— § 1. метод экстракции. токсикологическая химия. в.ф. крамаренко
В современном химико-токсикологическом анализе метод экстракции широко используется для изолирования токсических веществ из объектов биологического происхождения, для очистки вытяжек из биологического материала от примесей, для выделения токсических веществ из предварительно очищенных вытяжек. Этот метод применяется для обнаружения токсических веществ при помощи некоторых качественных реакций, для количественного определения этих веществ экстракционно-фото-метрическими методами, для концентрирования исследуемых веществ, находящихся в сильно разбавленных растворах, и для ряда других целей.
Экстракция
— процесс извлечения растворителями соответствующих веществ из различных объектов. Объекты, из которых извлекают соответствующие соединения, могут быть твердыми веществами и жидкостями. Поэтому процессы извлечения подразделяют на экстракцию в системе твердое тело — жидкость и на экстракцию в системе жидкость — жидкость (жидкостную экстракцию).
Для экстракциивеществ в системе твердое тело — жидкость в качестве экстрагентов применяют органические растворители. Извлечение соответствующих веществ из твердых телводой называется
выщелачиванием.
В химико-токсикологическом анализе метод экстракции в системе твердое тело — жидкость и метод выщелачивания применяются для изолирования исследуемых веществ (целевых компонентов) из органов трупов, растений, почвы и других объектов.
Процесс экстракции (выщелачивания) целевых компонентов из биологического материала является многостадийным. Основными стадиями этого процесса являются: проникновение экстра-гента в клетки и ткани трупного материала и в другие объекты, в которых находится исследуемое вещество, растворение целевого компонента в экстрагенте или взаимодействие целевого компонента с экстрагентом в клетках и тканях биологического материала, перенос растворенного целевого компонента через оболочки клеток в межклеточное пространство и смешивание извлеченных из клетоквеществ с основной массой экстрагента.
Степень изолирования исследуемых веществ из биологического материала зависит от растворимости извлекаемых веществ в экстрагенте, структуры (пористости) биологического материала, проникающей способности экстрагентов в клетки и ткани биологического материала, степени его измельчения, интенсивности перемешивания смеси измельченного биологического материала и экстрагента, кратности настаивания биологического материала с экстрагеитом, температуры, рН среды и ряда других факторов. Влияние отдельных перечисленных выше факторов на изолирование токсических веществ из биологического материала приводится ниже (см. гл. V, § 2—4).
Жидкостная экстракция
— процесс распределения растворенного вещества между двумя несмешивающимися жидкими фазами, одной из которых в большинстве случаев является вода, а второй — несмешивающийся с водой органический растворитель.
Извлечение вещества из фазы органического растворителя в водную фазу называется
реэкстρакцией.
Некоторыми преимуществами метода экстракции объясняется широкое применение его не только в токсикологической химии, но и в химической технологии, фармации, биохимии и т. д. При использовании методов экстракции отсутствует химическое превращение разделяемых веществ и не образуются побочные продукты. Вещества, выделенные с помощью метода экстракции, как правило, не содержат примесей, связанных с процессами адсорбции и окклюзии. Этот метод оправдывает себя при разделении термолабильных веществ. Использование метода экстракции для концентрирования позволяет переводить вещества из сильно разбавленных растворов в небольшой объем органического растворителя.
Переход экстрагируемого вещества из одного растворителя в другой происходит в результате разности концентраций и неодинаковой растворимости этого вещества в обоих растворителях. Этот процесс происходит до тех пор, пока не наступит равновесиеконцентраций извлекаемого вещества в одном и другом растворителях.
Исследования показали, что экстрагируемость химических соединений зависит от растворимости их в воде и в несмешивающихся с водой органических растворителях, применяемых для экстракции. Подтверждением этого является то, что коэффициент распределения некоторых веществ приблизительно равен отношению их растворимостей в органическом растворителе и в воде.
Органические растворители, которые применяются для экстракцииорганических соединений, оказались непригодными для экстракции большого числа неорганических соединений. Поэтому сделаны попытки найти подходящие экстрагенты для извлечения неорганических соединений из водных растворов. Проведенные исследования показали, что для экстракции неорганических соединений в качестве экстрагентов с успехом могут быть использованы некоторые карбоновые и сульфоновые кислоты,
отдельные фосфорорганические соединения, высокомолекулярные амины, соли четвертичных аммониевых оснований и др. Эти вещества при экстракции взаимодействуют с неорганическими соединениями и их ионами. Кроме перечисленных соединений в качестве экстрагентов для ионовметаллов предложены так называемые хелатирующие агенты (вещества, растворы которых с ионамиметаллов образуют хелаты). К числу хелатирующих агентов относятся; купферон, 8-оксихинолин, дитизон, дитиокар-баматы и др.
В связи с применением перечисленных выше веществ для экстракции неорганических соединений и их ионов изменилось представление об экстрагентах. В настоящее время под экстрагентом понимают органический растворитель (содержащий или не содержащий другие компоненты), который извлекает вещество из водной фазы. Составная часть экстрагента, химически взаимодействующая с извлекаемым веществом, называется
реа
гентом.
В зависимости от состава и свойств экстрагентов экстракционные системы подразделяются на две группы. К первой группе относятся экстракционные системы с так называемым «физическим» распределением компонентов. В этих системах отсутствует химическое взаимодействие между экстрагентом (органическим растворителем) и экстрагируемыми веществами. Различная растворимость некоторых веществ, а следовательно, и неодинаковая экстрагируемость их объясняются физическими свойствами этих веществ и экстрагеитов (дипольный момент, диэлектрическая проницаемость и др.).
Свойства некоторых органических растворителей, применяемых в качестве экстрагентов, приведены в табл. 1.
Ко второй группе относятся экстракционные системы, в которых экстракция осуществляется за счет химического взаимодействия извлекаемых веществ с экстрагентами. Эффективность разделения веществ в таких системах зависит от прочности образующихся соединений или комплексов. Эти экстракционные системы используются для извлечения неорганических веществ.
Экстракция с помощью экстрагентов, взаимодействующих с экстрагируемыми веществами, является более сложным процессом, чем экстракция, основанная на физическом распределении. При использовании экстрагентов, взаимодействующих с экстрагируемыми веществами, процессы экстракции могут осложняться побочными реакциями. В ряде случаев одновременно может происходить экстракция нескольких различных соединений.
Основные количественные характеристики процессов экстракции
Несмотря на то что экстракция как метод разделения длительное время применяется в аналитической химии и химической технологии, теоретические основы этого метода долгое время оставались неизученными. В частности, долгое время оставались неизученными основные количественные характеристики экстракционных процессов, что было определенным препятствием для широкого внедрения экстракции в практику. Для расчета количества вещества, которое экстрагируется органическими растворителями, необходимо знать константу и коэффициент распределения, степень экстракции и т. д.
М. Бертло и Ю. Юнгфлейш были первыми исследователями, которые в 1872 г. на основании экспериментальных данных показали, что отношение равновесных концентрацийвещества, распределяющегося между двумя жидкими фазами, является постоянным. Это отношение термодинамическим путем было выведено В. Нернстом, который в 1891 г. сформулировал
закон распределения.
Согласно закону распределения, вещество, растворенное в двух несмешивающихся или ограниченно смешивающихся жидкостях, распределяется между ними в постоянном отношении. Это отношение для идеальных систем зависит только от температуры, природы вещества и не зависит от концентрации.
Из этого закона следует, что при одновременном растворении нескольких веществ каждое из них распределяется между обеими жидкими фазами таким образом, как будто в системе нет никаких других веществ, подлежащих распределению. Закон распределения справедлив лишь в том случае, если распределяемое вещество в обеих фазах находится в одной и той же форме.
Константа распределения вещества. Постоянная величина, выражающая отношение концентраций распределяемого вещества, находящегося в обеих фазах (после наступления равновесия) в одной и той же форме, называется константой распределения:
где
Р
о
— константа распределения:
[А]
о
—концентрация вещества в фазе органического растворителя, моль/л;
[А]
В
— концентрациявещества в водной фазе, моль/л.
Величина константы распределения зависит от природы распределяемого вещества, состава и свойств применяемого экстрагента, температуры, при которой производится экстракция. Эта константа не зависит от равновесных концентраций экстрагируемого вещества и объемов водной и неводной фаз. Числовое значение константы распределения можно вычислить и по другой формуле (9), исходя из величины степени экстракции соответствующего вещества и объемов жидких фаз.
Коэффициент распределения. При расчетах константы распределения вещества по формуле (1) необходимо быть уверенным в том, что распределяемое вещество в обеих фазах находится в одинаковой форме (в одинаковом молекулярном состоянии). Однако во многих экстракционных системах не соблюдается указанное выше условие. В одной из жидких фаз могут происходить диссоциация, ассоциация, сольватация, гидролиз распределяемого вещества, образование комплексов и т. д. Для расчетов экстракционных равновесий в таких системах не принимают во внимание форму существования вещества в каждой фазе, а учитывают только отношение суммарных (аналитических) концентраций распределяемого вещества в обеих фазах.
