Метаболический ацидоз — результат действия одного из трех основных механизмов: расходование бикарбоната из-за уменьшенного выделения Н+, расходование бикарбоната из-за увеличенного производства Н+ или потеря бикарбоната.
Расходование бикарбоната
Ионы Н+ обычно выводятся почками в виде титруемой кислоты (фосфаты и сульфаты) и аммиака. Заболевания почек, недостаточность надпочечников, дистальный почечный канальцевый ацидоз и гипоальдостеронизм — все это нарушает такое выведение. Из-за уменьшенного числа функционирующих нефронов при почечной недостаточности адекватной фильтрации и выведения Н+ не происходит. При дистальном (типа I) тубулярном некрозе проксимальная тубулярная гломерулярная фильтрация и реабсорбция НСО3~ осуществляются нормально, но дистальная тубулярная секреция Н+ нарушена. Поскольку выведение Н+ в дистальном канальце зависит от обмена ионов натрия, истощение объема усиливает тенденцию к ацидозу. Через сходный механизм (сниженная доставка натрия) недостаточность надпочечников или селективный гипоальдостеронизм также нарушают выведение Н+. Последнюю ситуацию можно распознать по одновременному наличию метаболического ацидоза, гиперкалиемии, гипонатриемии и гиперкальциемии.
Ионы водорода и дефицит анионов
Увеличение Н+-нагрузки также может вызвать метаболический ацидоз. В таких случаях неравенство между измеряемыми в плазме концентрациями катионов и анионов — «дефицит анионов» — выйдет за пределы нормального диапазона 9—13 мэкв/л.
Не измеряемые анионы состоят из белков плазмы (главным образом альбуминов), фосфатов, сульфатов, лактатов, кетоновых кислот (бета-гидроксибутират, ацетоацетат) и других не измеряемых компонентов (например, лекарственные средства). Знание дефицита анионов, рассчитываемого по формуле: дефицит анионов = Na+ — (СГ + НСО3-), может быть весьма полезно для выявления этиологии метаболического ацидоза. Добавление не измеряемых анионов повышает дефицит анионов (например, введение НС1 не увеличивает дефицит анионов, потому что СГ — измеряемый анион).
Наиболее частые причины повышенного дефицита анионов можно запомнить, используя мнемонику «С. Л. У. М. П. Э. Д. Л.».

ЭТИОЛОГИЯ ПОВЫШЕННОГО ДЕФИЦИТА АНИОНОВ
Салицилат
Лактат
Уремические токсины
Метанол
Паральдегид
Этанол и этиленгликоль
Диабетический кетоацидоз
Лекарственные средства (например, железо изониазид)

Сочетание первых букв в названиях причин, в английском написании (SLUMPEDD) несколько напоминает по значению слово «упавший».
Дефицит анионов должен быть откорректирован при гипоальбуминемии, которая имеет тенденцию уменьшать его примерно на 2,5 мэкв/л на 1 г/дл снижения концентрации альбумина.
Как правило, чем больше дефицит анионов, тем легче определить причину ацидоза. Ацидоз при увеличенном дефиците анионов обычно можно быстро диагностировать по клинической картине и ограниченному числу биохимических исследований (т. е. по уровням креатинина, лактата и кетона в плазме). Лактоацидоз, вызванный анаэробным гликолизом, — наиболее распространенная причина повышенного дефицита анионов; однако лактоацидоз часто сочетается с другой формой ацидоза. Например, очень высокий уровень в плазме анионов молекул салицилатов может увеличивать дефицит анионов непосредственно, но салицилаты также повышают дефицит анионов, сталкиваясь с метаболизмом карбогидрата, стимулируя тем самым лактоацидоз.
Подобным же образом диабетический кетоацидоз вызывает смешанный «дефицит анионов — метаболический ацидоз» за счет увеличения концентрации неизмеряемых кетонов и стимуляции лактоацидоза, обычно из-за недостаточной перфузии. Уремия, как правило, ведет к накоплению титруемых кислот, вызывая смешанный ацидоз типа «дефицит анионов — метаболический ацидоз».
Если при высоком дефиците анионов уровни креатина, кетона и лактата нормальны, наиболее вероятной этиологией становится прием токсичных веществ. В таких случаях оказывается особенно полезным сравнение расчетной и измеренной в плазме осмолярности. (Осмолярный промежуток обычно указывает на ту или иную форму алкогольного отравления — этиленгликолем, этанолом или метанолом.) Другие вещества, которые могут вызвать ацидоз из-за повышенного дефицита анионов, включают изониазид, железо и паральдегид.

Потеря бикарбоната
Потеря бикарбоната может вызвать метаболический ацидоз, но не повышает дефицит анионов, так как потеря НСО3~ приводит к компенсаторной гиперхлоремии. Хотя почечная недостаточность обычно нарушает выведение Н+, она может также симулировать непосредственную потерю НСО3~. При почечной недостаточности НСО,- обычно задерживается на уровне 12—20 ммоль/л, поскольку дальнейшее накопление Н+ замедляется буферами тканей (в первую очередь костной ткани). Три условия уменьшают НСО3~ непропорционально снижению скорости клубочковой фильтрации: почечные медуллярные канальцевые нарушения (например, проксимальный почечный тубулярный ацидоз), низкое отношение ренин/альдостерон и почечная недостаточность, при которой уменьшено всасывание НСО3~ (из-за постоянной нагрузки фильтрацией Na+ и увеличения доли фильтрации через несколько остающихся нефронов). Умеренный метаболический ацидоз проксимального (типа II) канальцевого некроза обычно обнаруживается непредвиденно и происходит из-за неспособности к полному поглощению фильтрованных НСО3~. При этом самоограничивающемся состоянии ухудшившаяся реабсорбция НСО3~ затрудняет коррекцию рН и приводит к выделению щелочной мочи. У таких больных экзогенный NaHCO3 увеличивает нагрузку фильтрования НСО3-, повышая рН мочи, но редко воздействует на рН плазмы. Помимо метаболического ацидоза и щелочной мочи, существуют следующие вспомогательные характеристики проксимального некроза канальцев: уменьшение серологического урата, РО4~ и калия; глюкозурия и аминоацидурия.
У больных с хронической диареей потеря НСО3~ происходит через желудочно-кишечный тракт. Часто встречается диарея, связанная с вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ) или злоупотреблением слабительным. У таких больных полезной диагностической пробой служит рН мочи: нормальные почки будут увеличивать выведение кислоты (и восстановят НСО3~), вызывая снижение рН мочи ниже 5,0. Холестирамин также может вызвать метаболический ацидоз, заменяя НСО3~ на СГ.
Поскольку подвздошная и толстая кишки имеют «насосы» ионов, которые повторно поглощают НСО3~ в обмен на СГ, у пациентов с уретросигмоидостомией часто развивается гиперхлоремический (не связанный с анионным промежутком) ацидоз.