Кислотно щелочной баланс организма: Как кислотно-щелочной баланс влияет на вашу жизнь

Содержание

Как кислотно-щелочной баланс влияет на вашу жизнь

Как много вы знаете о кислотно-щелочном балансе (он же уровень pH)? Скорее всего, не очень. А ведь он влияет и на состояние кожи, и на работу организма в целом. Уровень pH также может отразиться на выборе средств по уходу за лицом и телом. Косметолог-биохимик, основательница бренда Elequra Наушин Куреши и врачи-диетологи Лора Томас и Иан Марбер рассказали британскому Vogue, почему важно разобраться в значениях pH-баланса.

Как уровень pH влияет на уход за кожей?

Напоминание для тех, кто уже забыл уроки химии: уровень pH начинается с нуля и доходит до четырнадцати. Чем меньше число, тем более кислой является среда. «Например, натуральный рН вашей кожи — от 4,9 до 5,1, — объясняет Наушин Куреши. — При экземе и розацеа кислотно-щелочной баланс может меняться, так же как и при гормональных сбоях. Следует избегать больших и частых колебаний уровня pH, поскольку это может привести к воспалению, высыпаниям и сухости. Кожа изначально имеет довольно кислый регистр pH, поэтому все подщелачивающие средства могут вызвать шелушение».

«Что еще нужно знать: многие поверхностно-активные вещества, благодаря которым ваше средство для умывания превращается в пену, являются щелочными. Поэтому после умывания лучше всего воспользоваться тоником. Он снизит уровень pH и подготовит кожу к нанесению сывороток, — добавляет Наушин Куреши. — Чтобы кожа лучше впитывала активные ингредиенты ухаживающих средств, необходим немного кислый щелочно-кислотный баланс».

Активные компоненты и уровень pH

Сейчас многие бренды гордо указывают концентрацию главных активных компонентов — иногда и вовсе выносят эти значения на фронтальную этикетку. Но ингредиенты не всегда работают с такой же силой на коже. «Концентрация — не показатель. Я часто вижу сыворотки или продукты для пилинга, которые могут похвастаться двузначным процентом, но из-за щелочного состава они хуже проникают в кожу и не так хорошо работают», — говорит Куреши. Некоторые марки могут похвастаться и низким уровнем pH, и высокой концентрацией — например, SkinCeuticals Glycolic 10. Внутри — гликолевая кислота 10% и pH 3,5. Но это не всегда так. И это не значит, что продукт с ингредиентами в высокой концентрации будет неэффективным.

Куреши добавляет, что если вы подбираете себе витамин С и ваша цель получить больше сияния, ищите более кислотные средства. Если же вас больше интересуют антиоксидантные свойства витамина С, тогда он нужен вам в инкапсулированном виде. Например, у Ultraceuticals.

Кислотно-щелочной баланс в организме

Трудно сказать точно, когда щелочная диета стала популярна. Иногда ее еще называют «антивозрастной» за то, что она помогает бороться с замедлением выработки коллагена. Этому процессу мешает кислотная среда организма. Так что очень хороший способ запустить его вновь — налегать на щелочные продукты. В списке — овощи, фрукты, орехи.

Кислотная еда тоже должна присутствовать, но не более чем 30 процентов. В этой категории — курица и жирные сорта рыбы.

«Нормальный уровень pH вашего тела находится в очень жестких пределах. У каждого есть встроенная буферная система, которая помогает поддерживать ваш кислотно-щелочной баланс в допустимых значениях. Конечно, кровь может быть слишком кислой, но ацидоз, то есть сильное увеличение кислотности, — это серьезное отклонение, которое часто приводит к госпитализации», — говорит Лора Томас.

«Существуют специальные тестовые полоски, которые определяют ваш уровень pH. Вы можете воспользоваться ими дома самостоятельно. Тем не менее, для более точного результата необходимо медицинское обследование», — добавляет доктор Марбер.

«Кислота в кишечнике помогает переваривать пищу и благодаря антибактериальному свойству защищает от вредных бактерий», — продолжает Лора Томас. По сути у организма есть своя тонко настроенная система для поддержания здорового уровня pH в каждом органе и в крови. «Годы эволюции привели наши тела в то состояние, в котором они есть сейчас. Ничего страшного не произойдет, если вы съедите что-нибудь немного кислое», — объясняет Иан Марбер.

Daniela Morosini/vogue.co.uk

Подпишитесь и станьте на шаг ближе к профессионалам мира моды.

Фото: Getty Images

Как восстановить кислотно-щелочной баланс по методу Виши?

Современный образ жизни зачастую состоит из стрессов и подталкивает нас к употреблению жирных продуктов, что, несомненно, приводит к возникновению проблем со здоровьем. Мало кто знает, что всё дело в кислотно-щелочном балансе. Что это такое и как избежать нарушения? Читайте в новой статье ZDRAVO.RU

Кислотно-щелочной баланс – соотношение щелочей и кислот во внутренних жидких средах организма. Организм взрослого человека примерно на 70% состоит из воды, поэтому важно контролировать баланс pH (потенциал водорода). Эксперты утверждают, что для нормального функционирования организма человека pH баланс питьевой воды должен соответствовать pH балансу крови человека. В здоровом организме данный показатель равен 7,5, что подразумевает необходимость употребления воды с pH равным 7-7,5.

Повышенная кислотность приводит не только к серьезным нарушениям в организме – сердечно-сосудистым заболеваниям, ожирению, диабету, но и провоцирует развитие рака. Нормальный уровень pH обеспечивает правильное протекание метаболизма и многих биологических процессов.

Как восстановить кислотно-щелочной баланс по методу Виши?

Метод Виши основан на 5 ключевых принципах – комплексной диагностики, ежедневных процедур фирменной серии Signature, дополнительных SPA-услуг, лечебной физкультуры и высокой кухне на минеральной воде Vichy Célestins.

Программа «Кислотно-щелочной баланс» состоит из консультации с диетологом, индивидуального меню, комплекса SPA-процедур и спортивных тренировок. Меню преимущественно включает щелочные продукты, такие как фрукты, овощи и зелень. Восстановить уровень кислотности в организме помогают минеральные воды Виши, богатые бикарбонатом натрия.

SPA-процедуры, включенные в программу, приятно дополняют здоровое питание:

  • Ежедневная трилогия процедур Signature с термальной водой Vichy: гидромассажная ванна или струйный душ Виши, фито-минеральное грязевое обертывание, душ Виши с массажем в 2 или 4 руки;
  • Ежедневная специальная процедура: массаж для стимулирования пищеварения (кинезитерапия), гидроколонотерапия (восходящий кишечный душ), массаж для отличного самочувствия, сеанс софрологии (расслабление для тела и души – сеанс в зале или прогулка по паркам Виши). Процедуры обладают омолаживающим и стимулирующим действием;
  • Ежедневный сеанс оксигенации по методу Bol d’air Jacquier: насыщение организма кислородом путем ингаляции на основе смолы сосны, содержащей биологически активные вещества.

SPA-процедуры позволяют быстро восстановиться после физических нагрузок, успокаивает, улучшает сон и концентрацию внимания.

Прогрессивные тренировки не дадут заскучать гостям. Программа построена на индивидуальных спортивных нагрузках и включает посещение термального бассейна и групповые занятия по фитнесу.

Благодаря программе Виши вы не только восстановите кислотно-щелочной баланс, но и научитесь поддерживать его в повседневной жизни.

Как сохранить кислотно-щелочный баланс в организме и почему это так важно

Баланс кислоты и щелочи суперважен для здоровья твоего тела. Это своего рода индикатор нашего состояния, а отклонения от нормы говорят о сбое в работе организма. Ты же знаешь, что мы – водные существа, которые на 70-80 % состоят из жидкостей. Все жидкости, которые в нас протекают, имеют свой идеальный показатель кислоты-щелочи для оптимальной работы. Разберемся, как его сохранить на правильной отметке.

Существует шкала измерения от 1 до 14, где 7 — нейтральная среда, ниже 7 – среда кислотная, а выше 7 — щелочная. В зависимости от функции каждой системы она может быть щелочной или кислотной. У большинства жидкостей — кровь, слюна, лимфа, жидкости в суставах и мозге — показатель щелочной, и лишь слезы, моча, желудочный сок — имеют кислый показатель.

Организм в каждой среде всеми силами поддерживает константу. Самый жестко регулируемый телом уровень кислотно-щелочного баланса — это PH крови. Здесь телу нужно постоянство и оптимальный уровень PH крови 7,43 — 7,45. Отклонение на 0,1 опасны, PH крови 7,1 — критично для жизни.

Почему нарушается кислотно-щелочной баланс

Чаще всего смещение происходит в сторону увеличения кислотности. Кислота постоянно вырабатывается в результате обменных процессов. Занятия спортом, стресс, работа мозга — все это провоцирует производство кислоты. Например, после активного занятия в зале часто болят мышцы, это потому, что выделяется молочная кислота.

Стресс также вызывает выработку кислоты. Сильные эмоции, переживания, страх приводят к выработке большого количества соляной кислоты в желудке, далее следуют проблемы с пищеварением. Часто гастрит называют именно эмоциональной болезнью.

Мало воды это тоже близит вас к окислению. И конечно же то, что мы едим. Большая часть нашей пищи – с окисляющими свойствами. Окисляет вся белковая пища (животная и растительная), молочные продукты, все мучные изделия, орехи (кроме миндальных и бразильских), все цитрусовые, кроме лимона, все ягоды, щавель, чай, кофе, алкоголь. Самый кислый продукт — газированные сладкие напитки (которые ты не употреляешь). 

Благо, наш организм знает, что для него важно, и сам расставляет приоритеты. Чтобы погасить кислоту расходуются 4 основных минерала:

  • кальций
  • магний
  • калий
  • натрий.

Эти минералы нейтрализуют кислоту. После стакана сладкой газировки из костей тут же выдвигается кальций, чтобы погасить уровень кислоты. Поэтому увеличивается количество проблем с костями у детей, которые пьют много сладкой газированной воды.

То есть, стресс, неправильное питание нарушают баланс, и те среды, которые должны быть слабощелочными становятся кислотными, а кислотные становятся еще более кислотными. В таком ритме клетке сложно выполнять свою ежесекундную работу, так как в кислотной среде уменьшается уровень энергии, замедляются процессы питания, восстановления, выведения токсинов, дополнительно расходуются минералы. Вирусы и вредные бактерии в кислотной среде чувствуют себя отлично – а это становится причиной болезни.

Повышенное содержание кислоты — ацидоз — приведет к проблемам с сердечно-сосудистой системой, лишнему весу, хрупкости костей, проблемам с суставами.

Повышенное содержание щелочи — алкалоз — случается гораздо реже, но это состояние также является опасным. Причиной чаще всего становятся лекарства. При сбалансированном питании, достаточном количестве минералов, воды, правильном количестве физической нагрузки и умении контролировать стресс организм в состоянии поддерживать баланс.

Что делать для правильного кислотно-щелочного баланса

Самое банальное, но самое важное: максимально о себе заботиться.

Медитировать: это дает умение отпускать стресс, направлять внимание на то, что нам нравится, не копаться в негативном мусоре.

Двигаться: движение стимулирует ход, течение жидкостей в теле и, таким образом, поддерживает правильное функционирование всех внутренних процессов, дает тонус телу.

Сохранять баланс на тарелке. Продукты, которые мы едим, обладают окисляющим или ощелачивающим свойством. Так как большей проблемой является закисление, хорошо ввести в рацион на постоянной основе ощелачивающие продукты. А это:

  • зелень, (кроме щавеля)
  • зеленые салаты
  • все виды капусты
  • огурцы
  • кабачки
  • авокадо
  • миндальные и бразильские орехи
  • лимоны.

Очень полезными будут зеленые смузи: смесь зеленых салатов, разных сортов капусты, огурцов, я добавляю яблоки и киви, чтобы было не только полезно, но и вкусно. Подберите свой букет салатов, овощей и фруктов для здорового зеленого коктейля.

Еще одно проверенное средство — вода с лимоном. Кислый лимон ощелачивает кровь. Это еще одна из 101 причин почему полезно начинать утро с 1-2 стаканов воды с лимоном.

Как оценить уровень PH

Оценить свой кислотно-щелочной баланс можно дома по слюне и моче индикаторами PH, которые продаются в аптеках. Слюна относится к щелочным средам и имеет уровень кислотности 7,0 — 7,5. Моча относится к кислотным средам и ее уровень в пределах 5,5. Так как кислотность слюны и мочи меняется в течение дня, надо производить измерение несколько раз в день в течение 10 дней. 

Материалы по теме:

Высокий уровень ph в организме. Как поддерживать кислотно-щелочной баланс. Как восстановить нормальный рН организма

Как известно, стабильный рН-баланс (кислотно-щелочной баланс) крови помогает нам оставаться здоровыми.

Любые изменения этого равновесия оказывают влияние на наш организм. Медицинские специалисты считают, что если рН-баланс крови составляет менее 7,35, это свидетельствует об окислении организма человека.

Это приводит к повышенной чувствительности нервной системы, возрастает риск заражения различными заболеваниями, мы начинаем чувствовать себя уставшими без видимых на то причин.

Влияние метаболического ацидоза на здоровье


Аллергия, астма и скопление — Усталость — Частые простуды. Головные боли — Воспаление — Совместная и мышечная боль — Проблемы с кожей — Язвы — Увеличение веса. В конечном итоге ацидоз может привести к: — Раку — диабету — фибромиалгии — болезни сердца — рассеянного склероза — остеопороза — инсульт.

Симптомы метаболического ацидоза


Хотя симптомы могут различаться, у кого-то с метаболическим ацидозом могут возникать следующие симптомы. Ускоренное дыхание — Сердечная аритмия — Головные боли — Умственная путаница — Чувство слабости — Чрезмерная усталость — Отсутствие голода — Боли в желудке и недомогание — Наличие рвоты Если у вас возникли эти симптомы, обратитесь к врачу. Тесты, такие как кровь и моча, могут помочь вашему доктору узнать, что происходит в вашем теле, и только он должен рекомендовать наиболее подходящее лечение.

Мы уверены, что ты по достоинству оценишь эти рецепты.

1. Напиток из свежей мяты

Этот вкусный освежающий напиток превосходно сочетает в себе полезные свойства воды и свежей мяты. Если ты без удовольствия пьёшь простую воду, этот рецепт поможет тебе избежать обезвоживания, ведь далеко не каждый из нас способен ежедневно выпивать рекомендуемые 2 литра воды.

Но важно знать об этом, и некоторые изменения в питании и привычках могут быть полезными. Вы лечите метаболический ацидоз, рассматривая то, что вызывает его. В тяжелых случаях это может вызвать шок или смерть. Это может вызвать даже кому. Чем раньше вас лечат, тем лучше. Обычные методы лечения включают: — Детоксикацию, если у вас есть отравление наркотиками или алкоголем. — Детокс пищи — Инсулин, если у вас диабетический метаболический ацидоз.

Но даже если вы время от времени потребляете некоторые натуральные продукты, этого недостаточно для обеспечения хорошего здоровья и предотвращения заболеваний. И если вы обычно едите промышленно обработанные и обработанные пищевые продукты, вы можете шагнуть от того, чтобы увидеть свое здоровье постепенно.

Стоит иметь в виду то, что воду рекомендуется пить небольшими глотками, но часто . Не нужно заставлять себя выпивать полный стакан в один заход. В этом случае желудок наполняется постепенно, и жидкость лучше усваивается.

В чем же именно заключается польза мятного напитка?

  • В листьях свежей мяты содержатся ферменты, благотворно влияющие на пищеварение.
  • Регулярное употребление этого напитка помогает лучше усваивать питательные вещества, которые поступают в наш организм вместе с пищей.
  • Мятная вода позволит тебе быстро восстановить кислотно-щелочной баланс без вреда для здоровья.
  • Такой напиток помогает справиться с газами и вздутием живота.

Приготовить его очень просто — разомни и добавь листья и веточки свежей мяты в питьевую воду.

Настало время эффективно преобразовать ваше здоровье! Вы, ваши дети и вся семья заслуживаете преобразования здоровья, которое действительно работает! У вас будет доступ к эксклюзивному бонусу! Затем нажмите на изображение ниже и получите мою цифровую книгу сейчас. Кислотно-щелочной баланс крови точно контролируется, так как даже небольшое отклонение от нормального диапазона может серьезно повлиять на многие органы. Тело использует различные механизмы для контроля кислотно-щелочного баланса крови.

Механизм, используемый организмом для контроля рН крови, включает выделение углекислого газа из легких. Двуокись углерода, которая является слегка кислой, представляет собой остаточный продукт переработки кислорода и, как таковой, постоянно производится клетками. Как и все отходы, углекислый газ из организма в крови. Кровь переносит углекислый газ в легкие, где он выдыхается.

2. Медовый напиток

Знаешь ли ты, как полезно начинать утро со стакана воды с мёдом (1 ст.л. или 25 г.) ? Благодаря медовому напитку твоё самочувствие улучшится. Уже через несколько недель ты заметишь первые результаты:

  • сладкий мёд позволяет справиться с нервным напряжением и приносит ощущение сытости, что очень важно, если ты хочешь сбросить вес;
  • медовый напиток поможет успокоить боли при артрите. Как известно, мёд является отличным натуральным антибиотиком, стимулирует очищение нашего организма от токсинов и укрепляет иммунитет;
  • регулярное употребление этого напитка избавит тебя от воспалительных процессов, которые доставляют немало неприятностей;
  • мёд, растворённый в воде, наполнит тебя энергией и силой. Помимо этого напиток поможет восстановить рН-баланс твоего тела.

Объем выдыхаемого диоксида углерода и, следовательно, рН крови возрастает по мере того, как дыхание становится быстрее и глубже. Регулируя скорость и глубину дыхания, мозг и легкие способны регулировать рН крови за минуту. Почки могут влиять на рН крови путем выделения лишних кислот или оснований. У почек есть определенная способность изменять количество кислоты или основания, которое выводится, но поскольку почки делают эти корректировки медленнее, чем легкие, эта компенсация обычно занимает несколько дней.

Еще один механизм контроля рН крови включает использование буферных систем, которые защищают от внезапных изменений кислотности или щелочности. Эти слабые кислоты и основания существуют в парах, находящихся в равновесии при нормальных условиях рН. Буферные системы рН работают химически, чтобы свести к минимуму изменения рН раствора, регулируя соотношение кислоты и основания. Кислотно-щелочной баланс организма необходим для хорошего здоровья. Различные ферментативные реакции зависят от содержания при узком значении рН дополнительных и внутриклеточных сред.

3. Тёплая вода с лимоном

Стакан воды с соком из половинки лимона, без сахара и других добавок творит с нашим здоровьем настоящие чудеса. Рекомендуется ежедневно пить его утром натощак. Почему же он так полезен?

  • Это натуральное средство позволяет восстановить естественный рН-баланс нашего тела и борется с повышенной кислотностью.
  • Нормализует пищеварение и способствует лучшему усвоению питательных веществ.
  • Является натуральным мочегонным средством.
  • Укрепляет нашу иммунную систему.
  • Позволяет справиться с неприятным запахом изо рта.
  • Наполняет нас энергией и является богатым источником витаминов.

4. Вода с яблочным уксусом

Возможно, что вкус этого напитка покажется тебе немного странным. Но стоит немного потерпеть, поверь, ведь после этого ты почувствуешь себя намного лучше. Рецепт этого напитка совсем простой: растворить немного яблочного уксуса в стакане воды. Вода с яблочным уксусом обладает рядом полезных свойств:

Разрыв этого баланса может быть источником многочисленных проблем со здоровьем. Наша диета и наши привычки в еде заставляют баланс наклоняться к подкислению. Более сбалансированная диета, практика физических упражнений и прием пищевых добавок на основе щелочных минералов и овощей часто позволяют восстановить правильный баланс.

Регулирование кислотно-щелочного баланса. Базовое кислотно-щелочное равновесие в крови и тканях имеет такое значение, что в его регуляцию вовлечены многочисленные биологические функции, включая дыхание, экскрецию, пищеварение и клеточный метаболизм. В кровообращении вещества, называемые буферами, химически действуют против изменений рН. В крови наиболее важными соединениями являются бикарбонат, альбумин, глобулин и гемоглобин. Если кровь слишком кислая, они выделяют избыток водорода в моче и сохраняют избыток натрия.

