Διαταραχές της οξεοβασικής κατάστασης

Μία από τις κύριες σταθερές του σώματος είναι η σταθερότητα της συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου (H ⁺ ) στο εξωκυττάριο υγρό, η οποία σε υγιή άτομα είναι 40±5 nmol/l. Για λόγους ευκολίας, η συγκέντρωση του H ⁺ εκφράζεται συχνότερα ως αρνητικός λογάριθμος (pH). Κανονικά, η τιμή του pH του εξωκυττάριου υγρού είναι 7,4. Η ρύθμιση του pH είναι απαραίτητη για την κανονική λειτουργία των κυττάρων του σώματος.

Η οξεοβασική ισορροπία του σώματος περιλαμβάνει τρεις κύριους μηχανισμούς:

• λειτουργία εξω- και ενδοκυτταρικών ρυθμιστικών συστημάτων·
• μηχανισμοί αναπνευστικής ρύθμισης·
• νεφρικός μηχανισμός.

Οι οξεοβασικές ανισορροπίες είναι παθολογικές αντιδράσεις που σχετίζονται με οξεοβασικές ανισορροπίες. Διακρίνονται η οξέωση και η αλκάλωση.

Ρυθμιστικά συστήματα του σώματος

Τα ρυθμιστικά συστήματα είναι οργανικές και ανόργανες ουσίες που εμποδίζουν μια απότομη αλλαγή στη συγκέντρωση του H ⁺ και, κατά συνέπεια, στην τιμή του pH κατά την προσθήκη οξέος ή αλκαλίου. Αυτά περιλαμβάνουν πρωτεΐνες, φωσφορικά και διττανθρακικά άλατα. Αυτά τα συστήματα βρίσκονται τόσο εντός όσο και εκτός των κυττάρων του σώματος. Τα κύρια ενδοκυτταρικά ρυθμιστικά συστήματα είναι οι πρωτεΐνες, τα ανόργανα και τα οργανικά φωσφορικά άλατα. Τα ενδοκυτταρικά ρυθμιστικά συστήματα αντισταθμίζουν σχεδόν ολόκληρο το φορτίο του ανθρακικού οξέος (H2CO3 ) _{,περισσότερο} από το 50% του φορτίου άλλων ανόργανων οξέων (φωσφορικό, υδροχλωρικό, θειικό, κ.λπ.). Το κύριο εξωκυτταρικό ρυθμιστικό διάλυμα του σώματος είναι το διττανθρακικό.

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

Αναπνευστικοί μηχανισμοί ρύθμισης του pH

Εξαρτώνται από την εργασία των πνευμόνων, οι οποίοι είναι σε θέση να διατηρούν τη μερική πίεση του διοξειδίου του άνθρακα (CO2 ₎ στο αίμα στο απαιτούμενο επίπεδο, παρά τις μεγάλες διακυμάνσεις στον σχηματισμό ανθρακικού οξέος. Η ρύθμιση της απελευθέρωσης CO2 _{συμβαίνει} λόγω αλλαγών στον ρυθμό και τον όγκο του πνευμονικού αερισμού. Η αύξηση του λεπτού όγκου αναπνοής οδηγεί σε μείωση της μερικής πίεσης του διοξειδίου του άνθρακα στο αρτηριακό αίμα και αντίστροφα. Οι πνεύμονες θεωρούνται η πρώτη γραμμή στη διατήρηση της οξεοβασικής ισορροπίας, καθώς παρέχουν έναν μηχανισμό για άμεση ρύθμιση της _{απελευθέρωσης} CO2.

Νεφρικοί μηχανισμοί διατήρησης της οξεοβασικής ισορροπίας

Οι νεφροί εμπλέκονται στη διατήρηση της οξεοβασικής ισορροπίας, στην αποβολή της περίσσειας οξέων στα ούρα και στη διατήρηση των βάσεων για τον οργανισμό. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω μιας σειράς μηχανισμών, οι κυριότεροι από τους οποίους είναι:

• επαναρρόφηση διττανθρακικών αλάτων από τους νεφρούς.
• σχηματισμός τιτλοποιήσιμων οξέων·
• σχηματισμός αμμωνίας στα νεφρικά σωληναριακά κύτταρα.

Επαναρρόφηση διττανθρακικών από τους νεφρούς

Στα εγγύς σωληνάρια των νεφρών, σχεδόν το 90% του HCO3 απορροφάται όχι μέσω άμεσης μεταφοράς του HCO3 μέσω της μεμβράνης, αλλά μέσω σύνθετων μηχανισμών ανταλλαγής, ο σημαντικότερος από τους οποίους θεωρείται η έκκριση H ⁺ στον αυλό του νεφρώνα.

Στα κύτταρα των εγγύς σωληναρίων, σχηματίζεται ασταθές ανθρακικό οξύ από νερό και διοξείδιο του άνθρακα υπό την επίδραση του ενζύμου καρβονική ανυδράση, το οποίο αποσυντίθεται γρήγορα σε H ⁺ και HCO3 _". Τα ιόντα υδρογόνου που σχηματίζονται στα σωληνοειδή κύτταρα εισέρχονται στην αυλική μεμβράνη των σωληναρίων, όπου ανταλλάσσονται με Na ⁺, με αποτέλεσμα το H ⁺ να εισέρχεται στον αυλό των σωληναρίων και το κατιόν νατρίου να εισέρχεται στο κύτταρο και στη συνέχεια στο αίμα. Η ανταλλαγή γίνεται με τη βοήθεια μιας ειδικής πρωτεΐνης φορέα - Na ⁺ -H ^{+ -ανταλλάκτη. Η είσοδος ιόντων υδρογόνου στον αυλό του νεφρώνα ενεργοποιεί την επαναρρόφηση του HCO3}_~ στο αίμα. Ταυτόχρονα, στον αυλό του σωληναρίου, το ιόν υδρογόνου συνδυάζεται γρήγορα με το συνεχώς φιλτραρισμένο HCO3 _για να σχηματίσει ανθρακικό οξύ. Με τη συμμετοχή της καρβονικής ανυδράσης, που ενεργεί στην αυλική πλευρά του ορίου της βούρτσας, το H2C03 _{μετατρέπεται} σε H2O _και CO2 _. Σε αυτή την περίπτωση, το διοξείδιο του άνθρακα διαχέεται πίσω στα κύτταρα των εγγύς σωληναρίων, όπου συνδυάζεται με H2O _{για να} σχηματίσει ανθρακικό οξύ, ολοκληρώνοντας έτσι τον κύκλο.

