Дефицит калия и гипокалиемия

Патогенез. Основные причины уменьшения количества калия в организме представлены в табл. 41-2. Как уже упоминалось, его экскреция с мочой мед­ленно снижается у больных, находящихся на диете, обедненной калием. В течение 10—14 сут до достижения равновесия может наступить значительный дефицит калия в организме. Следовательно, в отличие от натрия недостаточное потреб­ление только калия может вызвать его умеренную недостаточность в тканях. Нередко дефицит калия выявляют при желудочно-кишечных заболеваниях, сопровождающихся рвотой, диареей или выраженной его потерей в процессе желудочно-кишечной секреции. Диарея может сопровождаться значительным дефицитом калия, так как его количество в жидких каловых массах составляет 40—60 ммоль/л. Распространенной причиной дефицита калия служит также по­теря желудочного сока при рвоте или его всасывание слизистой оболочкой же­лудка. Концентрация калия в желудочном соке составляет 5—10 ммоль/л, поэто­му прямые потери незначительно влияют на развитие отрицательного ионного равновесия. Основная причина дефицита калия заключается в увеличении экскреции с мочой. Этот процесс, по-видимому, стимулируется тремя механиз­мами. Потери желудочной кислоты приводят к развитию метаболиче­ского алкалоза, который повышает уровень калия в клетках почечных канальцев. К тому же при повышении в плазме уровня гидрокарбоната активи­руется поступление последнего вместе с жидкостью в дистальные участки нефро­нов. И, наконец, вторичный гиперальдостеронизм, обусловленный сопутствую­щим сокращением внеклеточного объема, играет роль в поддержании высокой скорости экскреции калия, несмотря на его дефицит.

Все широко используемые диуретики, за исключением спиронолактона, триамтерена и амилорида, ускоряют экскрецию калия. У больных с отеками при вторичном альдостеронизме эти препараты часто вызывают гипокалиемию и де­фицит калия в организме. Несмотря на то что гипокалиемия встречается и у больных, получающих диуретики по поводу гипертонической болезни, дефицит калия будет умеренным при его нормальном поступлении с продуктами питания и при отсутствии других причин, которые смогли бы усилить его экскрецию из организма. Экскреция калия повышается при осмотическом диурезе, что способствует развитию его дефицита у больных с диабетическим кетоацидозом, когда осмотический диурез обусловлен глюкозурией и усиленной экскре­цией кетоновых и кислотных анионов. Однако в результате диабетического аци­доза дефицит калия может быть замаскирован его выходом из тканей. При кор­рекции ацидоза с помощью инсулина или щелочного препарата недиагностиро­ванный дефицит калия приведет к серьезной интоксикации мышцы сердца вслед­ствие внезапно наступившей гипокалиемии. Концентрация калия в плазме в пре­делах нормы у больного с ацидозом, как правило, свидетельствует о дефиците калия.

Таблица 41-2. Причины дефицита калия и гипокалиемии

I. Желудочно-кишечный тракт

Недостаточное поступление с продуктами питания

Дисфункция желудочно-кишечного тракта (рвота, диарея, ворсинчатая аденома, свищи, уретеросигмостомия)

II. Почки

Метаболический алкалоз

Лечение диуретиками, осмотический диурез

Влияние избытка минералокортикоидов

Первичный альдостеронизм

Вторичный альдостеронизм (включая злокачественную гипертонию, синдром Бартера, опухоль юкстагломерулярных клеток)

Употребление лакрицы

Избыток глюкокортикоидов (синдром Кушинга, лечение стероидными препаратами, эктопическая продукция АКТГ)

Болезни почечных канальцев

Канальцевый ацидоз

Лейкозы

Синдром Лиддла

Лечение антибиотиками

Дефицит магния

III. Гипокалиемия вследствие перехода калия в клетки (без явления дефицита)

Гипокалиемический периодический паралич

Эффект инсулина

Алкалоз

Выведение калия через почки часто происходит при избыточной ак­тивности минералокортикоидов. Гипокалиемия типична для первичного альдостеронизма, но она может оказаться минимальной у больных, у которых ограничено потребление натрия. При злокачественной гипертензии, синдроме Бартера и ренинсекретирующих опухолях почек гипо­калиемия и выведение калия через почки обусловлены вторичным альдостеронизмом. Растительный препарат лакрица содержит вещество с минералокортикоидной активностью, поэтому у лиц, употребляющих ее в большом коли­честве, может развиться гипокалиемия. У больных с синдромом Ку­шинга или получающих стероидные препараты гипокалиемия и алкалоз могут наступить в результате чрезмерного повышения уровня глюко­кортикоидов, которые в свою очередь стимулируют секрецию в почках ионов калия (и водорода).

