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Plasma pH 7.35-7.42
Tamponi: LEC: HCO -
Assunzione HAssunzione H++CO2, acido lattico,
chetoacidi
Dieta:
Acidi grassi Aminoacidi
LEC: HCO3-
LIC: Proteine, Emoglobina, FosfatiUrina: Fosfati e ammoniaca
Eliminazione HEliminazione H++Ventilazione:
Eliminazione CO2
Rene:Eliminazione H+
pH = log 1/[H +] = - log [H +]
Sangue arterioso pH = 7.4
Sangue venoso pH = 7.35
pH inferiori = acidosi (limite pH = 6.8)
pH superiori = alcalosi (limite pH = 8)pH superiori = alcalosi (limite pH = 8)
pH intracellulare = 6 - 7.4
pH urina 4.5 - 8
Sistemi di regolazione del pH
• Sistemi tampone dei liquidi corporei si combinanoistantaneamente con acidi e basi per impedire variazioniconsistenti del pH (risposta immediata )
• Centro respiratorio risente delle variazioni di pH e regolain pochi minuti la ventilazione e quindi l’eliminazione diCO (risposta rapida )CO2 (risposta rapida )
• Rene elimina dall’organismo H+ o le basi in eccesso(risposta lenta )
Sistema tampone del Bicarbonato
Formato dalla coppia tampone HCO3- /H2CO3
Quando viene aggiunto un acido forte come HCl, l’H+ liberato vienetamponato da HCO3
- con formazione di H2CO3 secondo la reazione:
H+ + HCO3- H2O + CO2H2CO3
Quando viene aggiunta una base forte come NaOH, l’OH - liberato sicombina con H CO formando HCO -. La concentrazione di H CO
A.C.
combina con H2CO3 formando HCO3-. La concentrazione di H2CO3
diminuisce e la reazione è spostata verso sinistra.
Il sistema tampone bicarbonato è il sistema tamponeextracellulare più potente dell’organismo, perchérappresenta un sistema aperto, in quanto la CO2 ècontrollata dalla respirazione e l’HCO3
- dal rene.
Sistema tampone del Fosfato
HPO42-/H2PO4
-
E’ meno efficace perché:• meno concentrato• la forma acida, a differenza della CO2 non può essereeliminataE’ comunque un tampone molto efficace per la regolazionedel pH a livello renaledel pH a livello renale
Sistema tampone delle Proteine
Le proteine sono i sistemi tampone più abbondantidell’organismo.Nei globuli rossi l’Emoglobina ha una importante funzionetampone.
L’equilibrio acido-base può essere controllato regolando la ventilazione
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3
-
La seconda linea di difesa dalle alterazioni dell’equilibrioacido-base è costituita dal controllo della pCO2
↑pCO2 � ↓pH↓pCO2 � ↑pH.
A.C.
↓pCO2 � ↑pH.
Regolando la pCO2, attraverso variazioni dellaventilazione, l’apparato respiratorio può regolare il pH:• Se ↓pH (acidosi) � ↑ventilazione � ↓pCO2 � il pHtorna vicino ai valori normali↓• Se ↑pH (alcalosi) � ↓ventilazione � ↑pCO2 � il pHtorna vicino ai valori normali
In condizioni normali, il rene mantiene l’equilibrioacido-base attraverso:
• Il riassorbimento di HCO3- filtrato
• La secrezione di una quantità di ioni H+ equivalente aquella prodotta
In condizioni di alterazione (acidosi) attraverso:
• Il riassorbimento di tutto l’HCO3- filtrato• Il riassorbimento di tutto l’HCO3- filtrato
• La secrezione di quantità maggiori di H+
• La produzione di nuovi HCO3-
In condizioni di alterazione (alcalosi) attraverso:
• Il riassorbimento di quantità minori di HCO3- filtrato
• La secrezione di quantità minori di H+
Cellule tubulari
Filtrazione
HCOHCO33--
ATPATPNaNa++
+HCOHCO33--
NaNa++
HH++HH+++
Il riassorbimento degli HCO3- filtrati avviene grazie alla
secrezione di ioni H+
San
gue
San
gue
Liquido interstiziale Lume tubulare
ATPATPKK++
HH22COCO33
HH22OOCOCO22++COCO22
+HH22OO
HH22COCO33
NaNa++
Anidrasi Anidrasi carbonicacarbonica
Per ogni ione H+ secreto nel lume,uno ione HCO3
- viene riassorbitoe passa nel sangue
HH++
In condizioni normali la quantità di ioni H+ secreti a livellotubulare (4400 mEq/dì) supera di 80 mEq/dì la quantità diioni HCO3
- presenti nel filtrato (4320 mEq/dì).