На основании определения суммарных концентраций можно рассчитать не константу, а коэффициент распределения данною вещества в применяемой системе растворителей (вода — органический растворитель).
Коэффициент распределения
— это отношение суммарной аналитической концентрациивещества в фазе органического растворителя к суммарной аналитической концентрации этого вещества в водной фазе (без учета того, в какой форме находится вещество в каждой фазе):
где D — коэффициент распределения;
С
о
— суммарная аналитическая концентрациявещества в фазе органического растворителя, моль/л;
С
В
— суммарная аналитическая концентрациявещества в водной фазе, моль/л.
Степень экстракции. Степень экстракции (процент экстракции) — это отношение количества экстрагированного вещества к общему (начальному) количеству этого вещества в водном растворе:
где
R
— степень экстракциивещества, %; А — количество вещества, которое экстрагировалось органическим растворителем; N — общее (начальное) количество вещества в водном растворе.
Количество вещества А, которое экстрагируется органическим растворителем, можно определить экспериментальным путем, применив соответствующий метод количественного определения. Зная начальное количество вещества и количество этого вещества, перешедшего в органический растворитель, рассчитывают степень экстракции.
Степень экстракциивещества можно определить не только экспериментальным путем, но и путем соответствующих расчетов, зная константу или коэффициент распределения вещества, а также отношение объемов водной фазы и фазы органического растворителя. Степень экстракции с указанными величинами связана следующим соотношением:
где
R
—степень экстракции;
Р
о
— константа распределения;
V
B
— объем водной фазы, мл;
V
o
— объем фазы органического растворителя, мл.
В формуле (4) отношение объема водной фазы к объему фазы органического растворителя заменяют величиной г:
Объем органического растворителя, необходимого для экстракции, рассчитывают по формуле
После соответствующего преобразования формулы (4) степень экстракции рассчитывают по уравнению
Из формулы (7) можно рассчитать величину r:
Если известна степень экстракции
R
и отношение объемов фаз r
,
то константу распределения
Р
0
можно рассчитать при помощи следующего уравнения:
На основании числовых значений константы распределения и степени экстракции можно рассчитать ряд других количественных характеристик процессов экстракции.
Ниже мы приведем несколько примеров расчетов ряда количественных характеристик экстракционных процессов неэлектролитов, к числу которых относятся многие органические соединения, имеющие значение в фармации и токсикологии.
Расчет объема органического растворителя, необходимого для однократной экстракции.
Примеры этих расчетов приведены ниже.
Пример 1. Вычислить объем органического растворителя, который необходимо взять для однократной экстракции 99 % вещества из 100 мл раствора, если константа распределения Р
0
этого вещества между органическим растворителем и водной фазой равна 20.
Для решения этой задачи пользуются формулой (7):
Значение r рассчитывают по формуле (8), а значение
V
o
— по формуле (6):
Таким образом, для однократной экстракции 99 % вещества
(Р
о
=20) из 100 мл водного раствора требуется 500 мл органического растворителя.
Пример 2. Какой объем органического растворителя необходимо взять для однократной экстракции 99 % вещества из 100 мл водного раствора, если
Ρ
= 10?
Эту задачу решают аналогично предыдущей:
Расчеты показывают, что для однократной экстракции 99 % вещества
(Р
о
= 10) из 100 мл водного раствора требуется 1000 мл органического растворителя.
На основании произведенных выше расчетов
(см. примеры 1 и 2)
можно сделать такие выводы: чем больше константа распределения
Р
овещества, тем меньший объем органического растворителя требуется для однократной экстракции его из водных растворов; степень экстракции
R
вещества тем больше, чем меньше величина r, т. е. чем больший объем органического растворителя применяется для однократной экстракции.
Расчет объема органического растворителя для многократной экстракции.
Из приведенных выше расчетов
(см. примеры 1 и 2)
следует, что для однократной экстракциивещества из водных растворов необходимо брать органические растворители, объемы которых значительно больше объемов водных растворов.
Учитывая это, для извлечения веществ из водных растворов производят многократную экстракцию их малыми объемами органических растворителей вместо однократной экстракции большим объемом того же растворителя. Преимущество многократной экстракциивеществ малыми объемами растворителей перед однократной экстракцией большими объемами этих растворителей показано на приведенных ниже примерах.
Пример 3. Какой общий объем органического растворителя необходимо использовать для многократной экстракции, чтобы из 100 мл водного раствора извлечь 99 % вещества, если
Р
о
= 20, а на каждую экстракциюберут по 25 мл органического растворителя?
Для решения этой задачи пользуются формулой (7).
Вначале определяют степень экстракциивещества, %:
Расчеты показывают, что степень экстракциивещества при указанных выше условиях составляет 83 %. Следовательно, и при каждой последующей экстракции тоже будет экстрагироваться 83 % от оставшегося в водном растворевещества.
При второй экстракции из водного раствора будет извлекаться
Χ
2вещества:
При третьей экстракции из водного раствора будет извлекаться Х
3вещества:
Эти расчеты показывают, что при трех последовательных экстракциях из водного раствора извлекается около 99,5 % вещества и при этом расходуется только 75 мл органического растворителя, в то время как для однократной экстракции 99 % того же вещества
(см. пример 1)
необходимо затратить 500 мл органического растворителя.
Приведенные выше расчеты показывают, что для извлечения вещества из водных растворов необходимо производить многократную экстракцию небольшими объемами органических растворителей вместо однократной экстракции большим объемом этих растворителей.
Количество экстракций, необходимых для извлечения заданного количества вещества из раствора. Для расчета полноты экстракциивещества определяют, сколько раз необходимо экстрагировать его из водного раствора, чтобы добиться извлечения заданного количества этого вещества.
С этой целью пользуются следующей формулой:
где
т
— количество экстракций, необходимых для извлечения заданного количества вещества;
С
В
— начальная концентрациявещества в водном растворе, моль/л; [Ат]
В
— концентрация оставшегося в водной фазе вещества после
т
экстракций, моль/л.
Пример 4. Рассчитать число экстракций, необходимых для извлечения 99 % вещества органическим растворителем (порциями по 10 мл) из 100 мл 1 Μ водного раствора, если Р
о
=20.
Для решения этой задачи вначале необходимо определить [Am]
в
и r:
Подставим значения соответствующих величин в формулу (10).
экстракции (округленно 4 экстракции).
Приведенный пример показывает зависимость числа экстракций от объемов органического растворителя и водной фазы, степени экстракции и константы распределения вещества.
Механизм процесса экстракции. Согласно теории растворов, растворениевещества в воде или в органических растворителях сопровождается образованием малопрочных соединений молекул этого вещества с молекуламирастворителя. Если растворителем является вода, то в растворе образуются гидраты, а если растворителем является органический растворитель, то в растворах образуются сольватымолекул растворенного вещества. Гидраты и сольватымолекул являются малопрочными.
При взбалтывании водного растворавещества с органическим растворителем, который не смешивается с водой, гидратная оболочка молекул растворенного вещества разрушается. Молекулыводы в гидратной оболочке замещаются молекулами органического растворителя, в результате чего образуются сольватымолекул растворенного вещества, которые легко переходят в органический растворитель.
Хорошо экстрагируются молекулы тех веществ, сольваты которых в фазе органического растворителя являются более прочными, чем гидраты этих молекул в воде.
Более сложными являются процессы экстракцииэлектролитов, которые в водных растворах частично или полностью распадаются на ионы. Ионы, несущие определенный заряд, хорошо гидратируются диполями воды. Связь ионов с диполями воды относительно прочная. Поэтому ионы, имеющие прочные гидрат-ные оболочки, остаются в водной фазе и не экстрагируются органическими растворителями. Ими могут экстрагироваться только недиссоциированные молекулы соответствующего вещества. Это необходимо учитывать при экстракции органических веществ, являющихся слабыми электролитами. Степень экстракции этих веществ зависит от рН среды. С изменением рН раствора изменяется степень диссоциациимолекул, а следовательно, изменяется и относительное количество недиссоциированных молекулвещества. С увеличением количества недиссоциированных молекул увеличивается степень экстракции слабых электролитов и наоборот.
Экстракция органических кислот.
Недиссоциированные молекулы органических кислот в водных растворах являются электронейтральными и слабо гидратируются молекуламиводы. При контакте водных растворов с органическими растворителями электронейтральные молекулыкислоты легко сольватируются, и поэтому переходят в слой органического растворителя.
Ионы, образующиеся в водных растворах при диссоциации слабых кислот, имеют соответствующие заряды, и поэтому легко гидратируются диполями воды. Связь молекулводы с ионамикислоты относительно прочная. Поэтому такие ионы слабо сольватируются молекулами органических растворителей и не экстрагируются органическими растворителями из водных растворов.
Изменение концентрации водородных ионов в водной фазе приводит к относительному увеличению или уменьшению количества недиссоциированных молекул, а следовательно, и к изменению экстрагируемости кислоты.
