FIZIOPATOLOGIA

ECHILIBRULUI ACIDO - BAZIC

(II)

ACIDOZELE METABOLICE

1. Clasificarea fiziopatologică

2. Compensarea respiratorie

3. Mecanismul corector renal

4. Tipuri de acidoze metabolice

4.1. ACIDOZELE HIPERCLOREMICE (cu deficit anionic normal)

4.2. ACIDOZELE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT

ACIDOZELE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT pot fi:

a) Acidoze lactice

b) Cetoacidoze

c) Acidoze secundare ingestiei de acizi – salicilați , etilen

glicol, clorura de amoniu etc.

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT ACIDOZELE LACTICE

Acidozele lactice se caracterizează prin:

- pH-ul scăzut;

- scăderea concentraţiei HCO3-

- creşterea concentraţiei acidului lactic (> 2 mmol/l)

- deficit anionic crescut.

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT ACIDOZELE LACTICE

Glucoza

Glucoza exogena Glicogen endogen

Glic

oliz

a

Piruvat

Acetil CoA

Ciclul Krebs

ATP, CO2, H2O

DHAP Glicerol

Lactat

Acizi Grasi

Trigliceride

Alanina

Corpi cetonici

Acidul lactic (AL) este produsul final al glicolizei

anaerobe.

Acid piruvic (AP)

DHAP dihidroxi-aceton-fosfat

NAD NADH

LDH

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT ACIDOZELE LACTICE

- În condiţii de oxigenare normală, cantitatea de AL

este scăzută, deoarece există cantităţi mari de

NAD.

- În condiţii de hipoxie: scade reoxidarea NADH

→ scade cantitatea de NAD și se acumulează

NADH → se formează cantităţi crescute de AL

Producţia de AL depinde de:

- producţia de AP (direct proporţional)

- concentraţia de NADH (direct proporţional)

- concentraţia de NAD (invers proporţional)

AL = NADH / NAD * AP

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 Obs. Din perspectiva teoriei fizico-

chimice, creșterea lactatului reprezintă

o creștere a componentei anionice

→ menținerea electroneutralitații

necesită de o cantitate mai mare de

H+ și o mai mare disociere a apei

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT ACIDOZELE LACTICE 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 care

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.

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT ACIDOZELE LACTICE tip A din stari de soc

Deficitul de O2 la nivel

tisular → acumulare de

NADH și scădere NAD

deficit de ATP

intensificarea glicolizei

(favorizată şi de hiperglicemia

caracteristică stării de şoc) în

condiții de hipoxie tisulară

Creşterea productiei de AL

hipoxie hepatică şi tulburări

ale funcţiei hepatice

(organe de şoc)

hipoperfuzie renală, de

severitate variabila, până la IRA

preluare și utilizare

scăzută a AL în

gluconeogeneză

eliminare

scăzută de AL

scăderea β-oxidării AGL, a

activităţii ciclului Krebs și a

transportului de electroni

cuplat cu fosforilarea oxidativă

ACUMULARE

ACID LACTIC

Citokine inflamatorii

epinefrina

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT ACIDOZELE LACTICE tip A din stari de soc interventia mecanismului compensator respirator

AL în exces Stimulare centrii respiratori

Hiperventilaţie

Alcaloza respiratorie

Eliminare crescută CO2

Scădere pH

Hipocapnia severa

(< 15mmHg)

Reducere

gluconeogeneză

hepatică

Alcaloza respiratorie produsa de hiperventilație tinde să readucă pH-ul la valori normale.

Hipocapnia, dacă devine severă, reduce cantitatea de HCO3- și gluconeogeneza hepatică

→ agravarea excesului de acid lactic (elementul compensator se transformă într-

un mecanism patogenic)

EFECTUL HIPOCAPNIEI IN ACIDOZA METABOLICĂ

In metabolismul glucozei, piruvat carboxilaza (PK) catalizează sinteza de oxaloacetat din piruvat și necesită ca activator alosteric, acetil-CoA.

Reacția consumă HCO3 și CO2 → în hipocapnie, CO2 este mai putin disponibil → scade formarea de oxaloacetat.

Conținutul crescut de acetil-CoA modifică

structura terțiară a PK → scade Km pentru

HCO3-→ cu cât se formează mai mult acetil CoA

(ca de exemplu în situația în care metabolizarea

AG reprezintă sursa principală de energie) din

piruvat, cu atât se formează mai mult

oxaloacetat → crește gluconeogeneza

În absența formării de oxaloacetat → acumulare

de piruvat → creșterea lactatului în citoplasmă

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT ACIDOZELE LACTICE 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.

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

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT ACIDOZELE LACTICE tip B

Acidoza lactică de tip B poate apărea prin:

- scăderea utilizarii lactatului în gluconeogeneză ca urmare a alterării proceselor metabolice

hepatice: insuficiența hepatică, etilism cronic

- intensificarea glicolizei pentru necesități metabolice crescute, în conditiile unui aport de O2

normal:

- crize de grand mal, efort fizic excesiv.

în aceste situatii, creșterea lactatului este pasageră, revenirea la normal fiind

realizată prin accelerarea utilizării.

- mecanism mixt:

- conversie crescută a glucozei în lactat în intestinul subțire și inhibarea gluconeogenezei

hepatice: intoxicatii cu biguanide

- Acidoza lactică din neoplazii :

- metabolismul anaerob intens al clusterelor de celule neoplazice

- invazia neoplazică a ficatului, cu deficit de metabolizare a lactatului în piruvat

- producție de lactat de către celulele neoplazice

Dacă tumora este îndepărtată chirurgical sau distrusă prin chimio- sau radioterapie,

acidoza lactică se corectează.

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT CETOACIDOZA – formarea corpilor cetonici

Ketogeneza: procesul prin care AG sunt transformați în acetoacetat (AcAc) și 3-HO- butirat

(3HB) în mitocondriile hepatocitare. În condiții normale (aerobe) glucoza și AG sunt metabolizați

la acetilCoA prin glicoliză și, respectiv, prin β-oxidare. Disponibilitatea de oxaloacetat (OAA)

este critică pentru oxidarea acetil CoA. Dacă nivelul intracelular de glucoză scade prea mult în

ficat (ex: post, diabet, etc), nivelul oxaloacetatului (OAA) scade și OAA va lua calea lui

preferabilă de metabolizare, gluconeogeneza.

→ OAA nu se mai poate condensa cu acetil

CoA și întreține ciclul Krebs.

→ În ficat, acetil CoA este devertată la

formarea de corpi cetonici (ketogeneză)

proces stimulat de inaniție, nivel scăzut de

insulină, consumul excesiv de lipide

Ficatului îi lipseste enzima care să îi permită

utilizarea corpilor cetonici - acetoacetil succinil

CoA transferaza – de aceea, corpii cetonici sunt

utilizati doar de alte organe (creier, miocard, etc)

care conțin această enzimă.

www.namrat.co Biochemistry for Medicsa

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT

CETOACIDOZA

CETOACIDOZA reprezintă creșterea concentrației sanguine a corpilor cetonici peste valorile

normale. Denumirea de cetoză provine din faptul ca acidul acetic este un ceto-acid.

- Corpi cetonici: acid acetic, acid b-hidroxibutiric și acetona.

