Как изменить кислотно щелочной баланс организма

Ацидоз: причины появления, при каких заболеваниях возникает, диагностика и способы лечения.

Определение

Ацидоз – это смещение кислотно-щелочного баланса организма в сторону повышения кислотности.

Кислотами называют вещества, способные отдавать ион водорода (Н+), а основаниями – вещества, способные его принимать. Кислоты постоянно образуются в результате жизнедеятельности клеток организма и расщепляются с освобождением очень активных ионов водорода.

Для поддержания нормальной жизнедеятельности организма концентрация этих ионов должна поддерживаться в физиологических значениях, этой цели служат буферные и выделительные системы организма (легкие, почки, кишечник).

Так поддерживается кислотно-щелочное равновесие (баланс) – относительное постоянство концентрации водородных ионов во внутренних средах организма.

Соотношение положительно заряженных ионов водорода (Н+) и отрицательно заряженных гидроксильных ионов (ОН-) во внутренней среде организма определяет интенсивность окислительно-восстановительных процессов, синтез и расщепление белков, жиров и углеводов, активность ферментов, проницаемость мембран, чувствительность к гормональным стимулам и др. Это соотношение определяется показателем рН (водородным показателем). Кислотность или щёлочность раствора зависят от содержания в нем свободных ионов водорода и концентрации гидроксильных групп. Если концентрация Н+ больше концентрации ОН-, то мы говорим о том, что среда кислая. Если концентрация Н+ равна концентрации ОН-, то среда нейтральная, когда концентрация Н+ меньше концентрации ОН-, то это щелочная среда. Таким образом, при рН < 7,0 среда кислая, при рН = 7,0 – нейтральная, рН ˃ 7,0 свидетельствует о щелочной среде.

В физиологических условиях показатель рН крови колеблется в пределах 7,35-7,45. Даже незначительные нарушения этих границ могут иметь неприятные последствия, а рН менее 6,8 и выше 7,8 несовместимы с жизнью.

Ведущую роль в поддержании кислотно-щелочного баланса крови играют буферные системы организма – растворы химических композиций, которые способны сглаживать изменения рН. Буфер состоит из основания и какой-нибудь слабой кислоты (слабыми считаются те кислоты, которые отдают не все ионы Н+ в раствор). Буферные системы крови – это первая «линия охраны», которая поддерживает рН при поступлении в кровь кислых или щелочных продуктов, пока те не будут выведены или использованы в метаболических процессах. Основные буферные системы организма – бикарбонатная, фосфатная, белковая и гемоглобиновая.

Буферные системы начинают действовать сразу же при изменении концентрации ионов водорода и способны устранить умеренные сдвиги кислотно-щелочного равновесия за 10-40 секунд.

Наряду с химическими буферными системами действуют органные механизмы компенсации – легкие, почки, желудочно-кишечный тракт. Для достижения эффекта им необходимо больше времени – от нескольких минут до нескольких часов. Так, например, легкие обеспечивают устранение или уменьшение сдвигов кислотно-щелочного равновесия путем изменения объема альвеолярной вентиляции в течение нескольких минут (увеличение вентиляции легких в 2 раза повышает рН крови примерно на 0,2, снижение вентиляции на 25% может уменьшить рН на 0,3-0,4). Почки могут увеличивать выведение (экскрецию) ионов Н+ и восстанавливать резерв гидрокарбонатной буферной системы крови. В печени осуществляется синтез белков крови, входящих в белковую буферную систему, образуется аммиак, способный нейтрализовать кислоты, а молочная кислота, которую многие органы и ткани не способны метаболизировать, превращается в нейтральные продукты и т.д.

Если буферные системы не справляются, происходит нарушение баланса. В зависимости от направленности сдвига рН крови выделяют ацидоз и алкалоз.

Смещение рН менее 7,35 – ацидоз, смещение рН более 7,45 – алкалоз.

К симптомам ацидоза относят тошноту и рвоту, диарею, частое дыхание, головную боль, головокружение, нарушение сознания вплоть до комы, падение артериального давления, нарушения ритма сердца (от экстрасистолии до фибрилляции желудочков). Характерным признаком тяжелого метаболического ацидоза является медленное глубокое шумное дыхание или дыхание Куссмауля. Это симптом обычно наблюдается у пациентов в предтерминальном состоянии.

Разновидности ацидоза

По механизму развития нарушения кислотно-щелочного равновесия выделяют респираторный, метаболический и смешанный ацидоз, а по степени компенсации – компенсированный, субкомпенсированный и декомпенсированный.

Компенсированными считаются такие сдвиги, при которых рН капиллярной крови не отклоняется за пределы диапазона нормы – 7,35-7,45, но присутствуют изменения других показателей. При рН 7,3-7,26 ставится диагноз «субкомпенсированный ацидоз», а при рН от 7,18 до 6,8 – «декомпенсированный ацидоз».

Возможные причины ацидоза

Причиной развития ацидоза могут быть как эндогенные факторы (заболевания, нарушения работы физиологических систем поддержания равновесия), так и экзогенные (связанные с избыточным поступлением в организм веществ кислого характера – лекарств, токсичных средств, некоторых продуктов питания).

В основе респираторного ацидоза лежит гиповентиляция, в результате которой в организме накапливается избыток CO2, а в последующем – углекислоты. Респираторный ацидоз может стать следствием обструкции (закупорки) дыхательных путей, нарушения растяжимости легких, нарушения регуляции дыхания, повышенного образования углекислого газа или его избыточного поступления в организм с вдыхаемым воздухом (при работе в скафандре, на подводных лодках) или при нахождении большого количества людей в замкнутом пространстве (например, в шахте).

Метаболический ацидоз развивается в результате повышенной продукции кислот, сниженной экскреции (выведения) кислот и/или повышенной экскреции оснований. Причинами метаболического ацидоза являются гипоксия, нарушение кровообращения, голодание, сахарный диабет, тяжелые поражения печени и почек, длительная интенсивная физическая нагрузка, ожоги, воспаление, травма, кровопотеря, гипопротеинемия. Бикарбонат (буфер) выделяется в полость тонкого кишечника для осуществления пищеварения и обратно всасывается в нижних отделах желудочно-кишечного тракта или выводится с фекалиями. Любые патологии пищеварительного тракта (например, тяжелая диарея) могут привести выведению бикарбоната из организма в количествах, достаточных для развития метаболического ацидоза. Также потеря бикарбонатов может быть связана с почечной недостаточностью. Тяжелый метаболический ацидоз способен стать следствием всасывания случайно попавших в пищеварительный тракт кислых соединений (например, метанола).

Заболевания, при которых может развиться ацидоз

Наиболее частые причины респираторного ацидоза — бронхиальная астма, бронхит, эмфизема легких, аспирация инородного тела, пневмония, гемоторакс, ателектаз легкого, инфаркт легкого, парез диафрагмы. Энцефалиты, полиомиелит, расстройства мозгового кровообращения могут стать причиной нарушения регуляции дыхания. Повышенное образование эндогенного CO2 является следствием лихорадки, сепсиса, длительных судорог, может сопровождать тепловой удар.

Распространенной причиной метаболического ацидоза является тяжелая диарея, при которой большое количество ионов бикарбонатов выводится с фекалиями. Эта форма метаболического ацидоза особенно опасна, поскольку способна приводить к летальному исходу, особенно у детей в раннем возрасте.

Канальцевый ацидоз возникает при хронической почечной недостаточности, недостаточной секреции альдостерона (болезни Аддисона), других наследственных и приобретенных заболеваниях, которые нарушают функцию почечных канальцев.

При значительном нарушении функции почек снижается выделение кислот с мочой и снижается образование ионов бикарбонатов, что тоже может привести к метаболическому ацидозу.

Усиленная продукция кетокислот является одной из особенностей неконтролируемого или плохо контролируемого инсулинозависимого сахарного диабета (диабетический кетоацидоз).

К каким врачам обращаться при ацидозе

Острые нарушения кислотно-щелочного равновесия являются жизнеугрожающими состояниями, поэтому пациенты госпитализируются в стационар под наблюдение врача-реаниматолога. В случае хронического ацидоза необходима коррекция основного заболевания (например, заболевания легких или почек), поэтому наблюдение осуществляет

врач-терапевт

 или

врач-пульмонолог

,

кардиолог

, нефролог,

невролог

,

гастроэнтеролог

.

Диагностика и обследования при ацидозе

Диагноз устанавливается на основании оценки содержания электролитов и газов крови. Для исследования кислотно-щелочного состояния используются специальные автоматические анализаторы.

Измеряются такие показатели как:

• pH – концентрация ионов (активность) H+,
• рCO2 – парциальное давление CO2 (в мм рт.ст.),
• рO2 – парциальное давление O2 (в мм рт.ст.).

Рассчитываются показатели:

• HCO3 – концентрация бикарбоната (в ммоль/л),
• BE – избыток (или дефицит) оснований (в ммоль/л),
• BB – сумма оснований всех буферных систем крови (в ммоль/л),
• SBE – стандартный избыток оснований (в ммоль/л),
• SBC – стандартный бикарбонат (в ммоль/л).

При подозрении на диабетический, алкогольный кетоацидоз или связанный с голоданием кетоацидоз определяют содержание кетоновых тел при помощи нитропруссидного теста.

Необходимо также выполнить определенные исследования крови и мочи:

• общий анализ крови;

Что делать при ацидозе

При подозрении на ацидоз необходимо обратиться как можно быстрее за медицинской помощью.

Лечение ацидоза

Лечение ацидоза зависит от вызвавшей его причины, механизма развития, степени компенсации. Поэтому главная задача – устранение причины его развития, то есть терапия основного заболевания.

Для коррекции метаболического ацидоза могут применяться внутривенные инфузии натрия бикарбоната, препараты калия, в случае кетоацидоза на фоне сахарного диабета проводят инсулинотерапию. Острый респираторный ацидоз представляет угрозу для жизни пациента, поэтому требуется незамедлительное восстановление адекватной вентиляции легких и уровня оксигенации крови.

