VI FIZIOPATOLOGIA ECHILIBRULUI ACIDO-BAZIC

VIFIZIOPATOLOGIA ECHILIBRULUIACIDO-BAZIC1. NOŢIUNI DE FIZIOLOGIEpH-ul (- log [H + ]) reprezintă gradul de aciditate sau dealcalinitate a unei soluţii. Această cifră este cuprinsă între 0 şi14: de la 0 la 7, vorbim de aciditate; cifra 7 corespundeneutralităţii; de la 7 la 14, vorbim de alcalinitate.Menţinerea echilibrului acido-bazic, reprezintă o condiţieindispensabilă vieţii unui organism.Metabolismul celular produce: dioxid de carbon, acizi volatili şiacizi nevolatili:• Acizii volatili sau „slabi” sunt: acidul oxalic, piruvic,acetilacetic etc. care se transformă în acid carbonic în cadrulmetabolismului. Acesta este eliminat la nivelul plămânilorsub formă de dioxid de carbon.• Acizii nevolatili sau „tari” sunt acidul uric, sulfuric, fosforiccare sunt eliminaţi la nivelul rinichilor.pH-ul sanguin normal variază între 7,35 – 7,45 ca urmare a unuibilanţ normal al ionilor de H + . Valorile sale sunt menţinute înaceste limite strânse prin intervenţia:• Mecanismelor umorale de compensare, reprezentate desistemele tampon ale sângelui şi lichidului interstiţial(mecanisme cu acţiune rapidă);• Sistemele tampon reprezintă asocieri între un acidslab şi o sare alcalină (o bază tare) capabile săamortizeze sau să reducă variaţiile de pH ale uneisoluţii căreia îi adăugăm un acid sau o bază tare(capabile să cedeze sau să accepte protoni).• Principalul sistem tampon care participă la reglareapH-lui este reprezentat de cuplul acid carbonic/ion175

icarbonat. Acidul carbonic este considerat factorulrespirator al sistemului tampon, iar bicarbonatulfactorul metabolic al sistemului tamponbicarbonat/acid carbonic (HCO - 3 / H 2 CO 3 ). Acidulcarbonic se formează în urma reacţiei reversibileCO 2 +H 2 O ⇔ H 2 CO 3 catalizată de anhidrazacarbonică.• Există şi alte sisteme tampon, cu rol mai puţinimportant în condiţii fiziologice: dezoxihemoglobina(HbH/Hb - ), oxihemoglobina (HbO 2 H/HbO - 2 ) şiproteinele circulante (ProtH/Prot - ).• Mecanismelor viscerale de compensare, a căror suportanatomic este reprezentat de plămâni care controleazăconcentraţia sanguină de CO 2 (şi de H 2 CO 3 ) şi de rinichi, care-reglează concentraţia de HCO 3 (mecanisme de reglare petermen lung).Parametrii echilibrului acido-bazicSe evaluează prin dozarea gazelor sanguine în sângele arterial.• pH-ul sanguin reprezintă logaritmul negativ al concentraţieiionilor de hidrogen (H + ) şi se poate calcula pe baza relaţieiHenderson-Hasellbach:pH = pKa +log[ HCO3][ H CO ]unde: pKa reprezintă constanta de disociere = 6,1HCO 3 - = 24mEq/l, H 2 CO 3 = 1,2mEq/l, log 24/1,2=log 20 =1,3pH = 6,1+1,3 =7,4Valori normale = 7,35-7,45 în sângele arterial.• Bicarbonatul (HCO3-) reprezintă componenta metabolică,concentraţia lui plasmatică fiind determinată de formarea şireabsorbţia renală de bicarbonat (Valori normale: 23 – 28mEq/l).• Acidul carbonic (H 2 CO 3 ) reprezintă componenta respiratorie,concentraţia sa plasmatică fiind determinată de presiuneaparţială a CO 2 în sângele arterial (Valori normale P a Co 2 =38 -42 mm Hg).23176

CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3[H 2 CO 3 ] = α X P a CO 2 = 0,03 x 40 = 1,2mEq/l,unde: α este coeficientul de solubilitate al CO 2• PaCO 2 reprezintă presiunea parţială a dioxidului de carbon însângele arterial (Valori normale: 38-42 mm Hg).• CO 2 total reprezintă concentraţia totală de dioxid de carbonliber şi sub formă de HCO 3 - .CO 2 total=HCO 3 - + H 2 CO 3 (unde H 2 CO 3 =0,03×CO 2 ).Bicarbonatul este cea mai importantă fracţiune carecontribuie la CO 2 total (Valori normale: 23-27 mEq/l).• Bazele în exces (BE) reprezintă concentraţia bazelor dinsângele integral în cazul titrării cu un acid puternic la un pHde 7,4 şi o PaCO 2 de 40 mm Hg (Valori normale: 0 ±2mEq/l).• Bazele tampon reprezintă suma tuturor anionilor tamponcapabili să accepte protoni (bicarbonat, hemoglobină,proteine, fosfat) prezenţi într-un litru de sânge (Valorinormale: 40-50 mEq/l).• Rezerva alcalină - se obţine prin titrarea sângelui cu un acid,proces prin care bicarbonatul este transformat în dioxid decarbon, care este apoi captat şi exprimat în volume CO 2(Valori normale: 25 - 30 mEq/l).2. DEZECHILIBRELE ACIDO-BAZICEDezechilibrele acido-bazice se clasifică în funcţie de factorulcare se modifică primar şi deviază valoarea normală a raportuluiHCO - 3 /H 2 CO 3 :• în cazul dezechilibrelor metabolice este modificat primarHCO - 3 :-• ↑HCO 3 ↑HCO - 3 /H 2 CO 3 ↑pH (alcalozămetabolică)-• ↓HCO 3 ↓HCO - 3 /H 2 CO 3 ↓pH (acidozămetabolică)• în cazul dezechilibrelor respiratorii este modificat primarPaCO 2 şi implicit H 2 CO 3 :• ↓H 2 CO 3 ↑HCO3-/H 2 CO 3 ↑pH (alcalozărespiratorie)• ↑H 2 CO 3 ↓HCO3-/H 2 CO 3 ↓pH (acidozărespiratorie).177

Compensarea se referă la încercarea organismului de a aduce[H + ] în limitele normalului. Atunci când funcţia plămânului estecompromisă, organismul încearcă să crească excreţia de ioni dehidrogen pe cale renală – compensare renală a dezechilibruluirespirator primar. Atunci când avem un dezechilibru metabolic,compensarea se face pe cale respiratorie – compensarerespiratorie a dezechilibrului primar metabolic.2.1. Mecanismul pulmonar de compensare• Are la bază reacţia dintre CO 2 şi H 2 O, catalizată de anhidrazacarbonică (A.C.) de la nivel pulmonar:CO. C.2+ H2O←⎯ A → H2CO3• Echilibrul reacţiei depinde de valoarea presiunii parţiale aCO 2 în sângele arterial (PaCO 2 )• Creşterea PaCO 2 > 40 mmHg deplasează echilibrul reacţieispre dreapta ceea ce duce la ↑H 2 CO 3 ; astfel sunt compensate-alcalozele metabolice în care ↑ primară a HCO 3 estecompensată de ↑ secundară a H 2 CO 3 prin hipoventilaţiadeterminată de inhibarea centrilor respiratori cu scădereaeliminării pulmonare de CO 2• Scăderea PaCO 2 < 40 mmHg deplasează echilibrul reacţieispre stânga şi duce la ↓H 2 CO 3 ; în acest mod sunt compensate-acidozele metabolice în care ↓ primară a HCO 3 estecompensată de ↓ secundară a H 2 CO 3 prin hiperventilaţiadeterminată de stimularea centrilor respiratori cuintensificarea eliminării respiratorii a CO 2 .2.2. Mecanismul renal de compensareRinichiul intervine în menţinerea echilibrului acido-bazic printrei procese care au drept scop secreţia tubulară de protoni (ionide H + ):1. reabsorbţia de bicarbonat2. mecanismul de acidifiere urinară3. mecanismul de amoniogeneză urinară.178