  • Благодаря содержащимся в нем кислотам способствует перевариванию пищи. Как правило, в определённом возрасте состав желудочного сока немного меняется, и мы начинаем испытывать трудности с пищеварением.
  • Стакан воды с яблочным уксусом через 15 минут после еды облегчит переваривание пищи.
  • Этот напиток позволит восстановить кислотно-щелочной баланс и укрепить твоё здоровье.

5. Вода с пищевой содой

Ещё одно простое домашнее средство, которое поможет укрепить здоровье — 2 г. пищевой соды и немного лимонного сока, растворенные в 1 стакане воды (200 мл.). Рекомендуется пить его 3 раза в неделю.

Фосфор, в виде фосфата, необходим для этого обмена. Тело получает его от костей, когда оно недоступно в противном случае. Когда кровь чрезвычайно кислая, почки используют другой метод и выделяют ионы аммония в моче. Когда организм слишком щелочен, процесс восстанавливается для сохранения ионов водорода. Легкие также участвуют в регуляции кислотно-щелочного баланса, устраняя углекислый газ из крови. Углекислый газ сочетается в организме с водой с образованием угольной кислоты, так что устранение углекислого газа эквивалентно устранению кислоты.

  • Это один из самых эффективных способов нейтрализации рН нашего тела.
  • Считается, что употребление этого напитка снижает риск возникновения некоторых видов опухолей. Хотя не существует научных доказательств верности этой гипотезы, вряд ли можно отрицать пользу для нашего здоровья такого простого и доступного средства, как пищевая сода. Поэтому рекомендуется употреблять этот напиток на регулярной основе.
  • Это средство улучшает работу почек, благодаря чему наша кровь лучше очищается.
  • Вода с пищевой содой благотворно воздействует на наше пищеварение.

Частота дыхания может варьироваться в зависимости от кислотности организма, ускоряясь в кислотных условиях для устранения углекислого газа и замедления в щелочных условиях для сохранения кислот и уменьшения щелочности. Подобно тому, как рН крови находится под строгим контролем, кислотно-щелочная среда внутри клеток также регулируется, чтобы оставаться в узких пределах. Регулирование может быть выполнено благодаря насосу в клеточных мембранах, которые позволяют водороду вводить или покидать клетки.

Большинство из этих насосов нуждаются в функционировании фосфора или магния. Регулирование рН внутренней части клеток также может быть сделано путем модификации химических реакций, которые производят количество водорода более или менее важное. Оцените кислотность или щелочность вашего тела.

6. Вода с корицей

Один стакан воды с добавлением 3 г. корицы помогает снизить уровень сахара в крови.

Можешь пить по утрам настой корицы с добавлением небольшого количества пчелиного мёда. Вот увидишь, как тебе понравится этот напиток.

Ещё один вариант — возьми полуторалитровую бутылку воды и положи в неё палочку корицы и оставь на некоторое время, чтобы специя отдала свой вкус и полезные свойства.

Первая моча, выделяемая после пробуждения утром, может иметь рН 5 или даже ниже. Тело избавляется от своей кислотности во время сна. В течение дня здоровый рН должен составлять от 7 до 7. Регуляторные реакции ацидоза или алкалоза. В этом случае системы буфера для крови будут реагировать так, чтобы рН эволюционировал в сторону щелочного рН, и скорость дыхания увеличивалась, чтобы устранить углекислоту через выдох углекислого газа. Алкалоз, реже, чем ацидоз, может быть результатом гипервентиляции, потери кислоты в желудке, вызванной чрезмерной рвотой, чрезмерным употреблением антацидов или противоязвенных препаратов.

7. Вода с гвоздикой

Гвоздику можно приобрести как в супермаркетах, так и в магазинах натуральных продуктов. Она не только является отличной специей, которую можно использовать при приготовлении различных блюд, но и целебным средством, помогающим укрепить наше здоровье в целом.

В чем же заключаются полезные свойства гвоздики?

Здесь также почки вносят вклад в баланс, выделяя более щелочную мочу. Баланс, который склоняется к кислотности. Эти регуляторные реакции действуют, когда организм находится в хорошем состоянии. Естественная тенденция нашего организма заключается в том, чтобы уравновесить равновесие по кислотности, и его собственный метаболизм постоянно вызывает кислотные отходы, устраняемые в основном почками и легкими. Когда функционирование этих органов изменяется под влиянием подкисляющих факторов, производство кислоты становится слишком важным, и отходы удаляются в сторону соединительной ткани, так что рН крови сохраняет нормальную ценность.

  • Нормализует уровень сахара в крови.
  • Является натуральным обезболивающим.
  • Обладает антибактериальными свойствами.
  • Считается отличным афродизиаком.
  • Успокаивает боли.
  • Оказывает стимулирующее воздействие.
  • Хорошее средство против спазмов.

Как же приготовить этот напиток? Сделать это достаточно просто. Залей пять единиц гвоздики 1,5 л. воды и дай настояться.

Этот процесс подкисления может иметь как следствие хронический ацидоз тканей, который ускоряет процесс старения и создает благоприятную почву для появления многочисленных заболеваний. Ячейки стволовых клеток выделяют соляную кислоту. Эта кислота достаточно сильна, чтобы вызвать легкое ощущение жжения, если оно помещается на кожу, но желудок защищен слизью, выделяемой остальными клетками. Соляная кислота имеет две важные функции: она действует непосредственно на продукты питания, в основном на белки, инициируя процесс деградации, называемый гидролизом, и облегчает работу важного фермента, пепсина.

Также интересно:

Сегодня мы познакомили тебя с несколькими простыми рецептами полезных напитков, которые не только предохранят твой организм от обезвоживания, но и нормализуют кислотно-щелочной баланс твоего тела.

Настало время остановить выбор на одном из них. Но действительно ли нужно выбирать? Может быть, ты будешь радовать себя по очереди каждым из них? Попробуй уже сегодня! опубликовано

Когда не хватает соляной кислоты, пепсин неактивен, что приводит к плохому пищеварению. Впитываемая пища нейтрализует ее в определенной степени. Но желудок способен повторно подкислять в ходе еды, чтобы завершить процесс пищеварения. В течение этого времени пища сводится к полужидкой массе, называемой химусом, рН которой гораздо меньше кислоты составляет от 3, 5 до 5, готовый перейти в тонкую кишку.

Пищеварение продолжается в тонком кишечнике под действием ферментов, выделяемых поджелудочной железой, желчным пузырем и стенкой кишечника. Но вот фундаментальная разница. В то время как на начальной стадии пищеварения в желудке требуется очень кислотная среда, на более поздних стадиях требуется щелочная среда. Именно по этой причине 90% общего поглощения происходит в тонком кишечнике и благодаря которому его поглощающая ткань чрезвычайно чувствительна. Это важное и быстрое изменение щелочного рН происходит в поджелудочной железе, которая выделяет необходимое количество бикарбоната.

Как поддерживать кислотно-щелочной баланс. Как восстановить нормальный рН организма


От стабильности кислотно-щелочного баланса зависит нормальное протекание жизненных процессов организма, наша задача — помочь ему в поддержании постоянного уровня рН.

Что такое рН?

Буквами рН (powerHidrogen) обозначают кислотно-щелочное состояние (баланс) раствора, которое зависит от соотношения формирующих кислую среду положительно заряженных ионов и создающих щелочную среду отрицательно заряженных ионов. Нейтральным значением рН считается значение водородного показателя равное 7, в случае, когда рН меньше 7 раствор является кислым, если же водородный показатель превышает 7, такая среда – щелочная.

Фактически, ежедневно поджелудочная железа может продуцировать эквивалент 6 таблеток Алка-Зельцера. Чрезмерное использование любого лекарства, нарушающего этот баланс, потенциально опасно. Подача обеспечивает ионы водорода или бикарбонаты. В зависимости от того, преобладают или нет ионы водорода, кровь более или менее кислая. Избыток кислотности в крови может увеличить риск остеопороза, диабета, атеросклероза, гипертонии или некоторых видов рака. На заключительном этапе производства энергии минеральное содержание пищи не ржавеет.

Следовательно, есть щелочной, кислотный или нейтральный остаток, в зависимости от смеси минералов, найденных в пище. Эти минералы встречаются главным образом в белках, таких как мясо, рыба, яйца, птица, злаки или орехи. Они встречаются главным образом в фруктах и ​​овощах, которые называются подщелачивающими продуктами или генераторами оснований. Все это вопрос баланса. Так, например, молоко богато белками, серой и фосфором, и можно подумать, что это пища, образующая кислоты. Но он содержит достаточно кальция для поддержания равновесия и почти нейтральной.

Человеческий организм также имеет свой рН, поскольку более, чем на 2/3 состоит из жидкости, в которой растворены как щелочи, так и кислоты. Нормальное значение водородного показателя крови в организме человека находится в пределах от 7,35 до 7,47. Нарушение кислотно-щелочного баланса организма чревато возникновением многих серьезных заболеваний.
Измеряем рН своего организма

Быстро и точно измерить уровень рН своего организма можно при помощи специальных рН тест-полос, изменяющих свой цвет от воздействия на них кислых или щелочных сред. Оптимальным для измерения уровня рН слюны является время за 1 час до еды или через 2 часа после приема пищи. Нормальным значением рН слюны считается значение 6,4 – 6,8.

Проверить рН организма можно, измеряя водородный показатель не только слюны, но и мочи. Нормальным значением рН мочи считается 6,0 – 6,4 в утренние часы и 6,4 – 7,0 вечером.
Нарушения кислотно-щелочного баланса организма

Наиболее распространенным случаем нарушения уровня рН является повышенная кислотность организма. При падении рН крови ниже значения 7,35 происходит закисление организма и наступает состояние ацидоза.

При ацидозе ухудшается снабжение органов и тканей кислородом, нарушается работа сердечно-сосудистой системы, снижается иммунитет, происходит образование камней в почках, в мышцах накапливается молочная кислота. Ацидоз чреват ожирением, целлюлитом, заболеванием сахарным диабетом и проблемами с опорно-двигательным аппаратом. Часто причиной ацидоза является злоупотребление алкоголем.

Гораздо реже наблюдается алкалоз – повышенное содержание в организме щелочи, когда рН крови поднимается выше 7,47. Обычно причиной алкалоза является прием медицинских препаратов, содержащих щелочь.

Нормальный здоровый организм в состоянии самостоятельно поддерживать оптимальный кислотно-щелочной баланс. Происходит это путем выведения кислот посредством почек, желудочно-кишечного тракта, легких, кожи, нейтрализации кислот с участием минералов и накопления кислот в мышцах и других тканях.

Немаловажное значение при этом имеет уровень рН пищи, употребляемой в еду. Овощи и фрукты оказывают щелочеобразующий эффект на жидкость в организме, а животная пища, злаки и еда, подвергнутая интенсивной обработке, наоборот, ее закисляют.

Оптимальным считается слегка щелочный уровень рН крови, поэтому чтобы в процессе переработки и усвоения организмом съеденной пищи не происходило его закисление, щелочеобразующей пищи необходимо употреблять больше, чем кислотообразующей. Очень важно при этом поддерживать водный баланс организма, употребляя воду в достаточном количестве.

Щелочеобразующая пища:

Абрикос, авокадо, ананас, апельсин, арбуз, банан, брокколи, виноград, горох, грейпфрут, груша, дыня, изюм, имбирь, киви, лайм, лимон, манго, нектарин, овощные соки, папайя, персик, петрушка, салат, спаржа, хрен, цветная капуста, чеснок, шпинат, яблоко.

Кислотообразующая пища:

Алкоголь, белые мучные продукты, белый сахар, белый уксус, бобовые, газированные безалкогольные напитки, заменители сахара, злаковые культуры, кофе, макаронные изделия, морепродукты, мясо, соль, сыр, табак, хлеб.

Питание и кислотно-щелочной баланс

Что такое pH и как его измерить?

pH — это показатель активности ионов водорода в растворе, и степень этой активности говорит нам о его кислотности. pH варьирует от 0 до 14. При этом значение от 0 до 7 говорит о преобладании кислоты, 7 означает, что раствор нейтральный, а значение от 7 до 14 свидетельствует о преобладании щелочи.

Приверженцы щелочной диеты предлагают вам проверить этот показатель с помощью анализа кислотности вашей мочи. Наверняка все помнят уроки школьной химии и лакмусовые бумажки, опускаемые в растворы. Полоски меняют свой цвет в зависимости от состава вещества и говорят нам о том, что же налито в пробирку. Подобным же образом используются тест-полоски для определения состава ваших выделений. Согласно «щелочному» подходу к питанию, можно радоваться, если ваш тест показал нейтральность или щелочность мочи. Высокая кислотность — сигнал тревоги.

Но все дело в том, что разные среды нашего организма имеют разные показатели pH. Например, в пищеводе содержится огромное количество кислоты, которой обрабатывается пища. pH желудка колеблется от 2 до 3,5 — и это нормально. С другой стороны, pH крови очень жестко регулируется на уровне 7,35–7,45, т. е. наша кровь немного щелочная. Изменение кислотно-щелочного баланса крови может быть смертельным, происходит под влиянием тяжелейших заболеваний и совершенно не связано с питанием.

Для поддержания гомеостаза организм выводит все лишнее с мочой, для чего он использует специальный довольно сложный механизм. Эта жидкость может иметь довольно большой разброс в показателях pH, которые не значат ничего, кроме того, что то или иное вещество организму сейчас не нужно. И лишняя выведенная щелочь означает лишь ее избыток, но никак не характеризует pH баланс организма в целом.

Остеопороз

Последователи щелочной диеты также считают, что кислотность продуктов является причиной остеопороза — прогрессирующего заболевания опорно-двигательного аппарата, при котором из костной ткани вымывается минеральный состав. К примеру, они думают, что недостаток кальция в костях связан с его ролью в выведении лишней кислоты из организма. Однако в действительности в этот процесс активно вовлечены почки и дыхательная система, но в нем никак не участвует костная ткань.

Кроме того, одна из доказанных причин развития остеопороза — утрата коллагена, которая связана с недостатком ортокремниевой и аскорбиновой кислот в рационе. Исследования не обнаруживают никакой связи между «кислотностью» рациона или мочи и прочностью костей. Зато рационы, богатые белком, наоборот, благотворно сказываются на здоровье опорно-двигательного аппарата.

Рак

Довольно много споров разворачивается вокруг кислотно-щелочного баланса в контексте профилактики и лечения раковых опухолей. Сторонники щелочной диеты утверждают, что исключение продуктов, «закисляющих» организм, создает более нейтральную среду организма, которая препятствует размножению раковых клеток.

Кислотно-щелочной баланс организма

В последние годы одним из существенных открытий в нутрициологии явилось влияние определенной еды на pH баланс организма. Обнаружилось, что нейтральный или слегка щелочной pH баланс очень благоприятен для здоровья.

Я не буду рассказывать, что такое кислотная пища (содержащая сахар, муку) и щелочная (овощи, фрукты, зелень и т.д.). Я не буду писать, что такое показатель pH (соотношение кислоты и щелочи в организме), и как он определяется (при повышении концентрации ионов возникает смещение pH в кислую сторону, происходит закисление среды, т.е. если в вашей диете преобладает мучная, обработанная пища, полуфабрикаты, консервы (вкл соки) и т.д., то можно сказать баланс вашего организма смещен в сторону увеличения кислотности (или у вас ацидоз).

Сбалансированная pH-среда обеспечивает нормальное протекание метаболических процессов в организме, помогая ему бороться с заболеваниями.

В глобальном масштабе, закисление организма приводит к возникновению более чем 200(!) заболеваний, например, катаракты, дальнозоркости, артрозов, хондрозов, желче- и мочекаменной болезней, и даже онкологии.

Рассмотрим влияние кислотно/щелочного баланса на различные органы

Сердце – орган, который больше всего зависит от щелочного баланса организма. Кислота влияет на сердцебиение. Лишние кислоты (и продукты кислотного распада) нарушают процесс насыщения кислородом организма. Щелочная среда – помогает.

Печень выполняет более 300 функций. Включая вывод токсинов из крови и выработку множества щелочных энзимов для организма (это первая линия защиты организма против ядов и токсинов). Если печень перегружена кислотными продуктами отходов – смерть неизбежна.

Поджелудочная железа– очень зависит от щелочной диеты. Все функции поджелудочной направлены на понижение уровня кислотности и регулировки баланса сахара в крови. Для поддержания нормального уровня сахара – необходимо придерживаться щелочной диеты.

Почки –через почки взрослого человека проходит 1 литр крови в минуту. В первую очередь почки поддерживают щелочной баланс крови, извлекая кислотные отходы из крови. Перегруженные почки (при высокой кислотности) склонны к отложениям (камням), которые состоят из кислотных отходов и минеральных солей. Поэтому сокращая потребление кислотных продуктов –, вы бережете свои почки.

Желудок – нарушение кислотно/щелочного баланса приводит к отрыжкам, газообразованию, икотам, отсутствию аппетита, рвоте, жидкому стулу, запорам и коликам у детей. Возможно и к грыже пищеводного отверстия. Грыжа в свою очередь сокращает количество соляной кислоты. А без необходимого количества соляной кислоты (которая необходима для усвоения 8 важных аминокислот, 15 минералов и 2х витаминов), пища становится кислотной. Соляная кислота единственная кислота, производимая нашим организмом (остальные кислоты — это субпродукты метаболических процессов, они выводятся незамедлительно после выделения). О нехватке соляной кислоты в организме говорят: нарывы, нагноения, гнойнички.

Симптомы пониженной кислотности

  • Нарушен баланс кальция, магнезия и натрия
  • Недостаток соляной кислоты
  • Вялые мускулы

Проявления повышенной кислотности
  • Oтеки, астма
  • Нагрузка на почки – много кислотных отходов для вывода
  • Плохое функционирование печени и поджелудочной
  • Нарушение работы эндокринной системы
  • Нарушен баланс углекислого газа в кровообращении
  • Дефицит Калия- следствием будет нарушение работы сердца

Кислотно-щелочной баланс — кислые и щелочные продукты

Кислотно-щелочной баланс (кислотно-основное равновесие) — это относительное постоянство соотношения кислоты и щелочи (основания) организма, ткани которого весьма чувствительны к изменениям pH. Уменьшение pH, например, до 7,2 значительно влияет на метаболизм и пищеварение, обессиливает ферменты, создавая опасность для здоровья. Для поддержания кислотно-щелочного равновесия требуется сбалансированное питание, состоящее из небольшого перевеса щелочных продуктов (овощи, фрукты, зелень) над кислотными (мясные, молочные и рафинированные продукты).

В норме pH крови человека поддерживается в пределах 7,35-7,47, несмотря на поступление в кровь кислых и основных продуктов обмена веществ. Постоянство pH внутренней среды организма — необходимое условие нормального течения жизненных процессов. Значения pH крови, выходящие за указанные пределы, свидетельствуют о существенных нарушениях в организме, а значения ниже 6,8 и выше 7,8 несовместимы с жизнью.

Продукты, которые уменьшают кислотность и являются щелочными (основными), содержат металлы (калий, натрий, магний, железо и кальций). Как правило, в них много воды и мало белка. Кислотообразующие продукты, наоборот, обычно содержат много белка и мало воды. Неметаллические элементы обычно находятся в белке.

Слева кислые, справа щелочные продукты питания

Повышенная кислотность и пищеварение

В нашем пищеварительном тракте величина рН приобретает самые разные значения. Это необходимо для достаточного расщепления компонентов пищи. Например, слюна у нас в спокойном состоянии слегка кислая. Если при интенсивном пережевывании пищи выделяется больше слюны, ее рН меняется, и она становится слабощелочной. При таком рН альфа-амилаза, начинающая переваривание углеводов уже в полости рта, действует особенно эффективно.

Пустой желудок имеет слабокислый рН. Когда в желудок попадает пища, для переваривания содержащихся в ней белков и уничтожения микробов начинает выделяться кислота желудочного сока. Из-за этого рН желудка переходит в более кислую область.

Желчь и секрет поджелудочной железы, имея рН 8, дают щелочную реакцию. Для оптимальной деятельности эти пищеварительные соки нуждаются в кишечной среде от нейтральной до слабощелочной.

Переход от кислой среды желудка к щелочной кишечника происходит в двенадцатиперстной кишке. Чтобы поступление из желудка больших масс (при обильной пище) не сделало среду в кишечнике кислой, двенадцатиперстная кишка при помощи мощной кольцевидной мышцы, привратника желудка, регулирует количество допускаемого в нее содержимого желудка. Только после того как секреты поджелудочной железы и желчного пузыря достаточно нейтрализовали «кислую» пищевую кашицу, разрешается новое «поступление сверху».

