Метаболитна ацидоза

Метаболитната ацидоза е нарушение на киселинно-алкалния баланс, проявяващо се с ниски стойности на pH на кръвта и ниски концентрации на бикарбонати в кръвта. В практиката на терапевта метаболитната ацидоза е едно от най-често срещаните нарушения на киселинно-алкалния баланс. Метаболитната ацидоза с висок и нормален анионен дефицит се разграничава в зависимост от наличието или отсъствието на неизмерени аниони в плазмата.

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

Причини метаболитна ацидоза

Причините включват натрупване на кетони и млечна киселина, бъбречна недостатъчност, лекарства или токсини (висока анионна разлика) и стомашно-чревни или бъбречни загуби на HCO3~ (нормална анионна разлика).

Развитието на метаболитна ацидоза се основава на два основни механизма: натоварване с H ⁺ (с излишен прием на киселина) и загуба на бикарбонати или използване на HCO3 _като буфер за неутрализиране на нелетливи киселини.

Повишеният прием на H ⁺ в организма с недостатъчна компенсация води до развитието на два вида метаболитна ацидоза: хиперхлоремична и ацидоза с висок анионен дефицит.

Този киселинно-алкален дисбаланс се развива в ситуации, при които източникът на повишен прием на H ⁺ в организма е солна киселина (HCl) - в резултат на това извънклетъчните бикарбонати се заместват от хлориди. В тези случаи повишаването на хлоридите в кръвта над нормалните стойности причинява еквивалентно намаляване на концентрацията на бикарбонати. Стойностите на анионната разлика не се променят и съответстват на нормалните стойности.

Ацидоза с висок анионен дефицит се развива, когато повишеният прием на H ⁺ йони в организма е причинен от други киселини (млечна киселина при лактатна ацидоза, кетонови киселини при захарен диабет и гладуване и др.). Тези органични киселини заместват бикарбонатите, което води до увеличаване на анионната празнина (AG). Увеличаването на анионната празнина с всеки meq/l ще доведе до съответно намаляване на концентрацията на бикарбонати в кръвта.

Важно е да се отбележи, че съществуват тесни връзки между киселинно-алкалния баланс и калиевата хомеостаза: с развитието на нарушения на киселинно-алкалния баланс се наблюдава преход на K ⁺ от извънклетъчното към вътреклетъчното пространство или обратно. С понижаване на pH на кръвта с всеки 0,10 единици, концентрацията на K ⁺ в кръвния серум се увеличава с 0,6 mmol/l. Например, при пациент с pH (кръв) 7,20, концентрацията на K ⁺ в кръвния серум се увеличава до 5,2 mmol/l. От своя страна, хиперкалиемията може да доведе до развитие на нарушения на киселинно-алкалния баланс. Високото съдържание на калий в кръвта причинява ацидоза поради намаляване на отделянето на киселини от бъбреците и инхибиране на образуването на амониев анион от глутамин.

Въпреки тесните връзки между киселинно-алкалния баланс и калия, неговите метаболитни нарушения не се проявяват ясно клинично, което е свързано с включването на такива допълнителни фактори, които влияят върху концентрацията на K ⁺ в кръвния серум, като състоянието на бъбреците, активността на протеиновия катаболизъм, концентрацията на инсулин в кръвта и др. Следователно, при пациент с тежка метаболитна ацидоза, дори при липса на хиперкалиемия, трябва да се предположи наличието на нарушения на калиевата хомеостаза.

Основни причини за метаболитна ацидоза

Висока анионна разлика

• Кетоацидоза (диабет, хроничен алкохолизъм, недохранване, гладуване).
• Лактатна ацидоза.
• Бъбречна недостатъчност.
• Токсини, метаболизирани в киселини:
• Метанол (формат).
• Етиленгликол (оксалат).
• Параацеталдехид (ацетат, хлороацетат).
• Салицилати.
• Токсини, причиняващи лактатна ацидоза: CO, цианид, желязо, изониазид.
• Толуен (първоначално висока анионна разлика, последващото отделяне на метаболити нормализира разликата).
• Рабдомиолиза (рядко).