С повышением рН (т. е. с уменьшением концентрации водородных ионов в водном растворе) увеличивается диссоциациякислоты в растворе, что приводит к уменьшению ее недиссоциированных молекул. В результате этого понижается экстрагируе-мость слабой кислоты органическими растворителями из таких растворов.
При повышении концентрации водородных ионов (т. е. с понижением рН) в водном растворе увеличивается число молекул недиссоциированной кислоты, а следовательно, возрастает ее экстрагируемость органическими растворителями. При значительном повышении концентрации водородных ионов в водном растворе слабую кислоту практически полностью можно перевести в недиссоциированное состояние и этим повысить ее экстрагируемость.
Экстракцияоснований.
Многие органические основания, к числу которых относятся алкалоиды и их многочисленные синтетические аналоги, являются фармацевтическими препаратами. Эти основания в нейтральной среде находятся в недиссоциированном состоянии. При действии кислот на органические основания образуются их соли, которые в водных растворах диссоциируют на ионы.
Недиссоциированные молекулыорганических оснований слабо гидратируются молекуламиводы, но хорошо сольватируются молекулами органических растворителей. Поэтому недиссоциированные молекулыорганических оснований хорошо экстрагируются из водных растворов органическими растворителями.
Ионы, образующиеся при диссоциациисолейорганических оснований, хорошо гидратируются молекуламиводы и слабо сольватируются молекулами органических растворителей. Поэтому солиорганических оснований (за небольшим исключением) не экстрагируются органическими растворителями.
Органические основания являются слабыми электролитами. Степень диссоциации их зависит от рН среды. От прибавления кислот к органическим основаниям они переходят в соли. При этом увеличивается количество ионов и уменьшается количество недиссоциированных молекул, а следовательно, уменьшается степень экстракции этих веществ органическими растворителями. От прибавления щелочей к соляморганических оснований уменьшается количество ионов и увеличивается количество недиссоциированных молекул этих оснований. В результате этого в щелочной среде увеличивается степень экстракцииорганических оснований.
Экстракция амфотерных соединений. К числу амфотерных соединений, имеющих токсикологическое значение, относятся вещества, в молекулах которых содержится аминный азот и фенольные группы (морфин, сальсолин и др.), а также соединения, содержащие аминный азот и карбоксильную группу (аминокислоты и др.). Эти соединения в зависимости от рН среды диссоциируют как основания (в кислой среде) и как кислоты (в щелочной среде). Экстракция амфотерных соединений зависит от рН среды, так как при изменении рН изменяется количество ионов и недиссоциированных молекул амфотерных соединений. Амфотерные соединения, находящиеся в молекулярном состоянии, экстрагируются органическими растворителями. Ионы амфотерных соединений хорошо гидратируются молекуламиводы и почти не экстрагируются органическими растворителями.
Наибольшие количества амфотерных соединений экстрагируются при рН, соответствующем изоэлектрической точке этих веществ. Это объясняется тем, что в изоэлектрической точкемолекулы амфотерных соединений не имеют электрического заряда.
Влияние различных факторов на экстракцию
На экстракциювеществ органическими растворителями оказывают влияние различные факторы (природа экстрагируемого вещества, природа экстрагента, температура, рН среды, присутствие электролитов в водных растворах, скорость взбалтывания и др.).
Влияние температуры на экстракцию. Изменение температуры влияет на константу распределения экстрагируемого вещества. Это объясняется тем, что при изменении температуры изменяется растворимость экстрагируемых веществ в каждой фазе, а также изменяется взаимная растворимость органической и водной фаз. Причем с изменением температурырастворимостьвещества в каждой фазе изменяется неодинаково. Это является одной из причин изменения константы распределения вещества при изменении температуры.
При изменении температуры может изменяться диссоциация и ассоциация вещества в соответствующей фазе. Поэтому при изменении температуры изменяется гидратация (сольватация) и экстрагируемость химических соединений.
Влияние рН среды на экстракцию. Экстрагируемость органических веществ зависит от ряда факторов, в том числе и от рН среды. Количество экстрагированного вещества зависит от диссоциации его в водной фазе. Это связано с тем, что недиссоциированные молекулывещества и его ионы неодинаково экстрагируются органическими растворителями из водных растворов. При экстракции недиссоциированные молекулы переходят в органическую фазу, а ионы, которые хорошо гидратированы молекуламиводы, остаются в водной фазе. Поэтому сильные электролиты, хорошо диссоциирующие в воде на ионы, не экстрагируются органическими растворителями.
Влияние электролитов на экстракцию. Прибавление хорошо растворимых солей к водному раствору другого вещества может понижать или повышать его растворимость в воде. Понижение растворимостивеществ в водных растворах под влиянием электролитов называется
высаливанием,
а повышение растворимости —
всаливанием.
Высаливание является фактором, понижающим растворимостьвеществ в воде и повышающим их экстрагируемость органическими растворителями из водных растворов.
Высаливающее действие электролитов зависит от природы и свойств высаливаемого вещества, от природы и свойств высаливателя, концентрации и радиуса ионов высаливателя и т. д. Ионы высаливателя с малым радиусом имеют большую плотность заряда, чем ионы с большим радиусом. Поэтому ионы с малым радиусом гидратируются лучше, чем ионы с большим радиусом. В связи с этим высаливающее действие ионов с малым радиусом большее, чем высаливающее действие крупных ионов. Однако это правило имеет и ряд исключений.
Установлено, что высаливающим действием обладают и некоторые хорошо растворимые в воде неэлектролиты. Так, например, этиловый спирт хорошо высаливает уксусную кислоту из ее водных растворов при экстракции этой кислотыэтилацетатом и т. д.
Вещества, проявляющие свойства всаливателей, применяются для повышения растворимости слаборастворимых веществ в воде. Известно несколько теорий, объясняющих процесс всаливания. Согласно одной из них, всаливание объясняется химическим взаимодействием всаливателей и всаливающихся веществ в экстракционных системах. В результате этого могут образовываться соединения или комплексы, хорошо растворимые в воде, которые не экстрагируются органическими растворителями.
Требования, предъявляемые к органическим растворителямдля экстракции.
К органическим растворителям, применяемым для экстракции, предъявляется ряд требований.
1. Органический растворитель должен хорошо извлекать исследуемое вещество из водной фазы.
2. Желательно, чтобы применяемый растворитель был избирательным или селективным. Он должен извлекать из растворов только одно вещество или группу родственных соединений.
3. Растворитель должен иметь незначительную растворимость в воде, а вода не должна заметно растворяться в этом растворителе.
При использовании для экстракции органических растворителей, растворяющихся в воде или растворяющих воду, конечные объемы фаз после взбалтывания не будут равны начальным объемам этих фаз. Это может быть источником ошибок при расчетах константы и коэффициента распределения, а также при вычислении степени экстракции. Чтобы исключить возможные ошибки при расчетах, органический растворитель насыщают водой, а воду — органическим растворителем. Только после этого производят экстракцию.
4. Органический растворитель по возможности не должен быть низкокипящим. Температуракипениярастворителя должна быть выше 50 °С. Низкокипящие органические растворители даже при комнатной температуре быстро улетучиваются. Поэтому при экстракции их объемы уменьшаются, а концентрация экстрагированных веществ в этих растворителях увеличивается. Это может быть одним из источников ошибок при расчетах константы или коэффициента распределения экстрагируемого вещества. Однако низкая температуракипения органических растворителей является положительным фактором с точки зрения регенерации их после экстракции.
5. Плотность органических растворителей по возможности должна отличаться от плотности воды и водных растворов. При большой разности плотностей указанных жидкостей разделение фаз происходит быстро.
6. Растворители не должны быть огнеопасными или ядовитыми. Есть и некоторые другие требования, предъявляемые к растворителям.
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДЫДУЩАЯ | СЛЕДУЮЩАЯ
Потребление кислорода: 24) каково нормальное потребление кислорода? объясните понятие
24) Каково нормальное потребление кислорода? Объясните понятие «коэффициент экстракции кислорода», а также потребления кислорода, «зависимого от доставки» и «независимого от доставки».
? Потребление кислорода (VO2) в норме составляет около 250 мл/мин. Его можно рассчитать по формуле Фика:
VO2 = (СаОг — CVO2) • Qt = 5 мл О2/ДЛ • 10 дл/л • 5 л/мин = 250 мл Ог/мин.