La pH-ul fiziologic, acești acizi organici sunt complet disociați. Cantitatea mare de

H+ generată în timpul producției lor excesive (patologice), depășește rapid

capacitatea de tamponare normală → acidoză metabolică cu gap anionic crescut

PATOGENIE: creșterea corpilor cetonici apare prin:

a) Comutare metabolică (trecerea de la metabolismul glucidic ca principală sursă de

energie la cel lipidic) prin:

- absenta metabolizarii carbohidratilor prin deficit de insulină (Diabet zaharat)→ crește

lipoliza → crește aportul de AGL la nivel hepatic → AG sunt transformati în TG, CO2

și H2O sau în cetoacizi (acid acetoacetic și b-hidroxi butiric)

sau

- lipsa aportului: inaniție, dietă exclusiv lipidică

b) Exces de glucagon → crește nivelul de acetil CoA în mitocondriile hepatocitare; excesul

de acetilCoA nu mai poate fi preluat în ciclul Krebs → se transformă în corpi cetonici

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT

CETOACIDOZA DIABETICĂ

Cetoacidoza diabetică este determinată de:

1. Supraproducția de corpi cetonici (CC), prin creșterea raportului hormonilor de

contrareglare a insulinei, în principal a raportului GLUCAGON/INSULINĂ ce determină:

a) activarea lipazei hormonosensibilă (activatâ de hormonii contrareglatori) →

hidrolizează trigliceridele în AGL şi glicerol → intensificarea lipolizei periferice

b) pătrunderea în citoplasma hepatocitului a AGL care sunt β-oxidaţi, cu formare de

CC → intensificarea β-oxidării AGL în hepatocite

http://www.diapedia.org/metabolism-insulin-and-other-hormones/51040851169/ketone-body-metabolism

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT

CETOACIDOZA DIABETICĂ

Al doilea factor ce contribuie la apariția cetoacidozei diabetice este incapacitatea

organismului de metabolizare și eliminare urinară a excesului de corpi cetonici rezultați din

supraproducția hepatică

Rinichiul poate reabsorbi doar 20% din CC filtrați → Există o relație liniară între c%

plasmatică și cea urinară a CC.

Eliminarea urinară a CC în exces antrenează, pentru menținerea electroneutralității,

eliminarea initială de cationi (Na+, K+ → scade SID ) și ulterioară de NH4+ (pentru

compensarea acidozei).

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT CETOACIDOZA DIABETICĂ

http://nursingpharmacology.info/Diabetes/diabetes3.htm

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT CETOACIDOZA DIABETICĂ

EFECTELE acumulării corpilor cetonici în circulație:

- activarea sistemelor tampon plasmatice → consum de bicarbonat

- activarea centrilor respiratori → hiperventilaţie (respiraţie Kusmaull cu

miros de acetonă) → hipocapnie

- creşterea eliminării H+ şi a reabsorbţiei de bicarbonat la nivelul tubilor

renali → urină acidă

- activarea sistemelor tampon celulare → ieşirea din celule a K+ (la schimb

cu H+) → tendința la hiperpotasemie → efecte nocive asupra activităţii

cordului

- Ulterior, hiperglicemia → poliurie osmotica → pierdere urinară de K+

→ poate apărea hipopotasemia

- secreţie gastrică hiperacidă (excesul de H+ se elimină şi pe cale

digestivă)

→ pot apărea vărsături, hemoragii digestive şi deshidratare

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT CETOACIDOZA ALCOOLICĂ

Alcoolismul cronic determină acidoză prin:

1. Efect direct:

- Metabolizarea hepatică a alcoolului de către alcool dehidrogenaza (ADH) → acetaldehidă →

transformată în acetat de aldehid dehidrogenază (în mitocondrie).

Ambele reacții reduc NAD+ la NADH → crește raportul NADH/NAD+:

→ scade conversia lactatului în piruvat → crește nivelul seric de acid lactic

→ scade gluconeogeneza (piruvatul nu mai este disponibil pentru sinteza de glucoză)

→ accentuarea lipolizei → cresc AGL → crește formarea de corpi cetonici

→ produsul final al metabolismul alcoolic este un corp cetonic (acetoacetat); cantitatea

crescută modifică echilibrul reacției de transformare (β-OH) / acetoacetat în favoarea β-OH

- Inhibarea ADH → deshidratare

→ reacție simpatică care, la nivel renal

→ scade eliminarea de CC

OBS. In cetoacidoza etanolică, dintre CC, cel mai mult

este crescut β-OH (nu e determinat prin testele uzuale

de determinare a CC)

→ boala e subdiagnosticată.

Alcohol Research: Current Reviews, 2014

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT CETOACIDOZA ALCOOLICĂ

2. Efect indirect:

- Consumul de alcool se asociaza cu aport nutritional scăzut → scade conținutul de

carbohidrați → scade glicemia → crește glucagonul, scade insulina → formare de CC

- Vărsăturile secundare gastritei etanolice → deshidratare → scade perfuzia renală

→ scade eliminarea de CC dar scade și nivelul de acizi (Cl)

OBS. Fenomenele clinice se instalează de obicei când acționează simultan mai

multe mecanisme patogenice: un consum acut, important din pdv cantitativ, în soțit

de vărsături, la o persoană cu consum cronic și un status nutrițional deficitar sau

care s-a suprapus pe un episod infecțios acut.

http://themedicalbiochemistrypage.org/ethanol-metabolism.php

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT CETOACIDOZA ALCOOLICĂ

La un etilic cronic cetaoacidoza alcoolică poate coexista cu:

- Acidoza lactică secundara modificării raportului NAD+/NADH

- Alcaloza metabolică secundară vărsăturilor.

De aceea, pH-ul poate fi normal și diagnosticul se pune în primul rând pe măsurarea:

- Deficitul -ul anionic și

- Identificarea corpilor cetonici (în particular a b-HO-butirat-ului)

ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT INGESTIA DE ACIZI – SALICILAȚI , ETILEN –GLICOL, CLORURA DE AMONIU

SALICILAȚII determină tulburări complexe ale echilibrului acido-bazic

1. Efecte la nivelul centrului respirator

Stimularea directă a centrului respirator (traversează barierea hemato-encefalică și

pătrund relativ ușor în celule) → hiperpnee și ALCALOZĂ RESPIRATORIE →

pierdere de bicarbonat in urină

2. Efecte asupra tubului digestiv:

Greață și vărsături → Pierderi crescute de lichide → deshidratare, hipoNa, hipoK →

ALCALOZĂ METABOLICĂ

3. Efecte asupra metabolismului intermediar:

a) Deficit de cuplare a fosforilării oxidative → creșterea consumului de O2 →

utilzarea căilor de metabolism anaerob → crește producția de caldură;

b) Inhibarea enzimelor ciclului Krebs → scăderea disponibilității glucozei și

creșterea formării de acizi și de corpi cetonici

Alterarea metabolismului glucidic, lipidic și al amino acizolor → ACIDOZĂ

METABOLICĂ

D GAPULUI ANIONIC

Delta AG se măsoară prin raportul dintre variația AG și variația bicarbonatului.

Delta AG = Δ AG/Δ HCO3- sau, simplificat, raportul Δ/Δ.

Utilitate:

În acidozele metabolice cu gap anionic crescut, creșterea AG ar trebui să fie, teoretic, egală

cu scăderea HCO3- (Delta AG = 1 sau Δ/Δ = 1:1)

- Delta AG (Δ/Δ) >1 apare în acidozele lactice.

