Метаболічний ацидоз

Метаболічний ацидоз - порушення кислотно-основного стану, що виявляється низькими значеннями рН крові і низькою концентрацією бікарбонату в крові. У практиці терапевта метаболічний ацидоз - одне з найбільш поширених порушень кислотно-основного стану. Виділяють метаболічний ацидоз з високим і нормальним аніонним проміжком в залежності від наявності або відсутності невиміряних аніонів в плазмі.

[1], [2], [3], [4]

Причини метаболічного ацидозу

До причин відноситься накопичення кетонів і молочної кислоти, ниркова недостатність, прийом ліків або токсинів (високий аніонний проміжок) і шлунково-кишкові або ниркові втрати НСО3 ~ (нормальний аніонний проміжок).  

В основі розвитку метаболічного ацидозу лежать два основних механізми - навантаження Н ⁺  (при надмірному надходженні кислот) і втрата бікарбонатів або використання НСО ₃  як буфера для нейтралізації нелетких кислот.

Підвищене надходження Н ⁺  в організм при недостатній компенсації призводить до розвитку двох варіантів метаболічного ацидозу - гіперхлоремічним і ацидозу з високим аніонним дефіцитом.

Це порушення кислотно-основного стану розвивається в ситуаціях, коли джерелом збільшеного надходження Н ⁺  в організм виступає соляна кислота ( HCl ) - в результаті позаклітинні бікарбонати заміщуються хлоридами. У цих випадках підвищення в крові хлоридів вище нормальних значень викликає рівнозначне зниження концентрації бікарбонатів. Значення анионного проміжку не змінюються і відповідають нормальним.

Ацидоз з високим аніонним дефіцитом розвивається, коли причиною збільшеного надходження іонів Н ⁺  в організм виступають інші кислоти (молочна при лактат-ацидозі, кетонові кислоти при цукровому діабеті і голодуванні і ін.) Ці органічні кислоти заміщають бікарбонат, що призводить до зростання анионного проміжку ( АП). Зростання анионного проміжку на кожен мекв / л буде приводити до відповідного зниження концентрації бікарбонатів в крові.

Важливо відзначити, що існують тісні взаємозв'язки між станом кислотно-лужної рівноваги і гомеостазом калію: при розвитку порушень кислотно-основного стану виникає перехід До ⁺  з позаклітинного простору у внутрішньоклітинний або в зворотному напрямку. При зниженні рН крові на кожні 0,10 одиниць концентрація К ⁺  в сироватці крові збільшується на 0,6 ммоль / л. Наприклад, у пацієнта зі значеннями рН (крові) 7,20 концентрація К ⁺  в сироватці крові збільшується до 5,2 ммоль / л. У свою чергу гіперкаліємія може привести до розвитку порушень КОС. Високий вміст калію в крові викликає ацидоз за рахунок зниження екскреції кислот нирками і гальмування утворення аніону амонію з глутаміну.

Незважаючи на тісні зв'язки між станом кислотно-лужного стану та калієм, порушення його обміну клінічно проявляються не яскраво, що пов'язано з включенням таких додаткових факторів, що впливають на концентрацію К ⁺  в сироватці крові, як стан нирок, активність катаболізму білків, концентрація інсуліну в крові та ін. Отже, у хворого з вираженим метаболічним ацидозом навіть при відсутності гіперкаліємії слід припускати наявність порушень гомеостазу калію.

Основні причини метаболічного ацидозу

Високий аніонний проміжок

• Кетоацидоз (діабет, хронічний алкоголізм, порушення харчування, голодування).
• Лактоацидоз.
• Ниркова недостатність.
• Токсини, що метаболізуються в кислоти:
• Метанол (формат).
• Етиленгліколь (оксалат).
• Параацетальдегід (ацетат, хлорацетат).
• Саліцилаты.
• Токсини, що викликають лактоацидоз: СО, ціаніди, залізо, ізоніазид.
• Толуол (спочатку високий аніонний проміжок, подальша екскреція метаболітів нормалізує проміжок).
• Рабдоміоліз (рідко).