Потребление кислорода увеличивают лихорадка, адренергическая стимуляция, повышенная мышечная активность и алкалоз. У здоровых людей в ткани поступает намного больше кислорода (1000 мл/мин), чем ими потребляется (250 мл/мин). Это отношение (VO2/DO2) называется коэффициентом экстракции кислорода и позволяет определить многие факторы, воздействующие на оксигенацию тканей. В норме коэффициент экстракции кислорода равен 0,25, или 25%. У пациентов с заболеваниями, которые нарушают доставку кислорода, повышение экстракции кислорода вначале компенсирует снижение его доставки, в результате потребление кислорода остается нормальным. Однако когда достигается критически низкий уровень доставки килорода, этот компенсаторный механизм становится недостаточным, и снижение транспорта кислорода вызывает пропорциональное уменьшение его потребления. Этот тип потребления кислорода, зависящий от доставки, контрастирует с нормальной ситуацией, при которой поглощение кислорода не зависит от его доставки. Раньше считалось, что пациенты с острым респираторным дистресс синдромом (ОРДС) и другими критическими заболеваниями проявляют патологическую зависимость потребления кислорода от его транспорта, означающую, что поглощение кислорода прямо зависит от доставки этого газа. Исследования, на которых основывалась эта концепция, имеют серьезный изъян, и концепция зависимости потребления кислорода от его доставки в патологических условиях более не считается правильной.
25) Какой фактор в основном определяет потребление кислорода?
? Главным фактором, определяющим потребление кислорода, является скорость расхода энергии (т.е.
скорость образования АДФ), а не количество доставляемого кислорода (за исключением условий крайней гипоксии). Пока внутриклеточное РО2 выше чем 1-3 мм рт.ст., скорость потребления кислорода не зависит от доставки кислорода. Как отмечено ранее, РаС>2, требуемое для того, чтобы внутриклеточное РО2 обеспечивало оптимальный клеточный метаболизм, по-видимому, должно быть не менее 55 мм рт.ст.
26) Как во время напряженной физической нагрузки увеличивается поглощение кислорода в легочных капиллярах, чтобы соответствовать возросшей потребности тканей?
? Диффузная способность легких по отношению к кислороду во время напряженной физической нагрузки увеличивается втрое вследствие повышения числа перфузируемых капилляров и улучшения отношения вентиляция/кровоток в верхних участках легких, что также сопровождается ростом сердечного выброса. Во время такой нагрузки снижение времени, в течение которого кровь остается в легочных капиллярах, менее чем до половины от нормального не уменьшает оксигенацию крови, потому что она достигается за 1/3 времени прохождения крови через легочные капилляры. Соответственно кровь всегда выходит из системы легочного кровообращения почти полностью насыщенной кислородом, и поступление кислорода в артериальную кровь может более чем в 20 раз превысить нормальный уровень, наблюдаемый в покое (т.е. тройное увеличение способности легких диффундировать кислород умножается на семикратное повышение сердечного выброса).
27) Что такое кислородная задолженность, которая следует за усиленной мышечной нагрузкой?
? Кислородная задолженность относится к поглощению кислорода, превышающему уровень в покое (сопровождающемуся гипервентиляцией), которое продолжается после окончания напряженной мышечной работы и длится до 60 мин. Усиленное поглощение кислорода необходимо для: 1) снижения уровня лактата в мышцах и плазме посредством его преобразования в глюкозу в печени и почках (цикл Кори); 2) восстановления мышечных запасов АТФ и фосфокреатина; 3) возвращения к начальному уровню содержания кислорода, связанного с миоглобином и гемоглобином (Hb) и первоначально присутствовавшего в дыхательном тракте.
28) Что является источником энергии во время мышечного напряжения? Что является в этих условиях конечным продуктом анаэробного гликолиза?
? Источники энергии во время усиленной мышечной нагрузки включают: 1) запасы АТФ, накопленные в клетках мышц до начала нагрузки; 2) новый АТФ, полученный при разложении фосфокреатина (эта составляющая является наиболее важным запасом энергии в миоцитах); 3) анаэробный гликолиз из запасов гликогена в клетках мышц; 4) окислительные реакции, которые регенерируют АТФ. Все эти процессы принимают участие в создании энергии, хотя их относительный вклад существенно различается. Первые два процесса могут поддерживать усиленную нагрузку только несколько секунд. Аналогично и окислительный метаболизм действует короткое время из-за быстрого снижения мышечного РО2. Следовательно, главную роль в этих условиях играет анаэробный гликолиз, производящий на финальной стадии этого процесса молочную кислоту вместо пировиноградной. Пируват превращается в лактат из-за накопления сниженной формы динуклеотида никотинамидаденина (NADH) в результате анаэробных условий работы мышц.
29) Каков максимальный уровень кислорода, который может быть создан в периферических тканях хорошо тренированного бегуна-марафонца?
? У хорошо тренированных бегунов-марафонцев доставка кислорода в периферические ткани может увеличиваться в 20 раз по сравнению с состоянием покоя. Такое увеличение обеспечивается повышением коэффициента экстракции (процент крови, которая освобождает кислород, проходя через капилляры тканей) от нормального уровня, составляющего 25%, до максимального значения 75 — 85% и увеличением сердечного выброса. Поскольку последний может возрасти в 6 — 7 раз по сравнению с нормальной величиной, произведение увеличенного коэффициента экстракции и возросшего сердечного выброса (т.е. 3 • 7 = 21) объясняет примерно 20-кратное увеличение доставки кислорода в ткани.
30) Каков источник энергии в организме при остановке дыхания или тяжелой острой гипоксии?
? Насыщенный кислородом гемоглобин, а также кислород, содержащийся в дыхательных путях, обеспечивают аэробную энергию примерно на 2 мин после остановки дыхания. Анаэробный гликолиз, использующий глюкозу, которая выделяется при распаде гликогена, обеспечивает энергию еще примерно на 1 мин. Поэтому через 3 мин после острой остановки дыхания (или сопоставимых с ней условий острой гипоксии) все источники энергии исчерпываются и повреждение клеток и смерть становятся неизбежными.
Студопедия — расчет некоторых показателей дыхательной функции легких и транспорта кислорода
| Идеальное альвеолярное pO2 (PAO2) PaO2 = (Pатм. – pH2O) × FiO2 – PaCO2/R = = 713 × FiO2 – 1,25 × PaCO2 | — |
| Содержание кислорода в артериальной крови СаО2 (мл/дл) = (1,34×Hb×SaO2/100) (PaO2 × 0,0031) | 17—20 |
| Содержание кислорода в смешанной венозной крови СvО2 (мл/дл) = (1,34 × Hb × SvO2/100) (PvO2 × 0,0031) | 12—15 |
| Артериовенозная разница по кислороду AvDO2 (мл/дл) = СаО2 ‑ СvО2 | 4,2—5,0 |
| Доставка кислорода DO2 (мл/мин) = СаО2 × CВ × 10 Индекс DO2 (мл/мин/м2) = DO2/S п. тела (м2) | 950—1150 500—650 |
| Потребление кислорода VО2 (мл/мин) = avDO2 × CВ×10 Индекс VО2 (мл/мин/м2) = VО2/S п. тела (м2) | 195—285 115—165 |
| Коэффициент экстракции кислорода (КЭО2) О2 ех. = (СаО2 – СvО2)/СаО2 | 0,24—0,32 |
| Альвеолярно-артериальная разница по кислороду Р (A‑aDО2) (мм рт. ст.) = РАО2 – РаО2, где РАО2= FiO2 × (барометрическое давление 47) – – (РаСО2 × (FiO2 (1 – FiO2/Ч ДД)) | 10—15 на фоне дыхания комнатным воз‑ духом или 10—65 (на фоне дыхания 100% О2) |
| Величина артериовенозного шунта (%) Qs/Qt = 100 × [Hb×1,34 × (1 – (SaO2/100) 0,0031 (PАO2 – PaO2)] / [Hgb × 1,34 × (1 – (SvO2/100) 0,0031 (PАO2 – PvO2) или Qs/Qt = [(PАO2 – PaO2) × 0,0031/(CaO2 – – CvO2) (PAO2 – PaO2) × 0,0031] × 100 |
Кривая диссоциации оксигемоглобина
1 — поглощение О2 (мл/мин);
2 — транспорт О2 (мл/мин);
3 — содержание О2 (мл/100 мл);
4 — ингаляционные анестетики;
5 — барбитураты, кетамин.
Кривые A, B, C, D, E отражают диссоциацию кислорода при различных величинах pH с использованием нормальных ординат для насыщения гемоглобина.
