curs acido_bazic 1+2- 2014

FIZIOPATOLOGIA ECHILIBRULUI ACIDO-BAZIC

UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ŞI FARMACIE „CAROL DAVILA” din

Bucuresti

Disciplina FIZIOPATOLOGIE II

ECHILIBRUL ACIDO-BAZICcurs 1

I. Definirea termenilor

II. Surse de ioni de hidrogen

III. Apararea impotriva variatiilor concentratiilor ionilor de hidrogen

1.Sistemele tampon ale organismului

2. Rolul plamanilor in echilibrul acido-bazic

3. Rolul rinichiului in echilibrul acido-bazic

ECHILIBRUL ACIDO-BAZICcurs 2

• Fiziopatologia tulburarilor echilibrului acido-bazic • I. Tulburări acido-bazice metabolice• II. Tulburări acido-bazice respiratorii

ECHILIBRUL ACIDO-BAZIC



• Starea echilibrului acido-bazic este reflectata de concentratia ionilor de H+

• Nivelul concentratiei ionilor de H+ este exprimat cu ajutorul pH-ului:

pH = - log (concentratia H+)

• Valorile normale ale pH-ului plasmatic se află în intervalul 7,35 – 7,45

I. Definirea termenilor1. pH-ul normal si tulburarile acestuia

Joyce LeFever Kee, Betty J. Paulanka,Carolee Polek. Acid-Base Balance and Imbalance - Third Edition. Delmar Cengage Learning, 2010

Raportul H2CO3/HCO3 este de 1:20. Echilibrul reactiei este situat in zona de pH usor alcalin (7.4).Variatiile patologice maxime ale pH se situeaza intre 6.8 si 8; peste aceste valori nu mai este posibila supravietuirea.Deplasarea echilibrului:- La stanga este datorat

deficitului de baze sau excesului de acizi.

- La dreapta este datorat excesului de baze sau deficitului de acizi

I. Definirea termenilor 2.Dinamica de disociere bicarbonat – acid carbonic

• K- constanta de disociere, si poate fi exprimata conform formulei de mai jos:

• pK = - logK

Curba de titrare a sistemului tampon al bicarbonatului

Sistemele tampon sunt eficiente cu cat pK este mai apropiat de valoarea pH

Sistemul tampon al bicarbonatului are un pK 6,1

Sistemul este eficient la pH cuprins pentru 1 unitate, peste aceste limite sitemul nu mai

este raspunde modificarilor Raportul H2CO3/HCO3 este de 1:20.

I. Definirea termenilor 3. Acidoza

• Acidoza reprezinta scaderea pH-ului sub limita de 7,35

• Limita inferioara a pH-ului, considerată incompatibila cu viata, este 6,9 - 6,8 (valori încă în dezbatere).

Stadiul acidozei Limitele pH-ului

I Usoara 7,35 – 7,10

II Moderata 7,11 – 6,92

III Avansata 6,93 – 6,9

IV Severa <6,8

I. Definirea termenilor4.Alcaloza

• Alcaloza este reprezentata de cresterea pH-ului peste valoarea de 7,45

• Limita superioara a pH-ului, considerată incompatibila cu viata, este 7,8 – 8 (valori încă în dezbatere).

Stadiul alcalozei Limitele pH-ului

I Usoara 7,45 – 7,52

II Moderata 7,53 – 7,59

III Avansata 7,60 – 7,68

IV Severa 7,69 – 7,80

I. Definirea termenilor5.Acizii

• Acidul este o substanta capabila sa elibereze ioni de H+• HCl H+ + Cl ¯• H2CO3 H+ + HCO3 ¯• Acid lactic H+ + lactat• NH4 + H+ + NH3¯

• Acidul poate fi slab sau puternic, in functie de gradul de eliberare a ionilor de H+

• Ex. HCl – acid puternic

- Acidul lactic –acid slab

I. Definirea termenilor5. Bazele

• Baza este o substanta capabila sa accepte ioni de H+• HCl H+ + Cl ¯• H2CO3 H+ + HCO3 ¯• Acid lactic H+ + lactat• NH4 + H+ + NH3¯

• Orice acid se disociaza intr-o baza si un ion de H+

• O baza slaba si un acid slab sunt substante tampon !

I.Definirea termenilor6. Clasificare

• Dezechilibrele acido-bazice se pot clasifica d.p.v.:• etiologic,• patogenic,• al compensari.


Din punct de vedere etiologic, dezechilibrele acido-bazice pot fi:

• simple – exista un singur factor etiologic primar al dezechilibrului;

• complexe sau mixte – datorita prezentei simultane a ambilor factori etiologici primari,


Din punct de vedere dezechilibrele acido-bazice pot fi:

• respiratorii – factorul primar al dezechilibrului este modificarea frecventei si amplitudinii ventilatiei. (stimulare/inhibare a ventilatiei)

• metabolice – factorul etiologic primar este metabolic.


Din punct de vedere al compensarii, dezechilibrele acido-bazice pot fi:

• compensate – tulburarea primară determină activarea eficienta a mecanismelor compensatorii (pulmonare sau renale);

• necompensate – tulburarea initiala nu declanseaza mecanismele compensatorii;

• partial compensate – mecanismele compensatorii nu pot echilibra o tulburare primară severă.


II. SURSE DE IONI DE HIDROGEN

II. SURSE DE IONI DE HIDROGEN

• 1. Degradarea proteinelor, cu eliberare de acizi in spatiul extracelular

• 2. Glicoliza aeroba sau anaeroba, cu formare de H+, acizi si CO2

• 3. Metabolizarea acizilor grasi, cu formare de acizi organici, corpi cetonici si CO2

1. Degradarea proteinelor, cu eliberare de acizi in spatiul extracelular - Caracter amfoter

• Proteinele, la fel ca și aminoacizii, sunt substanțe amfotere și formează în soluții apoase amfioni, în prezența H2O

• În mediu acid proteinele se comportă ca baze slabe, ele primind protoni și formând cationi proteici, cation al proteinei. Reacția stă la baza electroforezei proteinelor, datorită incărcării pozitive cationii migrează spre catod, fenomen numit cataforeză, proteina fiind în acest caz electropozitivă.

wikipedia.org

http://ro.wikipedia.org/wiki/Cation

https://www.google.ro/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&docid=66LrLV9nM6dtTM&tbnid=gqIojKGlfzR1vM:&ved=0CAQQjB0&url=http://ro.wikipedia.org/wiki/Protein%C4%83&ei=T_sOU6igEOmp0QXj44FA&bvm=bv.61965928,d.bGQ&psig=AFQjCNGVEmNyYf9YgZBTMXMK4z6OR3sROQ&ust=1393577162825059

2. Degradarea proteinelor, cu eliberare de acizi in spatiul extracelular - Caracter amfoter

• În mediu bazic proteinele se comportă ca acizii slabi, ele cedand protoni, se formează astfel anioni proteici, care migrează spre anod fenomenul fiind denumit anaforeză, proteina avînd încărcare electronegativă, anion al proteinei.

wikipedia.org

https://www.google.ro/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&docid=66LrLV9nM6dtTM&tbnid=gqIojKGlfzR1vM:&ved=0CAQQjB0&url=http://ro.wikipedia.org/wiki/Protein%C4%83&ei=T_sOU6igEOmp0QXj44FA&bvm=bv.61965928,d.bGQ&psig=AFQjCNGVEmNyYf9YgZBTMXMK4z6OR3sROQ&ust=1393577162825059

2. Degradarea proteinelor, cu eliberare de acizi in spatiul extracelular

• Datorită caracterului amfoter proteinele pot neutraliza cantități mici de substanță acidă sau bazică, având în acest fel rol de soluție tampon,

• În general caracterul amfoter este imprimat de grupările -NH2 și -COOH libere care nu sunt implicate în legaăturile peptidice.