Нормальний аніонний проміжок

• Шлунково-кишкові втрати НСО - (діарея, ілеостома, колоностома, фістули кишечника, застосування іонообмінних смол).
• Уретеросігмоідостомія, уретероілеальний дренаж.
• Ниркові втрати НСО3
• Тубулоінтерстіціальний хвороба нирок.
• Нирковий канальцевий ацидоз, типи 1,2,4.
• Гіперпатіроз
• Прийом ацетазоламіду, CaCI, MgSO4.

Інші

• Гіпоальдостеронізм.
• Гіперкаліємія.
• Парентеральне введення аргініну, лізину, NH CI.
• Швидке введення NaCI.
• Толуол (пізні прояви)

[5], [6], [7], [8]

Гіперхлоремічний метаболічний ацидоз

Причини гіперхлоремічним метаболічного ацидозу

• Екзогенна навантаження соляною кислотою, хлоридом амонію, хлоридом аргініну. Виникає при попаданні в організм кислих розчинів (соляної кислоти, хлористого амонію, метіоніну).
• Втрата бікарбонатів або розведення крові. Найчастіше спостерігають при захворюваннях шлунково-кишкового тракту (важка діарея, фістула підшлункової залози, уретеросігмоідостомія), коли відбувається заміщення позаклітинних бікарбонатів хлоридами (мілліеквівалент на мілліеквівалент), оскільки нирки затримують натрію хлорид, прагнучи до збереження обсягу позаклітинної рідини. При цьому варіанті ацидозу аніонний проміжок (АП) завжди відповідає нормальним значенням.
• Зменшення секреції кислот ниркою. При цьому також спостерігають порушення реабсорбції бікарбонату нирками. Перераховані зміни розвиваються внаслідок порушення секреції Н ⁺  в ниркових канальцях або при недостатній секреції альдостерону. Залежно від рівня порушення розрізняють нирковий проксимальний канальцевий ацидоз (ПКА) (тип 2), нирковий дистальний канальцевий ацидоз (ДКА) (тип 1), канальцевий ацидоз типу 4 при недостатній секреції альдостерону або резистентність до нього.

Проксимальний нирковий канальцевий метаболічний ацидоз (тип 2)

В якості основної причини проксимального канальцевого ацидозу розглядають порушення здатності проксимальних канальців до максимальної реабсорбції бікарбонатів, що призводить до підвищеного вступу їх в дистальний відділ нефрона. У нормі в проксимальних канальцях реабсорбується все профільтрувати кількість бікарбонату (26 мекв / л), при проксимальному канальцевом ацидозі - менше, що призводить до виділення з сечею надлишку бікарбонату (сеча лужна). Нездатність нирок до повної його реабсорбції призводить до встановлення нового (нижчого) рівня бікарбонату в плазмі, що і визначає зниження рН крові. Цей знову сталий рівень бікарбонатів в крові тепер уже повністю реабсорбується ниркою, що проявляється зміною реакції сечі з лужною на кислу. Якщо в цих умовах ввести хворому бікарбонат з тим, щоб значення його в крові відповідали нормальним, сеча знову стане лужний. Цю реакцію використовують з метою діагностики проксимального канальцевого ацидозу.

Крім дефекту реабсорбції бікарбонату, у хворих з проксимальним канальцевом ацидозі часто виявляють інші зміни функції проксимальних канальців (порушення реабсорбції фосфатів, сечової кислоти, амінокислот, глюкози). Концентрація К ⁺  в крові, як правило, нормальна або трохи знижена.

Основні захворювання, при яких розвивається проксимальний канальцевий ацидоз:

• синдром Фанконі первинний або в рамках генетичних сімейних захворювань (цистиноз, хвороба Вестфаля-Вільсона-Коновалова, тирозинемия і т.д.),
• гіперпальхіатралізму;
• захворювання нирок (нефротичний синдром, множинна мієлома, амілоїдоз, синдром Гужеро-Шегрена, пароксизмальна нічна гемоглобінурія, тромбоз ниркової вени, медуллярная кістозна хвороба нирок, при трансплантації нирок);
• прийом сечогінних препаратів - ацетазоламід та ін.