- AG crește mai mult decât scade HCO3- și Δ/Δ poate ajunge la 1.6:1.

Acest lucru se explică prin tamponarea unei părți din acidul lactic IC (mai ales

muscular) și osos

→ H+ disociați din lactat consumă, proporțional, mai puțin HCO3- pentru că o

parte sunt tamponați IC .

- Delta AG (Δ/Δ) = 1: și în ketoacidoză există un grad de tamponare IC a sarcinilor

acide, dar Delta AG = 1 pentru că o parte din corpii cetonici sunt excretați urinar,

echilibrând tamponarea intracelulară și osoasă.

D GAPULUI ANIONIC

Δ AG se măsoară prin raportul dintre variația AG și variația bicarbonatului.

Delta AG = Δ AG/Δ HCO3- sau, simplificat, raportul Δ/Δ.

Utilitate:

- Delta AG (Δ/Δ) < 1: în acidozele metabolice mixte (cu și fără AG) AG este mai mică decât

cea așteptată prin contribuția la AG a acidozei fără AG (creșterea Cl-)

De exemplu, într-o diaree severă (acidoză hipercloremică, AG normal) complicată cu stare

de șoc (acidoză lactică, AG crescut) → Δ AG e mai mică decăt într-o acidoză metabolică cu

AG crescut, dar scăderea de HCO3- însumează efectul acidozei cu AG cu al celei

hipercloremice

- Delta (Δ/Δ) AG > 2 :

În tulburările mixte (alcaloză metabolică și acidoză metabolică): scăderea HCO3- (prin

acidoza metabolică) este mult mai mică decât creșterea concomitentă a AG ( pentru că

există concomitent o acumulare de HCO3- prin alcaloza metabolică) .

Ex: intoxicația cu salicilați, acidoză cu AG + administrarea de diuretice de ansă

În tulburările mixte (acidoza respiratorie total compensată peste care se suprapune o

acidoză metabolică): insuficiență respiratorie cu șoc toxico-septic

ACIDOZE METABOLICE CONSECINTE FIZIOPATOLOGICE

Manifestările clinice sunt caracteristice bolii care a generat acidoza metabolică.

Există însă și manifestări clinice ce apar ca efect direct al acidozei la nivel:

- respirator: creșterea ventilației alveolare (compensare respiratorie)

- cardiovascular:

- Scaderea contractilitatii miocardice (dacă pH < 7.20)

- Aritmii ventriculare

- Scăderea rezistenței vasculare periferice (alterarea răspunsului la catecolamine)

- gastro intestinal:

- Constipație (prin hipokaliemia din ATRD - tip I)

- echilibrului electrolitic:

- Hiperpotasemie (în special acidozele metabolice prin aport exogen de acizi)

- Modificarea calcemiei:

- Creșterea calciului ionizat → crește filtrarea glomerulară → crește calciuria

- Scăderea pH intracelular → scade sinteza și eliberarea de citrat din celule în urină

→ Ca nu se mai leagă de citrat (intratubular) și de aceea este mai puțin

solubil → precipitare intratubulara → nefrocalcinoza

- Scăderea calcemiei (prin creșterea eliminării) → crește turnover osos al Ca →

osteomalacie

B. ALCALOZE METABOLICE

1. CLASIFICARE FIZIOPATOLOGICĂ

2. MECANISME DE COMPENSARE

3. ALCALOZE PRIN PIERDERI PRIMARE DE H+

4. ALCALOZE PRIN ACUMULĂRI PRIMARE DE HCO3-

ALCALOZE METABOLICE CLASIFICARE

Alcalozele metabolice se caracterizează prin creșterea pH arterial, creșterea HCO3-

plasmatic și hipoventilație compensatorie cu creșterea paCO2.

1. Alcaloze metabolice prin acumulări primare de HCO3-:

- Scăderea volumul extracelular:

- Prin pierderi de lichid pe cale digestivă

- Prin administrare excesivă de diuretice

- Hipocloremia

- Hipopotasemia

- Creșterea aportului de Na+ în nefronul distal cu creșterea schimbului Na+/H+ și

Na+/K+

- Administrarea în exces de substanțe alcaline – bicarbonat, citrați, acetați,

carbonați, substanțe antiacide

2. Alcaloze metabolice prin pierderi primare de H+:

- Vărsături incoercibile (stenoză pilorică, spasm piloric, peritonite etc.)

- Vărsături provocate (aspiraţii şi spălături gastrice)

ALCALOZA METABOLICĂ CREȘTEREA SID

Sindroamele prin care se pierd anioni (clor) → cresc SID → scad disocierea apei → scad

concentrația de H+ → cresc pH.

- O creșterea acută a SID apare prin:

- Deshidratare EC normotonă (pierdere de apă liberă):

- în mod normal concentrația serică a Na+ > concentrația serică a Cl- → pierderea

de apă liberă determină o creștere mai mare a concentrației Na+ decât a Cl- →

creșterea SID.

De exemplu, la pacienții în stare critică aportul de apă este scăzut, mecanismul de

sete poate fi alterat → scade aportul de apă

- Pierderea de Cl- pe cale digestivă (e.g. vărsături, aspirat prin sondă nazo gastrică) sau

renală (diuretice de ansă).

- Aport de Na+ în exces față de Cl- (scăderea raportului Na+/Cl- ce poate fi considerată o

pierdere “relativă” de Cl-) în:

- transfuzii de sânge ce conțin citrat de Na+,

- nutriția parenterală: conține acetat de Na+

- soluție Ringer lactat (conține lactat de Na+),

- administrarea de Penicilina, sub formă de sare de Na+

B. ALCALOZE METABOLICE

1. CLASIFICARE FIZIOPATOLOGICĂ

2. MECANISMUL DE COMPENSARE RESPIRATOR

3. MECANISMUL CORECTOR RENAL

4. TIPURI DE ALCALOZE METABOLICE

ALCALOZE METABOLICE MECANISME DE COMPENSARE

Exces de baze Pierdere de acizi Scădere H+ Creștere HCO3-

Scădere pH

COMPENSARE RESPIRATORIE MECANISMUL CORECTOR RENAL

Hipoventilație

Crește paCO2

Crește H2CO3

Crește H+

Scade pH

Scade reabsorbția de HCO3- (creste

nr de celule intercalate tip B)

Crește excreția

de HCO3-

Scade NH3 + H+ → NH4+ și

HPO42- + H+ → H2PO4

-

Scade aciditatea

titrabilă

Scade excreția

urinară de H+

Scade regenerarea

de HCO3-

ALCALOZE METABOLICE MECANISMUL DE COMPENSARE RESPIRATOR

- Inhibarea centrilor respiratori bulbari este rezultatul creşterii concentraţiei plasmatice a

HCO3 (peste 28 mEq/l).

- Mecanismul compensator: Creșterea pH sanguin deprimă centrul respirator →

crește inițial paCO2 → crește concentrația de H2CO3 → cresc ionii de H+ plasmatici

→ tamponarea alcalozei.

- Capacitatea de tamponare respiratorie este limitată:

- Pentru fiecare creștere cu 1.0 mEq în concentrația plasmatică a HCO3-, paCO2

poate crește doar cu 0.5 - 0.7 mmHg → cât timp este activ doar mecanismul

compensator respirator nu se poate restabili pH-ul

- în mod excepțional paCO2 crește (compensator față de starea de alcaloză) la peste

55 mmHg → prin mecanismul compensator respirator se poate corecta o creștere

maximă de 7-10 mEq de HCO3-.