•

scienzaesalute.blogosfere.it

Dacă în molecula proteinei există mai mulți aminoacizi dicarboxilici atunci molecula se va comporta ca un acid slab,- Daca in molecula predomină aminoacizii diaminați, proteina se comportă ca baza slaba.

https://www.google.ro/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&docid=RQsFHveRJ9CRVM&tbnid=l5_pST8gjUPNtM:&ved=0CAQQjB0&url=http://scienzaesalute.blogosfere.it/2007/02/le-proteine-del.html&ei=cvoOU-usI8mu0QW3kYHQBw&bvm=bv.61965928,d.bGQ&psig=AFQjCNE4yhNqiALnSms_ePIFP3RqGmgsgw&ust=1393576887977421

1. Degradarea proteinelor, cu eliberare de acizi in spatiul extracelular

• Chiar dacă într-o moleculă există un număr egal de grupări amino si carboxil, deci teoretic molecula ar trebui sa fie neutră, în realitate datorită gradului de ionizare mult mai mare a grupării carboxil față de gruparea amino, molecula proteinei va avea un caracter slab acid, în soluția ei întîlnindu-se amfiioni proteici, anioni proteici și protoni (H+ ).

2. Glicoliza

2.1. Calea aerobă - se formeaza : dioxid de carbon, eliminat prin respirație și apă

2.2. Calea anaeroba - printr-un proces de ferementație anaerob care va duce la acid lactic (în activitatea musculară intensivă), sau la etanol

• 2.1. Calea aeroba - presupune 2 căi:

• A. Rapidă - și scurtă și cu degajare de temperaturi înalte, în caz de ardere simplă, conform formulei:• Glucoză: C6H12O6 + 6O2 --> 6CO2 + 6H2O + energie

• B. Una lentă și treptată, prin procese biochimice - pe Calea Embden-Meyerhoff -prin ruperea enzimatică în 10 trepte a hexozei în condiții anaerobe, care duce într-un prim stadiu, în citoplasmă la două molecule de piruvat, si ATP

•

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Calea_Embden-Meyerhoff&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/wiki/Citoplasm%C4%83

http://ro.wikipedia.org/wiki/Acid_piruvic

2. GLICOLIZA2.1. OXIDAREA AEROBA A GLUCOZEI

Glicoliza aeroba presupune 4 etape:1. Catabolizarea glucozei la acid

piruvic2. Oxigenarea acidului piruvic in

acetil coA.3. Ciclul Krebs4. Sistemul de transport de

electroni intra-mitocondrial

In metabolism aerob, dintr-o molecula de glucoza rezulta 36 molecule de ATP

II. GLICOLIZA2.2. GLICOLIZA ANAEROBA

• In absenta O2, metabolismul este deviat spre formarea de acid piruvic si acid lactic, cu producerea doar a 2 molecule de ATP/molecula de glucoza degradata.

3. Metabolizarea acizilor grasi,

• Metabolizarea acizilor grasi, duce la formarea de acizi organici, corpi cetonici si CO2

• Metabolizarea acizilior grași se realizeaza prin b-oxidare, in cicluri succesive care duc la scurtarea progresiva cu 4 atomi de carbon ai lantului (dupa parcurgerea fiecarui ciclu) .

• Din fiecare ciclu de reactii rezulta in final 4 molecule de Acetil Co-A + 4 H+.

• In ficat din Acetil co A se formeaza acid acetoacetic, partial convertit in acid b-hidroxibutiric si acetona.

• Prima etapa se realizeaza in citoplasma si a doua in mitocondrii.

3. Metabolizarea acizilor grasi, a. Etapa citoplasmatica

• Aceasta presupune initial• b-oxidarea incepe prin preluarea AG si a canitinei din plasma in compartimentul

celular, • legarea AG de o molecula de ATP ,• urmeaza o reactie de transesterificare ce conduce la formarea de acetil CoA.• trecerea prin ciclul carnitinei si degradarea acetil CoA prin spirala b-oxidarii.• transportul esterilor acetil-CoA in mitocondrii,

a

Prima etapa, citoplasmatica, este redata in figura alaturata si reprezinta transformarea in citoplasma a AG in acetil CoA (acylCoA).

3.Metabolizarea acizilor grasib. B-oxidarea Mitocondriala

- Produsul final, acetil CoA (cu 2 atomi de C mai putin decat cea intrata initial in

acest ciclu) poate fi convertita:

- fie in corpi cetonici - fie sa intre in ciclul

acidului citric si sa fie degradat la CO2 si H2O.

Enzime implicate in ciclul carnitinei:CPT1 = carnitine palmi- toyltransferase 1 CACT mitochondrial carnitine/ acylcarnitine carrier CPT2 = carnitine palmitoyl transferase 2

Sistemul enzimatic mitocondrial implicat in b-oxidare: VLCACD = Very-long-chain acyl-CoA dehydrogenase MCAD= Medium-chain acyl-CoA dehydrogenase SCAD= Short-chain acyl-CoA dehydrogenase LCHAD= Complete mitochondrial trifunctional protein

FATP= fatty acid transporter proteinFAT/CD36 = proteina membranara ce apartine familiei scavangerOCTN2= organic cationic carnitine transporter

3.Metabolizarea acizilor grasi c.CETOZA

DEFINITIE = cresterea concentratiei sanguine a corpilor cetonici peste valorile normale.• Corpi cetonici: acid acetic, acid b-hidroxibutiric, si acetona• Denumirea de cetoza provine din faptul ca acidul acetic este un ceto-acid.

ETIOLOGIE:

1. Diabet zaharat

2. Inanitie

3. Dieta exclusiv lipidica

PATOGENIE: cresterea corpilor cetonici se datoreaza faptului ca lipidele devin principala sursa de energie a organismului. Comutarea metabolica (trecerea de la metabolismul glucidic ca principala sursa de energie la cel lipidic) rezulta din absenta metabolizarii carbohidratilor (prin absenta insulinei (1) sau lipsa aportului (2,3)



1. Sistemele tampon ale organismului



Sistemul Tampon Bicarbonat

Sistemul TamponFosfat

Sistemul Tamponal Proteinelor

(Hb)

Mecanismul Respirator

(excretia CO2)

Mecanismul Renal (excretia H+)

Sistemul TamponCarbonat de Ca

Prima linie de aparare impotriva modificărilor pH-ului

A doua linie de aparare impotriva modificărilor pH-ului

A treia linie de aparare impotriva modificărilor pH-ului

Echilibrul acido-bazic

1. Sistemele tampon ale organismului• Sistemele tampon sunt sisteme chimice care pot ceda sau pot accepta

ioni de H+, neutralizand o incarcatura acida/bazica excesiva.

• Structura sistemelor tampon este formata dintr-o mixtura de acid slab cu baza conjugata.

• Functia sistemelor tampon este de a limita, prin interventie imediata, variatiile pH-ului.

• Sisteme tampon• Sistemul tampon al bicarbonatilor• Sistemul tampon al fosfatilor• Sistemul tampon al proteinelor• Hemoglobina• Amoniacul• Carbonatul de Ca

Localizare Sistemul Tampon Comentarii

Spatiu

extracelular

Bicarbonat Acidoza metabolica

Fosfat Putin important datorita concentratiei mici

Proteine Putin important datorita concentratiei mici

SangeBicarbonat Important pentru acidoza metabolica

Hemoglobina Important transportor (cărăuș) pentru CO2

Proteine plasmatice Rol tampon minor

Fosfat Putin important datorita concentratiei mici

Spatiu

intracelular

Proteine Tampon important

Fosfat Tampon important

Urina Fosfat Tamponarea “aciditatii titrabile”

Amoniac Important - formarea NH4+

Os Carbonat de Ca Important in acidoza metabolica prelungita

Sistemele tampon ale organismului

1. Sistemele tampon ale organismului a. sistemul tampon al bicarbonatilor

• Acesta este cel mai important sistem tampon.• Este utilizat pentru a elimina ionii de H+ formati in urma

metabolizari• Concentraţiile plasmatice normale ale componentelor

sistemului sunt mari:• NaHCO3 = 24 mEq/l;• H2CO3 = 1,2 mEq/l;• raportul normal NaHCO3 / H2CO3 = 20/1, pentru

ca pK al bicarbonatului este 6,1

H+ + HCO3- AC H2CO3 AC CO2 + H2O

Bicarbonat Acid Dioxid Carbonic de carbon

(BAZA slaba) (ACID slab) AC –anhidraza carbonica

1.Sistemele tampon ale organismuluia.sistemul tampon al bicarbonatilor

H+ + HCO3- H2CO3 CO2 + H2O

Bicarbonat Acid Dioxid Carbonic de carbon

Activitatea acestui sistem tampon este asociată cu activitatea sistemului tampon al hemoglobinelor (mecanism de membrană Hamburger).Componentele acestuia au o concentraţie plasmatică dependentă de activitatea renală (NaHCO3) şi pulmonară (H2CO3).

