Модернизированный индекс кислотности пищевода (ИКП)

Г.А. Яковлев

Tutuian R., Castell D.O., Xue S., Katz P.O. [1] для повышения точности оценки уровня кислотности (рН) желудка предложили в 2004 году новый параметр: индекс кислотности, учитывающий, по мнению авторов, логарифмическую зависимость рН от концентрации ионов Н+. Индекс кислотности (ИК) желудка равен: 1000 х % времени с рН < 1 + 100 х % времени с рН от 1 до 2 + 10 х % времени с рН от 2 до 3 + % времени с рН от 3 до 4.

Старостин Б.Д. [2-4] предложил использовать индекс кислотности для оценки повреждающей способности желудочного содержимого на пищевод при диагностике ГЭРБ. По его мнению, кислотный индекс пищевода (КИП) составляет сумму значений процента времени с pH < 4, pH < 3, pH < 2, pH < 1 (но не меньше 0,8 – расценивается как артефакт) при соответствующих коэффициентах 1, 10, 100, 1000. Расчет КИП он предложил осуществлять по формуле: (% t рН < 4 - % t рН < 3)х1 + (% t рН < 3 - % t рН < 2) х10+(% t рН < 2 - % t рН < 1)х100+(% t рН < 1% - t рН < 0,8)х 1000, где t время. С понижением рН на 1 единицу количество водородных ионов (Н+) увеличивается в 10 раз. Следовательно, при рН 0,99 в сравнении с рН 3,99 количество водородных ионов будет в 1000 раз больше, и повреждающая способность такого содержимого будет значительно выше.

Для определения индекса кислотности (ИК) пищевода обычно используется формула: 1000 х % времени с рН от 0,8 до 1 + 100 х % времени с рН от 1 до 2 + 10 х % времени с рН от 2 до 3 + % времени от 3 до 4 или формула: ИК = (1000 х (% времени с 0,8 ≤ рН < 1) + 100 х (% времени с 1 ≤ рН < 2) + 10 х (% времени с 2 ≤ рН < 3) + (% времени с 3 ≤ рН < 4 ))/100% .

Автор работы [3] считает, что КИП более адекватно характеризует кислотоповреждающий потенциал рефлюксного содержимого в пищеводе у пациентов с ГЭРБ, чем процент общего времени с рН < 4.
Следует отметить, что указанные выше формулы расчета индексов кислотности: ИК для желудка и КИП для пищевода не учитывают логарифмическую зависимость значений рН от кислотности внутри интервалов рН от 0,8 до 1,0; от 1,0 до 2,0, от 2,0 до 3,0 и от 3,0 до 4,0. Дело в том, что фактической кислотностью в желудке и пищеводе является не рН, а концентрация свободных положительных ионов водорода, измеряемая в моль/л. Кислотность рассчитывается по формуле H+ = 10–pH моль/л.

Например, для значений рН 1,0 и рН 1,9 кислотности H+ равны 0,1 моль/л и 0,0126 моль/л соответственно. Кислотность, то есть концентрация ионов H+, при рН 1,0 будет больше концентрации ионов H+ при рН 1,9 в 7,94 раза, а следовательно, повреждающая способность содержимого с рН 1,0 будет также выше. Поэтому нельзя использовать в формулах расчета ИК и КИП для значений рН 1,0 и рН 1,9 один и тот же коэффициент 100, который не учитывает фактические концентрации ионов H+ 0,1 моль/л и 0,0126 моль/л.

Для значений рН в интервале от 1,0 до 2,0, равных 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9, значения кислотностей составляют соответственно: 0,10 моль/л; 0,0794 моль/л; 0,0631 моль/л; 0,0501 моль/л; 0,0398 моль/л; 0,0316 моль/л; 0,0251 моль/л; 0,0199 моль/л; 0,0158 моль/л; 0,0126 моль/л. Кислотность, соответствующая рН 1,0, превышает кислотности для значений рН 1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9 соответственно в 1,26; 1,58; 2,0; 2,5; 3,16; 4,0; 5,02; 6,33; 7,94 раза.
Понятно, что повреждающая способность желудочного содержимого с рН 1,7-1,9 должна быть значительно ниже, чем желудочного содержимого с рН 1,0-1,2. Несмотря на это в формуле расчета КИП [2-4] для всех значений рН в интервале рН от 1,0 до 2,0 применяется один и тот же коэффициент 100.