Источники:

1. Тепаев Р.Ф., Ластовка В.А., Пыталь А.В., Савлук Ю.В. Метаболический ацидоз: диагностика и лечение // Педиатрическая фармакология. – 2016. – Т. 13. – № 4. – С. 384-389. DOI: 10.15690/pf.v13i4.1612
2. Азбука кислотно-щелочного состояния: метод. указ. для врачей-интернов детских анестезиологов / сост. Межирова Н.М, Кравцова Г.Д, Данилова В.В., Коваль А.В., Овчаренко С.С. – Харьков, ХНМУ. – 2015.

Кто не любит встретиться с друзьями, поговорить о жизни, попеть в караоке или «зажечь» на танцполе, особенно, если для этого есть весомый повод? Однако зачастую вечеринки сопровождаются не только музыкой, хорошей компанией и веселым настроением, но и алкоголем в больших количествах. Предполагаем, что некоторым известно состояние на утро после увеселительного мероприятия, когда голову невозможно оторвать от подушки, а желудок выворачивает наружу.

Это метаболическое расстройство, которое называется «ацидоз». Оно связано с нарушением кислотно-щелочного (pH) баланса организма — алкоголь сдвигает его в сторону окисления.

Кислотно-щелочное равновесие имеют все жидкости организма человека, из которых он по большей части состоит. Это устойчивый параметр, который отвечает за баланс в крови кислых и щелочных компонентов. Норма кислотности в крови и организме составляет от 7,35 до 7,45 pH. Это является одним из показателей нашего здоровья, от которого зависит стабильная работа всех систем организма и протекание множества биохимических реакций.

Признаки нарушения кислотно-щелочного баланса после приема алкоголя:

— тошнота и рвота,

— тахикардия, 

— тремор,

— головокружение и головная боль,

— сбои артериального давления,

— обезвоживание.

Такое состояние может длиться от нескольких часов до нескольких суток, в зависимости от степени алкогольной интоксикации. Чтобы избежать ацидоза, нужно сохранять pH-баланс на необходимом для организма уровне либо в быстрые сроки ликвидировать закисление организма. 

Как поддерживать кислотно-щелочной баланс

Кислотно-щелочное равновесие напрямую влияет на наше самочувствие. Поддержать или восстановить его поможет NFO pH-баланс — комплекс, содержащий в себе все необходимые элементы: магний, кальций, цинк и аскорбиновую кислоту. Его можно принимать и как антипохмельное «оружие» во время вечеринки, и как «противоядие» — для очищения организма от токсинов уже после застолья.

NFO pH-баланс хорошо усваивается организмом, быстро восстанавливает pH-равновесие и устраняет все симптомы, характерные для алкогольной интоксикации, включая головную боль, жажду, озноб, неприятный запах изо рта.

Комплекс также способствует восстановлению минералов в организме, восполняет нехватку кислорода, защищает от воздействия свободных радикалов, стимулирует работу органов, оказывает положительное влияние на умственную и физическую работоспособность, регулирует метаболизм.

Основные свойства NFO pH-баланс:

— поддержка кислотно-щелочного баланса,

— детоксикация организма,

— профилактика и ликвидация похмельного синдрома,

— улучшение энергетического обмена, 

— нормализация нервной системы,

— быстрое восстановление при отравлениях.

Если планируется застолье, то NFO pH-баланс следует приобрести заранее и принять одну дозу за один час до застолья, далее одну дозу во время и еще одну — после употребления алкоголя. Это убережет ваш организм от утренних «неприятностей», даже если выпитого алкоголя окажется много.

Важно! При растворении порошка не использовать металлическую посуду и не размешивать средство столовыми приборами из металла. Их можно заменить на одноразовую пластиковую ложку, трубочку для коктейля или деревянную китайскую палочку. 

БАД. Не является лекарственным средством.

В последнее время появилось множество публикаций на тему питания, которое помогает живому организму поддерживать кислотно-щелочное равновесие, не позволяя ему сдвигаться в кислую сторону [1, 2]. Такое питание включает в себя как рацион, насыщенный овощами и фруктами, так и употребление щелочной воды.

Кислотно-щелочной баланс внутренней среды организма поддерживается в достаточно жестких границах на уровне pH артериальной крови от 7,26 до 7,45 буферными системами организма [3], и принято считать, что он изменяется только при тяжелых заболеваниях. Однако анализ кислотно-щелочного равновесия крови, как правило, проводился у пациентов с выраженной патологией и мало изучался у практически здоровых людей, подверженных негативному влиянию экологии, стрессам, изменению в питании и проч. В настоящее время отрабатываются более чувствительные методы и модели, которые, возможно, помогут понять более тонкие, но весьма существенные для здоровья колебания pH [4, 5].

Есть исследование, убедительно доказывающее, что не только тяжелые состояния здоровья, но и условия работы в современной промышленности достоверно сдвигают традиционные показатели буферной системы крови (pH, РаCO2, РаO2 крови и HCO в плазме) у рабочих завода по производству пластмасс [6]. О более тонких изменениях кислотно-щелочного равновесия в связи с эволюцией питания людей в историческом разрезе изложено также в European Journal of Nutrition в 2001 г. [7]. Там же указано, что «во время высокоинтенсивной активности ацидоз ответственен за усталость и истощение рабочих мышц. Введение бикарбонатной добавки перед тренировкой улучшало показатели, задерживая начало усталости». Кислотно-щелочное равновесие зависит от питания перед высокоинтенсивной тренировкой. Низкое употребление углеводов перед тренировкой приводит после интенсивной нагрузки к его сдвигу в кислую сторону [8, 9]. Определение кислотно-щелочного равновесия по показателям мочи (pH, бикарбонаты, мочевина) также может показать баланс кислот и оснований в организме. Таким методом было выявлено негативное влияние западного стиля питания с большим количеством белка на изменение показателей мочи в кислую сторону [10]. Есть и другие работы, доказывающие влияние питания на кислотно-щелочной баланс как у людей, так и у животных, где подчеркивается, что несбалансированный рацион меняет кислотно-щелочное равновесие в кислую сторону [11–13].

Таким образом, роль питания в поддержании кислотно-щелочного баланса подтверждена и продолжает изучаться, и немалую долю в рационе составляет вода, оказывающая значимое влияние на здоровье наряду с пищей. В литературе накопилось немало данных о благоприятном воздействии на здоровье употребления питьевой щелочной воды, являющейся основой для коррекции кислотно-щелочного равновесия на фоне привычного для человека питания. Изучалось ее влияние на общее оздоровление, уровень глюкозы в крови, массу тела, восстановление спортсменов после напряженных тренировок и проч., что будет отдельно рассмотрено ниже.

Материалы и методы исследования

Были проанализированы рандомизированные клинические исследования, а также группы нерандомизированных исследований.

Результаты и обсуждения

Питьевая вода во всех странах регулируется по показателю pH, однако допустимый диапазон колебаний достаточно широкий. В Российской Федерации допустимыми параметрами для питьевой воды является pH в диапазоне 6–9 [14], охватывая диапазон от слабокислой до щелочной реакции. Питьевая вода с водородным показателем 8–9 является щелочной, находясь в нормируемых параметрах для ежедневного потребления.

Одним из самых спорных вопросов, возникающих при рассмотрении пользы питьевой щелочной воды, является сомнение в том, что она может полностью нейтрализоваться кислой средой желудка. Действительно, на первый взгляд этот вопрос очевиден, и есть предположение, что щелочная среда будет полностью инактивирована желудочным соком, потеряв свои полезные свойства. Однако ответ на этот вопрос не так прост, и было бы неправильно его рассматривать, опираясь только на физико-химические свойства двух сред, упуская из виду некоторые особенности эвакуации желудочного содержимого. Этот вопрос очень внимательно был рассмотрен некоторыми исследователями, так как в медицине всегда достаточно остро стоит вопрос, как избежать инактивации отдельных медицинских препаратов и снизить время их контакта с кислым содержимым желудка. Этот вопрос по отношению к щелочной воде в данном обзоре будет рассмотрен впервые.

Для понимания степени и времени контакта щелочной воды с кислотностью желудка необходимо рассмотреть особенности эвакуации жидкости и пищи из желудка. Методы изучения особенности эвакуации содержимого желудка включают методы взятия проб желудочно-кишечного тракта [15–18], сцинтиграфию [19, 20], фармакокинетический анализ маркерных веществ [21] и магнитно-резонансную томографию (МРТ) [22, 23].

Впервые механизм намного более быстрой эвакуации воды по сравнению с пищей был описан и изучен в 1908 г. Г. В. Вальдейером, который описал анатомическую структуру складок слизистой на малой кривизне желудка (рис.), выступающей в качестве пути для быстрой эвакуации жидкости [24], назвав ее «Magenstrasse» — желудочной дорожкой. Кстати, именно этот известнейший гистолог и анатом ввел термины «нейрон» и «хромосома».

Впоследствии феномен Вальдейера был неоднократно описан другими авторами [25, 26] и в 70-х годах прошлого столетия был окончательно подтвержден [27, 28]. В 2007 и 2015 гг. феномен быстрой эвакуации воды (в течение 10 мин) из желудка был подтвержден с помощью математических моделей [29, 30].

В 2017 г. группа немецких ученых опубликовала работу, где с помощью МРТ изучался механизм эвакуации воды, выпитой как натощак, так и после приема пищи, причем в данной работе исследовались различные виды пищи (твердость, калорийность, жирность) [31]. Несмотря на высокую вариабельность времени эвакуации воды у испытуемых, подтверждено, что большая часть воды не смешивается с химусом и эвакуируется значительно быстрее пищи. Более всего задерживает эвакуацию гомогенная нежирная пища, с которой происходит смешивание жидкости в желудке.

На скорость эвакуации воды влияет также ее температура — прохладные напитки (5–20 °C) проходят из желудка в двенадцатиперстную кишку быстрее, чем теплые (25–40 °C) [32, 33]. Следует отметить, что все исследования проводились на объемах 250–350 мл, то есть эвакуаторная функция желудка при употреблении больших объемов пищи не изучалась, вода также выпивалась в количестве 250 мл.

Несмотря на то, что вопрос особенностей эвакуации воды из желудка был достаточно хорошо изучен и подтвержден, он известен только определенному кругу исследователей и широко не обсуждается в кругах практических врачей. Хотя именно этот феномен помог бы понять механизм всасывания и расщепления некоторых лекарств и жидкостей, долгое соприкосновение которых с кислой средой желудка было бы нежелательно.