1.Sistemele tampon ale organismuluib. sistemul tampon al fosfatilor

• Din acidul slab H2PO4¯ (dihidrogenfosfat) şi baza slabă HPO4¯ (monohidrogenfosfat):

HCl + Na2HPO4 ↔ NaH2PO4 + NaCl

NaOH + NaH2PO4 ↔ Na2HPO4 + H2O

• Componentele acestui sistem tampon se află în concentraţii plasmatice foarte mici (2mEq/l).

• Activitatea de tamponare a acestui sistem tampon este neglijabilă in spatiul extracelular si plasmatic.

• Sistem foarte eficient în mediul intracelular şi în urină

1.Sistemele tampon ale organismuluib. sistemul tampon al fosfatilor

• Are un rol de tampon important intracelular si renal

b.1. Rol de tampon intracelular - concentratia de fosfat intracelulara este mai mare, iar pH intracelular este mai scazut decat cel extracelulara, pK (constanta de disociere ) a fosfatului este mai mare 6,8, mai apropiata de cea a pH.

b.2. Rol de sistem tampon tubular renal pentru ca fosfatul este in concentratie mare la nivelul tubilor renali, iar pH filtratului renal este mai mic decat al lichidului extracelular, ceea ce face ca valoarea pH si pK sa fie apropiate

1.Sistemele tampon ale organismuluic. sistemul tampon al proteinelor

• Eficient intracelular• Proteinele plasmatice şi intracelulare sunt cele mai

importante şi mai diverse sisteme tampon din organism, deoarece sunt in concentratie mare in organism, mai ales in intracelular,

• pH intracelular < pH extracelular• Pentru echilibrarea pH intre cele doua medii se produce

transferul H+ si HCO3-., acest transfer transmembranar se produce lent, in cateva ore, ceea ce face ca sistemul de tampon al proteinelor sa fie eficient dupa cateva ore,

• Singura membrana care permite transferul rapid al H+ este membrana Hb,

1.Sistemele tampon ale organismuluic. sistemul tampon al proteinelor

• Eficienta sistemului tampon este mare si pentru ca pK proteinelor este 7,4.

• 60-70 % din reactiile tampon din organism sunt intracelulare si la majoritatea participa proteinele celulare,

• Amino-acizii se comportă atât ca baze cât şi ca acizi (caracter amfoter), în funcţie de tipul grupării:• gruparea NH2 are caracter bazic slab (acceptor de H);• gruparea COOH are caracter acid slab (donor de H).

Sistemele tampon ale organismuluid.sistemul tampon al hemoglobinei

• H+ este generat la nivelul tesuturilor, din disocierea H2CO3 produs din reactia CO2 cu H2O (produsi finali de metabolism)

• Legarea H+ la Hb (Hemoglobina) are loc la nivelul resturilor de histidina (la nivelul ciclurilor imidazol).

• Pe masura ce H+Hb capteaza O2 la nivel pulmonar, Hb elibereaza H+ legand O2.

• H+ se leaga de HCO3- formand H2CO3 ce elibereaza CO2.

HCO3- H2CO3 CO2 (expirat)

HbO2

O2 O2

H+

1.Sistemele tampon ale organismuluiconcluzii

• Sistemele tampon limitează dar nu se opun variaţiilor pH-ului plasmatic.

• Variaţiile pH-ului plasmatic sunt determinate de variaţiile concentraţiilor plasmatice ale componentelor sistemelor tampon:

În cazul agresiunilor reprezentate de acizi tari, acidoza apare ca urmare a creşterii concentraţiei H2CO3 (componenta acidă a sistemului tampon).

În cazul agresiunilor reprezentate de baze tari, alcaloza apare ca urmare a creşterii concentraţiei NaHCO3 (componenta bazică a sistemului tampon).


• Restabilirea valorilor normale ale pH-ului plasmatic se realizează prin activitatea renală sau respiratorie şi implică modificarea concentraţiei plasmatice a componentelor sistemului tampon bicarbonat de sodiu / acid carbonic:

rinichiul (împreună cu sistemul tampon al Hb) controlează concentraţia plasmatică a NaHCO3;

plămânul controlează concentraţia plasmatică a H2CO3.

• Sistemele tampon reprezintă calea comună prin care se produce atât dereglarea cât şi restabilirea echilibrului acido-bazic.


CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

Hiperventilatia scade concentratia plasmatică a H2CO3

(alcaloză respiratorie)Hipoventilatia creste

concentratia plasmatică a H2CO3(acidoză respiratorie)

Rinichii elimina sau retin

Ionii H+ sau bicarbonat



1.Sistemele tampon ale organismului

2.Rolul plamanilor in echilibrul acido-bazic


2.Rolul plamanilor in echilibrul acido-bazic

44

• Activitatea pulmonară, ca mecanism compensator în tulburările echilibrului acido-bazic, intervine prin modificarea adaptativă a frecvenţei şi amplitudinii mişcărilor respiratorii.

• Centrul respirator se activează în 1-3 minute de la apariţia unui dezechilibru acido-bazic.

• Prin eliminarea unei cantităţi crescute / scăzute de CO2, plămânul controlează direct concentraţia bicarbonaţilor în sânge.

Sistemul de control al reglarii respiratorii a echilibrului acido-bazic

Elementul de control Corelatia anatomo-fiziologica

Complex pCO2 arteriala

Senzori Chemoreceptori centrali si periferici

Integrare SNC Centrii respiratori din trunchi

Efectori Muschii respiratori

Rolul plamanilor in echilibrul acido-bazic

Oxigenul nu are un rol direct si important in controlul respiratiei .Controlul respiratiei se face prin stimularea chemoreceptorilor de la nivelul

carotidei si arcului aortic, care transmit semnalele nervoase centrului respirator

2. Rolul plamanilor in echilibrul acido-bazica.centri respiratori

Centrii respiratorii

Maduva spinarii

Punte

2.Rolul plamanilor in echilibrul acido-bazica. centri respiratori

Modalitati de stimulare:

1.Stimularea centrului respirator de catre semnalele venite de la chemoreceptori, prin zona chemosenzitiva lateromedulara.

2.Ionii de H+ stimuleaza direct centru inspator, pentru ca exista o corelatie intre cresterea de H + si CO2 in sange

Guyton and Hall,Textbock of medical physiology, Reglation of Respiration, Elselvier Sanders, 2006

2.Rolul plamanilor in echilibrul acido-bazica. centri respiratori

• Prin hiperventilaţie, creşte eliminarea bioxidului de carbon (CO2) deci scade concentraţia plasmatică a H2CO3 (alcaloză respiratorie) PaCO2.

• Prin hipoventilaţie, scade eliminarea CO2 deci creşte concentraţia plasmatică a H2CO3 (acidoză respiratorie) si PaCO2.

• Modificarea frecvenţei şi amplitudinii mişcărilor respiratorii se realizează prin modificarea activităţii centrilor respiratori bulbari la nivelul cărora există chemoreceptori pentru CO2 si H+

2.Rolul plamanilor in echilibrul acido-bazicb. Relatia PCO2 -pH

Se constata o crestere semnificativa a ventilatei prin cresterea Pco2, pana la o valoare maxima a acestuia de 75 mmHg ,

La un pH mai mic de 7, chiar daca valoarea Pco2 creste, frecventa ventilatiei alveolare scade brusc.

Nu sunt modificari remarcabile ale frecventei respiratorii la valori normale de pH


2.Rolul plamanilor in echilibrul acido-bazicc.chemoreceptoriiLocalizare:- Arcul aortic- Carotida

- Stimularea chemoreceptorilor carotidienti se transmite la nivel medular prin nervul glosofaringian

- Stimularea chemoreceptorilor aortici se transmite la nivel medular prin nervul vag,

Datorita dispozitiei lor concentratia de oxigen la nivelul receptorilor este maxima fiind practic aproape egala cu PO2 din VS.


