Cleveland Clinic
Кливлендская Клиника Абу Даби, Медицинский Колледж Лернера
The most important indicator of homeostasis is the acid-base balance (ABB), which for the last half century in clinical practice has been assessed based on the Boston or Copenhagen schools, or relying on the physicochemical interpretation proposed by P. Stewart, which changed the emphasis from direct pH readings to the generalized state of electrochemical equilibrium of the blood. Today, it is generally recognized that all three approaches to assessing the ABB have weaknesses, and they do not have convincing clinical advantages. Since it has been experimentally established that with metabolic acidosis, 57% of buffering is carried out intracellularly, it is more appropriate to consider the ABB not as a purely isolated blood indicator, but to assess it within the framework of energy metabolism (dissimilation), which is a consequence of oxidation-reduction reactions within the mitochondrial matrix, their intermembrane space and the cell cytoplasm, which can be solved by mathematical modeling. The use of tensor notation for mathematical model equations is not only the adoption of standardization rules, but a far-reaching ideology of the invariance of these equations (preservation during transformations of a certain group). The presented work shows that acid-base and oxidation-reduction homeostasis in mathematical model equations can be interpreted as “play” (variations within established boundaries during transformations of a certain type) for specially formulated tensor invariants.
Важнейшим показателем гомеостаза является кислотно-основное состояние (КОС), которое последние полвека в клинической практике оценивается исходя из Бостонской или Копенгагенской школ, либо опираясь на предложенную П. Стюартом физико-химическую интерпретацию, сменившую акцент с непосредственных показаний рН на обобщенное состояние электрохимического равновесия крови. На сегодняшний день общепризнанно, что во всех трех подходах оценки КОС имеются слабые места, и они не обладают убедительными клиническими преимуществами. Поскольку экспериментальным путем установлено, что при метаболическом ацидозе 57% буферирования осуществляется внутриклеточно, то более целесообразно рассматривать КОС не в качестве сугубо изолированного показателя крови, а оценивать его в рамках энергетического метаболизма (диссимиляции), являющегося следствием окислительно- восстановительных реакций внутри матрикса митохондрий, их межмембранного пространства и цитоплазмы клетки, которые могут решаться математическим моделированием. Использование тензорной формы записи для уравнений математической модели – это не только принятие правил стандартизации, а далеко идущая идеология инвариантности этих уравнений (сохранения при преобразованиях определенной группы). В представленной работе показано, что кислотно-основный и окислительно-восстановительный гомеостаз в уравнениях математической модели позволительно интерпретировать как “люфт” (вариации в установленных границах при преобразованиях определенного вида) для специально сформулированных тензорных инвариантов.