Нормална анионна празнина

• Стомашно-чревни загуби на NSO - (диария, илеостомия, колостомия, чревни фистули, използване на йонообменни смоли).
• Уретеросигмоидостомия, уретероилеален дренаж.
• Бъбречни загуби на HCO3
• Тубулоинтерстициално бъбречно заболяване.
• Ренална тубулна ацидоза, типове 1, 2, 4.
• Хиперпаратиреоидизъм.
• Прием на ацетазоламид, CaCl, MgSO4.

Друго

• Хипоалдостеронизъм.
• Хиперкалиемия.
• Парентерално приложение на аргинин, лизин, NH3CI.
• Бързо приложение на NaCI.
• Толуен (късни прояви)

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

Хиперхлоремична метаболитна ацидоза

Причини за хиперхлоремична метаболитна ацидоза

• Екзогенно натоварване със солна киселина, амониев хлорид, аргинин хлорид. Възниква при попадане в тялото на киселинни разтвори (солна киселина, амониев хлорид, метионин).
• Загуба на бикарбонати или разреждане на кръвта. Най-често се наблюдава при стомашно-чревни заболявания (тежка диария, панкреатична фистула, уретеросигмоидостомия), когато извънклетъчните бикарбонати се заместват с хлориди (милиеквиваленти на милиеквиваленти), тъй като бъбреците задържат натриев хлорид, стремейки се да поддържат обема на извънклетъчната течност. При този вариант на ацидоза анионната разлика (AG) винаги съответства на нормалните стойности.
• Намалена киселинна секреция от бъбреците. В този случай се наблюдава и нарушена бъбречна реабсорбция на бикарбонат. Изброените промени се развиват поради нарушена секреция на H ⁺ в бъбречните тубули или при недостатъчна секреция на алдостерон. В зависимост от степента на увреждане се прави разлика между бъбречна проксимална тубулна ацидоза (ПТА) (тип 2), бъбречна дистална тубулна ацидоза (ДТА) (тип 1) и тубулна ацидоза тип 4 с недостатъчна секреция на алдостерон или резистентност към нея.

Проксимална бъбречна тубулна метаболитна ацидоза (тип 2)

Основната причина за проксималната тубулна ацидоза се счита за нарушение на способността на проксималните тубули максимално да реабсорбират бикарбонати, което води до повишения им поток в дисталната част на нефрона. Обикновено проксималните тубули реабсорбират цялото филтрирано количество бикарбонат (26 mEq/L), а при проксимална тубулна ацидоза - по-малко, което води до отделяне на излишния бикарбонат в урината (урината е алкална). Невъзможността на бъбреците да го реабсорбират напълно води до установяване на ново (по-ниско) ниво на бикарбонат в плазмата, което определя понижаването на pH на кръвта. Това новоустановено ниво на бикарбонати в кръвта вече се реабсорбира напълно от бъбреците, което се проявява с промяна в реакцията на урината от алкална към киселинна. Ако при тези условия на пациента се приложи бикарбонат, така че стойностите му в кръвта да съответстват на нормалните, урината отново ще стане алкална. Тази реакция се използва за диагностициране на проксимална тубулна ацидоза.

В допълнение към дефекта в реабсорбцията на бикарбонати, пациентите с проксимална тубулна ацидоза често имат и други промени във функцията на проксималните тубули (нарушена реабсорбция на фосфати, пикочна киселина, аминокиселини, глюкоза). Концентрацията на K ⁺ в кръвта обикновено е нормална или леко намалена.

Основните заболявания, при които се развива проксимална тубулна ацидоза:

• Синдром на Фанкони, първичен или в рамките на генетични семейни заболявания (цистиноза, болест на Вестфал-Уилсън-Коновалов, тирозинемия и др.),
• хиперпаратиреоидизъм;
• бъбречни заболявания (нефротичен синдром, множествен миелом, амилоидоза, синдром на Гугеро-Шьогрен, пароксизмална нощна хемоглобинурия, тромбоза на бъбречната вена, медуларна кистозна бъбречна болест, след бъбречна трансплантация);
• прием на диуретици - ацетазоламид и др.