2.Rolul plamanilor in echilibrul acido-bazicd. Relatia PaO2 – chemoreceptori - ventilatie

Chemoreceptorii sunt stimulati de scaderea concentratiei de oxigen,Stimularea este maxima la o valoare a PaO2 intre 30-60 mmHg, cand gradul de desaturare al hemoglobinei este maxim


Rolul plamanilor in echilibrul acido-bazic

pH creste spre normal

Creste frecventa si aplitudinea respiratiei

Creste CO2 eliminat prin plamani

H+ stimuleaza centrii respiratori de la nivel central

H2CO3 H+ + HCO3-

H+ acidoza; pH scade

CO2 + H2O H2CO3

Cresterea productiei celulare a CO2


Apararea impotriva variatiilor concentratiilor ionilor de hidrogen

1. Sistemele tampon ale organismului




• Perioadă de latenţă mai mare (ore sau zile)

• Activitatea renală reprezintă singurul mecanism care definitivează compensarea tulburărilor acido-bazice.

• Intervenţia rinichiului în compensarea acido-bazică are loc prin:

1. reabsorbţia tubulară a ionilor bicarbonat (HCO3-);

2. excreţia acizilor nevolatili (fixed acids):- Sistemul de tampon al amoniului- Sistemul de tampon al fosfatilor

3. Rolul rinichiului in echilibrul acido-bazica. cuatificarea excretiei acide si bazice a rinichiului

• In functie de nivelul pH sanguin, la nivel renal se realizeaza tamponarea excesului de H+ sau a celui de HCO3

- dupa urmatoarea ecuatie ce reflecta echilibrul si flexibilitatea rinichiului ca ansamblu de sisteme tampon:

Excretia acida neta = NH4+ + Aciditatea titrabila – HCO3

-

• Excretia de NH4+ si de HCO3- , se calculeaza inmultind

fluxul urinar cu concentratia urinara de NH4+ si respectiv HCO3

3. Rolul rinichiului in echilibrul acido-bazica. cuatificarea excretiei acide si bazice a rinichiului

• -.Aciditatea titrabila se masoara direct prin titrarea urinii cu o baza tare la un pH= 7.4 si echivaleaza cu numarul de mEq de H+ adaugati lichidului tubular prin combinarea cu fosfatii si alte sisteme tampon organice.

-Excretia HCO3- se realizeaza in conditii de pH normal prin schimb cu H+.

- Excesul de HCO3- adus in sange echivaleaza cu cantitatea de H+

suplimentara din urina (cea care nu intra intr-un schimb direct cu HCO3-) si

care este eliminata ca NH4+.

Mecanismele renale implicate în reglarea echilibrului acido-bazic sunt complexe; pentru simplificare, vor fi clasificate in functie de localizarea lor la nivelul nefronului.

b.1.Mecanismul tubular proximal:o Reabsorbtia bicarbonatului filtrat glomerularo Productia de amoniu

b.2.Mecanismul tubular distal:o Excretia H+ sub forma de aciditate titrabilao Excretia de amoniu in urinao Reabsorbtia restului de bicarbonat

Excretia acida neta (a rinichiului) = NH4+ + Aciditatea titrabila –

HCO3-

3.Rolul rinichiului in echilibrul acido-bazicb. mecanisme renale

3. Rolul rinichiului in echilibrul acido-bazicb.1.mecanismul tubular proximal

b.1.1.Reabsorbtia bicarbonatului:

80% din HCO3- filtrat este reabsorbit la nivelul

tubului proximal (TCP), restul fiind reabsorbit de celulele intercalare de la nivelul tubilor contorti distali (TCD) si tubilor colectori(TC).

Guyton – Fiziologie umana si mecanismele bolilor, editia 5-a W.B.SAUDERS

HCO3- filtrat nu poate traversa membrana

apicală a celulei TCP si se combină in lumenul tubular cu H+ secretat la schimb cu Na+ formand H2CO3 ce se decompune in CO2 şi H2O.

3. Rolul rinichiului in echilibrul acido-bazicb.1.mecanismul tubular proximalb.1. 1.reabsorbtia bicarbonatului

CO2 este de liposolubil şi trece cu uşurinţă în citoplasma celulei TCP unde impreuna cu OH produce bicarbonat. HCO3

- din celula tubulara traversează membrana basolaterala (fata interstitiala a celulei tubulare) prin intermediul unui transportor comun cu Na+, ajung in interstitiu si apoi in sange.Ionul de H+ din membrana apicala tubulara realizeaza schimbul H+/Na+, prin transport activ.

• Reabsorbtia HCO3- este similara la nivelul ramurii ascendente a ansei Henle cu cea

de la nivelul TCP. Diferentele sunt ilustrate in tabel.• Procesul este stimulat de Furosemid.

3.Rolul rinichiului in echilibrul acido-bazicb.1.mecanismul tubular proximal

b.1.1.Reabsorbtia bicarbonatului:

Proximal RAAHTransportori apicaliNa-H antiporter NHE-3 NHE-3

H-ATPaza

Transportori bazo-lateraliNa-HCO3

-simporter NBCe1 NBCn1

Cl-HCO3-antiporter AE-2

K-HCO3- simporter

Anhidraza carbonicăIntracelulara II IV

Legata de membrana II IV

Simporter – proteina de membrana ce transporta in aceiasi directie 2 sau mai multe molecule/ioni.Antiporter - proteina de membrana ce transporta in directii diferite 2 sau mai multe molecule/ioniNHE-3 = Na+_H+ exchanger (schimbatorul de ioni Na+_H+ )NBCe1 = Na+ - HCO3

- co-transporter spre lumenul tubularNBCn1 = Na+ - HCO3

- co-transporter din membrana bazolaterala, spre interstitiuIn TCP si in RAAH actioneaza isoforme diferite de anhidraza carbonica, isoforma II si respectiv IV.

HCO3- (1) Na+

(3) HCO3-

H+

CO2 H2O+

H+

Na+

Na+H+

pHmin = 6.8

3.Rolul rinichiului in echilibrul acido-bazicb.1.mecanismul tubular proximal b.1.2. sistemul fosfat si NH3

La un pH de 6.8 (necesar functionarii sistemului tampon fosfat) excesul de H+ din interiorul lumenului tubular este legat de acceptorii de H+ ( NH3 sau HPO4

-). In consecinta, se reduce H+ intracelular, HCO3- nu se mai transforma in acid carbonic generandu-se in acest fel noi molecule de HCO3

- care pot fi reabsorbiti in sange.

“acceptori” de H+:• NH3

• HPO4-

Leonard R. Jonson - Essential Medical Physiology 3th edition, Elsevier Academic Press


Productia de amoniu: Metabolizarea aminoacizilor in ficat produce NH4

+ si HCO3-.

Din acesti produsi se sintetizeaza fie glutamina, fie uree. Uree este eliminata in urina. Membrana celulei tubulare este permeabila pentru glutamina care ajunge la acest nivel din spatiul interstitial. Glutamina poate fi utilizata renal in gluconeogeneza formandu-se NH4

+ si a-ketoglutarat. metabolismul fiziologic al fosfolipidelor si proteinelor: anionii acizilor tari sunt

excretati in urina contribuind la realizarea aciditatii titrabile.

NH4+ NH4

+

Na+

HCO3-

Celula din TCP

Glutamina

Na+

HCO3-

CO2 + H2O +

H2CO3

H+

Glutamina

Glutaminaza

Ficat


La nivelul celulei tubulare, glutamina este degradata pana la CO2, H2O si amoniac. NH3 se combina cu H+ formand ionul amoniu. Amoniul este schimbat cu un ion de Na+ si ajunge in lumenul tubular. Pentruca membrana celulara a tubilor renali nu este permeabila pentru amoniu, acesta fiind eliminat in urina finala.

Lumen tubular

Na+


HCO3- este transportat prin

membrana basolaterala, impreuna cu Na+ reabsorbit in lichidul interstitial. In acest fel formarea NH4

+

economiseste HCO3-

Pentru fiecare molecula de amoniac excretata in sange se formeaza o molecula de bicarbonat - in sange.

b.2.1.1Reabsorbtia restului de bicarbonat

• Aproximativ 15% din bicarbonatul filtrat este reabsorbit la nivel tubular distal de catre: celulele intercalare de la nivelul tubilor contorti distali si tubilor colectori.