- Lipsa de răspuns ventilator acut la creșterea pH-ului este interpretată ca o tulburare

acido-bazică mixtă, în care coexistă o alcaloză metabolică cu un stimul pentru

hiperventilație (o acidoză respiratorie).

ALCALOZE METABOLICE MECANISMUL DE COMPENSARE RESPIRATOR

Compensarea respiratorie (hipoventilația) și creșterea a paCO2 consecutivă, are un efect

autolimitant la nivelul centrilor respiratori:

- hipoventilația → hipoxemie → acționează ca stimul al centrilor respiratori, având un

efect opus hipoventilației

De aceea, după câteva zile de evoluție, pH-ul arterial rămâne la valori peste

cele normale, nivelul paCO2 este foarte puțin scăzut sau normal, ca și cum

nu ar exista nici o compensare respiratorie.

Creșterea paCO2 limitează și mecanismului corector renal:

- creșterea paCO2 → acidoză intracelulară → favorizează creșterea eliminării de H+

→ crește reabsorbția de HCO3- → agravează alcaloza

B. ALCALOZE METABOLICE

1. CLASIFICARE FIZIOPATOLOGICĂ

2. MECANISMUL DE COMPENSARE RESPIRATOR

3. MECANISMUL CORECTOR RENAL

4. TIPURI DE ALCALOZE METABOLICE

ALCALOZE METABOLICE MECANISMULCORECTOR RENAL

Eliminarea excesului de HCO3- se realizează în nefronul distal în celule intercalate de tip B

care prezintă transportori de H+ și de HCO3-:

- în polul bazal, H+ este transportat în interstițiu de o H+-ATP-aza

- în polul luminal printr-un schimbator Cl-/ HCO3- (pendrina) se secretă HCO3

− în lumen

și se reabsoarbe Cl−.

Reglarea activității pendrinei:

- activitatea crește în alcaloză.

- creșterea constantă a aportului distal al Cl- scade expresia pendrinei,

independent de nivelul circulant al aldosteronului → efectul se opune pierderii

de HCO3- (acidozei)

- expresia pendrinei este upreglată de angiotensina II.

Clin J Am Soc Nephrol 10: 305–324, 2015

În alcaloze, excesul de HCO3- e îndepărtat la schimb cu Cl-.

Nivelul cloremiei influențează astfel, în mod direct, eliminarea

excesului de HCO3- → în absența Cl- în nefronul distal, este

blocată eliminarea excesului de HCO3-.

B. ALCALOZE METABOLICE

1. CLASIFICARE FIZIOPATOLOGICĂ

2. MECANISMUL DE COMPENSARE RESPIRATOR

3. MECANISMUL CORECTOR RENAL

4. TIPURI DE ALCALOZE METABOLICE

1. ALCALOZE METABOLICE PRIN ACUMULĂRI PRIMARE DE BICARBONAT SCĂDEREA VOLUMULUI EXTRACELULAR

Scăderea volemiei

→ scade filtratul glomerular și Na+ la nivelul aparatului juxtaglomerular → activează (SRAA) care

determină :

- Prin intermediul ALDOSTERONULUI, în TCD, activarea:

- H+ATP-azei în celulele intercalate → eliminarea H+

- schimbului Cl-/HCO3- în membrana bazo-laterală → reabsorbția HCO3

-

- Na+/K+ ATP-azei în membrana bazo-laterală → reduce concentrația de Na+

intracelular și favorizează transportul Na+/H+ la nivel luminal.

- Prin intermediul ANGIOTENSINEI II, în TCP, activarea:

- Antiporterului luminal Na+/H+ → creșterea eliminării de H+

- Co-transporterului Na+/3HCO3- în membrana bazo-laterală → creșterea reabsorbției

HCO3-

La nivel distal, angiotensina II deblochează receptorul mineralocorticoid din celulele

intercalate

→ scade aportul de clor în nefronul distal → scade reabsorbția pendrin-mediată de clor și

secreția de HCO3- → scade efector corector al alcalozei mediat de celulele intercalate tip B.

Aceste mecanisme compensatorii activate în contextul depleției de volum o consecință practică

importante, și anume:

- Alcaloza instalată pe fondul unei deshidratări necesită corecția inițială a deshidratării

ROLUL ALDOSTERONULUI ÎN HIPERPOTASEMIE ȘI ÎN DEPLEȚIA DE VOLUM

(A) HiperK sau hiperaldosteronism primar: secreție de aldosteron fără angiotensina II →

receptorul mineralocorticoid (MR) este fosforilat în celulele intercalate, dar nu și în celulele

principale → Reabsorbție de Na+ mediată de aldosteron via ENaC în celule principale care

favorizează secreția de K+ la acest nivel.

Reabsorbția de Na+ → crește SID, se opune acidozei.

(B) In contrast, când cresc și angiotensina II și aldosteronul (volemie scăzută), MR este

defosforilat în aval (downstream) de angiotensina II → activitatea MR este restabilită și în

celulele intercalate.

Aldosteronul va upregla atât pendrina cât și H+-ATPazele (bazala în celulel B și apicala în

celulele de tip A):

- Crește HCO3 în lumen (prin

acțiunea pendrinei) → crește

activitate ENaC → crește Na+

→ crește SID

Electronegativitatea lumenului e mai

puțin pronunțată în celulele principale

→ secreție de K+ redusă.

Efectul net, global, al acțiunii

aldosteronului, în dehidratare este cel

de favorizare a alcalozei.

Clin J Am Soc Nephrol 10: 305–324, 2015

ALCALOZELE METABOLICE MECANISMULCORECTOR RENAL

rolul celulelor intercalate

- au fost identificate 3 tipuri de celule intercalate :

- tip A: celule care secretă H+

- tip B: celule care secretă HCO3-

- celule non-A, non-B cells.

- Transportori:

- H + -ATPase,

- Schimbători de H +/K + ,

- Schimbători de Cl − /HCO 3 −

SLCA26A9 (pendrina) codifică un schimbător de

Cl − /HCO 3− poziționat în membrana apicală a celulelor

intercalate de tip B → secretă HCO3− în lumen și

reabsoarbe Cl− (activat în alcaloză).

Obs. Schimbătorul anionic AE1 este situat în celulel

intercalate detip A și este activ în acidoze.

lumen Interstițiu

AE1

PENDRINA

Celule

intercalate tip A

Celule

intercalate tip B

John F. Kennedy Boulevard,

CRITICAL CARE NEPHROLOGY,

second edition, Saunders, Elsevier

Inc .Philadelphia, 2009

Scăderea Cl- în filtratul glomerular activează:

- Mecanisme dependente de Na+:

Cl- este principalul (din punct de vedere cantitativ) anion reabsorbabil din lumenul

tubular.

Daca Na+ este reabsorbit, Cl- traversează membrana luminală în același sens cu Na+

pentru restabilirea electroneutralității.

→ Dacă există puțin Cl- disponibil, pentru restabilirea electroneutralității este

necesară secreția de H+ sau de K+

→ în hipocloremii: Efectul net al transferului ionic trans-celular este

creșterea eliminării de H+ și reabsorbția de HCO3-.

