Водородный показатель крови¶

pH крови — водородный показатель, характеризующий концентрацию свободных ионов водорода в плазме крови и отражающий кислотно-основное состояние внутренней среды организма. У здорового человека величина pH артериальной крови поддерживается в узком диапазоне 7,35–7,45, что соответствует слабощелочной реакции. Поддержание этого показателя в физиологических пределах является одним из важнейших условий гомеостаза, поскольку от него зависят активность ферментов, структура белков, транспорт газов и проницаемость клеточных мембран.

¶Физико-химическая сущность

Водородный показатель представляет собой отрицательный десятичный логарифм активности ионов водорода: pH = −lg[H⁺]. Чем ниже значение pH, тем выше концентрация протонов и кислее среда. Шкала pH простирается от 0 до 14, где 7 соответствует нейтральной реакции. Для биологических жидкостей характерны следующие значения: желудочный сок — 1,5–2,0, моча — 5,0–7,0, спинномозговая жидкость — 7,31–7,34, венозная кровь — 7,32–7,36.

Отклонение pH крови за пределы 6,8–7,8 несовместимо с жизнью. Даже незначительный сдвиг на 0,1–0,2 единицы приводит к выраженным метаболическим нарушениям и расстройствам функций центральной нервной системы.

¶Механизмы регуляции

Организм поддерживает кислотно-основное равновесие тремя сопряжёнными системами: буферными системами крови, дыхательной системой и почками.

¶Буферные системы

Буферные системы представляют собой смеси слабых кислот с их солями, способные связывать избыток ионов водорода или гидроксила. Кровь содержит четыре основные буферные системы:

• Бикарбонатная система — наиболее мощная, составляет около 53 % буферной ёмкости плазмы. Представлена угольной кислотой (H₂CO₃) и гидрокарбонатом натрия (NaHCO₃). Взаимодействие с кислотами и щелочами происходит через образование слабой угольной кислоты, разлагающейся на воду и углекислый газ.
• Фосфатная система — действует преимущественно внутри клеток и в моче, основана на равновесии между однозамещённым и двухзамещённым фосфатами натрия.
• Белковая система — функционирует за счёт амфотерных свойств белков плазмы, способных присоединять и отдавать ионы водорода в зависимости от pH среды.
• Гемоглобиновая система — важнейший буфер эритроцитов, обеспечивает около 75 % буферной ёмкости цельной крови. Связана с переходом оксигемоглобина в восстановленный гемоглобин при отдаче кислорода тканям.

¶Дыхательная регуляция

Лёгкие регулируют pH путём изменения интенсивности вентиляции. При накоплении углекислоты и сдвиге pH в кислую сторону дыхательный центр стимулируется, вентиляция усиливается, и избыток CO₂ выводится. При алкалозе дыхание урежается, углекислый газ задерживается. Скорость реакции этой системы составляет несколько минут.

¶Почечная регуляция

Почки — самый медленный, но наиболее точный механизм регуляции, действующий в течение часов и суток. Они способны выводить избыток ионов водорода с мочой и реабсорбировать гидрокарбонат-ионы, а также синтезировать аммиак, связывающий протоны. Почечная регуляция окончательно восстанавливает буферные резервы организма.

¶Методы определения

Лабораторное определение pH крови проводится на анализаторах кислотно-основного состояния методом потенциометрии с использованием ионоселективных электродов. Исследование выполняется на гепаринизированной артериальной крови (реже — капиллярной), которую необходимо доставить в лабораторию в течение 15–30 минут в условиях анаэробного хранения. В состав анализа входят также парциальное давление углекислого газа (pCO₂), парциальное давление кислорода (pO₂), концентрация гидрокарбонатов (HCO₃⁻), избыток оснований (BE) и другие производные показатели.

¶Нарушения кислотно-основного состояния

Смещение pH крови за пределы нормы называется дисбалансом кислотно-основного состояния. Различают четыре основных типа нарушений.

¶Ацидоз

Ацидоз — состояние, при котором pH крови снижается ниже 7,35. По происхождению делится на метаболический и респираторный.

Метаболический ацидоз возникает при накоплении нелетучих кислот: при сахарном диабете (кетоновые тела), голодании, почечной недостаточности, диарее, отравлениях салицилатами или метанолом, шоке и сепсисе. Организм компенсирует сдвиг гипервентиляцией (дыхание Куссмауля) и усиленным выведением протонов почками.

Респираторный ацидоз развивается вследствие задержки углекислого газа при гиповентиляции: хроническая обструктивная болезнь лёгких, асфиксия, угнетение дыхательного центра, травмы грудной клетки. Компенсация осуществляется почками путём задержки гидрокарбоната.

¶Алкалоз

Алкалоз — повышение pH крови выше 7,45.

Метаболический алкалоз вызывается потерей кислот или избыточным поступлением щелочей: неукротимая рвота, приём диуретиков, гиперальдостеронизм, передозировка бикарбоната натрия. Дыхательная компенсация проявляется гиповентиляцией.

Респираторный алкалоз возникает при гипервентиляции: высотная болезнь, истерические состояния, лихорадка, искусственная вентиляция лёгких. Почечная компенсация усиливает выведение гидрокарбоната.

Смешанные формы нарушений встречаются при сочетании нескольких патогенетических механизмов, например при хронических лёгочных заболеваниях с сердечной недостаточностью.

¶Клиническое значение

Определение pH крови имеет решающее значение в реаниматологии, интенсивной терапии, хирургии и нефрологии. Коррекция ацидоза проводится внутривенным введением растворов гидрокарбоната натрия или трисамина, алкалоза — инфузией растворов хлорида калия и натрия, устранением причины гипервентиляции. Мониторинг pH обязателен при длительной искусственной вентиляции лёгких, гемодиализе, массивных трансфузиях и лечении диабетического кетоацидоза.

Показатель pH крови не следует путать с pH мочи или слюны, которые не отражают общее кислотно-основное состояние организма и могут существенно варьировать в зависимости от питания и времени суток. Попытки «защелачивания» организма через изменение рациона не оказывают значимого влияния на pH крови, поскольку последний жёстко контролируется буферными и выделительными системами.