• Mecanismul este asemanator cu cel tubular proximal, diferentele constand in :- H+ este transportat intracelular de

un o ATP-aza specifica.In aceasta portiune a nefronului concentratia H+ poate fi crescuta de 900 de ori.

3.Rolul rinichiului in echilibrul acido-bazicb.2.mecanismul tubular distal

CAII = anhidraza carbonica II

Boron & Boulpaep, Medical Physiology, second edition, Elsevier Health Sciences

3.Rolul rinichiului in echilibrul acido-bazicb.2.mecanismul tubular distalb.2.2. secretia de ioni de H

Secretia de ioni de H se face prin transport activ primar –Caracteristici:Ionul de H+ este transportat direct de o pompa de H, dependenta de ATP. Energia necesara transportului fiind eliberata prin transforarea ATP in ADP.H+ provine din combinarea CO2 dizolvat cu H2O, rezultand H2CO2, care disociaza in H si bicarbonatPentru fiecare ion de H secretat se reabsoarbe un ion de bicarbonat, Secretia de la nivelul tubului distal reprezinta aproximativ 5%, dar este importanat in mecanismul de acidifiere a urinei.In tubul contort proximat pH urinii nu sacade sub 6,7 iar in tubul distal pH urinei ajunge la 4,5

3.Rolul rinichiului in echilibrul acido-bazicb.2.mecanismul tubular distalb.2.4. sistemul tampon al fosfatilor

Secretia H+ in tubi colectori este acceasi cu cea descrisa anterior,

Cea mai mare cantitate de H+ se combina cu bicarbonatul,

Daca cantitatea de H+ depaseste cantitatea de bicarbonat, restul ionilor de H+ se combina cu fosfatul, formand acid fosforic, care poate fi excretat sub forma de fosfat de sodiu.

In acest caz bicarbonatul format in celulele tubulare trece in capilare, reprezentand o sursa de bicarbonat suplimentara bicarbonatului filtrat initial.

In conditii normale cea mai mare cantitate de fosfat este reabsorbita doar 30-40 mEq/l/zi sunt disponibil pentru a tampona excesul de ioni de H+

SCHIMBURILE DE ELECTROLITI

celula

H+

K+

AcidozaRaspuns compensator Efect

- H+ este tamponat intracelular

- Hiperpotasemie

H+

K+

celula

AlcalozaRaspuns compensator Efect

- Tendinta de a corecta alcaloza- Hipopotasemie: creste eliminarea NH4+ prin favorizarea trecerii H+ in urina.

Dieta variata induce productie de acizi puternici (sulfuric, fosforic, clorhidric) mai ales prin metabolizarea proteinelor,

Acesti acizi sunt tamponati in corp prin contactul cu baze putenice cum ar fi bicarbonatul (spatiul extracelular).

Sistemul respirator – elimina CO2

Rinichiul elimina :- ionii de H+ combinati cu

substatele tampon din urina- - anionii.

CURS 2


Anomaliile clinice ale echilibrului acido-bazic• I. Tulburări acido-bazice metabolice• II. Tulburări acido-bazice respiratorii

Anomaliile clinice ale echilibrului acido-bazicI. Tulburări acido-bazice metabolice

A. Acidoze metabolice1. Clasificare fiziopatologică:

• Tip 1 de acidoză metabolică (prin consum crescut de bicarbonat, în condiţiile acumulării excesive de H+)

a. Producţie tisulară crescută / aport exogen de acizi tari nevolatili b. Scăderea eliminării renale a H

• Tip 2 de acidoză metabolică (prin pierderi de bicarbonat)a. pierderi de HCO3 pe cale digestivăb. pierderi de HCO3 pe care renală

2. Clasificarea paraclinică • Acidoze metabolice cu deficit anionic crescut

acidoze lactice;acidocetoza diabetică

• Acidoze cu deficit anionic normalacidoze renale tubulare (ART)acidoze prin pierderi de HCO3- B. Alcaloze metabolice

1. Alcaloze metabolice prin pierderi primare de H (vărsături incoercibile)2. Alcaloze metabolice prin acumulare primară de HCO3- (hiperaldosteronism)

A. Acidoze metabolice1. Clasificare fiziopatologică

1.1.Tip 1 de acidoză metabolică (prin consum crescut de bicarbonat, în condiţiile acumulării excesive de H+)

a. Producţie tisulară crescută / aport exogen de acizi tari nevolatili

b. Scăderea eliminării renale a H+ – cu acumulare excesivă de H+

1.2. Tip 2 de acidoză metabolică (prin pierderi de bicarbonat)

a. pierderi de HCO3 pe cale digestivă

b. pe care renală

a. Producţie tisulară crescută / aport exogen de acizi tari nevolatili

acidoză lactică• hipoxie• şoc hipovolemic• şoc septic• anemie

acidocetoză• diabet• malnutriţie

substanţe toxice • etanol• metanol• etilenglicol• medicamente

Acumulare de H+

consumul bicarbonatului plasmatic


b. Scăderea eliminării renale a H

acidoze renale tubulare (ART)

• tip 1 – distala• tip 2 – proximala• tip 3 – mixta• tip 4 – deficit de aldosteron

insuficienţă renală

Acumulare de H+

consumul bicarbonatului plasmatic


1.2. Tip 2 de acidoză metabolică prin pierderi de bicarbonat

a. pe cale digestivă

• diarei profuze (holera)• fistule biliare, pancreatice sau intestinale apărute

post-chirurgical

b. pierderi de HCO3 pe cale renală

• insuficienţa renală cronică (forme avansate)• hipoaldosteronism (boala Addison sau insuficienţa

corticosuprarenală)

Acidoze metabolice prin pierderi de bicarbonat

A. pierderi de HCO3- pe cale digestivă

În aceste condiţii (pierderi hidroelectrolitice), se instalează:• tulburarea acido-bazică (acidoza metabolică);• tulburarea hidroelectrolitică (deshidratarea).

B. pierderi de HCO3- pe cale renală

Hipoaldosteronismul primar din insuficienţa corticosuprarenală (boala Addison) are trei consecinţe:

• scade reabsorbţia tubulară de Na şi, secundar, de apă, cu deshidratare şi hipovolemie

• scade excreţia tubulară de H, cu acidoză metabolică• scade excreţia tubulară de K, cu hiperpotasemie

- sunt acidoze metabolice cu deficit deficit anionic normal

A. Acidoze metaboliceClasificare paraclinica – deficit anionic

a. acidoze metabolice cu deficit anionic crescut (în acest tip de acidoze poate exista şi deshidratare dar aceasta ocupă un loc secundar)a. Producţie tisulară crescută / aport exogen de acizi tari nevolatili

1. Cetoacidoza – DZ, înfometare

2. Acidoza lactică - șoc

3. Ingestia de acizi – salicilați , etilen –glicol, clorura de amoniu


1. Uremia

2. ART-acidoze renale tubuare

b. acidoze cu deficit anionic normal (acidoze hipercloremice)• acidoze renale tubulare primare(ART)• Diaree , Insuficineță renală, ureterosigmoidoscopie

A. Acidoze metabolice2. Clasificare paraclinica – deficit anionicDefinire termeni

• Deficitului anionicDeficitul anionic(Δ) = [Na] – ( [Cl] + [HCO3] )=10 +/- 2- Diferenţa pozitivă – anioni organici, anorganici, proteine anionice- Creşte prin consumul bicarbonatului, de către ionii de H

• Osmolaritatea plasmei • Pe baza concentraţiei principalelor molecule active:

glucoză, uree, Na• P.osm.calc.= 2x [Na] + G/18 + uree/ 2,8

• Gap osmolar• Reprezintă = P.osm. măs. – P. osm. calc < 25

A. Acidoze metabolice2. Clasificare paraclinica Definire termeni - Deficitul anionic

• Diferența obținută refletă cantitatea altor anioni prezenți în fluidul extracelular, care nu pot fi determinați prin metode uzuale, care cresc in acidoză.

• Se notează cu D.

Se calculează din formula :

D = [Na+] +[K+] – [Cl-] + [HCO3-] sau

D = [Na+] – [Cl-] + [HCO3-]

• v.n. = 12+/- 4 mEq/l sau mmol/l dacă nu folosim K

alți anioni prezenți în plasmă – fosfați, sulfați, anioni organici (lactat, baze conjugate ale cetoacizilor, etc)

Cationi nemăsurați standard - [Ca2+] , [Mg2+].

sau ANIONIC GAP (AG)

• Na şi Cl urmează aceleaşi modificări în marea majoritate a cazurilor. Rezultă o scădere a HCO3 şi în condiţii fiziologice.

