Физиология почек (стр. 48 )

Участие почки в компенсации метаболического ацидоза и алкалоза.

Любое расстройство кислотно-основного равновесия, не вызванное первичным нарушением рсо,, называется метаболическим алкалозом или метаболическим ацидозом.

Первичной причиной метаболического ацидоза является или добавление в ор­ганизм (при приеме пищи, в/в инфузии или при продукции) увеличенного коли­чества любой кислоты, кроме угольной, или, в противоположность сказанному, потеря из организма бикарбоната (как при диарее). Анализ уравнений показыва­ет, что как потеря бикарбоната, так и введение в организм ионов водорода снижа­ют уровень рН плазмы и концентрацию бикарбоната в ней. Компенсация почка­ми заключается в увеличении концентрации бикарбоната в плазме до первона­чальной, нормальной величины, тем самым возвращая рН к норме. Делая это, почки должны реабсорбировать весь профильтровавшийся бикарбонат и внести новое количество бикарбоната за счет его увеличенного образования и путем экс­креции КН4 и титруемых кислот. Этот как раз то, что и делают почки в норме, и пробы мочи, экскретируемой при дыхательном ацидозе и метаболическом ацидо­зе, в этом отношении неотличимы друг от друга.

Увеличенная продукция и экскреция МН^, стимулируемые ацидозом, предска­зуемы исходя из данных, представленных в предыдущих разделах книги, но пол­ная реабсорбция бикарбоната и образование увеличенного количества титруемых кислот требуют более обстоятельного обсуждения, поскольку два основных сиг­нала, направленные на секрецию ионов водорода, описанные в предыдущем раз­деле книги — Рср, и внеклеточный рН, противоположно направлены. Конкретно, рН внеклеточной жидкости снижен (что будет стимулировать секрецию ионов водорода), но РСОг также снижено (что будет его тормозить). Причина снижения Рср, при метаболическом ацидозе в том, что когда рН артериальной крови снижа­ется при метаболическом ацидозе, то легочная вентиляция рефлекторно стимули­руется. Это, конечно, является дыхательной компенсацией ацидоза, и в результа­те уменьшается величина артериального рсо,. Следовательно, поскольку рН • клетках канальцев почек быстро изменяется при отклонении Рсо^ то рН в клетках канальцев почек, похоже, будет увеличиваться на ранних этапах развития метабо­лического ацидоза, несмотря на снижение внеклеточного рН 16.

Как же почки могут полностью справиться посредством своей компенсатор­ной функции со снижением Рщ, противостоящим увеличению секреции ионов водорода? Этот очевидный парадокс разрешается, когда мы вспомним, что при метаболическом ацидозе уровень бикарбоната в плазме ниже, чем в норме. Поэ­тому количество профильтровавшегося бикарбоната (скорость клубочковош фильтрации х рнсол) снижено пропорционально уменьшению содержания бикар­боната в плазме и «требуется», чтобы меньше ионов водорода было секретирова-но для полной реабсорбции профильтровавшегося бикарбоната. Соответственна если сигнал, стимулирующий секрецию иона водорода, не меняется или даже

Факторы, стимулирующие почки вызывать или поддерживать метаболический алкалоз 207

снижается из-за малой величины РС02, то все равно в организме будет достаточное количество ионов водорода (после того как бикарбонат будет полностью реабсор-бирован) для образования титруемых кислот, тем самым внося новый бикарбонат в плазму. Например, сравните данные для больного с метаболическим ацидозом с соответствующими цифрами, характерными для здорового человека.

При метаболическом алкалозе ситуация полностью противоположная. Не­смотря на нормальную или даже усиленную информацию, стимулирующую сек­рецию ионов водорода вторично по отношению к рефлекторно повышенному уровню РСО(г, количество профильтровавшегося бикарбоната столь велико, что большая масса бикарбоната избегает реабсорбции. Также усиленная секреция би­карбоната происходит при метаболическом алкалозе. В целом, тогда бикарбонат теряется с мочой, содержание бикарбоната в плазме уменьшается и рН снижается до нормальной величины. В моче также содержится мало или совсем нет КН^, по­скольку образование и экскреция КНд тормозятся алкалозом.

Факторы, стимулирующие почки вызывать или поддерживать метаболический алкалоз

В предыдущих разделах описаны механизмы, посредством которых регулиру­ется образование КН^ и секреция ионов водорода для достижения кислотно-ос­новного гомеостаза. Теперь мы опишем, каким образом факторы, не указанные в списке тех, что поддерживают постоянство рН, могут также влиять на данные процессы. Другими словами, как и в случае с калием, баланс ионов водорода обес­печивается собственными путями регуляции, но это также связано с другими вза­имодействующими факторами. Наиболее важными из них являются уменьшение объема внеклеточной жидкости, уменьшение запаса хлора и комбинация избытка альдостерона и дефицита калия. Ключевым событием во всех этих ситуациях яв­ляется повышенная секреция ионов водорода (и иногда также >Щ[), что приво­дит к одному из двух основных результатов: (1) почки могут способствовать раз­витию метаболического алкалоза, или (2) почки не могут компенсировать уже су­ществующий метаболический алкалоз.

