Poruchy acidobázického stavu

Jednou z hlavných konštánt tela je stálosť koncentrácie vodíkových iónov (H ⁺ ) v extracelulárnej tekutine, ktorá je u zdravých jedincov 40±5 nmol/l. Pre prehľadnosť sa koncentrácia H ⁺ najčastejšie vyjadruje ako záporný logaritmus (pH). Normálne je hodnota pH extracelulárnej tekutiny 7,4. Regulácia pH je nevyhnutná pre normálne fungovanie buniek tela.

Acidobázická rovnováha tela zahŕňa tri hlavné mechanizmy:

• fungovanie extra- a intracelulárnych tlmivých systémov;
• mechanizmy regulácie dýchania;
• renálny mechanizmus.

Poruchy acidobázickej rovnováhy sú patologické reakcie, ktoré sú spojené s acidobázickou nerovnováhou. Rozlišuje sa acidóza a alkalóza.

Tlmiace systémy tela

Pufrovacie systémy sú organické a anorganické látky, ktoré zabraňujú prudkej zmene koncentrácie H ⁺ a podľa toho aj hodnoty pH pri pridávaní kyseliny alebo zásady. Patria sem proteíny, fosfáty a hydrogenuhličitany. Tieto systémy sa nachádzajú vo vnútri aj mimo buniek tela. Hlavnými intracelulárnymi pufrovacími systémami sú proteíny, anorganické a organické fosfáty. Intracelulárne pufre kompenzujú takmer celú záťaž kyselinou uhličitou (H2CO3 ₎, _viac ako 50 % záťaže inými anorganickými kyselinami (fosforečnou, chlorovodíkovou, sírovou atď.). Hlavným extracelulárnym pufrom tela je hydrogenuhličitan.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Respiračné mechanizmy regulácie pH

Sú závislé od práce pľúc, ktoré sú schopné udržiavať parciálny tlak oxidu uhličitého (CO2 ₎ v krvi na požadovanej úrovni, a to aj napriek veľkým výkyvom v tvorbe kyseliny uhličitej. Regulácia uvoľňovania CO2 _nastáva v dôsledku zmien v rýchlosti a objeme pľúcnej ventilácie. Zvýšenie minútového objemu dýchania vedie k zníženiu parciálneho tlaku oxidu uhličitého v arteriálnej krvi a naopak. Pľúca sa považujú za prvú líniu pri udržiavaní acidobázickej rovnováhy, pretože poskytujú mechanizmus pre okamžitú reguláciu _{uvoľňovania} CO2.

Renálne mechanizmy udržiavania acidobázickej rovnováhy

Obličky sa podieľajú na udržiavaní acidobázickej rovnováhy, vylučovaní prebytočných kyselín močom a uchovávaní zásad pre telo. To sa dosahuje prostredníctvom viacerých mechanizmov, z ktorých hlavné sú:

• reabsorpcia bikarbonátov obličkami;
• tvorba titrovateľných kyselín;
• tvorba amoniaku v bunkách obličkových tubulov.

Reabsorpcia bikarbonátu obličkami

V proximálnych tubuloch obličiek sa takmer 90 % HCO3 absorbuje nie priamym transportom HCO3 cez membránu, ale komplexnými výmennými mechanizmami, z ktorých najdôležitejší je sekrécia H ⁺ do lúmenu nefrónu.

V bunkách proximálnych tubulov sa pod vplyvom enzýmu karboanhydrázy tvorí z vody a oxidu uhličitého nestabilná kyselina uhličitá, ktorá sa rýchlo rozkladá na H ⁺ a HCO3 _". Vodíkové ióny vytvorené v tubulárnych bunkách vstupujú do luminálnej membrány tubulov, kde sa vymieňajú za Na ⁺, v dôsledku čoho H ⁺ vstupuje do lúmenu tubulov a katión sodíka vstupuje do bunky a potom do krvi. Výmena prebieha pomocou špeciálneho transportného proteínu - výmenníka Na ⁺ -H ^{+. Vstup vodíkových iónov do lúmenu nefrónu aktivuje reabsorpciu HCO3}_~ do krvi. Zároveň sa v lúmene tubulu vodíkový ión rýchlo spája s neustále filtrovanou HCO3 _za vzniku kyseliny uhličitej. Za účasti karboanhydrázy, ktorá pôsobí na luminálnu stranu kefkového lemu, sa H2C03 _premieňa na H2O _a CO2 _. V tomto prípade oxid uhličitý difunduje späť do buniek proximálnych tubulov, kde sa spája s H2O _{za vzniku...} tvoria kyselinu uhličitú, čím sa cyklus uzatvára.

