Fava - Equilibrio acido/base

pH ematico?

deve rimanere intervallo tra 7,35 e 7,45

• nel sangue arterioso è circa 7,4 (leggermente alcalino), che corrisponde a 40 nmol/L

[ricordiamo che il solo aumento a 7,5 corrisponde 31 nmol/L]

Acidi?

• nostro corpo è grande produttore di acidi (ossia sostanze che rilasciano ioni H+ in soluzione), prodotti dalle reazioni metaboliche;

• si dividono acidi volatili e non volatili;

ACIDI VOLATILI

• acido volatile principale è la CO2, eliminata dal sistema respiratorio; viene prodotta da molti processi metabolici come ossidazione dei nutrienti e ciclo di Krebs; produzione aumenta con esercizio fisco, attività ortosimpatica, febbre, ormoni ed età;

• quando aumenta CO2, aumenta anche l’acido carbonico H2CO3 (perchè fa parte dell’equilibrio chimico CO2 + H20↔H2CO3

ACIDI NON VOLATILI

• non possono essere smaltiti con il respiro, quindi necessitano del sistema renale;

• dalla glicolisi si produce dall’acido piruvico l’acido lattico → acidosi che avviene in mancanza di O2;

• dal metabolismo dei grassi e delle proteine sono prodotti i corpi chetonici e solfati;

• dal metabolsmo dei fosfolipidi sono prodotti i fosfati.

Trasporto della CO2?

CO2 oltrepassa endotelio ed entra nel vaso → entra nel GR (99%) mentre 1% resta in forma disciolta nel plasma ed è misurabile mediante mediante la Pparziale (PaCO2), importante perchè una sua variazione viene captata da chemocettori centrali (nel liquor) o periferici (nel sangue) collegati al centro del respiro.
Durante l'esercizio aumenta la PaCO2 → attraverso meccanismi riflessi a livello del centro respiratorio aumentano gli atti respiratori.

Nel GR la CO2 viene:

• trasportata dall’Hb (20%) nella forma di carbossi-Hb;

• scissa in ione bicarbonato + H+ (60%) dall’anidrasi carbonica → ione HCO3- può essere usato come tampone e H+ lega Hb;

• HCO3- viene poi portato fuori con l’entrata di Cl- grazie al trasportatore di Hamburger

conseguenze dell’alterazione del ph?

Questo equilibrio è fondamentale in quanto gli enzimi a livello dell'organismo lavorano bene e alla loro massima efficienza dell'attività enzimatica ad un pH di 7,4.

Le conseguenze di una alterazione di questo equilibrio possono essere:

• alterazione del tono vascolare;

• alterazione dell'attività miocardica;

• rischio di aritmie;

• debolezza muscolare;

• anormalità degli elettroliti;

• alterazione della respirazione cellulare;

• alterazione dello stato di coscienza

meccanismi regolatori dell’equilibrio acido-base?

Il nostro corpo è produttore di acidi, dai quali si difende tramite tamponi; la difesa vale anche nei confronti dell’eccesso di basi (alcalosi).

Lo smaltimento avviene in 3 fasi:

• produzione sostanza acide dai processi metabolici di glucidi, proteine e lipidi;

• trasporto acidi nel sangue;

• acidi smaltiti da polmoni e reni;

Finchè non sono espulti, è necessaria la presenza di sistemi che mantengono l pH normale:

1. diluizione degli acidi nel plasma;

2. tampone (++ bicarbonato che lega gran parte degli idrogenioni, che causerebberò altrimenti danni)

3. smaltimento mediante reni e polmoni

Sistemi tampone dell’organismo?

• Sistemi intracellulari: proteine come emoglobina, ATP, 2,3-DPG e altre;

• Sistemi extracellulari: tampone bicarbonato oppure l'albumina.

Il bicarbonato agisce come tampone perché gli H+ prodotti nella cellula si combinano con esso per dare acido carbonico H2CO3, poi trasformato in CO2 (eliminato nel polmone) e H2O

Equazione di Henderson-Hasselbach?

