Plasma ph Tamponi: LEC: HCO 3 LIC: Proteine, Emoglobina, Fosfati Urina: Fosfati e ammoniaca

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1 Equilibrio acidobase

2 Dieta: Acidi grassi Aminoacidi Assunzione H + CO 2, acido lattico, chetoacidi Plasma ph Tamponi: LEC: HCO 3 LIC: Proteine, Emoglobina, Fosfati Urina: Fosfati e ammoniaca Ventilazione: Eliminazione CO 2 Eliminazione H + Rene: Eliminazione H +

3 Sangue arterioso ph = 7.4 Sangue venoso ph = 7.35 ph = log 1/[H + ] = log [H + ] ph inferiori = acidosi (limite ph = 6.8) ph superiori = alcalosi (limite ph = 8) ph intracellulare = ph urina 4.5 8

4 Sistemi di regolazione del ph Sistemi tampone dei liquidi corporei si combinano istantaneamente con acidi e basi per impedire variazioni consistenti del ph (risposta immediata) Centro respiratorio risente delle variazioni di ph e regola in pochi minuti la ventilazione e quindi l eliminazione di CO 2 (risposta rapida) Rene elimina dall organismo H + o le basi in eccesso (risposta lenta)

5 Sistema tampone del Bicarbonato Formato dalla coppia tampone HCO 3 /H 2 CO 3 Quando viene aggiunto un acido forte come HCl, l H + liberato viene tamponato da HCO 3 con formazione di H 2 CO 3 secondo la reazione: A.C. H + + HCO 3 H 2 CO 3 H 2 O + CO 2 Quando viene aggiunta una base forte come NaOH, l OH liberato si combina con H 2 CO 3 formando HCO 3. La concentrazione di H 2 CO 3 diminuisce e la reazione è spostata verso sinistra. Il sistema tampone bicarbonato è il sistema tampone extracellulare più potente dell organismo, perché rappresenta un sistema aperto, in quanto la CO 2 è controllata dalla respirazione e l HCO 3 dal rene.

6 Sistema tampone del Fosfato HPO 4 2 /H 2 PO 4 E meno efficace perché: meno concentrato la forma acida, a differenza della CO 2 non può essere eliminata E comunque un tampone molto efficace per la regolazione del ph a livello renale Sistema tampone delle Proteine Le proteine sono i sistemi tampone più abbondanti dell organismo. Nei globuli rossi l Emoglobina ha una importante funzione tampone.

7 L equilibrio acidobase può essere controllato regolando la ventilazione A.C. CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 La seconda linea di difesa dalle alterazioni dell equilibrio acidobase è costituita dal controllo della pco 2 pco 2 ph pco 2 ph. Regolando la pco 2, attraverso variazioni della ventilazione, l apparato respiratorio può regolare il ph: Se ph (acidosi) ventilazione pco 2 il ph torna vicino ai valori normali Se ph (alcalosi) ventilazione pco 2 il ph torna vicino ai valori normali

8 In condizioni normali, il rene mantiene l equilibrio acidobase attraverso: Il riassorbimento di HCO 3 filtrato La secrezione di una quantità di ioni H + equivalente a quella prodotta In condizioni di alterazione (acidosi) attraverso: Il riassorbimento di tutto l HCO 3 filtrato La secrezione di quantità maggiori di H + La produzione di nuovi HCO 3 In condizioni di alterazione (alcalosi) attraverso: Il riassorbimento di quantità minori di HCO 3 filtrato La secrezione di quantità minori di H +

9 Il riassorbimento degli HCO 3 filtrati avviene grazie alla secrezione di ioni H + Cellule tubulari Filtrazione Sangue Na + ATP HCO H H + K + Anidrasi carbonica H 2 CO 3 H 2 O + CO 2 + Na + H + HCO 3 H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O Liquido interstiziale Per ogni ione H + secreto nel lume, uno ione HCO 3 viene riassorbito e passa nel sangue Lume tubulare

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11 In condizioni normali la quantità di ioni H + secreti a livello tubulare (4400 meq/dì) supera di 80 meq/dì la quantità di ioni HCO 3 presenti nel filtrato (4320 meq/dì). Gli H + in eccesso vengono escreti con l urina ma, poiché il ph dell urina non può scendere sotto 4.5, sono tamponati da altri tamponi urinari come: Il sistema tampone fosfato Il sistema tampone dell ammoniaca. Per ogni ione H + secreto nel lume, che si combina con un tampone diverso dall HCO 3, un nuovo ione HCO 3 viene immesso nel sangue.

