Acidobazická rovnováha a její poruchy

Obrázek byl převzat z http://www.mfi.ku.dk/ppaulev/chapter17/Chapter%2017.htm

Pavla Balínová

Opakování definic

• Kyselina (HA) • Acidóza (acidémie)

• Báze (B-) • Alkalóza (alkalémie)

• Pufr pH = pK + log cs / cA

Koncentrace protonů a pH

Koncentrace [H+] v krvi je udržována pomocí plic, ledvin a jater okolo 40 nM → pH = - log (40 x 10-9 mol/l) = 7,4

Fyziologické rozmezí hodnot pH v krvi je 7,35 - 7,45.

Obrázek byl převzat z http://www.mfi.ku.dk/ppaulev/chapter17/Chapter%2017.htm

Produkce kyselin v organismu

● CO2 → H2CO3 („těkavá“ kyselina), denní produkce až 24 mol.

● Netěkavé kyseliny:a) Organické kyseliny jsou kontinuálně produkovány jako vedlejší produkty metabolismu:- anaerobní glykolýza ve svalech a v ery → kys. mléčná → laktát + H+

- ketogeneze → kys. acetoctová → acetacetát + H+ → kys.β-hydroxybutyrová→ β-hydroxybutyrát + H+ - lipolýza → TAG → 3 FA + glycerol + 3 H+

- syntéza urey v játrech: CO2 + 2 NH4 → urea + H2O + 2 H+

b) Anorganické kyseliny: vylučovány ledvinamiH2SO4 → HSO4

- + H+

H3PO4 → HPO42- + 2 H+

Protonkonsumpční reakce =reakce „požírající“ protony

• glukoneogeneze: 2 laktát + 2 H+ → Glc• oxidace neutrálních AA, Glu a Asp

Organismus udržuje fyziologické pH extracelulární tekutiny (ECT) pomocí

pufrů

• Bikarbonátový pufr HCO3- / CO2 (53%)

• Hemoglobin (Hb) – v ery (35%)• Plazmatické proteiny (albumin) (7%)• Fosfátový pufr HPO4

2- / H2PO4- (3%)

Pufrační systémy v moči jsou NH3 / NH4+ a fosfáty.

Okolo 30 mmol NH4+ je denně vylučováno močí, ale

exkrece amoniaku je regulována během poruch ABR.

HCO3-/CO2

je efektivní otevřený pufrační systém

HCO3- a CO2 se vyskytují v poměru 20 : 1.

Rozpuštěný CO2 v plazmě je konstantně vyměňován s CO2 v plynné fázi v plicních alveolech.

Henderson-Hasselbachova rovnice pro HCO3-/CO2

systém:pH = pK + log [HCO3

-] / [H2CO3] ↓

pH = pK + log [HCO3-] / pCO2 x α

pH = 6,1 + log 24 / 40 x 0,03pH = 6,1 + log 20pH = 6,1 + 1,3 = 7,4

Převod: 1 kPa = 7,5 mmHg

Vylučování CO2 (pCO2) je kontrolováno plicemi (respirační systém). ↑ ventilace → ↓ pCO2 → alkalizace↓ ventilace → ↑ pCO2 → acidifikace

Vylučování HCO3- je zajišťováno ledvinami.

Játra: CO2 + 2 NH4 → urea + 2 H+ + H2O NH4

+ + Glu → Gln + H2O

Laboratorní analýza stavu ABR

• Stanovení pH, HCO3-, pCO2, pO2 a BE

• Stanovení koncentrace kationtů (Na+, K+, Ca2+, Mg2+), koncentrace aniontů (Cl-, laktát) a metabolitů (urea, kreatinin, ketolátky)

Normální hodnoty:• HCO3

- = 22 – 26 mmol/l• BE = od – 2,5 do + 2,5 mmol/l

BE (base excess) = přebytek bazí (kladná hodnota) - definován jako množství kyseliny, kterou je třeba přidat do krve, aby bylo dosaženo pH 7,4 při pCO2 = 40 mmHg BD (base deficit) = nedostatek bazí (záporná hodnota)

Stanovení dle Astrupa je založeno na přímém měření pH, pCO2, pO2 v krvi

Normální hodnoty v arteriální krvi: • pH = 7,35 – 7,45

• pCO2 = 4,8 – 5,8 kPa

• pO2 = 9,8 – 14,2 kPa

Koncentrace HCO3- a BE jsou vypočítány z

naměřených hodnot softwarem v automatickém přístroji.

Přístroj na „Astrupa“

• skleněná elektroda – pH• membránová elektroda –

pCO2

• Clarkova kyslíková elektroda – pO2

Anion gap (AG)

AG představuje sumu koncentrací plazmatických aniontů, které nejsou měřeny rutinně (albumin, fosfáty, sulfáty, organické anionty).

AG = (Na+ + K+) – (HCO3- + Cl-)

Normální hodnoty: 16 – 20 mmol/l

AG je vypočítávána hlavně při metabolické acidóze kvůli posouzení příčiny této poruchy ABR.

Poruchy ABR

ACIDÓZA

respirační metabolická

ALKALÓZA

respirační metabolická

Kompenzace poruch ABR

• Metabolická porucha je kompenzována respiračně a naopak

Korekce poruch ABR• Metabolická porucha je korigována metabolicky

Respirační acidóza (RAc)

Hypoventilace je asociována s narušenou schopností eliminovat CO2 → ↑ pCO2 (hyperkapnie) → akumulovaný CO2 snižuje pH arteriální krve.

