Углекислота переходит из тканей в кровь и из крови в альвеолы, диффундируя из области с более высоким парциальным давлением в область с более низким давлением. Давление углекислоты в тканях составляет около 60, в венозной крови – около 47, а в альвеолах – около 35 мм рт. ст. Парциальное давление углекислоты в артериальной крови равно около 41 мм рт. ст., так что кровь содержит много углекислоты и после того, как она прошла через легкие. Превращение углекислоты в угольную кислоту в капиллярах тканей и обратное превращение угольной кислоты в углекислоту ускоряется примерно в 1500 раз особым ферментом, называемым угольной ангидразой.
Когда процесс нормального удаления углекислоты легкими нарушается, например при воспалении легких, ее концентрация (фактически концентрация бикарбонатов и угольной кислоты) в крови возрастает, и такое состояние крови называется ацидозом. Это не означает, что кровь действительно становится кислой (ее реакция все еще остается несколько щелочной); просто происходит уменьшение щелочного резерва крови (главным образом натрия). Когда щелочной резерв крови оказывается исчерпанным, кровь уже не может сохранять щелочную реакцию, ее рН изменяется, и клетки тканей погибают от воздействия кислой крови. Ацидоз наблюдается также при диабете. Здесь, однако, это связано не с недостаточным удалением углекислоты легкими, а с избыточным образованием кислот тканями вследствие нарушенного обмена углеводов.
Кислотно-щелочное равновесие
Кислотно-щелочное равновесие (КЩР, кислотно-основное состояние, кислотно-щелочной баланс, равновесие кислот и оснований) – относительное постоянство концентрации водородных ионов во внутренних средах организма, обеспечивающее полноценность метаболических процессов, протекающих в клетках и тканях.
Обмен веществ и энергии в тканях нуждается в непрерывном поступлении кислорода и выведении углекислоты, образующейся в результате метаболических превращений веществ. Кислород в клетки и углекислота из клеток переносятся кровью, которая является важнейшим компонентом внутренней среды организма. Помимо углекислоты кровь содержит и другие кислые продукты, например молочную, бета-оксимасляную кислоты, а также основания. Реакция жидкостей организма зависит от соотношения в них кислот и оснований; состоянию КЩР соответствует величина рН крови в диапазоне от 7,37 до 7,44; в эритроцитах рН составляет 7,19 ± 0,02 и отличается от рН крови на 0,2 единицы рН. Колебания рН крови, выходящие за диапазоны нормальных значений, свидетельствуют о патологических изменениях обмена веществ (метаболические ацидоз и алкалоз) или дыхания (респираторные ацидоз и алкалоз).
Для поддержания КЩР в организме существуют эффективные системы, способные обеспечить выведение или нейтрализацию водородных ионов (ионов Н+) при их избытке или задержку ионов Н+ в организме при их дефиците. К таким системам относятся: буферные системы крови, дыхательная система (легкие) и выделительная система (почки).
Нарушения кислотно-щелочного равновесия. В тех случаях, когда компенсаторные механизмы организма не могут предотвратить нарушения КЩР, развиваются два патологических состояния, противоположных по своей направленности: ацидоз и алкалоз. При ацидозе концентрация ионов Н+ выше нормы; при этом рН крови ниже нормы. При уменьшении концентрации ионов Н+ и соответственном повышении значения рН крови развивается алкалоз. Состояния, при которых рН ниже 6,8 и выше 8,0, не совместимы с жизнью. Однако на практике такие значения рН крови, как 6,8 и 8,0, не наблюдаются.
Ацидоз и алкалоз могут возникнуть вследствие различных причин, но в основном к нарушению КЩР приводят три патологических процесса: нарушение выведения углекислого газа легкими, избыточное образование кислых продуктов в тканях и нарушение выведения из организма оснований с мочой, по́том и др. Однако на практике простые формы расстройства КЩР встречаются реже, чем комбинированные, обусловленные воздействием различных факторов.
Исследование КЩР проводят в артериальной, венозной или капиллярной крови. Застой крови при ее взятии должен быть минимальным и как можно менее продолжительным. В том случае, если для исследования нужна венозная кровь, руку пациента перед взятием крови согревают около 20 мин. при 45°. Параметры, определяющие КЩР, представлены в таблице.
