ECHILIBRUL ACIDO-BAZIC (II)

Adrian Roşca UMF “Carol Davila” Bucureşti

Sistemele tampon

Fen. Hamburger Fen. Hamburger inv.

Influenta diverselor organe si sisteme in controlul EAB

1. Sistemul muscular

2. Sistemul osos

3. Tractul gastro-intestinal

4. Ficatul

5. Pancreasul

6. Pielea

7. etc

Influenta diverselor organe si sisteme in controlul EAB

1. Sistemul muscular

- Deține % cel mai mare din totalul ST intracelulare (muşchii scheletici ≈ 1/2 din masa celulară)

- ST al Mioglobinei - nu este la fel de eficient ca al Hb

- ST al Mioglobinei regenereaza Bicarbonatul

- Bicarbonatul muscular ≈ 12 mEq/l

Influenta diverselor organe si sisteme in controlul EAB

2. Sistemul osos

- Agresiune acidă acută osul ofera 40% din capacit. tampon totala

- Continutul total al Bicarbonatului in țesutul osos = x 50 Bicarbonatul din LIC si LEC impreună

- Osul contine 80% din totalul CO2 al organismului - Captarea H+ de catre os => eflux la schimb Na+, K+ =>

disolutia minerală osoasă prin angrenarea componentelor tampon (NaHCO3, Na2CO3, CaCO3, CaHPO4) in acidoza cronica noncarbonica => demineralizare (resorbtie) osoasă

Influenta diverselor organe si sisteme in controlul EAB

3. Tractul gastro-intestinal

Stomacul:

- secreta H+ si determina retinerea HCO3- in LEC

- in acidoza respiratorie cel.oxintica produce mai mult HCl (din excesul de CO2)

- in ulcerele peptice insotite de varsaturi alcaloza metabolica

Intestinul: - secretie alcalina mec. compens. pt. secr. acidă gastr. - diaree severa acidoza metabolica

Influenta diverselor organe si sisteme in controlul EAB

4. Ficatul

- sintetizeaza corpi cetonici, neutralizeaza acizi nonvolatili - metab. ac. lactic in insuf. hepatica => lactacidemie

5. Pancreasul exocrin

- secretie alcalina - fistula pancreatica, b.diareica Acidoza metabolica

/ pierderea HCO3-

Influenta diverselor organe si sisteme in controlul EAB

6. Pielea

- prin sudoratie → eliminare ac. lactic, ac. uric, Cl-

- ↑ secretia sudorala in acidoza - mediul de confort al diabeticilor cel uscat

Transmineralizarea

• Reprezinta schimbul intre H+ si K+ dintre mediile extracelular si intracelular, ca urmare a variatiei pH-lui mediului intern

• Acidoza metabolica acuta => H+ intra in celula, iar K+ va

iesi din celula (echilibru electric) => Hiperpotasemie

• Alcaloza metabolica acuta => H+ iese, iar K+ va intra in

celula => Hipopotasemie

 Acidoză Alcaloză

H+

K+

H+

Hiperpotasemie

K+

Hipopotasemie

Transmineralizarea

 

Ec. Henderson-Hasselbalch pentru ST al Bicarbonaților

• ST al Bicarbonatilor este cel mai important ST din org. in primul rand dat. volatilitatii CO2 si ajustarii renale HCO3

-

• Plamanul mentine [CO2]pls = const, desi productia sau consumul acestuia pot inregistra variatii foarte mari (in urma proceselor metabolice, reactiilor care implica ST)

• pH = pK + log = pK + log [A-]

[AH]

[BAZĂ]

[ACID]

[HCO3-]

[H2CO3] CO2 + H2O H2CO3 H+

+ HCO3- disociere hidratare

= pK + log

Ec. Henderson-Hasselbalch pentru ST al Bicarbonaților

• [H2CO3] nu poate fi masurata in solutie, pentru ca H2CO3 se deshidrateaza sau disociaza rapid:

[HCO3-]

[CO2]

CO2 + H2O H+ + HCO3

-

pH = pK’ + log

• Ec. Henderson [H+] = K · se poate rescrie: [H2CO3]

