EQUILIBRIO ACIDO-BASE. E’ assicurato dal normale funzionamento dei diversi sistemi tampone (intracellulari, extracellulari, osseo, renale, respiratorio)

EQUILIBRIO ACIDO-BASE

EQUILIBRIO ACIDO-BASEE’ assicurato dal normale funzionamento dei diversi sistemi tampone (intracellulari, extracellulari, osseo, renale, respiratorio) dell’organismo

-Tamponi extracellulari: bicarbonati

-Tamponi intracellulari: emoglobina, fosfati, e proteine

-Osso, rene, sistema respiratorio

EQUILIBRIO ACIDO-BASEE’ mantenuto da una corretta regolazione della concentrazione di ioni H+ nei liquidi corporei espressa dal pH.

basso pH: [H+]

pH= 1/[H+]

alto pH: [H+]

Alterazioni dell’equilibrio acido-base

Metabolica (variazioni della [HCO3-])

Acidosi ( pH)

Respiratoria (variazioni della P CO2)

Metabolica (variazioni della [HCO3-])

Alcalosi ( pH)

Respiratoria (variazioni della P CO2)

Acidosi metabolica

Alterazione dell’equilibrio acido-base caratterizzata da riduzione della concentrazione di bicarbonati, riduzione del pH

Eziologia: diversa in base ai valori di “gap anionico” e “gap osmolare”.

-“gap anionico”: [Na+] – ( [Cl-] + [HCO3-] )

valori normali: 9-14 mEq/l

-”gap osmolare”: (osmolarità attuale – osmolarità nromale)valori normali: <10 mOsm/kg

EQUILIBRIO ACIDO-BASEAcidosi con “gap anionico” e “gap osmolare” normale: acidosi tubulari renali, somministrazione di agenti acidificanti (cloruro di calcio, di magnesio e di ammonio), alimentazione parenterale

Acidosi con “gap anionico” elevato e “gap osmolare” normale: chetoacidosi diabetica, acidosi lattica, chetoacidosi alcolica, insufficienza renale

Acidosi con “gap anionico” e “gap osmolare” elevati: acidosi da intossicazione da salicilati, acidosi da intossicazione da metanolo

Acidosi metabolica

Risposta fisiologica alla riduzione di pH: attivazione di meccanismi di difesa sia di tipo precoce (tamponi extracellulari, intracellulari e osseo) che di tipo tardivo (tampone respiratorio e renale) che riportano il pH cellulare verso la norma.

Ruolo dei sistemi tampone: -bicarbonati: tamponano il 40-45% del carico acido -emoglobina, fosfati, proteine e tampone osseo: tamponano il 55-60% del carico acido -tampone respiratorio: la riduzione del pH stimola i chemocettori centrali e periferici con successiva iperventilazione alveolare, riduzione della P CO2 e ritorno del pH verso valori normali

-tampone renale: elimina il carico acido mediante l’escrezione di H+ che si combinano con i fosfati urinari (acidità titolabile) e con NH3

Tampone renale (I)La regolazione renale dell’equilibrio acido-base è fondamentalmente basata sul controllo del contenuto plasmatico di bicarbonato.

Il rene tende, infatti, a mantenere costante la concentrazione o ad adeguarla a quella della CO2, a sua volta controllata dai centri respiratori tramite la ventilazione polmonare.

Tampone renale (II)Il valore fisiologico del pH plasmatico (7,4) è determinato dal rapporto tra la concentrazione di bicarbonato ed acido carbonico, secondo l’equazione di Henderson-Hasselbach:

pH=pK+ log HCO3-/CO2 + H2CO3 = 6,1 + log 25/1,2 =

6,1+1,3=7,4

Il rene stabilizza il numeratore dell’equazione, il polmone regola il denominatore.

La regolazione dell’equilibrio acido-base è, quindi, frutto della stretta collaborazione rene-polmone.

Meccanismi renali di regolazione dell’equilibrio acido-base

-Riassorbimento dei bicarbonati

-Rigenerazione di bicarbonati, mediata dalla escrezione dell’acidità titolabile e dalla sintesi e secrezione di ammoniaca

Riassorbimento di bicarbonati

Il bicarbonato è completamente filtrato ed è poi quasi completamente riassorbito prevalentemente a livello prossimale, ma anche a livello distale.