• Deficitul anionic este util în determinarea etiologiei acidozei metabolice



Na+

PO4–, SO4–, anioni organiciK+, Ca2+, Mg2+

[HCO3–] și [Cl–]

DEFICIT ANIONIC(proteine)

Deficitul anionic = Na+ - (Cl- + HCO3-)


Na+

PO4–, SO4–, anioni organiciK+, Ca2+, Mg2+

[HCO3–] și [Cl–]

ProteineDEFICIT ANIONIC

Deficitul anionic = Na+ - (Cl- + HCO3-)

Corpi cetoniciLactat


• Deficitul anionic - rezultă din existenţa mai multor anioni plasmatici nemăsuraţi decât cationi plasmatici.

• O creştere a deficitului anionic indică de obicei • creştere a anionilor nemăsuraţi (acid lactic, betahidroxibutiric, aceto-acetat) • sau o scădere a cationilor nemăsuraţi sau ambele.

• De obicei deficitul anionic este crescut dacă bicarbonatul este consumat pentru a neutraliza acizi produşi metabolic sau rezultaţi din ingestia unor substanţe.







1. Uremia



2.1.acidoze metabolice cu deficit anionic crescut (în acest tip de acidoze poate exista şi deshidratare dar aceasta ocupă un loc secundar)2.1.1.Producţie tisulară crescută / aport exogen de acizi tari nevolatili A. Acidoza lactica-soc

Acidozele lactice se caracterizează prin:

• pH-ul scăzut;

• scăderea concentraţiei HCO3-;

• creşterea concentraţiei acidului lactic (peste 2 mmol/l);

• deficit anionic crescut.

2.1.1.Producţie tisulară crescută B. Acidoza lactica-soc

Glucoza

Glucoza exogena

Glicogenendogen

Glicoliza

Piruvat

Acetil CoA

Ciclul Krebs

ATP, CO2, H2O

DHAP Glicerol

Lactat

Acizi Grasi

Trigliceride

Alanina

Transaminare

Corpi cetonici

Acidul lactic (AL) este produsul final al glicolizei anaerobe. AL provine din transformarea anaerobă a acidului piruvic (AP)DAHP –di-hidroxi-acetono-fosfat.

NAD NADH

2.1.acidoze metabolice cu deficit anionic crescut 2.1.1.Producţie tisulară crescută

B. Acidoza lactica-soc

Producţia de AL depinde de:• producţia de AP (direct proporţional)

• concentraţia de NADH (direct proporţional)

• concentraţia de NAD (invers proporţional)

AL = NADH / NAD * AP

Din această relaţie, rezultă 2 clase de acidoze lactice:

• acidoza lactică de tip A, cu raport crescut NADH/NAD (potenţial redox)

• acidoza lactică de tip B, prin creşterea producţiei de AP

2.1.Acidoze metabolice cu deficit anionic crescut 2.1.1.Producţie tisulară crescută

B. Acidoza lactica-tip A

În acidoza lactică de tip A:• raportul NADH / NAD este crescut;• raportul AL / AP este mult crescut (peste 10:1);• cea mai mare parte din cantitatea de AP este transformată în AL

ce se acumulează.

Cauza acidozei lactice de tip A este hipoxia tisulară severă ce poate apărea în situaţii patologice diverse:

• stări de şoc;• insuficienţă respiratorie;• insuficienţă cardiacă;• anemii severe etc.

Mecanisme - livrarea inadegvata de oxigen in soc sau insuficinetae - clearenceul inadegvat al acidului lactic, din cauza perfuziei deficitare

hepatice si renale - metabolismul mușchilor depășească capacitatea de productie aeroba

a ATP ,

2.1.Acidoze metabolice cu deficit anionic crescut 2.1.1.Producţie tisulară crescută

B. Acidoza lactica-tip B

În acidoza lactică de tip B:• raportul NADH / NAD este normal (oxigenarea tisulară

este normală);• raport AL / AP este sub 10:1• apare o producţie crescută de AP.

Cantitatea crescută de AP se poate explica prin 3 mecanisme:• intensificarea glicolizei;• scăderea utilizării AP în ciclul Krebs;• scăderea utilizării AP (dar şi a AL) în gluconeogeneză.

.

2.1.Acidoze metabolice cu deficit anionic crescut 2.1.1.Producţie tisulară crescută B. Acidoza lactica-tip B

• Acidoza lactică tip B este asociata cu tulburări în care hipoxia tisulară nu pare să fie prezent .

• Acesta a fost raportată la pacienții :• cu leucemie , limfoame și alte tipuri de cancer ; • cei cu diabet zaharat insuficient controlat , • insuficinete hepatice severe;

• Mecanismele prin care apare acidoza lactica în aceste condiții nu sunt bine intelese .

• Unele conditii , cum ar fi tumorile pot produce creșteri locale in metabolismul tesuturilor si productie crescuta de lactat care poate interfera cu fluxul de sânge la celule necanceroase

• Acidoza lactica tip B este de intensitate moderata!

• Acidoza lactică de tip B este o acidoză de intensitate moderată

2.1.Acidoze metabolice cu deficit anionic crescut B. Cetoacidoza diabetică- cauze

1. Supraproducția de corpi cetonici (CC) - intensificarea metabolizării acizilor graşi

a. Deficit de insulină –

- crește lipoliza periferică prin activarea lipazei hormonosensibile, cu mobilizrea acizilor grași liberi (AGL)

- metabolizarea hepatică a AGL este orientată spre calea β-oxidării, cu apariția unor cantități crescute de Acetil-CoA, din care se formează corpi cetonici (celelalte căi de metabolizare a Acetil-CoA sunt insulinodependente)

b. Rezistenţă periferică la insulină + nivel crescut de glucagon

2. Incapacitatea organismului de metabolizare și eliminare urinară a excesului de corpi cetonici rezultați prn supraproducție hepatică

2.1.Acidoze metabolice cu deficit anionic crescut B. Cetoacidoza diabetică- Efectele acumulării CC

• Activează sistemul tampon• extracelulare - bicarbonat /acid carbonic• celulare – proteine, fosfați,

• Activitatea rinichiului – creşte elim.H şi absorbţia bicarbonatului,

• Activitatea respiratorie - Hiperventilaţie – hipocapnie

2.1.Acidoze metabolice cu deficit anionic crescut B. Cetoacidoza alcoolică

• Alcoolismul cronic produce acidoză când consumul de alcool se întrerupe brusc,• Conc. de glucoză scăzută sau normală, • Crește cetonemia – prin creștere β-hidroxibutiratului• Cresc TG, crește cortizolul, crește glucagonul, și STH,

• Poate coexista – acidoza lactică moderată alături de cetoacidoza alcoolică,

• Amploarea ei poate fi subestimată pt. ca detectarea ac. β-hidroxibutiratului este scăzută.

2.1.Acidoze metabolice cu deficit anionic crescutC. Ingestia de acizi – salicilați , etilen –glicol, clorura de amoniu

• Cauze intoxicația cu :

• salicilați • metanol• etilenglicol

Alcool dehidrogenaza

actioneaza competitiv in

metabolizarea celor 2 toxice

2.1.Acidoze metabolice cu deficit anionic crescutC. Ingestia de acizi – salicilați , etilen –glicol, clorura de amoniu

Mecanism – intoxicația cu salicilați

- ingestia de salicilați ( 10-30 g adulți și 3g la copil-doze mortale)

– traversează bariera hematoencefalică

- stimulează centrii respiratori – det. Hiperventilație și alcaloză respiratorie,

- mecanismele compensatorii renale vor crește secreția de bicarbonat, potasiu, sodiu și determină apariția acidozei metabolice







1. Uremia



2.1.Acidoze metabolice A. Mecanismele renale ale acidozei metabolice

• Modificarea deficitului anionic in acidozele metabolice de cauza renala depinde de localizarea tulburarii metabolice:

• Deficitul anionic crescut apare in afectarea glomerulara – scade RFG (rata filtrarii glomerulare), care duce la scaderea eliminarii ionilor de H+. cu acumularea lor in organism. Efecte:

• Acidoza• Creste AG – scade si elim. Sulfatilor, uratilor,

• Deficit anionic normal apare in afectarea tubulara, cand RFG este buna, iar excesul de H+ se elimina. Creste excretia tubulara de sulfati, mentinad normal AG.