Нормальные показатели насыщения гемоглобина кислородом и внутрисердечного давления
| Локализация | Насыщение кислородом (%) | Давление в полостях сердца (мм рт. ст.) | ||
| Новорожденные | Дети | Взрослые | ||
| Правое предсердие | 75 ± 5 | 0—5 | 2—6 | 4—8 |
| Правый желудочек | 75 ± 5 | 60/0—5 | 20/5 | 12—30/0—8 |
| Легочная артерия | 75 ± 5 | 60/30 | 20/12 | 12—30/ 5—15 |
| Левое предсердие | 95 ± 1 | 4—5 | 5—10 | 0—12 |
| Левый желудочек | 95 ± 1 | 70/0—5 | 90—110 7—9 | 90—140/ 5—12 |
| Аорта | 95 ± 1 | 70—45 | 90-110/ 65—75 | 90-140/ 60—90 |
Нормальные показатели центральной гемодинамики
| Показатель | Нормальное значение |
| Артериальное давление (АД) | 130—100/90—70 мм рт. ст. |
| АД среднее | 100—80 мм рт. ст. |
| Центральное венозное давление (ЦВД) | 4—8 мм рт. ст. |
| Давление в правом предсердии | 1 —10 мм рт. ст. |
| Конечно‑диастолическое давление в правом желудочке | 0—5 мм рт. ст. |
| Среднее давление в легочной артерии | 8—20 мм рт. ст. |
| Легочное капиллярное давление заклинивания (ЛКДЗ) | 5—12 мм рт. ст. |
| Давление в легочных капиллярах (Дк) | 4—10 мм рт. ст. |
| Давление в левом желудочке | 150—100/1—12 мм рт. ст. |
| Конечно‑диастолическое давление в левом желудочке | 8 мм рт. ст. |
| Сердечный выброс (СВ) | 5—7 л/мин |
| Сердечный индекс (СИ) | 2,5—4 л/мин/м2 |
| Ударный объем (УО) | 60—90 мл/удар |
| Ударный индекс (УИ) | 35—45 мл/удар/м2 |
| Работа правого желудочка (РПЖ) | 0,6 кг‑м/м2/удар |
| Общее легочное сопротивление (ОЛС) | 85 дин/сек/см3–5 |
| Общее периферическое сопротивление (ОПС) | 900—1500 дин/сек/см–5 |
Нормальный газовый состав крови
| Смешанная венозная кровь | Артериальная кровь |
| pvO2 = 37—42 мм Hg | PaO2 = 90—110 мм Hg |
| pvCO2 = 40—52 мм Hg | PaCO2 = 34—46 мм Hg |
| pvN2 = 573 мм Hg | PaN2 = 573 мм Hg |
| рН = 7,32—7,42 | рН = 7,35—7,45 |
Эквиваленты
1 г NaCl = 17,2 ммоль Na 1 г К ацетат = 10,2 ммоль К
1 г KCl = 13,4 ммоль Na 1 г Ca глюконат = 2,3 ммоль Ca
1 г NaHCO3 = 12,2 ммоль Na 1 г CaCl2 = 4,5 ммоль Ca
1 г Na лактат = 8,9 ммоль Na 1 г MgSO4 = 4 ммоль Mg
Суточная потребность взрослого в воде и электролитах
| Ингредиент | На 1 м2 | На 1 кг массы тела |
| Вода | 700 мл | 20—40 мл |
| Na | 10 ммоль | 0,5—1,5 ммоль |
| К | 10 ммоль | 0,3—1 ммоль |
| Са | 10 ммоль | 0,3—0,5 ммоль |
| Cl | 10 ммоль | 0,5—1,5 ммоль |
| Фосфор | 2,5 ммоль | 0,16—0,25 ммоль |
| Белок | 20 г | 0,8—1 г |
Стандартная капля: Микрокапля:
1 мл = 25 капель; 1 мл = 60 капель.
1 капля = 0,05 мл.
Ориентировочное определение коллоидно-осмотического давления плазмы.
| Общий белок плазмы (г/л) | КОД пл.* (мм рт. ст.) | Общий белок плазмы (г/л) | КОД пл.* (мм рт. ст.) | Общий белок плазмы (г/л) | КОД пл.* (мм рт. ст.) |
| 5,4 | 12,6 | 19,2 | |||
| 6,1 | 13,4 | 19,9 | |||
| 6,8 | 14,1 | 20,6 | |||
| 7,6 | 14,8 | 21,3 | |||
| 8,3 | 15,5 | 22,1 | |||
| 9,0 | 16,3 | 22,8 | |||
| 10,5 | 17,0 | 23,5 | |||
| 11,2 | 17,7 | 24,2 | |||
| 11,9 | 18,4 | 25,0 |
* КОД пл. — коллоидно‑осмотическое давление плазмы
§
Оценка нутритивного статуса
| Показатель | Норма | Степени нарушения питания | ||
| Легкая | Средняя | Тяжелая | ||
| Индекс массы тела | >19 | 17—19 | 16—16,9 | < 16 |
| Общий белок | 67—83 | 60—66 | 50—59 | < 50 |
| Альбумин | > 35 | 30—35 | 25—29 | < 25 |
| Преальбумин | > 160 | 140—160 | 110—140 | < 110 |
| Лимфоциты | > 1800 | 1800—1500 | 1500—900 | < 900 |
Макронутриенты (для взрослых)
| Макронутриенты | Энергоценность | % от общей энергии | ДК | Максимальная доза | Максимальная скорость введения |
| Белок | 4 ккал/г = 16,7 кДж | 15—20 | 0,8 | 2 г/кг/сут | 0,1 г/кг/ч |
| Глюкоза | 4,1 ккал/г = 17,1 кДж | 40—60 | 1,0 | 5 г/кг/сут | 0,5 г/кг/ч |
| Жиры | 9 ккал/г = 37,6 кДж | 30—50 | 0,7 | 1,8—2 г/кг/сут | 0,1—0,15 г/кг/ч |
| Глутамин | — | — | — | 0,3 г/кг/сут | АК—0,1 г/кг/ч |
Эквиваленты (электролиты)
| 1 ммоль натрия = 23 мг 1 ммоль калия = 39,1 мг 1 ммоль кальция = 40 мг 1 ммоль магния = 24,4 мг 1 ммоль хлорида = 35,5 мг 1 ммоль бикарбоната = 61 мг | 1 г натрия =43,5 ммоль 1 г калия = 25,6 ммоль 1 г кальция = 24,9 ммоль 1 г магния =41 ммоль 1 г хлорида = 28,2 ммоль 1 г бикарбоната = 16,4 ммоль |
| 1 г NaCl = 17,1 ммоль Na 1 г КCl = 13,4 ммоль К | 1 г NaHCO3 = 12 ммоль Na 12 ммоль HCO3 1 г Mg SO4 = 4 ммоль Mg |
Пересчет для наиболее важных веществ
| Азот | ммоль/л = 0,713 мг/дл | мг/дл = 1,401 ммоль/л |
| Глюкоза | ммоль/л = 0,0555 мг/дл | мг/дл = 18,02 ммоль/л |
| Калий | ммоль/л = 0,251 мг/дл | мг/дл = 3,91 ммоль/л |
| Железо | ммоль/л = 0,179 мкг/дл | мкг/дл = 5,585 ммоль/л |
| Креатинин | ммоль/л = 88,4 мг/дл | мг/дл = 0,01131 ммоль/л |
| Лактат | ммоль/л = 0,11225 мг/дл | мг/дл = 8,9079 ммоль/л |
| Мочевина | ммоль/л = 0,1665 мг/дл | мг/дл = 6,006 ммоль/л |
Нормальный состав крови
| Натрий | 136—144 ммоль/л |
| Калий | 3,8—4,6 ммоль/л |
| Хлориды | 98— 106 ммоль/л |
| Кальций общий | 2,2—2,6 ммоль/л |
| Кальций ионизированный | 1,14—1,3 ммоль/л |
| Магний | 0,75—1,25 ммоль/л |
| Фосфат неорганический: Взрослые Дети | 0,9—1,3 ммоль/л 1,3—1,9 ммоль/л |
| Аммоний | 34—58 ммоль/л |
| Бикарбонат: Взрослые Дети | 22—27 ммоль/л 20—23 ммоль/л |
| Сульфат | 50—150 ммоль/л |
| Мочевина | 2,9—6,5 ммоль/л |
| Креатинин: Взрослые Дети | 70—100 мкмоль/л 30—100 мкмоль/л |
| Глюкоза | 4,7—6 ммоль/л |
| Билирубин: Общий Прямой | 2,5—17 мкмоль/л 0—6 мкмоль/л |
| Триглицериды | 0,3—1,5 ммоль/л |
| Холестерин | 3,8—7,8 ммоль/л |
| Общий белок | 60—80 г/л |
| Альбумины | 35—50 г/л |
| Глобулины | 20—40 г/л |
| Ig A | 0,9—4,5 г/л |
| Ig G | 9,5—16,5 г/л |
| Ig M | 0,6—2 г/л |
| ACT | 28—224 нмоль/с/л |
| АЛТ | 28—224 нмоль/с/л |
Показатели гемокоагуляции
| Активированное частичное тромбопластиновое время (АЧТВ) | 45—55 сек |
| Время кровотечения (по Дюке) | 1—4 мин |
| Время кровотечения (по Иве) | 1—6 мин |
| Ретракция сгустка | Нач. на 30—60 мин |
| Время свертывания (по Ли—Уайту) | 8—12 мин |
| Фибриноген (плазма) | 200—450 мг/100мл |
| Продукты деградации фибрина | Менее 10 ЕД |
| Частичное тромбопластиновое время | 22—37 сек |
| Протромбиновое время | 12,5—13 сек |
| Тромботест (Оурен) | 70—130% |
| Тромбоциты | 100—400×109 |
| Потребление протромбина | Более 80% в час |
| Фибрин‑стабилизирующий (XIII) фактор | 10—40 мг/л |
Экстренныминазывают операции, которые выполняют немедленно после поступления больного в стационар, так как задержка может привести к гибели больного или вызвать развитие серьезных осложнений заболевания, например остановка кровотечения при ранениях крупных сосудов, сердца, внутренних органов. Целью экстренной операции является спасение жизни больного, поэтому обследование перед операцией может быть минимальным или совсем отсутствовать.