Ознакомление с феноменом Вальдейера дает понимание того, что значительная часть щелочной воды в желудке после ее употребления будет эвакуироваться в двенадцатиперстную кишку достаточно быстро по складкам малой кривизны и не будет соприкасаться с кислой средой желудочного сока, сосредоточенного в антральном отделе. Особенно быстро этот процесс происходит при пустом желудке. Другими словами, кислотность желудочного сока не влияет на сохранение щелочности жидкости. В качестве рекомендаций для максимального сохранения щелочной среды самым оптимальным будет режим, когда щелочная вода будет выпита натощак или между приемами пищи.

Воздействие на организм человека щелочной воды, полученной электролизом, изучалось отдельными авторами как в моделях на животных, так и у людей. Общеоздоровительный эффект от постоянного употребления такой воды рассматривался, в частности, с точки зрения воздействия на окислительные процессы, вызывающие обширное повреждение биологических макромолекул и ведущие к различным заболеваниям, старению и мутациям. В частности, были рассмотрены механизмы защиты от окисления и повреждения РНК, ДНК и белков как in vitro [34–37], так и in vivo у лабораторных крыс [38]. Предполагалось, что щелочная вода является идеальным поглотителем активного кислорода, являющегося одним из мощных повреждающих факторов в живых системах. Результаты исследований подтвердили данный тезис. Все эти исследования установили, что щелочная вода имела тенденцию подавлять одноцепочечный разрыв ДНК, РНК и защищать белок от воздействия окислительного стресса. Доказано также, что щелочная вода повышает активность ключевого детоксифицирующего фермента в организме, супероксиддисмутазы, который является основной защитой от повреждения свободными радикалами [34, 35].

Вода с щелочным диапазоном (pH 8,5–9,5) хорошо продемонстрировала свое антиоксидантное действие у пациентов, находящихся на диализе. K. C. Huang и соавт. изучили активные формы кислорода в плазме этих пациентов и обнаружили, что такая вода снижает уровень пероксида, повышенный гемодиализом, и минимизирует маркеры воспаления (С-реактивный белок и интерлейкин-6) после 1 месяца употребления. Эти данные показывают, что сердечно-сосудистые осложнения (инсульт и сердечный приступ) у пациентов, находящихся на гемодиализе, могут быть предотвращены или отсрочены с помощью такого безобидного питья [39]. Причем по активности и результатам анализов употребление щелочной воды у этой группы пациентов сравнимо с действием инъекционного витамина С, но, в отличие от последнего, без риска образования оксалатов [40]. В этой же статье отмечено, что шестимесячный прием щелочной воды увеличил гематокрит и уменьшил количество цитокинов, обеспечивающих мобилизацию воспалительного ответа.

Известно, что именно свободнорадикальное окисление приводит к развитию многих возрастных болезней, поэтому антиоксиданты могут быть полезными для смягчения разрушительного действия старения и, возможно, для его замедления. G. Fernandes из Университета Техаса сообщил, что различные виды лабораторных мышей, получавших щелочную воду с рождения, живут на 20–50% дольше контрольной группы, употреблявшей водопроводную воду. Он также обнаружил снижение уровня пероксида в сыворотке опытных мышей по сравнению с контрольными [41]. Исследование, проведенное на нематодах, у которых в качестве водной среды использовалась щелочная вода, показало, что она значительно продлила продолжительность жизни червей, что было интерпретировано как проявление поглощающего действия активных форм кислорода [42].

Оздоровительный эффект при приеме щелочной воды зарегистрирован и описан у людей в исследовании Н. В. Воробьевой (МГУ им. М. В. Ломоносова) при изучении микрофлоры кишечника. Отмечалась стимуляция роста нормальной анаэробной флоры. Положительное воздействие трактовалось автором как улучшение среды обитания и благоприятного микроэкологического фона для роста аутомикро­флоры [43].

Исследование, проведенное в Китае в 2001 г. с людьми, продемонстрировало, что прием щелочной воды на протяжении от 3 до 6 месяцев снижал вплоть до нормальных значений гиперлипидемию, уровень глюкозы крови при сахарном диабете 2 типа легкой степени и регулировал уровень артериального давления [44]. Аналогичные результаты с регуляцией сахара крови были получены и в других исследованиях. Другое исследование 2006 г., проведенное на лабораторных крысах с экспериментальным диабетом, подтвердило данные результаты [45]. Через 12 недель употребления щелочной воды снижались уровни холестерина, триглицеридов и сахара в крови.

Поскольку сахарный диабет 2 типа является достаточно актуальной проблемой в современном обществе, ему уделяется много внимания различными исследователеми. Интересные результаты были получены на людях, больных диабетом 2 типа, которые были разбиты на группы и получали воду с различным pH (7,0; 8,0; 9,5 и 11,5) в течение 14 дней. Было обнаружено, что сахароснижающее свойство проявляет вода с pH 9,5 и 11,5, тогда как более низкие значения не оказывают статистически достоверного влияния на глюкозу в крови [46]. Авторы также отмечают, что наряду с сахароснижающим эффектом щелочная вода проявляет выраженное антиоксидантное действие, которое необходимо больным сахарным диабетом, а также выраженный детоксикационный эффект, проявляющийся в учащенном мочеиспускании. Корейское исследование, проведенное на мышах с диабетом, подтвердило, что питье щелочной воды значительно снижало концентрацию глюкозы в крови и улучшало толерантность к глюкозе [47]. Однако не было выявлено воздействия на уровень инсулина. Еще два исследования подтвердили не только способствование снижению глюкозы в крови и нормализации толерантности к глюкозе, но и лучшее сохранение β-клеток поджелудочной железы, активно разрушающихся при прогрессировании данного заболевания [48, 49].

Исследования, посвященные действию щелочной воды на организм, были также проведены среди спортсменов и среди людей, получавших интенсивные физические нагрузки. Предполагается, что интенсивные физические нагрузки провоцируют окислительный стресс в организме [50]. Дегидратация после тренировок также провоцирует повышение уровня малонового альдегида, являющегося одним из маркеров окислительного стресса [51]. К окислению весьма чувствительны эритроциты. Насыщенный железом гемоглобин разлагается, выделяя супероксид [49, 52]. Когда активные формы кислорода инициируют перекисное окисление липидных мембран, белки клеточных мембран часто становятся сшитыми, а эритроциты становятся более жесткими с меньшей подвижностью [53]. Эти механизмы изменяют свойства эритроцитов, в том числе снижают текучесть крови и повышают агрегацию ее клеток, что приводит к увеличению вязкости крови и нарушению кровотока [54]. Аналогичные изменения под действием окислителей происходят и с тромбоцитами [55]. Агрегацию тромбоцитов усиливает и финибриноген, испытывающий действие окислительного стресса [56]. Поэтому одним из показателей выраженного окислительного стресса у спортсменов можно рассматривать повышение вязкости крови, которую усугубляет дегидратация после интенсивных тренировок.

Быстрое восстановление после интенсивных физических нагрузок является актуальной проблемой в спортивной медицине. J. Weidman и соавт. провели двойное слепое рандомизированное исследование для сравнения эффективности регидратации после тренировок с применением стандартной питьевой и щелочной воды (pH 9,5), полученной электролизом, в котором изучали показатели вязкости крови [57]. В этом исследовании была обнаружена значительная разница в вязкости цельной крови при оценке употребления воды с высоким pH по сравнению со стандартной очищенной водой во время фазы восстановления (120 мин) после интенсивной дегидратации, вызванной физической нагрузкой. Авторы объясняют полученные результаты нейтрализацией окислительных процессов, выявленных после интенсивных физических нагрузок в организме спортсменов. Исследование, проведенное с тремя видами воды: минеральной (pH 6,1), щелочной с низким содержанием минералов (pH и обычной питьевой водой, также выявило лучшую регидратацию после высокоинтенсивных интервальных тренировок с улучшением утилизации лактата при употреблении после нагрузок щелочной воды с низким содержанием минералов [58].

В другом исследовании D. P. Heil продемонстрировал более быструю и лучшую регидратацию с бутылочной щелочной водой (pH 10), чем со стандартной питьевой водой у десяти велосипедистов мужского пола. Маркерами регидратации были удельный вес мочи, диурез, концентрация сывороточного белка и восстановление водного баланса [59]. Бикарбонатная бутылочная щелочная вода с микроэлементами (pH 9,1) показала также лучшие восстановительные свойства по сравнению с питьевой водой и у спортсменов боевых искусств после ограничения воды для быстрой потери веса перед соревнованиями [60]. Перечисленные исследования демонстрируют, что лучшие восстановительные свойства показывает вода со щелочным pH по сравнению с нейтральной питьевой водой, независимо от того, получена она электролизом или это бутылочный вариант.

Выводы

Таким образом, вода с pH 9–10 может рассматриваться как дополнительный фактор оздоровления. Растущий объем научных исследований не выявил негативных отрицательных воздействий на организм. Из рассмотренных публикаций очевидно, что употребление щелочной воды может быть дополнительной антиоксидантной поддержкой, благоприятно сказывается на состоянии здоровья при диабете и гиперлипидемии и может улучшать реологию крови в случае, когда она нарушена из-за интенсивных физических нагрузок. Применение щелочной воды в спорте для более активного восстановления после тренировок может дать дополнительный безопасный инструмент сохранения здоровья спортсменов.

Литературные данные, приведенные в обзоре, также могут помочь выработать рекомендации по приему щелочной воды для максимального сохранения ее полезных свойств. Особенности эвакуаторной функции желудка при употреблении пищи объемом до 250 мл позволяют большей ее части не смешиваться с его содержимым. Однако это касается не всего объема выпитой воды. Часть ее все-таки смешивается, особенно если пища является гомогенной и полужидкой. Наиболее полно сохранение свойств с наибольшей вероятностью произойдет при употреблении щелочной воды натощак или между приемами пищи. Следует также принимать во внимание, что исследования касались объема жидкости до 250 мл. Каким образом эвакуируются из желудка большие объемы воды, на сегодняшний день остается не изученным.

В заключение следует отметить, что сохраняется высокая актуальность исследований воздействия щелочной воды на здоровье, поскольку есть перспективы дополнительного безопасного алиментарного фактора питания, благотворно влияющего на организм и доступного для широких кругов населения.