Έτσι, η έκκριση ιόντων H ⁺ εξασφαλίζει την επαναρρόφηση του διττανθρακικού σε ισοδύναμη ποσότητα νατρίου.

Στην αγκύλη του Henle, περίπου το 5% του διηθημένου διττανθρακικού επαναρροφάται, και στον συλλεκτικό σωλήνα, ένα άλλο 5%, επίσης λόγω της ενεργού έκκρισης H ⁺.

Σχηματισμός τιτλοδοτήσιμων οξέων

Ορισμένα ασθενή οξέα που υπάρχουν στο πλάσμα φιλτράρονται και χρησιμεύουν ως ρυθμιστικά συστήματα στα ούρα. Η ρυθμιστική τους ικανότητα ονομάζεται «τιτλοδοτήσιμη οξύτητα». Το κύριο συστατικό αυτών των ρυθμιστικών διαλυμάτων ούρων είναι το HPO4 _{~, το οποίο μετά την προσθήκη ενός ιόντος υδρογόνου μετατρέπεται σε ένα}^{διυποκατεστημένο} ιόν φωσφορικού οξέος (HPO42 ₊ H ⁺ = H2PO _~ ), το οποίο έχει χαμηλότερη οξύτητα.

[ 5 ], [ 6 ]

Σχηματισμός αμμωνίας σε νεφρικά σωληναριακά κύτταρα

Η αμμωνία σχηματίζεται στα κύτταρα των νεφρικών σωληναρίων κατά τον μεταβολισμό των κετοοξέων, ιδιαίτερα της γλουταμίνης.

Σε ουδέτερες και ιδιαίτερα σε χαμηλές τιμές pH του σωληναριακού υγρού, η αμμωνία διαχέεται από τα σωληναριακά κύτταρα στον αυλό τους, όπου συνδυάζεται με H ⁺ για να σχηματίσει ένα ανιόν αμμωνίου (NH3 ₊ H ⁺ = NH4 ₊⁾. Στο ανιόν σκέλος της θηλιάς του Henle, επαναπορροφώνται κατιόντα NH4 ₊^, τα οποία συσσωρεύονται στον νεφρικό μυελό. Μια μικρή ποσότητα ανιόντων αμμωνίου διασπάται σε NH3 και ιόντα υδρογόνου, τα οποία επαναπορροφώνται. Η NH3 _μπορεί να διαχυθεί στους αθροιστικούς πόρους, όπου χρησιμεύει ως ρυθμιστικό διάλυμα για τα H ⁺ που εκκρίνονται από αυτό το τμήμα του νεφρώνα.

Η ικανότητα αύξησης του σχηματισμού NH3 _και της απέκκρισης NH4 ₊^{θεωρείται} η κύρια προσαρμοστική αντίδραση των νεφρών στην αύξηση της οξύτητας, η οποία επιτρέπει την απέκκριση ιόντων υδρογόνου από τα νεφρά.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Ανισορροπίες οξύτητας-βάσης

Σε διάφορες κλινικές καταστάσεις, η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου στο αίμα μπορεί να αποκλίνει από τον κανόνα. Υπάρχουν δύο κύριες παθολογικές αντιδράσεις που σχετίζονται με παραβίαση της οξεοβασικής ισορροπίας - οξέωση και αλκάλωση.

Η οξέωση χαρακτηρίζεται από χαμηλό pH αίματος (υψηλή συγκέντρωση H ⁺ ) και χαμηλή συγκέντρωση διττανθρακικών στο αίμα.

Η αλκάλωση χαρακτηρίζεται από υψηλό pH του αίματος (χαμηλή συγκέντρωση H ⁺ ) και υψηλή συγκέντρωση διττανθρακικών στο αίμα.

Υπάρχουν απλές και μικτές παραλλαγές της οξεοβασικής ανισορροπίας. Σε πρωτοπαθείς ή απλές μορφές, παρατηρείται μόνο μία ανισορροπία.

Απλές παραλλαγές της οξεοβασικής ανισορροπίας

• Πρωτοπαθής αναπνευστική οξέωση. Σχετίζεται με αύξηση του _pa CO2.
• Πρωτοπαθής αναπνευστική αλκάλωση. Εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της μείωσης
• Μεταβολική οξέωση. Προκαλείται από μείωση της συγκέντρωσης του HCO3 _~.
• _{Μεταβολική αλκάλωση. Εμφανίζεται όταν αυξάνεται} η συγκέντρωση του HCO3.

Αρκετά συχνά, οι προαναφερθείσες διαταραχές μπορεί να συνδυάζονται σε έναν ασθενή και χαρακτηρίζονται ως μικτές. Σε αυτό το εγχειρίδιο, θα επικεντρωθούμε σε απλές μεταβολικές μορφές αυτών των διαταραχών.