Выведение калия почечными канальцами патогномонично для каналь­цевого ацидоза (см. гл. 228). Гипокалиемия развивается у некоторых больных моноцитарным и миеломоноцитарными лейко­зами. Механизм патологии непонятен. У некоторых больных потери калия с мочой, по-видимому, связаны с лизоцимурией, причем не исключено, что фер­мент затрудняет функцию канальцев. При синдроме Лиддла, редком наследственном заболевании, потери калия с мочой обусловлены врожденной патологией канальцев. Некоторые антибиотики тоже могут вызывать гипокалие­мию, увеличивая экскрецию калия. Большие дозы карбенициллина активируют секрецию иона в дистальных отделах канальцев, действуя как нереабсорбируемые анионы. Амфотерицин В изменяет проницаемость дистальных участков каналь­цев. Есть сведения, что гентамицин также вызывает гипокалиемию, но механизмы этого действия неизвестны.

Дефицит калия может наступить вследствие недостатка в орга­низме магния, по-видимому, из-за увеличенных его потерь через почки, а также, вероятно, через желудочно-кишечный тракт. Какую-то роль в усилении активации калия может играть усиленная секреция альдостерона. Гипокалиемия при этом связана с гипокальциемией.

Клинические проявления и диагностика. Наиболее выражена при гипокалие­мии и дефиците калия в организме нервно-мышечная симптоматика. Умеренный дефицит может быть бессимптомным, особенно при медленном развитии про­цесса. Однако некоторые больные жалуются на мышечную слабость, особенно в мышцах ног. При более выраженной и быстро прогрессирующей гипокалиемии и дефиците калия на первое место в симптоматике выступает значительная и генерализованная слабость скелетных мышц. Очень тяжелая или внезапно возникшая гипокалиемия фактически способна привести к их общему параличу, включая дыхательные мышцы. Встречается рабдомиолиз. В процессе физикаль­ного обследования, помимо снижения двигательной силы, у больного можно выявить снижение или отсутствие сухожильных рефлексов. Гладкая мускула­тура желудочно-кишечного тракта также может быть вовлечена в процесс, что выражается паралитической непроходимостью кишечника.

На электрокардиограмме определяются типичные изменения (см. гл. 178). К ним относятся уплощение и инверсия зубца Т, увеличение амплитуды зубца U и прогиб сегмента ST. Эти изменения с трудом коррелируют с выра­женностью нарушений калиевого обмена и не могут быть надежными показа­телями клинического значения дефицита калия. Несмотря на то что при нем редко нарушается работа сердца, все же выраженное или резкое уменьшение количе­ства калия в сыворотке способно вызвать остановку сердца. Дефицит калия усиливает кардиотоксическое действие препаратов напер­стянки. При гипокалиемии, особенно у больных, принимающих эти препараты, появляются разные виды предсердных и желудочковых аритмий.

Дефицит калия существенно нарушает функцию почечных канальцев (см. гл. 226). Наиболее заметно снижается концентрирующая спо­собность почек, что может вызвать полиурию и полидипсию. Скорость клубочковой фильтрации не изменяется или несколько снижена. При нефропатии, обусловленной хроническим дефицитом калия, умеренно сни­жается СКФ. Почечная регуляция выведения калия сохраняется в норме. Уринализ носит доброкачественный характер: экскреция белка не выходит за пре­делы нормы или слегка усилена; мочевой осадок в норме или несколько увеличен по объему за счет гиалиновых или зернистых цилиндров.

Диагноз. Причину дефицита калия в организме и гипокалиемии обычно определяют по данным анамнеза. Однако больные, у которых дефицит калия обусловлен хроническим чрезмерным употреблением слабительных средств, психо­генной умышленно вызванной рвотой, тайным применением диуретиков, редко точно излагают историю своего заболевания. Больные с реснитчатой аденомой прямой кишки иногда сообщают о том, что каловые массы у них сформированы, но при тщательном опросе выясняется, что в них присут­ствует характерная слизь, продуцируемая опухолью.

