Ph крови человека: понятие и нормы в анализе крови

В амбулаторной практике иногда назначается анализ на pH крови. Здоровому человеку мало что говорит это аббревиатура, но, например, пациенту с тяжелым течением сахарного диабета обязательно нужно контролировать это состояние, которое еще называется КЩР, КЩБ, или щелочной баланс. Официально это состояние именуется кислотно-щелочным равновесием плазмы. Что это за анализ, о чём говорит pH крови человека, и каковы значения этого равновесия в норме?

Что такое рН и какова ее норма?

Любую живую материю отличает от мертвой постоянство внутренней среды организма, которая отличается от внешней среды. В каждом организме постоянно протекает множество различных нормальных процессов, которые в совокупности именуются метаболизмом. Любой метаболизм состоит из процессов анаболизма, или роста, и катаболизма, или процессов распада и выведения из организма различных вредных веществ.

Жизнь млекопитающих невозможно без процессов тканевого дыхания. В ткани доставляется кислород и питательные вещества, и выводится из них углекислый газ. Транспорт этих веществ совершается в крови, и она является важнейшей внутренней средой организма. В плазме постоянно существуют различные кислоты, которые отдают ионы водорода, или протоны. Одновременно в крови содержатся и щелочные субстанции — основания, или акцепторы, «приемники» протонов.

Постоянное соотношение кислых и щелочных компонентов плазмы, которое изменяется, количественно может быть выражено концентрацией свободных протонов. Это количество ионов и называется рН, и выражается в моль/л. Для удобства расчетов берётся не сама эта концентрация, а отрицательный десятичный логарифм этой концентрации. Поэтому можно принимать уровень кислот и щелочей плазмы за безразмерную величину.

Какова кислотность крови? И какие значения свидетельствуют о нарушении этой нормы? Удивительно, но pH плазмы человека в течение всей его жизни может меняться в чрезвычайно узких пределах, это — важный показатель здоровья. У здорового человека средняя величина pH составляет 7,38-7,40. Колебания концентрации ионов водорода могут быть немного шире, например, от 7,37 до 7,44.

В том случае, если у человека определить pH плазмы, то они ни в коем случае не могут быть меньше 6,8, и больше 7,8. Превышение этих границ как в меньшую, кислую сторону, так и в щелочную, или сторону повышения, несовместимые с жизнью.

От чего зависит сохранность рН?

Рассмотрим, какие системы отвечают за соблюдение этого постоянства. Эти системы называются буферными системами, поскольку они позволяют или забирать, или отдавать в кровь протоны, без каких-либо резких колебаний pH, тем самым компенсируя возможные метаболические нарушения сразу, по мере их возникновения.

К основным буферным системам организма относятся следующие:

• бикарбонатная система, которая «работает» на угольной кислоте и ее соли – бикарбонате натрия;
• гемоглобиновая буферная система, использующая белки.

В том случае, когда гемоглобин присоединяет кислород в легких, он проявляет более сильные кислые свойства, а когда гемоглобин отдает кислород в тканях, то его кислотные свойства ослабевают, и он становится акцептором протонов.

Кроме двух буферных систем, поддерживать в норме биохимический анализ крови позволяет дыхание. В течение нескольких минут (2 – 3) лёгкие компенсируют любое физиологическое изменение pH крови, доводя его до нормы. Системам бикарбоната и гемоглобина вследствие высокой буферной емкости для этого нужно всего лишь около половины минуты. Но лёгкие, благодаря выделению во внешнюю среду углекислого газа, быстро ликвидируют опасность закисления внутренней среды организма.

Кроме этого, еще одним важным механизмом является образование мочи. В почках протекает сложный процесс изменения концентрации карбонатного буфера. Почки являются самым медленным, но надежным механизмом: для нормализации показателей кислотности в плазме им требуется около половины суток.

В основном, почки используют обратное всасывание ионов натрия и секрецию протонов в почечных канальцах. Почки являются мощным и эффективным механизмом вывода лишней кислотности из организма. Разница между концентрацией рН в моче и в плазме может достигать соотношения 800: 1.

Для того чтобы определить pH крови, в современной лаборатории достаточно воспользоваться артериальной кровью из капилляров, то есть просто проколоть палец пациенту. Поскольку расшифровка состояния и состава КЩС как взрослого человека, так и ребенка является одним из важнейших показателей гомеостаза, то в анализы входят следующие показатели:

• величина рН;
• напряжение, или парциальное давление углекислого газа в плазме;
• концентрация бикарбоната;
• концентрация буферных оснований;
• избыток оснований.

В клинике существуют различные способы определения этих параметров. Мы не будем подробно останавливаться на тонкостях и особенностях диагностики различных показателей на кислотность, а остановимся на причинах, которые могут привести к изменениям кислотно-щелочного равновесия, связанные с различными заболеваниями, вызванные нарушениями в организме, и превышающими физиологическую норму.