- Mecanisme independente de Na+:

- în TCD:

- H+ este secretat în lumen cu ajutorul H+ATP-azei

- Cl- poate ieși (pasiv) din celula pentru a restabili electroneutralitatea.

în depletia de Cl-, acest proces este încetinit, diminuând eficacitatea

pompei de H+.

1.ALCALOZE METABOLICE PRIN ACUMULĂRI PRIMARE DE BICARBONAT

HIPOCLOREMIA

1.ALCALOZE METABOLICE PRIN ACUMULĂRI PRIMARE DE BICARBONAT

HIPOCLOREMIA

- În absența clorului, secreția de HCO3- la nivel distal este blocată.

- Secreția HCO3- se produce în celulele intercalate tip B din tubii colectori corticali

prin schimbătorul Cl/HCO3 localizat în membrana luminală, și H-ATPaza din

membrana basolaterală.

- Numărul de celulele intercalate tip B crește la pacienții cu alcaloză,

crescându-le capacitatea de a excreta excesul de HCO3- . Pentru a

elimina însă excesul de HCO3- aceste celule au nevoie de Cl-, iar

hipocloremiile determină, din acest motiv, un status pro-alcaliemic.

- Scăderea Cl- crește SID, determinând alcaloză.

De cele mai multe ori depleția volumului circulator se însoțește și de hipocloremie (pierderea

de lichid gastric, pierdere de lichide pe cale renală), cele două mecanisme acționanâd

simultan la menținerea alcalozei.

1. ALCALOZE METABOLICE PRIN ACUMULĂRI PRIMARE DE BICARBONAT

HIPOPOTASEMIA

Hipopotasemia poate să apară prin:

- prin creșterea pierderilor renale (hiperaldosteronism primar sau secundar, poliurie,

etc) sau extra-renale (vărsături)

- prin redistribuire IC-EC

- prin diminuarea aportului

Hipopotasemia determină alcaloză prin:

- acumularea de bicarbonat la nivel renal dar

- poate însoți și alcalozele datorate în primul rând pierderilor de acizi (vărsături).

1. ALCALOZE METABOLICE PRIN ACUMULĂRI PRIMARE DE BICARBONAT

HIPOPOTASEMIA

mecanisme care favorizează acumularea de HCO3- la nivel renal

Indiferent de cauza generatoare, hipoK menține și agravează alcaloza metabolică, prin

accelerarea mișcarii ionilor de H+ în celule, în special în cea musculară (contribuie la

alcaloză) . La nivel renal, hipoK acționează

- în TCP: hipoK → migrarea intracelulară a H+ → acidoză intracelulară → activarea

glutaminazei: stimulează secreția de H+, reabsorbția HCO3-, sinteza de amoniac și

excreția de NH4+.

- în nefronul distal: creșterea secreției distale de H+ prin:

- activarea schimbului realizat de H+-K+ ATPaza din membrana luminală a

celulelor intercalate tip A, pompă cu ajutorul căreia se reabsoarbe activ K+ și

se secretă H+.

Deoarece elementul central al alcalozelor datorate deshidratării, hipocloremiei si hipoK este

scăderea volumul circulator, corectarea volumului circulant și a nivelului plasmatic al K

poate rezolva alcaloza.

1. ALCALOZE METABOLICE PRIN ACUMULĂRI PRIMARE DE BICARBONAT

CRESTEREA APORTULUI DE Na+ IN NEFRONUL DISTAL

Hiperaldosteronismul primar (boala Conn) se caracterizează prin HTA și flux renal normal

(spre deosebire de hiperaldosteronism secundar).

Alcaloza metabolică este produsă prin:

- aport distal crescut de Na+ (prin reabsorbție redusă de HCO3- în TCP prin schimbătorul

Na/3HCO3-) în combinație cu nivele crescute de aldosteron:

→ crește reabsorbția de Na+ (sub formă de bicarbonat de sodiu) distal;

→ crește secreția de H+ (alcaloză metabolică);

→ crește secreția de K+.

- După apariția depleției de K+ și a hipoK → crește eliminarea de H+ în TCD (compensator,

pentru menținerea electroneutralității, în contextul unei reabsorbții menținută constant la

un nivel crescut de hiperaldosteronimsul primar). De asemenea, hipoK poate acționa și la

nivelul TCP (prin activarea glutaminazei).

In plus, in hiperaldosteronismul primar poate să apară și:

- nefropatia kaliopenică (afectare morfofuncţională a nefrocitelor, cu scăderea

capacităţii de concentrare a urinei, poliurie şi deshidratare);

- depleţia celulară de K+ ce induce instalarea sindromului neuromuscular

caracterizat prin astenie fizică, pareze şi paralizii

1. ALCALOZE METABOLICE PRIN ACUMULARE PRIMARA DE BICARBONAT

CRESTEREA APORTULUI DE Na+ IN NEFRONUL DISTAL

Alcaloze metabolice secundare utilizării de diuretice (de ansă sau tiazidice) se

produc prin acumularea primară (relativă) de HCO3-.

- diureticele produc

- Scăderea volumului extracelular

- pentru că nu se pierde și bicarbonat, nivelul plasmatic al HCO3-

crește

- Creșterea secreției distale de H+ prin:

- hiperaldosteronismul secundar hipovolemiei

- creșterea fluxului distal

- hipopotasemie

Severitatea acestui proces e limitată de tamponarea excesului de HCO3- de către

proteinele intracelulare și de carbonatul de calciu osos precum și de intervenția, în

timp a unor mecanisme corectoare ( de exmplu, creșterea expresiei pendrinei)

2. ALCALOZE METABOLICE PRIN PIERDERI PRIMARE DE HIDROGEN VĂRSATURILE GASTRICE

Vărsaturile gastrice determină o pierdere importantă de Na+, K+, Cl- și HCl. Alcaloza este

rezultatul însumării mai multor efecte:

- pierderea de HCl determină alcaloză deoarece HCO3- generat în timpul procesului

de sinteză a HCl se reîntoarce în circulație

- pierderea de Cl- acționează prin blocarea mecanismului de eliminare a excesului de

HCO3- la nivelul celulelor intercalate → crește reabsorbția HCO3

-

- dacă se asociază și o pierdere de volum lichidian importantă, deshidratarea (prin

hiperaldosteronism secundar) contribuie de asemenea la menținerea alcalozei.

→ hipoK → agravare alcaloză prin mecanisme specifice

2. ALCALOZE METABOLICE PRIN PIERDERI PRIMARE DE H+

Vărsături

Pierdere de H+ Pierdere de Cl- Pierdere de K+ Pierdere de H2O

Alcaloză

metabolică

Hipoventilație

Crește paCO2

Crește H2CO3

Crește H+

Scade pH

H+ iese din

celule la

schimb cu

K+

Crește

reabsorbția de

HCO3-

Crește eliminarea

renala de H+

Crește pH

Crește

aldosteron

Crește schimb

Na-H

Excreție de H,

retentie de Na

Crește secreția

de H+ în TCD

Crește

amoniogeneza

în TCP

Vărsăturile determină pierdere de (HCl) → alcaloză metabolică

Menținerea alcalozei metabolice după sistarea pierderilor de H+ se datorează

deshidratării și hipoK

ALCALOZA METABOLICĂ

CONSECINTE CLINICE

- Semnele clinice asociate alcalozei metabolice sunt datorate:

- Disfuncționalității celulei nervoase (cu creșterea stării de excitabilitate la nivel central,

parestezii, spasm carpo-pedal)

- sunt mult mai rar întâlnite decât în alcaloza respiratorie, datorită

permeabilității diferite prin membrana hemato-encefalică a compușilor

modificați în cele două tipuri de alcaloză:

- În alcaloza metabolică există un exces de HCO3-, un compus

polar ce trece cu greu prin membrana hemato-encefalică

- În alcaloza respiratorie există o diminuarea a CO2 (compus care

trece ușor prin bariera hemato-encefalică)

- Modificărilor funcționale la nivel cardiac: aritmii refractare la tratament (până când se

corectează alcaloza)

- Hipoventilația alveolară, ce determină hipoxemie

- Pacienții cu alcaloză metabolică pot fi asimptomatici sau pot prezenta simptome legate de

deshidratare sau hipoK.

