный канальцевый дефект
  • Тип 2 : проксимальный канальцевый дефект
  • Тип 3: дистальная канальцевая невосприимчивость к альдостерону (или дефицит альдостерона)

 

Тип 1 ПTA является наиболее распространенной формой и вызван дефектом в дистальном извитом канальце, не выделяющем ионы водорода при попытке реабсорбировать натрий. Вследствие этого развивается метаболический ацидоз, и моча не подкисляется. На экскрецию калия это не влияет и потеря калия в моче в результате может быть увеличена. Этот тип ПTA имеет многочисленные причины, включая медикаментозное повреждение (амфотерицин) аутоиммунные расстройства (СКВ) и нефрокальциноз. Диагностируется путем подтверждения высокого рН мочи (более 5,5) при наличии выраженного метаболического ацидоза. Основная причина должна быть устранена, а эпизоды ацидоза предотвращены путем адекватного предоставления пищевого бикарбоната.

 

Тип 2 ПTA гораздо менее распространен и вызван дефектом проксимального извитого канальца, при котором нарушена реабсорбция бикарбоната. Он может быть унаследован или ассоциирован с синдромом Фанкони (генерализованный дефект трубчатой реабсорбции аминокислот). Потеря бикарбоната с мочой увеличена и pH мочи повышен. Однако, поскольку доля бикарбоната, фильтруемого почкой, пропорциональна концентрации бикарбоната в плазме, ацидоз менее выражен, чем при типе 1 ПTA. Это условие приводит к определенному пределу и бикарбонат не снижается ниже 15 ммоль/л. Потеря калия менее выражена, чем при дистальном ПТА, но может быть проблемой, если для коррекции ацидоза даются бикарбонатные добавки. Любые добавки должны включать как бикарбонат, так и калий.

 

Тип 3 ПТА встречается тоже редко и, как правило, возникает при недостаточной секреции альдостерона или невосприимчивости к нему дистального канальца (папиллярный некроз). Секретирование и кислоты и калия уменьшено и моча остается относительно щелочной, пока не возникнет метаболический ацидоз с повышенным уровнем калия. При выраженной тяжести эту причину можно устранить пероральным приемом флудрокортизона (0,1 мг/сут).

 

Другие причины ацидоза с нормальным анионным интервалом

 

Ацидоз с нормальным анионным интервалом возникает при первичной потере бикарбоната и это может произойти через почку или кишечник.

Почечная потеря происходит при ренальном тубулярном ацидозе, как описано выше, но может также возникнуть при действии лекарства (ацеталозамид) или, когда мочеточники выведены в кишечник (уретеросигмоидостома). Последняя вызывает проблемный ацидоз, который слабо реагирует на пищевые добавки и трудно поддается терапии.

Потери через кишечник происходят при тяжелой диарее или у пациентов с обструкцией тонкой кишки. Панкреатический свищ, желчные протоки и некоторые опухоли кишечника также вызывают потерю бикарбоната и вызывают гиперхлоремический ацидоз с нормальным анионным интервалом.

 

Метаболический ацидоз за счет экзогенных кислот

 

Алкогольная интоксикация

 

Этанол, метанол, этиленгликоль и изопропиловый спирт представляют собой основные спирты, встречающиеся при отравлениях. Этанол, безусловно, является наиболее распространенной причиной алкогольного отравления и обсуждался в связи с алкогольным кетоацидозом ранее в статье. Специализированные лаборатории могут измерять спирты плазмы, но это часто не сразу доступно, поэтому диагностике алкогольного отравления может помочь оценка осмолярного интервала. Чтобы понять закономерности, наблюдаемые при алкогольном отравлении, необходимо обсудить, как метаболизируются различные спирты.

 

Метаболизм алкоголя (метанола, этанола и этиленгликоля)

Этанол, метанол и этиленгликоль метаболизируются одними и теми же ферментными системами, но имеют разные метаболиты.

