Lezione 26_equilibrio acido-base

1

L’EQUILIBRIO ACIDO-BASE NEL SANGUE

pH fisiologico: 7.35-7.45

pH < 7.35 acidosi

pH > 7.45 alcalosi

Lezione 26_equilibrio acido-base

2

L’equazione di Henderson-Hasselbalch

HA H+ + A-

La costante di equilibrio (K) (o costante di dissociazione per la coppia acido-base) per la reazione precedente è:

K = [H+ ][A-] / [HA]

[H+ ]= K [HA] / [A-]

pH= -log K + log [A-] / [HA] =

= pK + log [A-] / [HA]

Lezione 26_equilibrio acido-base

3

I tamponi fisiologici del pH

1 - Il sistema acido carbonico-bicarbonato:

H2CO3 H+ + HCO3–

pKa = 6.1

pH = 6.1 + log[HCO3

–]

[H2CO3]

2 - Il sistema dei fosfati:

H2PO4– H+ + HPO4

– –

pKa = 6.8

pH = 6.8 + log[HPO4

– – ]

[H2PO4–]

3 - Il sistema delle proteine (albumina e emoglobina deossigenata)

HPr H+ + Pr–

pKa = 7.4

maggior efficacia tampone perché il pKa è il più vicino al pH fisiologico alto contenuto di proteine plasmatiche (albumina) e Hb tempi di risposta veloci

tempi di risposta :minuti

tempi di risposta :giorni

Lezione 26_equilibrio acido-base

4

Il sistema dei bicarbonati

In soluzione: H2CO3 H+ + HCO3–

pK1 = 6.1

Utilizzando l’eq. di Hasselbalch e sostituendo:

[H2CO3] [CO2]

pH = pK1 + log[HCO3

–]

[CO2]

[HCO3–] = 20 [CO2] nella (2):

pH = 6.1 + log 20 = 6.1 + 1.3 = 7.4

poiché

Il pH del sangue dipende dal RAPPORTO tra le concentrazioni di HCO3

- e CO2.

HCO3- : regolato dal rene (lungo termine)

CO2 : regolato dalla respirazione (compensazione rapida)

HCO3– 20

CO2 1

pH= pK + log ([A-] / [HA] )

(2)

Lezione 26_equilibrio acido-base

5

Il tampone H2CO3/HCO3- controlla l’acidosi e

l’alcalosi metabolica

Il sistema tampone H2CO3/HCO3– è un ottimo sistema per

equilibrare il pH solo se riesce a scambiare CO2 con l’ambiente esterno

condizioni normali

aumentata acidità

2H+

HCO3– 20

CO2 1=

La velocità di scambio della CO2 tra capillare e alveolo è sufficiente in un sistema aperto per compensare l’aumento di H+ (acidosi) o di OH– (alcalosi)

Lezione 26_equilibrio acido-base

6

Acidosi e alcalosi metabolica

cause dell’acidosi

cause dell’alcalosi

fatica muscolare (acido lattico) diabete mellito (acidi dal metabolismo dei lipidi) insufficienza renale (accumulo di H+ nel plasma) diuretici inibitori dell’anidrasi carbonica (minor riassorbimento di HCO3

–, [HCO3-] plasmatica)

vomito (perdita di HCl) aldosterone (secrezione renale di H+) assunzione di sali alcalini (NaHCO3)

sono compensate per via respiratoria (chemocettori centrali)

i valori di pH si riequilibrano perché viene riaggiustato il rapporto HCO3

–/CO2 ma non i loro valori assoluti (bassi nell’acidosi e alti nell’alcalosi) il completo riequilibrio del pH e dei valori assoluti avviene attraverso la funzione renale

Basso pH e [HCO3-]

plasmatico

alto pH e [HCO3-]

plasmatico

Lezione 26_equilibrio acido-base

7

CONTROLLO NERVOSO E CHIMICODELLA RESPIRAZIONE

Lezione 26_equilibrio acido-base

8

Componenti del controllo nervoso della respirazione

centri nervosi del tronco dell’encefalo (bulbo-pontini) muscoli respiratori meccanocettori (polmoni, muscoli respiratori, torace) chemocettori centrali (bulbo) e periferici (glomi aortici e carotidei)

Centri respiratori del tronco dell’encefalo

Lezione 26_equilibrio acido-base

9

Controllo dei muscoli intercostali da parte dei motoneuroni: alternanza degli atti inspiratori ed espiratori

Lezione 26_equilibrio acido-base

10

Ruolo dei chemocettori periferici e centrali nel controllo riflesso della ventilazione

Lezione 26_equilibrio acido-base

11

Lezione 26_equilibrio acido-base

12

Controllo chimico della respirazione

Chemocettori centrali

Sono sensibili alla PCO2 arteriosa

Se PCO2 e pH l’attività dei recettori aumenta

distribuiti su tre regioni ventrali del bulbo: rostrale, caudale, intermedia

separati topologicamente dai c. respiratori, mandano afferenze ai GRD

la CO2 diffonde bene attraverso la barriera ematoencefalica e induce variazioni di pH

Lezione 26_equilibrio acido-base

13

Controllo centrale dei livelli di CO2 e del ritmo respiratorio

Lezione 26_equilibrio acido-base

14

Chemocettori periferici

sono sensibili alla PO2 e al pH arterioso

se il pH (PCO2 ) e la PO2 l’attività dei recettori aumenta

sono localizzati nei glomi carotidei (più sensibili a pH e PO2, innervati dal n. glossofaringeo) e nei glomi aortici (meno sensibili, innervati dal n. vago)

Glomi aortici

Lezione 26_equilibrio acido-base

15

Lezione 26_equilibrio acido-base

16

Riepilogo:Controllo chimico della respirazione

Lezione 26_equilibrio acido-base

17

Riepilogo:Controllo nervoso della respirazione