Литература

1. Riond J. L. Animal nutrition and acid-base balance // Eur J Nutr. 2001. № 40 (5). P. 245–254.
2. Gannon R. H., Millward D. J., Brown J. E. et al. Estimates of daily net endogenous acid production in the elderly UK population: analysis of the National Diet and Nutrition Survey (NDNS) of British adults aged 65 years and over // Br J Nutr. 2008, Sep; 100 (3): 615–623.
3. Adrogué H. E., Adrogué H. J. Acid-base physiology // Respir Care. 2001. Apr; 46 (4). Р. 328–341.
4. Adrogué H. J., Madias N. E. Assessing Acid-Base Status: Physiologic Versus Physicochemical Approach // Kidney Dis. 2016. Nov; 68 (5). Р. 793–802.
5. Todorovic J., Nešovic-Ostojic J., Milovanovic A. et al. The assessment of acid-base analysis: comparison of the «traditional» and the «modern» approaches // Med Glas (Zenica). 2015. Feb; 12 (1). Р. 7–18.
6. Prakova G. Monitoring of acid-base status of workers at a methyl methacrylate and polymethyl methacrylate production plant in Bulgaria // RAIHA J (Fairfax, Va). 2003. Jan-Feb; 64 (1). Р. 11–16.
7. Manz F. History of nutrition and acid-base physiology // Eur J Nutr. 2001. Oct; 40 (5). P. 189–199.
8. Greenhaff P. L., Gleeson M., Maughan R. J. The effects of dietary manipulation on blood acid-base status and the performance of high intensity exercise // Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1987. 56 (3). Р. 331–337.
9. Greenhaff P. L., Gleeson M., Whiting P. H. et al. Dietary composition and acid-base status: limiting factors in the performance of maximal exercise in man? // Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1987. 56 (4). Р. 444–450.
10. Remer T. Influence of nutrition on acid-base balance — metabolic aspects // Eur J Nutr. 2001. Oct; 40 (5). Р. 214–220.
11. Remer T. Influence of diet on acid-base balance // Semin Dial. 2000, Jul-Aug; 13 (4): 221–226.
12. Riond J. L. Animal nutrition and acid-base balance // Eur J Nutr. 2001 Oct; 40 (5): 245–254.
13. Akter S., Eguchi M., Kurotani K. High dietary acid load is associated with increased prevalence of hypertension: the Furukawa Nutrition and Health Study // Nutrition. 2015 Feb; 31 (2): 298–303.
14. СанПиН 2.1.4.10749–01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды».
15. Malagelada J. R., Longstreth G. F., Summerskill W. H. et al. Measurement of Gastric Functions during Digestion of Ordinary Solid Meals in Man // Gastroenterology. 1976, 70 (2), 203–210.
16. Hens B., Corsetti M., Brouwers J. et al. Gastrointestinal and Systemic Monitoring of Posaconazole in Humans After Fasted and Fed State Administration of a Solid Dispersion // J. Pharm. Sci. 2016, 105 (9), 2904–2912.
17. Hunt J. N., Macdonald I. The Influence of Volume on Gastric Emptying // J. Physiol. 1954, 126 (3), 459–474.
18. Rubbens J., Brouwers J., Wolfs K. et al. Ethanol Concentrations in the Human Gastrointestinal Tract after Intake of Alcoholic Beverages // Eur. J. Pharm. Sci. 2016, 86, 91–95.
19. Feinle C., Kunz P., Boesiger P. et al. Scintigraphic Validation of a Magnetic Resonance Imaging Method to Study Gastric Emptying of a Solid Meal in Humans // Gut. 1999, 44 (1), 106–111.
20. Coupe A. J., Davis S. S., Evans D. F. et al. Do Pellet Formulations Empty from the Stomach with Food? // Int. J. Pharm. 1993, 92 (1), 167–175.
21. Heading R. C., Nimmo J., Prescott L. F. et al. The Dependence of Paracetamol Absorption on the Rate of Gastric Emptying // Br. J. Pharmacol. 1973, 47 (2), 415–421.
22. Koziolek M., Grimm M., Garbacz G. et al. Intragastric Volume Changes after Intake of a High-Caloric, HighFat Standard Breakfast in Healthy Human Subjects Investigated by MRI // Mol. Pharmaceutics. 2014, 11 (5), 1632–1639.
23. Mudie D. M., Murray K., Hoad, C. L. et al. Quantification of Gastrointestinal Liquid Volumes and Distribution Following a 240 mL Dose of Water in the Fasted State // Mol. Pharmaceutics. 2014, 11 (9), 3039–3047.
24. Waldeyer H. W. Die Magenstraße. Sitzungsberichte der Koniglich — Preussischen Akademie der Wissenschaften; Verlag der Ko?niglich Preussischen Akademie der Wissenschaften: Berlin, 1908.
25. Jefferson G. The Human Stomach and the Canalis Gastricus (Lewis) // J. Anat. Physiol. 1915, 49 (Part 2), 165–181.
26. Baastrup C. I. Roentgenological Studies of the Inner Surface of the Stomach and of the Movements of the Gastic Contents // Acta Radiol. 1924, 3 (2–3), 180–204.
27. Malagelada J. R., Go V. L., Summerskill W. H. Different gastric, pancreatic, and biliary responses to solid-liquid or homogenized meals // Dig. Dis. Sci. 1979, 24 (2), 101–110.
28. Malagelada J. R. Quantification of gastric solid-liquid discrimination during digestion of ordinary meals // Gastroenterology. 1977, 72 (6), 1264–1267.
29. Pal A., Brasseur J. G., Abrahamsson B. A stomach road or «Magenstrasse» for gastric emptying // J. Biomech. 2007, 40 (6), 1202–1210.
30. Ferrua M. J., Singh R. P. Computational modelling of gastric digestion: current challenges and future directions // Curr. Opin. Food Sci. 2015, 4, 116–123.
31. Grimm M., Scholz E., Koziolek M. et al. Gastric Water Emptying under Fed State Clinical Trial Conditions Is as Fast as under Fasted Conditions // Mol Pharm. 2017, Dec 4; 14 (12): 4262–4271.
32. Bateman D. N. Effects of meal temperature and volume on the emptying of liquid from the human stomach // J Physiol. 1982, Oct; 331: 461–467.
33. Ritschel W. A., Erni W. The influence of temperature of ingested fluid on stomach emptying time // Int J Clin Pharmacol Biopharm. 1977 Apr; 15 (4): 172–175.
34. Park E. J., Ryoo K. K., Lee Y. B. et al. Protective effect of electrolyzed reduced water on the paraquat-induced oxidative damage of human lymphocyte DNA // J. Korean Soc. Appl. Biol. Chem. 2005, 48, 155–160.
35. Hanaoka K., Sun D., Lawrence R. et al. The mechanism of the enhanced antioxidant effects against superoxide anion radicals of reduced water produced by electrolysis // Biophys Chem. 2004, Jan 1; 107 (1): 71–82.
36. Shirahata S., Kabayama S., Nakano M. et al. Electrolyzed-reduced water scavenges active oxygen species and protects DNA from oxidative damage // Biochem Biophys Res Commun. 1997, May 8; 234 (1): 269–274.
37. Lee M. Y., Kim Y. K., Ryoo K. K. et al. Electrolyzed-reduced water protects against oxidative damage to DNA, RNA, and protein // Appl Biochem Biotechnol. 2006, Nov; 135 (2): 133–144.
38. Yanagihara T., Arai K., Miyamae K. et al. Electrolyzed hydrogen-saturated water for drinking use elicits an antioxidative effect: a feeding test with rats // Biosci Biotechnol Biochem. 2005, Oct; 69 (10): 1985–1987.
39. Huang K. C., Lee K. T., Chien C. T. Reduced hemodialysis-induced oxidative stress in end-stage renal disease patients by electrolyzed reduced water // Kidney International. 2003, 64 (2), p. 704–714.
40. Huang K. C., Yang C. C., Hsu S. P. et al. Electrolyzed-reduced water reduced hemodialysis-induced erythrocyte impairment in end-stage renal disease patients // Kidney Int. 2006, Jul; 70 (2): 391–398.
41. Rubik B. Studies and observations on the health effects of drinking electrolyzed-reduced alkaline water // WIT Transactions on Ecology and The Environment. 2011. Vol. 153, 317–327.
42. Landis G. N., Tower J. Superoxide dismutase evolution and life span regulation // Mech. Ageing Dev. 2005. Vol. 126, № 3. P. 365–379.
43. Vorobjeva N. V. Selective stimulation of the growth of anaerobic microflora in the human intestinal tract by electrolyzed reducing water // Medical Hypotheses. 2005. 64 (3), p. 543–546,
44. Wang Yu-Lian. Preliminary observation on changes of blood pressure, blood sugar and blood lipids after using alkaline ionized drinking water // Shanghai Journal of Preventive Medicin. 2001, 12.
45. Jin D., Ryu S. H., Kim H. W. et al. Anti-diabetic effect of alkaline-reduced water on OLETF rats // Biosci Biotechnol Biochem. 2006, Jan; 70 (1): 31–37.
46. Edy Siswantoro, Nasrul Hadi Purwanto, Sutomo Effectiveness of Alkali Water Consumption to Reduce Blood Sugar Levels in Diabetes Mellitus Type 2 // JDM. 2017, Nov, vol. 7, № 4, р. 249–264.
47. Kim M. J., Kim H. K. Anti-diabetic effects of electrolyzed reduced water in streptozotocin-induced and genetic diabetic mice // Life Sci. 2006, Nov 10; 79 (24): 2288–2292.
48. Kim M. J., Jung K. H., Uhm Y. K. et al. Preservative effect of electrolyzed reduced water on pancreatic beta-cell mass in diabetic db/db mice // Biol. Pharm. Bull. 2007, Feb; 30 (2): 234–236
49. Li Y., Nishimura T., Teruya K. et al. Protective mechanism of reduced water against alloxan-induced pancreatic beta-cell damage: Scavenging effect against reactive oxygen species // Cytotechnology. 2002, vol. 40, № 1–3, p. 139–149.
50. Oostenbrug G. S., Mensink R. P., Hardeman M. R. et al. Exercise performance, red blood cell deformability, and lipid peroxidation: effects of fish oil and vitamin E // J Appl Physiol. 1997, Sep; 83 (3): 746–752.
51. Paik I. Y., Jeong M. H., Jin H. E. et al. Fluid replacement following dehydration reduces oxidative stress during recovery // Biochem Biophys Res Commun. 2009; 383 (1): 103–107.
52. Baskurt O. K., Meiselman H. J. Blood rheology and hemodynamics. Semin Thromb Hemost. 2003; 29 (5): 435–450.
53. Halliwell B., Gutteridge J. Free radicals in medicine and biology. Oxford: Clarendon, 1999.
54. Nwose E. U., Jelinek H. F., Richards R. S., Kerr P. G. Erythrocyte oxidative stress in clinical management of diabetes and its cardiovascular complications // Br J Biomed Sci. 2007; 64 (1): 35–43.
55. https://www.lvrach.ru/2003/04/4530251/.
56. Azizova O. A., Aseichev A. V., Piryazev A. P. et al. Effects of oxidized fibrinogen on the functions of blood cells, blood clotting, and rheology // Bull Exp Biol Med. 2007, Sep; 144 (3): 397–407.
57. Weidman J., Holsworth R. E. Jr., Brossman B. et al. Effect of electrolyzed high-pH alkaline water on blood viscosity in healthy adults // J Int Soc Sports Nutr. 2016, Nov 28; 13: 45.
58. Chycki J., Zajac T., Maszczyk A. et al. The effect of mineral-based alkaline water on hydration status and the metabolic response to short-term anaerobic exercise // Biol Sport. 2017, Sep; 34 (3): 255–261.
59. Heil D., Seifert J. Influence of bottled water on rehydration following a dehydrating bout of cycling exercise // J Int Soc Sports Nutr. 2009; 6 (Suppl 1): 1–2.
60. Chycki J., Kurylas A., Maszczyk A. et al. Alkaline water improves exercise-induced metabolic acidosis and enhances anaerobic exercise performance in combat sport athletes // PLoS One. 2018, Nov 19; 13 (11).