Срочные операции выполняются через определенный срок после поступления больного в стационар, что связано с необходимостью уточнения диагноза и подготовки больного к операции, например резекция желудка при сужении выходного отдела желудка. На длительный срок проведение хирургического вмешательства откладывать нельзя ввиду прогрессирования патологического процесса и возможного ухудшения состояния больного.
Плановые операции могут быть выполнены в любой срок без ущерба для состояния здоровья больного, например грыжесечение при неосложненных формах грыж, холецистэктомия при хроническом каменном холецистите вне обострения.
Классификация ФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ пациента перед оперативным вмешательством Американского Общества Анестезиологов (ASA, 1961)
► I класс — больные, у которых заболевание локализовано и не вызывает системных расстройств (практически здоровые);
► II класс — больные с легкими или умеренными расстройствами, которые в небольшой степени нарушают жизнедеятельность организма без выраженных сдвигов гомеостаза;
► III класс — больные с тяжелыми системными расстройствами, которые значительно нарушают жизнедеятельность организма, но не приводят к нетрудоспособности;
► IV класс — больные с тяжелыми системными расстройствами, которые создают серьезную опасность для жизни и приводят к нетрудоспособности;
► V класс — больные, состояние которых настолько тяжело, что можно ожидать их смерти в течение 24 часов.
Экстренные Е
§
| ASA | Летальность % |
| I | 0.06-0.08 |
| II | 0.27-0.4 |
| III | 0.8-4.3 |
| IV | 7.8-23 |
| V | 9.4-51 |
18. Классификация верхних дыхательных путей по S.R. Mallampati (1985)
Класс I — мягкое небо, зев, миндалины и язычок визуализируются.
Класс II — мягкое небо, зев и язычок визуализируются.
Класс III — мягкое небо и основание язычка визуализируются.
Класс IV — мягкое небо не визуализируется.
Оценка риска кардиальных осложнений при некардихирургических вмешательствах (L.Goldman et al., 1977)
| Критерии | |||
| Анамнез | |||
| (а) Возраст > 70 лет | |||
| (б) Инфаркт миокарда в предшествующие 6 месяцев | |||
| Данные физикального обследования | |||
| (а) Ритм галопа или расширение яремной вены | |||
| (б) Выраженный аортальный стеноз | |||
| ЭКГ | |||
| (а) Эктопический ритм или предсердные экстрасистолы на ЭКГ перед операцией | |||
| (б) Желудочковые экстрасистолы > 5 в минуту, зарегистрированные когда либо до операции | |||
| Общее состояние | |||
| РО2 < 60 или рСО2 > 50 мм.рт.ст. | |||
| К < 3,0 или НСОз < 20 мэкв/л | |||
| Азот мочевины > 50 или креатинин > 3,0 мг/дл Ненормальный уровень сывороточной глутамин-оксалат трансаминазы, признаки хронических заболеваний печени или постельный режим в связи с экстракардиальными заболеваниями | |||
| Оперативное вмешательство | |||
| (а) Лапаротомия, торакотомия или оперативное вмешательство на аорте | |||
| (б) Экстренное оперативное вмешательство | |||
| Класс | Общее количество баллов | Оценка степени риска | |
| I | 0 — 5 | Нет риска кардиальных осложнений | |
| II | 6 – 12 | Малый риск кардиальных осложнений | |
| III | 13 – 25 | Высокий риск кардиальных осложнений | |
| IV | Более 26 | У этих больных оперативное вмешательство должно быть выполнено лишь по жизненным показаниям | |
Функциональная классификация ХСН NYHA была принята в 1964 г. Ее также много раз пересматривали, дополняли и критиковали, но тем не менее успешно применяют во всем мире. Она имеет схожую с классификацией В.Х.Василенко и Н.Д.Стражеско судьбу. Только ленивый из уважающих себя ученых-кардиологов ее не критикует, но все практические доктора с успехом продолжают ею пользоваться.
Принцип, заложенный в ее основу, прост — оценка физических (функциональных) возможностей пациента, которые могут быть выявлены врачом при целенаправленном, тщательном и аккуратном сборе анамнеза, без применения сложной диагностической техники. Было выделено четыре ФК.
I ФК — больной не испытывает ограничений в физической активности. Обычные нагрузки не провоцируют возникновения слабости (дурноты), сердцебиения, одышки или ангинозных болей.
II ФК — умеренное ограничение физических нагрузок. Больной комфортно чувствует себя в состоянии покоя, но выполнение обычных физических нагрузок вызывает слабость (дурноту), сердцебиение, одышку или ангинозные боли.
III ФК — выраженное ограничение физических нагрузок. Больной чувствует себя комфортно только в состоянии покоя, но меньшие, чем обычно, физические нагрузки приводят к развитию слабости (дурноты), сердцебиения, одышки или ангинозных болей.
IV ФК — неспособность выполнять какие-либо нагрузки без появления дискомфорта. Симптомы сердечной недостаточности или синдром стенокардии могут проявляться в покое. При выполнении минимальной нагрузки нарастает дискомфорт.
В зависимости от степени тяжести различают следующие типы хронической ДН:
КЛАССИФИКАЦИЯ ХРОНИЧЕСКОЙ ДЫХАТЕЛЬНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ( ШИКА, ДЕМБО )
1 СТЕПЕНЬ. Появление одышки при доступных ранее усилиях.
2 СТЕПЕНЬ. Наличие одышки при обычных нагрузках.
3 СТЕПЕНЬ. Одышка в покое.
Таблица 2. Классификация ДН по степени тяжести
| Степень | РаО2, мм рт.ст. | SaO2, % |
| Норма | >80 | >95 |
| I | 60–79 | 90–94 |
| II | 40–59 | 75–89 |
| III | <40 | <75 |
В клинике выделяют 3 стадии острой дыхательной недостаточности (ОДН). Диагностика строится на оценке дыхания, кровообращения, сознания и определения парциального напряжения кислорода и углекислого газа крови.
Острая дыхательная недостаточность (ОДН) I стадии. Больной в сознании, беспокоен, может быть эйфоричен. Жалобы на ощущение нехватки воздуха. Кожные покровы бледные, влажные, легкий акроцианоз. Число дыханий (ЧД) — 25-30 в 1 мин., ЧСС — 100-110 в 1 мин., АД в пределах нормы или несколько повышено, рaО, снижается до 70 мм рт. ст., Рa,СО, уменьшается до 35 мм рт. ст. (гипокапния носит компенсаторный характер, как следствие одышки).
Острая дыхательная недостаточность (ОДН) II стадии. Сознание нарушено, часто возникает психомоторное возбуждение. Жалобы на сильнейшее удушье. Возможна потеря сознания, бред, галлюцинации. Кожные покровы циано-гичны, иногда в сочетании с гиперемией, профузный пот. ЧД — 30—40 в 1 мин., ЧСС — 120—140 в 1 мин., отмечается артериальная гипертензия. рa02 уменьшается до 60 мм рт. ст., раС02 увеличивается до 50 мм рт. ст.
Острая дыхательная недостаточность (ОДН) III стадии. Сознание отсутствует. Клонико-тонические судороги, расширение зрачков с отсутствием их реакции на свет, пятнистый цианоз. Часто наблюдается быстрый переход тахинное (ЧД от 40 и более) в брадипное (ЧД — 8—10 в 1 мин.). Падение АД. ЧСС более 140 в 1 мин., возможно появление мерцательной аритмии, рa 02 уменьшается до 50 мм рт. ст. и ниже, раС02 возрастает до 80—90 мм рт. ст. и выше.
§
КЛАСС 1. Хорошо переносит обычную физическую нагрузку, приступы только при интенсивной нагрузке.
KЛАСС 2. Небольшое ограничение обычной физической активности , приступы при ходьбе более чем на 500м и подъеме более чем на один этаж. Вероятность приступа возрастает при ходьбе в холодную погоду, против ветра, утром после сна, при психо — эмоциональном возбуждении.
КЛАСС 3. Выраженное ограничение физической активности, приступы при ходьбе в нормальном темпе на расстояние 100 — 500м, при подъеме на один этаж.
КЛАСС 4. Приступы при небольших нагрузках, ходьбе менее чем на 100м, приступы в покое.
СТАДИИ ПЕЧЕНОЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ
0. Наличие факторов риска развития (холангит, цирроз т.п.) (стадия компенсации).
1. Желтуха, изменение биохимических показателей крови (гипоальбуминемия, повышение трансаминаз), психоэмоциональные расстройства.
2. Желтуха, энцефалопатия, гипокоагуляционный синдром (снижение ПТИ, гипофибриногенемия, увеличение времени свертывания и длительности кровотечения).