Ацидоз и алкалоз: когда анализ отличается от нормы

В том случае, если речь идет о повышении кислотности, то используется термин «ацидоз», от латинского перевода «acidum» — кислота. Если же сдвиг равновесия наблюдается в щелочную сторону, или в сторону повышения pH, тогда это состояние называется «алкалоз», от соответствующего химического наименования щелочей и оснований.

Ацидоз и алкалоз являются частым следствием различных хронических заболеваний сердца, сосудов, и особенно легких и почек, которые принимают участие в сохранение равновесия и минимизации отклонений рН.

В клинике очень важно отличать респираторный и метаболический алкалоз и ацидоз. Каждый из нас может самостоятельно, прямо сейчас, ощутить на себе симптомы респираторного алкалоза: для этого нужно очень глубоко и часто подышать в течение хотя бы 15 — 20 секунд. Появятся неприятные симптомы «отравления» организма кислородом, и падение парциального давления углекислоты плазмы: это головокружение, чувство онемения лица и пальцев.

Но гораздо чаще в клинике развивается состояние метаболического ацидоза, или закисления организма. В этом может быть виновато свободнорадикальное окисление, перекисное окисление липидов, сердечная недостаточность, различные хронические заболевания. Основными причинами отклонения ph в сторону метаболического ацидоза являются следующие состояния:

• хроническая гипоксия;
• расстройство функции печени по обезвреживанию продуктов распада белков, и накопление кислых соединений – основное заболевание – хроническая печеночная недостаточность;
• при хронической анемии, и при выраженном снижении уровня белка плазмы. Эти состояния приводит к истощению буферных систем;
• также причины повышенного ацидоза за счёт увеличения концентрации ацетона и кетоновых тел наблюдается у пациентов с тяжелым сахарным диабетом при повышении кислотности плазмы;
• при длительной лихорадке;
• вследствие алкогольной интоксикации;
• при ожоговой болезни;
• при массивных травмах, особенно при краш-синдроме, или при синдроме длительного раздавливания.

При краш — синдроме, после освобождения конечности от длительного сдавливания, в центральный кровоток поступает большое количество миоглобина, который появился в результате травматического рабдомиолиза, или мышечного распада. Этот миоглобин способен «засорять» мембраны почечных клубочков, и это приводит к развитию острой почечной недостаточности, и к нарушению экскреции протонов в мочу.

В случае метаболического ацидоза снижается pH плазмы артериальной и венозной крови, и количество гидрокарбоната, повышается концентрация ионов водорода, и в качестве компенсации снижается парциальное давление углекислого газа.

Мы разобрали состояния, при котором pH ниже нормы. Но при исследовании можно отметить иногда и повышение pH, или снижение концентрации протонов. Чтобы не путаться, вспомним, что показателем является отрицательная величина десятичного логарифма, то есть имеется обратно пропорциональная связь: при увеличении концентрации протонов, или ионов водорода, или при закислении, рН снижается, и наоборот.

У пациента велик шанс встретиться с метаболическим алкалозом, если у него наблюдаются следующие состояния:

• у пациента существует избыточная потеря кислот из организма, или избыточное накопление основных соединений. Чаще всего в клинике встречаются рвота, неукротимая и многократная, при которой теряются протоны и хлор, входящий в состав желудочного сока;
• прием большого количества мочегонных;
• потеря калия при выраженных поносах;
• избыточное введение щелочных растворов с целью компенсировать ацидоз;
• переливание большого объёма донорской крови. В ее состав для консервации входит лактат, или цитрат, которые приводят к развитию защелачивания.

Довольно часто состояние грозит алкалозом, если есть эндокринная патология, при гиперальдостеронизме и при болезни Иценко-Кушинга, при приеме глюкокортикоидных гормонов.

В отличие от закисления, у алкалоза есть особые симптомы для врачей: это выраженная головная боль, сонливость, и повышение нервно-мышечной возбудимости, при которой присоединяется судорожный синдром. Защелачивание плазмы и сопутствующие снижение концентрации калия вызывает постоянное нарушение сердечного ритма, а у пожилых пациентов может привести к мерцательной аритмии и другим осложнениям.

Полное, развернутое исследование, и точная интерпретация параметров кислотно-основного состояния может представлять собой непростую задачу. В том случае, если пациент не страдает хроническими заболеваниями, ведет здоровый образ жизни, и придерживается правил здорового питания, то при исследовании крови на кислотно-основное состояние можно быть спокойным, что pH находится в норме.

Но у пациента, который нормально себя чувствует, но при этом имеется хроническое метаболическое расстройство, воспалительное заболевание или обменные нарушения – то в таком случае существует риск значительного утяжеления состояния в случае развития даже незначительной декомпенсации.