В тех случаях, когда причину заболевания установить по данным анамнеза трудно, целесообразно определить экскрецию калия с мочой (рис. 41-2). Если он теряется через желудочно-кишечный тракт, то его экскреция через почки обычно составляет менее 20—25 ммоль/л или в сутки. Несмотря на то что барьерная функция почек в отношении калия недостаточна, ко времени развития его клинически значимого дефицита экскреция снизится до этих уровней. С дру­гой стороны, если причина развития дефицита заключается в потере калия через почки, то его концентрация в моче, как правило, превысит 20 ммоль/л, а экскре­ция — 25 ммоль/сут. Однако при выраженном дефиците количество калия в орга­низме и экскреции бывает более низким. Это относится к больным с избыточной минералокортикоидной активностью при ограниченном потреблении натрия с пи­щей, а также к больным, которым во время обследования отменили лечение диуретиками. Измерение рН крови также помогает в дифференциальной диаг­ностике. У большинства больных рН крови находится в пределах нормы или повышен (алкалоз). При канальцевом ацидозе, диарее и диабе­тическом кетоацидозе, а также у больных, леченных ингибито­рами карбоангидразы, гипогликемия сопровождается снижением рН крови. Третьим признаком при проведении диагностики служит гипертензия, которая предполагает гиперальдостеронизм (за исключением синдрома Бартера) или избыточную секрецию глюкокортикоидов. У больных с дефицитом калия в результате других причин, перечисленных в табл. 41-2, АД находится в преде­лах нормы. На рис. 41-2 представлена блок-схема основных этапов дифферен­циальной диагностики гипокалиемии, когда ее причину выявить не удается при опросе обследуемого.

Рис. 41.2. Блок-схема для дифференциальной диагностики гипокалиемии.

Лечение. Коррекцию дефицита калия следует проводить по возможности за счет увеличения его поступления в дневном рационе питания или добавок в виде калиевых солей. Хлорид калия — препарат выбора, особенно для больных с алкалозом. Его можно назначать в виде эликсира или в форме таблеток со специальным восковым покрытием. Таблетки, покрытые оболочкой, растворяю­щейся в кишечнике, способствуют развитию язв в тонком кишечнике из-за созда­ния высокой локальной концентрации соли. Органические соли калия, например глюконат или цитрат, очень часто применяют при гипокалиемии, обусловленной канальцевым ацидозом. Они эффективны и при незначительной степени алкалоза. У больных с отеками, которых лечили диуретиками, вызывающими гипокалиемию, профилактику и лечение дефицита калия следует проводить диетой с повышен­ным его содержанием, добавками хлорида калия или назначением калийсберегающих диуретиков, например спиронолактона. Более спорен вопрос о необходи­мости добавления калия в дневной рацион питания больным, получающим диуре­тики по поводу гипертонической болезни. У лиц, получающих в суточном рационе питания адекватное количество калия, выраженной гипокалиемии обычно не наступает. По-видимому, им нет необходимости вводить в рацион питания пре­парат калия для профилактики его дефицита. Однако больным, у которых все же, несмотря на адекватную диету, развилась гипокалиемия, по-видимому, следует назначить соли калия. Дело в том, что гипокалиемия бывает причиной учащения случаев развития сердечных аритмий.

Больным с нарушениями функции желудочно-кишечного тракта или выражен­ным дефицитом калия в организме показана внутривенная терапия. Следует под­черкнуть, что концентрация калия в широко используемых для внутривенного введения растворах хлорида калия составляет 2000 ммоль/л. Концентрация калия во вводимой через вену жидкости не должна быть более 40 ммоль/л или по крайней мере не должна превышать 60 ммоль/л. Скорость введения раствора следует поддерживать на уровне 20 ммоль/ч (примерно 200—250 ммоль/сут) до тех пор, пока не станет очевидной необходимость ее повышения у каждого больного из-за признаков стойкой массивной потери калия, что оправдывает проведение более интенсивной терапии. Наиболее эффективный способ контроля за лечением состоит в повторном измерении концентрации калия в плазме и оценке клинических симптомов, таких как мышечная слабость и паралич. Исчез­новение изменений на ЭКГ слабо коррелирует с уменьшением дефицита общего количества калия. Однако при быстром внутривенном введении калия следует наблюдать за ЭКГ, чтобы избежать токсического воздействия на сердце гипо­калиемии из-за оплошности персонала.

Одновременно развитие гипокали- и гипокальциемии можно наблюдать, например, у больных с синдромом недостаточной всасываемости веществ. Нервно-мышечный эффект, связанный с недостаточностью одного электролита, маскируется проявлениями недостаточности другого. Коррекция только наруше­ний, вызванных одним из двух ионов, может усилить симптоматику. Так, кор­рекция только гипокалиемии сопровождается усилением тетании мышц, и, наобо­рот, коррекция только гипокальциемии без соответствующей коррекции гипока­лиемии обостряет признаки дефицита калия.