Е. А. Хохлова, доктор медицинских наук

ООО «Медицинский центр «Август», Чебоксары

Контактная информация: helenkhokhlova@rambler.ru

DOI: 10.26295/OS.2019.16.75.011

Питьевая щелочная вода – насколько благотворно ее влияние на организм? Обзор литературы/ Е. А. Хохлова
Для цитирования:  Лечащий врач № 6/2019; Номера страниц в выпуске: 44-49
Теги: физические нагрузки, кислотно-щелочной баланс, диабет

Ацидоз и алкалоз – это термины, используемые для описания ненормальной ситуации, вызванной избытком кислот или щелочей (оснований) в крови. Этот дисбаланс вызван рядом состояний или заболеваний.

Что такое ацидоз и алкалоз

Чтобы обеспечить нормальное функционирование метаболических процессов и снабжение тканей достаточным количеством кислорода, нормальный pH крови должен поддерживаться в узком диапазоне 7,36-7,44. 

• Ацидоз — это состояние с избытком кислот в крови, что приводит к падению pH крови ниже 7,36.
• Алкалозом называют избыток оснований в крови с последующим повышением pH крови выше 7,44. 

Повлиять на регулирование pH крови и привести к тому, что pH крови окажется за пределами диапазона здоровых людей могут многие состояния и заболевания. Равновесие можно восстановить, увеличив выведение и / или уменьшив потребление этих веществ.

Причины развития ацидоза и алкалоза

Во время метаболизма образуется большое количество кислот, которые необходимо нейтрализовать и / или удалить, чтобы поддерживать нормальный pH. Например, угольная кислота, образующаяся из двуокиси углерода (CO 2) и воды. Углекислый газ образуется в организме в процессе метаболизма глюкозы и жиров. Также образуются меньшие количества молочной кислоты (лактата), кетокислот и других органических кислот.

Основными органами, участвующими в поддержании pH крови, являются легкие и почки.

• Легкие избавляют организм от кислот, за счет выдыхания CO2. По мере того как частота дыхания увеличивается или уменьшается, количество выдыхаемого CO 2 изменяется, что может изменить pH крови в считанные секунды или минуты.
• Почки выводят кислоты с мочой и влияют на концентрацию бикарбонатов (бикарбонатов, HCO 3 -) в крови; они щелочные по природе. Изменения pH из-за увеличения или уменьшения концентрации HCO 3 – происходят намного медленнее, чем в случае CO 2, на это уходят часы или дни.

Оба процесса работают постоянно, и очень тщательно контролируют pH крови здоровых людей. Также помогают регулировать концентрацию кислот и оснований буферные системы, предотвращающие большие колебания pH. Основные буферы крови включают гемоглобин (в красных кровяных тельцах), белки плазмы, бикарбонаты и фосфаты.

Абсолютное количество кислот или оснований менее важно для изменения pH крови, чем баланс между ними.

Ацидоз может быть вызван повышенным образованием кислоты в организме, приемом веществ, которые могут метаболизироваться до кислот, снижением экскреции кислоты или, наоборот, увеличением потерь оснований.

Алкалоз может возникать в результате изменений концентрации электролитов, таких как продолжительная рвота или сильное обезвоживание во время приема или потребления щелочей и гипервентиляции (с повышенным выделением кислот в форме CO 2). Любое заболевание или состояние, которое влияет на легкие, почки, метаболизм или дыхание, может вызывать ацидоз или алкалоз.

Нарушения кислотно-щелочного баланса делятся на две основные группы:

• Нарушения, влияющие на дыхание и приводящие к изменению уровня CO2, называются респираторным ацидозом (низкий pH) и респираторным алкалозом (высоким pH). Респираторные нарушения кислотно-щелочного баланса обычно вызваны заболеваниями легких или состояниями, влияющими на нормальное дыхание.
• Расстройства, которые изменяют концентрацию HCO3 – называются метаболическим ацидозом (низкий рН) и метаболический алкалоз (высокий рН). Метаболические нарушения кислотно-щелочного баланса могут быть вызваны заболеванием почек, изменением уровня электролитов, сильной рвотой или диареей, приемом некоторых лекарств или ядов, а также заболеваниями, влияющими на нормальный обмен веществ (например, сахарный диабет).

Симптомы

Ацидоз может не сопровождаться какими-либо симптомами или может сопровождаться неспецифическими симптомами, такими как усталость, тошнота и рвота. Острый ацидоз также может вызывать учащение и глубину дыхания, спутанность сознания и головную боль, а также может привести к потере сознания, коме и, в некоторых случаях, к смерти.

Симптомы алкалоза часто связаны с потерей калия (K +) и могут включать раздражительность, слабость и судороги.

Распространенные причины кислотно-щелочного дисбаланса

Респираторный ацидоз. Снижение экскреции CO2:

• снижение дыхания (гиповентиляция) из-за лекарств или нарушений центральной нервной системы;
• респираторный дистресс из-за травмы или из-за наличия воздуха между легкими и грудной стенкой (пневмоторакс);
• заболевания дыхательных мышц или нервов (миастения, ботулизм, боковой амиотрофический склероз (БАС), синдром Гийена-Барре);
• обструкция дыхательных путей (пища или инородное тело);
• заболевание легких.

Респираторный алкалоз. Повышенная экскреция CO2:

• учащенное дыхание (гипервентиляция) при страхе, боли, шоке;
• лекарства (например, при передозировке аспирином);
• пневмония, застой в легких или тромбоэмболия легочной артерии;
• перегрузка, лихорадка;
• опухоли, травмы или инфекции (менингит, энцефалит) центральной нервной системы;
• печеночная недостаточность.

Метаболический ацидоз. Снижение HCO 3 из-за потери HCO 3 или увеличения производства кислоты:

• алкогольный кетоацидоз;
• диабетический кетоацидоз;
• почечная недостаточность;
• лактоацидоз (обычно при недостатке кислорода в тканях);
• отравление – передозировка салицилатами (аспирин), метанолом, этиленгликолем;
• потеря бикарбонатов пищеварительным трактом, например, при длительной диарее;
• неспособность почек производить кислую мочу.

Метаболический алкалоз. Повышенный уровень HCO 3 – из-за потери кислоты или приема бикарбоната:

• диуретики;
• длительная рвота;
• сильное обезвоживание;
• прием бикарбонатов, прием щелочных веществ внутрь.

Диагностика

Цель обследования – выяснить, есть ли у обследуемого кислотно-щелочной дисбаланс, определить, насколько сложно это расстройство, чтобы помочь диагностировать основное заболевание или состояние (например, диабетический кетоацидоз, отравление и т. д.).

Вызвавшее расстройство. Обследование также проводится при наблюдении за тяжелобольными пациентами, а также в условиях, которые, как мы знаем, влияют на кислотно-щелочной баланс, например, при хронических заболеваниях легких или почек.

Основные тесты, используемые для выявления, оценки и мониторинга кислотно-щелочного дисбаланса:

• газы крови;
• анализ на электролиты.

Газы крови – это группа тестов, выполняемых вместе, обычно на основе образца артериальной крови (кровь, полученная из артерии, а не вены). Они отображают pH, pO2 (количество кислорода) и pCO2 (количество углекислого газа) в крови. По этим результатам можно рассчитать концентрацию бикарбонатов (HCO 3 -).

Для большинства случаев кислотно-щелочного дисбаланса значения HCO3 – и I pCO2 выходят за пределы допустимого диапазона. Это связано с тем, что организм пытается поддерживать уровень pH крови близким к норме. Следовательно, если одно из этих веществ является аномально высоким или низким, концентрация другого изменится в том же направлении, чтобы вернуть pH крови к норме. Этот процесс называется компенсацией. В таблице ниже показаны ожидаемые значения для каждого из четырех основных кислотно-щелочных дисбалансов.

Значения наблюдаются при четырех основных нарушениях кислотно-щелочного баланса:

Электролиты представляют собой четыре теста: Na + (натрий, натрий), K + (калий, калий), Cl – (хлориды) и бикарбонаты (HCO 3 -), которые обычно рассчитываются по pH и CO2. Содержание жидкости в организме, концентрация электролитов и кислотно-щелочной баланс взаимосвязаны; при кислотно-щелочном дисбалансе концентрация одного или нескольких электролитов обычно повышается или понижается. 

У пациентов с метаболическим ацидозом так называемая анионная щель рассчитывается с использованием концентраций электролитов; помогает узнать, какие нарушения могут быть причиной нарушения кислотно-щелочного баланса. Например, увеличение анионной щели указывает на ацидоз, например, диабетический.