Дистална бъбречна тубулна метаболитна ацидоза (тип 1)

При дистална бъбречна тубулна ацидоза, за разлика от проксималната тубулна ацидоза, способността за реабсорбция на бикарбонат не е нарушена, но се наблюдава намаляване на секрецията на H ⁺ в дисталните тубули, в резултат на което pH на урината не спада под 5,3, докато минималните стойности на pH на урината обикновено са 4,5-5,0.

Поради дисфункция на дисталните тубули, пациентите с дистална бъбречна тубулна ацидоза не са в състояние да отделят напълно H ⁺, което води до необходимостта от неутрализиране на образуваните по време на метаболизма водородни йони за сметка на плазмения бикарбонат. В резултат на това нивото на бикарбонат в кръвта най-често леко намалява. Често пациентите с дистална бъбречна тубулна ацидоза не развиват ацидоза и това състояние се нарича непълна дистална бъбречна тубулна ацидоза. В тези случаи отделянето на H ⁺ става напълно поради компенсаторната реакция на бъбреците, проявяваща се в повишено образуване на амоняк, който отстранява излишните водородни йони.

Пациентите с дистална бъбречна тубулна ацидоза обикновено развиват хипокалиемия и свързани с нея усложнения (забавяне на растежа, склонност към нефролитиаза, нефрокалциноза).

Основните заболявания, при които се развива дистална бъбречна тубулна ацидоза, са:

• системни заболявания на съединителната тъкан (хроничен активен хепатит, първична чернодробна цироза, тиреоидит, фиброзиращ алвеолит, синдром на Гугеро-Шьогрен);
• нефрокалциноза на фона на идиопатична хиперкалциурия; хипертиреоидизъм; интоксикация с витамин D; болест на Вестфал-Уилсън-Коновалов, болест на Фабри; бъбречни заболявания (пиелонефрит; обструктивна нефропатия; трансплантационна нефропатия); употреба на лекарства (амфотерицин В, аналгетици; литиеви препарати).

За диференциална диагноза на проксимална бъбречна тубулна ацидоза и дистална бъбречна тубулна ацидоза се използват натоварващи тестове с бикарбонат и амониев хлорид.

При пациент с проксимална бъбречна тубулна ацидоза, pH на урината се повишава с прилагането на бикарбонат, но това не се наблюдава при пациент с дистална бъбречна тубулна ацидоза.

Провежда се натоварващ тест с амониев хлорид (вижте „Методи на изследване“), ако ацидозата е умерена. На пациента се прилага амониев хлорид в доза от 0,1 g/kg телесно тегло. В рамките на 4-6 часа концентрацията на бикарбонат в кръвта намалява с 4-5 mEq/L. При пациенти с дистална бъбречна тубулна ацидоза pH на урината остава над 5,5, въпреки намаляването на съдържанието на бикарбонат в плазмата; при проксимална бъбречна тубулна ацидоза, както и при здрави индивиди, pH на урината намалява до под 5,5 (обикновено под 5,0).

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

Тубулна метаболитна ацидоза поради недостатъчна секреция на алдостерон (тип 4)

Хипоалдостеронизмът, както и нарушената чувствителност към алдостерон, се считат за причина за развитието на проксимална бъбречна тубулна ацидоза, която винаги се проявява при хиперкалиемия. Това се обяснява с факта, че алдостеронът обикновено увеличава секрецията както на K-, така и на H-йони. Съответно, при недостатъчно производство на този хормон, дори при условия на нормална бъбречна пулсация (SCF), се откриват хиперкалиемия и нарушена киселинност на урината. При преглед на пациенти се открива хиперкалиемия, която не съответства на степента на бъбречна недостатъчност, и повишаване на pH на урината с нарушен отговор на натоварване с амониев хлорид (както при дистална бъбречна тубулна ацидоза).