Если же умножить фактические кислотности (моль/л) в интервале от 1,0 до 2,0 ед. рН: 0,10; 0,0794; 0,0631; 0,0501; 0,0398; 0,0316; 0,0251; 0,0199; 0,0158; 0,0126 на коэффициент 100, то получим следующие коэффициенты влияния кислотности (далее - коэффициенты кислотности): 10,0; 7,94; 6,31; 5,01; 3,98; 3,16; 2,51; 1,99; 1,58; 1,26. Понятно, что при измеренном проценте времени 1% для значений рН: 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9 процент времени будет равен соответственно: 10%; 7,94%; 6,31%; 5,01%; 3,98%; 3,16%; 2,51%; 1,99%; 1,58%; 1,26%. Видно, что % времени с рН 1,9, равный 1,26% в 7,94 раза меньше % времени с рН 1,0, равного 10 %.

Теперь об интервалах с рН от 0,8 до 1,0; от 2,0 до 3,0 и от 3,0 до 4,0. Для рН в интервале от 2,0 до 3,0, равных 2,0; 2,1; 2,2; 2,3; 2,4; 2,5; 2,6; 2,7; 2,8; 2,9, значения кислотностей составляют соответственно: 0,010 моль/л; 0,00794 моль/л; 0,00631 моль/л; 0,00501 моль/л; 0,00398 моль/л; 0,00316 моль/л; 0,00251 моль/л; 0,00199 моль/л; 0,00158 моль/л; 0.00126 моль/л, то есть в 10 раз меньше кислотностей для значений рН в диапазоне от 1,0 до 2,0, равных 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9. Поэтому коэффициенты кислотности в интервале с рН от 2,0 до 3,0 также меньше в 10 раз и равны соответственно 1,00; 0,794; 0,631; 0,501; 0,398; 0,316; 0,251; 0,199; 0,158; 0,126.

Для рН в интервале от 3,0 до 4,0, равных 3,0; 3,1; 3,2; 3,3; 3,4; 3,5; 3,6; 3,7; 3,8; 3,9, значения кислотностей составляют соответственно: 0,0010 моль/л; 0,00079 моль/л; 0,00063 моль/л; 0,000501 моль/л; 0,000398 моль/л; 0,000316 моль/л; 0,000251 моль/л; 0,000199 моль/л; 0,000158 моль/л; 0.000126 моль/л. Поэтому коэффициенты кислотности в интервале с рН от 3,0 до 4,0 на порядок меньше по сравнению с коэффициентами кислотности в интервале с рН от 2,0 до 3,0 и равны соответственно 0,100; 0,0794; 0,0631; 0,0501; 0,0398; 0,0316; 0,0251; 0,0199; 0,0158; 0,0126.

Для рН в интервале от 0,8 до 1,0, равных 0,8; 0,9, значения кислотностей (средних концентраций ионов H+) составляют соответственно 0,1585 моль/л; 0,1260 моль/л, а коэффициенты кислотности для рН 0,8 и рН 0,9 равны соответственно:15,85 и 12,60.

Пример 1. Предположим, что у нас на рН-грамме пищевода есть 4 гастроэзофагеальных рефлюкса с рН=3,9; рН=2,9; рН=1,9 и рН=0,9 продолжительностью 20%, 15%, 10% и 2% соответственно. Определяем индекс кислотности пищевода (ИКП) с применением коэффициентов кислотности: ИКП = 20% х 0,0126 + 15% х 0,126 + 10% х 1,26 + 2% х 12,60 = 0,252% + 1,89% + 12,6% + 25,2% = 39,94%.