3. Клиника 2 стадии кома.
Шкала оценки тяжести цирроза печени (по Чайлду-Пью)
Класс A: 5-6 Класс B: 7-9 Класс C: 10-15
| Оценка | |||
| Альбумин | >3.5 | 3.5-2.8 | <2.8 |
| Билирубин | <2 | 2-3 | >3 |
| Асцит | Нет | Умеренно | Тяжелый |
| Энцефалопатия | Нет | I-II | Тяжелый (III-IV) |
| Удлинение протромбинового времени | <4 sec. (<1.7) | 4-6 sec. (1.7-2.3) | >6 sec. (>2.3) |
СТАДИИ ХРОНИЧЕСКОЙ ПОЧЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ.
I.ЛАТЕНТНАЯ. Диурез в норме. Hb > 100 г/л. Мочевина < 8,8 ммоль/л. Креатинин < 0,18 ммоль/л. КФ 45 — 60 мл/мин. Метаболический. ацидоз отсутствует. Электролиты в норме.
II.КОМПЕНСИРОВАННАЯ. Легкая полиурия. Hb 83 — 100 г/л. Мочевина 8,8 — 10 ммоль/л. Креатинин 0,18 — 0,28 ммоль/л. КФ 30 — 45 мл/мин. Ацидоза нет. Умеренная гипонатриемия.
III.ИНТЕРМИТТИРУЮЩАЯ. Выраженная полиурия. Hb 67 — 83 г/л. Мочевина 10,1 — 19,0 ммоль/л. Креатинин 0,3 — 0,6 ммоль/л. КФ 20 — 30 мл/мин. Компенсированный ацидоз. Гипонатриемия, гипокальциемия.
IV.ТЕРМИНАЛЬНАЯ. Олигоанурия. Гиперазотемия. Дисэлектролитемия. Декомпенсированный ацидоз. НК IIА -IIБ. Анасарка. Тяжелая дистрофия печени и др. внутренних органов.
Физико-химические свойства ингаляционных анестетиков.
| Препарат | MAK* O2 (%) | MAK* N2O (%) | Молярная масса (Да) | Соотношение кровь/газ | Температура кипения, °С | Давление паров, мм Hg 20°C | Мл пара из 1 мл жидкости при 21 °С |
| Фторотан | 0,75 | 0,29 | 197,39 | 2,3 | 50,2 | ||
| Энфлуран | 1,68 | 0,57 | 184,5 | 1,9 | 56,5 | ||
| Изофлуран (Форан) | 1,15 | 0,50 | 184,5 | 1,43 | 48,5 | — | |
| Эфир | 1,92 | — | 74,12 | 12,1 | 34,6 | ||
| N2O | — | — | 0,47 | — 88,5 |
Действие ингаляционных анестетиков на системы и органы
22.
| Препараты | Анестезия | Седация | ||
| Индукция (мг/кг) | Поддержание (мкг/кг/мин) | Индукция (мг/кг) | Поддержание (мкг/кг/мин) | |
| Диазепам | 0,3-0,6 | — | 0,04-0,2 | — |
| Этомидат | 0,2-0,5 | 10-20 | — | — |
| Кетамин | 1-2 | 15-75 | 0,5-1 | — |
| Лоразепам | 0,02-0,05 | — | 0,03-0,05 | — |
| Метогекситал | 1-2 | 50-150 | 0,25-1 | 10-50 |
| Мидазолам | 0,2-0,6 | 0,25-2 | 0,01-0,1 | — |
| Пропафол | 1,5-2,5 | 100-200 | 0,25-1 | 25-100 |
| Тиопентал | 3-5 | 30-200 | 0,5-1,5 | — |
Местные анестетики, используемые для эпидуральной анестезии
| Препарат | Концентрация (%) | Максимальная доза для взрослых | Длительность (мин) | |
| Простой раствор | С адреналином | |||
| Хлорпрокаин | 2—3 | < 800 мг (40 мл 2%) | < 900 мг (30 мл 3%) | 30—75 |
| Лидокаин | 1—2 | < 300 мг (30 мл 1 %) | < 500 мг (50 мл 1%) | 50—120 |
| Мепивакаин | 1—2 | < 300 мг (30 мл 1 %) | < 500 мг (50 мл 1%) | 60—150 |
| Бупивакаин | 0,5 | < 175 мг (35 мл 0,5%) | < 225 мг (45 мл 0,5%) | 120—240 |
| Ропивакаин | 0,75—1 | А) < 250 мг (30 мл 0,75%) Б) 250 мг (25 мл 1 %) | — | 180—360 |
Местные анестетики, используемые для спинальной анестезии
| Препарат | Концентрация | Доза для взрослых | Баричность | Длительность (мин) |
| Бупивакаин | 0,75% в 8,25% глюкозе 0,5% | 9—15 мг (1,2—2 мл) 15 мг | Гипербар. Изобар. | 90—240 90—240 |
| Ультракаин | 5% на 10% декстрозе | 100—150 мг | Гипербар. | 100—150 |
| Тетракаин | 0,5% в 5% глюкозе 0,5% 0,1% | 10—20 мг (2—4 мл) 10—20 мг (2—4 мл) 10 мг (10 мл) | Гипербар. Изобар. Гипобар. | 150—300 |
25.
| Препарат | A | B1 | B2 | ДА1* | ДА2 |
| Норадреналин | |||||
| Адреналин | |||||
| Изопротеренол | |||||
| Допамин | |||||
| Добутами | |||||
| Допексамин | — | — |
ДА – дофаминэргические
Постоянная инфузия симпатомиметических препаратов
| Препарат | Разведение (мл) | Взрослые (мкг/кг/мин) | Дети (мкг/кг/мин) |
| Адреналин | 2 мг/250 | 0,01—0,1 | 0,02—0,1 |
| Норадреналин | 2 мг/500 | 0,05—0,25 | — |
| Изопротеренол | 1 мг/250 | 0,01—0,1 | 0,05—0,1 |
| Допамин | 200 мг/250 | 0,5—30 | 1—10 |
| Добутамин | 250 мг/500 | 0,5—30 | — |
Классификация кровопотери
Существует несколько видов классификации острой кровопотери, но клинически наиболее важной является классификация ВОЗ (2001 г.)
§
| Показатели | Баллы | |
| Рентгенография | Альвеолярной инфильтрации нет | |
| Альвеолярная инфильтрация 1 квадрант | ||
| Альвеолярная инфильтрация 2 квадранта | ||
| Альвеолярная инфильтрация 3 квадранта | ||
| Альвеолярная инфильтрация 4 квадранта | ||
| Степень гипоксемии | PaO2/FiO2 > 300 мм.рт.ст. | |
| PaO2/FiO2 > 300 мм.рт.ст. | ||
| PaO2/FiO2 224-175 мм.рт.ст | ||
| PaO2/FiO2 174-100 мм.рт.ст | ||
| PaO2/FiO2 < 100 мм.рт.с.т | ||
| Комплайнс | > 80 мл/см Н2О | |
| 79-60 мл/см Н2О | ||
| 59-40 мл/см Н2О | ||
| 39-20 мл/см Н2О | ||
| < 20 мл/см Н2О | ||
| ПДКВ при ИВЛ | 0-5 см Н2О | |
| 6-8 см Н2О | ||
| 9-11 см Н2О | ||
| 12-14 см Н2О | ||
| > 14 см Н2О |
30. Классификация острой сердечной недостаточности (Killip T, Kimball JT. Am J Cardiol 1967; 20: 457-464).
Основана на учете клинических признаков и результатов рентгенографии грудной клетки. Выделяют четыре стадии (класса) тяжести
► Стадия I — нет признаков СН.
► Стадия II — СН (влажные хрипы в нижней половине легочных полей, III тон, признаки венозной гипертензии в легких).
► Стадия III — тяжелая СН (явный отек легких; влажные хрипы распространяются более, чем на нижнюю половину легочных полей).
► Стадия IV — кардиогенный шок (САД 90 мм рт.ст. с признаками периферической вазоконстрикции: олигурия, цианоз, потливость).