Příčiny: • obstrukce dýchacích cest • nervosvalové postižení dýchacích svalů• poranění hrudníku a bránice• poškození CNS (tumory, degenerativní choroby) • deprese dýchacího centra (narkotika, barbituráty)

Kompenzace: ↑ reabsorpce HCO3- v proximálním

tubulu ledvin → sekrece H+ do moči

Respirační alkalóza (RAl)

Hyperventilace → ↓ pCO2 v alveolech a plazmě (hypokapnie) → ↑ pH plazmy

Příčiny: • poranění CNS• hyperventilace z psychických důvodů (úzkost, hysterie)• prudký výstup do větších nadmořských výšek• otrava salicyláty• infekce CNS

Kompenzace: renální exkrece HCO3- → ↓ pH plazmy směrem

k normálu

Metabolická acidóza (MAc)

● MAc je způsobena akumulací kyselin v ECT ● pozitivní BD, je nutno vždy spočítat AG

Příčiny: • hypoxie → laktátová acidóza (bezvědomí, astma,...)• nadprodukce ketolátek → ketoacidóza (DM,

hladovění)• předávkování salicyláty• požití methanolu nebo ethylenglykolu• těžký průjem (ztráty HCO3

- a K+)

Kompenzace:1. krok: pufrování přebytku H+ pomocí HCO3

-

2. krok: respirační kompenzace hyperventilací (Kussmaulovo dýchání s apnoickými pauzami)

3. krok: renální korekce → ↑ exkrece H+ močí

Metabolická alkalóza (MAl)

MAl je způsobena primární akumulací bazí v ECT nebo ztrátou kyselin Příčiny:• požití alkalizujících léčiv (např. NaHCO3 v infúzi nebo jako antacidum)• prodloužené zvracení → ztráta H+

• únik kyselin močí při terapii diuretiky (+ ztráta K+)

Kompenzace:1. krok: pufrování přebytku HCO3

-

2. krok: respirační kompenzace hypoventilací → ↑ pCO2 v alveolech a v arteriální krvi3. krok: renální korekce: ↑ exkrece HCO3

- močí

Kazuistika č. 1Mladý muž byl zraněn na hrudníku při automobilové nehodě. Byl připojen na ventilaci a byla odebrána krev pro vyšetření dle Astrupa.

plazma naměřené hodnotyHCO3

- 25 mmol/l

AstruppH 7,24pCO2 60 mmHg = 8 kPapO2 60 mmHg = 8 kPa

Typ poruchy ABR ??

Řešení kazuistiky č. 1

Respirační acidóza (RAc) bez kompenzace. Hypoventilace v důsledku zranění na hrudníku → ↑ pCO2 v arteriální krvi.

Kazuistika č. 2

45-letý muž byl přijat do nemocnice, protože trpěl úporným zvracením již 2 dny. Již dříve trpěl dyspepsií. Vyšetření odhalilo dehydrataci a mělké dýchání.

plazma naměřené hodnotyK+ 2,8 mmol/LHCO3

- 45 mmol/Lurea 34 mmol/LAstruppH 7,56pCO2 54 mmHg = 7,2 kPa

Typ poruchy ABR ??

Řešení kazuistiky č. 2

Metabolická alkalóza (MAl) je důsledkem úporného zvracení → ztráta H+ a dehydratace.

Vysoká koncentrace urey v plazmě indikuje dehydrataci a malé množství vylučované moče.

Respirační kompenzace již začala (hypoventilace) → ↑ pCO2.

Nižší koncentrace K+ indikuje alkalémii.

Kazuistika č.323-letý automechanik byl přijat do nemocnice po 12 hodinách, kdy se omylem napil nemrznoucí směsi. Byla mu podána infúze s NaHCO3 (400 mmol), avšak bez znatelného výsledku. Poté byl pacient připojen na dialýzu, ale upadl do šoku a zemřel 12 hodin po přijetí.

plazma po příjmu při dialýze po 4 hodinách

Na+ 137 mmol/l 145 mmol/lK+ 5,4 mmol/l 4,9 mmol/lCl- 95 mmol/l 87 mmol/lHCO3

- 4 mmol/l 5 mmol/lGlc 2,5 mmol/l AstruppH 6,95 7,05 7,29pCO2 15 mmHg 16 mmHg 25 mmHg = 3,33 kPa

Typ poruchy ABR ??

Řešení kazuistiky č.3

Metabolická acidóza (MAc) je způsobena otravou ethylenglykolem → oxidace na kyselinu šťavelovou.

AG činí 43,4 mmol/l.

Po 12 hodinách nastala respirační kompenzace → hyperventilace → ↓ pCO2.

Ovšem nastalo selhání ledvin v důsledku poškození ledvin oxaláty.

Kazuistika č. 4

Mladá žena byla přijata do nemocnice po 8 hodinách, kdy se předávkovala Aspirinem.

plazma naměřené hodnotyHCO3

- 12 mmol/L

AstruppH 7,53pCO2 15 mmHg = 2 kPa

Typ poruchy ABR ??

Řešení kazuistiky č. 4

Respirační alkalóza (RAl) je důsledkem otravy salicyláty.

pCO2 je velmi nízký, neboť pacientka hyperventiluje.

Nastala renální kompenzace → exkrece HCO3- močí.