Избыток кислот = болезни и целлюлит

Если в обмене веществ участвует много кислоты, организм пытается устранить этот избыток разными способами: через легкие — выдыханием углекислоты, через почки — с мочой, через кожу — с потом и через кишечник — с калом. Но когда все возможности исчерпаны, кислоты накапливаются в соединительной ткани. Под соединительной тканью в натуропатии понимают крошечные промежутки между отдельными клетками. Через эти щели происходит весь подвод и отвод, а также полноценный информационный обмен между клетками. Здесь, в соединительной ткани, кислые обменные шлаки становятся сильной помехой. О ни понемногу превращают эту ткань в настоящую мусорную свалку.

При грубой пище смешивание пищевой кашицы с желудочным соком происходит очень медленно. Только через час-два рН внутри кашицы опускается ниже 5. Однако в это время в желудке продолжается переваривание альфа-амилазой слюны.

Накопившиеся в соединительной ткани кислоты действуют как инородные тела, создавая постоянный риск воспаления, принимающего вид различных болезней. Следствиями кислых обменных отложений в соединительной ткани бывают: мышечный ревматизм, синдром фибромиалгии, артрозы. Сильное отложение шлаков в соединительной ткани часто видно и невооруженным глазом: это целлюлит. Данное слово означает не только типичную для женщин «апельсиновую кожуру» на ягодицах, бедрах и плечах. Из-за отложения шлаков даже лицо может выглядеть «стершимся».

Перекисление обмена веществ негативно сказывается и на текучести крови. Красные кровяные тельца, проходя через перекисленную ткань, теряют эластичность, слипаются и образуют маленькие сгустки, так называемые «монетные столбики». В зависимости от того, в каких сосудах появляются эти небольшие тромбы, возникают различные недуги и нарушения: инфаркт миокарда, кровоизлияние в мозг, временные нарушения мозгового кровообращения или местного кровообращения в нижних конечностях.

Следствием перекисления организма, которое начинают осознавать лишь сейчас, является остеопороз. В противоположность основаниям кислоты не могут легко выводиться из организма. Их надо сначала уравновесить, нейтрализовать. Но чтобы кислота с ее рН перешла в нейтральную область, нужен ее антагонист, основание, связывающее кислоту.

Когда возможности буферной системы организма исчерпаны, он для нейтрализации кислот вводит в действие минеральные соли со щелочной реакцией, прежде всего — соли кальция. Главный резерв кальция в организме — кости. Это как бы каменоломня организма, откуда он в случае перекисления может извлекать кальций. При склонности к остеопорозу бессмысленно сосредоточиваться лишь на снабжении организма кальцием, не добившись кислотно-щелочного баланса.

Хроническое перегружение организма кислотами часто выражается в форме тонких поперечных трещин на языке.

Защита от перекисления

Защитить организм от перекисления можно двумя способами: либо ограничить прием кислотосодержащей пищи, либо стимулировать выведение кислот.

Питание. В рационе должен быть соблюден принцип кислотно-щелочного равновесия с небольшим преобладанием оснований. Для нормального обмена веществ организм нуждается в кислотах, но пусть кислотосодержащая пища служит одновременно поставщиком многих других жизненно важных веществ, как, например, полноценные мучные или молочные продукты.

Питье. Почки — один из главных органов выделения, через которые выводятся кислоты. Однако кислоты могут покинуть организм только при образовании достаточного количества мочи.

Движение. Двигательная активность способствует выводу кислот с потом и дыханием.

Щелочной порошок. В дополнение к вышеназванным мерам можно вводить в организм ценные щелочные минеральные соли в виде щелочного порошка, который изготавливают в аптеках.

Кислые и щелочные продукты питания

Для создания кислотно-щелочного равновесия важно иметь представление о щелочных и кислотных продуктах, чтобы правильно составлять рацион.

Кислые продукты. Кислота необходима организму для обмена веществ. К ее поставщикам относятся такие белковые продукты, как мясо, колбаса, рыба, морепродукты, молочные продукты (творог, сыр, йогурт), зерно и зерновые продукты (хлеб, мука), бобовые, брюссельская капуста, артишоки, спаржа, натуральный кофе, алкоголь (прежде всего ликеры), яичный белок.

Кислотное действие имеют так называемые пожиратели оснований. Самые известные из них — сахар и продукты его переработки: шоколад, мороженое, конфеты и т. д. Основания поглощаются продуктами из белой муки — это белый хлеб, кондитерские изделия, макароны, а также твердые жиры и растительные масла.

Щелочные продукты подразделяются на высокощелочные, среднещелочные и низкощелочные.

Из фруктов к наиболее ощелачиваемым относятся абрикосы, курага, персики. Меньше щелочных свойств в яблоках, бананах, ананасах, авокадо.

Из ягод наиболее щелочными являются смородина, арбуз, клубника, малина.

К овощам с выраженным щелочным эффектом относятся огурцы, помидоры, сельдерей, латук, капуста, редис, перец, морковь, свекла, картофель, артишок.

Среди других групп продуктов щелочным эффектом обладают дыни, рис, овсянка, имбирь, петрушка, спаржа, морская капуста.

К нейтральным продуктам относятся растительное масло холодного отжима, сливочное масло, очищенная должным образом вода.

Сбалансированное питание

Для сбалансированного питания в вашем рационе всегда должны сочетаться кислые и щелочные продукты.

Завтрак, состоящий из белого хлеба, джема, колбасы и натурального кофе, может стать для вашего обмена веществ первой в день атакой кислот. Полезнее и менее обременительно для обмена веществ следующее сочетание: небольшая порция мюсли из сырого зерна с молоком и фруктами, ломтик хлеба из зерна грубого помола с маслом и творогом с зеленью, травяной или не слишком крепкий черный чай.

На обед можно вместо привычного сочетания мяса и лапши, консервированных овощей и содержащего сахар десерта есть на первое щелочной овощной суп, небольшую порцию мяса, рыбы, птицы или дичи с картофелем, тушеные овощи и фруктовый творог — от них тело дольше сохранит хорошую форму. Что касается кислых продуктов, то следует выбирать те, что содержат не пустые калории, а биологически ценные.

Щелочные супы. Столь же простая, сколь и эффективная возможность ввести в организм ценные основания — это щелочные супы. Для их приготовления сварите примерно чашку мелко нарезанных овощей в 0,5 л воды. Минут через 10 растолките овощи в пюре. Добавьте по вкусу сливки, сметану и свежую зелень. Для щелочного супа годятся многие овощи: картофель, морковь, лук, сельдерей, кабачки, фенхель, брокколи. Призвав на помощь фантазию, вы можете комбинировать разные виды. Может быть, из остатков овощей, хранящихся в холодильнике, вы создадите настоящий шедевр.

Продукты, готовые к употреблению, содержат мало жизненно важных веществ, поскольку при изготовлении и хранении таких продуктов многие витамины теряются. Кроме того, большое количество консервантов и вкусовых добавок наносят вред кишечной флоре и могут вызывать аллергические реакции. Если вы не находитесь в «цейтноте», следует готовить пищу из непереработанных сырых продуктов.

Молоко и молочные продукты. Молоко и молочные продукты — важные поставщики белка для организма. Кроме того, эти продукты снабжают его кальцием, предотвращая распад костного вещества. Свежее коровье молоко относят к слабокислым продуктам, а вот творог, скисшее молоко, йогурт и сыр как продукты молочнокислого брожения — к кислотосодержащим, которые, однако, включают ценные для обмена веществ питательные вещества. Диетологи советует употреблять только свежие молочные продукты, а гомогенизированноое молоко относят к нежелательным продуктам. Фруктовые йогурты («фрукты» здесь — это капля джема) — не лучший выбор, желательно готовить натуральный йогурт на своей кухне и добавлять в него свежие фрукты и ягоды.

Яйца, мясо, рыба, птица. К растительным белковым веществам можно добавлять животный белок. Правда, надо остерегаться его избытка, вызывающего гниение в кишечнике. Против одного-двух небольших блюд из мяса или рыбы в неделю возразить нечего. В отношении мяса надо особенно следить за его качеством. Покупайте мясо лишь в тех местах, где его проверяют. Свинина поступает в основном с откормочных предприятий, поэтому содержит много обменных шлаков; такого мяса лучше избегать. В вегетарианскую пищу разнообразие могут внести блюда, приготовленные с использованием яиц.

Овощи, фрукты и зелень— важнейшие источники оснований, содержащие много витаминов и минеральных солей. Правда, некоторые виды овощей не всеми хорошо усваиваются. Это, прежде всего, бобовые (горох, бобы, чечевица) и капуста. Людям, склонным к метеоризму и кишечным недомоганиям, стоит предпочесть более легко усвояемые овощи: морковь, картофель, сельдерей, кабачки, фенхель, инжир.

Физиология, кислотно-щелочной баланс — StatPearls

Введение

Для поддержания гомеостаза человеческий организм использует множество физиологических приспособлений. Одно из них — поддержание кислотно-щелочного баланса. При отсутствии патологических состояний pH человеческого тела колеблется от 7,35 до 7,45 при среднем уровне 7,40. Почему именно этот номер? Почему бы не использовать нейтральное число 7,0 вместо слабощелочного 7,40? Такой уровень pH идеален для многих биологических процессов, одним из самых важных является насыщение крови кислородом.Кроме того, многие промежуточные продукты биохимических реакций в организме ионизируются при нейтральном pH, что затрудняет использование этих промежуточных продуктов.

pH ниже 7,35 — ацидемия, а pH выше 7,45 — алкалиемия. Из-за важности поддержания уровня pH в необходимом узком диапазоне в организме человека есть компенсаторные механизмы. Это обсуждение призвано дать общее представление о кислотно-щелочном балансе в организме, обеспечивая систематический подход к пациентам, которые обращаются с состояниями, вызывающими изменения pH.

Человеческое тело испытывает четыре основных типа кислотных заболеваний: метаболический ацидоз, метаболический алкалоз, респираторный ацидоз и респираторный алкалоз. Если возникает одно из этих условий, человеческое тело должно вызвать противовес в виде противоположного состояния. Например, если человек страдает метаболической ацидемией, его организм будет пытаться вызвать респираторный алкалоз для компенсации. Компенсация редко приводит к полностью нормальному значению pH 7,4. При использовании терминов ацидемия или алкалиемия подразумевается, что в целом pH является кислым или щелочным, соответственно.Хотя это и не обязательно, может быть полезно использовать эту терминологию, чтобы различать отдельные процессы и общий статус pH пациента, поскольку одновременно могут возникать множественные дисбалансы. [1] [2]

Клеточный

Основное понимание дыхания на клеточном уровне важно для понимания кислотно-щелочного равновесия в организме человека. Аэробное клеточное дыхание необходимо для жизни человека; люди — облигатные аэробы. Хотя отдельные клетки могут выполнять анаэробное дыхание, для поддержания жизни в них должен присутствовать кислород.Одним из побочных продуктов аэробного клеточного дыхания является углекислый газ. Упрощенное химическое уравнение, обозначающее аэробное клеточное дыхание, выглядит следующим образом:

Первая стадия клеточного дыхания — это гликолиз, который берет шестиуглеродную глюкозу и расщепляет ее на две молекулы пирувата, каждая из которых содержит три атома углерода. Гликолиз использует два АТФ и создает четыре АТФ, что означает, что он генерирует два чистых АТФ. Для этого процесса не нужен кислород. Поскольку пациенты часто испытывают дефицит, стоит отметить, что магний является кофактором двух реакций гликолиза.

В конце концов молекулы пирувата окисляются и вступают в цикл TCA. Цикл TCA генерирует NADH из NAD +, FADh3 из FAD и двух молекул АТФ. Это аэробный процесс, требующий кислорода. Пируват попадает в митохондрии и образует ацетил-КоА с потерей углекислого газа. Этот избыток углекислого газа затем выдыхается во время выдоха.

Последним этапом аэробного клеточного дыхания является цепь переноса электронов (ETC). ETC производит большую часть АТФ, образующегося при клеточном дыхании, при этом создается 34 молекулы АТФ.Чтобы произошла реакция внеземного происхождения, необходим кислород. Если кислорода недостаточно, продукты гликолиза вступают в реакцию, называемую ферментацией, с образованием АТФ. Побочный продукт брожения — молочная кислота. Во время гликолиза и цикла TCA NAD + восстанавливается до NADH, а FAD — до FADh3. Восстановление характеризуется увеличением количества электронов. Это то, что движет ETC. Для каждой отдельной молекулы глюкозы десять молекул НАД + превращаются в молекулы НАДН, которые производят по три молекулы АТФ в ETC.

Этот процесс аэробного клеточного дыхания характеризует потребность человека в кислороде. Анаэробное дыхание позволяет организму вырабатывать некоторое количество АТФ при недостатке кислорода; однако этот процесс генерирует только два АТФ, в отличие от 38 АТФ, производимых при аэробном дыхании. Двух молекул АТФ на реакцию недостаточно для поддержания жизни.

Как отмечалось выше, диоксид углерода образуется как побочный продукт цикла TCA. Этот углекислый газ играет важную роль в кислотно-щелочном балансе в организме, что демонстрируется следующей реакцией:

Углекислый газ, образующийся во время клеточного дыхания, соединяется с водой с образованием угольной кислоты.Затем угольная кислота диссоциирует на бикарбонат и ион водорода. Эта реакция — одна из многих буферных систем в организме человека; он сопротивляется резким изменениям pH, позволяя человеку оставаться в узком физиологическом диапазоне pH. Эта буферная система находится в равновесии, то есть все компоненты реакции существуют по всему телу и смещены в сторону уравнения, соответствующую окружающей среде. Эта реакция может происходить и происходит без фермента; однако карбоангидраза — это фермент, который помогает в этом процессе.Он катализирует первую реакцию, описанную выше, с образованием угольной кислоты, которая затем может свободно диссоциировать на бикарбонат и ион водорода. Карбоангидраза находится в эритроцитах, почечных канальцах, слизистой оболочке желудка и клетках поджелудочной железы.

Другие буферные системы в организме человека включают фосфатную буферную систему, белки и гемоглобин. Все они содержат основания, которые принимают ионы водорода, что предотвращает резкое падение pH. Фосфатная буферная система, хотя и присутствует во всем мире, важна для регулирования pH мочи.Белки помогают регулировать внутриклеточный pH. Красные кровяные тельца используют описанную выше реакцию, чтобы помочь гемоглобиновому буферу; углекислый газ может диффундировать через красные кровяные тельца и соединяться с водой. Одно только это могло бы вызвать увеличение ионов водорода; однако гемоглобин может связывать ионы водорода. Гемоглобин также может связывать углекислый газ без этой реакции. Это зависит от количества кислорода, связанного с гемоглобином. Это называется эффектом Холдейна и эффектом Бора. Когда гемоглобин насыщен кислородом, он имеет более низкое сродство к CO2 и ионам водорода и способен его высвобождать.[3] [4]

Участвующие системы органов

Каждая система органов человеческого тела зависит от баланса pH; однако почечная система и легочная система являются двумя основными модуляторами. Легочная система регулирует pH с помощью углекислого газа; по истечении срока действия углекислый газ выбрасывается в окружающую среду. Из-за того, что углекислый газ образует угольную кислоту в организме при соединении с водой, количество выдохшего углекислого газа может вызвать повышение или понижение pH. Когда дыхательная система используется для компенсации метаболических нарушений pH, эффект проявляется в течение нескольких минут или часов.

Почечная система влияет на pH, реабсорбируя бикарбонат и выводя фиксированные кислоты. Будь то патология или необходимая компенсация, почки выводят или реабсорбируют эти вещества, влияющие на pH. Нефрон — функциональная единица почки. Кровеносные сосуды, называемые клубочками, транспортируют вещества, обнаруженные в крови, в почечные канальцы, так что некоторые из них могут быть отфильтрованы, а другие реабсорбируются в кровь и рециркулируются. Это верно для ионов водорода и бикарбоната. Если бикарбонат реабсорбируется и / или кислота выделяется с мочой, pH становится более щелочным (увеличивается).Когда бикарбонат не реабсорбируется или кислота не выводится с мочой, pH становится более кислым (снижается). Компенсация метаболизма почечной системой занимает больше времени: дни, а не минуты или часы.

Функция

Физиологический pH человеческого тела важен для многих процессов, необходимых для жизни, включая доставку кислорода к тканям, правильную структуру белка и бесчисленные биохимические реакции, которые зависят от нормального pH, чтобы быть в равновесии и полноте.

Доставка кислорода в ткани

Кривая диссоциации кислорода представляет собой график, изображающий отношение парциального давления кислорода к насыщению гемоглобина. Эта кривая относится к способности гемоглобина доставлять кислород к тканям. Если кривая смещена влево, p50 уменьшается, а это означает, что количество кислорода, необходимое для насыщения гемоглобина на 50%, уменьшается и что сродство гемоглобина к кислороду увеличивается. Этот сдвиг влево вызывает pH в алкалотическом диапазоне.Когда происходит снижение pH, кривая смещается вправо, что указывает на снижение сродства гемоглобина к кислороду.

Структура белка

Трудно переоценить важность белков в организме человека. Они составляют ионные каналы, переносят необходимые липофильные вещества по всему нашему в основном липофобному телу и участвуют в бесчисленных биологических процессах. Чтобы белки выполняли необходимые функции, они должны быть в правильной конфигурации.Заряды белков — это то, что позволяет им существовать в правильной форме. Когда pH изменяется за пределы физиологического диапазона, эти заряды изменяются. Белки денатурируются, что приводит к пагубным изменениям в архитектуре, которые вызывают потерю правильной функции.

Биохимические процессы

В организме человека многие химические реакции находятся в равновесии. Один из наиболее важных ранее упоминался уравнением:

Принцип Ле Шателье гласит, что при изменении переменных концентрации, давления или температуры система, находящаяся в равновесии, соответствующим образом отреагирует, чтобы восстановить новое устойчивое состояние.Для приведенной выше реакции это означает, что если образуется больше ионов водорода, уравнение сдвинется влево, так что образуется больше реагентов, и система может оставаться в равновесии. Так работают компенсаторные механизмы pH; если имеется метаболический ацидоз, почки не выводят достаточно ионов водорода и / или не реабсорбируют достаточное количество бикарбонатов. Дыхательная система реагирует увеличением минутной вентиляции (часто путем увеличения частоты дыхания) и выдыханием большего количества CO2 для восстановления равновесия.[5]

Сопутствующее тестирование

Отбор проб газов артериальной крови (ГКК) — это тест, который часто выполняется в условиях стационара для оценки кислотно-щелочного статуса пациента. Для забора крови из артерии, часто лучевой, используется игла, и кровь анализируется для определения таких параметров, как pH, pC02, pO2, HCO3, сатурация кислорода и другие. Это позволяет врачу лучше понять состояние пациента. ГД особенно важны для тяжелобольных. Они являются основным инструментом, который используется для адаптации к потребностям пациента на аппарате ИВЛ.Ниже приведены наиболее важные нормальные значения для ABG:

Способность быстро и эффективно читать ABG, особенно в отношении стационарной медицины, имеет первостепенное значение для качественного ухода за пациентом.

  1. Посмотрите на pH

  2. Определите, является ли он ацидотическим, щелочным или находится в пределах физиологического диапазона.

  3. Уровень PaCO2 определяет респираторный вклад; высокий уровень означает, что дыхательная система снижает pH, и наоборот.

  4. Уровень HCO3- указывает на метаболический / почечный эффект. Повышенный уровень HCO3- увеличивает pH и наоборот.

  5. Если pH является ацидотическим, ищите число, которое соответствует более низкому pH. Если это респираторный ацидоз, уровень CO2 должен быть высоким. Если у пациента метаболическая компенсация, уровень HCO3- также должен быть высоким. Метаболический ацидоз будет обозначен низким значением HCO3-.

  6. Если pH является щелочным, снова определите, какое значение вызывает это.Респираторный алкалоз означает низкий уровень CO2; метаболический алкалоз должен давать высокий уровень HCO3. Компенсация в любой системе будет отражена противоположным образом; при респираторном алкалозе метаболический ответ должен быть низким HCO3-, а при метаболическом алкалозе респираторный ответ должен быть высоким.

  7. Если уровень pH находится в физиологическом диапазоне, но PaCO2 и / или бикарбонат не находятся в пределах нормы, вероятно, имеется смешанное заболевание. Кроме того, компенсация происходит не всегда; именно тогда клиническая информация приобретает первостепенное значение.

  8. Иногда бывает сложно установить, есть ли у пациента смешанное заболевание. Об этом позже.