  • Ethanol [CH3-CH2-OH] – Acetaldehyde [CH3-COH] – Acetic acid [CH3-COOH] – CO2 + H2O
  • Ethylene glycol [HO-CH2-CH2-OH] – Glycoaldehyde [HO-CH2-COH] – Glycolic acid [HO-CH2-COOH] – Oxalic acid [HO-CO-CO-OH]
  • Methanol [CH3-OH] – Formaldehyde [H-CO-H] – Formic acid [H-CO-OH]

 

При отравлении метанолом и этиленгликолем осмотически активны только исходные соединения и первые метаболиты (формальдегид и гликоальдегид соответственно). Последующие метаболиты — слабые кислоты которые диссоциируют в электрически заряженные ионы, которые будут сбалансированными натрием. Когда они сбалансированы, они перестают оказывать осмотическое влияние, и это объясняет прогрессирование, наблюдаемое при отравлении алкоголем. На начальных стадиях метаболизма генерируется осмолярный интервал с минимальным ацидозом. Метаболизм продолжается с продукцией муравьиной и гликолевой кислоты соответственно.

Эти метаболиты усиливают метаболический ацидоз, возникший при отравлении алкоголем и по мере того как они сбалансируются осмолярный зазор уменьшается. Ответственный фермент, алкогольдегидрогеназа, метаболизирует оба яда с более низкой скоростью, чем этанол и это может привести к тому, что токсические эффекты возникают позже (до 30 часов для метанола и 12 часов для этиленгликоля). Несколько авторов критиковали использование осмолярного интервала именно по этой причине. При взятии крови для этих анализов невозможно определить, какой алкоголь был принят и как далеко продвинулся метаболизм алкоголя. Если осмолярный интервал нормальный, то либо метаболизм алкоголя прогрессирует, либо пациент не принял большое количество.

 

Интоксикация метанолом

Метанол является мощным ядом, серьезная токсичность наблюдается после приема 10 мл. Метилированные спирты содержат 5% метанола и проглатывание свыше 200 мл чревато серьезными токсическими эффектами. Эта токсичность проявляется после латентного периода в двенадцать часов и более. Пациенты сообщают о головной боли, одышке и визуальных симптомах, начиная от размытия до полной слепоты. Выраженная боль в животе и тошнота характерны, у пациентов может выявляться напряжение мышц живота. Сердечно-сосудистая система изначально стабильна до развития тяжелого ацидоза, затем отмечается депрессия миокарда и возникает брадикардия.

Терапия направлено на снижение скорости образования органических кислот с помощью внутривенного этанола и гемодиализа. Терапия этанолом состоит из нагрузочной дозы 50 г перорально (125 мл водки будет достаточно), затем внутривенная инфузия 10-12 г/час. Целевой уровень концентрации в плазме 1-2 г/л. Показания к диализу не определены четко, но должны основываться на наличии тяжелого метаболического ацидоза, выраженных визуальных или психических симптомов, или при наличии высокой концентрации метанола в плазме (более 500 мг/л). Можно также внутривенно ввести фолиевую кислоту для снижения офтальмотоксичности.

 

Интоксикация этиленгликолем

Этиленгликоль является менее мощным токсином, чем метанол, выраженное токсическое действие проявляется при приеме внутрь 100 мл. Токсичность изначально проявляется общей интоксикацией — невнятностью речи, сонливостью и тошнотой. Это может перерасти в выраженную депрессию сознания и судороги. Значительный метаболизм гликоальдегида произойдет через 12 часов после приема внутрь, возникнет кардиореспираторная депрессия и ацидоз. Альдегиды ингибируют окислительное фосфорилирование, механизмы клеточного дыхания, метаболизм глюкозы, синтез белка, репликацию и синтез нуклеиновых кислот. Депрессия миокарда может быть значительной, и обычно встречается отек легких. Почечная недостаточность и олигурия могут стать очевидными по мере прогрессирования острого тубулярного некроза.

Метаболизм этиленгликоля до щавелевой кислоты вызывает оксалатную кристаллурию и определяет низкий уровень кальция плазмы (хелатирование для формирования оксалат кальция). Отравление этиленгликолем смертельно с уровнями 21 мг/дл. Подход к лечению аналогичен отравлению метанолом с упором на раннее использование инфузии этанола и гемодиафильтрации. Эти процедуры должны продолжаться до тех пор, пока этиленгликоль не перестанет обнаруживаться в крови.