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13 Nelle acidosi, gli ioni H + in eccesso sono tamponati da fosfato ed ammoniaca ed escreti in forma di sali. Questo tamponamento porta alla formazione di nuovo HCO 3. Nell alcalosi, gli ioni HCO 3 sono in eccesso rispetto agli ioni H +. La quantità di ioni HCO 3 che non può essere riassorbita a livello tubulare, per mancanza di H + viene escreta con le urine.

14 In condizioni di acidosi grave, il sistema tampone prevalente è quello dell NH 3. NH 3 deriva dal metabolismo della glutammina, grazie all azione di un enzima, la glutamminasi. NH 3 intrappola H + trasformandosi in ione ammonio NH 4+. La formazione di NH 3 dalla glutammina è associata a produzione di HCO 3 che torna nel sangue. Nell acidosi, aumenta la sintesi della glutamminasi, e quindi il metabolismo renale della glutammina viene stimolato, con conseguente aumento dell escrezione di NH 4+ che diventa il meccanismo prevalente per l eliminazione di H +.

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16 Si ha acidosi quando il rapporto HCO 3 /CO 2 diminuisce. Se il rapporto diminuisce per perdita di HCO 3 l acidosi è definita metabolica (nonrespiratoria), se per aumento di CO 2 l acidosi è definita respiratoria Si ha alcalosi quando il rapporto HCO 3 /CO 2 aumenta. Se il rapporto aumenta per aumento di HCO 3 l alcalosi è definita metabolica (nonrespiratoria), se per diminuzioni di CO 2 l alcalosi è definita respiratoria Equazione di HendersonHasselbalch: ph = 6,1 + log [HCO 3 ] [CO 2 ]

17 Acidosi respiratoria: pco 2 ph HCO 3 Compenso renale: secrezione H + Tutto HCO 3 riassorbito escrezione NH 4+ formazione nuovo HCO 3 ph = 6,1 + log [HCO 3 ] [CO 2 ]

18 Acidosi metabolica: ph HCO 3 pco 2 Compenso respiratorio: Iperventilazione pco 2 Compenso renale: secrezione H + Tutto HCO 3 riassorbito escrezione NH 4+ (formazione nuovo HCO 3 ) ph = 6,1 + log [HCO 3 ] [CO 2 ]

19 Alcalosi respiratoria: pco 2 ph HCO 3 Compenso renale: secrezione H + riassorbimento e escrezione HCO 3 escrezione NH ph = 6,1 + log [HCO 3 ] [CO 2 ]

20 Alcalosi metabolica: ph HCO 3 pco 2 Compenso respiratorio: Ipoventilazione pco 2 Compenso renale: secrezione H + riassorbimento e escrezione HCO 3 ph = 6,1 + log [HCO 3 ] [CO 2 ]

21 Criteri diagnostici: Misurare su campioni di sangue arterioso le grandezze che permettono la distinzione fra alcalosiacidosi, come fra forme respiratorie e nonrespiratorie: ph, indica la presenza di squilibrio acidobase pco 2 permette di distinguere un alterazione primaria di tipo respiratorio Concentrazione HCO 3 permette di riconoscere un alterazione primaria di tipo respiratorio o metabolico (non respiratorio)

22 Analisi dei disturbi acidobase semplici Parametri misurati nel sangue arterioso Acidosi < 7.4 > 7.4 ph Alcalosi HCO 3 < 24 meq/l pco 2 > 40 mmhg HCO 3 > 24 meq/l pco 2 < 40 mmhg Metabolica Respiratoria Metabolica Respiratoria Compenso respiratorio Compenso renale Compenso respiratorio Compenso renale pco 2 < 40 mmhg HCO 3 > 24 meq/l pco 2 > 40 mmhg HCO 3 < 24 meq/l