Таблица 9
Параметры, определяющие состояние кислотно-щелочного равновесия, и их величины в норме
Интегральным показателем состояния КЩР может служить рН крови. Величина рН крови измеряется потенциометрически с использованием специальных рН-метров. В клинике определяют так называемый актуальный, или истинный, рН, который представляет собой рН цельной крови или плазмы, и метаболический рН, то есть рН крови или плазмы крови после соотнесения его величины с величиной рСО2. У здоровых лиц величина актуального и метаболического рН одинакова. При метаболическом ацидозе величина метаболического рН ниже, чем величина актуального рН, при респираторном ацидозе – выше. При метаболическом алкалозе величина метаболического рН выше величины актуального рН, а при респираторном алкалозе – ниже.
Часть II Исследование мочи
Не все отходы удаляются из организма именно почками, но почки – органы единственной системы тела, занятой главным образом удалением ненужных веществ. Все другие органы, которые также действуют как «уборщики отходов», находятся в других системах: легкие (удаляют углекислый газ, лишнее тепло и воду), кожа (удаляет лишнее тепло, воду, углекислый газ, соли и немного мочевины) и желудочно-кишечный тракт (удаляет твердые отходы, воду, углекислый газ, соли и лишнее тепло).
Более примитивные организмы просто выделяют продукты метаболизма постоянно, но мы имеем мочевой пузырь, чтобы накапливать мочу, пока не представится социально приемлемая возможность избавиться от нее, через уретру (мочевыводящий канал), которая является небольшой трубкой, идущей от мочевого пузыря до внешнего мира.
Почки – главный орган выделительной системы организма, в них образуется моча. Так называемая первичная моча, или клубочковый фильтрат, по составу практически не отличается от плазмы крови, в ней не хватает только белков. Поэтому природа предусмотрела второй этап – реабсорбцию, или обратное всасывание, растворенных в первичной моче веществ и образование конечной мочи. Этот процесс происходит в канальцах почек и позволяет вернуть в организм до 98 % почечного фильтрата. Если бы не реабсорбция, наш организм сам обезводил бы себя за каких-то 22–25 минут!
Конечная моча состоит из воды на 96 % и содержит: конечные продукты обмена веществ (мочевину, мочевую кислоту, пигменты и т. д.), растворенные в ней минеральные соли и определенное число клеточных элементов крови и эпителия мочевыводящих органов.
Прежде всего по характеристикам мочи можно судить о состоянии мочеполовой системы человека. Кроме того, исследование мочи помогает диагностировать ряд заболеваний внутренних органов и дисфункций эндокринной системы.
Мочу для анализа, в отличие от крови, обычно собирает сам пациент. Перед сдачей анализа нет необходимости соблюдать какую-то особую диету, но следует быть умеренным в потреблении минеральной воды, сладостей и ярко окрашенных продуктов и не подвергать себя чрезмерным физическим нагрузкам. Женщинам нельзя сдавать мочу на анализ во время менструаций.
Для исследования собирают всю порцию утренней мочи после тщательного туалета половых органов. Женщинам необходимо использовать для этого мыльный раствор с последующим обмыванием чистой водой.
Мочу собирают в чистую сухую посуду, хорошо отмытую от моющих и дезинфицирующих средств, или в специально предназначенный для этого разовый контейнер.
Чтобы исключить попадание в пробу элементов воспаления в мочеиспускательном канале и наружных половых органах, сначала требуется выпустить небольшую порцию мочи и лишь затем собрать в банку ее необходимое количество. Для проведения полноценного лабораторного исследования необходимо около 100 мл мочи.
Чтобы на точность анализов не повлияли факторы внешней среды, исследования следует проводить не позднее чем через 2 часа после получения материала. В лаборатории оценят общие свойства мочи (цвет, прозрачность, запах), ее физико-химические качества (объем, относительную плотность, кислотность) и морфологический состав полученного осадка.
Глава 8 Общие характеристики мочи
Цвет мочи у здоровых людей обычно бывает соломенно-желтым. Он может меняться в красноватый (из-за наличия гемоглобина) или в коричневый, обусловленный желчными пигментами (для уточнения достаточно взболтать пробу: желтая пена сразу скажет о наличии желчных пигментов). Молочно-белый оттенок сигнализирует о наличии капель жира, гноя или неорганического фосфора. Очень светлая и слабо окрашенная моча бывает при полиурии.