Sekrécia iónov H ⁺ teda zabezpečuje reabsorpciu bikarbonátu v ekvivalentnom množstve sodíka.

V Henleho slučke sa reabsorbuje približne 5 % prefiltrovaného bikarbonátu a v zbernej trubici ďalších 5 %, tiež v dôsledku aktívnej sekrécie H ⁺.

Tvorba titrovateľných kyselín

Niektoré slabé kyseliny prítomné v plazme sa filtrujú a slúžia ako tlmivé systémy v moči. Ich tlmivá kapacita sa nazýva „titrovateľná kyslosť“. Hlavnou zložkou týchto močových tlmivých systémov je HPO4 _{~, ktorý sa po pridaní vodíkového iónu premení na}^{disubstituovaný} ión kyseliny fosforečnej (HPO42 ₊ H ⁺ = H2PO _~ ), ktorý má nižšiu kyslosť.

[ 5 ], [ 6 ]

Tvorba amoniaku v bunkách renálnych tubulov

Amoniak sa tvorí v bunkách obličkových tubulov počas metabolizmu ketokyselín, najmä glutamínu.

Pri neutrálnych a najmä pri nízkych hodnotách pH tubulárnej tekutiny amoniak difunduje z tubulárnych buniek do jej lúmenu, kde sa spája s H ⁺ za vzniku amónneho aniónu (NH3 ₊ H ⁺ = NH4 ₊⁾. Vo vzostupnom ramene Henleho slučky sa reabsorbujú katióny NH4 ₊^, ktoré sa hromadia v dreni obličiek. Malé množstvo amónnych aniónov disociuje na NH3 a vodíkové ióny, ktoré sa reabsorbujú. NH3 _môže difundovať do zberných kanálikov, kde slúži ako tlmivý roztok pre H ⁺ vylučovaný touto časťou nefrónu.

Schopnosť zvýšiť tvorbu NH3 _a vylučovanie NH4 ₊^sa považuje za hlavnú adaptačnú reakciu obličiek na zvýšenie kyslosti, čo umožňuje vylučovanie vodíkových iónov obličkami.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Acidobázická nerovnováha

V rôznych klinických stavoch sa koncentrácia vodíkových iónov v krvi môže odchyľovať od normy. Existujú dve hlavné patologické reakcie spojené s porušením acidobázickej rovnováhy - acidóza a alkalóza.

Acidóza sa vyznačuje nízkym pH krvi (vysoká koncentrácia H ⁺ ) a nízkou koncentráciou bikarbonátu v krvi;

Alkalóza sa vyznačuje vysokým pH krvi (nízkou koncentráciou H ⁺ ) a vysokou koncentráciou bikarbonátu v krvi.

Existujú jednoduché a zmiešané varianty acidobázickej nerovnováhy. V primárnych alebo jednoduchých formách sa pozoruje iba jedna nerovnováha.

Jednoduché varianty acidobázickej nerovnováhy

• Primárna respiračná acidóza. Súvisí so zvýšením _pa CO2.
• Primárna respiračná alkalóza. Vyskytuje sa v dôsledku poklesu
• Metabolická acidóza. Spôsobená znížením koncentrácie HCO3 _.
• _{Metabolická alkalóza. Vyskytuje sa, keď sa zvýši} koncentrácia HCO3.

Pomerne často sa u pacienta môžu vyskytovať vyššie uvedené poruchy, ktoré sa označujú ako zmiešané. V tejto učebnici sa zameriame na jednoduché metabolické formy týchto porúch.