208

И

Наличие сниженного объема внеклеточной жидкости в организме из-за дефи­цита соли вмешивается в способность почек компенсировать метаболический ал­калоз. При метаболическом алкалозе в плазме увеличено содержание бикарбона­та или из-за добавочного поступления бикарбоната в организм, или вследствие потерь из организма ионов водорода. В норме почечная компенсация должна сво­диться к созданию такого уровня секреции ионов водорода, в результате чего пол­ная реабсорбция бикарбоната сменяется частичной и поэтому избыток бикарбо­ната может быть экскретирован. Но наличие в организме уменьшенного объема внеклеточной жидкости не только стимулирует реабсорбцию натрия, но и стиму­лирует секрецию ионов водорода.

Существует несколько механизмов, посредством которых осуществляется упомянутая стимуляция. Во-первых, следует учитывать не отмечавшуюся ранее способность альдостерона, чья продукция увеличена при уменьшении объема внеклеточной жидкости, стимулировать секрецию ионов водорода17. Это дейст­вие, в основном осуществляемое вставочными клетками типа А, отличается от стимуляции альдостероном реабсорбции натрия и секреции калия в главных клетках (табл. 9-5)18. Во-вторых, могут также играть роль другие, еще не уста­новленные факторы19.

Какими бы ни были механизмы, общий результат таков, что весь профильтро­вавшийся бикарбонат реабсорбируется, в итоге повышенное содержание бикарбо­ната в плазме, связанное с существовавшим метаболическим алкалозом, делается устойчивым и рН плазмы остается неизменным. Моча, вместо того чтобы быть щелочной, как это должно быть, когда почки с успехом осуществляют компенса­цию метаболического ацидоза, остается кислой.

Влияние дефицита хлора

Мы обсуждали в предыдущем разделе ситуацию с уменьшением объема вне­клеточной жидкости, не делая различий между потерями натрий и хлора, посколь­ку потери каждого их этих ионов приводят к уменьшению объема внеклеточной жидкости. Теперь, тем не менее, мы должны подчеркнуть, что специфический де­фицит хлора, независимый от (и дополнительно к) уменьшения объема внекле­точной жидкости, помогает поддерживать метаболический алкалоз посредством стимуляции рекреции ионов водорода и/или торможения секреции бикарбона­та20. В результате экскреция бикарбоната практически равна нулю и метаболиче­ский алкалоз остается некомпенсированным. Этот феномен имеет существенное клиническое значение, поскольку многие ситуации (например, рвота) связаны

Табл. 9-5

Основное действие альдостерона на почки

1. Стимуляция реабсорбции натрия (главные клетки)

2.  .Стимуляция секреции калия (главные клетки)

3.  Стимуляция секреции ионов водорода (вставочные клетки, тип А)

Табл.9-5

209

как с метаболическим алкалозом и дефицитом хлора, так и с уменьшением объе­ма внеклеточной жидкости.

Влияние избытка альдостерона и дефицита калия

Как отмечалось ранее, альдостерон стимулирует секрецию ионов водорода, хо­тя этот эффект относительно невелик. Дефицит калия рег зе также слабо стиму­лирует секрецию ионов водорода фнальцами и образование МНд21'22. Теперь мы переходим к важнейшему моменту. Сочетание дефицита калия даже средней сте­пени выраженности и высокий уровень альдостерона существенно стимулиру­ют секрецию ионов водорода (образование КН;[ также существенно возрастает). В результате канальцы почек не только реабсорбируют весь профильтровавший­ся бикарбонат, но и вносят в организм несоответственно большие количества но­вого бикарбоната, :гем самым вызывая развитие метаболического алкалоза. Обра­тите внимание, что вначале нарушения кислотно-основного равновесия может не быть: алкалоз может возникнуть только из-за деятельности почки. Конечно, если алкалоз уже имеет место вследствие каких-то иных причин, то при сочетании вы­сокого уровня альдостерона/дефицита калия будет затруднено осуществление почками их компенсаторных функций, что сделает алкалоз более выраженным.

Данный феномен важен, поскольку комбинация значительно повышенного уровня альдостерона и дефицита калия отмечается при самых разнообразных клинических ситуациях. Одной весьма часто встречающейся ситуацией, когда имеют место оба эти патологических состояния, является интенсивное использо­вание диуретиков (рис. 9-7). Такая комбинация в дальнейшем порождает мета­болический алкалоз. Обратите внимание, что пациент в нашем примере находит­ся в тройной опасности: как описано в предыдущем разделе, уменьшение объема внеклеточной жидкости рег зе через многие механизмы стимулирует реабсорб-цию бикарбоната. Это способствует поддержанию алкалоза в том случае, если он был порожден комбинацией высокого уровня альдостерона и дефицита калия. Действительно, если применение диуретиков также привело к возникновению де­фицита хлора в дополнение к уменьшению объема внеклеточной жидкости, то па­циент будет находиться в опасности с четырех сторон, поскольку дефицит хлора, как описано выше, вызывает избыточную секрецию ионов водорода.