Гиперкалиемия

Патогенез. Причины гиперкалиемии представлены в табл. 41-3. Чаще всего причиной бывает неадекватная экскреция калия почками (см. также гл. 220 и 221). На фоне олиго- или анурии, например при острой по­чечной недостаточности, гиперкалиемия обязательно прогрессирует. Если калий не потребляется в чрезмерном количестве, его концентрация в плазме увеличи­вается приблизительно на 0,5 ммоль/л в сутки. Хроническая почечная недоста­точность не приводит к тяжелой или прогрессирующей гиперкалиемии до тех пор, пока не наступит олигурия. По мере прогрессирования почечной недоста­точности какие-то приспособительные механизмы неизвестной этиологии усиливают экскрецию калия через оставшиеся функционирующими нефроны. Однако у больных при этом экскреторная способность почек находится на предельном уровне. Следовательно, гиперкалиемия прогрессирует быстро, если увеличено поступление калия в организм или ограничена экскреторная способность почек в отношении калия, что происходит при лечении спиронолактоном. Известно избирательное нарушение секреции калия почечными канальцами при болезнях почек, вызванных красной волчанкой, серповидно-клеточной ане­мией, реакцией отторжения пересаженной почки или обструкцией мочевыводящих путей.

Таблица 41-3. Причины гиперкалиемии

I. Неадекватная экскреция калия

Почечная недостаточность

Острая почечная недостаточность

Тяжелая хроническая почечная недостаточность

Нарушения функции канальцев Недостаточность надпочечников

Гипоальдостеронизм

Болезнь Аддисона Прием диуретиков, угнетающих секрецию калия в нефронах (спиронолактон, триамтерен, амилорид)

II. Высвобождение калия из клеток

Повреждение тканей (размозжение мышц, гемолиз, внутреннее кровотечение) Прием лекарственных средств (сукцинилхолин, аргинин, интоксикация пре­паратами наперстянки, b-адренергические антагонисты) Ацидоз

Гиперосмолярность жидких сред Дефицит инсулина Гиперкалиемический периодический паралич

HI. Избыточное поступление калия в организм IV. Псевдогиперкалиемия

Тромбоцитоз

Лейкоцитоз

Неумелая техника проведения венопунктуры

Гемолиз in vitro (анализ крови)

Гиперкалиемия представляет собой основной признак недостаточности над­почечников (болезнь Аддисона) и избирательного гипоальдостеронизма. У взрослых наиболее известна гипоренинемическая форма последнего (см. гл. 325). Гиперкалиемия может сопровождать угнетение активности ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (b-адренергическими блокаторами, несте­роидными противовоспалительными средствами или ингибиторами конвертирую­щих ферментов.

В 1 кг ткани, например мышечной или эритроцитной массы, содержится около 80 ммоль калия. Он высвобождается из разрушенных клеток тканей и поступает в плазму. Следовательно, гиперкалиемия может развиться при травме с разрушением мышц, гемолизе или внутреннем крово­течении. Ацидоз приводит к выходу калия из клеток, что также обусловли­вает гиперкалиемию. Обычно тяжелая прогрессирующая гиперкалиемия насту­пает не только в результате увеличенного выхода калия из клеток разрушенных или ацидотических тканей. Вместе с тем ацидоз и разрушение тканей часто встречаются при острой почечной недостаточности. В этой ситуации гипер­калиемия может наступить быстро. У больных с анурией при нарушении целост­ности тканей, в противоположность типичному для неосложненной анурии суточ­ному увеличению концентрации калия в плазме на 0,5 ммоль/л, она может уве­личиться до 2—4 ммоль/л в сутки. Столь быстро прогрессирующая гиперкалие­мия, возможно, занимает существенное место среди причин смерти военнослужа­щих. Опасная гиперкалиемия у больных с травмой, ожогами или такими нервно-мышечными заболеваниями, как параплегия и рассеянный склероз, может быть вызвана действием мышечного релаксанта сукцинилхолина. Он, очевидно, спо­собствует высвобождению калия из мышечных волокон путем деполяризации клеточных мембран. Лечение аргинина гидрохлоридом, обычно исполь­зуемым при метаболическим алкалозе, также сопровождается высвобождением калия из клеток, поэтому во время его инфузии логично ожидать развития клинически значимой гиперкалиемии, если экскреция калия нарушена. Крайняя передозировка препаратов наперстянки может привести к тяжелой гиперкалие­мии. В этом случае калий выходит из клеток, потому что препарат ингибирует Na⁺,К⁺-АТРазу. Бета-адренергические блокаторы вызывают гиперкалиемию, препятствуя действию эндогенных b-катехоламинов, усиливаю­щих перемещение калия в клетки тканей. Метаболический ацидоз вызывает развитие гиперкалиемии за счет выведения калия из клеток. Респи­раторный ацидоз в этом отношении сопровождается менее резким эффектом. Гиперосмолярность жидких сред также усиливает выход калия из клеток. Дефицит инсулина приводит к гиперкалиемии, поскольку этот гормон в норме ускоряет движение калия в клетку. При этом виде дефицита дополнительными факторами, способствующими развитию гиперкалиемии, могут быть гиперосмотичность и ацидоз жидких сред. При гиперкалиемическом периодическом параличе гиперкалиемия связана с периодиче­скими приступами паралича мышц. Механизм этого синдрома непонятен. Потреб­ление с пищей большого количества калия способствует усилению этих приступов.

