Показатели кислотно-основного состояния (КОС) крови

Кислотно-основное состояние крови является важнейшим показателем для оценки состояния организма в экстремальных ситуациях в реанимационной практике.

В настоящее время исследование кислотно-основного состояния крови проводится на газовых анализаторах, которые с учетом температуры крови и давления напрямую определяют концентрацию ионов Н⁺ (величину рН) и показатель pCO₂ (количество СО₂). Остальные параметры рассчитываются, исходя из уравнения Гендерсона-Гассельбаха:

где рК' — отрицательный десятичный логарифм константы диссоциации угольной кислоты (рК'=6,1)

Водородный показатель

Водородный показатель (рН) — отрицательный десятичный логарифм активности (или концентрации) водородных ионов в растворе. Он является основной количественной характеристикой кислотности водных растворов:

рН = -lg[H⁺]

В случае равенства концентраций ионов H⁺ и ОН^- величина рН среды соответствует 7,0, то есть среда нейтральная.

В растворах кислот и щелочей концентрация ионов H⁺ не равна концентрации ионов ОН^- и рН соответственно меньше или больше 7. Повышение концентрации ионов Н⁺ вызывает соответствующее уменьшение концентрации ионов ОН^-, и наоборот.

В норме концентрация ионов Н⁺ колеблется от 36 до 45 нмоль/л, в среднем она составляет 40 нмоль/л, что соответствует рН 7,4. Совместимый с жизнью диапазон концентраций ионов Н⁺ 16–160 нмоль/л, что соответствует рН 6,8–7,8.

Снижение величины рН или накопление ионов Н⁺ называется ацидоз, увеличение рН или дефицит ионов Н⁺ — алкалоз.

Нормальные величины

Цельная кровь	новорожденные	7,21–7,38
	взрослые
	артериальная кровь	7,37–7,45
	венозная кровь	7,34–7,43

Клинико-диагностическое значение

Водородный показатель является главным и его значение определяет диагноз ацидоза или алкалоза. Изменение показателя происходит при накоплении кислотных или щелочных эквивалентов.

Парциальное давление углекислого газа

Парциальное давление или напряжение углекислого газа (рСО₂) — давление СО₂ в газовой смеси, находящейся в равновесии с плазмой артериальной крови при температуре 38°С. Показатель является критерием концентрации углекислоты в крови.

Нормальные величины

Цельная кровь	новорожденные	27–40 мм рт.ст.
	дети	27–41 мм рт.ст.
	мужчины	35–48 мм рт.ст. (4,66–6,38 кПа)
	женщины	32–45 мм рт.ст. (4,26–6,00 кПа)

Клинико-диагностическое значение

Изменение показателя pCO₂ играет ведущую роль при респираторных нарушениях:

• увеличивается при респираторном ацидозе из-за нарушения вентиляции легких, что и вызывает накопление угольной кислоты;
• снижается при респираторном алкалозе. В этом случае уменьшение рСО₂ происходит в результате гипервентиляции легких, которая приводит к повышенному выведению из организма углекислоты и защелачиванию крови.

При нереспираторных (метаболических) проблемах показатель не изменяется. Если налицо такие сдвиги рН и показатель pCO₂ не в норме, то имеются вторичные (или компенсаторные) изменения. При клинической оценке сдвига показателя рСО₂ важно установить, являются ли изменения причинными или компенсаторными!

Таким образом, повышение показателя pCO₂ происходит при респираторных ацидозах и компенсированном метаболическом алкалозе, а снижение — при респираторных алкалозах и компенсации метаболического ацидоза. Колебания величины рСО₂ при патологических состояниях находятся в диапазоне от 10 до 130 мм рт.ст.

При респираторных нарушениях направление сдвига величины рН крови противоположно сдвигу рСО₂, при метаболических нарушениях — сдвиги однонаправлены.

Концентрация бикарбонат-ионов

Концентрация бикарбонатов (ионов HCO₃^-) в плазме крови является третьим основным показателем кислотно-основного состояния.

На практике различают показатели актуальных (истинных) бикарбонатов и стандартных бикарбонатов.

Актуальные бикарбонаты (AB, АБ) – это концентрация ионов HCO₃^- в исследуемой крови при 38°С и реальных значениях pH и pCO₂.

Стандартные бикарбонаты (SB, СБ) – это концентрация ионов HCO₃^- в исследуемой крови при приведении ее в стандартные условия: полное насыщение кислородом крови, уравновешивание при 38°С с газовой смесью, в которой pCO₂ равно 40 мм рт.ст.

У здоровых людей концентрация актуальных и стандартных бикарбонатов практически одинакова. Нормальные величины

Цельная кровь	новорожденные	17–24 ммоль/л
	впоследствии	19–24 ммоль/л
	взрослые
	артериальная кровь	21–28 ммоль/л
	венозная кровь	22–29 ммоль/л

Клинико-диагностическое значение

Диагностическое значение концентрации бикарбонатов в крови состоит, прежде всего, в определении характера нарушений КОС (метаболического или респираторного).

Показатель в первую очередь изменяется при метаболических нарушениях:

• при метаболическом ацидозе показатель HCO₃^- снижается, так как расходуется на нейтрализацию кислых веществ (буферная система),
• при метаболическом алкалозе — повышается.

Так как угольная кислота очень плохо диссоциирует и ее накопление в крови практически не отражается на концентрации HCO₃^-, то при первичных респираторных нарушениях изменение бикарбонатов невелико.