III. TULBURĂRILE ECHILIBRULUI ACIDO-BAZIC DE

ORIGINE RESPIRATORIE

A. ACIDOZELE RESPIRATORII

B. ALCALOZELE RESPIRATORII

A. ACIDOZELE RESPIRATORII

1. Clasificarea fiziopatologică

2. Compensarea acidozei respiratorii

3. Mecanismul corector respirator

4. Tipuri de acidoze respiratorii

ACIDOZELE RESPIRATORII

Acidozele respiratorii sunt tulburări ale echilibrului acido - bazic datorate reducerii

ventilației alveolare fiind caracterizate prin creșterea paCO2, scăderea pH-ului

plasmatic și creșterea compensatorie a HCO3-:

- creșterea presiunii parțiale a CO2 dizolvat → creșterea raportului

paCO2/[HCO3-] → creșterea H+ conform ecuației :

[H+] = 24 × PCO2 / [HCO3-]

pa CO2 are valori normale = 35 - 45 mm Hg.

paCO2 este dependentă de produsul dintre rata

producției de CO2 la nivel celular (VCO2) și

ventilația alveolară (VA)

paCO2 = k x VCO2/VA

ACIDOZELE RESPIRATORII CLASIFICARE FIZIOPATOLOGICĂ

Acidoza respiratorie se instalează prin:

a. hipoventilaţie alveolară globală (scăderea VA) apărută prin:

- deprimarea activităţii centrului respirator (intoxicaţii, anestezice, sedative,

traumatisme cerebrale, tumori, abcese, hipoxie severă etc.);

- leziuni ale căilor nervoase eferente ale centrilor respiratori

- tulburări de mecanică toracică:

- boli musculare toracice (miozite, miopatii, miastenia gravis)

- fracturi costale multiple

- deformări toracice importante: scolioze, cifoze

Scăderea severă, generalizată a raportului ventilație/perfuzie la nivel pulmonar se

manifestă, din perspectiva echilibrului acido-bazic, ca un sindrom de hipoventilație globală.

Poate apărea în toate afecțiunile pulmonare foarte severe însoțite de insuficiență

pulmonară globală (hipoxemie + hipercapnie)

ACIDOZELE RESPIRATORII CLASIFICARE FIZIOPATOLOGICĂ

b. Rareori, acidoza respiratorie poate fi consecința creșterii producției de CO2 în:

- Activitate fizică excesivă

- Creșterea travaliului mușchilor respiratori

- Frisoane, Convulsii

- Febră,

- Hipertiroidism

- Supraîncarcare cu carbohidrați

De cele mai multe ori, aceste forme de acidoze respiratorii duc la scăderea pH-ului doar

dacă se asociază și un grad de disfuncție ventialtorie (de eliminare a excesului a CO2).

A. ACIDOZELE RESPIRATORII

1. Clasificarea fiziopatologică

2. Compensarea acidozei respiratorii

3. Mecanismul corector respirator

4. Tipuri de acidoze respiratorii

ACIDOZELE RESPIRATORII MECANISME DE COMPENSARE

Scăderea ventilației Crește CO2

Scade pH

Compensare renală

Crește (NH3+H+ → NH4+) crește (HPO4

-2 + H+ → HPO4-)

Crește excreția acidă

Compensare prin

sistemele tampon

Crește regenerarea HCO3-

Intervenție

rapidă dar

puțin

eficientă

Intervenție

tardivă dar

eficientă

Crește pH Kathryn L.McCance, Sue E. Heuther, Valentîna L.Brashers, Neal S.Rote, Pathophysiology,

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

ACIDOZELE RESPIRATORII

- În înțelegerea tulburărilor fiziopatologice legate de variația paCO2 nu trebuie omis faptul

că, așa cum există o cascadă a O2, există una și pentru CO2.

- Astfel, o hiperventilație creează rapid o scădere a paCO2 deoarece nivelul alveolar a

pCO2 se echilibrează imediat cu paCO2;

- în țesuturi, nivelul presiunii CO2 scade mai lent, deoarece țesuturile continuă

să producă CO2.

- Scăderea este cu atât mai lentă, cu cât țesutul este mai puțin vascularizat.

- În hipoventilație, paCO2 crește mai lent, pentru că producția tisulară nu se modifică.

ACIDOZELE RESPIRATORII MECANISME DE COMPENSARE

Răspunsul compensator la acidoza respiratorie se desfășoară în două etape:

1. Faza acută:

- Tamponarea intracelulară (hemoglobină, proteine intracelulare și fosfați) și prin proteinele

plasmatice apare în câteva minute de la debutul obstrucției.

H2CO3 poate fi tamponat doar de sistemele tampon intracelulare (în special hemoglobina

(Hb) și proteine, sisteme care au însă o capacitate de tamponare mult mai mică decat cea a

HCO3- .

H2CO3 + Hb- → HHb + HCO3-

- Fiecare reacție de tamponare realizată de Hb produce HCO3- determină o creștere a

nivelului plasmatic al HCO3-.

- Datorită acestui proces, în faza acută nivelul plasmatic al HCO3- crește cu 1 mEq/L pentru

fiecare creștere cu 10 mmHg a PCO2.

- Dacă creșterea paCO2 persistă, HCO3- seric crește treptat, și, după 3-5 zile, acidoza va fi

considerată cronică.

ACIDOZELE RESPIRATORII MECANISME DE COMPENSARE IN ACIDOZA RESPIRATORIE

2. Faza cronică:

Compensarea renală începe la scurt timp după apariția hipercapniei, dar atinge nivelul

maxim doar în următoarele 2-3 zile.

De aceea, compensarea renală este considerată o formă cronică de compensare.

- In acidoza respiratorie cronică, HCO3- seric crește cu 3.5 - 5 mEq/L pentru fiecare

creștere cu 10 mmHg a paCO2.

Eficacitatea deosebită a compensării renale face ca acești pacienți să atingă nivele

foarte ridicate ale paCO2 cu reduceri relativ modeste ale pH-ului seric.