Другие тесты, которые важно выполнять при анализе кислотно-щелочного статуса пациента, включают те, которые измеряют уровни электролитов и функцию почек. Это помогает врачу собрать информацию, которая может быть использована для определения точного механизма кислотно-щелочного дисбаланса, а также факторов, способствующих возникновению расстройств. [6] [3]

Патофизиология

Метаболический ацидоз с увеличенной анионной щелью

Первичный метаболический ацидоз, то есть первичное кислотно-основное нарушение, имеет множество причин.Они разделяются на те, которые вызывают высокий анионный разрыв, и те, которые не вызывают. Анионный разрыв в плазме помогает врачам определить причину метаболического ацидоза. Когда присутствует метаболический ацидоз, измеряются определенные ионы в крови, которые помогают определить этиологию ацидемии. Анионная щель увеличивается всякий раз, когда бикарбонат теряется из-за его объединения с ионом водорода, который ранее был присоединен к основанию конъюгата. Когда бикарбонат соединяется с ионом водорода, образуется угольная кислота (h3CO3).Основанием конъюгата может быть любой отрицательно заряженный ион, не являющийся бикарбонатом или хлоридом.

Формула для анионной щели:

Люди электрически нейтральны, но все катионы и анионы не измеряются. Нормальный анионный промежуток равен 8 +/- 4. Большая часть этого числа приходится на альбумин; этот анион не учитывается в формуле, что является важной причиной того, что зазор не приближается к нулю. Альбумин обычно составляет 4 мг / дл. Из-за большого влияния альбумина на анионный разрыв, если уровень альбумина у пациента ненормальный, их ожидаемый анионный разрыв не будет точным.Это можно исправить с помощью простой математики. Нормальный анионный интервал и уровень альбумина различаются в три раза (нормальный анионный интервал 12, нормальный альбумин 4 мг / дл). Если у пациента анионная щель равна 24, это означает, что присутствует 12 единиц конъюгированного основания, что обычно не связано с комбинацией ионов водорода с бикарбонатом. Если у этого же пациента уровень альбумина 3 мг / дл, их ожидаемый анионный разрыв должен фактически составлять около 9. Это означает, что вместо 12 единиц присутствующего конъюгированного основания на самом деле имеется 15 единиц.

Более сложный метод анализа ионного вклада в изменение pH — это сильная ионная разница / сильная ионная щель. Этот метод подчеркивает влияние других ионов на кислотно-щелочной баланс и полезен для изучения кислотно-щелочного баланса. Однако этот подход более обременительный, чем стандартная анионная щель, и требует дополнительных расчетов. Поэтому многие считают, что его использование в клинической практике ограничено.

Мнемоника МУДПИЛЫ классически использовалась для обучения студентов причинам метаболического ацидоза с высоким анионным разрывом.МУДПИЛЫ означает метанол, уремию, диабетический кетоацидоз, паральдегид, инфекцию, лактоацидоз, этиленгликоль и салицилаты. Было предложено усовершенствовать новую мнемонику GOLDMARK. GOLDMARK — это анаграмма для гликолей (этилена и пропилена), оксопролина, лактата, метанола, аспирина, почечной недостаточности и кетонов. Если у пациента наблюдается анионный разрыв более 12, эти мнемоники помогают запомнить возможные причины расстройства. [7] [8]

Метаболический ацидоз с узкой анионной щелью

Если ацидоз затрагивает нормальную анионную щель, происходит потеря бикарбоната, а не повышенное количество ионов водорода с сопутствующим увеличением ионов хлора.Чтобы сохранить физиологически нейтральное состояние, ионы хлора мигрируют из клеток во внеклеточное пространство. Это вызывает повышение уровня хлорида в сыворотке крови пациента и поддерживает нормальный уровень анионной щели. Это означает, что метаболический ацидоз без аномальной анионной щели также является гиперхлоремическим метаболическим ацидозом. Метаболический ацидоз без увеличения анионной щели является результатом многих процессов, включая тяжелую диарею, почечный канальцевый ацидоз (RTA) I типа, длительный прием ингибиторов карбоангидразы и отсасывание содержимого желудка.Когда у пациента гиперхлоремический ацидоз с узкой ионной щелью, врач может рассчитать анионную щель мочи (UAG), чтобы определить этиологию.

Ниже приводится уравнение для анионного разрыва мочи, где Na — натрий, K — калий и Cl — хлорид:

Почечная система пытается смягчить последствия патологического метаболического ацидоза путем выделения аммония (Nh5 +) с мочой. UAG от 20 до 90 мэкв / л означает низкую или нормальную секрецию Nh5 +. От -20 мэкв / л до -50 мэкв / л предполагает, что основной причиной метаболического ацидоза является продолжительная тяжелая диарея.

Еще одна важная формула для использования при метаболическом ацидозе — это формула Winter. Это уравнение дает клиницисту ожидаемое значение PCO2. Это важно, потому что может присутствовать другое кислотно-щелочное нарушение.

Формула Винтера:

Если значение PCO2 находится в пределах ожидаемого PCO2, смешанного расстройства нет, только респираторная компенсация. Когда значение ниже или выше ожидаемого, наблюдается смешанный беспорядок; ниже означало бы респираторный алкалоз, а выше — респираторный ацидоз.Сокращение для формулы Winter состоит в том, что последние две цифры pH +/- 2 примерно равны ожидаемому PCO2. [9] [10]

Респираторный ацидоз

Во время выдоха углекислый газ, вырабатываемый клеточным дыханием, выбрасывается в окружающую среду. В организме человека углекислый газ соединяется с водой через карбоангидразу и образует угольную кислоту, которая диссоциирует на ион водорода и бикарбонат. Вот почему снижение частоты дыхания приведет к снижению pH; чем больше углекислого газа выдыхается, тем меньше углекислого газа присутствует в этой реакции.

Респираторный ацидоз как первичное заболевание часто вызывается гиповентиляцией. Это может быть связано с множеством причин, включая хроническую обструктивную болезнь легких, злоупотребление / передозировку опиатами, тяжелое ожирение и травму головного мозга. Когда возникает респираторный ацидоз, метаболический ответ должен заключаться в увеличении количества бикарбоната через почечную систему. Это не всегда происходит, и почечная патология может легко помешать соответствующему физиологическому ответу, что приведет к повышенной опасности для пациента.

Метаболический алкалоз

Метаболический алкалоз также можно разделить на две основные категории, которые помогают установить причину: чувствительный к хлоридам и нечувствительный к хлоридам. При не реагирующем на хлориды метаболическом алкалозе содержание хлоридов в моче составляет <20 мэкв / л. Некоторые причины включают рвоту, гиповолемию и прием мочегонных средств.

Респираторный алкалоз

Любая патология, приводящая к повышенному выделению углекислого газа, может привести к респираторному алкалозу.Когда избыток CO2 выдыхается, pH человеческого тела увеличивается из-за того, что образуется меньше углекислоты. Физиологически подходящей компенсацией является уменьшение количества бикарбоната, вырабатываемого почечной системой. Некоторые причины респираторного алкалоза включают панические атаки с гипервентиляцией, тромбоэмболию легочной артерии, пневмонию и салицилатную интоксикацию. [11]

Клиническая значимость

Кислотно-щелочной баланс в организме человека — один из важнейших физиологических процессов.Клиническое значение кислотно-щелочного баланса трудно отрицать. Некоторые из наиболее частых случаев госпитализации связаны с заболеваниями, которые могут серьезно повлиять на кислотно-щелочной баланс. Вот почему клиницистам важно понимать основные принципы, которые управляют этой частью гомеостаза человека.

Ссылки

1.
Цао Й, Ван М., Юань И, Ли К., Бай Кью, Ли М. Газы артериальной крови и кислотно-щелочной баланс у пациенток с синдромом гипертонии, вызванной беременностью.Exp Ther Med. 2019 Янв; 17 (1): 349-353. [Бесплатная статья PMC: PMC6307481] [PubMed: 30651802]
2.
Кастро Д., Патил С.М., Кинаган М. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 29 июля 2021 г. Газ артериальной крови. [PubMed: 30725604]
3.
Пател С., Шарма С. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 24 июня 2021 г. Респираторный ацидоз. [PubMed: 29494037]
4.
Бринкман Дж. Э., Шарма С. StatPearls [Интернет].StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 22 июля 2021 г. Физиология, метаболический алкалоз. [PubMed: 29493916]
5.
Бринкман Дж. Э., Шарма С. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 26 июля 2021 г. Респираторный алкалоз. [PubMed: 29489286]
6.
Rajkumar P, Pluznick JL. Кислотно-щелочная регуляция в проксимальных канальцах почек: использование новых датчиков pH для поддержания гомеостаза. Am J Physiol Renal Physiol. 01 ноября 2018; 315 (5): F1187-F1190.[Бесплатная статья PMC: PMC6293293] [PubMed: 30066586]
7.
Burger MK, Schaller DJ. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 26 июля 2021 г. Метаболический ацидоз. [PubMed: 29489167]
8.
Марано М. [Об использовании формулы Винтерса при хроническом метаболическом ацидозе]. Преподобный Псикиатр Салуд Мент. 2015, январь-март; 8 (1): 45-6. [PubMed: 25434279]
9.
Беренд К. Обзор диагностической оценки метаболического ацидоза с нормальным анионным зазором.Почки Дис (Базель). 2017 декабрь; 3 (4): 149-159. [Бесплатная статья PMC: PMC5757610] [PubMed: 29344509]
10.
Шарма С., Хашми М.Ф., Аггарвал С. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 14 августа 2021 г. Гиперхлоремический ацидоз. [PubMed: 29493965]
11.
Raphael KL, Ix JH. Корреляция уровня аммония в моче и осмоляльного разрыва мочи у реципиентов трансплантата почки. Clin J Am Soc Nephrol. 2018 Апрель 06; 13 (4): 638-640. [Бесплатная статья PMC: PMC5969467] [PubMed: 29519951]

Физиология, кислотно-щелочной баланс — StatPearls

Введение

Для поддержания гомеостаза человеческое тело использует множество физиологических адаптаций.Одно из них — поддержание кислотно-щелочного баланса. При отсутствии патологических состояний pH человеческого тела колеблется от 7,35 до 7,45 при среднем уровне 7,40. Почему именно этот номер? Почему бы не использовать нейтральное число 7,0 вместо слабощелочного 7,40? Такой уровень pH идеален для многих биологических процессов, одним из самых важных является насыщение крови кислородом. Кроме того, многие промежуточные продукты биохимических реакций в организме ионизируются при нейтральном pH, что затрудняет использование этих промежуточных продуктов.

pH ниже 7,35 — ацидемия, а pH выше 7,45 — алкалиемия. Из-за важности поддержания уровня pH в необходимом узком диапазоне в организме человека есть компенсаторные механизмы. Это обсуждение призвано дать общее представление о кислотно-щелочном балансе в организме, обеспечивая систематический подход к пациентам, которые обращаются с состояниями, вызывающими изменения pH.

Человеческое тело испытывает четыре основных типа кислотных заболеваний: метаболический ацидоз, метаболический алкалоз, респираторный ацидоз и респираторный алкалоз.Если возникает одно из этих условий, человеческое тело должно вызвать противовес в виде противоположного состояния. Например, если человек страдает метаболической ацидемией, его организм будет пытаться вызвать респираторный алкалоз для компенсации. Компенсация редко приводит к полностью нормальному значению pH 7,4. При использовании терминов ацидемия или алкалиемия подразумевается, что в целом pH является кислым или щелочным, соответственно. Хотя это и не обязательно, может быть полезно использовать эту терминологию для различения отдельных процессов и общего состояния pH пациента, поскольку одновременно могут возникать множественные дисбалансы.[1] [2]

Cellular

Основное понимание дыхания на клеточном уровне важно для понимания кислотно-щелочного равновесия в организме человека. Аэробное клеточное дыхание необходимо для жизни человека; люди — облигатные аэробы. Хотя отдельные клетки могут выполнять анаэробное дыхание, для поддержания жизни в них должен присутствовать кислород. Одним из побочных продуктов аэробного клеточного дыхания является углекислый газ. Упрощенное химическое уравнение, обозначающее аэробное клеточное дыхание, выглядит следующим образом:

Первая стадия клеточного дыхания — это гликолиз, который берет шестиуглеродную глюкозу и расщепляет ее на две молекулы пирувата, каждая из которых содержит три атома углерода.Гликолиз использует два АТФ и создает четыре АТФ, что означает, что он генерирует два чистых АТФ. Для этого процесса не нужен кислород. Поскольку пациенты часто испытывают дефицит, стоит отметить, что магний является кофактором двух реакций гликолиза.

В конце концов молекулы пирувата окисляются и вступают в цикл TCA. Цикл TCA генерирует NADH из NAD +, FADh3 из FAD и двух молекул АТФ. Это аэробный процесс, требующий кислорода. Пируват попадает в митохондрии и образует ацетил-КоА с потерей углекислого газа.Этот избыток углекислого газа затем выдыхается во время выдоха.

Последним этапом аэробного клеточного дыхания является цепь переноса электронов (ETC). ETC производит большую часть АТФ, образующегося при клеточном дыхании, при этом создается 34 молекулы АТФ. Чтобы произошла реакция внеземного происхождения, необходим кислород. Если кислорода недостаточно, продукты гликолиза вступают в реакцию, называемую ферментацией, с образованием АТФ. Побочный продукт брожения — молочная кислота.Во время гликолиза и цикла TCA NAD + восстанавливается до NADH, а FAD — до FADh3. Восстановление характеризуется увеличением количества электронов. Это то, что движет ETC. Для каждой отдельной молекулы глюкозы десять молекул НАД + превращаются в молекулы НАДН, которые производят по три молекулы АТФ в ETC.

Этот процесс аэробного клеточного дыхания характеризует потребность человека в кислороде. Анаэробное дыхание позволяет организму вырабатывать некоторое количество АТФ при недостатке кислорода; однако этот процесс генерирует только два АТФ, в отличие от 38 АТФ, производимых при аэробном дыхании.Двух молекул АТФ на реакцию недостаточно для поддержания жизни.

Как отмечалось выше, диоксид углерода образуется как побочный продукт цикла TCA. Этот углекислый газ играет важную роль в кислотно-щелочном балансе в организме, что демонстрируется следующей реакцией:

Углекислый газ, образующийся во время клеточного дыхания, соединяется с водой с образованием угольной кислоты. Затем угольная кислота диссоциирует на бикарбонат и ион водорода. Эта реакция — одна из многих буферных систем в организме человека; он сопротивляется резким изменениям pH, позволяя человеку оставаться в узком физиологическом диапазоне pH.Эта буферная система находится в равновесии, то есть все компоненты реакции существуют по всему телу и смещены в сторону уравнения, соответствующую окружающей среде. Эта реакция может происходить и происходит без фермента; однако карбоангидраза — это фермент, который помогает в этом процессе. Он катализирует первую реакцию, описанную выше, с образованием угольной кислоты, которая затем может свободно диссоциировать на бикарбонат и ион водорода. Карбоангидраза находится в эритроцитах, почечных канальцах, слизистой оболочке желудка и клетках поджелудочной железы.

Другие буферные системы в организме человека включают фосфатную буферную систему, белки и гемоглобин. Все они содержат основания, которые принимают ионы водорода, что предотвращает резкое падение pH. Фосфатная буферная система, хотя и присутствует во всем мире, важна для регулирования pH мочи. Белки помогают регулировать внутриклеточный pH. Красные кровяные тельца используют описанную выше реакцию, чтобы помочь гемоглобиновому буферу; углекислый газ может диффундировать через красные кровяные тельца и соединяться с водой. Одно только это могло бы вызвать увеличение ионов водорода; однако гемоглобин может связывать ионы водорода.Гемоглобин также может связывать углекислый газ без этой реакции. Это зависит от количества кислорода, связанного с гемоглобином. Это называется эффектом Холдейна и эффектом Бора. Когда гемоглобин насыщен кислородом, он имеет более низкое сродство к CO2 и ионам водорода и способен его высвобождать. [3] [4]

Участвующие системы органов

Каждая система органов человеческого тела зависит от баланса pH; однако почечная система и легочная система являются двумя основными модуляторами. Легочная система регулирует pH с помощью углекислого газа; по истечении срока действия углекислый газ выбрасывается в окружающую среду.Из-за того, что углекислый газ образует угольную кислоту в организме при соединении с водой, количество выдохшего углекислого газа может вызвать повышение или понижение pH. Когда дыхательная система используется для компенсации метаболических нарушений pH, эффект проявляется в течение нескольких минут или часов.

Почечная система влияет на pH, реабсорбируя бикарбонат и выводя фиксированные кислоты. Будь то патология или необходимая компенсация, почки выводят или реабсорбируют эти вещества, влияющие на pH. Нефрон — функциональная единица почки.Кровеносные сосуды, называемые клубочками, транспортируют вещества, обнаруженные в крови, в почечные канальцы, так что некоторые из них могут быть отфильтрованы, а другие реабсорбируются в кровь и рециркулируются. Это верно для ионов водорода и бикарбоната. Если бикарбонат реабсорбируется и / или кислота выделяется с мочой, pH становится более щелочным (увеличивается). Когда бикарбонат не реабсорбируется или кислота не выводится с мочой, pH становится более кислым (снижается). Компенсация метаболизма почечной системой занимает больше времени: дни, а не минуты или часы.

Функция

Физиологический pH человеческого тела важен для многих процессов, необходимых для жизни, включая доставку кислорода к тканям, правильную структуру белка и бесчисленные биохимические реакции, которые зависят от нормального pH, чтобы быть в равновесии и полноте.

Доставка кислорода в ткани

Кривая диссоциации кислорода представляет собой график, изображающий отношение парциального давления кислорода к насыщению гемоглобина. Эта кривая относится к способности гемоглобина доставлять кислород к тканям.Если кривая смещена влево, p50 уменьшается, а это означает, что количество кислорода, необходимое для насыщения гемоглобина на 50%, уменьшается и что сродство гемоглобина к кислороду увеличивается. Этот сдвиг влево вызывает pH в алкалотическом диапазоне. Когда происходит снижение pH, кривая смещается вправо, что указывает на снижение сродства гемоглобина к кислороду.

Структура белка

Трудно переоценить важность белков в организме человека.Они составляют ионные каналы, переносят необходимые липофильные вещества по всему нашему в основном липофобному телу и участвуют в бесчисленных биологических процессах. Чтобы белки выполняли необходимые функции, они должны быть в правильной конфигурации. Заряды белков — это то, что позволяет им существовать в правильной форме. Когда pH изменяется за пределы физиологического диапазона, эти заряды изменяются. Белки денатурируются, что приводит к пагубным изменениям в архитектуре, которые вызывают потерю правильной функции.

Биохимические процессы

В организме человека многие химические реакции находятся в равновесии. Один из наиболее важных ранее упоминался уравнением:

Принцип Ле Шателье гласит, что при изменении переменных концентрации, давления или температуры система, находящаяся в равновесии, соответствующим образом отреагирует, чтобы восстановить новое устойчивое состояние. Для приведенной выше реакции это означает, что если образуется больше ионов водорода, уравнение сдвинется влево, так что образуется больше реагентов, и система может оставаться в равновесии.Так работают компенсаторные механизмы pH; если имеется метаболический ацидоз, почки не выводят достаточно ионов водорода и / или не реабсорбируют достаточное количество бикарбонатов. Дыхательная система реагирует увеличением минутной вентиляции (часто путем увеличения частоты дыхания) и выдыханием большего количества CO2 для восстановления равновесия. [5]

Сопутствующее тестирование

Отбор проб газов артериальной крови (ГКК) — это тест, который часто выполняется в стационарных условиях для оценки кислотно-щелочного статуса пациента.Для забора крови из артерии, часто лучевой, используется игла, и кровь анализируется для определения таких параметров, как pH, pC02, pO2, HCO3, сатурация кислорода и другие. Это позволяет врачу лучше понять состояние пациента. ГД особенно важны для тяжелобольных. Они являются основным инструментом, который используется для адаптации к потребностям пациента на аппарате ИВЛ. Ниже приведены наиболее важные нормальные значения для ABG:

Способность быстро и эффективно читать ABG, особенно в отношении стационарной медицины, имеет первостепенное значение для качественного ухода за пациентом.

  1. Посмотрите на pH

  2. Определите, является ли он ацидотическим, щелочным или находится в пределах физиологического диапазона.

  3. Уровень PaCO2 определяет респираторный вклад; высокий уровень означает, что дыхательная система снижает pH, и наоборот.