Пример 2. Предположим, что у нас на рН-грамме пищевода есть 4 гастроэзофагеальных рефлюкса с рН=3,5; рН=2,4; рН=1,3 и рН=0,8 продолжительностью 15%, 10%, 5% и 1%. Определяем индекс кислотности пищевода (ИКП) с применением коэффициентов кислотности: ИКП = 15% х 0,0316 + 10% х 0,398 + 5% х 5,01 + 1% х 12,60 = 0,474% + 3,98% + 25% + 12,6% = 42,05%.

Практическим врачам не нужно делать указанные выше расчеты потому, что современный программный комплекс «GastroScan» поставляемый в составе приборов («Гастроскан-24», «Гастроскан-ГЭМ», «Гастроскан-ИАМ»), может преобразовывать значения рН суточной рН-граммы пищевода в концентрации ионов водорода H+, определять % времени с рН в диапазоне от 0,8 до 4,0 ед. рН и средний рН, вычисленный по средней концентрации ионов H+ в диапазоне от 0,8 до 4,0 ед. рН.

Для расчета ИКП врачу достаточно только выбрать коэффициент кислотности, соответствующий среднему рН, вычисленному по средней концентрации ионов H+ в диапазоне от 0,8 до 4,0 ед. рН, и умножить его на процент времени с рН в диапазоне от 0,8 до 4,0.

Например, из анализа результатов рН-граммы пищевода (на 5 см выше НПС) пациента И., 66 лет (рис.1) следует, что процент времени с рН в диапазоне от 0,8 до 4,0 равен 4%. Вычисленный по средней концентрации ионов H+ в диапазоне от 0,8 до 4,0 рН равен 1,8.

Рис. 1

Для рН 1,8 в диапазоне от 0,8 до 4,0 коэффициент кислотности равен 1,58. Теперь рассчитаем модернизированный индекс кислотности пищевода: ИКП = 4 % х 1,58 = 6,3%. А индекс кислотности пищевода, рассчитанный без применения коэффициента кислотности, равен 1,6%.

Из анализа результатов рН-граммы пищевода (на 5 см выше НПС) пациента К., 48 лет, (см. рис.2) следует, что процент времени с рН в диапазоне от 0,8 до 4,0 равен 2,6%.

Рис. 2

Вычисленный по средней концентрации ионов H+ в диапазоне от 0,8 до 4,0 ед. рН
рН равен 1,5. Для рН 1,5 в диапазоне от 0,8 до 4,0 коэффициент кислотности равен 3,16.
Теперь рассчитаем модернизированный индекс кислотности пищевода: ИКП = 2,6% х 3,16 = 8,2%.
Индекс кислотности пищевода, рассчитанный без применения коэффициента кислотности, равен 2,1%.

Выводы: Предложен модернизированный ИКП, при расчете которого учитывается фактическая кислотность, то есть средняя концентрация ионов H+ в диапазоне от 0,8 до 4,0 ед. рН,
Индекс кислотности пищевода (КИП), рассчитанный без применения коэффициента кислотности, занижает значения модернизированного ИКП.

Список литературы.

1. Tutuian R., Castell D.O., Xue S., Katz P.O. The acidity index: a simple approach to the measurement of gastric acidity // Alimentary Pharmacology and Therapeutics. — 2004. — Feb 15. - Vol. 19: - Issue 4. - P. 443-44.
2. Старостин Б.Д. Спорные и нерешенные вопросы ГЭРБ. Ч. 1 // Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. Спецвыпуск. – 2005. – с. 52–54.
3. Старостин Б.Д. Спорные и нерешенные вопросы гастроэзофагеальной рефлюксной болезни, 20 октября, 2011 год Статья опубликована на сайте http://www.gastroscan.ru.
4. Старостин Б.Д. Гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь (часть II). Этиопатогенез, клиника, диагностика // Гастроэнтерология Санкт-Петербурга. 2014. № 3–4. С. 2–14.