При компенсации метаболического алкалоза бикарбонаты накапливаются вследствие урежения дыхания, при компенсации метаболического ацидоза — в результате усиления их почечной реабсорбции.

Концентрация буферных оснований

Еще одним показателем, характеризующим состояние КОС, является концентрация буферных оснований (buffer bases, ВВ), отражающая сумму всех анионов цельной крови, в основном анионов бикарбоната и хлора, к другим анионам относятся ионы белков, сульфаты, фосфаты, лактат, кетоновые тела и т.п.

Этот параметр почти не зависит от изменения парциального давления углекислого газа в крови, но отражает продукцию кислот тканями и частично функцию почек. По величине буферных оснований можно судить о сдвигах КОС, связанных с увеличением или уменьшением содержания нелетучих кислот в крови (то есть всех, кроме угольной кислоты).

Нормальные величины

Цельная кровь	взрослые	44–48 ммоль/л

На практике используемым параметром концентрации буферных оснований является параметр «остаточные анионы» или «неопределяемые анионы» или «анионное несоответствие» или «анионная разница».

В основе использования показателя анионной разницы лежит постулат об электронейтральности, то есть количество отрицательных (анионов) и положительных (катионов) в плазме крови должно быть одинаковым. Если же экспериментально определить количество наиболее представленных в плазме крови ионов Na⁺, K⁺, Cl^-, HCO₃^-, то разность между катионами и анионами составляет примерно 12 ммоль/л.

Анионная разница = ([Na⁺] + [K⁺]) - ([Cl^-] + [HCO₃^-]) = 12 ммоль/л

Увеличение величины анионной разницы сигнализирует о накоплении неизмеряемых анионов (лактат, кетоновые тела) или катионов, что уточняется по клинической картине или по анамнезу.

Клинико-диагностическое значение

Показатели общих буферных оснований и анионной разницы особенно информативны при метаболических сдвигах КОС, тогда как при респираторных нарушениях его колебания незначительны.

Избыток буферных оснований

Избыток оснований (base excess, BE, ИО) — разница между фактической и должной величинами буферных оснований. По значению показатель может быть положительным (избыток оснований) или отрицательным (дефицит оснований, избыток кислот).

Показатель по диагностической ценности выше, чем показатели концентрации актуальных и стандартных бикарбонатов. Избыток оснований отражает сдвиги количества оснований буферных систем крови, а актуальные бикарбонаты — только концентрацию.

Нормальные величины

Цельная кровь	новорожденные	от -10 до -2 ммоль/л
	дети до 2 лет	от -7 до +1 ммоль/л
	дети старше 2 лет	от -4 до -2 ммоль/л
	взрослые	от -2 до +3 ммоль/л

Клинико-диагностическое значение

Наибольшие изменения показателя отмечаютcя при метаболических нарушениях: при ацидозе выявляется нехватка оснований крови (дефицит оснований, отрицательные значения), при алкалозе — избыток оснований (положительные значения). Предел дефицита, совместимый с жизнью, 30 ммоль/л.

При респираторных сдвигах показатель меняется незначительно.

Кислород-связанные показатели

К кислород-связанным показателям КОС относят оксигемоглобин, сатурацию гемоглобина кислородом, общее содержание и парциальное давление кислорода.

Оксигемоглобин

Оксигемоглобин (HbО₂) – отражает процентное отношение количества оксигемоглобина (HbО₂) к сумме всех гемоглобиновых фракций (общему гемоглобину).

Нормальные величины

Цельная кровь	взрослые	94–97 %

Насыщение гемоглобина кислородом

Насыщение (сатурация) гемоглобина кислородом (HbOSAT, SО₂), представляет собой отношение фракции оксигенированного гемоглобина к тому количеству гемоглобина в крови, который способен транспортировать О₂.

Отличия между двумя показателями HbО₂ и HbOSAT заключаются в том, что у пациентов возможно наличие в крови фракции такой формы гемоглобина, которая не способна акцептировать О₂ (Hb-CO, metHb, сульфоHb). Но так как большинство больных не имеют в крови повышенного содержания этих форм гемоглобина, значения HbО₂ и SО₂ обычно очень близки. Например, насыщение гемоглобина кислородом составляет 95 %, величина оксигемоглобина составляет 53 %. Это означает, что несмотря на нормальное поступление кислорода, существует некоторая часть гемоглобина, не способная к его связыванию. Показатель используется при цианозе и эритроцитозе, он помогает различить пониженную оксигенацию крови (например, при заболеваниях легких) и смешивание крови с венозной кровью при артерио-венозном шунте.

Цельная кровь	новорожденные	40–90 %
	взрослые	94–98 %

Общее содержание кислорода

Общее содержание кислорода (TO₂) — сумма всего кислорода крови, то есть растворенного в плазме крови и цитозоле эритроцитов и кислорода, связанного с Hb.

Парциальное давление кислорода

Парциальное давление кислорода (pO₂) — давление О₂ в газе, находящемся в равновесии с кислородом, растворенным в плазме артериальной крови при температуре 38°С.

Хотя растворенный кислород составляет менее 10 % общего кислорода в крови, он находится в динамическом равновесии между кислородом эритроцитов и тканей.

Цельная кровь	взрослые	83–108 мм рт.ст. 11,04–14,36 кПа

Данный показатель является основным при характеристике гипоксии.

См. также

В категории «Кислотно-основное состояние»

• Быстрая компенсация сдвигов рН — буферные системы
• Величина рН формирует активность клеток

В категории «Клиническая биохимия»

• Гормоны — биохимия