• [CO2] ≈ 400 · [H2CO3] =>

[H+] = K’ · unde K’ = K / 400 => prin logaritmare:

[CO2]

[HCO3-]

,

• Ec. H-H: ;

dar [CO2]d = s x PaCO2, (legea Henry) =>

[HCO3-]

Ec. Henderson-Hasselbalch pentru ST al Bicarbonaților

pH = pk’ + log = 6.1 + log

= 6.1 + log = 6.1 + log = 7.40

[HCO3-]

s x PaCO2

24 mM

(0.03 mM/mmHg) x 40 mmHg 24

1.2

20

1

[HCO3-]

PaCO2

pH ~

RINICHI

PLĂMÂN

[BAZĂ]

[ACID]

~ ;

Categorii de dezechilibre acido - bazice

[BAZĂ]

[ACID]

[HCO3-]

PaCO2

raportul ;

• Clasificare:

↓

↑

[HCO3-]

↓

PaCO2

↑

Ambele variază

Acidoză metabolică

Acidoză respiratorie

Acidoză mixtă

[HCO3-]

PaCO2

Ambele variază

Alcaloză metabolică

Alcaloză respiratorie

Alcaloză mixtă

↓

↓,↑

↑,↓

↑

Acidoză Alcaloză

pH < 7.35 pH > 7.45

Dezechilibre A-B METABOLICE - Etiologie

a) Exces de acizi in organism 1) Aport (exogen) crescut - intoxicatii (medicamente - AAS; acid metilic ac. formic;

ac. fosforic; etilen-glicol ac. oxalic; etanol; [NH4]+Cl- etc) 2) Producție (endogenă) excesivă 1. tulburari de nutritie, tulburari ale proceselor metabolice,

catabolism exagerat - sd. malabsorbtie - post prelungit, inanitie - b. digestive cu oprirea alimentatiei - alcoolism - diabetul zaharat (“cetoacidoza diabetica”)

- hipertiroidism sever

Acidoza Metabolică - Etiologie

2. “hipoxia” tisulară - efort fizic extrem, crize epileptice, şoc (septic, cardiogen,

hemoragic etc), hipotermie (“acidoza lactică” mai ales daca este prezentă insuf. hepatica, cardiaca sau renala)

3. Altele: boli metabolice congenitale, rabdomioliza masiva etc

3) Epurare renală defectuoasă - acidoza tubulara renala (I.Ren.Cr, b. Addison, b.eredit. etc) - I.Ren.Ac, - I.Ren.Cr - ureteroenterostomii - exces de diuretice econ. K+, sau inh. de anh. carbonica (AC)

Acidoza Metabolică - Etiologie

b) Deficit de baze Pierderi 1. renale - acidoza tubulara renala - I.Ren.Ac, I.Ren.Cr - exces de diuretice econ. K+, sau inhib. de anh. carbonica (AC)

2. intestinale - diaree severa - fistule (intestinale, biliare, pancreatice), - varsaturi cu continut intestinal (mai rar)

Acidoza Metabolică - Etiologie

cea mai frecv. cauza de Ac.metabolica!

a) Exces de baze in organism Aport (exogen) crescut - ingestia de medicamente alcaline (ex. bicarbonat / lactat

/ citrat sau acetat de sodiu in ulcerele peptice, gastrite, sd. “lapte-alcaline”)

b) Deficit de acizi Pierderi 1. renale - administr. exces. de diuretice de ansă, sau tiazidice => ctr. volemica => hiperaldosteronism secundar - hiperaldosteronism primar

Alcaloza Metabolică - Etiologie

b) Deficit de acizi Pierderi 2. gastro-intestinale - varsaturi repet. cu continut gastric (stenoze digestive

inalte, ex. stz.pilorica; centrale; in sarcina; diabet z.) - aspiratie gastro-duodenala prelungita - spalaturi gastrice repetate