Чтобы на точность анализов не повлияли факторы внешней среды, исследования следует проводить не позднее чем через 2 часа после получения материала. В лаборатории оценят общие свойства мочи (цвет, прозрачность, запах), ее физико-химические качества (объем, относительную плотность, кислотность) и морфологический состав полученного осадка.
Глава 8 Общие характеристики мочи
Цвет мочи у здоровых людей обычно бывает соломенно-желтым. Он может меняться в красноватый (из-за наличия гемоглобина) или в коричневый, обусловленный желчными пигментами (для уточнения достаточно взболтать пробу: желтая пена сразу скажет о наличии желчных пигментов). Молочно-белый оттенок сигнализирует о наличии капель жира, гноя или неорганического фосфора. Очень светлая и слабо окрашенная моча бывает при полиурии.
Запах мочи особого диагностического значения не имеет. Свежевыделенная моча обычно бывает без запаха. Если у больного сахарным диабетом в моче появились кетоновые тела, моча приобретает характерный «яблочный» запах.
Прозрачность. У здоровых людей моча прозрачная, т. к. все составные части находятся в растворе. Если моча в момент выделения уже мутная, это обусловлено присутствием большого количества клеточных элементов, солей, бактерий, жира.
Глава 9 Физико-химические характеристики мочи
Количество мочи
Количество мочи, выделяемой за сутки взрослым здоровым человеком (диурез), колеблется от 1000 до 2000 мл – это примерно 50–80 % от принятой за это время жидкости. На суточный диурез влияет не только состояние собственно аппарата мочеиспускания, но и ряд внепочечных факторов.
Состояние, при котором диурез превышает 2 л, именуется полиурией и отмечается при обильном питье, сахарном и несахарном диабете и у больных нефросклерозом.
При выделении за сутки менее 500 мл мочи говорят об олигурии, которая может быть вызвана острой почечной недостаточностью, остром диффузном гломерулонефрите и общем ухудшении кровообращения.
Анурия, или полное отсутствие выделения мочи, наблюдается при тяжелых поражениях почек, острой почечной недостаточности, перитоните, отравлениях или закупорке мочевыводящих путей камнем или опухолью.
Изменение как объема, так и состава мочи также может сопровождать переохлаждение и физическое или психическое перенапряжение.
Относительная плотность мочи
Относительная плотность мочи (удельный вес) определяется концентрацией растворенных в ней веществ (белка, глюкозы, мочевины, солей натрия и др.). Показатели плотности утренней мочи, равные или превышающие 1,018, говорят о нормальной концентрационной активности почек и исключают необходимость более специфических проб.
Экстремально высокие или низкие цифры требуют дальнейшего обследования. Чаще всего низкая относительная плотность является следствием полиурии, а высокая (при объеме утренней мочи 200 мл и больше) – глюкозурии.
Реакция мочи (рН)
Реакция мочи (рН) определяется с использованием индикаторных тест-полосок. У здоровых людей она составляет 5,00–7,00 и существенно меняется при: сахарном диабете, лихорадочных состояниях и мясной диете, способствующих ее подкислению. Слабощелочная реакция мочи (больше 7,00) скорее всего говорит о гематурии, рассасывании отеков, заболеваниях почек или строго вегетарианской диете.
Белок в моче
Белок в моче. Обнаруживается у больных с поражениями почек и (или) мочевыводящих путей. При резком повышении проницаемости почечного фильтра (нефротический синдром) концентрация белка в моче возрастает (это называется протеинурией) и может дойти до 100 г/л.
У здорового человека концентрация белка в моче не превышает 0,002 г/л – такие количества не выявляются в разовых порциях мочи теми методами, которые используют на данное время.
Как правило, степень патологии почек напрямую влияет на степень протеинурии: чем выше концентрация белка в моче, тем дальше зашел патологический процесс и тем не благоприятнее будет прогноз. Для уточнения степени протеинурии прибегают к исследованию суточной мочи, т. е. материала, собранного больным за сутки. По количеству белка в суточной моче различают три степени протеинурии:
• слабо выраженную – 0,1–0,3 г/сут.;
• умеренную – менее 1 г/сут.;
• выраженную – 1–3 г/сут и более.
