Патофизиологические механизмы метаболического алкалоза

В развитии метаболического алкалоза играют роль почки и желудочно-кишечный тракт. Патогенез алкалоза включает в себя два звена: инициация (развитие) метаболического алкалоза и его поддержание.

Метаболический алкалоз развивается вследствие потери кислот, увеличения количества бикарбоната или вследствие уменьшения объема внеклеточной жидкости с последующим изменением концентрации бикарбоната.

Как описывалось в начале книги, почки способны выводить избыток бикарбоната посредством двух основных механизмов:

· при использовании чрезмерного количества NaHCO₃ происходит увеличение объема внеклеточной жидкости, что уменьшает реабсорбцию натрия и бикарбоната в проксимальных канальцах из-за увеличения скорости тока канальцевой жидкости;

· увеличение секреции бикарбоната вставочными клетками B-типа[30] в собирательных трубочках посредством работы хлор-бикарбонатного антипортера, расположенного на апикальной мембране.

Инициация метаболического алкалоза.

Снижение количества ионов водорода.

Снижение количества ионов водорода может происходить вследствие потерь либо вследствие их перераспределения. Потери ионов водорода могут осуществляться через почки или через желудочно-кишечный тракт.

Потеря водорода через ЖКТ возникает при частой рвоте либо установке назогастральных зондов с целью декомпрессии кишечника.

Почечная потеря водорода возникает, когда увеличивается доставка натрия в собирательные трубочки на фоне избытка альдостерона. Альдостерон усиливает реабсорбцию натрия, что увеличивает отрицательный трансмембранный потенциал, что в свою очередь усиливает секрецию в канальцевую жидкость положительно заряженных ионов – водорода и калия.

Перераспределение ионов водорода (hydrogen shift) возникает на фоне гипокалиемии. Уменьшение количества внеклеточного калия вызывает выход ионов калия из клетки. Для поддержания электронейтральности во внутриклеточную жидкость поступают ионы водорода. Увеличение количества ионов водорода в клетках проксимальных канальцев активирует работу Na⁺/H⁺-антипортера, стимулируя реабсорбцию бикарбоната (см. рис. 2).

Увеличение количества бикарбоната.

Избыточное экзогенное введение бикарбоната натрия может привести к развитию метаболического алкалоза при неспособности почек выводить избыток HCO₃^-. Такое состояние может наблюдаться при нарушении фильтрации бикарбоната – например, при почечной недостаточности, или при увеличении его реабсорбции – например, при уменьшении объема внеклеточной жидкости.

Использование тиазидных диуретиков вызывает потерю жидкости, богатой хлоридами, но с небольшим содержанием бикарбоната. В результате остаток плазменного бикарбоната оказывается растворенным в меньшем объеме жидкости, что вызывает при неизменном общем количестве бикарбоната относительный его избыток.

Если допустить, что после применения тиазидных диуретиков объем внеклеточной жидкости, лишенной бикарбоната, уменьшиться на 1/3, то количество оставшегося HCO₃^- должно будет составлять не менее 32 мэкв (24 + 24/3 = 24 + 8 = 32). На практике такого не происходит, так как диуретический эффект тиазидов проявляется только при нормальной функции почек. Если она нарушена более чем на 2/3 (клубочковая фильтрация менее 30 мл/мин) – диуретический эффект не развивается вообще. При выраженном снижении ОЦК эффект тиазидов ограничивается.

Диуретический эффект тиазидов уступает по силе петлевым диуретикам, так как реабсорбция натрия в дистальных канальцах (точке приложения тиазидных диуретиков) значительно меньше, чем в области петли Генле. Следовательно, тиазиды не могут вызвать значимое уменьшение объема внеклеточной жидкости. Поэтому концентрация бикарбоната при приёме тиазидных диуретиков возрастает незначительно, всего лишь на 2 - 4 мэкв/л.

Поддержание метаболического алкалоза.

В поддержании метаболического алкалоза участвует несколько патофизиологических механизмов.

Снижение почечной перфузии.

Снижение почечной перфузии может возникать вследствие уменьшения объема внеклеточной жидкости или уменьшения эффективного ОЦК, например, при отеках у больных с сердечной недостаточностью или циррозом печени. В обоих случаях происходит активация ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, что увеличивает реабсорбцию натрия в почечных канальцах, в том числе и в собирательных трубочках. Усиленная реабсорбция натрия увеличивает отрицательный трансэпителиальный потенциал. Благодаря работе протонной помпы (H⁺-АТФазы) во вставочных клетках типа А происходит усиленная секреция ионов водорода. Альдостерон может также непосредственно стимулировать работу H⁺-АТФазы. С каждым секретировавшимся ионом водорода в организм попадает ион бикарбоната через Cl^-/HCO₃^- антипортер (см. рис.5).

Натрий из первичной мочи преимущественно всасывается в проксимальных канальцах – до 75%. Реабсорбция натрия здесь сопряжена с экскрецией водорода, что увеличивает регенерацию бикарбоната (см. рис. 2). Такой механизм инициации и поддержания метаболического алкалоза имеет место у дегидратированных, гиповолемичных больных, когда с целью сохранения эуволемии увеличивается канальцевая реабсорбция натрия.