ACIDOZELE RESPIRATORII

COMPENSAREA RENALĂ

În faza cronică a acidozei respiratorii, compensarea renală se caracterizează prin:

- Modificări la nivelul nefronului proximal. Acidoza:

- Stimulează metabolizarea glutaminei cu creșterea eliminării de H (sub forma de

NH4+) și generare de noi molecule de HCO3

−

- Activează simporterului 3HCO3/Na din membrana bazo/laterală cu reabsorbția în

circulație a noilor molecule de HCO3− generate din disocierea glutaminei

- Crește secreția de H:

- CO2 în exces (prin acidoza respiratorie) difuzează în celula renală si e

convertit in HCO3− și H+ de anhidraza carbonica. HCO3

− este reabsorbit si H+

este secretat în filtratul urinar prin creşterea activităţii anti-porterului Na/H din

membrana apicală

- Activează PTH → inhibă reabsorbția fosfatului cu creșterea acidității titrabile

- Modificări la nivelul nefronului distal:

- Crește secreției de H+ prin creșterea transportului luminal de NH3 și a secreției de

NH4+ în tubii colectori

- Hipercapnia scade expresia pendrinei din membrana apicală a celulele intercalate

tip B cu până la 50%, → crește HCO3 plasmatic și scade Cl plasmatic → gapul

anionic tinde să se mențină în limite normale.

Creșterea eliminării de substante acide prin urina → pH urinar scăzut

In faza cronică, rinichiul:

- crește excreția acidă sub forma acidității

titrabile

- Crește excreția amoniului care generează

HCO3 suplimentar;

- crește reabsorbția renală de HCO3, care

menține o concentrație plasmatică crescută

a HCO3

Răspunsul compensator la acidoza

respiratorie cronică ușoară sau moderată

(PaCO2 < 70 mmHg ) determină o scădere

relativ mică a pH arterial sau chiar menținerea

pH-ului în limite normale.

De aceea, o acidoză moderată sau

severă la acești pacienți indică frecvent o

acidoză metabolică concomitentă.

ACIDOZELE RESPIRATORII MECANISME DE COMPENSARE IN ACIDOZA RESPIRATORIE

Invers, un pH arterial > 7.40 la un pacient cu insuficiență respiratorie, este sugestiv

pentru o alcaloză metabolică concomitentă.

A. ACIDOZELE RESPIRATORII

1. Clasificarea fiziopatologică

2. Compensarea acidozei respiratorii

3. Mecanismul corector respirator

4. Tipuri de acidoze respiratorii

ACIDOZELE RESPIRATORII MECANISMUL CORECTOR RESPIRATOR

EFECTELE HIPERCAPNIEI

- Consecința cea mai gravă a hipercapniei este hipoxemia.

- Dacă pacientul respiră aerul obișnuit (FiO2, 21%), hipercapnia se asociază obligatoriu cu

hipoxemia conform ecuației gazelor alveolare care precizează că suma presiunii parțiale

a tuturor gazelor din alveole trebuie să egalizeze presiunea atmosferică:

PAO2 = 150 – 1.25 x PaCO2

Unde PAO2 este presiunea alveolară a O2. PaCO2 este presiunea parțială a

CO2 în sângele arterial care este egală cu presiunea alveolară a CO2.

- Hipoxemia apare precoce și predomină față de hipercapnie pentru că:

- CO2 difuzează de 20 de ori mai repede decât O2 prin capilarul alveolar

- crește ventilația în segmentele încă funcționale ale plămânilor → este eliminat mai

mult CO2 (care este în exces) → dar nu poate fi preluat mai mult O2, deoarece

saturația în O2 se apropie de 100% în aceste zone

- Exista însă o sensibilitate foarte variată - de până la de 16 ori (mostenită) la stimulul

hipoxic. Pacienții cu sensibilitate scăzută la hipoxemia vor dezvolta mai repede acidoză

respiratorie.

ACIDOZELE RESPIRATORII MECANISMUL CORECTOR RESPIRATOR

Astfel, în acidoza respiratorie cronică hipoxemia devine principalul stimul al centrilor respiratori

pentru că:

- Compensarea renală și utilizarea diureticelor (pentru decompensarea cordului drept)

determină o creștere a HCO3- care re-aduce pH-ul extracelular la valorile normale. De aceea

stimulul respirator datorat acidozei este redus.

- Relația dintre paO2 și ventilație este alterată în prezența unui nivel crescut de paCO2.

- La persoane normale, hipoxemia nu stimulează respirația până când nu scade sub 50

mmHg datorită efectelor supresoare ale centrilor respiratori ce apar concomitent cu

creșterea ventilației: hipocapnia și alcaloza.

- In acidoza cronică, chiar dacă există hiperventilație, nivelul paCO2 se menține ridicat

(prin afecțiunea de bază); de aceea ventilația va fi stimulată de la scăderi ale paO2 mai

mici decât cele care declanșează, în mod normal, hiperventilația dependentă de paO2 și

anume încă de la atingerea unui prag de 80 mmHg.

* De aceea, administrarea de O2 se face treptat pentru a nu întrerupe stimulul centrilor

respiratori reprezentat de hipoxemie ce ar determina o creștere și mai mare a paCO2, cu apariția

simptomelor neurologice.

* Administrarea rapidă de O2 reduce vasoconstricția indusă de hipoxemie → alterează și

mai mult raportul ventilație perfuzie prin:

- mărirea numărului de unități perfuzate și slab ventilate și

- prin scăderea afinității Hb față de O2 la nivel pulmonar

ACIDOZELE RESPIRATORII MECANISME DE COMPENSARE

In acidoza respiratorie cronică, se instalează o aparentă lipsa de sensibilitate a centrilor

respiratori la creșterea paCO2, principalul lor stimul fiziologic care se manifestă prin creșterea

mai mică a ionilor de H (decât cea fiziologică) la creșterea paCO2. Acest fapt se datorează

eficienței compensării renale și ecuației echilibrului plasmatic CO2 / HCO3- :

- Dupa 24-48 h, perioadă în care HCO3- seric a difuzat lent în LCR, are loc tamponarea H+, cu

revenirea pH-ului LCR la nivel normal → disparitia stimului hipercapnic al hiperventilației

→ în insuficiența respiratorie, deși există o creștere a paCO2, răspunsul centrilor

bulbari prin hiperventilație poate să lipsească.

- Din echilibrul între CO2 si HCO3-

[H+] = 24 × PCO2 / [HCO3-], rezultă că:

La concentrații mai mari de HCO3-, determinate de mecanismul compensator renal, e

nevoie de o creștere mai mare a paCO2 pentru determinarea unei creșteri similare de H+

cu cea din condiții bazale (cu nivel de HCO3- normal).

De aceea, compensarea renală are:

- avantajul ca protejează pH-ul extracelular de o scădere semnificativă

- dezavantajul că, prin aceasta, limitează acțiunea principalului stimulul al respirației

(paCO2) agravând hipoxemia și hipercapnia.

Scăderea sensibilității centrilor respiratori la paCO2 este un argument suplimentar pentru

corecția lentă a hipoxemiei la pacienții cu acidoză respiratorie cronică.

A. ACIDOZELE RESPIRATORII

1. Clasificarea fiziopatologică

2. Compensarea acidozei respiratorii

3. Mecanismul corector respirator

4. Tipuri de acidoze respiratorii

TIPURI DE ACIDOZE RESPIRATORII

Acidozele respiratorii pot fi:

- acute: exacerbari ale bolilor respiratorii cronice, astm sever, edem pulmonar acut,

inhibarea activitătii centrului respirator sau administrarea de oxigen cu debit rapid

unui pacient cu hipercapnie cronică, sdr de apnee in somn, etc.

