821201 General Physiologyสมดลกรด-ดาง

(Acid-base balance)

อ.ดร. ชล ไพบลยกจกล

สมดลกรด-ดาง (Acid-base balance)

หมายถง การควบคมความเขมขนของไฮโดรเจนไอออน [H+] ในรางกายใหมคาคอนขางคงท ~ 40nEq/l

pH = -log[H+] = -log(4.0*10-8) = 7.4

ชนดของกรดทเขาสรางกาย

1. volatile acid --> CO2 ก าจดออกทางปอดCO2 + H2O H2CO3

2. nonvolatile acid --> H2SO4, HCl, H2PO4

- ไมสามารถก าจดออกทางปอด- ก าจดทางไต

ระบบ buffer CO2/HCO3-

- เปน buffer ส าคญใน ECF ควบคมโดยปอดและไต

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

pH = 6.1 + log[HCO3-]

0.03 PCO2

- metabolic acid-base disorders- respiratory acid-base disorders

กรด-ดางในรางกาย

- lipid, carbohydrate metabolism จะได CO2(volatile acid) ก าจดทงทางปอด

- protein metabolismcysteine, methionine --> H2SO4

lysine, arginine, histidine --> HClaspartate, glutamate --> HCO3

-

- ได nonvolatile acid เพมขน และถก buffer โดยHCO3

- ใน ECFH2SO4 + NaHCO3 NaSO4 + 2CO2 + 2H2OHCl + NaHCO3 NaCl + CO2 + H2O- ไตขบเกลอโซเดยมทงไปกบปสสาวะ

การขบกรดทงโดยไต

- ไตขบ nonvolatile acid เทากบกรดทผลตขนมา- ปองกนไมใหสญเสย HCO3

- ไปกบปสสาวะ- ดดกลบ HCO3

- ทถกกรอง และก าจดกรดทงพรอมหลง H+ เขาทอไต

- ไตขบกรดทงในรปเกลอ- การสรางและขบทงของแอมโมเนยม (NH4

+)

การดดกลบของ HCO3- ททอไตและการควบคม

- HCO3- ถกดดกลบททอไตสวนตน ประมาณ 80%

- การดดกลบ HCO3- ททอไตสวนตน

- หลง H+ เขาทอไตโดยNa+-H+ antiporterH+ - ATPase

- carbonic anhydrate- การดดกลบ HCO3

-

Na+-HCO3- symporter

Cl--HCO3- antiporter

- การดดกลบของ HCO3- ททอไตรปตวยสวนหนา

- ไมม carbonic anhydrate ทเยอเซลลตดทอไต

- การดดกลบ HCO3- ททอไตสวนปลาย, ทอไตรวม

- intercalated cell ดดกลบ HCO3- และหลง

H+

- การหลง H+

–H+-ATPase–H+-K+ ATPase

- การหลง HCO3-

–Cl--HCO3- antiporter

–metabolic alkalosis

ปจจยควบคมการหลง H+ ของทอไต

- pH ของของเหลวภายในทอไตHCO3

- เพม, PCO2 ลด --> acidosisHCO3

- ลด, PCO2 เพม --> alkalosis

การสราง HCO3- ขนใหม

- เนองจากการดดกลบ HCO3- ไมพอตอการเสย

HCO3- ไปจากการ buffer

1. การสราง HCO3- ใหมพรอมกบมการขบทงของ H+

ไปกบฟอสเฟทบฟเฟอรในปสสาวะ- ปรมาณ phosphate ทใชเปน buffer ไมเพยงพอตอการสราง HCO3

-

- จดประสงคหลกของการขบทง phosphate เพอรกษาสมดลของ phosphate

2. การสราง HCO3- ใหม โดยการสรางและขบทง

NH4+

- glutamin metabolism ททอไตสวนตน- Na+-H+ antiporter- NH4

+ ถกดดกลบททอไตรปตวยสวนหนาโดยทาง1Na+-1K+-2Cl- symporter

- NH3 หลงเขาทอไตรวมโดย nonionic diffusionและ diffusion trapping

- ภาวะทไตขบทงกรด nonvolatile ไมได เรยกวาrenal tubular acidosis (RTA)

- เกดททอไตสวนตน เรยกวา proximal RTA- เกดททอไตสวนปลายเรยกวา distal RTA

กลไกในการตอบสนองตอการเปลยนแปลงpH ใน ECF

1. การใช buffer ใน ECF และ ICF2. ปรบ PCO2 ในเลอด โดยปรบ ventilation rate ทปอด

3. ปรบการขบทงของกรดทไต

การใช buffer ใน ECF และ ICF

- CO2/HCO3-

- phosphate- plasma protein

การปรบ PCO2 ในเลอดโดยปรบ ventilationrate

- ventilation rate เพม --> PCO2 ลด --> pH เพม- ventilation rate ลด --> PCO2 เพม --> pH ลด

การปรบการขบทงของกรดทไต

- การสราง NH4+

- acidosis --> NH4+ เพมขน, หลง H+ เพมขน, ดด

กลบ HCO3- เพมขน

- alkalosis --> NH4+ ลดลง, หลง H+ ลดลง, ดดกลบ

HCO3- ลดลง

ชนดของความผดปกตของกรด-ดาง

1. metabolic acidosis: HCO3- ลด, pH ลด

2. metabolic alkalosis: HCO3- เพม, pH เพม

3. respiratory acidosis: PCO2 เพม, pH ลด4. respiratory alkalosis: PCO2 ลด, pH เพม