Дистальний нирковий канальцевий метаболічний ацидоз (тип 1)

При дистальному нирковому канальцевому ацидозі на відміну від проксимального канальцевого ацидозу здатність реабсорбіровать бікарбонат не порушена, однак відбувається зниження секреції Н ⁺  в дистальних канальцях, в результаті чого рН сечі не знижується менше 5,3, в той час як мінімальні значення рН сечі в нормі складають 4,5-5,0.

Через порушення функції дистальних канальців хворі з дистальним нирковим канальцевим ацидозом не в змозі повністю виділяти Н ⁺, що призводить до необхідності нейтралізувати утворені в процесі метаболізму іони водню за рахунок бікарбонату плазми. В результаті рівень бікарбонату в крові найчастіше незначно знижується. Нерідко у хворих з дистальним нирковим канальцевим ацидозом ацидоз не розвивається, і цей стан називають неповним дистальним нирковим канальцевим ацидозом. У цих випадках виділення Н ⁺  повністю відбувається за рахунок компенсаторної реакції нирок, що виявляється в збільшеному утворенні аміаку, який і виводить надлишок іонів водню.

У хворих з дистальним нирковим канальцевим ацидозом, як правило, виникає гіпокаліємія, розвиваються супутні ускладнення (уповільнення зростання, схильність до нефролітіазу, нефрокальциноз).

Основні захворювання, при яких розвивається дистальний нирковий канальцевий ацидоз:

• системні захворювання сполучної тканини (хронічний активний гепатит, первинний цироз печінки, тиреоїдит, фіброзуючий альвеоліт, синдром Гужеро-Шегрена);
• нефрокальциноз на тлі ідіопатичною гіперкальціурії; гіпертиреозу; інтоксикації вітаміном D; хвороби Вестфаля-Вільсона-Коновалова, хвороби Фабрі; захворювання нирок (пієлонефрит; обструктивні нефропатії; Трансплантаційні нефропатії); вживання ліків (амфотерицин В, анальгетики; препарати літію).

Для диференціального діагнозу проксимального ниркового канальцевого ацидозу і дистального ниркового канальцевого ацидозу використовують проби з навантаженням бикарбонатом і амонієм хлоридом.

У хворого з проксимальним нирковим канальцевим ацидозом при введенні бікарбонату рН сечі збільшується, а у хворого з дистальним нирковим канальцевим ацидозом цього не відбувається.

Пробу з навантаженням амонію хлоридом (див. «Методи обстеження») проводять, якщо ацидоз вираженийпомірно. Хворому вводять амонію хлорид у дозі 0,1 г / кг маси тіла. Протягом 4-6 годин концентрація бікарбонату в крові знижується на 4-5 мекв / л. У хворих з дистальним нирковим канальцевим ацидозом рН сечі залишається вище 5,5, незважаючи на зниження вмісту бікарбонату плазми; при проксимальному нирковому канальцевому ацидозі так само, як і у здорових осіб, рН сечі знижується менше 5,5 (частіше нижче 5,0).

[9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16],

Канальцевий метаболічний ацидоз при недостатній секреції альдостерону (тип 4)

Гіпоальдостеронізм, як і порушення чутливості до альдостерону, розглядають як причину розвитку проксимального ниркового канальцевого ацидозу, який завжди протікає з гіперкаліємією. Це пояснюється тим, що альдостерон в нормі збільшує секрецію як К, так і Н-іонів. Відповідно при недостатній продукції цього гормону, навіть в умовах нормальної величини СКФ, виявляються гіперкаліємія і порушення закислення сечі. При обстеженні хворих виявляють гиперкалиемию, яка не відповідає ступеню ниркової недостатності, і підвищення рН сечі з порушеною реакцією на навантаження амонієм хлоридом (як при дистальному нирковим канальцевим ацидозом).