Regola il pH ematico.

Esprime il pH con pK (costante 6.1) + log rapporto tra HCO3- e H2CO3 (quindi bicarbonato/acido carbonico).
Grazie ad una costante trasformiamo questa equazione in quella che considera la PaCO2 (perchè acido carbonico non si può msurare direttamente)

• quindi 6,1 + log 20 (ossia 1,3)

• 20 deriva da 0,03 (coefficiente di solubilità della CO2 nel plasma × 40 mmHg (ossia PaCO2)
  

Range PaO2?

35-45 mmHg (40 mmHg)

Range HCO3-?

22-26 mmol/L (24 mmol/L)

Meccanismi di riassorbimento del bicarbonato a livello renale?

• rene ha capacità di assorbire tutto il bicarbonato soprattutto a livello del TCP (80%) [mentre viene rigenerato ++ a livello del TCD e del dotto collettore]

• nel lume tubulare HCO3- non è in grado di attraversare la membrana apicale; quindi trasportatore NHE3 scambia 1 Na+ dentro la cellula e 1 H+ fuori dalla cellula.

• H+ + HCO3- → H2CO3 e l’anidrasi carbonica luminale trasforma rapidamente H2CO3 → CO2 + H20

• la CO2 passa la membrana delle cellule tubulari quindi nella cellula l’anidrasi carbonica fa il contrario quindi CO2 + H2O →H2CO3 → H+ + HCO3-

• HCO3- viene indirizzato all’interstizio/sangue, mentre H+ verso il lume mediante NHE3.

• il bicarbonato viene portato verso il sangue dal cotrasportatore b/l Na+/HCO3- con stechiometria seguente: 1 Na+ + 3 HCO3-

• c’è anche una ATPasi che usa ATP per secernere H+ nel lume

sistema del tampone fosfato?

Gli H+ espulsi a livello tubulare per essere smaltiti si legano ai fosfati → se trovano una molecola di mono-idrogeno-fosfato (HPO4--) ci si legano andando a formare il di-idrogeno-fosfato, poi eliminato nelle urine.

Meccanismi di rigenerazione del bicarbonato?

• aminoacido glutammina viene trasformato in diversi passaggi in ammoniaca che, associandosi all’H+ rilasciato dall’H2CO3, forma NH4+ e HCO3-.

• nel TCP l’ammonio può essere secreto nel lume mediante il sistema Na/H+, sostituendosi in parte all’H+.

• nel dotto collettore NH3 diffonde attraverso la membrana, entra nel lume e viene protonato ad NH4+.

• Essendo NH4+ carico attraversa meno facilmente la membrana, rimane intrappolato nel lume e viene eliminato.

Azioni dell’aldosterone sulle cellule principali del dotto collettore?

ALDO prodotto ++ in risposta a ↓ P/ ↓ volume efficace → renina → ang-II →aldo

• CELLULE PRINCIPALI:
  - ↑ ENaC sulla membrana apicale →ingresso Na+ dal lume nella cellula
  - ↑ Na+/K+ ATPasi baso-laterale → Na+ pompato nel sangue e K+ entra nella cellula
  - K+ nella cellula deve uscire tramite ROMK o BK
  ሴ risultato = ALDO → ↑ Na+ riassorbito + ↑ K+ escreto, quindi iperaldosteronismo →ipokaliemia

Azioni dell’aldosterone sulle cellule intercalate del dotto collettore?

1. cellule intercalate di tipo A
   - attivate dall’iperaldosteronismo
   - queste cellule hanno: sistema antiporto H+/K+ nel versante baso-laterale (se ci sono tanti K+ nell’urina derivati dall’estrusione di esso dalle cellula principali, li riassorbe, buttando nel tubulo H+ → quindi ↑ eliminazione di acido e ↑ HCO3- nel sangue = ALCALOSI METABOLICA

IPERALDO = IPOKALIEMIA + ALCALOSI METABOLICA

2. cellule intercalate di tipo B
   - attivate dall’ipoaldosteronismo (c’è poco K+ nelle urine e tanto nel sangue) o da uno stato di alcalosi → sistema antiporto H+/K+ qui sono a livello luminale

Ruolo dei polmoni nella regolazione dell’equilibrio A/B?