Trasporto dei bicarbonati lungo il nefrone

Tubulo prossimale: lume tubulare

-secrezione attiva di ioni H+ nel lume tubulare mediante un carrier Na+/H+

-formazione nel lume tubulare di acido carbonico (H+ +HCO3

- =H2CO3)

-rapida scissione dell’acido carbonico in CO2 e H2O ad opera dell’anidrasi carbonica (H2CO3 = H2O+CO2)

-diffusione passiva di CO2 nella cellula secondo gradiente di concentrazione


Tubulo prossimale: cellula+interstizio peritubulare

-formazione di acido carbonico all’interno della cellula (H2CO3 = H2O+CO2)

-rapida scissione in H+ e HCO3- ad opera dell’anidrasi carbonica

-H+ disponibile per la secrezione

-diffusione passiva di HCO3- nell’interstizio peritubulare secondo

gradiente elettrochimico

Riassorbimento dei bicarbonati

La secrezione attiva di ioni H+ Na-dipendente è responsabile del riassorbimento a livello di tubulo prossimale di circa il 70% dei bicarbonati filtrati a livello glomerulare.

pH dell’ultrafiltrato = 7,25

pH della preurina a livello di tubulo prossimale dopo riassorbimento dei bicarbonati = 6,7


Ansa di HenleAnsa di Henle:: a questo livello è riassorbito il 25% dei a questo livello è riassorbito il 25% dei bicarbonati filtrati a livello glomerularebicarbonati filtrati a livello glomerulare

Branca discendente:Branca discendente: eccessivo riassorbimento di acqua con eccessivo riassorbimento di acqua con iperconcentrazione di bicarbonati (riassorbimento iperconcentrazione di bicarbonati (riassorbimento iperosmotico) eiperosmotico) e significativa alcalinizzazione della preurina significativa alcalinizzazione della preurina (pH = 7,3)(pH = 7,3)

Branca ascendente:Branca ascendente: cospicuo riassorbimento di bicarbonati cospicuo riassorbimento di bicarbonati (riassorbimento isosmotico) e ritorno del pH ai valori (riassorbimento isosmotico) e ritorno del pH ai valori d’ingressod’ingresso (pH = 6,7). pH = 6,7). pH all’ingresso dell’ansa = pH all’uscita dell’ansapH all’ingresso dell’ansa = pH all’uscita dell’ansa


Segmenti distali Segmenti distali

-Dotto collettore corticale: secerne e riassorbe bicarbonati aDotto collettore corticale: secerne e riassorbe bicarbonati a seconda delle necessitàseconda delle necessità

-Dotto midollare esterno: riassorbe solo bicarbonatoDotto midollare esterno: riassorbe solo bicarbonato

-Dotto midollare interno: riassorbe sodio e bicarbonatoDotto midollare interno: riassorbe sodio e bicarbonato

A livello di nefrone distaleA livello di nefrone distale

-cellule principali: deputate al riassorbimento di bicarbonato cellule principali: deputate al riassorbimento di bicarbonato

-cellule intercalate: deputate alla secrezione di ioni Hcellule intercalate: deputate alla secrezione di ioni H++


Segmenti distali: lume tubulare

-secrezione attiva di ioni Hsecrezione attiva di ioni H++ mediante una pompa elettrogenica Na mediante una pompa elettrogenica Na- indipendenteindipendente

-formazione di acido carbonico mancanza dell’anidrasi carbonica -formazione di acido carbonico mancanza dell’anidrasi carbonica con comparsa di un pH acido rispetto con comparsa di un pH acido rispetto

-accumulo transitorio di acidoaccumulo transitorio di acido carbonico nel lume per a quello delcarbonico nel lume per a quello del tubulo prossimale(disequilibrium pH)

-lenta scissione di H2CO3 per mancanza di anidrasi carbonica

-diffusione passiva di CO2 nella cellula


Segmenti distali: cellula+ interstizio peritubulare

-formazione di acido carbonico

-rapida scissione ad opera dell’anidrasi carbonica

-secrezione di H+ nel lume tubulare, successivo legame ai fosfati(acidità titolabile) ed eliminazione

-riassorbimento di HCO3- mediante antiporter con il Cl-

Fattori che influenzano il riassorbimento dei bicarbonati

-Soglia renale: superato il riassorbimento tubulare massimo (Tm= 28 mEq/l), i bicarbonati vengono eliminati con le urine

-Tensione arteriosa di CO2: l’aumento della pCO2 abbassa il pH intracellulare, favorendo la secrezione di H+ e il riassorbimento di bicarbonati

-Potassio: la deplezione di poitassio aumenta il riassorbimento di bicarbonati

Rigenerazione dei bicarbonati ed acidificazione dell’urina

I normali processi metabolici (catabolismo di proteine e fosfolipidi) determinano accumulo di acidi forti nell’organismo, neutralizzati dai sistemi tampone ematici. Il principale sistema tampone ematico è il bicarbonato di sodio.

