6. Дослідження кислотно-основного балансу

Кислотно-основним балансом називається співвідношення концентрації водневих і гідроксильних іонів у біологічних середовищах. Іони водню створюють кислу реакцію середовища, а гідроксильні іони та інші компоненти – лужну.

Основними буферними системами організму є гідрокарбонатна, фосфатна, білкова і гемоглобінова. Серед буферних систем плазми крові найважливішу роль відіграє гідрокарбонатний буфер (Н₂СО₃ : NaHCO₃).

6.1. Визначення лужного резерву крові дифузійним методом

за допомогою здвоєних колб (за Кондрахіним І.П.)

Принцип методу. В одній половині колби плазма крові обробляється сірчаною кислотою, внаслідок чого виділяється вуглекислий газ, який знаходиться в складі бікарбонатів. Вуглекислий газ, що виділяється, поглинається розчином натрію гідроокису, який міститься у другій половині колби. Надлишок NaOH, що не прореагував з вуглекислим газом, і частину натрію вуглекислого (Na₂CO₃), який утворився у процесі поглинання СО₂, відтитровують розчином сірчаної кислоти. За часткою зв’язаного початкового NaOH визначають кількість виділеного з плазми крові СО₂, яка еквівалентна вмісту гідрокарбонатів (NaHCO₃).

Обладнання: здвоєні колби з гумовими пробками (30 шт. і більше); мікробюретки на 2 і 5 мл; центрифужні пробірки з товстого скла.

Реактиви: 1) 0,1 н (0,05 моль/л) розчин сірчаної кислоти (готують із фіксаналу);

2) 0,02 н (0,01 моль/л) (точно) розчин сірчаної кислоти (готують із 0,1 н розчину сірчаної кислоти);

3) 0,1 н розчин натрію гідроокису, чда;

4) 0,02 н (0,02 моль/л) розчин натрію гідроокису (готують із 0,1 н (0,1 моль/л) розчину NaOH). Титр цього розчину перевіряють перед дослідженням і доводять до потрібної величини;

5) 5 %-ний розчин сірчаної кислоти, хч, чда;

6) 1 %-ний спиртовий розчин фенолфталеїну, чда.

Похибка методу ± 3 %.

Хід визначення. У центрифужні пробірки вносять 0,5–1 мл вазелінового масла, 1–2 краплі 1 %-ного розчину гепарину. Кров беруть із яремної вени у підготовлену пробірку, закривають пробкою, обережно перемішують і центрифугують при 3000 об/хв протягом 20 хв. Плазму крові зберігають у холодильнику при температурі +4 °С під вазеліновим маслом.

За кількістю проб крові, враховуючи паралельні дослідження, підбирають здвоєні колби і не менше трьох здвоєних колб залишають для контролю. Точність результатів усієї серії досліджень залежить від точності титрування розчину NaOH у контрольних колбах. Усі колби закривають гумовими пробками.

Дослідження проводять серійно. В одну із кожної пари здвоєних колб, почергово відкриваючи, вносять за допомогою бюретки або піпетки (не видуваючи) по 2 мл 0,02 н розчину NaOH і щільно закривають пробкою. У суміжну колбу, крім контрольних (знову почергово відкриваючи і закриваючи), вносять із піпетки (не видуваючи) 0,5 мл плазми крові, яка знаходиться під вазеліновим маслом. Після цього в колби з плазмою (контрольні – без плазми) також почергово вносять із піпетки (не видуваючи) по 1 мл 5%-ного розчину сірчаної кислоти і швидко щільно закривають пробкою. Обережно круговими рухами перемішують плазму крові з кислотою і залишають на 4 год (можна більше). Перемішування плазми з кислотою проводять не менше 3-х разів. Потім (через 4 год або більше) розчини титрують. Для цього почергово відкривають колбу, де знаходиться розчин натрію гідроокису, вносять 1–2 краплі розчину фенолфталеїну і титрують із мікробюретки на 2 мл 0,02 н розчином сірчаної кислоти до повного знебарвлення розчину. Титрування дослідних і контрольних проб проводять із однаковою швидкістю.