Se abbiamo una situazione di acidosi e/o se il problema è accoppiato ad un aumento della PaCO2 → azione sui chemiocettori carotidei o centrali (abbassamento pH), che stimolano i centri bulbari del centro respiratorio —> aumento degli atti respiratori per minuto, che ridurrà la CO2 e aumenterà il pH.

Esattamente l'opposto accade durante l'alcalosi.

Quali domande ci poniamo di fronte ad un paziente con squilibrio acido-base?

I processi partono da un eccesso di produzione di acidi, che devono essere smaltiti dall'apparato respiratorio (volatili) o dal rene (non volatile).

Ogni volta che un processo patologico porta ad acidosi o ad alcalosi dobbiamo chiederci:

• il processo in corso è di acidosi o di alcalosi?

• il processo è di tipo metabolico (si verifica un eccesso di produzione di acidi -> chetoacidosi diabetica o acidosi lattica) o respiratorio (polmone non riesce a smaltire correttamente la CO2)?

• il quadro del processo è compensato o scompensato?

Raramente nel paziente si agisce direttamente su acidosi o alcalosi; si deve agire sulla causa a monte.

Acidosi respiratoria?

Le possibili cause sono:

• patologie che hanno ridotto la capacità della CO2 diffondere a livello respiratorio;

• patologie respiratorie che coinvolgono l'espirazione, asma e BPCO;

• malattie dell'SNC e SNP che influenzano velocità e intensità del respiro (attraverso la risposta del centro bulbare infatti si è in grado di controllare il pH regolando la respirazione);

• farmaci e sostanze che vanno a deprimere l'SNC —> alcol, barbiturici e morfina.

BPCO e acidosi respiratoria

E’ una delle cause più frequenti di acidosi respiratoria; presenza di 2 processi:

1. infiammazione delle vie respiratorie →> produzione di muco;

2. distruzione del parenchima polmonare → ↓ area della membrana alveolo-capillare e quindi ad un inferiore superficie di scambio.

A causa del muco e del parenchima distrutto abbiamo ostruzione delle vie aeree con intrappolamento dell’aria → pressione tele-espiratoria + → riduzione del VC (volume corrente)

Il meccanismo più importante della BPCO è la desensibilizzazione centrale alle variazioni di [ppCO2], cioè questi pazenti rispondono a variazioni di O2 ma meno a quelli della CO2 → se somministro troppo O2 (dato che molti pz con BPCO hanno saturazione bassa) percependo solo l’incremento di O2 e non quello di CO2 si può indurre l’inibizione della respirazione con ipoventilazione → impedisce all’acidosi di essere compensata (mediante aumento della ventilazione) → possibile evoluzione in carbonarcosi (troppa CO2, si addormentano e muoiono).

Obiettivo in clinica è mantenere satO2 tra 88-92% e talvolta è necessaria ventilazione meccanica.

Acidosi respiratoria scompensata (con acidemia)?

• pH basso

• PaCO2 aumentata (capisco che è acidemia respiratoria)

• bicarbonati invariati (rene non è ancora entrato in funzione mediante riassorbimento dei bicarbonati

Acidosi respiratoria compensata?

Essendo già intervenuto il compenso renale:

• pH normale (ai limiti inferiori)

• ↑ PaO2

• ↑ HCO3- (per tamponare aumento delle valenze acide)

• urina acida (per espulsione H+ a livello tubulare ogni volta che a livello renale vengono riassorbiti o generat bicarbonati)

come faccio a sapere se ho avuto un acidosi compensata da aumento dei bicarbonati o alcalosi compensata da aumento PaCO2?