- Mecanisme compensatorii:

- acute – ineficientă, doar prin sistemele tampon

- Mecanismele renale nu au timpul pentru a funcționa la parametrii maximali,

pentru a asigura compensarea

- Consecințe: pH scăzut , PaCO2 crescut, HCO3- normal sau ușor crescut

- cronice: boli obstructive pulmonare, hipoventilație globală

- Mecanismele compensatorii:

- Compensarea renală devine eficientă:

- Crește secreția de H+ și regenerarea de HCO3-

- Consecințe: pH poate fi normal sau scăzut, PaCO2 crescut, HCO3- crescut

ACIDOZELE RESPIRATORII CLASIFICAREA CLINICĂ

Consecinţele fiziopatologice ale hipoventilaţiei alveolare globale care

generază acidoza respiratorie sunt:

- hipercapnia

- hipoxemia și hipoxia severă. Aceasta determină acidoză

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

→ Acidul lactic eliberează H+ şi consumă HCO3-.

* Acidoza respiratorie este o forma de acidoză lactică de tip A de cauză

pulmonară.

ACIDOZELE RESPIRATORII MANIFESTĂRI CLINICE

Acidoza respiratorie acută determină în special modificări neurologice: cefalee, tulburarea

vederii, anxietate, agitație, care, dacă acidoza se agravează, pot evolua ulterior cu tremor,

asterixis, delir și somnolență (narcoza hipercapnică), edem papilar.

- Simptomele sunt datorate în special modificării pH-ului in LCR

- CO2 pătrunde rapid prin membrana hemato-encefalică fiind liposolubil în timp ce HCO3

difuzează lent. De aceea hipercapnia acută produce un efect mai pronunțat și mai

rapid decât acidoza metabolică.

- Inițial pacientul e hiperpneic, apoi devine bradipneic (prin scăderea răspunsului centrilor

respiratori)

- Vasodilatația explică de ce acești pacienți nu prezintă cianoză

- In condiții de acidoză, la nivel cardiac pot apărea aritmii supraventriculare sau ventriculare.

Acidoza respiratorie cronică se însotește în mod frecvent de cord pulmonar cronic, cu

decompensarea cordului drept, consecințe ale afecțiunii pulmonare de bază.

B. ALCALOZELE RESPIRATORII

1. Clasificarea fiziopatologică

2. Mecanisme de compensare

3. Tipuri de alcaloze respiratorii

ALCALOZELE RESPIRATORII

Alcalozele respiratorii sunt tulburări ale echilibrului acido-bazic

caracterizate prin creșterea pH-ului arterial, o scădere a paCO2

(hipocapnie) și o reducere variabilă a HCO3-.

ALCALOZELE RESPIRATORII CLASIFICAREA FIZIOPATOLOGICĂ

Cele mai multe alcaloze respiratorii sunt secundare hiperventilației care poate fi:

1. PRIMARĂ, declanșată de:

- hipoxemie:

- Boli pulmonare

- Boli cardio-vasculare

- Altitudine crescută

- Anemie

- Scăderea pH-ului cerebral

- Stimularea directă a centrilor respiratori: durere, anxietate, insuficiență hepatică,

intoxicatie cu salicilati, sepsis cu germeni gram negativ, AVC, tumori pontine

- Ventilatia mecanică inadecvată

2. SECUNDARĂ, prin stimularea indusă de acidoza respiratorie

Rareori, hipocapnia se datorează scăderii producției de CO2. In aceste circumstanțe, cel

mai frecvent scăderea proporțională a ventilației alveolare previne instalarea alcalozei

respiratorii.

Scăderea producției de CO2 (ca efect al sedării, paraliziei mușchilor scheletici,

hipotermiei, hipotiroidismului) poate deveni un factor important în prezența unei

ventilații alveolare constante (de ex la pacienții ventilați mecanic) și, în acest context,

determină o alcaloză respiratorie.

B. ALCALOZELE RESPIRATORII

1. Clasificarea fiziopatologică

2. Mecanisme de compensare

3. Tipuri de alcaloze respiratorii

ALCALOZELE RESPIRATORII MECANISME DE COMPENSARE

Conform ecuației:

[H+] = 24 × PCO2 / [HCO3-],

reducerea concentrației extracelulare a H+ prin scăderea CO2 este

minimizată de scăderea HCO3-.

Aceasta se produce în două etape, prin:

- Intervenția sistemelor tampon

- Scăderea excreției nete acide

ALCALOZELE RESPIRATORII MECANISME DE COMPENSARE

Creșterea ventilației Scade CO2

Crește pH

Compensare renală

Scade (NH3+H+ → NH4+) scădere (HPO4

-2 + H+ → HPO4-

Scade excreția acidă

Compensare prin

sistemele tampon

Scade regenerarea HCO3-

Intervenție

rapidă dar

puțin

eficientă

Intervenție

tardivă dar

eficientă

Scade pH Kathryn L.McCance, Sue E. Heuther, Valentîna L.Brashers, Neal S.Rote, Pathophysiology,

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

ALCALOZELE RESPIRATORII MECANISME DE COMPENSARE

- Răspunsul compensator la alcaloza

respiratorie acută reduce concentrația

HCO3- seric cu 2 mEq/L pentru fiecare

scădere cu 10 mmHg a PaCO2 prin ieșirea

H+ din celule în spațiul extracelular unde

se combină cu HCO3-.

- Dacă scăderea de PaCO2 persistă mai mult

de 3-5 zile, boala e considerată cronică și

concentrația serică a HCO3- ar trebui să

scadă cu 4- 5 mEq/L pentru fiecare

scădere cu 10 mmHg (1.3 kPa) a PCO2.

UpToDate Respiratory Alcalosis

ALCALOZELE RESPIRATORII MECANISMUL COMPENSATOR RENAL

Raspunsul renal la alcaloza respiratorie constă în:

- Scăderea excreției H+

- Scăderea absorbției HCO3-

Mecanisme:

- Alcaloza reduce numărul de ioni de H+ disponibili pentru a

fi transportați în filtrat → o parte din HCO3− filtrat nu mai

poate fi preluat din tubi in TCP pentru a fi convertit in CO2

→ crește cantitatea de HCO3- excretată prin urină.

- Hipocapnia scade activitatea anhidrazei carbonice,

eritrocitară (HCO3- plasmatic trece în eritrocit) şi renală

(scade reabsorbţia renală de HCO3- şi eliminarea de H+)

Când concentraţia plasmatică a H+ scade foarte mult, H+ din

celulă trece în interstiţiu şi apoi în circulaţie unde consumă

HCO3-. UpToDate Respiratory Alcalosis

B. ALCALOZELE RESPIRATORII

1. Clasificarea fiziopatologică

2. Mecanisme de compensare

3. Tipuri de alcaloze respiratorii

ALCALOZA RESPIRATORIE ACUTA

Alcaloza acută determină:

- creșterea excitabilității de membrană și scăderea fluxului sanguin cerebral:

- Crește excitabilitatea sistemul nervos central și periferic:

- Confuzie, iritabilitate, parestezii, spasme (similare celor din hipocalcemie)

convulsii, coma

- Tulburări de ritm cardiac

- Scăderea concentrației plasmatice a fosfatului prin trecerea fosfatului din spațiul EC

în celule.

- Stimularea glicolizei cu formarea de glucozo-6-fosfat și fructozo-6-fosfat