На выраженность гиперкалиемии, обусловленной большим поступлением калия в организм с пищей или при внутривенном введении, влияют факторы, определенным образом изменяющие потребление калия тканями и его экскрецию почками. Например, дефицит инсулина и лечение b-адренергическими блокато­рами усиливают гиперкалиемию за счет ограничения усвоения калия тканями. Сокращение же объема внеклеточной жидкости увеличивает степень гипекалиемии за счет ограничения скорости экскреции калия с мочой.

У больных лейкозом с выраженным тромбоцитозом или реже с лейкоцитозом может наступить псевдогиперкалиемия. Из тромбоцитов и лейкоцитов в процессе свертывания крови in vitro в окружающую среду высвобождается калий. Его количество в плазме не увеличивается, даже несмотря на заметное изменение его концентрации в сыворотке. Артефактное повышение концентрации калия в плазме бывает в том случае, когда кровь взята после неоднократного массирования руки с целью сделать вены более видимыми при накладывании жгута. Артефактную гиперкалиемию можно заподозрить, если, несмотря на отсутствие нарушений на ЭКГ, налицо существенное увеличение концентрации калия в сы­воротке.

Клинические проявления и диагностика. К наиболее существенным симпто­мам гиперкалиемии относятся сердечные аритмии. Типичная последовательность изменений на ЭКГ представлена на рис. 178-15. Самое раннее из изменений заключается в высокоамплитудном зубце Т, особенно заметном в прекордиальных отведениях. В отличие от других патологических состояний, при которых также повышается зубец Т, при гиперкалиемии не удлиняется интервал Q—Т. К более поздним изменениям относятся удлинение интервала P—R. полная блокада сердца и остановка предсердий. По мере дальнейшего увеличения в плазме кон­центрации калия изменяется желудочковый комплекс QRS. Он постепенно удли­няется, в конечном счете поглотив зубец Г, в результате чего образуется сину­соидальная конфигурация. В самом критическом состоянии могут наступить фибрилляция желудочков и остановка сердца.

Иногда умеренная или тяжелая гиперкалиемия оказывает заметное воздей­ствие на периферические мышцы. Так, наступает восходящая мышечная сла­бость, переходящая в вялую тетраплегию и паралич дыхательных мышц. Функ­ция черепных нервов, как и органов чувств, не изменяется.

Лечение. Для обоснования лечения больных целесообразно классифициро­вать гиперкалиемию по ее тяжести. Предпочтительнее всего это сделать путем рассмотрения как концентрации калия в плазме, так и изменений на ЭКГ. Если концентрация калия в плазме 6,5 ммоль/л, а изменения на ЭКГ ограничены повышением зубца Т, гипергликемию относят к легкой степени. Если концентра­ция калия составляет 6,5—8 ммоль/л, а повышение зубца Т — единственное изменение на ЭКГ, то гиперкалиемию можно отнести по степени к умеренной. Выраженная гиперкалиемия характеризуется концентрацией калия в плазме бо­лее 8 ммоль/л или изменениями на ЭКГ, в том числе отсутствием зубца Р, расширением комплекса QRS или желудочковыми аритмиями. Больных с мини­мально выраженной гиперкалиемией обычно лечат, устраняя ее причины; напри­мер, отменяют калийсберегающие диуретики или корригируют сопутствующий ацидоз. При более тяжелой или прогрессирующей форме гиперкалиемии тре­буется интенсивная терапия. Выраженная интоксикация сердечной мышцы наиболее быстро купируется внутривенным введением кальция. Для этого целе­сообразно вводить 10—30мл 10% раствора глюконата кальция в течение 1—5 мин под постоянным контролем ЭКГ. Несмотря на то что сама по себе инфузия раствора кальция не изменит концентрацию калия в плазме, она пре­пятствует вредному влиянию калия на функцию нервно-мышечных мембран. Эффект кальция проявляется почти немедленно, но в то же время он окажется преходящим, если не предпринять мер для непосредственного устранения гипер­калиемии.

