L EQUILIBRIO ACIDO-BASE NEL SANGUE

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Fausta Piazza
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1 L EQUILIBRIO ACIDO-BASE NEL SANGUE 1

2 I tamponi fisiologici del ph 1 - Il sistema acido carbonico-bicarbonato: H 2 CO 3 H + + HCO 3 pka = 6.1 ph = log [HCO 3 ] [H 2 CO 3 ] 2 - Il sistema fosfato: H 2 PO 4 H + + HPO 4 pka = 7.2 ph = log [HPO 4 ] [H 2 PO 4 ] pk 1 = 2.5 pk 2 = 7.2 pk 3 = Il sistema proteina-proteinati: HPr H + + Pr pka = 7.4 gruppi imidazolici dell istidina maggior efficacia tampone perché il pka è il più vicino al ph fisiologico alto contenuto di proteine plasmatiche (albumina) e Hb capacità tampone del sangue totale: 48 mmoli/l Respiratorio_5 2

3 I sistemi tampone bicarbonato e monofosfato sono meno efficaci (a causa del loro pka < 7.4) ma più adatti a controllare il ph plasmatico perché regolati dal sistema respiratorio (bicarbonati) e renale (bicarbonati e fosfati). La loro quantità è praticamente illimitata dato che sono regolati attivamente dal nostro organismo In soluzione: Il sistema dei bicarbonati H 2 CO 3 H + + HCO 3 L equazione di massa fornisce le condizioni di equilibrio dei tre componenti: [H + ] [HCO 3 ] [H 2 CO 3 ] = K 1 ph = pk 1 + log [HCO 3 ] [H 2 CO 3 ] Sostituendo: [H 2 CO 3 ] [CO 2 ] e pk 1 = 6.1 ph = log [HCO 3 ] [CO 2 ] (1) (2) quando [HCO 3 ] = 20 [CO 2 ], la (2): diventa ph = log 20 = = 7.4 Respiratorio_5 3

4 Ruolo centrale del sistema tampone bicarbonato E il tampone quantitativamente più importante nell extracellulare E in equilibrio con i sistemi tampone intracellulari Le due componenti del sistema (bicarbonato/acido carbonico) sono controllate separatamente dal rene (componente metabolica) e dal polmone (componente respiratoria) La valutazione delle due componenti del sistema del bicarbonato consente di valutare l equilibrio acido-base dell organismo, attraverso l equazione di Henderson- Hasselbalch

5 Il sistema tampone bicarbonato/acido carbonico H 2 CO 3 HCO H + CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 HCO H +

6 Tamponi cellulari CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 HCO H + polmone rene Lo studio dell equilibrio di dissociazione del sistema tampone bicarbonato/acido carbonico fornisce indicazioni sull equilibrio acido-base dell organismo in toto e sui meccanismo di compenso renali (metabolici) e polmonari (respiratori)

7 Tamponi cellulari CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 HCO H + polmone rene L equilibrio di dissociazione del sistema tampone HCO 3- /H 2 CO 3 è descritto dalla legge d azione di massa, espressa come equazione di Henderson-Hasselbach, nella quale l H 2 CO 3 è inserito sotto forma di PaCO2 moltiplicata per un coefficiente di solubilità della CO 2 in H 2 O (si ottiene un dato in meq/l) ph = log HCO PaCO 2 7

8 ph = log HCO xPaCO 2 ph = log ph = log 24 meq/l x 40 mmhg 24 meq/l 1.2 meq/l ph = log (24/1.2) ph = log 20 ph = = 7.40

9 Nell organismo esistono numerosi sistemi e ciascuno di essi ha un equilibrio espresso dalla sua equazione di HH Però, poiché tutti sono anche in equilibrio tra di loro, sarà sufficiente studiarne uno solo per conoscere l equilibrio acidobase di un soggetto Il sistema tampone che viene utilizzato in clinica è quello bicarbonato/acido carbonico, cioè bicarbonato/co2 Viene utilizzato in quanto le due componenti sono facilmente misurabili e in quanto direttamente influenzata dai due sistemi coinvolti nella regolazione dell equilibrio acido-base: emuntorio renale e sistema respiratorio

11 RENE

12 Il tampone H 2 CO 3 /HCO 3 - e l acidosi metabolica Il sistema tampone H 2 CO 3 /HCO 3 è un ottimo sistema per equilibrare il ph solo se riesce a scambiare CO 2 con l ambiente esterno in condizioni normali HCO 3 20 CO = 2 1 aumentata acidità 2H + la sola aumentata velocità di scambio della CO 2 tra capillare e alveolo è sufficiente in un sistema aperto per compensare parzialmente l aumento di H + (acidosi) o di OH (alcalosi) Respiratorio_5 12

13 Acidosi e alcalosi plasmatica il ph del sangue dipende dal rapporto non dai valori assoluti di [HCO 3 ] e [CO 2 ] basta variare il rapporto per riequilibrare il ph plasmatico HCO 3 CO 2 il contenuto di CO 2 plasmatica può essere regolato velocemente attraverso la respirazione (ventilazione) la regolazione renale dei bicarbonati è lenta ma efficace e riporta l [HCO 3 ] al suo valore assoluto di equilibrio (24 mm/litro) l acidosi si verifica quando: [H + ] ph [CO 2 ] [HCO 3 ] il riequilibrio avviene attraverso: 1 chemotrasduzione (glomi carotidei e aortici, chemorecettori centrali) 2 stimolazione dei centri nervosi del respiro 3 iperventilazione 4 riduzione della CO 2 l alcalosi si verifica quando: [H + ] ph [CO 2 ] [HCO 3 ] il riequilibrio avviene attraverso gli stessi meccanismi che controllano l acidosi

14 cause dell acidosi cause dell alcalosi Acidosi e alcalosi metabolica fatica muscolare (acido lattico) diabete mellito (acidi dal metabolismo dei lipidi) insufficienza renale (accumulo di H + nel plasma) diuretici inibitori dell anidrasi carbonica (minor riassorbimento di HCO 3, [HCO 3- ] plasmatica) vomito (perdita di HCl) aldosterone (aumentata secrezione renale di H + ) assunzione di sali alcalini (NaHCO 3 ) sono compensate per via respiratoria (chemocettori centrali) i valori di ph si riequilibrano perché viene riaggiustato il rapporto HCO 3 /CO 2 ma non i loro valori assoluti (bassi nell acidosi e alti nell alcalosi) il completo riequilibrio del ph e dei valori assoluti avviene attraverso la funzione renale Acidosi e alcalosi respiratoria causate da una ridotta o aumentata ventilazione alveolare sono entrambe compensate dal riequilibrio acido-base a livello renale coinvolgendo tamponi non bicarbonato (fosfati, proteine plasmatiche)

15 Normale ( ) ph < 7.36 > 7.44 PaCO HCO Eq. A-b Normale* ac met + alc resp *alc metab+ ac metab PaCO2 < 36 HCO3 < 22 ac resp + alc met PaCO2 > 44 HCO3 > 26 Acid Metabolica Riduz PaCO2 = 1.2 HCO3 PaCO2 < 40 > 40 Acidosi Respiratoria Ac: aum HCO3= 0.1 PaCO2 PaCO2 < 40 > 40 Alcalosi Respiratoria Ac: riduz HCO3 = 0.25 PaCO2 Alc Metabolica Aum PaCO2= 0.7 x HCO3

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