Пациенты с метаболическим алкалозом обычно имеют низкие уровни хлорида (Cl -) и калия (K +), что снова является ориентиром для выявления причины кислотно-щелочного дисбаланса. На основании этих результатов могут потребоваться дополнительные тесты для выявления заболевания или состояния, вызывающего ацидоз или алкалоз (например, глюкоза, лактат, кетоновые тела, осмоляльность, метанол, этиленгликоль, токсикологические тесты на передозировку некоторыми лекарствами, индикаторы сепсиса и т. д.).

Бывает, что у пациента одновременно наблюдается более одного кислотно-щелочного дисбаланса. Примерами являются прием аспирина (который может вызвать как респираторный алкалоз, так и метаболический ацидоз) или люди с заболеваниями легких, принимающие диуретики (респираторный ацидоз плюс метаболический алкалоз). Используя номограммы для расчета ожидаемой степени компенсации, можно определить, присутствует ли смешанный кислотно-щелочной дисбаланс.

Лечение

Лечение ацидоза и алкалоза включает выявление и устранение причины, вызвавшей расстройство. Пациенту необходимо оказать необходимую поддержку. В большинстве случаев повышенный или пониженный pH не лечится напрямую. Однако в некоторых случаях врачи могут ввести в вену HCO3 – людям с опасно низким pH крови.

Наш метаболизм основан на сложных биохимических процессах, в ходе которых разнообразные ферменты внутри организма расщепляют пищу на белки, жиры и углеводы. Для оптимального функционирования этих ферментов нужна внеклеточная жидкость, которая должна быть сбалансированной. Это значит, что в ней должно содержаться оптимальное количество кислот и оснований. Любое изменение кислотно-щелочного баланса ведет к различным нарушениям и заболеваниям.

Основные сведения о кислотно-щелочном балансе

Большинство из нас не до конца понимает, что такое кислотно-щелочной баланс, и тем более не осознает всю серьезность последствий его нарушения.

Кислотно-щелочной баланс – это состояние, в котором поддерживается определенное соотношение катионов и анионов (положительно и отрицательно заряженных ионов), содержащихся в жидкостях организма. Кислоты – это химические соединения, которые содержат положительно заряженные ионы водорода. Основания – это соединения с отрицательно заряженными ионами гидроксильных групп. Основания могут быть растворимыми и нерастворимыми. Те, которые способны растворяться в воде, принято называть щелочью. Кислоты и основания являются неотъемлемой частью нормального функционирования человеческого организма.

Что такое дисбаланс щелочей и кислот

Кислотно-щелочной баланс играет фундаментальную роль в функционировании всех клеток и органов организма человека, измеряется показателем кислотно-щелочного равновесия (рН), и его нарушение приводит к серьезным сбоям в работе всего организма.

Обычно внутри клеток поддерживается стабильный ионный состав. Определенная концентрация компонентов содержится и во внеклеточной жидкости, а также в других жидкостях организма. Когда их химические характеристики нарушаются, говорят о кислотно-щелочном дисбалансе. Часто такой дисбаланс приводит к тому, что среда становится либо слишком кислой, либо чрезмерно щелочной. Такое случается, если в результате ферментативных реакций в организме производится чрезмерное количество кислот или оснований.

Баланс кислот и щелочей достигается, когда pH крови находится в пределах 7,35-7,45. Более высокий показатель pH крови указывает на преобладание в ней щелочных компонентов, более низкий – доминирование кислот. Опасный для организма дисбаланс возникает, когда pH крови опускается ниже показателя 6,8 или превышает 7,8. В таких случаях происходит денатурация белков (меняется их молекула), клеточные ферменты перестают функционировать, нарушается дыхательный газообмен. Кислотно-щелочной дисбаланс может проявляться как ацидоз или алкалоз. Оба эти состояния опасны для жизни, но о них более детально поговорим немного ниже.

Регуляторные системы организма

Человеческий организм естественным образом ежедневно производит кислоты и основания. В этом процессе важная роль отведена так называемым буферным системам, которые отвечают за поддержание стабильного pH. Если они перегружены или подвержены стрессу, их работа может быть нарушена. Например, при хроническом закислении организм будет пытаться нейтрализовать кислоту, используя основания, содержащиеся в костной ткани. Если процесс затянется, это приведет к потере прочности костей. Следовательно, можно утверждать, что кислотно-щелочной дисбаланс также опасен и для буферных систем организма.

За поддержание уровня pH в диапазоне нормы главным образом отвечают почки и печень. Эти органы, вместе с буферной системой крови, пищеварительным трактом и скелетом являются неотъемлемым механизмом нейтрализации возможных кислотно-щелочных нарушений. Если функция почек нарушается, это может привести к снижению pH организма, а затем – к стойкому ацидозу. Что касается печени, то ее функция состоит в расщеплении жирных кислот, метаболиты которых затем выводятся почками.

Легкие являются второй важной системой, необходимой для поддержания кислотности в диапазоне нормы. Во время дыхания человек выдыхает углекислый газ, повышенная концентрация которого в крови вызывает снижение кислотности. Работа дыхательной системы, регулирующей уровень углекислого газа, основана на гипер- или гиповентиляции. В первом случае речь идет о чрезмерной вентиляции легких, во втором – о недостаточной. При гиповентиляции может возникать нарушение pH в виде респираторного ацидоза. Если вентиляция легких, наоборот, чрезмерная, то возможен респираторный алкалоз, при нарушении функции легких по какой-либо причине, функцию по нейтрализации pH выполняют почки – вместе с мочой выводят из организма кислоты.

Что касается буферной системы крови, то в процессе поддержания кислотно-щелочного баланса, она имеет одну очень важную особенность. Добавление к ней кислот или оснований кардинальным образом не меняет ее собственный pH, но в зависимости от ситуации буферная кровь может стать «донором» «кислых» ионов водорода.

Кишечный тракт принимает участие в очищении организма. Но в некоторых случаях пищеварительная система может стать причиной нарушения кислотно-щелочного баланса. Такое может происходить в случае сильной длительной диареи, в процессе которой из организма интенсивно выводятся ионы бикарбоната, отвечающие за щелочность среды.

Кости – самая большая буферная система для хранения основных минералов. Доступ к этому резерву организм может получить в любое время, когда возникает на это потребность. Щелочи из костных «запасников» используются, когда необходимо нейтрализовать лишнюю кислоту в организме. Но если повышенная кислотность сохраняется в течение продолжительного времени, это может привести к чрезмерному вымыванию из костной ткани бикарбонатных минералов. В итоге это негативно влияет на плотность и массу костей, становится причиной частых переломов и болезней опорно-двигательного аппарата.

Еще одна важная буферная система – это соединительные и мышечные ткани, в которых временно хранятся избытки кислот. Регуляторные функции выполняет также кожа, когда вместе с потом выводится лишняя кислота, в крови содержатся бикарбонаты, которые могут связываться с кислотами для их нейтрализации.

Причины кислотно-щелочного дисбаланса

К причинам кислотно-щелочного дисбаланса относятся:

• дегидратация;
• употребление кислой пищи;
• высокобелковая диета при отсутствии достаточного количества углеводов;
• злоупотребление алкоголем и напитками с кофеином;
• курение;
• наркотики;
• прием некоторых лекарств, в том числе диуретиков;
• загрязнение воздуха и воды;
• химикаты в продуктах личной гигиены;
• плохая экология;
• частое использование бытовой химии;
• эмоциональное потрясение;
• недостаток сна;
• чрезмерная физическая нагрузка;
• тяжелое инфекционное заболевание;
• нарушение работы буферных систем;
• хронические заболевания почек, диабет.

Разновидности кислотно-щелочного дисбаланса

Кислотно-щелочной дисбаланс может проявляться в виде алкалоза – когда повышается количество щелочных веществ в жидкостях, или ацидоза – когда повышается уровень кислот. В свою очередь эти процессы могут проявляться как:

• метаболический ацидоз;
• респираторный ацидоз;
• метаболический алкалоз;
• респираторный алкалоз.

Метаболический ацидоз

Метаболический ацидоз может быть вызван острыми метаболическими нарушениями, возникающими при некоторых инфекционных заболеваниях и критических состояниях. Хронический метаболический ацидоз обычно развивается незаметно в течение многих лет. Бывает у людей, страдающих сахарным диабетом, заболеваниями почек.

К повышенной выработке в организме кислот приводят следующие факторы:

• злоупотребление пищей, богатой животными белками;
• чрезмерные физические нагрузки;
• стресс;
• воспалительные процессы;
• соблюдение низкоуглеводной диеты.

Сами по себе эти факторы не являются опасными для человека, но если они сохраняются длительно, риск ацидоза повышается.

Признаки метаболического ацидоза довольно расплывчаты и неспецифичны. Они могут включать такие симптомы как хроническая усталость, слабость, снижение массы и плотности костной ткани, а также проблемы с кожей, ногтями и пищеварением. Нарушение кислотно-щелочного баланса в сторону повышения кислотности также может повлиять на функционирование периферической и центральной нервной системы, вызывая «затуманенность» мозга, беспокойство, мышечные спазмы.

Респираторный ацидоз

Респираторный ацидоз развивается из-за неспособности легких выводить избыток углекислого газа из организма. Во многом признаки нарушения схожи с метаболическим ацидозом.

Эта разновидность кислотно-щелочного дисбаланса может появляться на фоне приема некоторых препаратов, после травмы грудной клетки или обструкции дыхательных путей. Специфический симптом – замедленное и поверхностное дыхание больного.

Причины ацидоза

Кислотно-щелочной дисбаланс, проявляющийся ацидозом, может появляться в силу разных факторов и нести с собой опасные клинические последствия. Как правило, кислотность организма повышается в результате нарушения работы органов, призванных регулировать pH. Чаще всего такое случается на фоне некоторых заболеваний, таких как:

• почечная недостаточность;
• нарушение дыхательной функции, например, при хронической обструктивной болезни легких или сердечной недостаточности;
• сахарный диабет, при котором развивается кетоацидоз;
• хроническая диарея;
• гипоксия, в ходе которой развивается лактоацидоз;
• отравление алкоголем, салицилатами, этиленгликолем.

Метаболический алкалоз

Об этом состоянии говорят, когда в силу определенных метаболических процессов в организме сильно повышается содержание бикарбоната (щелочей).