При умеренной гиперкалиемии внутривенное введение раствора глюкозы уменьшает токсическое действие калия, способствуя перемещению последнего в клетки. В первые 30 мин можно ввести 200—500мл 10% глюкозы. На протя­жении следующих часов дополнительно вводят еще 500—1000мл. Целесообразно подкожно ввести 10 ЕД обычного инсулина, хотя это, по-видимому, следует делать только больным сахарным диабетом. Все это позволяет уменьшить коли­чество калия в сыворотке на 1—2 ммоль/л, причем этот эффект сохранится в течение нескольких часов. Быстро уменьшить концентрацию калия в сыво­ротке за счет его перехода в клетки помогает внутривенное введение гидрокарбо­ната натрия. На 1л глюкозы обычно добавляют 50—150ммоль щелочного препарата (2—3 ампулы). Несмотря на то что щелочной раствор наиболее под­ходит для больных с ацидозом, он эффективен и в отношении лиц с ненарушен­ным кислотно-основным состоянием. Действие проявляется в течение 1 ч и про­должается в течение нескольких часов. Для больных с обратимой интоксикацией сердечной мышцы и особенно больных с гипонатриемией или сниженным объемом внеклеточной жидкости также эффективна инфузия гипертонических растворов натрия. В частности, эффект может заключаться в уменьшении кон­центрации калия в плазме, а также в непосредственном влиянии на повышенный уровень калия противодействия гиперкалиемической нервно-мышечной интоксика­ции. Глюкозу, гидрокарбонат и натрий можно объединять в так называемый терапевтический коктейль, для чего к 1 л 5% декстрозы в 0,9% солевом рас­творе добавляют 1—2 ампулы гидрокарбоната натрия.

Ни один из только что перечисленных методов лечения не позволяет удалить калий из организма. При умеренной и тяжелой формах гиперкалиемии целе­сообразно назначить удерживающие клизмы с катионообменными смолами, на­пример полистиренсульфонат натрия. С помощью однократной клизмы из орга­низма может быть выведено достаточное количество калия. В течение 1 ч его концентрация снизится на 0,5—2 ммоль/л. При необходимости удерживающие клизмы можно повторить. Для поддержания низкого уровня калия в плазме ионообменные смолы назначают для приема внутрь, принимают их несколько раз. С этой целью к 20 мл 70% раствора сорбитола добавляют 20 г смолы и дают выпить больному (3—4 раза в день). Этого количества достаточно, чтобы обеспечить несколько актов опорожнения кишечника жидкими каловыми мас­сами. У больных с почечной недостаточностью эффективен гемо- и перитонеальный диализ. Однако этот метод лечения относительно инерционен, поэтому больных с выраженной гиперкалиемией следует лечить прежде всего с помощью одного из ранее рассмотренных методов.

ГЛАВА 42. АЦИДОЗ И АЛКАЛОЗ

Норман Г.Левински (Norman G. Levinsky)

Физиологические аспекты. В организме в норме в процессе метаболизма постоянно образуются кислоты. Несмотря на ежедневное образование в ткане­вых жидкостях около 20000 ммолей угольной и 80 ммолей сильных кислот, кон­центрация свободных ионов водорода находится в узком диапазоне. В норме рН внеклеточной жидкости составляет 7,35—7,45 (45—35 нмоль/л). Определить точно рН во внутриклеточных жидкостях невозможно. По данным, полученным с помощью большинства существующих методов, эта величина в среднем составля­ет 6,9. Концентрация ионов водорода внутри клетки неоднородна. Она различна в органеллах одной клетки. Даже при небольшой концентрации водородные ионы (протоны) в жидких средах до такой степени реактивноспособны, что кратковременное изменение их концентрации влияет на работоспособность фер­ментов и физиологические процессы. Мгновенная защита от неблагоприятных колебаний рН обеспечивается буферной системой, которая может связать или, наоборот, освободить протоны сразу же в ответ на изменение кислотности жид­кой среды, В конечном счете на уровне организма регуляция рН зависит от функции легких и почек.