 

Интоксикация изопропиловым спиртом

Изопропиловый спирт также следует рассматривать, когда имеется пациент с интоксикацией алкоголем. Этот алкоголь является одним из главных компонентных спиртов и используется в стеклоочистителях и антиобледенителях. В отличие от метанола или этиленгликоля, изопропанол метаболизируется в ацетон и выводится с мочой. Ацетон не метаболизируется дальше, и производство органических кислот минимально. И изопропанол и метаболиты осмотически активны и при употреблении определяется значительный осмолярный интервал. Интоксикация изопропанолом проявляется симптомами общей интоксикации, мейотическими зрачками и депрессией ствола мозга при значительной передозировке. Изопропиловый спирт имеет раздражающее действие и вызывает выраженный гастрит, панкреатит, а при аспирации вызывает трахеит и отек легких.

Изопропиловый спирт быстро всасывается из желудка, промывание желудка мало эффективно. Полезной подсказкой для установления диагноза будет выявление кетоза. Терапия поддерживающая и не следует прилагать усилий для ограничения метаболизма изопропанола инфузией этанола. Изопропиловый спирт легко выводится гемодиафильтрацией, но эта процедура редко необходима.

 

Интоксикация салицилатами

 

Аспирин (ацетилсалициловая кислота) часто вызывает отравления, более 200 смертей в год в Великобритании. Терапевтические дозы аспирина быстро и полностью всасываются из желудка, а большие дозы могут всасываться до 18 часов после приема внутрь по мере склеивания таблеток в желудке.

 

Метаболизм

Ацетилсалициловая кислота гидролизуется до салициловой кислоты и далее метаболизируется одним из трех способов.

  1. Конъюгация глицина c салициловой кислотой
  2. Гидроксилированние до гентизиновой кислоты
  3. Конъюгация с глюкуроновой кислотой

Конъюгация с глюкуроновой кислотой насыщаема так, что уровни салицилата несвязанного с белками поднимаются непропорционально с увеличением дозы. Экскреция неизмененного салицилата почками после этого будет все более и более важной, алкализация мочи увеличит его экскрецию.

 

Эффекты препарата

Центральное место в метаболических нарушениях, инициируемых ацетилсалициловой кислотой, занимает нарушение окислительного фосфорилирования. В результате увеличение потребления кислорода и производства углекислого газа приводит к респираторному алкалозу, который усиливается за счет прямой стимуляции дыхательного центра. Экскреция бикарбоната увеличена, также происходит потеря натрия, калия и воды. Когда это совмещено с гипертермией и потливостью, за этим следует обезвоживание и дисбаланс электролитов. Стимуляция триггерной зоны хеморецептора может вызвать рвоту, что еще больше усугубит этот дисбаланс.

Нарушенное окислительное фосфорилирование усиливает гликолиз и увеличивает потребность периферии в глюкозе. Это происходит главным образом в мышцах и может спровоцировать гипогликемию. Мозг особенно чувствителен к этому, гипогликемия приводит к депрессии дыхательного центра.

Метаболический ацидоз, наблюдаемый при отравлении ацетилсалициловой кислотой, обусловлен стимуляцией липидного обмена (повышением образования кетокислот) и ингибированием ферментов в цикле Кребса (повышением уровня пирувата и лактата). Ацидоз плохо переносится из-за сниженной буферной емкости после первичного респираторного алкалоза и выделения бикарбоната.

 

Клиническая картина

Клиническая картина зависит от возраста пациента и от суммарной дозы принятого препарата. Острая передозировка в условиях хронического применения более токсична. Выделяют 3 степени токсичности по уровню салицилата плазмы через 6 часов после приема внутрь – легкая (300-500 мг/л), умеренная (500-750 мг/л) и тяжелая (>750 мг/л). В возрасте до десяти лет респираторный алкалоз не выражен, преобладает метаболический ацидоз. Однако респираторный алкалоз выражен у взрослых, он помогает сохранить салицилат в ионизированной форме, предотвращая его проникновению через клеточные мембраны.

Независимо от степени тяжести обычно присутствуют следующие симптомы: потливость, рвота, гипертермия, шум в ушах и боль в эпигастральной области. По мере того, как метаболический ацидоз начинает доминировать в клинической картине, салицилат поступает в центральную нервную систему и вызывает тремор, делирий, судороги и, в конечном счете, кому. Некардиогенный отек легких и острая почечная недостаточность также являются признаками отравления ацетилсалициловой кислотой.

Терапия должна включать активное промывание желудка, чтобы ограничить дальнейшее всасывание. Дегидратация и электролитные нарушения (особенно гипокалиемия) должны быть корректированы. Тяжелая интоксикация требует дополнительно выполнения ощелачивания мочи. Мочевыделительная экскреция салицилата стимулируется внутривенной инфузией бикарбоната, достигая целевого pH мочи > 7.5, не допуская повышения pH плазмы > 7.55. для увеличения экскреции салицилата возможно использование гемодиализа.