За різницею результатів титрування в контрольних і дослідних зразках встановлюють кількість мл 0,02 н розчину натрію гідроокису, зв’язаного з вуглекислим газом, який утворився з бікарбонатів плазми. Розрахунок проводять за формулою:

або (Vk – Vn)  89,6,

де Vк – кількість 0,02 н розчину сірчаної кислоти (мл), яка використана на титрування контролю; Vп – кількість 0,02 н розчину сірчаної кислоти (мл), яка використана на титрування дослідного зразка; Vпл – кількість плазми крові у мл (0,5 мл); 0,448 – кое-фіцієнт перерахунку 0,02 н розчину NaOH на СО₂ в умовах цієї реакції; 100 – коефіцієнт для перерахунку результатів аналізу на 100 мл плазми крові.

Клінічне значення. Норми лужного резерву у плазмі крові тварин наведені у таблиці 19.

Таблиця 19 – Норми лужного резерву в плазмі крові тварин

Вид тварин	Лужний резерв, об% СО2
Велика рогата худоба Вівці Свині Коні Кури	46–66 48–60 45–55 50–65 48–55

Порушення кислотно-основного балансу може проявлятися у формі ацидозу або алкалозу. Ацидоз характеризується зменшенням лужного резерву крові і збільшенням концентрації іонів водню, порівняно з нормою. Величина рН при цьому знижується. У випадках, коли концентрація іонів водню знижується, а величина рН і лужний резерв крові підвищується, спостерігається стан алкалозу. Межа, несумісна з життям, настає, коли величина рН збільшується до 8,0. Залежно від механізму розвитку розладів, розрізняють чотири типи порушень кислотно-основного балансу, хоча частіше вони є змішаними: метаболічний і респіраторний ацидоз; метаболічний і респіраторний алкалоз.

За ступенем компенсації розрізняють компенсовані (величина рН крові не змінюється) та некомпенсовані (величина рН крові змінюється) форми. У практиці ветеринарної медицини найчастіше реєструють метаболічний ацидоз. Він розвивається внаслідок порушень проміжного обміну речовин у тканинах і нагромадження в них органічних кислот (молочної, піровиноградної, ацетилоцтової та ін.), фосфатів і сульфатів. Причинами таких порушень можуть бути: а) недостатнє виділення або розпад цих метаболітів ураженими органами – печінкою, легенями, нирками, кишечником; б) згодовування тваринам неякісних кормів, що містять надлишок органічних кислот, особливо масляної; в) концентратний тип годівлі. У жуйних тварин причиною метаболічного ацидозу є згодовування великої кількості кормів з надмірним умістом легкорозчинних вуглеводів – цукрових буряків, зернових концентратів, картоплі та інших, внаслідок чого утворюється значна кількість ЛЖК і молочної кислоти, розвивається ацидоз рубця і, як наслідок,– метаболічний ацидоз. Високопродуктивні корови в перші 8–10 тижнів лактації не компенсують витрат пластичного й енергетич-ного матеріалу для продукування молока за рахунок споживання кормів, тобто у них розвивається негативний енергетичний баланс. Цей дефіцит компенсується внутрішніми резервами організму, що супроводжується надмірним утворенням кетонових тіл і розвитком метаболічного ацидозу (кетоацидоз).

Компенсований ацидоз розвивається й тоді, коли тваринам довго не надають активний моціон, внаслідок чого в організмі нагромаджуються недоокиснені продукти обміну речовин, органічні кислоти, кетонові тіла, які зв’язують гідрокарбонати та інші лужні компоненти крові.

Метаболічний ацидоз також може бути наслідком захворювань – діареї різної етіології, рахіту, пневмонії, кетозу, хронічного румініту, нефриту та нефрозу, серцево-судинної та дихальної недостатності, діабету й інших хвороб. Механізм розвитку метаболічного ацидозу при цих хворобах різний. Так, при діареях молодняку важливе значення мають виведення із організму великої кількості бікарбонатів, дегідратація, порушення кровообігу і зумовлена цим гіпоксія, голодування. Внаслідок порушення постачання тканин киснем при захворюваннях легень і серця посилюється окиснення глюкози анаеробним шляхом, і в організмі накопичується молочна кислота, вміст якої визначає величину ацидозу (лактоацидоз).

При захворюваннях нирок (гломерулонефрит, пієлонефрит) метаболічний ацидоз зумовлений зниженням рівня бікарбонатів і нагромадженням фосфатів, сульфатів та аніонів сильних органічних кислот у позаклітинній рідині, недостатньою секрецією іонів водню в сечу та іншими причинами.

Метаболічний ацидоз характеризується зниженням величини рН крові, парціального тиску вуглекислоти, бікарбонату і буферних основ крові. Значно виражений дефіцит буферних основ (ЗБО має негативний знак).