Основным эквивалентным продуктом обмена потенциальной угольной кисло­ты служит двуокись углерода. С помощью легких ее концентрация в жидких сре­дах организма удерживается на уровне 1,2 ммоль/л (Рсо₂ = 40 мм рт. ст.). При этой концентрации выведение двуокиси углерода равно ее метаболической про­дукции. Несмотря на то что двуокись углерода во время перехода из клеток в легочные альвеолы реагирует с водой и тканевыми буферными системами, ис­тинного изменения состава жидких сред не происходит, поскольку двуокись угле­рода выводится через легкие в количестве, равном ее образованию в клетках. При образовании в процессе метаболизма сильных кислот их протоны сразу же реагируют с буферными веществами и исчезают из жидких сред организма. Во внеклеточной жидкости гидрокарбонат превращается в двуокись углерода и воду, экскретирующиеся через легкие. Несмотря на то что этот механизм сводит к минимуму колебания кислотности среды, он связан с разрушением гидрокар­боната и уменьшением буферной емкости клетки (общая буферная емкость жид­ких сред организма составляет примерно 15 мэкв/кг). Следовательно, если бы не способность почек удалять протоны, секретируя их в мочу и тем самым восста­навливая буферную емкость клеток, то нормальной скорости продукции сильных кислот оказалось бы достаточно для полного истощения буферной системы ор­ганизма в течение 10—20 дней.

Основным источником появления сильной (серной) кислоты служит мета­болизм метионина и цистина, входящих в состав белков пищи. К другим источ­никам относят неполное окисление углеводов и жиров до органических кис­лот, обменные превращения нуклеопротеинов с образованием мочевой кислоты, метаболизм фосфорорганических веществ, в процессе которого высвобождаются протоны и неорганические фосфаты. В рационе питания количество готовых кис­лот или щелочей обычно невелико, но может содержаться достаточное коли­чество потенциальных кислот (например, избыток катионных кислот, таких как лизин) или щелочей (например, цитрат).

Основные функции почек в кислотно-основном метаболизме заключаются в накоплении уже существующего гидрокарбоната и генерации новых количеств для восполнения затрат, обусловленных противодействием сильным кислотам. Гидрокарбонат реабсорбируется как в проксимальном, так и дистальном сег­ментах нефронов посредством секреции протонов в канальцевую жидкость. До­полнительное его количество образуется в результате секреции протонов для бу­ферной системы мочи. В норме /з ионов водорода связывается с фосфатом, пре­вращая НРО₄^2– в Н₂РО₄^–. остальная часть переходит в аммиак, образуя ионы аммония. Количество свободной кислоты, которое может быть экскретировано с мочой, невелико даже при минимальном значении рН (4,8). Однако закисление мочи существенно для связывания кислоты фосфатом и аммонием. Изменения рН жидких сред организма вызывает ответную регуляторную реакцию со сто­роны почек. Ацидоз активирует почечную секрецию ионов водорода. Увеличи­вается продукция аммиака, в связи с чем большее число протонов может экскретироваться почками в виде аммония. При крайней степени ацидоза продукция аммиака, в норме составляющая 40—50 мэкв/сут, усиливается в 10 раз и более. В действительности концентрация гидрокарбоната во внеклеточной жидкости оп­ределяется скоростью секреции протонов в почках (реабсорбция и генерация гидрокарбоната). Если его концентрация в плазме увеличивается без усиления реабсорбирующей способности почки, то этот анион быстро экскретируется и его нормальная концентрация в плазме быстро нормализуется. Например, длитель­ное потребление гидрокарбоната натрия даже в большом количестве обычно приводит лишь к минимальному стойкому увеличению его концентрации в плазме. На скорость секреции протонов в почках влияют многие причины, среди которых важны напряжение двуокиси углерода в жидких средах организма, величина внеклеточного объема, концентрация альдостерона, запасы калия в тканях. Реаб­сорбция гидрокарбоната прямо связана с концентрацией двуокиси углерода. Так, при гиперкапнии отмечается тенденция к активированию, а при гипокапнии, наоборот, к торможению процессов накопления гидрокарбоната в результате ра­боты почек. Сокращение объема внеклеточной жидкости усиливает его реабсорб­цию в почечных канальцах, а увеличение объема сопровождается противопо­ложным эффектом. Альдостерон стимулирует почечную секрецию протонов. В этом смысле гиперальдостеронизм вызывает метаболический алкалоз, тогда как гипоальдостеронизм — ацидоз. В экспериментах на животных было показано, что реабсорбция гидрокарбоната в почках находится в обратной зависимости от запасов калия в организме. У человека эта зависимость менее четкая, однако выраженный дефицит калия в тканях связан с усиленной реабсорбцией гидро­карбоната и метаболическим алкалозом.

