Резюме

Нарушаването на нормалната стомашно-чревна функция в резултат на инфекция, наследствени или придобити заболявания или усложнения от хирургични процедури разкрива важната му роля в киселинно-алкалната хомеостаза. Може да възникне метаболитна ацидоза или алкалоза, в зависимост от естеството и обема на нерегулираните загуби, които настъпват. Изследването на специфичната патофизиология на стомашно-чревните разстройства даде важни нови прозрения в нормалната физиология на йонния транспорт по червата и също така предостави нови пътища за лечение. Този преглед предоставя кратък преглед на нормалния транспорт на йони по червата и след това обсъжда патофизиологията и лечението на метаболитните киселинно-алкални нарушения, които възникват при нарушаване на нормалната функция на червата.

киселинно-алкалната

Стомашно-чревният тракт е дремещ гигант по отношение на киселинно-алкалната хомеостаза. Големи количества H + и HCO3 - преминават през специализирания епител на различните компоненти на червата всеки ден, но при нормални условия само малко количество алкали (приблизително 30 до 40 mmol) се губи в изпражненията (1,2) . За разлика от бъбреците, преносът на киселини и алкали в червата се настройва за ефективно усвояване на хранителните съставки, а не за киселинно-алкална хомеостаза. Малкото количество алкали, загубено като страничен продукт от тези транспортни събития, лесно се регенерира чрез бъбречна нетна екскреция на киселина, която се регулира от бъбреците за поддържане на запасите от алкали в тялото. Нарушаването на нормалната функция на червата обаче разкрива силата му да преодолее киселинно-алкалната хомеостаза. Киселинно-алкалните нарушения могат да варират от тежка ацидоза до тежка алкалоза, в зависимост от мястото по протежение на засегнатия стомашно-чревен тракт и естеството на последващите загуби. Тези нарушения в киселинно-алкалното равновесие са свързани с нарушения на калиевия баланс, често водещи или до хипо- или хиперкалиемия. Възникват и големи загуби на натрий и хлорид, понякога причиняващи животозастрашаващо изчерпване на обема и почти винаги допринасящи за киселинно-алкалните аномалии.

Нормална физиология на транспорта на чревни течности и електролити

Ключови апикални мембранни йонни транспортери и канали в различни сегменти на стомашно-чревния тракт. Движещата сила за по-голяма абсорбция и секреция през апикалната мембрана е показаната базолатерална Na +/K + -ATPase. Всички други базолатерални йонни транспортери и канали са умишлено пропуснати. CFTR, трансмембранна регулаторна проводимост на муковисцидоза; DRA, регулирана надолу в генен продукт на аденом; SCFA, късоверижни мастни киселини.

Уста и гърло

Секрецията на слюнчената течност се осъществява чрез околоушната и слюнчените жлези, като в крайна сметка се получава хипотоничен алкален разтвор, когато се стимулира чрез активиране на мускариновите рецептори. Ацинарните клетки секретират течност, подобна по състав на серума и след това секретираната течност се модифицира от Na + и Cl - абсорбция и HCO3 - секреция. Остават да бъдат дефинирани апикалните мембранни транспортни протеини, които променят състава при условия на стимулация, но HCO3 - секрецията може да се осъществи чрез анионен канал, вероятно CFTR Cl - канал (3). При стимулиране се получава до 1 L/d течност (Таблица 1). Този алкален секрет вероятно служи за защита на лигавицата на устата, гърлото и хранопровода и има слабо въздействие върху серума [HCO3 -]. Той е повече от уравновесен от секрецията на стомашна киселина в стомаха.

Обем и характер на течността, напускаща различни сегменти на стомашно-чревния тракт

Стомах

Дуоденум

Независимо от рН и тоничността на съдържанието на червата, които влизат в дванадесетопръстника, този сегмент на червата възстановява изотоничността чрез абсорбция на вода и разтворени вещества и рН се повишава до 7,0. Киселината се неутрализира от HCO3 - добавяне в панкреатичен и жлъчен секрет, както и чрез директна секреция в жлезите на Brunner по дванадесетопръстника (1). Остава да се дефинират специфичните йонни транспортери, участващи в дуоденалната секреция на HCO3.

Панкреас

Навлизането на киселинния стомашен секрет в дванадесетопръстника сигнализира на панкреаса да секретира своя силно алкален разтвор ([HCO3 -] приблизително 70 до 120 mmol/L) в червата. Анионният транспортер, отговорен основно за този процес, е апикален мембранен Cl -/HCO3 - обменник (Фигура 1). Дейността на този йонообменник се регулира от CFTR Cl - канал, който рециклира Cl - през апикалната мембрана (1,4). При максимална стимулация, някои секретирани HCO3 - изглежда навлизат директно в лумена през CFTR канала, както и чрез Cl -/HCO3 - обмен (5). HCO3 на панкреаса - секрецията се стимулира от хормона секретин, който се секретира, когато киселинната течност (рН - секрецията се случва само като противовес на киселинната секреция в стомаха и само когато тази киселинна течност се предава в дванадесетопръстника. В други случаи секрецията е предимно изотоничен NaCl. Панкреатичната секреция възлиза на 1 до 2 L/d (Таблица 1).