Діагноз підтверджують виявленням низьких значень альдостерону і реніну в сироватці крові. Крім того, рівень альдостерону в крові не збільшується у відповідь на обмеження натрію або зниження об'єму циркулюючої крові.

Представлений симптомокомплекс відомий як синдром селективного гіпоальдостеронізму або, при одночасному виявленні зниженої продукції реніну нирками, як гіпоренінеміческій гіпоальдостеронізм з гіперкаліємією.

Причини розвитку синдрому:

• ураження нирок, особливо в стадії хронічної ниркової недостатності,
• цукровий діабет,
• ліки - НПЗЗ (індометацин, ібупрофен, ацетилсаліцилова кислота), гепарин натрію;
• інволютивних зміни нирок і надниркових залоз в старечому віці.

Метаболічний ацидоз з високим аніонним дефіцитом

АП (аніонний проміжок) являє собою різницю концентрацій натрію і суми концентрацій хлоридів і бікарбонату:

АП = [Na ⁺ ] - ([Сl ~] + [НСО 3 ]).

Na ⁺, Сl ~, НСО ₃ ~ знаходяться в позаклітинній рідині в самих високих концентраціях. У нормі концентрація катіона натрію перевищує суму концентрацій хлоридів і бікарбонату приблизно на 9-13 мекв / л. Недолік негативних зарядів зазвичай покривається за рахунок негативно заряджених білків крові та інших неізмеряемих аніонів. Цей розрив і визначають як аніонний проміжок. У нормі величина аніонного проміжку становить 12 ± 4 ммоль / л.

При збільшенні в крові невизначених аніонів (лактат, кетокислот, сульфати) відбувається заміщення ними бікарбонату; відповідно, сума аніонів ([Сl ~] + [НСO ₃ ~]) знижується і значення аніонного проміжку зростає. Таким чином, аніонний проміжок вважають важливим діагностичним показником, і його визначення допомагає встановити причини розвитку метаболічного ацидозу.

Метаболічний ацидоз, який обумовлений накопиченням в крові органічних кислот, характеризують як метаболічний ацидоз з високим АП.

Причини розвитку метаболічного ацидозу з високим аніонним проміжком:

• кетоацидоз (цукровий діабет, голодування, алкогольна інтоксикація);
• уремія;
• інтоксикація саліцилатами, метанолом, толуолом і етиленгліколь;
• лактатний ацидоз (гіпоксія, шок, отруєння окисом вуглецю та ін.);
• отруєння параальдегідом.

Кетоацидоз

Він зазвичай розвивається при неповному окисленні вільних жирних кислот до СО ₂  і води, що призводить до підвищеного утворення бета-оксимасляної і ацетоуксусной кислоти. Найбільш часто кетоацидоз розвивається на тлі цукрового діабету. При нестачі інсуліну і підвищеному утворенні глюкагону підвищується ліполіз, який призводить до вступу в кров вільних жирних кислот. Одночасно в печінці збільшується утворення кетонових тіл (концентрація кетонів плазми перевищує 2 ммоль / л). Накопичення в крові кетокислот призводить до заміщення ними бікарбонату і розвитку метаболічного ацидозу зі збільшеним аніонним проміжком. Подібний механізм виявляють і при тривалому голодуванні. У цій ситуації кетони замінюють глюкозу в якості основного джерела енергії в організмі.

Лактатний ацидоз

Розвивається при підвищеній концентрації в крові молочної кислоти (лактат) і піровиноградної кислоти (піруват). Обидві кислоти утворюються в нормі в процесі метаболізму глюкози (цикл Кребса) і утилізуються печінкою. При станах, що збільшують гліколіз, утворення лактату і пірувату різко зростає. Найбільш часто лактат-ацидоз розвивається при шоці, коли внаслідок зниження надходження кисню в тканини в анаеробних умовах з пірувату утворюється лактат. Діагноз лактатацидозу ставлять при виявленні підвищеного вмісту лактату в плазмі крові і виявленні метаболічного ацидозу з великим аніонним проміжком.