  4. Уровень HCO3- указывает на метаболический / почечный эффект. Повышенный уровень HCO3- увеличивает pH и наоборот.

  5. Если pH является ацидотическим, ищите число, которое соответствует более низкому pH.Если это респираторный ацидоз, уровень CO2 должен быть высоким. Если у пациента метаболическая компенсация, уровень HCO3- также должен быть высоким. Метаболический ацидоз будет обозначен низким значением HCO3-.

  6. Если pH является щелочным, снова определите, какое значение вызывает это. Респираторный алкалоз означает низкий уровень CO2; метаболический алкалоз должен давать высокий уровень HCO3. Компенсация в любой системе будет отражена противоположным образом; при респираторном алкалозе метаболический ответ должен быть низким HCO3-, а при метаболическом алкалозе респираторный ответ должен быть высоким.

  7. Если уровень pH находится в физиологическом диапазоне, но PaCO2 и / или бикарбонат не находятся в пределах нормы, вероятно, имеется смешанное заболевание. Кроме того, компенсация происходит не всегда; именно тогда клиническая информация приобретает первостепенное значение.

  8. Иногда бывает сложно установить, есть ли у пациента смешанное заболевание. Об этом позже.

Другие тесты, которые важно выполнять при анализе кислотно-щелочного статуса пациента, включают те, которые измеряют уровни электролитов и функцию почек.Это помогает врачу собрать информацию, которая может быть использована для определения точного механизма кислотно-щелочного дисбаланса, а также факторов, способствующих возникновению расстройств. [6] [3]

Патофизиология

Метаболический ацидоз с увеличенной анионной щелью

Первичный метаболический ацидоз, то есть первичное кислотно-основное нарушение, имеет множество причин. Они разделяются на те, которые вызывают высокий анионный разрыв, и те, которые не вызывают. Анионный разрыв в плазме помогает врачам определить причину метаболического ацидоза.Когда присутствует метаболический ацидоз, измеряются определенные ионы в крови, которые помогают определить этиологию ацидемии. Анионная щель увеличивается всякий раз, когда бикарбонат теряется из-за его объединения с ионом водорода, который ранее был присоединен к основанию конъюгата. Когда бикарбонат соединяется с ионом водорода, образуется угольная кислота (h3CO3). Основанием конъюгата может быть любой отрицательно заряженный ион, не являющийся бикарбонатом или хлоридом.

Формула для анионной щели:

Люди электрически нейтральны, но все катионы и анионы не измеряются.Нормальный анионный промежуток равен 8 +/- 4. Большая часть этого числа приходится на альбумин; этот анион не учитывается в формуле, что является важной причиной того, что зазор не приближается к нулю. Альбумин обычно составляет 4 мг / дл. Из-за большого влияния альбумина на анионный разрыв, если уровень альбумина у пациента ненормальный, их ожидаемый анионный разрыв не будет точным. Это можно исправить с помощью простой математики. Нормальный анионный интервал и уровень альбумина различаются в три раза (нормальный анионный интервал 12, нормальный альбумин 4 мг / дл).Если у пациента анионная щель равна 24, это означает, что присутствует 12 единиц конъюгированного основания, что обычно не связано с комбинацией ионов водорода с бикарбонатом. Если у этого же пациента уровень альбумина 3 мг / дл, их ожидаемый анионный разрыв должен фактически составлять около 9. Это означает, что вместо 12 единиц присутствующего конъюгированного основания на самом деле имеется 15 единиц.

Более сложный метод анализа ионного вклада в изменение pH — это сильная ионная разница / сильная ионная щель.Этот метод подчеркивает влияние других ионов на кислотно-щелочной баланс и полезен для изучения кислотно-щелочного баланса. Однако этот подход более обременительный, чем стандартная анионная щель, и требует дополнительных расчетов. Поэтому многие считают, что его использование в клинической практике ограничено.

Мнемоника МУДПИЛЫ классически использовалась для обучения студентов причинам метаболического ацидоза с высоким анионным разрывом. МУДПИЛЫ означает метанол, уремию, диабетический кетоацидоз, паральдегид, инфекцию, лактоацидоз, этиленгликоль и салицилаты.Было предложено усовершенствовать новую мнемонику GOLDMARK. GOLDMARK — это анаграмма для гликолей (этилена и пропилена), оксопролина, лактата, метанола, аспирина, почечной недостаточности и кетонов. Если у пациента наблюдается анионный разрыв более 12, эти мнемоники помогают запомнить возможные причины расстройства. [7] [8]

Метаболический ацидоз с узкой анионной щелью

Если ацидоз затрагивает нормальную анионную щель, происходит потеря бикарбоната, а не повышенное количество ионов водорода с сопутствующим увеличением ионов хлора.Чтобы сохранить физиологически нейтральное состояние, ионы хлора мигрируют из клеток во внеклеточное пространство. Это вызывает повышение уровня хлорида в сыворотке крови пациента и поддерживает нормальный уровень анионной щели. Это означает, что метаболический ацидоз без аномальной анионной щели также является гиперхлоремическим метаболическим ацидозом. Метаболический ацидоз без увеличения анионной щели является результатом многих процессов, включая тяжелую диарею, почечный канальцевый ацидоз (RTA) I типа, длительный прием ингибиторов карбоангидразы и отсасывание содержимого желудка.Когда у пациента гиперхлоремический ацидоз с узкой ионной щелью, врач может рассчитать анионную щель мочи (UAG), чтобы определить этиологию.

Ниже приводится уравнение для анионного разрыва мочи, где Na — натрий, K — калий и Cl — хлорид:

Почечная система пытается смягчить последствия патологического метаболического ацидоза путем выделения аммония (Nh5 +) с мочой. UAG от 20 до 90 мэкв / л означает низкую или нормальную секрецию Nh5 +. От -20 мэкв / л до -50 мэкв / л предполагает, что основной причиной метаболического ацидоза является продолжительная тяжелая диарея.

Еще одна важная формула для использования при метаболическом ацидозе — это формула Winter. Это уравнение дает клиницисту ожидаемое значение PCO2. Это важно, потому что может присутствовать другое кислотно-щелочное нарушение.

Формула Винтера:

Если значение PCO2 находится в пределах ожидаемого PCO2, смешанного расстройства нет, только респираторная компенсация. Когда значение ниже или выше ожидаемого, наблюдается смешанный беспорядок; ниже означало бы респираторный алкалоз, а выше — респираторный ацидоз.Сокращение для формулы Winter состоит в том, что последние две цифры pH +/- 2 примерно равны ожидаемому PCO2. [9] [10]

Респираторный ацидоз

Во время выдоха углекислый газ, вырабатываемый клеточным дыханием, выбрасывается в окружающую среду. В организме человека углекислый газ соединяется с водой через карбоангидразу и образует угольную кислоту, которая диссоциирует на ион водорода и бикарбонат. Вот почему снижение частоты дыхания приведет к снижению pH; чем больше углекислого газа выдыхается, тем меньше углекислого газа присутствует в этой реакции.

Респираторный ацидоз как первичное заболевание часто вызывается гиповентиляцией. Это может быть связано с множеством причин, включая хроническую обструктивную болезнь легких, злоупотребление / передозировку опиатами, тяжелое ожирение и травму головного мозга. Когда возникает респираторный ацидоз, метаболический ответ должен заключаться в увеличении количества бикарбоната через почечную систему. Это не всегда происходит, и почечная патология может легко помешать соответствующему физиологическому ответу, что приведет к повышенной опасности для пациента.

Метаболический алкалоз

Метаболический алкалоз также можно разделить на две основные категории, которые помогают установить причину: чувствительный к хлоридам и нечувствительный к хлоридам. При не реагирующем на хлориды метаболическом алкалозе содержание хлоридов в моче составляет <20 мэкв / л. Некоторые причины включают рвоту, гиповолемию и прием мочегонных средств.

Респираторный алкалоз

Любая патология, приводящая к повышенному выделению углекислого газа, может привести к респираторному алкалозу.Когда избыток CO2 выдыхается, pH человеческого тела увеличивается из-за того, что образуется меньше углекислоты. Физиологически подходящей компенсацией является уменьшение количества бикарбоната, вырабатываемого почечной системой. Некоторые причины респираторного алкалоза включают панические атаки с гипервентиляцией, тромбоэмболию легочной артерии, пневмонию и салицилатную интоксикацию. [11]

Клиническая значимость

Кислотно-щелочной баланс в организме человека — один из важнейших физиологических процессов.Клиническое значение кислотно-щелочного баланса трудно отрицать. Некоторые из наиболее частых случаев госпитализации связаны с заболеваниями, которые могут серьезно повлиять на кислотно-щелочной баланс. Вот почему клиницистам важно понимать основные принципы, которые управляют этой частью гомеостаза человека.

Ссылки

1.
Цао Й, Ван М., Юань И, Ли К., Бай Кью, Ли М. Газы артериальной крови и кислотно-щелочной баланс у пациенток с синдромом гипертонии, вызванной беременностью.Exp Ther Med. 2019 Янв; 17 (1): 349-353. [Бесплатная статья PMC: PMC6307481] [PubMed: 30651802]
2.
Кастро Д., Патил С.М., Кинаган М. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 29 июля 2021 г. Газ артериальной крови. [PubMed: 30725604]
3.
Пател С., Шарма С. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 24 июня 2021 г. Респираторный ацидоз. [PubMed: 29494037]
4.
Бринкман Дж. Э., Шарма С. StatPearls [Интернет].StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 22 июля 2021 г. Физиология, метаболический алкалоз. [PubMed: 29493916]
5.
Бринкман Дж. Э., Шарма С. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 26 июля 2021 г. Респираторный алкалоз. [PubMed: 29489286]
6.
Rajkumar P, Pluznick JL. Кислотно-щелочная регуляция в проксимальных канальцах почек: использование новых датчиков pH для поддержания гомеостаза. Am J Physiol Renal Physiol. 01 ноября 2018; 315 (5): F1187-F1190.[Бесплатная статья PMC: PMC6293293] [PubMed: 30066586]
7.
Burger MK, Schaller DJ. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 26 июля 2021 г. Метаболический ацидоз. [PubMed: 29489167]
8.
Марано М. [Об использовании формулы Винтерса при хроническом метаболическом ацидозе]. Преподобный Псикиатр Салуд Мент. 2015, январь-март; 8 (1): 45-6. [PubMed: 25434279]
9.
Беренд К. Обзор диагностической оценки метаболического ацидоза с нормальным анионным зазором.Почки Дис (Базель). 2017 декабрь; 3 (4): 149-159. [Бесплатная статья PMC: PMC5757610] [PubMed: 29344509]
10.
Шарма С., Хашми М.Ф., Аггарвал С. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 14 августа 2021 г. Гиперхлоремический ацидоз. [PubMed: 29493965]
11.
Raphael KL, Ix JH. Корреляция уровня аммония в моче и осмоляльного разрыва мочи у реципиентов трансплантата почки. Clin J Am Soc Nephrol. 2018 Апрель 06; 13 (4): 638-640. [Бесплатная статья PMC: PMC5969467] [PubMed: 29519951]

Физиология, кислотно-щелочной баланс — StatPearls

Введение

Для поддержания гомеостаза человеческое тело использует множество физиологических адаптаций.Одно из них — поддержание кислотно-щелочного баланса. При отсутствии патологических состояний pH человеческого тела колеблется от 7,35 до 7,45 при среднем уровне 7,40. Почему именно этот номер? Почему бы не использовать нейтральное число 7,0 вместо слабощелочного 7,40? Такой уровень pH идеален для многих биологических процессов, одним из самых важных является насыщение крови кислородом. Кроме того, многие промежуточные продукты биохимических реакций в организме ионизируются при нейтральном pH, что затрудняет использование этих промежуточных продуктов.

pH ниже 7,35 — ацидемия, а pH выше 7,45 — алкалиемия. Из-за важности поддержания уровня pH в необходимом узком диапазоне в организме человека есть компенсаторные механизмы. Это обсуждение призвано дать общее представление о кислотно-щелочном балансе в организме, обеспечивая систематический подход к пациентам, которые обращаются с состояниями, вызывающими изменения pH.

Человеческое тело испытывает четыре основных типа кислотных заболеваний: метаболический ацидоз, метаболический алкалоз, респираторный ацидоз и респираторный алкалоз.Если возникает одно из этих условий, человеческое тело должно вызвать противовес в виде противоположного состояния. Например, если человек страдает метаболической ацидемией, его организм будет пытаться вызвать респираторный алкалоз для компенсации. Компенсация редко приводит к полностью нормальному значению pH 7,4. При использовании терминов ацидемия или алкалиемия подразумевается, что в целом pH является кислым или щелочным, соответственно. Хотя это и не обязательно, может быть полезно использовать эту терминологию для различения отдельных процессов и общего состояния pH пациента, поскольку одновременно могут возникать множественные дисбалансы.[1] [2]

Cellular

Основное понимание дыхания на клеточном уровне важно для понимания кислотно-щелочного равновесия в организме человека. Аэробное клеточное дыхание необходимо для жизни человека; люди — облигатные аэробы. Хотя отдельные клетки могут выполнять анаэробное дыхание, для поддержания жизни в них должен присутствовать кислород. Одним из побочных продуктов аэробного клеточного дыхания является углекислый газ. Упрощенное химическое уравнение, обозначающее аэробное клеточное дыхание, выглядит следующим образом:

Первая стадия клеточного дыхания — это гликолиз, который берет шестиуглеродную глюкозу и расщепляет ее на две молекулы пирувата, каждая из которых содержит три атома углерода.Гликолиз использует два АТФ и создает четыре АТФ, что означает, что он генерирует два чистых АТФ. Для этого процесса не нужен кислород. Поскольку пациенты часто испытывают дефицит, стоит отметить, что магний является кофактором двух реакций гликолиза.

В конце концов молекулы пирувата окисляются и вступают в цикл TCA. Цикл TCA генерирует NADH из NAD +, FADh3 из FAD и двух молекул АТФ. Это аэробный процесс, требующий кислорода. Пируват попадает в митохондрии и образует ацетил-КоА с потерей углекислого газа.Этот избыток углекислого газа затем выдыхается во время выдоха.

Последним этапом аэробного клеточного дыхания является цепь переноса электронов (ETC). ETC производит большую часть АТФ, образующегося при клеточном дыхании, при этом создается 34 молекулы АТФ. Чтобы произошла реакция внеземного происхождения, необходим кислород. Если кислорода недостаточно, продукты гликолиза вступают в реакцию, называемую ферментацией, с образованием АТФ. Побочный продукт брожения — молочная кислота.Во время гликолиза и цикла TCA NAD + восстанавливается до NADH, а FAD — до FADh3. Восстановление характеризуется увеличением количества электронов. Это то, что движет ETC. Для каждой отдельной молекулы глюкозы десять молекул НАД + превращаются в молекулы НАДН, которые производят по три молекулы АТФ в ETC.

Этот процесс аэробного клеточного дыхания характеризует потребность человека в кислороде. Анаэробное дыхание позволяет организму вырабатывать некоторое количество АТФ при недостатке кислорода; однако этот процесс генерирует только два АТФ, в отличие от 38 АТФ, производимых при аэробном дыхании.Двух молекул АТФ на реакцию недостаточно для поддержания жизни.

Как отмечалось выше, диоксид углерода образуется как побочный продукт цикла TCA. Этот углекислый газ играет важную роль в кислотно-щелочном балансе в организме, что демонстрируется следующей реакцией:

Углекислый газ, образующийся во время клеточного дыхания, соединяется с водой с образованием угольной кислоты. Затем угольная кислота диссоциирует на бикарбонат и ион водорода. Эта реакция — одна из многих буферных систем в организме человека; он сопротивляется резким изменениям pH, позволяя человеку оставаться в узком физиологическом диапазоне pH.Эта буферная система находится в равновесии, то есть все компоненты реакции существуют по всему телу и смещены в сторону уравнения, соответствующую окружающей среде. Эта реакция может происходить и происходит без фермента; однако карбоангидраза — это фермент, который помогает в этом процессе. Он катализирует первую реакцию, описанную выше, с образованием угольной кислоты, которая затем может свободно диссоциировать на бикарбонат и ион водорода. Карбоангидраза находится в эритроцитах, почечных канальцах, слизистой оболочке желудка и клетках поджелудочной железы.

Другие буферные системы в организме человека включают фосфатную буферную систему, белки и гемоглобин. Все они содержат основания, которые принимают ионы водорода, что предотвращает резкое падение pH. Фосфатная буферная система, хотя и присутствует во всем мире, важна для регулирования pH мочи. Белки помогают регулировать внутриклеточный pH. Красные кровяные тельца используют описанную выше реакцию, чтобы помочь гемоглобиновому буферу; углекислый газ может диффундировать через красные кровяные тельца и соединяться с водой. Одно только это могло бы вызвать увеличение ионов водорода; однако гемоглобин может связывать ионы водорода.Гемоглобин также может связывать углекислый газ без этой реакции. Это зависит от количества кислорода, связанного с гемоглобином. Это называется эффектом Холдейна и эффектом Бора. Когда гемоглобин насыщен кислородом, он имеет более низкое сродство к CO2 и ионам водорода и способен его высвобождать. [3] [4]

Участвующие системы органов

Каждая система органов человеческого тела зависит от баланса pH; однако почечная система и легочная система являются двумя основными модуляторами. Легочная система регулирует pH с помощью углекислого газа; по истечении срока действия углекислый газ выбрасывается в окружающую среду.Из-за того, что углекислый газ образует угольную кислоту в организме при соединении с водой, количество выдохшего углекислого газа может вызвать повышение или понижение pH. Когда дыхательная система используется для компенсации метаболических нарушений pH, эффект проявляется в течение нескольких минут или часов.

Почечная система влияет на pH, реабсорбируя бикарбонат и выводя фиксированные кислоты. Будь то патология или необходимая компенсация, почки выводят или реабсорбируют эти вещества, влияющие на pH. Нефрон — функциональная единица почки.Кровеносные сосуды, называемые клубочками, транспортируют вещества, обнаруженные в крови, в почечные канальцы, так что некоторые из них могут быть отфильтрованы, а другие реабсорбируются в кровь и рециркулируются. Это верно для ионов водорода и бикарбоната. Если бикарбонат реабсорбируется и / или кислота выделяется с мочой, pH становится более щелочным (увеличивается). Когда бикарбонат не реабсорбируется или кислота не выводится с мочой, pH становится более кислым (снижается). Компенсация метаболизма почечной системой занимает больше времени: дни, а не минуты или часы.

Функция

Физиологический pH человеческого тела важен для многих процессов, необходимых для жизни, включая доставку кислорода к тканям, правильную структуру белка и бесчисленные биохимические реакции, которые зависят от нормального pH, чтобы быть в равновесии и полноте.

Доставка кислорода в ткани

Кривая диссоциации кислорода представляет собой график, изображающий отношение парциального давления кислорода к насыщению гемоглобина. Эта кривая относится к способности гемоглобина доставлять кислород к тканям.Если кривая смещена влево, p50 уменьшается, а это означает, что количество кислорода, необходимое для насыщения гемоглобина на 50%, уменьшается и что сродство гемоглобина к кислороду увеличивается. Этот сдвиг влево вызывает pH в алкалотическом диапазоне. Когда происходит снижение pH, кривая смещается вправо, что указывает на снижение сродства гемоглобина к кислороду.

Структура белка

Трудно переоценить важность белков в организме человека.Они составляют ионные каналы, переносят необходимые липофильные вещества по всему нашему в основном липофобному телу и участвуют в бесчисленных биологических процессах. Чтобы белки выполняли необходимые функции, они должны быть в правильной конфигурации. Заряды белков — это то, что позволяет им существовать в правильной форме. Когда pH изменяется за пределы физиологического диапазона, эти заряды изменяются. Белки денатурируются, что приводит к пагубным изменениям в архитектуре, которые вызывают потерю правильной функции.