Диагнозата се потвърждава чрез откриване на ниски нива на серумния алдостерон и ренин. Освен това, серумните нива на алдостерон не се повишават в отговор на ограничаване на натрия или обемно изчерпване.

Представеният симптомен комплекс е известен като синдром на селективен хипоалдостеронизъм или, когато едновременно се установи намалено производство на ренин от бъбреците, като хипоренинемичен хипоалдостеронизъм с хиперкалиемия.

Причини за развитието на синдрома:

• увреждане на бъбреците, особено в стадий на хронична бъбречна недостатъчност,
• захарен диабет,
• лекарства - НСПВС (индометацин, ибупрофен, ацетилсалицилова киселина), натриев хепарин;
• инволюционни промени в бъбреците и надбъбречните жлези в напреднала възраст.

Метаболитна ацидоза с висока анионна разлика

AP (анионна празнина) е разликата между концентрациите на натрий и сумата от концентрациите на хлориди и бикарбонат:

АР = [Na ⁺ ] - ([Cl~] + [HCO3]).

Na ⁺, Cl~, HCO3 _~ се намират в извънклетъчната течност в най-високи концентрации. Обикновено концентрацията на натриев катион надвишава сумата от концентрациите на хлорид и бикарбонат с приблизително 9-13 meq/l. Липсата на отрицателни заряди обикновено се покрива от отрицателно заредени кръвни протеини и други неизмерени аниони. Тази празнина се определя като анионна празнина. Обикновено анионната празнина е 12±4 mmol/l.

Когато неоткриваемите аниони (лактат, кетокиселини, сулфати) се увеличат в кръвта, бикарбонатът се замества от тях; съответно, сумата от анионите ([Cl~] + [НСO3 _~ ]) намалява и стойността на анионната празнина се увеличава. По този начин, анионната празнина се счита за важен диагностичен показател и определянето ѝ помага да се установят причините за развитието на метаболитна ацидоза.

Метаболитната ацидоза, която се причинява от натрупването на органични киселини в кръвта, се характеризира като метаболитна ацидоза с високо кръвно налягане (AP).

Причини за развитие на метаболитна ацидоза с висока анионна разлика:

• кетоацидоза (захарен диабет, гладуване, алкохолна интоксикация);
• уремия;
• интоксикация със салицилати, метанол, толуен и етиленгликол;
• лактатна ацидоза (хипоксия, шок, отравяне с въглероден оксид и др.);
• отравяне с паралдехид.

Кетоацидоза

Обикновено се развива при непълно окисление на свободните мастни киселини до CO2 _и вода, което води до повишено образуване на бета-хидроксимаслена и ацетооцетна киселина. Най-често кетоацидозата се развива на фона на захарен диабет. При липса на инсулин и повишено образуване на глюкагон се увеличава липолизата, което води до навлизане на свободни мастни киселини в кръвта. Едновременно с това се увеличава образуването на кетонни тела в черния дроб (концентрацията на плазмените кетони надвишава 2 mmol/l). Натрупването на кетокиселини в кръвта води до заместването им с бикарбонат и развитието на метаболитна ацидоза с увеличена анионна разлика. Подобен механизъм се разкрива и при продължително гладуване. В тази ситуация кетоните заместват глюкозата като основен източник на енергия в организма.

Лактатна ацидоза

Развива се при повишени концентрации на млечна киселина (лактат) и пирувинова киселина (пируват) в кръвта. И двете киселини обикновено се образуват по време на глюкозния метаболизъм (цикъл на Кребс) и се използват от черния дроб. При състояния, които повишават гликолизата, образуването на лактат и пируват рязко се увеличава. Лактатната ацидоза се развива най-често при шок, когато поради намалено снабдяване с кислород на тъканите при анаеробни условия, от пируват се образува лактат. Лактатната ацидоза се диагностицира, когато се открият повишени нива на лактат в кръвната плазма и се идентифицира метаболитна ацидоза с голяма анионна празнина.