Жлъчна секреция

Въпреки че панкреасът е най-големият източник на HCO3 - добавен към съдържанието на дванадесетопръстника, стимулирането на жлъчната секреция от хормоните секретин и холецистокинин също произвежда алкален разтвор, който съдържа HCO3 - в концентрация, по-висока от тази в плазмата (приблизително 40 до 60 mmol/L) (6). Този секрет обикновено е приблизително 1 L/d.

Йеджунум и Илеум

Дебело черво

Диапазони от обем и електролитен състав при повръщане, течност от диария и дренаж на илеостомия

Киселинно-алкални и електролитни нарушения

Повръщане и назогастрален дренаж

Кислотно-алкални и електролитни аномалии, свързани със стомашно-чревни разстройства

Лечение на стомашно-чревни разстройства, които нарушават киселинно-алкалната и електролитната хомеостаза

Диария

За да се появят киселинно-алкални и електролитни аномалии при състояния на диария, обемът на загубената течност трябва да бъде достатъчно голям, за да се преодолее способността на бъбреците да регулира екскрецията, за да поддържа киселинно-алкалното равновесие. Когато загубите са достатъчно големи, разстройството, което се развива, се определя от специфичното съдържание на електролит в загубите (26). Таблица 2 показва приблизителните промени в обема на изпражненията и съдържанието на електролити, които се появяват при възпалителни и секреторни диарии. Таблица 2 се фокусира върху Na +, K + и HCO3 -, но трябва да се подчертае, че тези загуби на течности обикновено са изотонични и съдържат и други катиони и аниони. Диапазоните на концентрациите, а не средните стойности са показани в таблица 2, тъй като е установено, че се срещат широки диапазони на стойности (1). Пълното описание на съдържанието на електролит е извън обхвата на този преглед.

Други бактериални диарии.

Ентеропатичната ешерихия коли и други бактерии и вируси могат да причинят диария, предизвиквайки метаболитна ацидоза и хипокалиемия, когато са достатъчно тежки (особено при малки деца и кърмачета). Патофизиологията на тези състояния на диария е по-слабо дефинирана, но както повишената секреция, така и абсорбцията допринасят. Ентеротоксинът, получен от патогенна Е. coli, активира гуанилил циклаза, която повишава цикличните нива на GMP, стимулирайки секрецията на Cl в чревните епителни клетки (34). Експериментални проучвания също така предполагат, че възпалението понижава регулирането както на чревния Cl -/HCO3 - обменник, така и на Na +/K + -ATPase и също така увеличава непроницаемостта на чревната вода (35,36). Заместването на течностите и електролитите, които се губят при тези инфекциозни диарии, с хипотонични перорални разтвори или интравенозни разтвори, заедно с подходяща антибиотична терапия, остава в центъра на лечението (Таблица 4) (27).

Автоимунна диария.

Диариите, които се появяват при улцерозен колит и болести на Crohn и целиакия, са свързани с Т-клетъчно-медиирано възпаление на червата. Проучванията при животни показват, че активирането на Т-клетки повишава пропускливостта на червата и намалява активността на Na +/K + -ATPase, промени, които могат да бъдат отговорни за увеличаването на обема на изпражненията, наблюдавано при тези нарушения (36). Отразявайки, че обемът на изпражненията е само умерено увеличен, при тези пациенти рядко се наблюдават киселинно-алкални и/или електролитни нарушения. В едно проучване на пациенти с болест на Crohn с различно чревно засягане, серумът [HCO3 -] и [K +] са били в нормалните граници при всички пациенти (37). Въпреки че авторите заключават, че лека до умерена метаболитна алкалоза е налице при пациенти с по-широко участие, прегледът на техните данни показва, че средната артериална [HCO3 -], 26 mmol/L, е в нормалните граници дори при тези пациенти и е само 2 mmol/L по-висока, отколкото при пациенти с по-малко участие.

Вродена хлоридорея.

При това разстройство водната диария с голям обем започва при раждането (38,39). Разстройството се причинява от загуба на функционална мутация в гена, регулиран надолу при аденом (DRA или CLD), което води до отсъствие на какъвто и да е функциониращ чревен Cl -/HCO3 - обмен (40,41). В резултат на липсата на Cl - абсорбция и HCO3 - секреция, диарийната течност съдържа предимно Na +, Cl - и K + (Таблица 2). Както беше обсъдено по-рано, стомашно-чревните загуби с [Cl -], които по същество са равни или надвишават [Na +] + [K +], водят до непропорционално изчерпване на Cl, произвеждайки метаболитна алкалоза чрез ефекти върху бъбречната киселина и екскрецията на K +. Съпътстващите загуби на NH4 + в диарийната течност също могат да допринесат за развитието на метаболитна алкалоза (2), но разстройството се поддържа, освен ако загубите на Cl - не могат да бъдат заменени (Таблица 4). Управлението на продължителните загуби на течности и електролити очевидно е труден проблем, така че пациентите с това заболяване обикновено имат метаболитна алкалоза и хронично обедняват. В доклад за един случай инхибирането на стомашната H +/K + -ATPase, използвайки омепразол, намалява драстично обема на изпражненията при пациент с вродена хлоридорея, осигурявайки обещаващ нов инструмент за управление на това разстройство (42).