• Hipercloremia apare prin inlocuirea ionului de bicarbonat pierdut cu ionul de Cl, are efect moderat pe AG.

2.1.2.Acidoze metabolice cu deficit anionic A. Acidozele renale tubulare (ART)

ART sunt caracterizate prin alterarea secreţiei ionilor de H în

nefronul distal sau a reabsorbţiei HCO3 ce induc o acidoză

metabolică ce are o evoluţie cronică.

Exista 4 tipuri de ART:

• Tip 1 – distala

• Tip 2 – proximala

• Tip 3 – mixta

• Tip 4 – lipsa de raspuns a tubilor la aldosteron

B.Acidozele renale tubulare (ART) a.ART tip 1 – distală

ART tip 1 este datorată unui defect la nivelul celulei tubulare:• scade producţia de ATP (scăderea numărului de pompe de H-ATP-

ază)• scade activitatea pompelor de protoni, cu dispariţia gradientului electric

sau chimic• există o permeabilitate anormală a epiteliului tubular (este afectată

retrodifuzia H)

Etiologia ART tip 1• ART primară, apare în special la femei• ART secundară

• nefropatii tubulo-interstiţiale: pielonefrite cronice, medicamentoase (tratament cu amfotericina B, compusi cu litiu), toxice etc.

• boli autoimune (lupus eritematos sistemic, sindrom Sjogren)• rinichi polichistic• transplant renal• nefrocalcinoză

a.Acidozele renale tubulare (ART) Tip 1 – distala

ART tip I evoluează în trei faze:

1. faza de instalare a acidozei metabolice:

2. faza de asociere a acidozei metabolice cu

hiperaldosteronism secundar:

3. faza de afectare a funcţiei renale

• acidoză metabolică

• hiperaldosteronism secundar

• hiperparatiroidism secundar

a. ART Tip 1 – distala Faza de instalare a acidozei metabolice

Scăderea capacităţii de eliminare renală a H+ induce un

exces plasmatic de H+ tamponat de:

• sistemul tampon bicarbonat / acid carbonic (creşte

reabsorbţia de bicarbonat la nivel renal)

• sistemele tampon celulare, cu ieşirea K+ din celule

(hiperpotasemie)

• sistemele tampon osoase, cu demineralizare

osoasă

a. ART Tip 1 – distala faza de asociere a acidozei metabolice cu

hiperaldosteronism secundar

• scade capacitatea de reabsorbtie a bicarbonatului de sodiu

• deshidratare şi hipovolemie

• hiperaldosteronismul secundar:

• creşte reabsorbţia tubulară de Na

• creşte reabsorbţia tubulară a Cl, cu hipercloremie;

• creşte eliminarea K, cu hipopotasemie (slabiciune

musculara, hiporeflexie, paralizie)

ART Tip 1 – distala Faza de afectare a funcţiei renale

• Scade mult capacitatea de reabsorbţie a HCO3- şi a Ca, cu

creşterea eliminării de Ca (hipercalciurie)

• Hipercalciuria are consecinţe urinare, cu precipitare de săruri

de Ca (litiază urinară, nefrocalcinoză papilară) şi consecinţe

sistemice (hipocalcemie)

• Hipocalcemia stimulează secreţia de parathormon

(hiperparatiroidism secundar) care induce demineralizare

osoasă (osteodistrofie renală manifestată la copil prin

rahitism şi la adult prin osteomalacie).

b. ART Tip 2 – proximala

Modificari:• deficit parţial de eliminare a H prin deficit de

anhidrază carbonică• Scade capacitatea tubilor proximali de reabsorbtie a

HCO3

Etiologia ART proximale• afectiuni ereditare (sindrom Fanconi, intoleranta la

fructoza, boala Wilson, sindrom Lowe)• mielom multiplu• traumatism renal• intoxicatie cu metale grele• tratament medicamentos cu acetazolamida,

sulfamide, tetraciclina expirata, streptozocina

c. ART Tip 4

ART tip 4 apare ca un deficit de aldosteron prin lipsa de răspuns al tubilor distali la aldosteron, cu scăderea excreţiei de K (cu hiperpotasemie) si acidoză metabolică prin scăderea excreţiei de ioni de H a rinichiului.

Etiologia ART tip 4:• asociat cu IR usoară la adulţii cu

• DZ• nefropatie HIV• afectare renală interstitială (LES, siclemie)

• medicamente ce interferă cu axa renină–aldosteron-tub renal (diuretice care economisesc K, AINS, IEC, trimetoprim etc.)

Acidoze metabolice cu deficit anionic crescutScăderea eliminării renale a H+ – cu acumulare excesivă de H+B. Uremia

• Apare în Insuficiența renală cronică și acută• În insuficiența renală acută - se acumulează fosfați și

sulfați rezultați din catabolismul tisular prin blocarea funcției de excreție,

• În insuficiența renală cronică – retenția de anioni apare prin:• Reducerea nr. de nefroni• Scăderea amoniogenezei,• Reabsorbția bicarbonatului,

• Capacitatea de acidifiere a urinii se păstreză până când filtratul glomerular scade sub 10%

• Scăderea bicarbonatului plasmatic este moderată, pt. că excedul de anioni nevolatili este tamponat carbonatul de Ca (os) – rol în osteopatia renală!

Acidoza metabolică- mecanism și compensare

Gradul compensarii poate fi calculat de formula Winter`s PCO2 prezis= (1,5xHCO3-) +8+/-2

PCO2 scazut – indica coexistenta alcalozei respiratoriiPCO2 crescut – indica coexistenat acidozei respiratorii

> 10mmHg

Compensare completa in 12-24 ore

Efectele cardio-vasculare ale

acidozei metabolice

A. Acidoza metabolicaVariatiile potasiului in acidoza metabolica

Hiperpotasemia Mecanisme: - acumularea ei in organism,

- scaderea eliminarii tubulare de H+ in uremie -si schimburile intracelulare K-H+

HipopotasemiaApare in cetoacidoza diabeticaMecanisme: - sub actiunea diureticelor osmotice

- in tratamentul cetoacidozei prin administrare de lichide:- determina hemodilutie,- corectia acidozei metabolice,

- administrare de insulina – indulina introduce K in celule

B. Alcaloze metaboliceClasificare

• I. Prin pierderi de H +

• II. Prin acumulări de HCO3

B. Alcaloze metabolice

I. Alcaloze metabolice prin pierderi primare de H:• Pierderi renale

• Diuretice• Status posthipercapnic• Exces de mineralocorticoizi primar

• Pierderi digestive • vărsături incoercibile (stenoză pilorică, spasm piloric,

peritonite etc.)

• aspiraţii pe sonda nazo-gastrica

Alcaloze metabolice prin pierderi primare de H +

Alcaloza metabolica este mentinut de : hipopotasemie, hipocloremie,hipovolemie si scaderea RFGMecanism –hiperaldosteronism secundar

Compensare pana la PCO2 de 60 mmHg

(peste –acidoza resp.)

B. Alcaloze metabolice

II. Alcaloze metabolice prin acumulări de HCO3

1. Productie crescuta de bicarbonat

a. Surse endogene de bicarbonat

a.1. hiperaldosteronismul primar (boala Conn)• creşterea reabsorbţiei Na (sub formă de bicarbonat de sodiu)• creşterea excreţiei de H (alcaloză metabolică)• creşterea excreţiei de K (hipopotasemie)

a.2. metabolizarea hepatica a anionilor -cetoacizi

b. Surse exogene de bicarbonat- Administrare de bicarbonat- Transfuzii masive de sange ( citrat)

2. Tulburari hidro-electrolitice - deshidratarea

Alcaloze metabolice prin acumulări primare de HCO3secundar utilizării de diuretice

• Mecanisme:• o scădere a VEC ( volumului extracelular),• pierdere de Cl, K si H+• crește bicarbonatul plasmatic,

• Crește PaCO2 prin hipoventilație reflexă , nu se realizează o compensare adecvată!