Spesso in clinica non vedo i processi a partire dal loro inizio e quindi dell'emogasanalisi (ppCO2 alti e HCO3- alti) posso avere avuto un acidosi compensata dall'aumento di bicarbonati o un alcalosi compensata dall'aumento di PaCO2 —> lo capisco guardando dove è virato il pH:

• se è virato verso limiti inferiori del range di normalità, vuol dire che abbiamo avuto prima acidosi respiratoria e dopo compenso con bicarbonati;

• si è virato verso verso limiti superiori, abbiamo avuto prima alcalosi (da aumento di HCO3-).

Acidosi metabolica?

Abbiamo nella maggior parte dei casi un'alterazione del metabolismo (a causa di ipossia, anossia, insufficienza cardiaca, shock, ecc.); di rado abbiamo eccessivo introito di sostanze acide.

Alcune cause:

• Qualsiasi cosa faccia diminuire la concentrazione di ossigeno a livello periferico → metabolismo di tipo anaerobio —> aumento di produzione dell'acido lattico;

• Il diabete mellito di tipo 1 scompensato (insulino-privo) —> a causa della distruzione autoimmune delle cellule ß, abbiamo alta glicemia e a causa della mancanza di insulina una drammatica riduzione del glucosio intracellulare —> questo porta le cellule ad usare altri substrati per ottenere energia → nell'SNC si formano i corpi chetonici, derivati dal metabolismo lipidico —> sono però delle valenze acide, che portano alla chetoacidosi diabetica;

• Alcune malattie renali —> rene è fondamentale per lo smaltimento degli acidi;

• Perdita eccessiva di ione bicarbonato —> dovuta a diarrea, fistola enteropancreatica o altre.

acidosi metabolica a GAP anionico aumentato?

• Acidosi lattica;

• Ketoacidosi;

• Insufficienza renale;

• Ingestione di tossici (paraldeide, metanolo, sialicilati);

• Rabdomiolisi massiva.

acidosi metabolica a GAP anionico normale?

eccesso di scambio tra cloro e bicarbonato a livello renale o intestinale:

• Perdite GI di bicarbonato —> diarrea e fistola;

• Perdite renali di bicarbonato —> acidosi tubulare o ipoaldosteronismo;

• Post-iperventilazione o ingestione (cloruro di ammonio ed es.).

acidosi metabolica scompensata?

• pH basso

• PaCO2 normale (apparato respiratorio non centra un cazzo)

• ↓ HCO3- (consumato dagli acidi prodotti metabolicamente)

acidosi metabolica compensata?

• pH normale (ai limiti inferori)

• ↓ PaCO2 (per meccanismo di compenso respiratorio)

• bicarbonati ancora bassi

GAP anionico

differenza tra le cariche positive e negative del corpo.

cariche + = Na+

carche - = bicarbonari e Cl-

…ottengo anioni che non si misurano come fosfati, solfati e albumina.

VN = 12 ± 4 mEq/L (essendo Na+ 140, HCO3- 24 e Cl- 100)

alcalosi respiratoria?

Avviene quando aumenta la velocità e la profondità dei respiri —> il paziente può iperventilare per diversi motivi:

- febbre;

- ansia (al paziente con crisi d’ansia si fa respirare dal sacchetto per compensare l’alcalosi respiratoria che altrimenti avrebbe);

- ipossia (motivo principale) -> embolia ad es.;

- traumi al SNC;

- farmaci.

Scompensata: ↑ pH, ↓ PaCO2, HCO3- normale

Compensata: pH normale, ↓ PaCO2, ↓ HCO3-

alcalosi metabolica?

Si ha a causa di:

• perdita ioni H+;

• shift H+ extra->intra;

• perdita secrezioni gastriche;

• perdita ioni Cl-;

• diuretici;

• fibrosi cistica.

Sompensata: pH alto, PaCO2 normale e HCO3- alto;

Compensata: pH ai limiti superiori, PaCO2 alta e HCO3- alto.