Quindi:

-depauperamento di bicarbonati

-necessità di rigenerazione per mantenere il pH costante

Rigenerazione dei bicarbonati

Acidità titolabile: quantità di alcali necessari a titolare una urina acida fino al raggiungimento del pH del plasma.

E’ rappresentata dal fosfato monosodico, mentre il fosfato bisodico è il principale tampone del filtrato glomerulare


Formazione ed escrezione di acidità titolabile

Nel lume tubulare uno ione Na+ si lega ad H2PO-4 (acidità

titolabile) che viene eliminato con le urine. Un secondo ione Na+ si scambia con uno ione H+ secreto dalla cellula

Rigenerazione dei bicarbonatiFormazione e secrezione di ammoniaca

-deaminazione all’interno delle cellule tubulari della glutamina ad opera delle glutaminasi I e II con formazione di due moli di ammoniaca

-diffusione dell’ammoniaca prodotta nel lume tubulare distale

-formazione di NH4+ e successiva eliminazione con le urine


Fattori che regolano l’escrezione di NH4+

-Acidità urinaria

-Grado di acidosi sistemica (metabolica e respiratoria)

-Equilibrio del potassio

Acidosi metabolicaDati di laboratorio

-Ph ematico: inferiore a 7,36

-pCO2: inferiore a 35 mmHg

-HCO3-: inferiore a 22 mEq/l

-pH urinario: acido

Trattamento: correzione dei fattori patogenetici; infusione di soluzioni saline appropriate; infusione di bicarbonati

Alcalosi metabolicaCondizione patologica caratterizzata da aumento del pH, aumento della concentrazione di HCO3

-, aumento della pCO2.

Eziologia: eccessiva perdita di H+ (cause gastroenteriche e renali), ritenzione di HCO3

- (trasfusioni massive di sangue)

Quadro clinico: irritabilità neuromuscolare, aritmie cardiache, lipotimie.

Dati di laboratorio:pH ematico:superiore a 7,42; pCO2:superiore a 44 mmHg; HCO3

-:superiore a 25 mEq/l; pH urinario:alcalino

Trattamento:correzione dei fattori patogenetici; somministrazioni di soluzioni saline appropriate; infusione di acido cloridrico; emodialisi

Acidosi respiratoria

Alterazione dell’equilibrio acido-base causata da ipoventilazione alveolare dovuta a:

-depressione del SNS (farmaci, infezioni, danno cerebrale)

-disordini neuromuscolari (miopatie, sindrome di Guillian-Barrè)

-malattie polmonari (patologie croniche ostruttive, asma, cifoscoliosi, pneumotorace)

Quadro clinico: agitazione, cefalea, sonnolenza, tachicardia, aritmie, scompenso cardiaco.

Acidosi respiratoria

Dati di laboratorio:

-pH ematico: 7,36

-HCO3-: superiore a 25 mEq/l

-pCO2: superiore a 44 mmHg

-pH urinario: acido

Trattamento: miglioramento della ventilazione polmonare

Alcalosi respiratoria

Condizione patologica causata da iperventilazione alveolare dovuta a:

-alterazioni del SNC (ansia, tumori cerebrali, infezioni)

-tossicità da farmaci (salicilati, catecolamine, progestinici)

-ipossiemia da patologia polmonare (polmonite, edema polmonare), grandi altitudini, sepsi, ipertiroidismo, malattie epatiche, gravidanza.

Quadro clinico: letargia, delirio, sincope, attacchi epilettici, aritmie cardiache.

Alcalosi respiratoria

Dati di laboratorio:

-pH ematico: superiore a 7,42

-HCO3-: inferiore a 25 mEq/l

-pCO2: inferiore a 36 mmHg

-pH urinario: alcalino

Trattamento: respirazione autoassistita

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