Респираторная система реагирует на изменения рН крови почти мгновенно. Ацидоз стимулирует, а алкалоз угнетает легочную вентиляцию. Дыхательный центр, локализованный в продолговатом мозге, вероятно, реагирует на среднюю величину рН в крови и спинномозговой жидкости.

Определение кислотно-основного равновесия. На практике нарушения кис­лотно-основного равновесия классифицируют на основании их измерений в си­стеме гидрокарбонат—угольная кислота (основная буферная система внеклеточ­ной жидкости). Поскольку внутри- и внеклеточная буферные системы функцио­нально связаны между собой, измерение только концентрации гидрокарбоната в плазме позволяет получить информацию об общей буферной системе орга­низма. Взаимосвязь отдельных элементов гидрокарбонатной системы обычно опи­сывают уравнением Гендерсона—Гассельбаха:

где рК угольной кислоты составляет 6,1. Величина [Н2СОз] рассчитывается как произведение a•Рсo₂, где a—коэффициент растворимости двуокиси углерода в жидких средах организма, равный 0,031 ммоль/л на 1 мм рт. ст. парциального давления двуокиси углерода. При нормальном Рсо₂ (т. е. 40 мм рт. ст.) расчетная величина [Н₂СО₃] будет составлять 40•0,031=1,2 ммоль/л.

Ацидозом называют нарушение, при котором в жидких средах организ­ма проявляется тенденция к накоплению кислоты или удалению щелочи. Ал­калоз—любое нарушение, связанное с-тенденцией к уменьшению содержания в жидких средах организма или накоплению в них оснований. Поскольку ком­пенсаторные механизмы могут свести до минимума или совсем предотвратить изменение концентрации водородных ионов в плазме, некоторые авторы пред­почитают использовать термины «ацидемия» и «алкалемия» для описания со­стояний, при которых изменения рН плазмы незначительны. К дыхательным от­носят нарушения, при которых основной сдвиг касается концентрации двуокиси углерода (угольная кислота). Как можно видеть из уравнения Гендерсона—Гас­сельбаха, уменьшение ее концентрации вызывает алкалемию, а повышение — ацидемию. К метаболическим нарушениям относят состояния, при которых ос­новные изменения происходят в концентрации гидрокарбоната. В связи с тем что в уравнении Гендерсона—Гассельбаха концентрация гидрокарбоната в буферном отношении соль/кислота вынесена в числитель, то увеличение кон­центрации гидрокарбоната приведет к алкалемии, а уменьшение — к ацидемии.

Рис. 42.1. Номограмма у здорового человека при неосложненном дыхатель­ном или метаболическом нарушении кислотно-ос­новного равновесия. Доверительные интервалы значений составляют ±2SD при компенсаторной реакции на первичное нарушение v здорового или больного. ОМАц и омал — соответ­ственно острый метаболи­ческий ацидоз и алкалоз, ХМАц и ХМАл – соответ­ственно хронический мета­болический ацидоз и алка­лоз, ОРАц и ОРАл — соот­ветственно острый респира­торный ацидоз и алкалоз, ХРАц и ХРАл — соответ­ственно хронический респи­раторный ацидоз и алкалоз. лоз.

Основную проблему в оценке нарушений кислотно-основного равновесия представляют компенсаторные реакции со стороны легких и почек. Первоначаль­ное изменение концентрации двуокиси углерода вызывает компенсаторную реак­цию почек, в результате которой в том же направлении изменяется концентрация гидрокарбоната плазмы. И, наоборот, первичное изменение концентрации гидро­карбоната в плазме вызывает компенсаторное изменение концентрации угольной кислоты. Например, у больного с хронической дыхательной недостаточностью показатели кислотно-основного равновесия следующие: рсо₂ = 70 мм рт. ст., [НСО₃^–]=31 ммоль/л; рН = 7,25. Клиницисту следует знать, обусловлено ли увеличение концентрации гидрокарбоната в плазме только реакцией почек на первичную гиперкапнию или же на этот процесс влияют метаболические нару­шения кислотно-основного равновесия. Никакие расчеты и предп