Биохимические процессы

В организме человека многие химические реакции находятся в равновесии. Один из наиболее важных ранее упоминался уравнением:

Принцип Ле Шателье гласит, что при изменении переменных концентрации, давления или температуры система, находящаяся в равновесии, соответствующим образом отреагирует, чтобы восстановить новое устойчивое состояние. Для приведенной выше реакции это означает, что если образуется больше ионов водорода, уравнение сдвинется влево, так что образуется больше реагентов, и система может оставаться в равновесии.Так работают компенсаторные механизмы pH; если имеется метаболический ацидоз, почки не выводят достаточно ионов водорода и / или не реабсорбируют достаточное количество бикарбонатов. Дыхательная система реагирует увеличением минутной вентиляции (часто путем увеличения частоты дыхания) и выдыханием большего количества CO2 для восстановления равновесия. [5]

Сопутствующее тестирование

Отбор проб газов артериальной крови (ГКК) — это тест, который часто выполняется в стационарных условиях для оценки кислотно-щелочного статуса пациента.Для забора крови из артерии, часто лучевой, используется игла, и кровь анализируется для определения таких параметров, как pH, pC02, pO2, HCO3, сатурация кислорода и другие. Это позволяет врачу лучше понять состояние пациента. ГД особенно важны для тяжелобольных. Они являются основным инструментом, который используется для адаптации к потребностям пациента на аппарате ИВЛ. Ниже приведены наиболее важные нормальные значения для ABG:

Способность быстро и эффективно читать ABG, особенно в отношении стационарной медицины, имеет первостепенное значение для качественного ухода за пациентом.

  1. Посмотрите на pH

  2. Определите, является ли он ацидотическим, щелочным или находится в пределах физиологического диапазона.

  3. Уровень PaCO2 определяет респираторный вклад; высокий уровень означает, что дыхательная система снижает pH, и наоборот.

  4. Уровень HCO3- указывает на метаболический / почечный эффект. Повышенный уровень HCO3- увеличивает pH и наоборот.

  5. Если pH является ацидотическим, ищите число, которое соответствует более низкому pH.Если это респираторный ацидоз, уровень CO2 должен быть высоким. Если у пациента метаболическая компенсация, уровень HCO3- также должен быть высоким. Метаболический ацидоз будет обозначен низким значением HCO3-.

  6. Если pH является щелочным, снова определите, какое значение вызывает это. Респираторный алкалоз означает низкий уровень CO2; метаболический алкалоз должен давать высокий уровень HCO3. Компенсация в любой системе будет отражена противоположным образом; при респираторном алкалозе метаболический ответ должен быть низким HCO3-, а при метаболическом алкалозе респираторный ответ должен быть высоким.

  7. Если уровень pH находится в физиологическом диапазоне, но PaCO2 и / или бикарбонат не находятся в пределах нормы, вероятно, имеется смешанное заболевание. Кроме того, компенсация происходит не всегда; именно тогда клиническая информация приобретает первостепенное значение.

  8. Иногда бывает сложно установить, есть ли у пациента смешанное заболевание. Об этом позже.

Другие тесты, которые важно выполнять при анализе кислотно-щелочного статуса пациента, включают те, которые измеряют уровни электролитов и функцию почек.Это помогает врачу собрать информацию, которая может быть использована для определения точного механизма кислотно-щелочного дисбаланса, а также факторов, способствующих возникновению расстройств. [6] [3]

Патофизиология

Метаболический ацидоз с увеличенной анионной щелью

Первичный метаболический ацидоз, то есть первичное кислотно-основное нарушение, имеет множество причин. Они разделяются на те, которые вызывают высокий анионный разрыв, и те, которые не вызывают. Анионный разрыв в плазме помогает врачам определить причину метаболического ацидоза.Когда присутствует метаболический ацидоз, измеряются определенные ионы в крови, которые помогают определить этиологию ацидемии. Анионная щель увеличивается всякий раз, когда бикарбонат теряется из-за его объединения с ионом водорода, который ранее был присоединен к основанию конъюгата. Когда бикарбонат соединяется с ионом водорода, образуется угольная кислота (h3CO3). Основанием конъюгата может быть любой отрицательно заряженный ион, не являющийся бикарбонатом или хлоридом.

Формула для анионной щели:

Люди электрически нейтральны, но все катионы и анионы не измеряются.Нормальный анионный промежуток равен 8 +/- 4. Большая часть этого числа приходится на альбумин; этот анион не учитывается в формуле, что является важной причиной того, что зазор не приближается к нулю. Альбумин обычно составляет 4 мг / дл. Из-за большого влияния альбумина на анионный разрыв, если уровень альбумина у пациента ненормальный, их ожидаемый анионный разрыв не будет точным. Это можно исправить с помощью простой математики. Нормальный анионный интервал и уровень альбумина различаются в три раза (нормальный анионный интервал 12, нормальный альбумин 4 мг / дл).Если у пациента анионная щель равна 24, это означает, что присутствует 12 единиц конъюгированного основания, что обычно не связано с комбинацией ионов водорода с бикарбонатом. Если у этого же пациента уровень альбумина 3 мг / дл, их ожидаемый анионный разрыв должен фактически составлять около 9. Это означает, что вместо 12 единиц присутствующего конъюгированного основания на самом деле имеется 15 единиц.

Более сложный метод анализа ионного вклада в изменение pH — это сильная ионная разница / сильная ионная щель.Этот метод подчеркивает влияние других ионов на кислотно-щелочной баланс и полезен для изучения кислотно-щелочного баланса. Однако этот подход более обременительный, чем стандартная анионная щель, и требует дополнительных расчетов. Поэтому многие считают, что его использование в клинической практике ограничено.

Мнемоника МУДПИЛЫ классически использовалась для обучения студентов причинам метаболического ацидоза с высоким анионным разрывом. МУДПИЛЫ означает метанол, уремию, диабетический кетоацидоз, паральдегид, инфекцию, лактоацидоз, этиленгликоль и салицилаты.Было предложено усовершенствовать новую мнемонику GOLDMARK. GOLDMARK — это анаграмма для гликолей (этилена и пропилена), оксопролина, лактата, метанола, аспирина, почечной недостаточности и кетонов. Если у пациента наблюдается анионный разрыв более 12, эти мнемоники помогают запомнить возможные причины расстройства. [7] [8]

Метаболический ацидоз с узкой анионной щелью

Если ацидоз затрагивает нормальную анионную щель, происходит потеря бикарбоната, а не повышенное количество ионов водорода с сопутствующим увеличением ионов хлора.Чтобы сохранить физиологически нейтральное состояние, ионы хлора мигрируют из клеток во внеклеточное пространство. Это вызывает повышение уровня хлорида в сыворотке крови пациента и поддерживает нормальный уровень анионной щели. Это означает, что метаболический ацидоз без аномальной анионной щели также является гиперхлоремическим метаболическим ацидозом. Метаболический ацидоз без увеличения анионной щели является результатом многих процессов, включая тяжелую диарею, почечный канальцевый ацидоз (RTA) I типа, длительный прием ингибиторов карбоангидразы и отсасывание содержимого желудка.Когда у пациента гиперхлоремический ацидоз с узкой ионной щелью, врач может рассчитать анионную щель мочи (UAG), чтобы определить этиологию.

Ниже приводится уравнение для анионного разрыва мочи, где Na — натрий, K — калий и Cl — хлорид:

Почечная система пытается смягчить последствия патологического метаболического ацидоза путем выделения аммония (Nh5 +) с мочой. UAG от 20 до 90 мэкв / л означает низкую или нормальную секрецию Nh5 +. От -20 мэкв / л до -50 мэкв / л предполагает, что основной причиной метаболического ацидоза является продолжительная тяжелая диарея.

Еще одна важная формула для использования при метаболическом ацидозе — это формула Winter. Это уравнение дает клиницисту ожидаемое значение PCO2. Это важно, потому что может присутствовать другое кислотно-щелочное нарушение.

Формула Винтера:

Если значение PCO2 находится в пределах ожидаемого PCO2, смешанного расстройства нет, только респираторная компенсация. Когда значение ниже или выше ожидаемого, наблюдается смешанный беспорядок; ниже означало бы респираторный алкалоз, а выше — респираторный ацидоз.Сокращение для формулы Winter состоит в том, что последние две цифры pH +/- 2 примерно равны ожидаемому PCO2. [9] [10]

Респираторный ацидоз

Во время выдоха углекислый газ, вырабатываемый клеточным дыханием, выбрасывается в окружающую среду. В организме человека углекислый газ соединяется с водой через карбоангидразу и образует угольную кислоту, которая диссоциирует на ион водорода и бикарбонат. Вот почему снижение частоты дыхания приведет к снижению pH; чем больше углекислого газа выдыхается, тем меньше углекислого газа присутствует в этой реакции.

Респираторный ацидоз как первичное заболевание часто вызывается гиповентиляцией. Это может быть связано с множеством причин, включая хроническую обструктивную болезнь легких, злоупотребление / передозировку опиатами, тяжелое ожирение и травму головного мозга. Когда возникает респираторный ацидоз, метаболический ответ должен заключаться в увеличении количества бикарбоната через почечную систему. Это не всегда происходит, и почечная патология может легко помешать соответствующему физиологическому ответу, что приведет к повышенной опасности для пациента.

Метаболический алкалоз

Метаболический алкалоз также можно разделить на две основные категории, которые помогают установить причину: чувствительный к хлоридам и нечувствительный к хлоридам. При не реагирующем на хлориды метаболическом алкалозе содержание хлоридов в моче составляет <20 мэкв / л. Некоторые причины включают рвоту, гиповолемию и прием мочегонных средств.

Респираторный алкалоз

Любая патология, приводящая к повышенному выделению углекислого газа, может привести к респираторному алкалозу.Когда избыток CO2 выдыхается, pH человеческого тела увеличивается из-за того, что образуется меньше углекислоты. Физиологически подходящей компенсацией является уменьшение количества бикарбоната, вырабатываемого почечной системой. Некоторые причины респираторного алкалоза включают панические атаки с гипервентиляцией, тромбоэмболию легочной артерии, пневмонию и салицилатную интоксикацию. [11]

Клиническая значимость

Кислотно-щелочной баланс в организме человека — один из важнейших физиологических процессов.Клиническое значение кислотно-щелочного баланса трудно отрицать. Некоторые из наиболее частых случаев госпитализации связаны с заболеваниями, которые могут серьезно повлиять на кислотно-щелочной баланс. Вот почему клиницистам важно понимать основные принципы, которые управляют этой частью гомеостаза человека.

Ссылки

1.
Цао Й, Ван М., Юань И, Ли К., Бай Кью, Ли М. Газы артериальной крови и кислотно-щелочной баланс у пациенток с синдромом гипертонии, вызванной беременностью.Exp Ther Med. 2019 Янв; 17 (1): 349-353. [Бесплатная статья PMC: PMC6307481] [PubMed: 30651802]
2.
Кастро Д., Патил С.М., Кинаган М. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 29 июля 2021 г. Газ артериальной крови. [PubMed: 30725604]
3.
Пател С., Шарма С. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 24 июня 2021 г. Респираторный ацидоз. [PubMed: 29494037]
4.
Бринкман Дж. Э., Шарма С. StatPearls [Интернет].StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 22 июля 2021 г. Физиология, метаболический алкалоз. [PubMed: 29493916]
5.
Бринкман Дж. Э., Шарма С. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 26 июля 2021 г. Респираторный алкалоз. [PubMed: 29489286]
6.
Rajkumar P, Pluznick JL. Кислотно-щелочная регуляция в проксимальных канальцах почек: использование новых датчиков pH для поддержания гомеостаза. Am J Physiol Renal Physiol. 01 ноября 2018; 315 (5): F1187-F1190.[Бесплатная статья PMC: PMC6293293] [PubMed: 30066586]
7.
Burger MK, Schaller DJ. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 26 июля 2021 г. Метаболический ацидоз. [PubMed: 29489167]
8.
Марано М. [Об использовании формулы Винтерса при хроническом метаболическом ацидозе]. Преподобный Псикиатр Салуд Мент. 2015, январь-март; 8 (1): 45-6. [PubMed: 25434279]
9.
Беренд К. Обзор диагностической оценки метаболического ацидоза с нормальным анионным зазором.Почки Дис (Базель). 2017 декабрь; 3 (4): 149-159. [Бесплатная статья PMC: PMC5757610] [PubMed: 29344509]
10.
Шарма С., Хашми М.Ф., Аггарвал С. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 14 августа 2021 г. Гиперхлоремический ацидоз. [PubMed: 29493965]
11.
Raphael KL, Ix JH. Корреляция уровня аммония в моче и осмоляльного разрыва мочи у реципиентов трансплантата почки. Clin J Am Soc Nephrol. 2018 Апрель 06; 13 (4): 638-640. [Бесплатная статья PMC: PMC5969467] [PubMed: 29519951]

Физиология, кислотно-щелочной баланс — StatPearls

Введение

Для поддержания гомеостаза человеческое тело использует множество физиологических адаптаций.Одно из них — поддержание кислотно-щелочного баланса. При отсутствии патологических состояний pH человеческого тела колеблется от 7,35 до 7,45 при среднем уровне 7,40. Почему именно этот номер? Почему бы не использовать нейтральное число 7,0 вместо слабощелочного 7,40? Такой уровень pH идеален для многих биологических процессов, одним из самых важных является насыщение крови кислородом. Кроме того, многие промежуточные продукты биохимических реакций в организме ионизируются при нейтральном pH, что затрудняет использование этих промежуточных продуктов.

pH ниже 7,35 — ацидемия, а pH выше 7,45 — алкалиемия. Из-за важности поддержания уровня pH в необходимом узком диапазоне в организме человека есть компенсаторные механизмы. Это обсуждение призвано дать общее представление о кислотно-щелочном балансе в организме, обеспечивая систематический подход к пациентам, которые обращаются с состояниями, вызывающими изменения pH.

Человеческое тело испытывает четыре основных типа кислотных заболеваний: метаболический ацидоз, метаболический алкалоз, респираторный ацидоз и респираторный алкалоз.Если возникает одно из этих условий, человеческое тело должно вызвать противовес в виде противоположного состояния. Например, если человек страдает метаболической ацидемией, его организм будет пытаться вызвать респираторный алкалоз для компенсации. Компенсация редко приводит к полностью нормальному значению pH 7,4. При использовании терминов ацидемия или алкалиемия подразумевается, что в целом pH является кислым или щелочным, соответственно. Хотя это и не обязательно, может быть полезно использовать эту терминологию для различения отдельных процессов и общего состояния pH пациента, поскольку одновременно могут возникать множественные дисбалансы.[1] [2]

Cellular

Основное понимание дыхания на клеточном уровне важно для понимания кислотно-щелочного равновесия в организме человека. Аэробное клеточное дыхание необходимо для жизни человека; люди — облигатные аэробы. Хотя отдельные клетки могут выполнять анаэробное дыхание, для поддержания жизни в них должен присутствовать кислород. Одним из побочных продуктов аэробного клеточного дыхания является углекислый газ. Упрощенное химическое уравнение, обозначающее аэробное клеточное дыхание, выглядит следующим образом:

Первая стадия клеточного дыхания — это гликолиз, который берет шестиуглеродную глюкозу и расщепляет ее на две молекулы пирувата, каждая из которых содержит три атома углерода.Гликолиз использует два АТФ и создает четыре АТФ, что означает, что он генерирует два чистых АТФ. Для этого процесса не нужен кислород. Поскольку пациенты часто испытывают дефицит, стоит отметить, что магний является кофактором двух реакций гликолиза.

В конце концов молекулы пирувата окисляются и вступают в цикл TCA. Цикл TCA генерирует NADH из NAD +, FADh3 из FAD и двух молекул АТФ. Это аэробный процесс, требующий кислорода. Пируват попадает в митохондрии и образует ацетил-КоА с потерей углекислого газа.Этот избыток углекислого газа затем выдыхается во время выдоха.

Последним этапом аэробного клеточного дыхания является цепь переноса электронов (ETC). ETC производит большую часть АТФ, образующегося при клеточном дыхании, при этом создается 34 молекулы АТФ. Чтобы произошла реакция внеземного происхождения, необходим кислород. Если кислорода недостаточно, продукты гликолиза вступают в реакцию, называемую ферментацией, с образованием АТФ. Побочный продукт брожения — молочная кислота.Во время гликолиза и цикла TCA NAD + восстанавливается до NADH, а FAD — до FADh3. Восстановление характеризуется увеличением количества электронов. Это то, что движет ETC. Для каждой отдельной молекулы глюкозы десять молекул НАД + превращаются в молекулы НАДН, которые производят по три молекулы АТФ в ETC.

Этот процесс аэробного клеточного дыхания характеризует потребность человека в кислороде. Анаэробное дыхание позволяет организму вырабатывать некоторое количество АТФ при недостатке кислорода; однако этот процесс генерирует только два АТФ, в отличие от 38 АТФ, производимых при аэробном дыхании.Двух молекул АТФ на реакцию недостаточно для поддержания жизни.

Как отмечалось выше, диоксид углерода образуется как побочный продукт цикла TCA. Этот углекислый газ играет важную роль в кислотно-щелочном балансе в организме, что демонстрируется следующей реакцией:

Углекислый газ, образующийся во время клеточного дыхания, соединяется с водой с образованием угольной кислоты. Затем угольная кислота диссоциирует на бикарбонат и ион водорода. Эта реакция — одна из многих буферных систем в организме человека; он сопротивляется резким изменениям pH, позволяя человеку оставаться в узком физиологическом диапазоне pH.Эта буферная система находится в равновесии, то есть все компоненты реакции существуют по всему телу и смещены в сторону уравнения, соответствующую окружающей среде. Эта реакция может происходить и происходит без фермента; однако карбоангидраза — это фермент, который помогает в этом процессе. Он катализирует первую реакцию, описанную выше, с образованием угольной кислоты, которая затем может свободно диссоциировать на бикарбонат и ион водорода. Карбоангидраза находится в эритроцитах, почечных канальцах, слизистой оболочке желудка и клетках поджелудочной железы.

Другие буферные системы в организме человека включают фосфатную буферную систему, белки и гемоглобин. Все они содержат основания, которые принимают ионы водорода, что предотвращает резкое падение pH. Фосфатная буферная система, хотя и присутствует во всем мире, важна для регулирования pH мочи. Белки помогают регулировать внутриклеточный pH. Красные кровяные тельца используют описанную выше реакцию, чтобы помочь гемоглобиновому буферу; углекислый газ может диффундировать через красные кровяные тельца и соединяться с водой. Одно только это могло бы вызвать увеличение ионов водорода; однако гемоглобин может связывать ионы водорода.Гемоглобин также может связывать углекислый газ без этой реакции. Это зависит от количества кислорода, связанного с гемоглобином. Это называется эффектом Холдейна и эффектом Бора. Когда гемоглобин насыщен кислородом, он имеет более низкое сродство к CO2 и ионам водорода и способен его высвобождать. [3] [4]

Участвующие системы органов

Каждая система органов человеческого тела зависит от баланса pH; однако почечная система и легочная система являются двумя основными модуляторами. Легочная система регулирует pH с помощью углекислого газа; по истечении срока действия углекислый газ выбрасывается в окружающую среду.Из-за того, что углекислый газ образует угольную кислоту в организме при соединении с водой, количество выдохшего углекислого газа может вызвать повышение или понижение pH. Когда дыхательная система используется для компенсации метаболических нарушений pH, эффект проявляется в течение нескольких минут или часов.

Почечная система влияет на pH, реабсорбируя бикарбонат и выводя фиксированные кислоты. Будь то патология или необходимая компенсация, почки выводят или реабсорбируют эти вещества, влияющие на pH. Нефрон — функциональная единица почки.Кровеносные сосуды, называемые клубочками, транспортируют вещества, обнаруженные в крови, в почечные канальцы, так что некоторые из них могут быть отфильтрованы, а другие реабсорбируются в кровь и рециркулируются. Это верно для ионов водорода и бикарбоната. Если бикарбонат реабсорбируется и / или кислота выделяется с мочой, pH становится более щелочным (увеличивается). Когда бикарбонат не реабсорбируется или кислота не выводится с мочой, pH становится более кислым (снижается). Компенсация метаболизма почечной системой занимает больше времени: дни, а не минуты или часы.

Функция

Физиологический pH человеческого тела важен для многих процессов, необходимых для жизни, включая доставку кислорода к тканям, правильную структуру белка и бесчисленные биохимические реакции, которые зависят от нормального pH, чтобы быть в равновесии и полноте.

Доставка кислорода в ткани

Кривая диссоциации кислорода представляет собой график, изображающий отношение парциального давления кислорода к насыщению гемоглобина. Эта кривая относится к способности гемоглобина доставлять кислород к тканям.Если кривая смещена влево, p50 уменьшается, а это означает, что количество кислорода, необходимое для насыщения гемоглобина на 50%, уменьшается и что сродство гемоглобина к кислороду увеличивается. Этот сдвиг влево вызывает pH в алкалотическом диапазоне. Когда происходит снижение pH, кривая смещается вправо, что указывает на снижение сродства гемоглобина к кислороду.