Gli H+ in eccesso vengono escreti con l’urina ma, poiché ilpH dell’urina non può scendere sotto 4.5, sono tamponatida altri tamponi urinari come:
• Il sistema tampone fosfato• Il sistema tampone fosfato
• Il sistema tampone dell’ammoniaca.
Per ogni ione H+ secreto nel lume, che si combina con un tampone diverso dall’ HCO3
- , un nuovo ione HCO3- viene
immesso nel sangue.
• Nell’alcalosi , gli ioni HCO - sono in eccesso rispetto agli
• Nelle acidosi , gli ioni H+ in eccesso sono tamponati dafosfato ed ammoniaca ed escreti in forma di sali.
Questo tamponamento porta alla formazione di nuovoHCO3
-.
• Nell’alcalosi , gli ioni HCO3- sono in eccesso rispetto agli
ioni H+.
La quantità di ioni HCO3- che non può essere riassorbita a
livello tubulare, per mancanza di H+ viene escreta con leurine.
In condizioni di acidosi grave, il sistema tamponeprevalente è quello dell’NH3.• NH3 deriva dal metabolismo della glutammina, grazieall’azione di un enzima, la glutamminasi.• NH3 intrappola H+ trasformandosi in ione ammonio NH4
+.• La formazione di NH3 dalla glutammina è associata aproduzione di HCO3
- che torna nel sangue.
Nell’acidosi, aumenta la sintesi della glutamminasi, e quindiil metabolismo renale della glutammina viene stimolato, conconseguente aumento dell’escrezione di NH4
+ che diventa ilmeccanismo prevalente per l’eliminazione di H+.
• Si ha acidosi quando il rapporto HCO3-/CO2 diminuisce.
Se il rapporto diminuisce per perdita di HCO3- l’acidosi è
definita metabolica (non-respiratoria), se per aumento diCO2 l’acidosi è definita respiratoria
• Si ha alcalosi quando il rapporto HCO3- /CO2 aumenta.
Se il rapporto aumenta per aumento di HCO3- l’alcalosi è
definita metabolica (non-respiratoria), se per diminuzionidefinita metabolica (non-respiratoria), se per diminuzionidi CO2 l’alcalosi è definita respiratoria
pH = 6,1 + log [HCO 3- ]
[CO2]
Equazione di HendersonHenderson--HasselbalchHasselbalch:
Acidosi respiratoria:Acidosi respiratoria:
� ↑HCO3-
� ↓pH↑pCO2
Compenso renale:
• ↑secrezione H+
• Tutto HCO3- riassorbito
• ↑escrezione NH4+ � formazione nuovo HCO3
-
pH = 6,1 + log [HCO 3- ]
[CO2]
Acidosi metabolica:
↓pH � ↓HCO3-�↓pCO2
Compenso respiratorio:
• Iperventilazione � ↓pCO2
Compenso renale:
• ↑secrezione H+
• Tutto HCO3- riassorbito
• ↑escrezione NH4+ (formazione nuovo HCO3
-)
pH = 6,1 + log [HCO 3- ]
[CO2]
Alcalosi respiratoria:
Compenso renale:
• ↓secrezione H+
• ↓riassorbimento e ↑escrezione HCO3-
� ↓HCO3-� ↑pH↓pCO2
3
• ↓escrezione NH4+
pH = 6,1 + log [HCO 3- ]
[CO2]
Compenso respiratorio:
• Ipoventilazione �↑pCO2
Alcalosi metabolica:
↑pH � ↑HCO3-�↑pCO2
Compenso renale:
• ↓secrezione H+
• ↓riassorbimento e ↑escrezione HCO3-
pH = 6,1 + log [HCO 3- ]
[CO2]
Criteri diagnostici:Misurare su campioni di sangue arterioso legrandezze che permettono la distinzione fraalcalosi-acidosi , come fra forme respiratorie enon -respiratorie:• pH, indica la presenza di squilibrio acido-base• pCO permette di distinguere un’alterazione• pCO2 permette di distinguere un’alterazioneprimaria di tipo respiratorio• Concentrazione HCO3
- permette di riconoscereun’alterazione primaria di tipo respiratorio ometabolico (non respiratorio)
Analisi dei disturbi acido-base semplici
Parametri misurati nel sangue arterioso
Acidosi< 7.4 > 7.4
AlcalosipH
HCO3-
< 24 mEq/lpCO2
> 40 mmHgHCO3
-
> 24 mEq/lpCO2
< 40 mmHg< 24 mEq/l
Metabolica
Compenso respiratorio
pCO2
< 40 mmHg
> 40 mmHg
Respiratoria
Compenso renale
HCO3-
> 24 mEq/l
> 24 mEq/l < 40 mmHg
Metabolica
pCO2
> 40 mmHg
Respiratoria
Compenso renale
HCO3-
< 24 mEq/l
Compenso respiratorio