 

Резюме

 

Метаболический ацидоз является особенностью пациентов в критическом состоянии. В этой статье рассмотрено, как определить тип ацидоза, оценить его тяжесть и определить его причину.

 

Клинические примеры

 

Пример 4

Этот пациент первоначально находился в состоянии алкогольного опьянения, а низкий уровень глюкозы в крови предполагал наличие алкогольного кетоацидоза. Первичный анализ газов артериальной крови не подтвердил этого, поскольку ожидался низкий уровень бикарбоната и увеличенный анионный интервал (который был нормальным на этой стадии у данного пациента). Однако последующее ухудшение является классическим признаком отравления метанолом.

Метаболизм метанола часто задерживается на 12 — 18 часов, особенно если он принят совместно с этанолом. Первая стадия метаболизма — образование формальдегида, который не влияет на кислотное состояние – метаболический ацидоз не отличим на этом этапе. Когда формальдегид метаболизируется в муравьиную кислоту – выявляется ацидоз с увеличенным анионным интервалом.

Было бы полезно определить, существует ли осмолярный интервал при первичном анализе. Если бы это было выявлено, то это насторожило бы врачей о возможности отравления метанолом, а лечение этанолом предотвратило бы ухудшение.

Интересно, что последующий анализ газов артериальной крови показывает тяжелый метаболический ацидоз, но снижение pCO2 минимально. Рассчитанный pCO2 для максимальной компенсации предполагает, что pCO2 должен был упасть до 3.0. Относительный респираторный ацидоз возникает из-за депрессии дыхания, индуцированной метанолом, и является показанием для проведения ранней вентиляционной поддержки.

 

Пример 5

В этом примере тот же пациент представлен с клинической картиной интоксикации, но в этот раз этанол и метанол не обнаруживаются. Несмотря на это, и нормальные артериальные газы при поступлении он переходит в коматозное состояние с артериальными газами, предполагающими первичный респираторный ацидоз (низкий pH, повышенный pCO2). Повышение бикарбоната соответствует повышению pCO2 (предполагаемый подъем бикарбоната = 0.75 (pCO2 — 5.3) для острого респираторного ацидоза), поэтому никакой метаболический вклад не выявлен.

Это классический пример отравления изопропиловым спиртом. Изопропиловый спирт метаболизируется в ацетон и выводится с мочой. Метаболический ацидоз не является особенностью отравления изопропиловым спиртом; однако спирт сильно опьяняет и может легко вызвать дыхательную депрессию, как показано в этом примере. Ключом к диагностике является наличие увеличенного осмолярного интервала в сочетании с кетозом мочи. Лечение поддерживающее (протезирование дыхательных путей и респираторная поддержка), пока спирт не будет метаболизирован.

 

Пример 6

Пример типичен для диабетического кетоацидоза, однако артериальные газы не показывают наличие тяжелого ацидоза. pH 7,34 и погранично низкий уровень бикарбоната показывает наличие слабого метаболического ацидоза, однако анионный интервал 38. Это предполагает, что метаболический ацидоз является тяжелым, и это будет лучше соответствовать клиническим подозрениям. Интересно, что дельта-коэффициент равен 5,75, что явно указывает на наличие ранее существовавшего метаболического алкалоза. Возможно, что до развития кетоацидоза бендрофлуметазид создал значительный метаболический алкалоз, который компенсировался респираторным ацидозом. Бикарбонат был увеличен (возможно до 35), а хлорид снижен для поддержания электрической нейтральности.

С началом кетоацидоза бикарбонат значительно упадет до 20 (изменение в соответствии с тяжелым метаболическим ацидозом), и это уберет необходимость респираторного ацидоза. Минутная вентиляция повысится, и pCO2 упадет до значений, наблюдаемых в образце газового анализа.

Это классический пример тяжелого метаболического ацидоза на фоне компенсированного метаболического алкалоза. На первый взгляд, в анализе газов не виден тяжелый ацидоз, но тщательная интерпретация должна позволить клиницисту подтвердить это подозрение.

 

Dr Alex Grice
Consultant Anaesthetist, Royal Devon and Exeter, UK

2007 г.