Структура белка

Трудно переоценить важность белков в организме человека.Они составляют ионные каналы, переносят необходимые липофильные вещества по всему нашему в основном липофобному телу и участвуют в бесчисленных биологических процессах. Чтобы белки выполняли необходимые функции, они должны быть в правильной конфигурации. Заряды белков — это то, что позволяет им существовать в правильной форме. Когда pH изменяется за пределы физиологического диапазона, эти заряды изменяются. Белки денатурируются, что приводит к пагубным изменениям в архитектуре, которые вызывают потерю правильной функции.

Биохимические процессы

В организме человека многие химические реакции находятся в равновесии. Один из наиболее важных ранее упоминался уравнением:

Принцип Ле Шателье гласит, что при изменении переменных концентрации, давления или температуры система, находящаяся в равновесии, соответствующим образом отреагирует, чтобы восстановить новое устойчивое состояние. Для приведенной выше реакции это означает, что если образуется больше ионов водорода, уравнение сдвинется влево, так что образуется больше реагентов, и система может оставаться в равновесии.Так работают компенсаторные механизмы pH; если имеется метаболический ацидоз, почки не выводят достаточно ионов водорода и / или не реабсорбируют достаточное количество бикарбонатов. Дыхательная система реагирует увеличением минутной вентиляции (часто путем увеличения частоты дыхания) и выдыханием большего количества CO2 для восстановления равновесия. [5]

Сопутствующее тестирование

Отбор проб газов артериальной крови (ГКК) — это тест, который часто выполняется в стационарных условиях для оценки кислотно-щелочного статуса пациента.Для забора крови из артерии, часто лучевой, используется игла, и кровь анализируется для определения таких параметров, как pH, pC02, pO2, HCO3, сатурация кислорода и другие. Это позволяет врачу лучше понять состояние пациента. ГД особенно важны для тяжелобольных. Они являются основным инструментом, который используется для адаптации к потребностям пациента на аппарате ИВЛ. Ниже приведены наиболее важные нормальные значения для ABG:

Способность быстро и эффективно читать ABG, особенно в отношении стационарной медицины, имеет первостепенное значение для качественного ухода за пациентом.

  1. Посмотрите на pH

  2. Определите, является ли он ацидотическим, щелочным или находится в пределах физиологического диапазона.

  3. Уровень PaCO2 определяет респираторный вклад; высокий уровень означает, что дыхательная система снижает pH, и наоборот.

  4. Уровень HCO3- указывает на метаболический / почечный эффект. Повышенный уровень HCO3- увеличивает pH и наоборот.

  5. Если pH является ацидотическим, ищите число, которое соответствует более низкому pH.Если это респираторный ацидоз, уровень CO2 должен быть высоким. Если у пациента метаболическая компенсация, уровень HCO3- также должен быть высоким. Метаболический ацидоз будет обозначен низким значением HCO3-.

  6. Если pH является щелочным, снова определите, какое значение вызывает это. Респираторный алкалоз означает низкий уровень CO2; метаболический алкалоз должен давать высокий уровень HCO3. Компенсация в любой системе будет отражена противоположным образом; при респираторном алкалозе метаболический ответ должен быть низким HCO3-, а при метаболическом алкалозе респираторный ответ должен быть высоким.

  7. Если уровень pH находится в физиологическом диапазоне, но PaCO2 и / или бикарбонат не находятся в пределах нормы, вероятно, имеется смешанное заболевание. Кроме того, компенсация происходит не всегда; именно тогда клиническая информация приобретает первостепенное значение.

  8. Иногда бывает сложно установить, есть ли у пациента смешанное заболевание. Об этом позже.

Другие тесты, которые важно выполнять при анализе кислотно-щелочного статуса пациента, включают те, которые измеряют уровни электролитов и функцию почек.Это помогает врачу собрать информацию, которая может быть использована для определения точного механизма кислотно-щелочного дисбаланса, а также факторов, способствующих возникновению расстройств. [6] [3]

Патофизиология

Метаболический ацидоз с увеличенной анионной щелью

Первичный метаболический ацидоз, то есть первичное кислотно-основное нарушение, имеет множество причин. Они разделяются на те, которые вызывают высокий анионный разрыв, и те, которые не вызывают. Анионный разрыв в плазме помогает врачам определить причину метаболического ацидоза.Когда присутствует метаболический ацидоз, измеряются определенные ионы в крови, которые помогают определить этиологию ацидемии. Анионная щель увеличивается всякий раз, когда бикарбонат теряется из-за его объединения с ионом водорода, который ранее был присоединен к основанию конъюгата. Когда бикарбонат соединяется с ионом водорода, образуется угольная кислота (h3CO3). Основанием конъюгата может быть любой отрицательно заряженный ион, не являющийся бикарбонатом или хлоридом.

Формула для анионной щели:

Люди электрически нейтральны, но все катионы и анионы не измеряются.Нормальный анионный промежуток равен 8 +/- 4. Большая часть этого числа приходится на альбумин; этот анион не учитывается в формуле, что является важной причиной того, что зазор не приближается к нулю. Альбумин обычно составляет 4 мг / дл. Из-за большого влияния альбумина на анионный разрыв, если уровень альбумина у пациента ненормальный, их ожидаемый анионный разрыв не будет точным. Это можно исправить с помощью простой математики. Нормальный анионный интервал и уровень альбумина различаются в три раза (нормальный анионный интервал 12, нормальный альбумин 4 мг / дл).Если у пациента анионная щель равна 24, это означает, что присутствует 12 единиц конъюгированного основания, что обычно не связано с комбинацией ионов водорода с бикарбонатом. Если у этого же пациента уровень альбумина 3 мг / дл, их ожидаемый анионный разрыв должен фактически составлять около 9. Это означает, что вместо 12 единиц присутствующего конъюгированного основания на самом деле имеется 15 единиц.

Более сложный метод анализа ионного вклада в изменение pH — это сильная ионная разница / сильная ионная щель.Этот метод подчеркивает влияние других ионов на кислотно-щелочной баланс и полезен для изучения кислотно-щелочного баланса. Однако этот подход более обременительный, чем стандартная анионная щель, и требует дополнительных расчетов. Поэтому многие считают, что его использование в клинической практике ограничено.

Мнемоника МУДПИЛЫ классически использовалась для обучения студентов причинам метаболического ацидоза с высоким анионным разрывом. МУДПИЛЫ означает метанол, уремию, диабетический кетоацидоз, паральдегид, инфекцию, лактоацидоз, этиленгликоль и салицилаты.Было предложено усовершенствовать новую мнемонику GOLDMARK. GOLDMARK — это анаграмма для гликолей (этилена и пропилена), оксопролина, лактата, метанола, аспирина, почечной недостаточности и кетонов. Если у пациента наблюдается анионный разрыв более 12, эти мнемоники помогают запомнить возможные причины расстройства. [7] [8]

Метаболический ацидоз с узкой анионной щелью

Если ацидоз затрагивает нормальную анионную щель, происходит потеря бикарбоната, а не повышенное количество ионов водорода с сопутствующим увеличением ионов хлора.Чтобы сохранить физиологически нейтральное состояние, ионы хлора мигрируют из клеток во внеклеточное пространство. Это вызывает повышение уровня хлорида в сыворотке крови пациента и поддерживает нормальный уровень анионной щели. Это означает, что метаболический ацидоз без аномальной анионной щели также является гиперхлоремическим метаболическим ацидозом. Метаболический ацидоз без увеличения анионной щели является результатом многих процессов, включая тяжелую диарею, почечный канальцевый ацидоз (RTA) I типа, длительный прием ингибиторов карбоангидразы и отсасывание содержимого желудка.Когда у пациента гиперхлоремический ацидоз с узкой ионной щелью, врач может рассчитать анионную щель мочи (UAG), чтобы определить этиологию.

Ниже приводится уравнение для анионного разрыва мочи, где Na — натрий, K — калий и Cl — хлорид:

Почечная система пытается смягчить последствия патологического метаболического ацидоза путем выделения аммония (Nh5 +) с мочой. UAG от 20 до 90 мэкв / л означает низкую или нормальную секрецию Nh5 +. От -20 мэкв / л до -50 мэкв / л предполагает, что основной причиной метаболического ацидоза является продолжительная тяжелая диарея.

Еще одна важная формула для использования при метаболическом ацидозе — это формула Winter. Это уравнение дает клиницисту ожидаемое значение PCO2. Это важно, потому что может присутствовать другое кислотно-щелочное нарушение.

Формула Винтера:

Если значение PCO2 находится в пределах ожидаемого PCO2, смешанного расстройства нет, только респираторная компенсация. Когда значение ниже или выше ожидаемого, наблюдается смешанный беспорядок; ниже означало бы респираторный алкалоз, а выше — респираторный ацидоз.Сокращение для формулы Winter состоит в том, что последние две цифры pH +/- 2 примерно равны ожидаемому PCO2. [9] [10]

Респираторный ацидоз

Во время выдоха углекислый газ, вырабатываемый клеточным дыханием, выбрасывается в окружающую среду. В организме человека углекислый газ соединяется с водой через карбоангидразу и образует угольную кислоту, которая диссоциирует на ион водорода и бикарбонат. Вот почему снижение частоты дыхания приведет к снижению pH; чем больше углекислого газа выдыхается, тем меньше углекислого газа присутствует в этой реакции.

Респираторный ацидоз как первичное заболевание часто вызывается гиповентиляцией. Это может быть связано с множеством причин, включая хроническую обструктивную болезнь легких, злоупотребление / передозировку опиатами, тяжелое ожирение и травму головного мозга. Когда возникает респираторный ацидоз, метаболический ответ должен заключаться в увеличении количества бикарбоната через почечную систему. Это не всегда происходит, и почечная патология может легко помешать соответствующему физиологическому ответу, что приведет к повышенной опасности для пациента.

Метаболический алкалоз

Метаболический алкалоз также можно разделить на две основные категории, которые помогают установить причину: чувствительный к хлоридам и нечувствительный к хлоридам. При не реагирующем на хлориды метаболическом алкалозе содержание хлоридов в моче составляет <20 мэкв / л. Некоторые причины включают рвоту, гиповолемию и прием мочегонных средств.

Респираторный алкалоз

Любая патология, приводящая к повышенному выделению углекислого газа, может привести к респираторному алкалозу.Когда избыток CO2 выдыхается, pH человеческого тела увеличивается из-за того, что образуется меньше углекислоты. Физиологически подходящей компенсацией является уменьшение количества бикарбоната, вырабатываемого почечной системой. Некоторые причины респираторного алкалоза включают панические атаки с гипервентиляцией, тромбоэмболию легочной артерии, пневмонию и салицилатную интоксикацию. [11]

Клиническая значимость

Кислотно-щелочной баланс в организме человека — один из важнейших физиологических процессов.Клиническое значение кислотно-щелочного баланса трудно отрицать. Некоторые из наиболее частых случаев госпитализации связаны с заболеваниями, которые могут серьезно повлиять на кислотно-щелочной баланс. Вот почему клиницистам важно понимать основные принципы, которые управляют этой частью гомеостаза человека.

Ссылки

1.
Цао Й, Ван М., Юань И, Ли К., Бай Кью, Ли М. Газы артериальной крови и кислотно-щелочной баланс у пациенток с синдромом гипертонии, вызванной беременностью.Exp Ther Med. 2019 Янв; 17 (1): 349-353. [Бесплатная статья PMC: PMC6307481] [PubMed: 30651802]
2.
Кастро Д., Патил С.М., Кинаган М. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 29 июля 2021 г. Газ артериальной крови. [PubMed: 30725604]
3.
Пател С., Шарма С. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 24 июня 2021 г. Респираторный ацидоз. [PubMed: 29494037]
4.
Бринкман Дж. Э., Шарма С. StatPearls [Интернет].StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 22 июля 2021 г. Физиология, метаболический алкалоз. [PubMed: 29493916]
5.
Бринкман Дж. Э., Шарма С. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 26 июля 2021 г. Респираторный алкалоз. [PubMed: 29489286]
6.
Rajkumar P, Pluznick JL. Кислотно-щелочная регуляция в проксимальных канальцах почек: использование новых датчиков pH для поддержания гомеостаза. Am J Physiol Renal Physiol. 01 ноября 2018; 315 (5): F1187-F1190.[Бесплатная статья PMC: PMC6293293] [PubMed: 30066586]
7.
Burger MK, Schaller DJ. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 26 июля 2021 г. Метаболический ацидоз. [PubMed: 29489167]
8.
Марано М. [Об использовании формулы Винтерса при хроническом метаболическом ацидозе]. Преподобный Псикиатр Салуд Мент. 2015, январь-март; 8 (1): 45-6. [PubMed: 25434279]
9.
Беренд К. Обзор диагностической оценки метаболического ацидоза с нормальным анионным зазором.Почки Дис (Базель). 2017 декабрь; 3 (4): 149-159. [Бесплатная статья PMC: PMC5757610] [PubMed: 29344509]
10.
Шарма С., Хашми М.Ф., Аггарвал С. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 14 августа 2021 г. Гиперхлоремический ацидоз. [PubMed: 29493965]
11.
Raphael KL, Ix JH. Корреляция уровня аммония в моче и осмоляльного разрыва мочи у реципиентов трансплантата почки. Clin J Am Soc Nephrol. 2018 Апрель 06; 13 (4): 638-640. [Бесплатная статья PMC: PMC5969467] [PubMed: 29519951]

Кислотно-щелочной баланс — обзор

Метформин

Эндокринный У 28-летнего мужчины с гипотиреозом, вторичным по отношению к резистентности к тироксину, метформин, по-видимому, усиливает действие гормонов щитовидной железы [27 A ].При приеме левотироксина 500 мкг / день его функция щитовидной железы была стабильной, но в течение 3 месяцев после добавления метформина 2,55 г / день у него развились симптомы тиреотоксикоза, и, по-видимому, у него была повышенная чувствительность к гормонам щитовидной железы . Концентрация тиреотропина упала, как и концентрации свободного тироксина и свободного трийодтиронина. Доза левотироксина была снижена до 300 мкг / день, а метформин был отменен. Вернулся гипотиреоз и повысилась концентрация тиреотропина.

Питание Шесть девочек без диабета в возрасте до 10 лет с низкой массой тела при рождении принимали метформин 850 мг с ужином в течение 8 месяцев [28 c ]. Витамин B 12 концентрации были снижены на по сравнению с пациентами, принимавшими плацебо, у которых концентрации увеличились (–57 против + 173 нг / л). Другие побочные реакции включали желудочно-кишечных проблем и усталость (37% против 15%).

Кислотно-щелочной баланс Лактоацидоз продолжает наблюдаться у пациентов, принимающих метформин [29 c , 30 A , 31 A ].

62-летняя женщина с диабетом 2 типа принимала метформин по 850 мг три раза в сутки с инсулином аспарт и инсулином гларгином [32 A ]. После диареи, тошноты и рвоты в течение 1 недели у нее развился лактоацидоз (pH 6,86, бикарбонат 2,0 ммоль / л, лактат сыворотки 22 ммоль / л) с почечной недостаточностью. Метформин был отменен, и ее концентрация лактата постепенно упала.

Следует предупредить пациентов о прекращении приема метформина во время интеркуррентных заболеваний такого рода.

34-летний мужчина без диабета намеренно принял 144 г метформина [33 A ]. Через 2 часа его лечили углем для промывания желудка, внутривенным введением бикарбоната и декстрозы. Его уровень глюкозы в крови составлял 7,8 ммоль / л, креатинин 240 мкмоль / л, pH 7,1, бикарбонат 3,6 ммоль / л и лактат 17 ммоль / л. Его лечили бикарбонатным гемодиализом, и он нуждался в диализе с высокопроницаемой мембраной в течение 10 часов с непрерывным бикарбонатом, чтобы справиться с повышением лактата.

Другие случаи метформин-ассоциированного лактоацидоза успешно лечились с помощью гемодиализа или постоянной венозной гемодиафильтрации [34 A , 35 A ].

Доза метформина, необходимая для индукции лактоацидоза у здоровых людей, неизвестна. В обзоре случаев воздействия метформина 132 были связаны с одним метформином и 280 с метформином в сочетании с другими препаратами [36 C ]. У 12 из них развился лактоацидоз, а средняя расчетная доза метформина составляла 15 (диапазон 9–35) г.

67-летняя женщина с сахарным диабетом 2 типа принимала метформин (доза не подтверждена), лизиноприл, аспирин, метопролол, клопидогрель и парацетамол + гидрокодон [37 A ]. У нее развилась двусторонняя потеря зрения в течение 1 часа. Ее креатинин, ранее нормальный, составлял 620 мкмоль / л, лактат 20 ммоль / л и pH 6,65. Потеря зрения исчезла после лечения лактоацидоза.

У 54-летнего мужчины с диабетом 1 типа развилась острая потеря зрения, тяжелая гипогликемия, гипервентиляция, метаболический ацидоз и острая почечная недостаточность после приступа диареи и рвоты [38 A ] .Он принимал инсулин лантус, валсартан 160 мг / день, амлодипин 5 мг / день и метформин 850 мг два раза в день. Его концентрация лактата составляла 15 ммоль / л, а креатинина 807 мкмоль / л.

Была описана потеря зрения вследствие метаболического ацидоза [39–41 A ], но это случается редко.

Онкогенность В настоящее время проводятся исследования, чтобы выяснить, можно ли использовать метформин для лечения рака груди. Теоретические механизмы действия — активация AMP-активируемой протеинкиназы, ингибирование mTOR и повышающая регуляция p53.Концентрация инсулина и передача сигналов IGF также могут быть снижены. Более длительный прием метформина свидетельствует о снижении риска развития рака груди [42 R , 43 c ].

Беременность У 100 женщин с гестационным диабетом, средний возраст 32 года, которые были рандомизированы для приема метформина ретард или инсулина, препараты были объединены, если целевые показатели уровня глюкозы в крови не были достигнуты с помощью максимальных доз метформина, 32% начинали только с метформина. потребовался дополнительный инсулин [44 C , 45 r ].Тот, кто начал с метформина, был переведен на инсулин из-за отклонений от нормы функциональных тестов печени через 3 недели. У одной женщины доза была уменьшена из-за диареи. Средний гестационный возраст на момент родов не отличался между двумя группами (в обеих 39 недель). Результаты между двумя группами были схожими, хотя метформин был связан с большим количеством вакуумных экстракций (15% против 8%) и кесарева сечения (38% против 20%).

Ацидоз и алкалоз — онлайн-лабораторные тесты

Источники, использованные в текущем обзоре

Учебник Титца по клинической химии и молекулярной диагностике, шестое издание, Надер Рифаи Эд, 2018 г., издательство Elsevier, St.Луис, штат Миссури, стр 1333, 1340-1347

(23 мая 2016 г.) Национальный фонд почек: метаболический ацидоз. Доступно в Интернете по адресу https://www.kidney.org/atoz/content/metabolic-acidosis По состоянию на март 2018 г.

(24 октября 2017 г.) Томас К., Метаболический алкалоз. Ссылка на Medscape. Доступно в Интернете по адресу https://emedicine.medscape.com/article/243160-overview По состоянию на март 2018 г.

(04 апреля 2017 г.) Берд Р. младший, респираторный алкалоз. Ссылка на Medscape. Доступно на сайте https: // emedicine.medscape.com/article/301680-overview По состоянию на март 2018 г.

Источники, использованные в предыдущих обзорах

Куинн А. и Синерт Р. (Обновлено 11 июня 2013 г.). Метаболический ацидоз в неотложной медицине. Справочник по Medscape [Он-лайн информация]. Доступно в Интернете по адресу http://emedicine.medscape.com/article/768268-overview. По состоянию на январь 2014 г.

Thomas, C. и Yaseen, S. (обновлено 3 мая 2013 г.). Метаболический алкалоз. Справочник по Medscape [Он-лайн информация]. Доступно на сайте http: // emedicine.medscape.com/article/243160-overview. По состоянию на январь 2014 г.

Хуанг Л. и Пристли М. (обновлено 12 декабря 2013 г.). Детский метаболический алкалоз. Справочник по Medscape [Он-лайн информация]. Доступно в Интернете по адресу http://emedicine.medscape.com/article/

  • 9-overviewm. По состоянию на январь 2014 г.

    Хуанг Л. и Пристли М. (Обновлено 17 февраля 2012 г.). Детский метаболический ацидоз. Справочник по Medscape [Он-лайн информация]. Доступно в Интернете по адресу http://emedicine.medscape.com/article/

    0-overview.По состоянию на январь 2014 г.