Ацидоза при отравяне и интоксикация

Интоксикацията с лекарства (ацетилсалицилова киселина, аналгетици) и вещества като етиленгликол (компонент на антифриза), метанол, толуен също може да доведе до развитие на метаболитна ацидоза. Източник на H ⁺ в тези ситуации е салициловата и оксалова киселина (при отравяне с етиленгликол), формалдехидът и мравчената киселина (при интоксикация с метанол). Натрупването на тези киселини в организма води до развитие на ацидоза и увеличаване на анионната празнина.

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

Уремия

Тежката бъбречна недостатъчност и особено нейният терминален стадий често са съпроводени с развитие на метаболитна ацидоза. Механизмът на развитие на нарушения на киселинно-алкалния баланс при бъбречна недостатъчност е сложен и разнообразен. С увеличаване на тежестта на бъбречната недостатъчност,

Първоначалните фактори, причинили метаболитна ацидоза, могат постепенно да загубят доминиращата си роля, а в процеса се включват нови фактори, които стават водещи.

По този начин, при умерена хронична бъбречна недостатъчност, основната роля в развитието на нарушения на киселинно-алкалния баланс играе намаляването на общото отделяне на киселини поради намаляване на броя на функциониращите нефрони. Няма достатъчно амоняк, за да се отстрани ежедневното ендогенно производство на H ^+, образуван в бъбречния паренхим, в резултат на което част от киселините се неутрализират от бикарбонат (промени, характерни за дисталната тубулна ацидоза на бъбреците).

От друга страна, на този етап от хроничната бъбречна недостатъчност може да има нарушение в способността на бъбреците да реабсорбират бикарбонат, което води до развитие на нарушения на киселинно-алкалния баланс, като например дистална тубулна ацидоза на бъбреците.

С развитието на тежка бъбречна недостатъчност (SCF около 25 ml/min), основен фактор за развитието на ацидоза става задържането на органични киселинни аниони (сулфати, фосфати), което определя развитието на ацидоза при пациенти с високо кръвно налягане (АН).

Известен принос за развитието на ацидоза има и хиперкалиемията, развиваща се при терминална бъбречна недостатъчност (ТБН), която влошава нарушеното отделяне на киселина поради инхибиране на образуването на амоний от глутамин.

Ако при пациенти с хронична бъбречна недостатъчност се развие хипоалдостеронизъм, последният засилва всички прояви на ацидоза поради още по-голямо намаляване на секрецията на H ⁺ и хиперкалиемия.

По този начин, при хронична бъбречна недостатъчност могат да се наблюдават всички варианти на развитие на метаболитна ацидоза: хиперхлоремична ацидоза с нормокалиемия, хиперхлоремична ацидоза с хиперкалиемия, ацидоза с увеличена анионна разлика.

Симптоми метаболитна ацидоза

Симптомите и признаците в тежките случаи включват гадене, повръщане, сънливост, хиперпнея. Диагнозата се основава на клинични находки и измервания на газове в артериалната кръв и нива на електролити в плазмата. Трябва да се лекува основната причина; ако pH е много ниско, може да се посочи интравенозен NaHCO3.

Симптомите на метаболитна ацидоза зависят до голяма степен от основната причина. Леката ацидемия обикновено е асимптоматична. По-тежката ацидемия (pH < 7,10) може да причини гадене, повръщане и умора. Симптомите могат да се появят и при по-високи нива на pH, ако ацидозата се развие бързо. Най-характерният признак е хиперпнея (дълбоко дишане с нормална честота), отразяваща компенсаторно увеличение на алвеоларната вентилация.

Тежката остра ацидемия предразполага към развитие на сърдечна дисфункция с хипотония и шок, камерни аритмии, кома. Хроничната ацидемия причинява костна деминерализация (рахит, остеомалация, остеопения).

