Анатолий Левшанков - Респираторная поддержка при анестезии, реанимации и интенсивной терапии

История развития концепции КОС.

И. Соренсен (Sorensen I., 1912) предложил обозначить отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода как водородный показатель рН. Его можно определить по уравнению Гендерсон – Гессельбах (Henderson – Hasselbalch): рН = log [Ка (логарифм константы диссоциации угольной кислоты при 38 °C) + log [Н 2СО 3] / [НСО – 3] = 6,1 + log 25,0/1,25 = = 6,1 + 1,3 = 7,4. Изменение в любой буферной системе крови связано с превращениями угольной кислоты и иона гидрокарбоната.

Датский ученый О. Зигаард-Андерсен (Sigaard-Andersen) сформулировал оперативный метод контроля КОС циркулирующей крови на основании определения рН в пробах крови, насыщенных двумя кислородно-углекислыми смесями (обычно с концентрацией СО 2около4%и8 %)иактуального значения рН данного образца крови.

К концу 1950-х гг. глава центральной больничной лаборатории в Копенгагене Пол Аструп (Paul Astrup) ввел в практику быстродействующие рН-метры фирмы «Radiometer», получившие название «Astrup MicroEguipment» (микрометод Аструпа). Определив три величины рН в одной пробе и построив график на специальной номограмме Зигаарда-Андерсена, можно получить истинную концентрацию аниона гидрокарбоната (АВ) в плазме крови и производные показатели:

1) сумму буферных оснований (ВВ) – концентрацию всех оснований крови;

2) избыток оснований (ВЕ) – расчетное количество ммоль НСО – 3, которое необходимо ввести в каждый литр внеклеточной жидкости или вытеснить из нее кислотой для нормализации КОС;

3) стандартныйбикарбонат(SB) – концентрациюанионагидрокарбоната в плазме крови при 100 % насыщении гемоглобина даннойпробыкровикислородом, температуреее38 °Cинапряжении СО 2в ней 40 мм рт. ст. (5,32 кРа). Этот показатель позволяет дифференцироватьдыхательныеинедыхательныерасстройства.

В 1954 г. американский физиолог Ричард Сноу (R. Сnow) сообщил о создании полярографического электрода для прямого измерения РСО 2, который был усовершенствован в 1958 г. американским анестезиологом и инженером Джоном Северингхаусом (J. Severinghause). О. Зигаард-Андерсен разработал другую линейную номограмму, с помощью которой, проведя прямое определение рН и РСО 2, можно определить показатели КОС. В дальнейшем, используя компьютерную технику, можно было получить показатели КОС, исключив не только эквилибрирование крови эталонными газовыми смесями, но и номограммы.

В 1956 г. американский биохимик и физиолог Л. Кларк (L. Clark) разработал полярографический электрод для определения РО 2. К 1960 г. появились первые приборы для клинического мониторинга газов крови и КОС.

В 1970-е гг. были внедрены в практику оптодные технологии измеренияирегистрациирН,РСО 2иРО 2.Высокаяточностьизмерения и небольшой диаметр датчика позволяли вводить его в сосудистое русло и получать непрерывную информацию о КОС.

В начале 1980-х гг. Питер Стюарт (P. Stewart) опубликовал новую концепцию КОС, физико-химический подход к физиологии КОС. Она предпочтительна в современной клинической физиологии, так как ни избыток оснований, ни концентрация бикарбоната в плазме крови, в том числе и стандартного, не всегда могут объяснить природу нарушений КОС у больного. Концепция Стюарта позволяет выявить причины многих расстройств КОС и более рационально подойти к их устранению. Лишь немногие используют пока подход Стюарта.

Буферные и физиологические системы.

(!) Постоянство КОС поддерживается буферными и физиологическими системами, связанными с дезинтоксикацией промежуточных и выделением конечных продуктов обмена.

Основными буферными системами организма, которые находятся во всех жидкостных секторах организма, являются:

1) гидрокарбонатная – NaHCO 3/H 2CO 3(около 35 % общей буферной емкости);

2) гемоглобиновая – KHb/HHb (около 35 %);

3) белковая – Вбелок/Нбелок;

4) фосфатная – Na 2HPO 4/NaH 2PO 4.

Они представлены в виде слабой кислоты и солью этой кислоты.

При истощении буферных систем для поддержания КОС начинают активизироваться физиологические системы организма: легкие, почки, печень, ЖКТ и др.

У взрослого человека за сутки образуется около 15 000 ммоль (0,13 ммоль/кг · сут. – 1) летучей (угольной) кислоты и 30 – 80 ммоль (1 ммоль/кг · сут. – 1) нелетучих.

Кровь должна забираться из артерии при оценке КОС. Игла и шприц для забора крови должны быть гепаринизированы, не должно быть контакта крови с воздухом. Кровь должны исследовать сразу же после забора. Если это невозможно, она должна помещаться в ледяную воду. Исследовать ее целесообразно не позже чем через 10 мин.

Клиническая оценка КОС организма проводится на основании степени изменения величин показателей рН, РаСО 2, [НСО 3 −] плазмы крови и клинических данных.

рН– это обратный десятичный логарифм концентрации водородных ионов. Этот показатель изменяется при наличии декомпенсированных нарушений КОС и может свидетельствовать только о сдвигах в сторону ацидоза или алкалоза . В норме рН артериальной крови (pHa) находится в пределах 7,35 – 7,45 и рН венозной крови (рНv) – 7,32 – 7,42, рН внутриклеточный равен 6,8 – 7,0. Границы колебаний рНa, совместимые с жизнью – 6,8 – 8,0.

РаСО 2—дыхательный компонент КОС, свидетельствует о дыхательных нарушениях КОС или о компенсаторных изменениях этого показателя при недыхательных расстройствах. В норме этот показатель составляет 35 – 45 мм рт. ст. (4,7 – 6,0 кПа), при совместимых с жизнью колебаниями от 10 до 150 мм рт. ст. (1,3 – 20,3 кПа). Уменьшение РаСО 2менее 35 мм рт. ст. свидетельствует о гипокапнии вследствие гипервентиляции, которая приводит к дыхательному алкалозу. Увеличение РаСО 2выше 45 мм рт. ст. наблюдается при гиповентиляции и гиперкапнии, что приводит к дыхательному ацидозу.

ВЕecf —избыток или дефицит оснований – метаболический компонент КОС, свидетельствует о недыхательных нарушениях КОС или о компенсаторных изменениях его при дыхательных расстройствах. В норме ВЕecf = ±2,3 ммоль/л, при пределах колебаний, совместимых с жизнью, ±15 ммоль/л.

SB —стандартный бикарбонат – концентрация аниона гидрокарбоната в плазме крови при 100-процентном насыщении гемоглобина данной пробы крови кислородом, температуре ее 38 °C и напряжении СО 2в ней 40 мм рт. ст. (5,32 кПа). Этот показатель позволяет дифференцировать дыхательные и недыхательные расстройства. Он в норме равен 20 – 27 (среднеe значение 24) ммоль/л.

Различают недыхательные и дыхательные расстройства КОС, а также их разные комбинации – однонаправленные и разнонаправленные (табл. 2.1).