31. The American European Consensus Conference on ARDS (Bernard GR, Artigas A, Brigham KL, Carlet J, Falke K, Hudson L, Lamy M, LeGall JR, Morris A, Spragg R, and the Consensus Committee. Am J Respir Crit Care Med 1994;149:919-824)
| Критерии ОРДС | Критерии СОЛП |
| ¨ Острое начало ¨ PaO2 / FiO2 £ 200 mmHg (независимо от уровня ПИИПа) ¨ Билатеральные инфильтраты при радиологическом исследовании грудной клетки ¨ Измеренное PCWP £ 18 mmHg или при отсутствии клинических признаков гипертонии левого предсердия | ¨ Острое начало ¨ PaO2 / FiO2 £ 300 mmHg (независимо от уровня ПИИПа) ¨ Билатеральные инфильтраты при радиологическом исследовании грудной клетки ¨ Измеренное PCWP £ 18 mmHg или при отсутствии клинических признаков гипертонии левого предсердия |
32. Шкала гастроинтестинальной недостаточности (A. Reintam, P. Parm, R. Kitus, J.Starkopf, H.Kern. Crit Care. 2008; 12(4): R90)
| Баллы | Клинические симптомы |
| Нормальная функция ЖКТ | |
| Усваивает 50% расчетной дозы или 3 дня без кормления после абдоминальной операции | |
| Непереносимость питания (большой сброс из желудка, рвота, вздутие, сильная диарея) или с-м АбГ | |
| Непереносимость питания и СИАГ | |
| Abdominal compartment syndrome |
Классификация острой почечной недостаточности (RIFLE)
(R. Bellomo et al. The Second International Consensus Conference of the Acute Dialysis Quality Initiative (ADQI) Group. Critical Care 2004, 8:R204-R212)
| критерии КФ | критерии мочеотделения | |
| Risk (Риск) | увеличение СCr на 150% от исходного, или снижение КФ > 25% | < 0.5 мл/кг в час в течение > 6 часов |
| Injury (повреждение) | увеличение СCr на 200% от исходного, или снижение КФ > 50% | < 0.5 мл/кг в час в течение > 12 часов |
| Failure (недостаточность) | увеличение СCr на 300% от исходного, или снижение КФ > 75% | <0.3 мл/кг в час в течение 24 часов или анурия в течение 12 часов |
| Loss (потеря) | Потеря почечной функции более 4 нед | |
| ESRD (end stage renal disease) терминальная ПН | Терминальная ХПН | |
| критерии КФ | критерии мочеотделения | |
| Risk (Риск) | увеличение СCr на 150% от исходного, или снижение КФ > 25% | < 0.5 мл/кг в час в течение > 6 часов |
| Injury (повреждение) | увеличение СCr на 200% от исходного, или снижение КФ > 50% | < 0.5 мл/кг в час в течение > 12 часов |
| Failure (недостаточность) | увеличение СCr на 300% от исходного, или снижение КФ > 75% | <0.3 мл/кг в час в течение 24 часов или анурия в течение 12 часов |
| Loss (потеря) | Потеря почечной функции более 4 нед | |
| ESRD (end stage renal disease) терминальная ПН | Терминальная ХПН |
Критерии синдрома полиорганной недостаточности по Baue, 2000
§
1.Разведение (стандарт): 200 мг дофамина на 20 мл хлорида натрия
Концентрация: 10мг допмина 1 мл готового раствора
Дозирование: 1млчас =10 мг час, 2 млчас=20 мг час и т.д.
2.Таблица перевода из млчас и мгчас в мкгкгмин по весу.
3.При разведении : 400 мг на 20 мл найденные табличные значения
в мкгкгмин удваиваются
| мгкгмин | мл час мг час |
| 1,5
| | 2,5 | | 3,5 | | | 5,5 | | 6,5 | 7,0 | 7,5 | 8,0 | 8,5 | 9,0 | 9,5 | |
| Вес 50 кг | 3,3 | 6,5 | 8,5 | ||||||||||||||||
| 60 кг | 2,7 | 5,5 | 10,1 | 19,5 | |||||||||||||||
| 70кг | 2,3 | 3,5 | 4,7 | 8,3 | 9,5 | 15,5 | 16,5 | 21,5 | |||||||||||
| 80кг | 2,0 | 13,5 | 14,5 | 15,5 | 16,5 | 17,5 | |||||||||||||
| 90кг | 1,8 | 2,7 | 3,7 | 4,5 | 5,5 | 6,5 | 7,5 | ||||||||||||
| 100кг | 1,7 | 2,5 | 5,5 | 6,5 | 10,5 | 12,5 | 12,5 | 15,5 | 16,5 | ||||||||||
| 110кг | 1,5 | 3,5 | 4,5 | 7,5 | 8,5 | 10,5 | 13,5 | 14,5 | |||||||||||
| 120кг | 1,3 | 1,7 | 2,7 | 3,5 | 4,5 | 5,5 | 7,5 | 8,5 | 9,7 | 10,3 | 12,5 | ||||||||
| 130кг | 1,2 | 1,9 | 2,3 | 2,5 | 3,5 | 4,5 | 6,5 | 7,5 | 8,5 | 9,5 | 11,5 | ||||||||
| 140кг | 1,8 | 2,3 | 3,5 | 6,5 | 7,5 | 8,5 | 9,5 | 11,5 |
Рекомендации по объёму обследования пациентов идущих на плановое оперативное вмешательство под общей или регионарной анестезией *
При разработке рекомендаций во внимание приняты аналогичные документы Европейской Ассоциации анестезиологов(2004), Американского Общества анестезиологов(2003), Британского Общества анестезиологов(2003), Французского Общества анестезиологов и реаниматологов(1994).
Анализ представленных документов самых авторитетных Ассоциаций специалистов демонстрирует отсутствие, каких – либо рутинных тестов инструментального и лабораторного обследования (предназначенных в обязательном порядке для всех пациентов). Кроме того, подчёркивается, что сделанные рекомендации являются результатом консенсуса, а не основаны на результатах доказательных клинических исследований.
Объём предоперационного обследования пациентов определяется лечащим врачом и анестезиологом – реаниматологом исходя из особенностей анамнеза, величины операционно — анестезиологического риска (ASA), характера и травматичности операции.
Классификация ASA
ASA — 1 – пациент без сопутствующей патологии
ASA- 2 –пациент с умеренной системной патологией
ASA- 3 – пациент с выраженной системной патологией**
ASA – 4 — пациент с выраженной системной патологией, нуждающийся в неотложной терапии
ASA – 5 – агонирующий пациент
ASA – 6 — пациент с установленным диагнозом смерти мозга, являющийся донором при трансплантации органов
Классификация травматичности оперативных вмешательств
1.Низкая (Дренирование поверхностных абсцессов кожи)
2.Умеренная (Грыжесечение, флебэктомия, тонзилэктомия, артроскопия)
3.Высокая (Гистерэктомия, тиреоидэктомия, ТУР простаты, люмбальная дискэктомия холецистэктомия,резекция желудка)
4.Высокая ( ) (Тотальное протезирование суставов, Резекция кишечника, торакальные операции, нейро- и кардиохирургические операции гастрэктомия)
ASA -1
| Тест | Тяжесть оперативного вмешательства | |||||
| КХ ССХ | НХ | |||||
| Рентгенография органов грудной клетки (-скопия, флюорография) | — | — | — | — | — | |
| ЭКГ( старше 40 и при наличии анамнеза для 1 и 2 и 3 ) | — | — | — | — | ||
| ОАК*** с формулой | — | |||||
| Гемостаз(ТВ, АЧТВ, МНО) -или | — | — | — | — | — | — |
| Креатининмочевина, Калий, натрий плазмы | — | — | — | |||
| Сахар крови Здесь и далее всем | — | — | — | — | — | — |
| Общий анализ мочи | — | — | — | — | — | — |
ASA -2 -3 (взрослые с сопутствующей патологией сердца и сосудов)
| Тест | Тяжесть оперативного вмешательства | |||||
| КХ ССХ | НХ | |||||
| Рентгенография органов грудной клетки | — | — |
| — | — | |
| ЭКГ | ||||||
| ОАК с формулой | — | |||||
| Гемостаз (ПВ, АЧТВ, МНО) | — | — | — | — | — | — |
| Креатининмочевина, калий, натрий | — | — | ||||
| Сахар крови | — | — | — | — | — | — |
| Общий анализ мочи | — | — | — | — | — | — |
Примечание:
( ) — выполнение исследования рекомендуется
( — ) — выполнение исследования не рекомендуется, в силу отсутствия влияния на течение периоперационного периода
( -) — выполнение исследования рекомендуется у некоторых категорий больных в силу возраста, сопутствующей патологии и характера операции
Вопрос о плановой операции у пациентов — ASA -4-5 не обсуждается в связи с их критическим состоянием.
У отдельных категорий пациентов целесообразно выполнение эхокардиографии или исследование функции внешнего дыхания:
1. Эхокардиография: клапанная болезнь сердца, СН – 3ст(NYHA)****
2. Функция внешнего дыхания: – ХОБЛ тяжёлого течения, операции на лёгких и пищеводе
*Целесообразно рассмотреть данный вопрос так же и в контексте операбельности
** Предлагаю одну из редакций определения «ASA 3»: «Пациенты с тяжелыми системными заболеваниями без угрозы для жизни в данный момент, но требующие поддерживающей терапии».
Целесообразно прописать нозологии:
-СН 2 по NYHA, без неотложных госпитализаций в течение 1 года по данной патологии
-Стенокардия не выше 2 ф.кл.,без неотложных госпитализаций…
-ГБ 2-3 стадии компенсированная в данный момент ,без неотложный госпитализаций ,
-бронхиальная астма и ХОБ с ДН не выше 2.
***формула крови только при лейкоцитозелейкопении
**** клапанная болезнь,ПИКС или СН иной причины с СН=2 ф.кл и выше