Villous Adenoma.

Малко се знае за пътищата на йонния транспорт, които се стимулират или инхибират от тези редки тумори, но те произвеждат обилна секреция с концентрации Na + и Cl - близки до тези в серума (Таблица 2) (43). Обичайната скорост на секреция на течности от тези тумори е + (44,45). Ако тази излишна загуба не се компенсира от съпътстващо увеличаване на приема на K + с храната, тогава запасите на K + в тялото ще се изчерпят, промяна, която причинява хипокалиемия и някои H + преминаване в клетките, повишавайки извънклетъчната течност [HCO3 -] (18). Увеличението на [HCO3 -] може да се поддържа от ефекта на изчерпване на K + за увеличаване на бъбречната продукция и екскреция на NH4 +. Основната клинична характеристика на злоупотребата с лаксативи е хипокалиемия; клинично значимата метаболитна алкалоза, ако е налице, обикновено е лека при липса на съпътстваща булимия (44,45). Ако злоупотребата с лаксативи предизвиква прекомерни загуби от диария, тогава, разбира се, може да възникне метаболитна ацидоза, както при всяка тежка диария (45).

Дренаж на жлъчните пътища и панкреаса

Дренажът на панкреаса и жлъчката най-често се случва след операция и обикновено обемът е нисък, така че, въпреки загубата на богата на HCO3 течност, значителна метаболитна ацидоза не настъпва. В редките условия, при които дренажният обем надвишава 1 до 2 L/d, обаче, метаболитната ацидоза ще се развие и ще се поддържа чрез съпътстващо изчерпване на обема (2).

Дренаж на илеостомия

Пациентите с добре функциониращи илеостомии имат дневни загуби на течности от 0,5 до 1,0 L и се адаптират към тези задължителни загуби чрез фини промени в приема на сол и вода, както и промени в обема на урината и екскрецията на електролити и киселини (46–48). Когато рязко се увеличи дренажът на илеостомия, резултантните загуби на сол и вода могат лесно да доведат до симптоматично изчерпване на обема. В тази обстановка може да възникне или метаболитна ацидоза, или метаболитна алкалоза (46,48-51). Развитието на метаболитна ацидоза не е изненадващо, тъй като илеостомичната течност [HCO3 -] обикновено е по-висока, отколкото в плазмата (Таблица 2), причинявайки непропорционална загуба на алкали. Метаболитната ацидоза почти винаги е придружена от хиперкалиемия, което отразява, че K + не се секретира в илеума и следователно загубите съдържат малко K + (Таблица 2). В допълнение, бъбречната екскреция на K + се нарушава от свързаното с това изчерпване на обема.

Метаболитната алкалоза е по-изненадващ резултат от увеличения дренаж на илеостомия и изглежда се среща много по-рядко. В няколко случая това заболяване е тежко, със серум [HCO3 -]> 40 mmol/L (48,51). В тези случаи съдържанието на електролит в загубите се характеризира с концентрации на Cl, които са почти равни на [Na +], и двете са по-високи, отколкото обикновено се наблюдават в илеостомичната течност. Тъй като непропорционалната загуба на Cl е най-честата причина за метаболитна алкалоза, тази характеристика вероятно обяснява разстройството. Причината за високия [Cl -] в илеалния дренаж остава неясна, но изглежда най-вероятно поради нарушена абсорбция на Cl в илеума (48). Алкалозата се поддържа от свързаното с това изчерпване на обема, което уврежда всички промени в екскрецията на бъбречната киселина, които могат да подобрят разстройството. За разлика от пациентите с метаболитна ацидоза, хиперкалиемията не е характеристика на случаите с метаболитна алкалоза, въпреки че бъбречната функция може да бъде значително нарушена. Нормалният или леко нисък серумен [K +] вероятно отразява K + загубите в урината в отговор на метаболитна алкалоза, както и на трансцелуларни K + промени.

Първата линия на лечение на което и да е от разстройствата е енергично попълване на обема на извънклетъчната течност с изотоничен физиологичен разтвор (таблица 4). Когато ацидозата е тежка, лечението трябва също да включва заместване на алкалните запаси с HCO3 -. Ако е налице изчерпване на K +, тогава трябва да се предприеме и подходящо заместване на калий.

Синдром на късото черво

Заключения