Такое состояние обычно связывают с передозировкой бикарбоната натрия, употреблением наркотиков, сильным обезвоживанием, вызванным в том числе продолжительной рвотой, диареей.

Респираторный алкалоз

Это патологическое повышение в организме щелочей, вызванное усиленным выведением углекислого газа. Респираторный алкалоз может случаться из-за гипервентиляции легких, а также бывает у пациентов после болевого шока. Иногда причиной этого нарушения служат чрезмерная физическая нагрузка, лихорадка, некоторые легочные заболевания (пневмония, бронхит, астма, ХОБЛ). В некоторых случаях может развиться после длительного приема лекарственных препаратов.

Причины алкалоза

Причиной алкалоза чаще всего является дефицит калия и/или водорода. Такое возможно в случае:

• применения глюкокортикостероидов, которые вызывают снижение концентрации калия и повышение натрия в сыворотке крови;
• чрезмерной потери «кислых» ионов водорода (например, в результате продолжительной и сильной рвоты);
• вымывания калия после приема диуретиков;
• гипервентиляции легких, в ходе которой уменьшается концентрация двуокиси углерода, ответственного за «кислотность».

Чем опасен кислотно-щелочной дисбаланс

Когда в организме возникают системные нарушения электролитов, это создает неблагоприятное воздействие на сердечно-сосудистую и нервную системы.

Повышение щелочной составляющей вызывает:

• снижение уровня электролитов в сыворотке крови;
• сердечную аритмию;
• судороги (иногда напоминают приступ эпилепсии);
• онемение и спазм кистей рук (так называемый синдром «руки акушера» – из-за характерного положения кистей);
• судороги век и светобоязнь;
• стенокардию (сокращение коронарных артерий);
• спазм брыжеечных артерий (вызывает боль в животе);
• спазм дыхательных путей (гортани, бронхов), вызывающий одышку;
• спазм сосудов головного мозга (проявляется как мигрень);
• сокращение периферических сосудов рук и ног (вызывает симптом Рейно).

Чрезмерно повышенная кислотность вызывает:

• интенсификацию глюконеогенеза (усиленное производство глюкозы в печени);
• липолиз (распад жировой ткани);
• катаболизм (распад) белков;
• нарушение сердечного ритма;
• слабость скелетных мышц;
• кислое дыхание.

Последствия закисления организма

Если алкалоз – менее распространенная форма кислотно-щелочного дисбаланса, то ацидоз встречается довольно часто. Одним из первых признаком закисленности организма являются темные круги под глазами. Кроме того, возможны частые головные боли, расстройство пищеварения, прыщи и гнойнички, склонность к простудам, головокружение, тошнота, горечь или кислый привкус во рту, налет на языке, физическая слабость.

Избыток кислоты в организме может стать причиной разных проблем со здоровьем:

• со стороны желудочно-кишечного тракта это острое или хроническое воспаление слизистой оболочки желудка, кишечный микоз, запор, проблемы с пищеварением, вздутие живота, заболевания желчного пузыря;
• со стороны мышц и суставов – подагра, мышечные боли, повреждение межпозвонковых дисков, острые и хронические боли в спине, остеопороз, артрит, ревматоидные заболевания;
• выпадение волос, ломкость ногтей, разрушение зубов, пародонтоз, сухость кожи, грибковые инфекции, прыщи, проблемы с кожей, целлюлит;
• со стороны метаболической системы это избыточный вес, внезапная потребность сладкого, сахарный диабет, камни в почках, повышенный уровень холестерина;
• со стороны сердечно-сосудистой системы это гипертония, заболевания кровеносных сосудов, нарушение кровоснабжения рук и ног, вызывающие ощущение холода в конечностях, головокружение, мигрень, инфаркт миокарда;
• хронические боли, депрессия, снижение работоспособности, общее недомогание, неспособность справиться со стрессом, снижение либидо, быстрая утомляемость.

Как поддержать кислотно-щелочной баланс

Чтобы вывести организм из состояния хронического ацидоза и восстановить кислотно-щелочной баланс, потребуется немного времени и некоторые изменения в образе жизни.

Диета

В то время как животные белки в ходе метаболизма превращаются в кислоты, фрукты и овощи метаболизируются в основания. Поэтому растительная пища является лучшим натуральным средством против повышенной кислотности организма. Кроме того, фрукты и овощи обладают противовоспалительными свойствами, что также немаловажно в программе восстановления кислотно-щелочного баланса. Еще один важный компонент здоровой диеты – вода. Обильное питье помогает поддержать работоспособность буферных систем.

Проанализировав современные популярные блюда, исследователи пришли к выводу, что в наши дни человек делает упор на продукты, повышающие кислотность организма. То есть современная диета ведет к закислению тканей и жидкостей, что, в свою очередь, весьма негативно сказывается на здоровье. Даже сравнительно небольшое повышение уровня кислоты, которое еще нельзя называть ацидозом, уже является вредным. Избыток кислот в организме вызывает старение тканей, ранние морщины, отеки и воспаления. На культурах опухолевых клеток показано, что они лучше растут в кислой среде.

Сбалансированная диета для поддержания кислотно-щелочного баланса должна содержать продукты питания, обладающие как кислотными, так и основными свойствами. Только так можно поддержать в организме сбалансированный pH. Чтобы снизить кислотность организма, ежедневный рацион следует составлять, исходя из формулы 80:20. Это значит, что 80% употребляемой пищи должно быть щелочной, а 20% – кислой. Также полезно пить ощелачивающие травяные чаи: зеленый, из ромашки, люцерны, красного клевера.

«Кислотные» продукты:

• перловая крупа;
• овсянка;
• рис;
• макароны;
• свинина;
• говядина;
• яйца;
• сыр.

Подщелачивающие продукты:

• молоко;
• свекла;
• картофель;
• морковь;
• помидоры;
• салат;
• огурцы;
• капуста;
• черная смородина;
• вишня;
• груши;
• клубника.

Полезные минералы

Употребление минералов помогает поддерживать кислотно-щелочной баланс, а также работоспособность буферных систем. В случае нарушения pH-баланса минеральные вещества помогают организму быстрее вернуть равновесие.

Одним из наиболее полезных для правильной буферизации считается цинк. Кроме того, он улучшает состояние кожи, ногтей, костей, укрепляет иммунную систему. Состояние иммунной системы крайне важно для лиц с кислотно-щелочным дисбалансом. Не менее полезные минералы при разбалансированном pH – кальций и магний. Кальций способствует укреплению костей, поддерживая их плотность и структуру, а магний благотворно влияет на нервную и мышечную системы.

Физический упражнения и отдых

Умеренная физическая активность положительно влияет на весь организм. Упражнения способствуют движению жидкостей и лимфы, что помогает выводить токсины и метаболиты. Кроме того, правильное сочетание физической активности и отдыха способствует уменьшению стресса. Но достаточно переусердствовать с занятиями спортом или тяжелой физической работой, как в тканях в избытке вырабатывается молочная кислота. В таком случае упражнения становятся фактором риска развития лактоацидоза и повышенной кислотности организма. Поэтому после интенсивных тренировок важно давать телу отдых. Это помогает расслабиться и предотвращает накопление лишних кислот.

Как определить pH организма

Самый простой способ определить pH – с помощью тест-полосок для оценки кислотности мочи. Тест проводят с использованием первой утренней мочи. В идеале полоска должна выдать результат в диапазоне 7-8,5. Но надо понимать, что такое тестирование покажет только приблизительный результат и не объяснит, что является причиной ацидоза или алкалоза.

Также определить pH можно путем лабораторного исследования крови. Нормальный pH крови колеблется в диапазоне от 7,35 до 7,45. Если показатель ниже 7,35 – говорят об ацидозе, выше 7,45 – это признак алкалоза. Для получения более полной картины состояния здоровья пациента, помимо самого значения pH, важно определить концентрацию в его организме бикарбонат-ионов и количество углекислого газа.

Оценка pH слюны с применением тест-полосок может дать представление об общем состоянии здоровья. Результаты этого теста показывают щелочные запасы организма, а также внутриклеточный pH. Чтобы получить наиболее точные результаты, тест следует делать сразу после сна (при этом сон должен длится не менее 5 часов), до еды и чистки зубов. Если человек здоровый, тест выдаст результат 6,8 (сразу после пробуждения). Если тест делать немного позже, но до употребления пищи, результат должен быть 7, а после завтрака – 8,5.

Таблица нормального значения pH разных жидкостей и тканей организма

Кислотно-щелочной дисбаланс – это всегда нарушение функционирования клеток и органов. Насколько серьезными могут быть последствия, зависит от времени и степени разбалансированности системы поддержки баланса кислот и щелочей в организме.

При ухудшении общего состояния и самочувствия необходимо определять pH крови в комплексе обследования организма.

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Кислотно-щелочной баланс поддерживается сложным взаимодействием многих систем органов, включая мозг, легкие, почки и печень. Несмотря на свою важность, физиология кислотно-щелочного метаболизма кажется непопулярной темой в медицине из-за ее сложности и сбивающего с толку одновременного использования различных понятий и терминов. Точная и своевременная интерпретация кислотно-щелочного расстройства может спасти жизнь, но постановка правильного диагноза может оказаться сложной задачей. Изложение симптомов в учебниках может ускорить диагностику и лечение, но в клинической практике многие области неопределенности остаются на ранних и даже поздних стадиях заболевания. Анамнез и физикальное обследование могут дать важные ключи к диагностике кислотно-основных расстройств, но очевидные клинические признаки часто отсутствуют, а интеграция лабораторных параметров в клиническую картину имеет основополагающее значение для постановки диагноза кислотно-основных расстройств. К счастью, важные кислотно-щелочные результаты часто доступны в течение нескольких минут в условиях стационара.

История оценки pH и текущие вопросы, касающиеся ее оценки.