    Берд-младший, Р. и Рой, Т. (обновлено 4 апреля 2013 г.). Респираторный ацидоз. Справочник по Medscape [Он-лайн информация]. Доступно в Интернете по адресу http://emedicine.medscape.com/article/301574-overview. По состоянию на январь 2014 г.

    Couturier, M. et. al. (Обновлено в марте 2013 г.). Метаболический ацидоз. ARUP Consult [Он-лайн информация]. Доступно в Интернете по адресу http://www.arupconsult.com/Topics/MetabolicAcidosis.html?client_ID=LTD. По состоянию на январь 2014 г.

    Пагана, К.Д. и Пагана, Т. Дж. (© 2011). Справочник Мосби по диагностическим и лабораторным испытаниям, 10-е издание: Mosby, Inc., Сент-Луис, Миссури. Стр. 119-127.

    Кларк, У., редактор (© 2011). Современная практика в клинической химии, 2-е издание: AACC Press, Вашингтон, округ Колумбия. С. 371-384.

    Томас, Клейтон Л., редактор (1997). Циклопедический медицинский словарь Табера. Компания F.A. Davis, Филадельфия, Пенсильвания [18-е издание].

    Пагана, Кэтлин Д. и Пагана, Тимоти Дж. (2001). Справочник Мосби по диагностическим и лабораторным испытаниям, 5-е издание: Mosby, Inc., Сент-Луис, Миссури.

    Келлум Дж. И Пуяна Дж. (Январь 2006 г.). Кислотно-основные расстройства, Раздел 8 Глава 8. Хирургия ACS из профессиональной библиотеки WebMD [Он-лайн информация]. Доступно в Интернете по адресу http://www.acssurgery.com/acsonline/Chapters/CH0808.htm через http://www.acssurgery.com.

    (© 1995-2006). Кислотно-основной обмен. Руководство Мерк по диагностике и терапии [Он-лайн информация]. Доступно на сайте http://www.merck.com.

    (2001). Нельсон Р. Кислотно-основные расстройства.Веб-сайт студентов-медиков Университета штата Юта [Он-лайн информация]. Доступно в Интернете по адресу http://umed.med.utah.edu/ms2/renal/Word%20files/i)%20Acid_Base%20Disorders.htm через http://umed.med.utah.edu.

    (1 февраля 2003 г., с изменениями). Кислотно-щелочной баланс. Руководство Merck Home Edition [Электронная информация]. Доступно в Интернете по адресу http://www.merck.com/mmhe/sec12/ch259/ch259a.html

    Raghuveer, T. et. al. (1 июня 2006 г.). Врожденные ошибки обмена веществ в младенчестве и раннем детстве: обновление.Американский семейный врач v73 (11) [Электронный журнал]. Доступно в Интернете по адресу http://www.aafp.org/afp/20060601/1981.html

    Пагана, К. Д. и Пагана, Т. Дж. (© 2007). Справочник Мосби по диагностике и лабораторным испытаниям, 8-е издание: Mosby, Inc., Сент-Луис, Миссури. С. 117-125.

    Кларк В. и Дюфур Д. Р., редакторы (© 2006). Современная практика клинической химии: AACC Press, Вашингтон, округ Колумбия. С. 319-329.

    (обновлено 12 ноября 2007 г.). Ацидоз. Медицинская энциклопедия MedlinePlus [Он-лайн информация].Доступно в Интернете по адресу http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/001181.htm. По состоянию на август 2009 г.

    (обновлено 12 ноября 2007 г.). Алкалоз. Медицинская энциклопедия MedlinePlus [Он-лайн информация]. Доступно в Интернете по адресу http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/001183.htm. По состоянию на август 2009 г.

    Льюис, Дж. (Пересмотрено в июле 2008 г.) Метаболический ацидоз. Пособие Merck для специалистов здравоохранения [Он-лайн информация]. Доступно в Интернете по адресу http://www.merck.com/mmpe/sec12/ch257/ch257c.html? qt = Acidosis & alt = sh через http://www.merck.com. По состоянию на август 2009 г.

    Льюис, Дж. (Отредактировано в июле 2008 г.) Метаболический алкалоз. Пособие Merck для специалистов здравоохранения [Он-лайн информация]. Доступно в Интернете по адресу http://www.merck.com/mmpe/sec12/ch257/ch257d.html через http://www.merck.com. По состоянию на август 2009 г.

    Льюис, Дж. (Отредактировано в июле 2008 г.) Респираторный ацидоз. Пособие Merck для специалистов здравоохранения [Он-лайн информация]. Доступно в Интернете по адресу http://www.merck.com/mmpe/sec12/ch257/ch257e.html через http://www.merck.com. По состоянию на август 2009 г.

    Льюис, Дж. (Отредактировано в июле 2008 г.) Респираторный алкалоз. Пособие Merck для специалистов здравоохранения [Он-лайн информация]. Доступно в Интернете по адресу http://www.merck.com/mmpe/sec12/ch257/ch257f.html через http://www.merck.com. По состоянию на август 2009 г.

    Ганнерсон, К. и Шарма, С. (Обновлено 22 июля 2009 г.) Лактоацидоз. eMedicine [Он-лайн информация]. Доступно в Интернете по адресу http://emedicine.medscape.com/article/167027-overview по адресу http: // emedicine.medscape.com. По состоянию на август 2009 г.

    Хипп А. и Синерт Р. (Обновлено 11 сентября 2008 г.) Метаболический ацидоз. eMedicine [Он-лайн информация]. Доступно в Интернете по адресу http://emedicine.medscape.com/article/768268-overview через http://emedicine.medscape.com. По состоянию на август 2009 г.

    Ясин С. и Томас К. (Обновлено 18 августа 2009 г.). Метаболический алкалоз. eMedicine [Он-лайн информация]. Доступно в Интернете по адресу http://emedicine.medscape.com/article/243160-overview по адресу http: // emedicine.medscape.com. По состоянию на август 2009 г.

    26.4 Кислотно-щелочной баланс — анатомия и физиология

    Цели обучения

    К концу этого раздела вы сможете:

    • Определите самую мощную буферную систему в кузове
    • Объясните, каким образом дыхательная система влияет на pH крови

    Правильное физиологическое функционирование зависит от очень жесткого баланса между концентрациями кислот и оснований в крови.Кислотный баланс измеряется с помощью шкалы pH, как показано на рисунке 26.15. Разнообразие буферных систем позволяет крови и другим биологическим жидкостям поддерживать узкий диапазон pH даже в условиях возмущений. Буфер — это химическая система, которая предотвращает радикальное изменение pH жидкости, подавляя изменение концентрации ионов водорода в случае избытка кислоты или основания. Чаще всего вещество, поглощающее ионы, представляет собой либо слабую кислоту, которая поглощает ионы гидроксила, либо слабое основание, которое поглощает ионы водорода.

    Рисунок 26.15 Шкала pH На этой диаграмме показано, где на шкале pH попадают многие обычные вещества.

    Буферные системы в корпусе

    Буферные системы в организме человека чрезвычайно эффективны, и разные системы работают с разной скоростью. Химическим буферам в крови требуется всего несколько секунд, чтобы отрегулировать pH. Дыхательные пути могут повысить pH крови за считанные минуты, выдыхая из тела CO 2 . Почечная система также может регулировать pH крови за счет выведения ионов водорода (H + ) и сохранения бикарбоната, но для достижения эффекта этот процесс занимает от нескольких часов до дней.

    Буферные системы, функционирующие в плазме крови, включают белки плазмы, фосфат, а также буферы бикарбоната и угольной кислоты. Почки помогают контролировать кислотно-щелочной баланс, выводя ионы водорода и вырабатывая бикарбонат, который помогает поддерживать pH плазмы крови в пределах нормы. Белковые буферные системы работают преимущественно внутри клеток.

    Белковые буферы в плазме крови и клетках

    Почти все белки могут функционировать как буферы. Белки состоят из аминокислот, которые содержат положительно заряженные аминогруппы и отрицательно заряженные карбоксильные группы.Заряженные области этих молекул могут связывать ионы водорода и гидроксила и, таким образом, действовать как буферы. Буферизация белками составляет две трети буферной способности крови и большую часть буферизации внутри клеток.

    Гемоглобин как буфер

    Гемоглобин — основной белок внутри эритроцитов, на его долю приходится треть массы клетки. Во время превращения CO 2 в бикарбонат ионы водорода, высвобождающиеся в результате реакции, забуфериваются гемоглобином, который восстанавливается за счет диссоциации кислорода.Эта буферизация помогает поддерживать нормальный pH. В легочных капиллярах этот процесс меняется на противоположный, чтобы повторно сформировать CO 2 , который затем может диффундировать в воздушные мешочки и выдыхаться в атмосферу. Этот процесс подробно обсуждается в главе, посвященной дыхательной системе.

    Фосфатный буфер

    Фосфаты обнаруживаются в крови в двух формах: дигидрофосфат натрия (Nah3PO4-Nah3PO4-), который представляет собой слабую кислоту, и моногидрофосфат натрия (Na2HPO4Na2HPO4), который представляет собой слабое основание.Когда Na2HPO4Na2HPO4 вступает в контакт с сильной кислотой, такой как HCl, основание улавливает второй ион водорода с образованием слабой кислоты Nah3PO4Nah3PO4 и хлорида натрия, NaCl. Когда NaHPO4NaHPO4 (слабая кислота) вступает в контакт с сильным основанием, таким как гидроксид натрия (NaOH), слабая кислота снова превращается в слабое основание и образует воду. Кислоты и основания все еще присутствуют, но они удерживают ионы.

    HCl + Na2HPO4 → Nah3PO4 + NaClHCl + Na2HPO4 → Nah3PO4 + NaCl (сильная кислота) + (слабое основание) → (слабая кислота) + (соль) (сильная кислота) + (слабое основание) → (слабая кислота) + (соль) NaOH + Nah3PO4 → Na2HPO4 + h3ONaOH + Nah3PO4 → Na2HPO4 + h3O (сильное основание) + (слабая кислота) → (слабое основание) + (вода) (сильное основание) + (слабая кислота) → (слабое основание) + (вода)
    Бикарбонатно-углекислый буфер

    Буфер бикарбонат-угольная кислота работает аналогично фосфатным буферам.Бикарбонат регулируется в крови натрием, как и ионы фосфата. Когда бикарбонат натрия (NaHCO 3 ) вступает в контакт с сильной кислотой, такой как HCl, угольная кислота (H 2 CO 3 ), которая является слабой кислотой, и NaCl образуются. Когда угольная кислота вступает в контакт с сильным основанием, таким как NaOH, образуются бикарбонат и вода.

    NaHCO3 + HCl → h3CO3 + NaClNaHCO3 + HCl → h3CO3 + NaCl (бикарбонат натрия) + (сильная кислота) → (слабая кислота) + (соль) (бикарбонат натрия) + (сильная кислота) → (слабая кислота) + (соль) h3CO3 + NaOH → NAHCO3- + h3Oh3CO3 + NaOH → NAHCO3- + h3O (слабая кислота) + (сильное основание) → (бикарбонат натрия) + (вода) (слабая кислота) + (сильное основание) → (бикарбонат натрия) + (вода)

    Как и в случае фосфатного буфера, слабая кислота или слабое основание захватывает свободные ионы, что предотвращает значительное изменение pH.Ионы бикарбоната и углекислота присутствуют в крови в соотношении 20: 1, если pH крови находится в пределах нормы. Эта система захвата, содержащая в 20 раз больше бикарбоната, чем угольной кислоты, наиболее эффективна при буферных изменениях, которые могут сделать кровь более кислой. Это полезно, потому что большинство метаболических отходов организма, таких как молочная кислота и кетоновые тела, являются кислотами. Уровень угольной кислоты в крови контролируется истечением CO 2 через легкие. В красных кровяных тельцах карбоангидраза вызывает диссоциацию кислоты, делая кровь менее кислой.Из-за этой кислотной диссоциации CO 2 выдыхается (см. Уравнения выше). Уровень бикарбоната в крови контролируется через почечную систему, где ионы бикарбоната в почечном фильтрате сохраняются и передаются обратно в кровь. Однако бикарбонатный буфер является первичной буферной системой для ПФ, окружающего клетки в тканях по всему телу.

    Регуляция кислотно-щелочного баланса дыхательных путей

    Дыхательная система поддерживает баланс кислот и оснований в организме, регулируя уровень углекислоты в крови (Рисунок 26.16). CO 2 в крови легко реагирует с водой с образованием угольной кислоты, и уровни CO 2 и угольной кислоты в крови находятся в равновесии. Когда уровень CO 2 в крови повышается (как это происходит, когда вы задерживаете дыхание), избыток CO 2 вступает в реакцию с водой с образованием дополнительной угольной кислоты, снижая pH крови. Увеличение частоты и / или глубины дыхания (которое вы можете почувствовать «побуждение» сделать после задержки дыхания) позволяет выдохнуть больше CO 2 .Потеря CO 2 из организма снижает уровень углекислоты в крови и, таким образом, регулирует pH вверх до нормального уровня. Как вы могли догадаться, этот процесс работает и в обратном направлении. Чрезмерное глубокое и быстрое дыхание (как при гипервентиляции) выводит из крови CO ​​ 2 и снижает уровень угольной кислоты, делая кровь слишком щелочной. Этот кратковременный алкалоз можно вылечить, вдохнув выдыхаемый воздух в бумажный пакет. Повторное вдыхание выдыхаемого воздуха быстро снизит pH крови до нормального.

    Рисунок 26.16 Респираторная регуляция pH крови Дыхательная система может снизить pH крови, удаляя CO 2 из крови.

    Химические реакции, регулирующие уровни CO 2 и угольной кислоты, происходят в легких, когда кровь проходит через легочные капилляры. Незначительной корректировки дыхания обычно достаточно, чтобы отрегулировать pH крови, изменив количество выдыхаемого CO 2 . Фактически, удвоение частоты дыхания менее чем на 1 минуту, удаление «лишнего» CO 2 , увеличило бы pH крови на 0.2. Это обычная ситуация, если вы занимаетесь интенсивными упражнениями в течение определенного периода времени. Чтобы поддерживать необходимое производство энергии, вы будете производить избыток CO 2 (и молочную кислоту, если упражнения превышают ваш аэробный порог). Чтобы уравновесить повышенное производство кислоты, частота дыхания увеличивается, чтобы удалить CO 2 . Это помогает предотвратить развитие ацидоза.

    Организм регулирует частоту дыхания с помощью хеморецепторов, которые в основном используют CO 2 в качестве сигнала.Датчики периферической крови находятся в стенках аорты и сонных артерий. Эти датчики сигнализируют мозгу о немедленной корректировке частоты дыхания при повышении или понижении уровня CO 2 . Тем не менее, другие сенсоры находятся в самом мозгу. Изменения pH спинномозговой жидкости влияют на дыхательный центр в продолговатом мозге, который может напрямую модулировать частоту дыхания, чтобы вернуть pH в нормальный диапазон.

    Гиперкапния или аномально повышенный уровень CO 2 в крови возникает в любой ситуации, которая нарушает дыхательные функции, включая пневмонию и застойную сердечную недостаточность.Снижение дыхания (гиповентиляция) из-за лекарств, таких как морфин, барбитураты или этанол (или даже просто задержка дыхания), также может привести к гиперкапнии. Гипокапния, или аномально низкий уровень CO 2 в крови, возникает при любой причине гипервентиляции, которая вызывает выброс CO 2 , например, отравление салицилатом, повышенная комнатная температура, лихорадка или истерия.

    Почечная регуляция кислотно-щелочного баланса

    Почечная регуляция кислотно-щелочного баланса организма направлена ​​на метаболический компонент буферной системы.В то время как дыхательная система (вместе с дыхательными центрами в головном мозге) контролирует уровень углекислоты в крови, контролируя выдыхание CO 2 , почечная система контролирует уровень бикарбоната в крови. Снижение уровня бикарбоната в крови может быть результатом ингибирования карбоангидразы некоторыми диуретиками или чрезмерной потери бикарбоната из-за диареи. Уровни бикарбоната в крови также обычно ниже у людей с болезнью Аддисона (хроническая надпочечниковая недостаточность), у которых снижен уровень альдостерона, и у людей с повреждениями почек, такими как хронический нефрит.Наконец, низкий уровень бикарбоната в крови может быть результатом повышенного уровня кетонов (часто встречающихся при неуправляемом сахарном диабете), которые связывают бикарбонат в фильтрате и препятствуют его сохранению.

    Бикарбонат-ионы, HCO 3 , обнаруженные в фильтрате, необходимы для бикарбонатной буферной системы, однако клетки канальца не проницаемы для ионов бикарбоната. Этапы подачи бикарбонат-ионов в систему показаны на рисунке 26.17 и кратко изложены ниже:

    • Шаг 1: Ионы натрия реабсорбируются из фильтрата в обмен на H + по антипортовому механизму в апикальных мембранах клеток, выстилающих почечные канальцы.
    • Шаг 2: Клетки производят ионы бикарбоната, которые можно шунтировать в перитубулярные капилляры.
    • Шаг 3: Когда доступен CO 2 , реакция приводит к образованию угольной кислоты, которая диссоциирует с образованием бикарбонатного иона и иона водорода.
    • Шаг 4: Ион бикарбоната проходит в перитубулярные капилляры и возвращается в кровь. Ион водорода секретируется в фильтрат, где он может стать частью новых молекул воды и реабсорбироваться как таковой или удаляться с мочой.

    Рис. 26.17. Сохранение бикарбоната в почках. Трубчатые клетки не проницаемы для бикарбоната; таким образом, бикарбонат скорее сохраняется, чем реабсорбируется. Указаны этапы 1 и 2 консервирования бикарбоната.

    Также возможно, что соли в фильтрате, такие как сульфаты, фосфаты или аммиак, будут захватывать ионы водорода. Если это произойдет, ионы водорода будут недоступны для объединения с ионами бикарбоната и образования CO 2 . В таких случаях ионы бикарбоната не сохраняются из фильтрата в кровь, что также способствует дисбалансу pH и ацидозу.

    Ионы водорода также конкурируют с калием за обмен с натрием в почечных канальцах. Если калия присутствует больше, чем обычно, происходит обмен калия, а не ионов водорода, и повышенное содержание калия попадает в фильтрат. Когда это происходит, меньшее количество ионов водорода в фильтрате участвует в превращении бикарбоната в CO 2 и сохраняется меньше бикарбоната. Если калия меньше, в фильтрат попадает больше ионов водорода, которые заменяются натрием, и сохраняется больше бикарбоната.

    Хлорид-ионы играют важную роль в нейтрализации зарядов положительных ионов в организме. Если хлорид теряется, организм использует ионы бикарбоната вместо потерянных ионов хлорида. Таким образом, потеря хлорида приводит к повышенной реабсорбции бикарбоната почечной системой.

    Нарушения …

    Кислотно-щелочной баланс: кетоацидоз

    Диабетический ацидоз или кетоацидоз чаще всего возникает у людей с плохо контролируемым сахарным диабетом. Когда определенные ткани организма не могут получить достаточное количество глюкозы, они зависят от расщепления жирных кислот для получения энергии.Когда ацетильные группы разрывают цепи жирных кислот, ацетильные группы затем неферментативно объединяются с образованием кетоновых тел, ацетоуксусной кислоты, бета-гидроксимасляной кислоты и ацетона, которые повышают кислотность крови. В этом состоянии мозг не получает достаточного количества топлива — глюкозы — для производства всего АТФ, необходимого для функционирования.

    Кетоацидоз может быть тяжелым и, если его не выявить и не лечить должным образом, может привести к диабетической коме, которая может быть фатальной. Распространенным ранним признаком кетоацидоза является глубокое учащенное дыхание, когда организм пытается избавиться от CO 2 и компенсировать ацидоз.Другой распространенный симптом — запах изо рта из-за выдоха ацетона. Другие симптомы включают сухость кожи и рта, покраснение лица, тошноту, рвоту и боль в животе. Лечение диабетической комы заключается в приеме внутрь или инъекции сахара; его профилактика — правильное ежедневное введение инсулина.

    Человек, страдающий диабетом и принимающий инсулин, может вызвать кетоацидоз, если пропущена доза инсулина. Среди людей с диабетом 2 типа люди латиноамериканского и афроамериканского происхождения с большей вероятностью заболеют кетоацидозом, чем люди другого этнического происхождения, хотя причина этого неизвестна.

    .
  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *