Метаболічний ацидоз

Метаболічний ацидоз – це порушення кислотно-лужного балансу, що проявляється низькими значеннями pH крові та низькою концентрацією бікарбонату в крові. У практиці терапевта метаболічний ацидоз є одним із найпоширеніших порушень кислотно-лужного балансу. Метаболічний ацидоз з високим та нормальним аніонним інтервалом розрізняють залежно від наявності або відсутності невиміряних аніонів у плазмі.

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

Причини метаболічного ацидозу

Причини включають накопичення кетонів та молочної кислоти, ниркову недостатність, прийом ліків або токсинів (високий аніонний інтервал) та втрати HCO3~ шлунково-кишковим або нирковим шляхом (нормальний аніонний інтервал).

Розвиток метаболічного ацидозу базується на двох основних механізмах: навантаження H ⁺ (при надмірному надходженні кислоти) та втрата бікарбонатів або використання HCO3 _як буфера для нейтралізації нелетких кислот.

Підвищене надходження H ⁺ в організм при недостатній компенсації призводить до розвитку двох типів метаболічного ацидозу: гіперхлоремічного та ацидозу з високим дефіцитом аніонів.

Цей кислотно-лужний дисбаланс розвивається в ситуаціях, коли джерелом підвищеного надходження H ⁺ в організм є соляна кислота (HCl) – в результаті позаклітинні бікарбонати заміщуються хлоридами. У цих випадках підвищення рівня хлоридів у крові вище нормальних значень викликає еквівалентне зниження концентрації бікарбонатів. Значення аніонного інтервалу не змінюються та відповідають нормальним значенням.

Ацидоз з високим аніонним дефіцитом розвивається, коли підвищене надходження іонів H ⁺ в організм викликане іншими кислотами (молочною кислотою при лактатному ацидозі, кетоновими кислотами при цукровому діабеті та голодуванні тощо). Ці органічні кислоти заміщують бікарбонат, що призводить до збільшення аніонного проміжку (АГ). Збільшення аніонного проміжку на кожен мг-екв/л призведе до відповідного зниження концентрації бікарбонатів у крові.

Важливо зазначити, що між кислотно-лужним балансом та калієвим гомеостазом існують тісні взаємозв'язки: при розвитку порушень кислотно-лужного балансу відбувається перехід K ⁺ з позаклітинного простору у внутрішньоклітинний або навпаки. Зі зниженням pH крові на кожні 0,10 одиниць концентрація K ⁺ у сироватці крові збільшується на 0,6 ммоль/л. Наприклад, у пацієнта з pH (крові) 7,20 концентрація K ⁺ у сироватці крові збільшується до 5,2 ммоль/л. У свою чергу, гіперкаліємія може призвести до розвитку порушень кислотно-лужного балансу. Високий вміст калію в крові викликає ацидоз через зниження виведення кислот нирками та пригнічення утворення аніона амонію з глутаміну.

Незважаючи на тісний зв'язок між кислотно-лужним балансом і калієм, порушення його метаболізму клінічно не проявляються чітко, що пов'язано з включенням таких додаткових факторів, що впливають на концентрацію K ⁺ у сироватці крові, як стан нирок, активність катаболізму білків, концентрація інсуліну в крові тощо. Тому у пацієнта з тяжким метаболічним ацидозом, навіть за відсутності гіперкаліємії, слід припускати наявність порушень гомеостазу калію.

Основні причини метаболічного ацидозу

Високий аніонний проміжок

• Кетоацидоз (діабет, хронічний алкоголізм, недоїдання, голодування).
• Лактацидоз.
• Ниркова недостатність.
• Токсини, що метаболізуються в кислоти:
• Метанол (форміат).
• Етиленгліколь (оксалат).
• Параацетальдегід (ацетат, хлорацетат).
• Саліцилати.
• Токсини, що викликають лактатний ацидоз: CO, ціаніди, залізо, ізоніазид.
• Толуол (спочатку високий аніонний проміжок, подальше виведення метаболітів нормалізує проміжок).
• Рабдоміоліз (рідко).

Нормальна аніонна щілина

• Шлунково-кишкові втрати НСО - (діарея, ілеостома, колостомія, кишкові фістули, використання іонообмінних смол).
• Уретеросигмоїдостомія, утерероілеальний дренаж.
• Втрати HCO3 через нирки
• Тубулоінтерстиціальна хвороба нирок.
• Нирковий канальцевий ацидоз, типи 1, 2, 4.
• Гіперпаратиреоз.
• Прийом ацетазоламіду, CaCl, MgSO4.

Інше

• Гіпоальдостеронізм.
• Гіперкаліємія.
• Парентеральне введення аргініну, лізину, NH3CI.
• Швидке введення NaCI.
• Толуол (пізні прояви)

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

Гіперхлоремічний метаболічний ацидоз

Причини гіперхлоремічного метаболічного ацидозу

• Екзогенне навантаження хлоридною кислотою, хлоридом амонію, хлоридом аргініну. Виникає при потраплянні в організм кислих розчинів (хлоридної кислоти, хлориду амонію, метіоніну).
• Втрата бікарбонатів або розрідження крові. Найчастіше спостерігається при шлунково-кишкових захворюваннях (важка діарея, панкреатична фістула, уретеросигмоїдостомія), коли позаклітинні бікарбонати заміщуються хлоридами (міліеквівалент на міліеквівалент), оскільки нирки утримують хлорид натрію, прагнучи підтримувати об'єм позаклітинної рідини. При цьому варіанті ацидозу аніонний інтервал (АГ) завжди відповідає нормальним значенням.
• Знижена секреція кислоти нирками. У цьому випадку також спостерігається порушення реабсорбції бікарбонату в нирках. Перераховані зміни розвиваються внаслідок порушення секреції H ⁺ у ниркових канальцях або при недостатній секреції альдостерону. Залежно від рівня порушення розрізняють проксимальний канальцевий ацидоз нирок (ПТА) (тип 2), дистальний канальцевий ацидоз нирок (ДТА) (тип 1) та канальцевий ацидоз 4 типу з недостатньою секрецією альдостерону або резистентністю до неї.

Метаболічний ацидоз проксимальних ниркових канальців (тип 2)

Основною причиною проксимального канальцевого ацидозу вважається порушення здатності проксимальних канальців максимально реабсорбувати бікарбонати, що призводить до посилення їх надходження в дистальну частину нефрона. У нормі проксимальні канальці реабсорбують всю відфільтровану кількість бікарбонату (26 мЕк/л), при проксимальному канальцевому ацидозі – менше, що призводить до виведення надлишку бікарбонату з сечею (сеча має лужну реакцію). Нездатність нирок повністю його реабсорбувати призводить до встановлення нового (нижчого) рівня бікарбонату в плазмі, що визначає зниження pH крові. Цей нововстановлений рівень бікарбонатів у крові тепер повністю реабсорбується ниркою, що проявляється зміною реакції сечі з лужної на кислу. Якщо за цих умов пацієнту ввести бікарбонат таким чином, щоб його значення в крові відповідали нормі, сеча знову стане лужною. Ця реакція використовується для діагностики проксимального канальцевого ацидозу.

Окрім дефекту реабсорбції бікарбонатів, у пацієнтів з проксимальним канальцевим ацидозом часто спостерігаються інші зміни функції проксимальних канальців (порушення реабсорбції фосфатів, сечової кислоти, амінокислот, глюкози). Концентрація K ⁺ у крові зазвичай нормальна або дещо знижена.

Основні захворювання, при яких розвивається проксимальний канальцевий ацидоз:

• Синдром Фанконі, первинний або в рамках генетичних сімейних захворювань (цистиноз, хвороба Вестфаля-Вільсона-Коновалова, тирозинемія тощо),
• гіперпаратиреоз;
• захворювання нирок (нефротичний синдром, множинна мієлома, амілоїдоз, синдром Гужеро-Шегрена, пароксизмальна нічна гемоглобінурія, тромбоз ниркової вени, кістозна хвороба нирок, після трансплантації нирки);
• прийом сечогінних засобів – ацетазоламіду тощо.

Дистальний канальцевий метаболічний ацидоз нирок (тип 1)

При дистальному канальцевому ацидозі нирок, на відміну від проксимального канальцевого ацидозу, здатність до реабсорбції бікарбонату не порушується, але спостерігається зниження секреції H ⁺ у дистальних канальцях, внаслідок чого pH сечі не знижується нижче 5,3, тоді як мінімальні значення pH сечі в нормі становлять 4,5-5,0.

Через порушення функції дистальних канальців пацієнти з дистальним канальцевим ацидозом нирок не здатні повністю виводити H ⁺, що призводить до необхідності нейтралізації іонів водню, що утворюються під час метаболізму, за рахунок бікарбонату плазми. В результаті рівень бікарбонату в крові найчастіше знижується дещо. Часто у пацієнтів з дистальним канальцевим ацидозом нирок ацидоз не розвивається, і цей стан називається неповним дистальним канальцевим ацидозом нирок. У цих випадках виведення H ⁺ відбувається повністю завдяки компенсаторній реакції нирок, що проявляється у підвищеному утворенні аміаку, який виводить надлишок іонів водню.

У пацієнтів з дистальним канальцевим ацидозом нирок зазвичай розвивається гіпокаліємія та пов'язані з нею ускладнення (затримка росту, схильність до нефролітіазу, нефрокальциноз).

Основними захворюваннями, при яких розвивається дистальний канальцевий ацидоз нирок, є:

• системні захворювання сполучної тканини (хронічний активний гепатит, первинний цироз печінки, тиреоїдит, фіброзуючий альвеоліт, синдром Гужеро-Шегрена);
• нефрокальциноз на тлі ідіопатичної гіперкальціурії; гіпертиреоз; інтоксикація вітаміном D; хвороба Вестфаля-Вільсона-Коновалова, хвороба Фабрі; захворювання нирок (пієлонефрит; обструктивна нефропатія; трансплантаційна нефропатія); вживання лікарських засобів (амфотерицин B, анальгетики; препарати літію).

Для диференціальної діагностики проксимального та дистального канальцевого ацидозу нирок використовуються навантажувальні проби з бікарбонатом та хлоридом амонію.

У пацієнта з проксимальним канальцевим ацидозом нирок pH сечі підвищується при введенні бікарбонату, але цього не відбувається у пацієнта з дистальним канальцевим ацидозом нирок.

Пробу з навантаженням хлоридом амонію (див. «Методи обстеження») проводять, якщо ацидоз помірний. Пацієнту вводять хлорид амонію в дозі 0,1 г/кг маси тіла. Протягом 4-6 годин концентрація бікарбонату в крові знижується на 4-5 мЕкв/л. У пацієнтів з дистальним канальцевим ацидозом нирок pH сечі залишається вище 5,5, незважаючи на зниження вмісту бікарбонату в плазмі; при проксимальному канальцевому ацидозі нирок, як і у здорових осіб, pH сечі знижується до менш ніж 5,5 (зазвичай нижче 5,0).

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

Канальний метаболічний ацидоз, спричинений недостатньою секрецією альдостерону (тип 4)

Гіпоальдостеронізм, а також порушення чутливості до альдостерону, вважаються причиною розвитку проксимального канальцевого ацидозу нирок, який завжди виникає при гіперкаліємії. Це пояснюється тим, що альдостерон у нормі збільшує секрецію як іонів K-, так і H-. Відповідно, при недостатній продукції цього гормону, навіть за умов нормальної СКФ, виявляється гіперкаліємія та порушення підкислення сечі. При обстеженні пацієнтів виявляється гіперкаліємія, що не відповідає ступеня ниркової недостатності, та підвищення pH сечі з порушенням реакції на навантаження хлоридом амонію (як при дистальному канальцевому ацидозі нирок).

Діагноз підтверджується виявленням низького рівня альдостерону та реніну в сироватці крові. Крім того, рівень альдостерону в сироватці крові не підвищується у відповідь на обмеження натрію або зменшення об'єму крові.

Представлений симптомокомплекс відомий як синдром селективного гіпоальдостеронізму або, коли одночасно виявляється знижене вироблення реніну нирками, як гіпоренінемічний гіпоальдостеронізм з гіперкаліємією.

Причини розвитку синдрому:

• ураження нирок, особливо на стадії хронічної ниркової недостатності,
• цукровий діабет,
• ліки – НПЗЗ (індометацин, ібупрофен, ацетилсаліцилова кислота), гепарин натрію;
• інволюційні зміни нирок та надниркових залоз у похилому віці.

Метаболічний ацидоз з високим аніонним розривом

AP (аніонний проміжок) – це різниця між концентраціями натрію та сумою концентрацій хлоридів та бікарбонату:

AP = [Na ⁺ ] - ([Cl~] + [HCO3]).

Na ⁺, Cl~, HCO3 _~ містяться в позаклітинній рідині в найвищих концентраціях. Зазвичай концентрація катіонів натрію перевищує суму концентрацій хлоридів та бікарбонатів приблизно на 9-13 мекв/л. Відсутність негативних зарядів зазвичай покривається негативно зарядженими білками крові та іншими невиміряними аніонами. Ця проміжок визначається як аніонний проміжок. Зазвичай аніонний проміжок становить 12±4 ммоль/л.

Коли в крові збільшується вміст невизначених аніонів (лактату, кетокислот, сульфатів), бікарбонат заміщується ними; відповідно, сума аніонів ([Cl~] + [НСO3 _~ ]) зменшується, а значення аніонного інтервалу збільшується. Таким чином, аніонний інтервал вважається важливим діагностичним показником, а його визначення допомагає встановити причини розвитку метаболічного ацидозу.

Метаболічний ацидоз, який спричинений накопиченням органічних кислот у крові, характеризується як метаболічний ацидоз з високим артеріальним тиском.

Причини розвитку метаболічного ацидозу з високим аніонним інтервалом:

• кетоацидоз (цукровий діабет, голодування, алкогольна інтоксикація);
• уремія;
• інтоксикація саліцилатами, метанолом, толуолом та етиленгліколем;
• лактатний ацидоз (гіпоксія, шок, отруєння чадним газом тощо);
• отруєння паральдегідом.

Кетоацидоз

Зазвичай розвивається при неповному окисленні вільних жирних кислот до CO2 _та води, що призводить до підвищеного утворення бета-гідроксимасляної та ацетооцтової кислот. Найчастіше кетоацидоз розвивається на тлі цукрового діабету. При нестачі інсуліну та підвищеному утворенні глюкагону посилюється ліполіз, що призводить до надходження вільних жирних кислот у кров. Одночасно збільшується утворення кетонових тіл у печінці (концентрація кетонів плазми перевищує 2 ммоль/л). Накопичення кетокислот у крові призводить до їх заміщення бікарбонатом та розвитку метаболічного ацидозу зі збільшеним аніонним проміжком. Подібний механізм виявляється також при тривалому голодуванні. У цій ситуації кетони заміщують глюкозу як основне джерело енергії в організмі.

Лактацидоз

Він розвивається при підвищеній концентрації молочної кислоти (лактату) та піровиноградної кислоти (пірувату) в крові. Обидві кислоти зазвичай утворюються під час метаболізму глюкози (цикл Кребса) та використовуються печінкою. За умов, що посилюють гліколіз, утворення лактату та пірувату різко зростає. Лактацидоз найчастіше розвивається при шоці, коли через зниження постачання тканин киснем в анаеробних умовах з пірувату утворюється лактат. Лактацидоз діагностується, коли в плазмі крові виявляється підвищений рівень лактату та ідентифікується метаболічний ацидоз з великим аніонним проміжком.

Ацидоз при отруєннях та інтоксикаціях

Інтоксикація лікарськими засобами (ацетилсаліцилова кислота, анальгетики) та такими речовинами, як етиленгліколь (компонент антифризу), метанол, толуол, також може призвести до розвитку метаболічного ацидозу. Джерелом H ⁺ у цих ситуаціях є саліцилова та щавлева кислоти (при отруєнні етиленгліколем), формальдегід та мурашина кислота (при інтоксикації метанолом). Накопичення цих кислот в організмі призводить до розвитку ацидозу та збільшення аніонної щілини.

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

Уремія

Тяжка ниркова недостатність, особливо її термінальна стадія, часто супроводжується розвитком метаболічного ацидозу. Механізм розвитку порушень кислотно-лужного балансу при нирковій недостатності є складним та різноманітним. Зі збільшенням тяжкості ниркової недостатності,

Початкові фактори, що спричинили метаболічний ацидоз, можуть поступово втрачати свою домінуючу роль, а в процес включаються нові фактори, які стають провідними.

Таким чином, при хронічній нирковій недостатності середнього ступеня основну роль у розвитку порушень кислотно-лужного балансу відіграє зниження загального виведення кислот через зменшення кількості функціонуючих нефронів. Аміаку недостатньо для видалення добової ендогенної продукції H ^+, що утворюється в паренхімі нирок, внаслідок чого частина кислот нейтралізується бікарбонатом (зміни, характерні для дистального канальцевого ацидозу нирок).

З іншого боку, на цій стадії хронічної ниркової недостатності може спостерігатися порушення здатності нирок реабсорбувати бікарбонат, що призводить до розвитку порушень кислотно-лужного балансу, таких як дистальний канальцевий ацидоз нирок.

При розвитку тяжкої ниркової недостатності (КФК близько 25 мл/хв) основним фактором розвитку ацидозу стає затримка органічних кислотних аніонів (сульфатів, фосфатів), що визначає розвиток ацидозу у пацієнтів з високим АТ.

Певний внесок у розвиток ацидозу також вносить гіперкаліємія, що розвивається при термінальній стадії ниркової недостатності (ТХНН), яка посилює порушення виділення кислоти внаслідок пригнічення утворення амонію з глутаміну.

Якщо у пацієнтів із хронічною нирковою недостатністю розвивається гіпоальдостеронізм, остання посилює всі прояви ацидозу внаслідок як ще більшого зниження секреції H ^+, так і гіперкаліємії.

Таким чином, при хронічній нирковій недостатності можуть спостерігатися всі варіанти розвитку метаболічного ацидозу: гіперхлоремічний ацидоз з нормокаліємією, гіперхлоремічний ацидоз з гіперкаліємією, ацидоз зі збільшенням аніонного інтервалу.

Симптоми метаболічного ацидозу

Симптоми та ознаки у важких випадках включають нудоту, блювання, сонливість, гіперпное. Діагноз ґрунтується на клінічних даних та вимірюваннях газів артеріальної крові та рівня електролітів у плазмі. Слід лікувати основну причину; якщо pH дуже низький, може бути показано внутрішньовенне введення NaHCO3.

Симптоми метаболічного ацидозу значною мірою залежать від основної причини. Легка ацидемія зазвичай протікає безсимптомно. Більш тяжка ацидемія (pH < 7,10) може викликати нудоту, блювання та втому. Симптоми також можуть виникати при вищих рівнях pH, якщо ацидоз розвивається швидко. Найбільш характерною ознакою є гіперпное (глибоке дихання з нормальною частотою), що відображає компенсаторне збільшення альвеолярної вентиляції.

Тяжка гостра ацидемія призводить до розвитку серцевої дисфункції з гіпотензією та шоком, шлуночковими аритміями, комою. Хронічна ацидемія спричиняє демінералізацію кісток (рахіт, остеомаляцію, остеопенію).

Діагностика метаболічного ацидозу

Визначення причини метаболічного ацидозу починається з визначення аніонної дефіциту.

Причина високого аніонного проміжку може бути клінічно очевидною (наприклад, гіповолемічний шок, пропущений сеанс гемодіалізу), але якщо причина невідома, слід провести аналізи крові для визначення рівня глюкози, азоту сечовини крові, креатиніну, лактату на наявність токсинів. Більшість лабораторій вимірюють саліцилати, рівень метанолу та етиленгліколю визначається не завжди, їх наявність можна припустити за наявністю осмолярного проміжку.

Розрахована осмолярність сироватки крові (2[Na] + [глюкоза]/18 + азот сечовини крові/2,8 + алкоголь крові/5) віднімається від виміряної осмолярності. Різниця більше 10 вказує на наявність осмотично активних речовин, якими у випадку ацидозу з високим аніонним проміжком є метанол або етиленгліколь. Хоча вживання етанолу може спричинити осмолярний проміжок та легкий ацидоз, його не слід вважати причиною значного метаболічного ацидозу.

Якщо аніонний інтервал знаходиться в межах норми і немає очевидної причини (наприклад, діареї), слід визначити рівень електролітів та розрахувати аніонний інтервал із сечею ([Na] + [K] - [Cl] зазвичай становить 30-50 мЕк/л, зокрема у пацієнтів зі шлунково-кишковими втратами). Збільшення свідчить про ниркові втрати HCO3.

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

Лікування метаболічного ацидозу

Лікування спрямоване на усунення основної причини. Гемодіаліз необхідний у випадках ниркової недостатності, а іноді й у випадках отруєння етиленгліколем, метанолом та саліцилатами.

Корекція ацидемії за допомогою NaHCO3 показана лише за певних обставин і є небезпечною за інших. Коли метаболічний ацидоз зумовлений втратою HCO3 або накопиченням неорганічних кислот (тобто нормальний ацидоз з аніонною дефіцитом), терапія HCO3 є досить безпечною та адекватною. Однак, коли ацидоз зумовлений накопиченням органічних кислот (тобто ацидоз з високою аніонною дефіцитом), дані щодо використання HCO3 суперечливі; у таких випадках немає доведеного покращення смертності та існують певні ризики.

При лікуванні початкового стану лактати та кетокислоти метаболізуються до HCO3, тому введення екзогенної HCO3 може призвести до надлишку та метаболічного алкалозу. У будь-якому стані HCO3 також може призвести до надлишку NaN, гіперволемії, гіпокаліємії та гіперкапнії, пригнічуючи дихальний центр. Більше того, оскільки HCO3 не проникає через клітинні мембрани, корекція внутрішньоклітинного ацидозу не відбувається, навпаки, може спостерігатися парадоксальне погіршення, оскільки частина введеної HCO3 перетворюється на CO2, який проникає в клітину та гідролізується до H та HCO3.

Альтернативою NaHCO3 є трометамін, аміноспирт, який зв'язує як метаболічні (H), так і дихальні (HCO3) кислоти; карбікарб, еквімолярна суміш NaHCO3 та карбонату (останній реагує з CO2 з утворенням O2); дихлорацетат, який стимулює окислення лактату. Однак ефективність цих речовин не доведена, і вони також можуть призвести до різних ускладнень.

Дефіцит калію, який часто спостерігається при метаболічному ацидозі, також слід коригувати пероральним або парентеральним введенням KCI.

Таким чином, лікування метаболічного ацидозу полягає в усуненні порушень, спричинених цим патологічним процесом, головним чином шляхом введення достатньої кількості бікарбонатів. Якщо причина метаболічного ацидозу усувається самостійно, лікування бікарбонатом не вважається необхідним, оскільки нормально функціонуючі нирки здатні самостійно відновлювати запаси бікарбонату в організмі протягом кількох днів. Якщо метаболічний ацидоз усунути неможливо (наприклад, хронічна ниркова недостатність), необхідне тривале лікування метаболічного ацидозу.