Alcaloza Metabolică - Etiologie

Dezechilibre A-B RESPIRATORII - Etiologie

Hipoventilatie: a) Cauze pulmonare - Boala pulmonara acuta - Boala pulmonara cronica (SO, SR pulmonare severe) exc. blocul alveolo-capilar

b) Cauze extrapulmonare 1. Afectare: - centrii nervosi respiratori - nervi - jonctiunea neuro-musculara - muschi respiratori

2. Hipercapnia in conditii de anestezie (↑sp.mort, erori etc)

Acidoza Respiratorie - Etiologie

Hiperventilatie: a) determinata de hipoxie 1. boli pulmonare care ↓PaO2

- Astm, Edem pulmonar, Pneum.interstiț, Embolie plm. (in cazuri severe Acidoza respiratorie!) 2. atmosfera rarefiata in O2 (altitudine)

3. scaderea fixării O2 de catre Hb - intoxicatii cu CO → carboxiHb; cianuri, nitrati → metHb

- anemii de variate tipuri

b) cu origine centrală 1. stari psihoemotionale - durere, isterie, atac de panica si alte crize psihogene

Alcaloza Respiratorie - Etiologie

Hiperventilatie: b) cu origine centrală 2. leziuni SNC - traumatisme, tumori, tromboze, hemoragii cerebr. 3. droguri cu efecte centrale - analeptice respiratorii (doxapram ch-rec. carotid.) - intoxicatii cu sulfamide, salicilati etc

c) proceduri ATI - ventilatie mecanica - ventilatie manuala (resuscitare, anestezie sau alte proc. asistare respir.)

d) imediat dupa hemodializa

Alcaloza Respiratorie - Etiologie

Dezechilibre AB - Clinica

 

Dezechilibre AB - Diagnostic

1. pH Activitatea H+

2. PCO2 Pres. partiala a CO2 arterial 3. HCO3

-std Bicarbonatul standard

4. HCO3-act Bicarbonatul actual

(Adevarata “Rezerva alcalina”) 5. BE Excesul de baze 6. BB Bazele totale tampon 7. TCO2 CO2 total al plasmei

(Identif. in trecut cu “Rez. alcalina”) 8. An Gap Groapa anionica plasmatica 9. Electroliti plasmatici / urinari 10. UAG Groapa anionica urinară

= 7.35 - 7.45 = 40 (36 - 44) mmHg = 24 (21 - 24) mEq/l = 21-24 mEq/l (!) = 0 ± 2.5 mEq/l = 45-52 mEq/l = 25-27 mEq/l = 16 ± 2 mmol/l > 0

• Parametrii de apreciere a EAB (sânge arterial/urină)

Dezechilibre AB - Diagnostic

2. PCO2 (Pres. partiala a CO2 arterial) = 40 (36-44) mmHg - Este indicele care arata exclusiv contributia factorului respirator la

anomalia AB existenta

=> Reprezinta parametrul respirator de evaluare a dezech. AB ! ( [H+] = 35-45 mmol/l )

Dezechilibre AB - Diagnostic

3. HCO3-std (Bicarbonatul standard) = 24 (21 - 24) mEq/l

- Reprezinta bicarbonatul total sanguin masurat in conditii standard (echilibrarea sangelui arterial cu o atmosfera ce contine O2 in exces- pentru oxigenarea completa a Hb, la 37˚ C si o PCO2 de 40 mmHg)

=> exclude modificarile determinate de respiratie asupra HCO3- !

=> apreciaza doar influenta metabolica asupra dezechilibrului AB. 4. HCO3

-act (Bicarbonatul actual) 21 - 24 mEq/l (!)

- Reprezinta bicarbonatul total sanguin masurat fara ca sangele sa fie anterior echilibrat cu o atm. cu PCO2 40 mmHg (deci concentratia actuala a bicarbonatului este determinata si de PCO2 actuala din sg)

=> apreciaza atat influenta metabolica, cat si cea respiratorie

Dezechilibre AB - Diagnostic

5. BE (Exces de baze) = 0 ± 2.5 mEq/l

- Reprezinta cantitatea de acizi nonvolatili sau baze in exces in sg. arterial, sau cantitatea de baza sau acid care trebuie adaugata prin titrare pentru a aduce pH-ul sanguin la valoarea de 7.4 intr-un litru de sange, la 37˚ C, saturat in oxigen si echilibrat la PCO2 40 mmHg;

- Altfel spus, reprezinta deviatia absoluta a cantitatii de baze tampon masurate in conditii standard, fata de concentratia lor medie normala, asociată valorii de 0 mEq/l.

