Equilibrio acido-base: il ph è importante

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1 Equilibrio acido-base: il ph è importante il ph è strettamente controllato il ph influenza l attività enzimatica il ph è diverso nei vari compartimenti: Esempio: stomaco- acido duodeno alcalino Il ph varia nei vari compartimenti subcellulari

2 Definizioni del ph ph = log[h]+ ph e H+ ph concentrazione idrogenionica (nmol/l)

3 Il ph del sangue Il ph arterioso fisiologico è pari a 7.40 indicato come segue [HCO3]-/CO2 aumenta ----alcalosi ([HCO3]-/CO2 diminuisce---acidosi. ph = log{[hco 3 ] - /CO 2 } Se varia il ph del sangue ci troviamo nelle condizioni di l acidosi (metabolica o respiratoria) e l alcalosi (metabolica e respiratoria). [HCO 3 ] - CO 2 [HCO 3 ] - /CO 2

4 I sistemi tampone dell organismo Nell organismo umano i tre principali sistemi tampone sono: Il sistema del bicarbonato. Il sistema delle proteine Il sistema del fosfato. Il sistema del bicarbonato è caratterizzato dalla seguente reazione all equilibrio: H + + HCO 3- H 2 CO 3 H 2 O + CO 2

5 Il compenso d organo accademia-lancisiana.it

6 Sorgente di bicarbonato Il metabolismo di un individuo normale è spostato verso la produzione di acidi, e quindi la reazione del sistema tampone dei bicarbonati fisiologicamente è spostata verso la produzione di CO2. La [H + ] prodotta è di mm H + / die (in media 75 mm) Il potere tampone del sistema del bicarbonato è pari a 15 meq / Kg di peso corporeo Esempio: Per un individuo di 70 Kg il potere tampone è 1000 meq Il bicarbonato viene quindi recuperato dall organismo

7 Produzione fisiologica di acidi: la glicolisi Glicolisi aerobia Glicolisi anaerobia (eritrociti-cellule muscolari) venus.unive.it

8 Il ciclo di Cori Una parte di acido lattico prodotta dal metabolismo anaerobico del muscolo, attraverso il circolo sanguigno raggiunge il fegato. Si realizza quindi il ciclo di Cori in cui il muscolo, in condizioni di anaerobiosi converte il glucosio in acido lattico, ed in fegato riconverte il lattato in glucosio. Ai fini dell equilibrio acido-base, il ciclo di Cori contribuisce quindi a ridurre l acidosi causata dal lattato.

9 Beta ossidazione e chetogenesi Muscoli e cuore svolgono un intenso metabolismo b-ossidativo, e sono in grado di produrre energia anche in condizioni di scarsa disponibilità di glucosio. Il fegato (che ha scarse necessità di energia) effettua la beta ossidazione, e converte l acetilcoa in corpi chetonici (acetoacetato e b- idrossibutirrato). Questi composti, immessi in circolo, superano la barriera ematoencefalica e raggiungono le cellule cerebrali

10 Altre vie metaboliche che producono acidi Catabolismo delle basi puriniche----acido urico Catabolismo degli aminoacidi solforati (metionina, cisteina) acido solforico

11 Riassumendo: Produzione di acidi di vie metaboliche Consumo di bicarbonato per neutralizzare gli acidi Recupero necessario del bicarbonato In condizioni patologiche spesso si ha acidosi metabolica

12 Il recupero del bicarbonato Nel globulo rosso U14 I globuli rossi non producono CO2 Il recupero della CO2 è limitato L emoglobina HB protonata presenta una ridotta affinità per l ossigeno effetto Bohr

13 Diapositiva 12 U14 Lo spostamento a destra della reazione del sistema tampone del bicarbonato causa la produzione di CO2. Una parte di CO2 entra nel globulo rosso dove, in presenza dell enzima anidrasi carbonica, viene convertita in acido carbonico. Questo si scinde in H+ (che lega l emoglobina) e in ione bicarbonato che viene rilasciato nel sangue e va a rifornire la coppia tampone. User; 17/09/2012

14 Il ruolo del rene nel recupero del bicarbonato NB: questo meccanismo, come quello dei globuli rossi, non è in grado di opporsi a grosse acidosi ma serve soltanto a recuperare una parte del bicarbonato filtrato dai glomeruli. Infatti, anche se la cellula tubulare secerne idrogenioni nel lume, questi non vengono di fatto eliminati dalle urine, ma vengono riassorbiti dalla cellula. Ed infatti questo meccanismo non causa la riduzione del ph urinario.

15 Eiminazione di acidi attraverso le urine Nel glomerulo vengono filtrati e passano in parte nella preurina gli ioni negativi prodotti, grazie al loro basso pm (ione lattato nelle acidosi lattiche, ione acetoacetato nelle chetoacidosi, e così via). Essi si protonano e vengono eliminati con le urine. Nella cellula tubulare la la CO2 che deriva dal ciclo di Krebs lega una molecola d acqua, forma acido carbonico che si dissocia in H+ (secreto nel lume) e ione bicarbonato (che torna in circolo). È un meccanismo di reale eliminazione di acidi (il ph urinario scende), e permette di rifornire la coppia tampone nel sangue di nuovo apporto di bicarbonato.