Диагностика метаболитна ацидоза

Идентифицирането на причината за метаболитна ацидоза започва с определяне на анионната празнина.

Причината за висока анионна празнина може да е клинично очевидна (напр. хиповолемичен шок, пропусната хемодиализна сесия), но ако причината е неизвестна, трябва да се направят кръвни изследвания за определяне на глюкоза, урейен азот в кръвта, креатинин, лактат за токсини. Повечето лаборатории измерват салицилати, нивата на метанол и етиленгликол не винаги се определят, тяхното наличие може да се предположи по наличието на осмоларна празнина.

Изчислената серумна осмоларност (2[Na] + [глюкоза]/18 + урея в кръвта/2,8 + алкохол в кръвта/5) се изважда от измерената осмоларност. Разлика над 10 показва наличието на осмотично активни вещества, които в случай на ацидоза с висока анионна празнина са метанол или етиленгликол. Въпреки че поглъщането на етанол може да причини осмоларна празнина и лека ацидоза, то не трябва да се счита за причина за значителна метаболитна ацидоза.

Ако анионната разлика е в нормални граници и няма очевидна причина (напр. диария), трябва да се определят нивата на електролитите и да се изчисли анионната разлика в урината ([Na] + [K] - [Cl] е нормално 30-50 mEq/L, включително при пациенти със стомашно-чревни загуби). Увеличението предполага бъбречни загуби на HCO3.

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

Лечение метаболитна ацидоза

Лечението е насочено към коригиране на основната причина. Хемодиализата е необходима в случаи на бъбречна недостатъчност, а понякога и в случаи на отравяне с етиленгликол, метанол и салицилати.

Корекцията на ацидемията с NaHCO3 е показана само при определени обстоятелства и е опасна при други. Когато метаболитната ацидоза се дължи на загуба на HCO3 или натрупване на неорганични киселини (т.е. нормална ацидоза с анионна празнина), терапията с HCO3 е сравнително безопасна и адекватна. Когато обаче ацидозата се дължи на натрупване на органични киселини (т.е. ацидоза с висока анионна празнина), данните за употребата на HCO3 са противоречиви; в такива случаи няма доказано подобрение в смъртността и са налице определени рискове.

При лечението на началното състояние, лактатите и кетокиселините се метаболизират до HCO3, така че въвеждането на екзогенен HCO3 може да доведе до излишък и метаболитна алкалоза. Във всяко състояние, HCO3 може също да доведе до излишък на NaN, хиперволемия, хипокалиемия и хиперкапния, чрез потискане на дихателния център. Освен това, тъй като HCO3 не прониква през клетъчните мембрани, не се наблюдава корекция на вътреклетъчната ацидоза, а напротив, може да се наблюдава парадоксално влошаване, тъй като част от въведения HCO3 се превръща в CO2, който прониква в клетката и се хидролизира до H и HCO3.

Алтернатива на NaHCO3 е трометаминът, аминоалкохол, който свързва както метаболитните (H), така и дихателните (HCO3) киселини; карбикарб, еквимоларна смес от NaHCO3 и карбонат (последният реагира с CO2, за да образува O2); дихлороацетат, който стимулира окислението на лактата. Ефективността на тези вещества обаче не е доказана и те могат да доведат до различни усложнения.

Калиев дефицит, който често се наблюдава при метаболитна ацидоза, също трябва да се коригира чрез перорално или парентерално приложение на KCI.

Следователно, лечението на метаболитна ацидоза се състои в елиминиране на нарушенията, причинени от този патологичен процес, главно чрез прилагане на адекватно количество бикарбонати. Ако причината за метаболитна ацидоза се елиминира сама, лечението с бикарбонат не се счита за необходимо, тъй като нормално функциониращите бъбреци са способни сами да възстановят запасите от бикарбонат в организма в рамките на няколко дни. Ако метаболитната ацидоза не може да бъде елиминирана (например, хронична бъбречна недостатъчност), е необходимо дългосрочно лечение на метаболитна ацидоза.