=> reprezinta un parametru metabolic de evaluare a dezech. AB

Dezechilibre AB - Diagnostic 6. BB (Baze totale tampon) = 45-52 mEq/l

- Este suma tuturor anionilor din sange cu capacitate tampon (bicarbonati, hemoglobinati, fosfati, proteinati); - Arata nivelul cantitativ efectiv al bazelor tampon sanguine ramase in urma injuriei acide sau alcaline; - BB are valoarea 45-52 mEq/l in afara oricarui dezechilibru AB si se noteaza cu NBB (baze tampon ideale sau normale existente in sg. art. la pH = 7.4, oxigenat in exces, t˚ = 37˚ C si PCO2 = 40 mmHg); - BBmas sunt BB masurate in proba de sange actuala - a unui pacient cu un dezechilibru AB (in alcaloze valori > cele din intervalul referinta; in acidoze valori reduse fata de normal); - Intre NBB si BBmas exista relatia: BBmas= NBB + BE; - Valoarea BBmas nu se modifica in dezechilibrele respiratorii, ci doar in cele metabolice.

Dezechilibre AB - Diagnostic

7. T CO2 (CO2 total din plasma) = 25-27 mEq/l

- Reprezinta CO2 care se regaseste atat in bicarbonatii actuali, cat si in fractiunea CO2 solvit T CO2 = HCO3

-act + (PCO2 x 0.03)

=> apreciaza global (influentele metab. si resp.)

Dezechilibre AB - Diagnostic

8. An Gap (Groapa anionica plasmatica) = 16 ± 2 mmol/l (Hiatus / Gaura anionica plasmatica)

- Reprezinta diferenta dintre cationii si anionii determinati uzual in

plasma. Are valoare > 0, deoarece nu sunt inclusi in formula anioni care nu sunt dozati de rutina (fosfati, sulfati, albuminati, lactati si alti anioni ai acizilor organici)

An Gap = (Na+ + K+) – [(Cl-) + (HCO3-)] = 16 ± 2 mmol/l

An Gap = (Na+) – [(Cl-) + (HCO3-)] = 12 ± 4 mmol/l

- hipoalbuminemia (albumina exprimata in “g/l”) => corectie:

An Gapcorectata = An Gap + 0.25 x (Albuminaref – Albuminamas)

Dezechilibre AB - Diagnostic

10. UAG (Hiatusul / Groapa anionică urinară) Normal > 0

- Reprezinta diferenta dintre cationii si anionii determinati uzual in urina. Este un indice util al excretiei urinare a NH4

+

UAG = [Na+] + [K+] – [Cl-]

Dezechilibre AB - Diagnostic

• Algoritm:

1. Interpretare pH (< 7.35 => Acidoza; > 7.45 => Alcaloza)

2. Stabilirea tipului de dezechilibru AB: - metabolic - respirator - mixt 3. Evaluarea gradului de compensare a dezechilibrului AB 4. Stabilirea cauzei posibile ce a condus la dezechilibrul

AB, analizand An Gap, UAG si Cl- urinar pentru dezechili- brele de tip metabolic

Categorii de dezechilibre acido - bazice

[BAZĂ]

[ACID]

[HCO3-]

PaCO2

raportul ;

↓

↑

[HCO3-]

↓

PaCO2

↑

Ambele variază

Acidoză metabolică

Acidoză respiratorie

Acidoză mixtă

[HCO3-]

PaCO2

Ambele variază

Alcaloză metabolică

Alcaloză respiratorie

Alcaloză mixtă

↓

↓,↑

↑,↓

↑

2. Stabilirea tipului de dezechilibru AB

Acidoză Alcaloză

pH < 7.35 pH > 7.45

Dezechilibre AB - Diagnostic 3. Evaluarea gradului de compensare a dezechilibrului AB