Для больных сахарным диабетом выделили «пограничную зону» протеинурии – так называемую микроальбуминурию. В силу специфического поражения почек при диабете появление в моче микроальбуминов считается признаком обратимой стадии патологии, которую еще можно ликвидировать посредством медикаментозной терапии. Поэтому для диабетиков верхней границей нормы концентрации белка в моче считается 0,0002 г/л (20 мкг/л) и 0,0003 г/сут. (30 мкг/сут.).
Глюкоза в моче
Глюкоза в моче. Точно так же, как и белок, она не обнаруживается обычными методами исследования в моче у здоровых людей. Ее выявляют лишь при потреблении избыточных количеств углеводов с пищей, психоэмоциональном стрессе или под влиянием некоторых медикаментов. Во всех этих случаях концентрация глюкозы в крови превышает так называемый почечный порог (9,99 ммоль/л).
Появление глюкозы в моче – глюкозурия – сигнализирует о нарушении работы ряда эндокринных органов: например, инсулярного аппарата поджелудочной железы (сахарный диабет) или щитовидной железы (базедова болезнь).
Если в моче обнаружена глюкоза, пациента обязательно надо отправить на дальнейшее обследование по подозрению на сахарный диабет и первым делом определить уровень содержания глюкозы в крови. В зависимости от того, какая лаборатория занималась исследованием мочи пациента, полученные данные могут быть выражены в ммоль/л или в %. Для пересчета этих значений можно использовать формулы:
• глюкоза в моче (%) = [глюкоза в моче (ммоль/л) × 18]: 1000;
• глюкоза в моче (ммоль/л) = [глюкоза в моче (%): 18] × 1000.
Более точные данные можно получить, определив суточную потерю глюкозы с мочой. Это бывает необходимо для оценки эффективности проводимого лечения.
Кетоновые тела
Кетоновые тела чаще всего присутствуют в моче при тяжело протекающем сахарном диабете, иногда при черепно-мозговой травме, кровоизлиянии в мозг, а также безуглеводной диете и голодании.
При диабете резкое увеличение концентрации кетоновых тел может закончиться кетоацидотической комой – одним из наиболее опасных осложнений данной патологии.
Обычно результат определения кетоновых тел в моче выражают полуколичественно: слабоположительная реакция (+); положительная реакция (+ +) и (+ + +); резко положительная – (+ + + +).
Содержание пигментов в моче
Билирубин. Не обнаруживается в моче у практически здоровых людей, но появляется в случаях механической желтухи и воспалительных процессов в печени.
Уробилин. В свежевыпущенной моче содержится уробилиноген, при стоянии превращающийся в уробилин. У здорового человека уробилин содержится в моче в следовых количествах, и за сутки его выделяется не больше 6 мг (у детей – 2 мг).
Все вместе эти тела носят название уробилиноидов и являются производными билирубина, выделившегося с желчью и подвергшегося действию ферментов клеток кишечника и обитающих в кишечнике бактерий.
Выявление уробилина в количествах, превышающих норму, имеет важное значение при диагностике заболеваний печени и предполагает уточнение диагноза посредством биохимических, иммунологических и прочих анализов. Уробилинурия может колебаться от слабо положительной (+) до резко положительной (+ + +) и выявляется при:
• острых и хронических воспалительных процессах в печени;
• закупорке желчевыводящих путей камнем, опухолью или паразитами;
• выраженном гемолизе – массовом разрушении эритроцитов в крови при гемолитической анемии.
Глава 10 Исследование осадка мочи под микроскопом
В осадке мочи могут присутствовать клетки крови (эритроциты и лейкоциты), эпителия мочеполового тракта, сперматозоиды, а также чужеродные клетки (бактериальные, грибковые, паразитарные, раковые) и осадок солей. Кроме того, при микроскопировании осадка мочи могут быть обнаружены так называемые цилиндры, т. е. слепки почечных канальцев.
При морфологическом исследовании осадка мочи здорового человека в поле зрения микроскопа обнаруживаются единичные эритроциты, 0–2 лейкоцита, 0–3 эпителиальные клетки и до 50 000 бактерий на 1 мл мочи. Цилиндры отсутствуют. В 1 мл суточной мочи, исследованной по методу Нечипоренко, в норме обнаруживается до 4000 лейкоцитов, до 1000 эритроцитов, 0–1 цилиндр.
Увеличение количества лейкоцитов (лейкоцитурия) говорит об инфекционно-воспалительном процессе в почках и мочевыводящих путях. Если количество лейкоцитов в поле зрения превышает 60, говорят о пиурии.