• Administrarea cr. de diuretice crește sarcina de Na de la TCD, care stimulează secreția de K+ și H+, blocheză reabsorbția de Cl în tubul distal, activează pompa de protoni ( elim H+),

Mecanismele alcalozei in tratamentul cu diuretice

Alcaloze metabolice prin acumulări primare de HCO3Prin depleția K

• Deficitul de K+ - det. alcaloză ușoară, • crește excreția de acid sub formă de amoniu (NH4+),• crește reabsorbția de bicarbonat,

• Scăderea K+ determină un bilanț pozitiv pentru NaCl, iar retenția de sare minimalizează alcaloza

• Restricțioarea aportului de sare și depleția de K agravează alcaloza care se poate corecta prin administrare de K+,

Alcaloza metabolică – cauze și compensare

< 60mmHg

Predictia compensarii se calculeaza prin formulaPCO2 prezis = (0,9xHCO3-) +9=/-2

SauPCO2 prezis = (0,7xHCO3-) + 221

Alcaloza metabolica si electrolitiiNa urinar

• Na urinar < 25 mEq/L – presupune conservarea Na si apare in hipovolemie

• Na urinar > 40 mEq/L – absenta conservarii Na si eu sau hipervolmie,

• In alcalozele metabolice fara o cauza detectabila analiza Na urinar orienteza diagnosticul:• Na urinar scazut – hipovolemie: voma, bulimie, diuretice• Na urinar crescut – euvolemie - exces de

mineralocorticoizi

Alcaloza metabolica si electrolitiiCl urinar• Cl urinar scazut indica hipovolemia

• Cl < 25 mEq/L• apare in varsaturi prin pierdere, iar prin hipovolemia

indusa determina cresterea reabsorbtiei renale de Na si Cl,

• Dupa oprirea tratamentului cu diuretice

• Cl> 40 mEq/L • in timpul tratamentului cu diuretice• Hipopotasemie severa


Anomaliile clinice ale echilibrului acido-bazic

I. Tulburări acido-bazice metabolice

II. Tulburări acido-bazice respiratorii

II. Tulburări acido-bazice respiratorii A. Acidoza respiratorie - cauze

• este rezultatul hipoventilaţiei alveolare globale

• Cauze:• Depresia centrilor respiratori – traumatisme, sedare

excesivă,• Paralizia mușchilor respiratori• Afectarea peretelui toracic – scolioză, sdr. Pick-wick,• Afectarea parenchimului pulmonar – pneumonie, edem

pulmonar, emfizem pulomnar, BPOC.

A. Acidoze respiratorii - consecinte

• Consecinţele hipoventilaţiei alveolare globale sunt:• hipercapnia determină acidoză respiratorie, • hipoxia severă poate determina acidoză metabolică

lactică de tip A (prin creşterea raportului NADH / NAD)

• Compensarea renală constă în:• creşterea reabsorbţiei de HCO3- prin creşterea

activităţii anhidrazei carbonice renale (stimulată de hipercapnie)

• creşterea excreţiei de H sub formă de aciditate titrabilă (urină foarte acidă)

A. Acidoze respiratorii -clasificare

Tipuri de acidoză respiratorie

A. 1. Acidoză respiratorie acută

A. 2. Acidoză respiratorie cronică

A.1.1Acidoza respiratorie acută• cauze – obstrucție de căi aeriene• Compensarea

• acută – ineficientă• cronică – renală - necesită timp !!!

- Sistemul tampon al proteinelor – puțin eficient !

- Consecințe – pH , PaCO2 , HCO3 ușor,

A. Acidoze respiratorii

A.2. Acidoza respiratorie cronică

• Cauze : BPOC, deformări de cutie toracică, tulburări neuromusculare,

• Compensrea renală – eficentă!• Crește secreția de H+• Crește reabsorția bicarbonatului,

A. Acidoza respiratorie

Diagnostic diferential acidoza respiratorie acuta / acidoza respiratorie cronica?

A. Acidoze respiratorii – manifestari clinice

A. Acidoza respiratorie – mecanisme de compensareSistemul bicarbonat nu poate compensa modificarile produse de alterarea CO2

Nu sistem tampon nu poate compensa propriul dezechilibru!

Mecanismul compensării în acidoza respiratorie

Acidoza respiratorie acuta ( sub 24h)

- cresterea cu 0,1 mEq/l a HCO3, se face pentru

fiecare crestere cu 1mmHg a CO2

H+ = (0,8xPaCO2)+ 8

Acidoza respiratorie cronica(peste 24h)

- - cresterea cu 0,4 mEq/l a HCO3, se face pentru

fiecare crestere cu 1mmHg a CO2

H+ = (0,3xPaCO2)+ 27Max.45mmol/l

Compensare completa in 2-4 zie

II. Tulburări acido-bazice respiratorii A. Alcaloza respiratorie

• Este rezultatul hiperventilaţiei alveolare globale

• Cauze:• Centrale – tumori, durere, anxietate, medicamente, secundar prin

stimularea indusă de acidoza respiratorie!• Hipoxemia – toate cauzele: CV, stari hipermetabolice – febra,

anemie, tireotoxicoză, intoxicatie cu salicilati, isterie, ciroza, sepsis cu gram negativ, altitudine crescuta,

• Afectare pulmonara – pneumonie, TEP, EPA, Astm in criza• Extrinseca – ventilatie mecanica excesiva-

• induce tahipnee și hiperventilație• !

Tulburări acido-bazice respiratorii A. Alcaloze respiratorii

• Cosecintele hiperventilaţiei sunt hipocapnie şi alcaloză respiratorie (scade concentraţia plasmatică a H2CO3).

• Compensarea - se face prin• Scăderea excreției H+• scăderea absorbției HCO3- • explicate prin:

• hipocapnia scade activitatea anhidrazei carbonice eritrocitare (HCO3- plasmatic trece în eritrocit)

• La nivel renal (scade reabsorbţia renală de HCO3- şi eliminarea de H)

• când concentraţia plasmatică a H scade foarte mult, H din celulă trec în interstiţii şi apoi în circulaţie unde consumă HCO3-.

A. Alcaloze respiratorii -compensare

Alcaloza respiratorie acuta( sub 12 h)

Pentru fiecare mmHg de CO2 scazut bicarbonatul

scade cu 0,2 mEq/LH+= (0,75xPaCO2)+10

Alcaloza respiratorie cronica( peste 12 h)

Pentru fiecare mmHg de CO2 scazut bicarbonatul

scade cu 0,5 mEq/LH+= (0,3xPaCO2)+28

Compensare completa in 7-10 zile

max.12 mEq/l

B.Alcaloze respiratorii – consecinte clinice

Anomaliile clinice ale echilibrului acido-bazic

Bibliografie• Eaton DC, Pooler JP: Vander‘s Renal Phisiology 7th edition, McGraw-Hill• Leonard R. Jonson - Essential Medical Physiology 3th edition, Elsevier

Academic Press• Guyton – Fiziologie umana si mecanismele bolilor, editia 5-a W.B.Sauders• Ashfaq Hasan: Handbook of blood gas / acid-base interpretation. Springer• Kathryn L.McCance, Sue E. Heuther, Valentina L.Brashers, Neal S.Rote,

Pathophysiology, The Biologic Basis for Disease in adults and Children, Mosby Elsevier, sixth edition, 2010

• Rose DB, Post T Clinical physiology of acid-base and electrolyte disorders, ed 5, New York, 2001, McGrawHill,

• I.Teodorescu Exarcu, Fiziologia și fiziopatologia respirației,Ed.Medicală, Bucuresti, 1979

• I Teodorescu Exarcu, Excreția, Ed. Medicală, București, 1980,

Abreviatiuni si/ sau traducerea unor termeni

• NAD - Nicotinamid adenin dinucleotidul• NADH – forma redusa a NAD• FAD – flavin adenozin dinucleotidul• FADH – falvin adenozin dinucleotidul redus• Fatty acid = AG = acizi grasi• PPi – pirofosfat

• H-ScoA CoA sau CoASH- co- enzima A• FATP – fatty acid transport protein (proteina transportatoare a AG)• FAT/CD36 – proteina membranara ce apartine familiei scavanger• OCTN2= organic cationic carnitine transporter = transportatorul cationic

organic al carnitinei

curs acido_bazic 1+2- 2014

Documents