[HCO3-]

PaCO2

pH ~

RINICHI

PLĂMÂN

[BAZĂ]

[ACID]

~ ;

20

1

=

ex. Acidoza metabolica (↓HCO3

- ) => a) compens. Respir (↓PCO2) raport

10

1

=

10

0.7

=

10

0.5

=

10

0.3 =

=> Compensare partială

Compensare totală (pH = Normal)

=> Supracompensare

=>

Dezechilibre AB - Diagnostic

3’. → corectarea dezechilibrului AB?

Acidoza metabolica (↓HCO3- )

=> b) corectare Respiratorie, Renală, transmineralizare etc

raport =

10

0.5

20

1

=

Dezechilibre AB - Diagnostic 4. Stabilirea cauzei posibile ce a condus la dezechilibrul AB,

analizand An Gap, UAG si Cl- urinar pentru dezechilibrele de tip metabolic

Acidoza metabolică

An Gap = ↑

An Gap = N (12 ± 4 mmol/l)

- Acidoza lactică - Intoxicatii diverse - Insuf. Renală - Cetoacidoze - Rabdomioliză

Acidoze Hipercloremice

↓HCO3- si ↑Cl-

↓HCO3- pt. că

↑[H+] si cons. ST UAG > 0

UAG < 0 Pierdere digestivă HCO3

-

Pierdere renală HCO3

-

↓Cl- urinar

↑Cl- urinar

Dezechilibre AB - Diagnostic 4. Stabilirea cauzei posibile ce a condus la dezechilibrul AB,

analizand An Gap, UAG si Cl- urinar pentru dezechilibrele de tip metabolic

Alcaloza metabolică Cl- urinar > 20 mEq/l

Alcaloză Cl- rezistentă

Ptlg. endocrină (Hiperaldosteronism primar)

Cl- urinar < 20 mEq/l

Alcaloză Cl- responsivă

Pierdere digestivă de Cl- (vărsaturi gastrice)

Dezechilibre AB - Tratament

1. Acidoza metabolică - tratament etiologic - pH < 7.2 => Bicarbonat de sodiu 8.4 % i.v (Lactat de sodiu, THAM etc) - dializă

2. Alcaloza metabolică - tratament etiologic - pH > 7.6 => HCl 0.1N - NaCl 0.9%, KCl 10% etc - acetazolamidă (inhibitor de AC) - dializă

Dezechilibre AB - Tratament

3. Acidoza respiratorie - tratament etiopatogenic (Insuf. Respiratorie) - hiperventilatie prin protezare respiratorie (ventilatie mecanică)

4. Alcaloza respiratorie - tratament etiopatogenic - deprimante ale centrului respirator (in Hiperventilatia centrală): benzodiazepine, barbiturice, morfină sau deriv. - tratament individualizat in Hiperventilatia hipoxică: administr. masa eritr/sange integral, traheostomie, aspiratie bronsica, ventilatie mecanica, oxigenoterapie hiperbara etc

 

Dezechilibre AB - Cazuri Clinice

Caz 1 Barbat de 50 ani, moderat deshidratat, a fost spitalizat avand un istoric de diaree acuta severa de aprox. 2 zile.

Buletin analize:

Na+ = 143 mEq/l K+ = 3.1 mEq/l Cl- = 113 mEq/l HCO3

-std = 17 mEq/l

Creatinina = 1.4 mg/dl PO2 = 95 mmHg pH = 7.30 PCO2 = 34 mmHg UAG < 0

- pH ↓ => Acidoza - HCO3

-std ↓

=> Acidoza Metabolica - Dar PCO2 ↓ si pH = anormal => Compens. Parț. Resp. - An Gap = N, UAG < 0 (=> diaree)