1. Reabsorbţia de bicarbonat• are loc predominant în tubul contort proximal• în celulele tubulare se generează H 2 CO 3 prin reacţia dintreCO 2 şi H 2 O sub acţiunea anhidrazei carbonice• ionii de H + rezultaţi din disocierea H 2 CO 3 sunt secretaţi înlumenul tubular unde substituie ionii de Na + din bicarbonatulde sodiu (NaHCO 3 )• Na + rezultat trece în celulele tubulare unde se combină cu-HCO 3 rezultat din disocierea acidului carbonic, refăcândNaHCO 3 care este eliberat în sânge• H 2 CO 3 rezultat se descompune în CO 2 şi H 2 O; H 2 O seelimină renal iar CO 2 retrodifuzează în celula tubulară.2. Mecanismul de acidifiere urinară (de excreţie a acidităţiititrabile)• are loc în tubul contort distal• se bazează pe reacţia dintre CO 2 şi H 2 O• ionii de H + secretaţi în lumenul tubular substituie ionii deNa + din fosfatul disodic (Na 2 HPO 4 ) care predomină însânge rezultând fosfat monosodic (NaH 2 PO 4 ), care seelimină în urină determinând aciditatea titrabilă a urinei• ionii de Na+ rezultaţi trec în celula tubulară unde se-combină cu HCO 3 rezultat din disocierea H 2 CO 3 şi segenerează bicarbonat care se eliberează în sânge.3. Mecanismul de amoniogeneză urinară• are loc în tubul contort distal• se bazează pe reacţia dintre CO 2 şi H 2 O, precum şi pereacţia de dezaminare a glutaminei în urma căreia rezultăacid glutamic şi amoniac - NH 3• ionii de H + secretaţi activ se combină în lumenul tubular cuNH 3 excretat din celula tubulară şi rezultă ioni de amoniu(NH 4 + ) care înlocuiesc ionii de Na + din sărurile acizilornevolatili şi se combină cu anionii acestora rezultând săruriamoniacale care nu mai pot retrodifuza• ionii de H + secretaţi activ se combină în lumenul tubular cuNH 3 excretat din celula tubulară şi rezultă ioni de amoniu179

(NH + 4 ) care înlocuiesc ionii de Na + din sărurile acizilornevolatili• ionii de Na + rezultaţi trec în celula tubulară unde se-combină cu HCO 3 şi generează bicarbonat care seeliberează în sânge.În dezechilibrele respiratorii compensarea se face la nivel renalastfel:• în acidoza respiratorie, ↑ primară a H 2 CO 3 este compensatăprin ↑ reabsorbţiei şi generării de HCO 3 - determinată de ↑PaCO 2 ↑ secundară a HCO 3-• în alcaloza respiratorie, ↓ primară a H 2 CO 3 estecompensată prin ↓ reabsorbţiei şi generării de HCO 3-determinată de ↓ PaCO 2 ↓ secundară a HCO 3 - .Fig.Diagnosticul dezechilibrelor acido-baziceTipuldezechilibruluiAcidoză metabolică- compensată- necompensatăAlcaloză metabolică- compensată- necompensatăAcidoză respiratorie- compensată- necompensatăAlcaloză respiratorie- compensată- necompensatăpH-ul(VN=7,35-7,45)7,35-7,45< 7,357,35-7,45> 7,457,35-7,45< 7,357,35-7,45> 7,45[HCO 3 - ](VN=23-28mEq/l)< 23< 23> 28> 28> 2823-28< 2323-282.3. Cauzele dezechilibrelor acido-baziceAcidoza metabolică (scăderea primară a HCO 3 - )• acidoza metabolică apare în caz de:PaCO 2(VN=38-42mmHg)< 3838-42> 4238-42> 42> 42< 38< 38180

• efort fizic moderat• plămânii elimină în exces dioxidul de carbon, concentraţiaacestuia scăzând în sânge; astfel, acidul carbonic setransformă în dioxid de carbon şi apă, iar concentraţiasanguină a acidului carbonic scade şi ea. Raportul creşte >20/1 iar pH-ul creşte şi el > 7,45.• Scăderea PaCO 2 are ca şi cea mai gravă manifestarevasoconstricţia cerebrală.182