Органная регуляция КОС

1. Респираторные контрольные механизмы.

Изменение легочной вентиляции является одним из механизмов, обеспечивающих постоянство рН крови. Основная функция дыхательной системы, направленная на поддержание оптимального уровня напряжения кислорода и углекислого газа (рО₂ и рСО₂), обеспечивается тремя процессами – вентиляцией, перфузией и диффузией газов в легких. При прохождении крови через легкие в эритроцитах и плазме крови осуществляются следующие реакции

Рис.5. Химические реакции, протекающие в эритроцитах при газообмене в легких (По Р. Шмидту и Г. Ревсу и соавт., 1996).

При усиленном образовании и накоплении в организме ионов водорода бикарбонатная система связывает их с помощью бикарбоната натрия и переводит сильные кислоты в слабую угольную кислоту, которая диссоциирует на СО₂ и Н₂О. Углекислый газ выделяется с выдыхаемым воздухом. При удалении из крови углекислого газа в ней исчезает примерно эквивалентное число ионов водорода.

Избыток СО₂ или избыток ионов Н⁺ в крови главным образом действует непосредственно на дыхательный центр в головном мозге, что приводит к изменению вентиляцию. Ионы Н⁺ с трудом проходят через гемато-энцефалический барьер, в то время как СО₂ минует его с легкостью и в процессе взаимодействия с водой образует угольную кислоту, которая диссоциирует до ионов Н⁺ и НСО₃ˉ. Ион Н⁺ стимулирует дыхательный центр, вызывая повышение или снижение вентиляции.

Респираторный контроль рН является быстро срабатывающим механизмом, осуществляющимся в течение нескольких минут (максимально – от 12 до 24 часов). Хотя респираторный ответ оперативен, он не позволяет полностью вернуть рН к нормальному уровню, и эффективен только на 50-75%. Это означает, что, если рН падает до 7,4 - 7,0, респираторная система способна приблизить рН к значениям около 7,2 – 7,3. Это быстрое действие, однако, предотвращает значительные изменения рН от момента их возникновения до вступления в ответ более медленно реагирующих почек.

Как отмечалось, СО₂ легко пересекает гемато-энцефалический барьер, в отличие от замедленного перемещения НСО₃ˉ ионов. Таким образом, уровни в крови рН и ионов НСО₃ˉ снижаются более быстро, чем в ликворе. При метаболическом ацидозе, например, при котором имеет место первичное снижение НСО₃ˉ ионов, максимальный респираторный ответ отсрочен до 12-24 часов. Когда метаболические кислотно-основные нарушения скорректированы быстро, гипервентиляция может сохраняться из-за отсрочки корректировки в церебро-спинальной жидкости.

Рис.6. Респираторная регуляция КОС.

Таким образом при самопроизвольном дыхании адекватные изменения вентиляции регулируются дыхательным центром, который реагирует на изменения содержания ионов водорода и углекислого газа. В условиях гиперкапнии и ацидоза развивается тахипноэ и гипервентиляция, СО₂ выводится. При алкалозе возникает брадипноэ и гиповентиляция за счет снижения стимуляции дыхательного центра. Легочные механизмы обеспечивают временную компенсацию, так как при этом происходит смещение кривой диссоциации оксигемоглобина влево и уменьшается кислородная емкость артериальной крови.