16 Regolazione del ph delle urine Il ph delle urine può scendere fino a Per eliminare ioni H+ senza modificare il ph delle urine l enzima del tubulo contorto glutamminasi (che viene indotto dall acidosi cronica) produce NH 3. Questo viene secreto nel lume tubulare e lega uno ione H + generando ioni ammonio (pka=9.3) che viene eliminato nelle urine (senza che si abbassi il ph)

17 Valutazione di laboratorio dell EAB (equilibrio acido-base) Le principali alterazioni dell EAB sono: 1. Acidosi metabolica. 2. Acidosi respiratoria. 3. Alcalosi metabolica. 4. Alcalosi respiratoria. Le varie forme possono coesistere

18 L analisi dell equilibrio acido-base (EAB) L esame dell EAB in genere fornisce i dati di ph, concentrazione di bicarbonato e CO2 (espressa come pressione parziale, ossia pco2). Analisi critica- risultati rapidi Norme di prelievo: Prelievo arterioso (poiché il prelievo venoso offre risultati diversi a seconda del distretto drenato dalla vena su cui si effettua il prelievo; inoltre, il sangue venoso è in genere molto più ricco di CO Evitare stasi e compressioni (potrebbero provocare emolisi e quindi alterare i risultati dell esame). Evitare scambi di gas con l esterno (è utile impiegare i sistemi chiusi di prelievo sotto vuoto). Prevenire gli effetti del metabolismo glicolitico del globulo rosso (produzione di lattato) se il campione non è analizzato immediatamente:si usano provette contenenti eparina che inibisce la glicolisi. Evitare bolle d aria.

19 I disordini dell EAB I disordini dell EAB si distinguono attraverso la valutazione del ph, del bicarbonato e della pco2. NB: Regole per distinguere le varie forme Il ph deve corrispondere all andamento di HCO3- e CO2. Se uno degli elementi della coppia tampone varia (aumenta o diminuisce) l altro elemento deve modificarsi nello stesso senso (altrimenti si tratta di un disturbo misto).

20 Acidosi metabolica In generale l acidosi metabolica è dovuta a: 1.eccessiva produzione di acidi(acidosi lattica, chetoacidosi); 2. ridotta eliminazione di acidi da parte del rene, in genere a causa di una ridotta filtrazione glomerulare; 3. eccessiva perdita di bicarbonato (attraverso le feci, a causadi diarrea, o con le urine a causa dell incapacità dei tubuli di attuare i meccanismi di recupero del bicarbonato). L eccesso di H+fa spostare la reazione del tampone bicarbonato verso destra (quindi il bicarbonato diminuisce molto), si produce CO2 in eccesso, ma la rapida attivazione del compenso respiratorio (iperventilazione) fa rapidamente ridurre i livelli di CO2 (anche se la riduzione è minore rispetto alla riduzione del bicarbonato). 1 meq di bicarbonato che diminuisce 1.2 mmhg della pco2 eliminata Esempio normale 24 meq/l di HCO 3- ; 40 mmhgco 2 Acidosi ph < 7.4; 18 meq/l di HCO3-; 32.8 mmhgco2 Come si vede, sono rispettate le tre condizioni: entrambi gli elementi della coppia sono diminuiti; il ph indica acidosi; il bicarbonato èdiminuito di 6 meq/l e quindi la CO 2 èridotta di 7.2 mmhg(1.2 x 6) acidosi metabolica pura, e un disturbo misto.

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22 Causa dell acidosi: il ruolo del laboratorio Acidosi da perdita di bicarbonato: GAP anionico: l insieme di tutte le valenze negative ad eccezione dello ione cloro e del bicarbonato presenti in un campione di sangue. Include quindi lo ione lattato, lo ione acetoacetato, e così via. Gap anionico = (Na+ + K+) (Cl- + HCO3-) Vengono infatti presi in considerazione sodio e potassio (principali ioni positivi presenti nel sangue) e bicarbonato e cloro (principali ioni negativi). Solo nella acidosi dovute a perdita di bicarbonato (ad esempio diarrea o acidosi tubulare) il gap anionico aumenta poiché si perde più bicarbonato.

23 Acidosi metabolica di origine renale Valutazione della creatinina o di un alterazione della clearance della creatinina Acidosi da produzione di acido valutazione plasmatica del lattato---acidosi lattica Dei chetoni----chetoacidosi Chetoacidosi diabetica

24 Acidosi respiratoria alterata ventilazione polmonare. Riduzione eliminazione di CO2. Aumento ematico di HCO3- il rapporto HCO 3- /CO 2 ph arterioso Si ècalcolato che per ogni 10 mmhgdi aumento della pco2, si verifica un aumento di 1 meq/l della concentrazione di HCO3-. Esempio: condizioni normali Acidosi respiratoria 40 mmhgco 2 ; 24 meq/l di HCO 3 - ph < mmHg CO2; 25 meq/l HCO3- Diagnosi: acidosi respiratoria pura Conferma della diagnosi: base clinica

25 Alcalosi metabolica perdita di acidi(attraverso le feci, vomito, etc.) HCO3-diminuisce, la ventilazione polmonare diminuisce il rapporto HCO 3- /CO 2 ph arterioso per ogni 10 meq/l di aumento della concentrazione del HCO3-, si verifica un aumento di 7 mmhg della pco2. Esempio: condizioni normali 24 meq/l di HCO 3- ; 40 mmhgco 2 Alcalosi metabolica ph> meq/l di HCO3-; 47 mmhg CO2 alcalosi metabolica pura

26 Alcalosi respiratoria eliminazione di CO2 attraverso la respirazione il rapporto HCO 3- /CO 2 ph arterioso per ogni 10 mmhgdi riduzione della pco2, èattesa una riduzione di 2 meq/l della concentrazione di HCO 3-. Esempio: condizioni normali 24 meq/l dihco 3- ; 40 mmhgco 2 alcalosi respiratoria ph>7.4 ; 20 mmhg CO2; 20 meq/l HCO3- alcalosi respiratoria pura

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