Даже сложные кислотно-основные случаи могут быть правильно оценены с помощью обычных результатов определения электролитов и газов артериальной крови, при этом концентрация Hþ, выраженная в виде pH, находится в центре оценки. Несмотря на важность, существует много проблем с оценкой pH. Концентрация Hþ требует точного регулирования, потому что влияет на деятельность почти всех ферментных систем и другие метаболические процессы в организме. По сравнению с другими ионами концентрация H2O в сыворотке чрезвычайно низка. При нормальной концентрации H2O около 0,00004 ммоль / л концентрация натрия, наиболее заметного катиона в плазме, примерно в 3,5 миллиона раз выше. Термин pH был введен Соренсеном (1868–1939), чтобы избежать необходимости писать много нулей в статье об активности ферментов. Отрицательный логарифм (основание 10) концентрации гемоглобина позволил получить меньшие и более управляемые числа. Электрометрическое измерение концентрации ионов водорода было открыто Вильгельмом Оствальдом в Лейпциге около 1890 года и термодинамически описано его учеником Вальтером Нернстом, используя концепцию осмотического давления Ван’т-Гоффа вместе с концепцией ионизации Аррениуса оба из которых были формализованы в 1887 году. Первое точное измерение pH крови было приписано в 1912 году Хассельбалху и Лундсгаарду, которые использовали водородный электрод с плазмой. Тем не менее, pH не представлял особого клинического интереса до эпидемии полиомиелита в Копенгагене в 1952 г. Только по мере того, как измерения pH стали более точными, стало очевидно, что физиологическое регулирование pH было чрезвычайно точным в нормальных условиях, требуя точности измерения, которая в некоторых случаях все еще недосягаема. Например, теперь мы знаем, что изменение pH спинномозговой жидкости вокруг медуллярных респираторных хеморецепторов на 0,001 единицы изменяет дыхательную минутную вентиляцию примерно на 2,5% и изменяет уровень артериального PCO2 на 1 мм рт. pH не является точной концентрацией pHþ, но отражает фактор активности. Это представляет собой тенденцию ионов водорода взаимодействовать с другие компоненты раствора, которые влияют на считывание электрического потенциала с помощью pH-метра. Однако pH остается непонятной переменной, потому что это нелинейное преобразование концентрации Hþ — логарифма обратной величины. Таким образом, большинство врачей не осведомлены о зависимости концентрации H2O от изменений pH. Например, снижение pH с нормального значения 7,4 до 7,2 приводит к увеличению концентрации H2O на 60% с 40 до 63 нмоль / л. Организм обладает большой способностью переносить тяжелые уровни ацидоза. От pH 7,40 (40 нмоль / л) до тяжелого ацидоза pH 6,70 (175 нмоль / л) концентрация H2 увеличивается в 4 раза, приращение, которое невозможно переносить с другими ионами, такими как натрий или калий. Таким образом, диапазон pH, совместимый с жизнью, примерно от 6,9 (0,126 ммоль / л Hþ) до 7,6 (0,025 ммоль / л Hþ), относится к очень небольшим различиям в концентрации H2O ниже 0,13 ммоль / л.

Биологические жидкости можно рассматривать как разбавленные водные растворы. В чистой воде небольшая диссоциация выражается в реакции: H2O HþþOH; по сути, это гидроксоний вместо Hþ: 2H2O $ H3OþþOH. Концентрация H2O в чистой воде составляет 55 ммоль / л, а [Hþ] и [OH] 10 7 или менее. Влияние температуры на pH крови было установлено в 1948 году: снижение на 0,015 единицы на градус Цельсия. В клинических условиях потенциальное влияние преаналитической температуры на обработку и хранение образцов, вероятно, невелико. Хранение образца при 0 до 60 минут не показало никакого влияния на pH, тогда как хранение образца при 22 градусах показало значительное снижение через 30 минут в одном исследовании.

Референсные значения газов артериальной крови должны основываться на пациентах, которые характерны для в целом здорового населения. В то время как pH является краеугольным камнем кислотно-щелочной оценки, эталонное значение для нормальной популяции, к удивлению, не установлено.

Газы артериальной крови

Лабораторная оценка кислотно-основных нарушений включает измерение газов артериальной крови, электролитов сыворотки (или плазмы), лактата, осмоляльности и результатов мочи. Высокий уровень качества на протяжении всего процесса тестирования имеет решающее значение для предоставления врачам надежных лабораторных данных, но, к сожалению, многие ошибки остаются нераспознанными. При рассмотрении всех ошибок, о которых сообщается в клинических лабораторных условиях, преаналитическая фаза ответственна за более чем две трети из них. Например, даже минимальные пузырьки воздуха влияют на pO2 и pCO2.Раннее исследование показало, что загрязнение воздуха пузырьками газа, относительный объем которых составлял 0,5–1% или более от жидкости в устройстве для сбора, может быть источником значительной ошибки. Другое исследование, проведенное в отделении интенсивной терапии, показало, что 40% проб газов артериальной крови содержат пузырьки воздуха или пену.

Своевременная обработка образцов крови является критическим преаналитическим этапом для получения надежных результатов по газам артериальной крови из-за диффузии газов через стенки пробирок для забора крови и продолжающегося метаболизма в крови, который может изменять значения газов в крови во время между взятием пробы и анализом. В одном исследовании с участием 100 пациентов с легочными заболеваниями парциальное давление кислорода и углекислого газа и уровень насыщения кислородом гемоглобина были проанализированы в образцах артериальной и капиллярной крови. Парные измерения образцов артериальной крови были выполнены в течение 15 минут и через 60 минут после отбора и сравнивались. pO2 и значения sO2 в образцах капиллярной крови в пластиковых пробирках были значительно выше, чем в стеклянных пробирках (в килопаскалях: pO2 8,50 ± 1,98 против 7,89 ± 2,00 и sO2 89,66 ± 11,04 против 88,23 ± 11,22, p <0,01, соответственно).

Значения pCO2 в крови существенно не повлияли. Если в прошлом стеклянные пробирки были обычными устройствами для сбора газов артериальной крови, то сегодня пластиковые устройства используются преимущественно из соображений безопасности, но утечка газа через пластиковый материал устройств вероятна. Идеальным устройством для забора проб артериальной крови является самонаполняющийся пластиковый одноразовый шприц объемом 1, 3 или 5 мл, предварительно заполненный небольшим количеством лиофилизированной соли гепарина. Лейкоциты крови продолжают потреблять кислород со скоростью, которая зависит от температуры хранения, времени хранения и начального уровня парциального давления кислорода в образце крови. В шприцах было принято замораживать образцы газов крови, собранные в стеклянные шприцы, немедленно, чтобы замедлить скорость метаболизма лейкоцитов и минимизировать снижение уровня кислорода. В отличие от полипропилена и других полимерных материалов, из которых изготовлены пластиковые шприцы, стекло непроницаемо для газов. Институт клинических и лабораторных стандартов (CLSI) рекомендует не замораживать пластиковые шприцы, а хранить их при комнатной температуре до тех пор, пока кровь не будет проанализирована в течение 30 минут после забора. На уровни кислорода и углекислого газа в крови, сохраняемой при комнатной температуре в течение 30 минут или меньше, это минимально влияет, за исключением случаев повышенного количества лейкоцитов или тромбоцитов. Кровь, взятая для специальных исследований, включая альвеолярно-артериальные градиенты давления кислорода или исследования «шунта», должна быть проанализирована в течение пяти минут после сбора. Если время задержки (более За 30 мин) до предполагаемого анализа рекомендуется использовать стеклянные шприцы с хранением в ледяной воде. Шприцы от разных производителей представляют собой еще один источник вариабельности в анализе газов крови, поскольку шприцы разных марок, предназначенные для анализа газов крови или нет, могут влиять на качество лабораторных тестов. Поэтому стандартизация методов сбора является обязательной.

Для практических целей для оценки в отдельных случаях используются эталонные значения pH (7,40), PaCO2 (40 мм рт. Ст.), HCO3 (24 ммоль / л) и SBE (0 ммоль / л). Четыре основных кислотно-щелочных нарушения рассматриваются как простые кислотно-основные нарушения: респираторный ацидоз, респираторный алкалоз, метаболический ацидоз и метаболический алкалоз. Несмотря на некоторые ограничения, вторичный

ответы при кислотно-основных расстройствах математически предсказуемы. В ответ на метаболические кислотно-щелочные нарушения изменения частоты дыхания развиваются быстро, и стабильное состояние PaCO2 достигается в течение нескольких часов. При стойких респираторных нарушениях адаптация почек развивается медленно, и требуется от двух до пяти дней, чтобы концентрация бикарбоната в плазме достигла нового стабильного уровня. Изменение дыхания называется «острым» или «хроническим» в зависимости от того, соответствует ли вторичное изменение [HCO3] прогнозам. Смешанные кислотно-основные расстройства диагностируются, когда вторичный ответ отличается от ожидаемого.

Есть многочисленные ограничения относительно точности вторичного кислотно-основного ответа. Уравнения вторичного отклика, поскольку они записаны, создают ложное впечатление, что они очень точны. Это неверно, потому что ранее существовавшие значения пациента обычно недоступны, и клиницисты фактически «угадывают» эти значения с помощью своих лабораторных эталонных значений. Кроме того, широко используемые расчеты вторичного ответа на изменение кислотно-основного статуса были адаптированы из исследований 1960-х годов на людях и собаках и основывались на более старом оборудовании. По сравнению с людьми у здоровых собак часто наблюдается хроническое респираторное заболевание. алкалоз (артериальный pCO2, 22,6–34,5 мм рт. ст .; бикарбонат, 14–22 ммоль / л; SBE, –12–1,6 ммоль / л), поэтому его применимость к людям является предположительной. Кроме того, исследования хронических респираторных заболеваний у людей редки. В исследовании 76 парализованных пациентов, находящихся на ИВЛ, различие между острым и хроническим респираторным алкалозом было трудным, когда артериальный

pCO2 было выше 25 мм рт. Более того, существуют противоречивые данные о хроническом респираторном ацидозе , а величина респираторного ответа при метаболическом ацидозе значительно различается в разных исследованиях. Кроме того, само существование вторичной гиперкапнии в ответ на метаболический алкалоз является спорным.

Выводы

Лабораторные параметры имеют решающее значение для диагностики кислотно-основных нарушений. Лабораторные данные должны быть оценены в соответствии с клинической картиной пациента. Вместе с клинической информацией и знанием ограниченности данных в большинстве случаев должно быть несложно установить этиологию кислотно-щелочного нарушения, но, к сожалению, существует много предостережений. При рассмотрении всех ошибок, зарегистрированных в клинических лабораторных условиях, более двух третей приходится на преаналитическую