Dezechilibre AB - Cazuri Clinice

Caz 2 Femeie de 78 ani, mare fumatoare, cunoscuta cu BPOC se prezinta la camera de garda cu dispnee, hipopnee, fatigabilitate si tuse persistenta. Buletin analize:

pH = 7.27 BE = + 2.5 mEq/l PCO2 = 50 mmHg PO2 = 55 mmHg

- pH ↓ => Acidoza - PCO2 ↑ => Acidoza Respiratorie - Dar BE este la limita superioara a normalului si pH = anormal => Tendinta la Compens. Metab. - hipoxemie

Dezechilibre AB - Cazuri Clinice

Caz 3 Femeie de 53 ani, cu istoric de ulcer gastric, se interneaza pentru epigastralgii / pirozis si mai multe episoade de varsaturi cu continut gastric in ultimele 3 zile. Buletin analize:

pH = 7.48 HCO3

-std = 30 mEq/l

BE = + 6 mEq/l PCO2 = 46 mmHg Cl-urinar

= 15 mEq/l pH tinde sa se normalizeze la adm. sol. NaCl 0.9%

- pH ↑ => Alcaloza

- HCO3-std ↑; BE ↑

=> Alcaloza Metabolica - PCO2 ↑ puțin => Compens. Parț. Resp. - Cl-urinar

↓ => Alcaloza Metab. Cl- responsivă (Pierdere dig. H+, Cl- => vărsături g.)

Dezechilibre AB - Cazuri Clinice Caz 4 Barbat de 60 ani, fumator, cunoscut cu Diabet zaharat de 25 ani si BPOC de 30 de ani vine la camera de garda pentru tuse productiva, dispnee cu ortopnee, ameteala, astenie marcata. Prezinta cianoza periorala si tegument., transpiratii profuze, ascensiune termica. Pacientul relateaza o intercurenta respiratorie debutata in urma cu cateva zile.

Buletin analize: pH = 7.22 HCO3

-std = 18 mEq/l

BE = - 5.5 mEq/l PCO2 = 55 mmHg PaO2 = 60 mmHg

- pH ↓ => Acidoză

- HCO3-std ↓; BE ↓; PCO2 ↑

=> Acidoză Mixtă - hipoxemie

 

 

Bibliografie

• Walter F. Boron, Emile L. Boulpaep, Leon G. Zagrean (coordonatorul editiei in limba romana), “Fiziologie Medicala”, Ed. Hipocrate 2017, Ed. a 3-a:

Cap. 28. Fiziologia acido-bazica (pag. 628):

- Valorile pH-ului variaza enorm intre diferitele compartimente intracelulare si extracelulare;

- O substanta tampon minimizeaza dimensiunea schimbarilor de pH produse de adaugarea unui acid sau baza intr-o solutie;

- Conform ecuatiei Henderson-Hasselbalch, pH depinde de raportul [CO2]/[HCO3

-]. - Pozitia pe diagrama Davenport defineste natura unei perturb. acido-bazice

Cap. 32. Reglarea Ventilatiei (pag.700):

- Chemoreceptorii periferici (corpusculii carotidian si aortic) raspund la hipoxie, hipercapnie si acidoza;

- Bariera hemato-encefalica separa chemorecept. centrali de sangele arterial

Bibliografie

• Walter F. Boron, Emile L. Boulpaep, Leon G. Zagrean (coordonatorul editiei in limba romana), “Fiziologie Medicala”, Ed. Hipocrate 2017, Ed. a 3-a:

Cap. 39. Transportul de acizi si baze (pag.821):

- In timp ce plamanii excreta o cantitate de CO2 rezultata din metabolism, rinichii sunt cruciali pentru excretia acizilor nevolatili;

- Pentru a mentine echilibrul acido-bazic, rinichii nu trebuie doar sa reab- soarba practic tot HCO3

- filtrat, ci sa si secrete acizii nevolatili generati.

- Contractia volumului extracelular - prin ANG II, aldosteron si activitatea simpatica - stimuleaza secretia renala de H+;

- Hipokaliemia creste secretia renala de H+;

- Glucocorticoizii si mineralocorticoizii stimuleaza secretia acida;

- Diureticele pot modifica secretia de H+, in functie de modul in care afecteaza...