Ацидоз при отруєннях та інтоксикаціях

Інтоксикації лікарськими препаратами (ацетилсаліцилова кислота, анальгетики) і такими речовинами, як етиленгліколь (компонент антифризу), метанол, толуол, також можуть привести до розвитку метаболічного ацидозу. Джерелом Н ⁺  в цих ситуаціях виступають саліцилова і щавлева кислота (при отруєнні етиленгліколем), формальдегід і мурашина кислота (при інтоксикації метанолом). Накопичення зазначених кислот в організмі призводить до розвитку ацидозу і зростанню анионного проміжку.

[17], [18], [19], [20], [21], [22]

Уремія

Виражена ниркова недостатність і особливо її термінальна стадія часто супроводжуються розвитком метаболічного ацидозу. Механізм розвитку порушень кислотно-основного стану при нирковій недостатності складний і різноманітний. У міру наростання вираженості ниркової недостатності

Початкові чинники, що викликали метаболічний ацидоз, можуть поступово втрачати своє чільне значення, і в процес включаються нові чинники, які стають провідними.

Так, при помірно вираженій хронічній нирковій недостатності основну роль в розвитку порушень кислотно-основного стану грає зниження загальної екскреції кислот через зменшення кількості функціонуючих нефронів. Для виведення добової ендогенної продукції Н ⁺, що утворюється в паренхімі нирок, аміаку недостатньо, в результаті чого частина кислот нейтралізується бікарбонатом (зміни, характерні для ниркового дистального канальцевого ацидозу).

З іншого боку, в цій стадії хронічної ниркової недостатності може виникати порушення здатності нирок до реабсорбції бікарбонату, що призводить до розвитку порушень кислотно-основного стану по типу ниркового дистального канальцевого ацидозу.

При розвитку важкої ниркової недостатності (СКФ близько 25 мл / хв) головним фактором у розвитку ацидозу стає затримка аніонів органічних кислот (сульфати, фосфати), яка визначає розвиток у хворих ацидозу з великим АП.

Певний внесок у розвиток ацидозу вносить і розвивається при ТПН гіперкаліємія, яка посилює порушення екскреції кислот внаслідок інгібування утворення амонію з глутаміну.

Якщо у хворих з хронічною нирковою недостатністю розвивається гіпоальдостеронізм, то останній посилює всі прояви ацидозу за рахунок як ще більшого зниження секреції Н ⁺, так і гіперкаліємії.

Таким чином, при хронічній нирковій недостатності можуть спостерігатися всі варіанти розвитку метаболічного ацидозу: гіперхлоремічний ацидоз з нормокаліеміей, гіперхлоремічний ацидоз з гіперкаліємією, ацидоз із збільшеним аніонним проміжком.

Симптоми метаболічного ацидозу

До симптомів і ознак у важких випадках відносяться нудота, блювота, сонливість, гіперпное. Діагностика заснована на клінічних даних і визначенні газового складу артеріальної крові, а також рівня електролітів плазми. Необхідно лікування вихідної причини; при дуже низькому рН може бути показано внутрішньовенне введення NaHCO3.

Симптоми метаболічного ацидозу в основному залежать від вихідної причини. Легка ацидемія зазвичай протікає безсимптомно. При важчій ацидемії (рН <7,10) можуть спостерігатися нудота, блювання, стомлюваність. Симптоми можуть спостерігатися і при більш високих рівнях рН, якщо розвиток ацидозу відбувається швидко. Найхарактернішою ознакою є гіперпное (глибокі вдихи з нормальною частотою), що відбиває компенсаторне підвищення альвеолярної вентиляції.

Важка гостра ацидемія призводить до розвитку кардіальної дисфункції з гіпотензією і шоком, шлуночкових аритмій, коми. Хронічна ацидемія викликає демінералізацію кісток (рахіт, остеомаляція, остеопению).

Діагностика метаболічного ацидозу

Виявлення причини метаболічного ацидозу починається з визначення аніонного проміжку.

Причина високого аніонного проміжку може бути клінічно очевидною (наприклад, гіповолемічний шок, пропущений сеанс гемодіалізу), але при невідомих причин необхідне проведення  аналізів крові  з визначенням рівня глюкози, азоту сечовини крові, креатиніну, лактату на наявність токсинів. У більшості лабораторій проводиться визначення рівня саліцилатів, рівні метанолу і етиленгліколю визначаються не завжди, їх присутність можна припустити за наявністю осмолярності проміжку.

Розрахована осмолярність сироватки (2 [Na] + [глюкоза] / 18 + азот сечовини крові / 2,8 + алкоголь крові / 5) віднімається з виміряної осмолярності. Різниця більше 10 свідчить про наявність осмотично активних речовин, якими в разі ацидозу з високим аніонним проміжком є метанол або етиленгліколь. Хоча прийом етанолу може стати причиною осмолярності проміжку і розвитку легкого ацидозу, він не повинен розглядатися як причина значного метаболічного ацидозу.

Якщо аніонний проміжок в межах норми і немає очевидної причини (наприклад, діареї), необхідно визначення рівня електролітів і розрахунок сечового анионного проміжку ([Na] + [К] - [CI] в нормі, включаючи пацієнтів з шлунково-кишковими втратами, становить 30 -50 мекв / л). Підвищення передбачає наявність ниркових втрат НСО3.

[23], [24], [25], [26], [27],

Лікування метаболічного ацидозу

Лікування спрямоване на корекцію початкової причини. Гемодіаліз необхідний в разі ниркової недостатності, а також іноді при отруєнні етиленгліколем, метанолом, саліцилатами.

Корекція ацидемії NaHCO3 показана тільки при певних обставинах, а при інших - є небезпечною. У тому випадку, якщо метаболічний ацидоз розвивається внаслідок втрати НСО3 або накопичення неорганічних кислот (т. Е. Ацидоз з нормальним аніонним проміжком), терапія НСО3 є досить безпечною і адекватною. Але якщо ацидоз розвинувся внаслідок накопичення органічних кислот (т. Е. Ацидоз з високим аніонним проміжком), дані про застосування НСО3 суперечливі; в таких випадках не доведено поліпшення показника смертності, а також існують певні ризики.

При лікуванні вихідного стану лактати і кетокислот метаболізуються в НСО3, таким чином, введення екзогенного НСО3 може привести до надлишку і метаболічного алкалозу. При будь-якому стані НСО3 також може привести до надлишку Nan гіперволеміі.гіпокаліеміі і гіперкапнії, шляхом придушення дихального центру. Більш того, так як НСО3 не проникає через клітинні мембрани, не відбувається корекції внутрішньоклітинного ацидозу, навпаки, може спостерігатися парадоксальне погіршення, так як частина вводиться НСО3 перетворюється в СО2, який проникає всередину клітини і гідролізується до Н і НСО3.

Альтернативою NaHCO3 є трометамин, аміноспирт, що зв'язує як метаболічні (Н), так і респіраторні (НСО3) кислоти; карбікарб, еквімолярної суміш NaHCO3 і карбонату (останній реагує з СО2 з утворенням О2); діхлорацетат, який стимулює окислення лактату. Однак ефективність даних речовин не доведена, вони також можуть призводити до різних ускладнень.

Дефіцит калію, який часто спостерігається при метаболічному ацидозі, також повинен коригуватися оральним або парентеральним введенням KCI.

Таким чином, лікування метаболічного ацидозу полягає в усуненні порушень, викликаних цим патологічним процесом, в основному здійснюють введенням адекватної кількості бікарбонатів. Якщо причина метаболічного ацидозу ліквідується самостійно, лікування бікарбонатом не вважають обов'язковим, так як нормально функціонуючі нирки здатні відновити запаси бікарбонату в організмі самостійно протягом декількох днів. Якщо метаболічний ацидоз усунути не можна (наприклад, хронічна ниркова недостатність), необхідно тривале лікування метаболічного ацидозу.