Kwasica oddechowa: (obniżenie ph krwi poniżej 35)

-- W MARSKOŚCI WĄTROBY (hiperamonemia)

ZASADOWICA METABOLICZNA

–      nadmierna podaż substancji zasadowych lub utrata substancji kwaśnych, stosowanie leków moczopędnych, zaburzenia endokrynologiczne, wymioty (utrata H+)

-zasadowica hipokalemiczna  na jej powstanie składa się wiele czynników (może powstać u pacjentów z hiperaldosteronizmem, który powoduje nadmierną utratę jonów potasu z moczem)

* potas z przestrzeni wewnątrzkomórkowej do zewnątrzkomórkowej

* zamiast niego do komórki wschodzi sód i wodór

* ph wewnątrzkomórkowe spada – wzrasta zewnątrzkomórkowe

* niedobór jonów potasu w komórkach kanalików redukuje działanie pompy sodowo-potasowej przyspieszając jednocześnie działanie wymianę Na+/H+ , co powoduje nadmierną utratę jonów wodorowych

- zasadowica hipochloremiczna  podczas biegunek, wymiotów, leków moczopędnych

* zwiększona utrata sodu i jonów wodorowych dodatkowo zwiekszone odzyskiwanie HCO3-

* zmniejszenie objętości płynów organizmu co może aktywować układ renina-angiotensyna-aldosteron i pośrednio powodować utrate jonów potasu i zasadowica metaboliczną hipokalemiczna.

BUFOR to roztwór zawierający słaby kwas i sprzężoną z nim zasadę. Buforowanie umożliwia wyeliminowanie dużych wahań pH.

W procesie buforowanie silny kwas zostaje zastąpiony przez słaby kwas, który uwalnia znacznie mniej jonów wodorowych (słaby kwas ma mniejsza stała dysocjacji) i w związku z tym powoduje znacznie mniejsze obniżenie pH.

Bufory krwi:

1. 
   Bufory osocza
   

• 
  Bufor wodorowęglanowy
  
• 
  Bufor fosforanowy
  
• 
  Bufor białkowy
  
• 
  Bufor amonowy
  

2. 
   Bufory pozaosoczowe (krwinkowe)
   

• 
  Bufor hemoglobinowy
  
• 
  Bufor wodorowęglanowy
  
• 
  Bufor fosforanowy organiczny
  
• 
  Bufor fosforanowy nieorganiczny
  

• 
  Bufor fosforanowy
  
• 
  Bufor amonowy
  

Składa się z H2CO3 I HCO3-

Stężenie tego buforu

• 
  W osoczu – 24 mmol/l osocza
  
• 
  W krwince – 15 mmol/l erytrocytów
  

Gdy pH maleje – H2CO3 dysocjuje – a powstały w ten sposób CO2 pobudza neurony oddechowe zwiększając wentylację - to powoduje usunięcie nadmiaru CO2

Efektywność działania buforu wodorowęglanowego zależy od możliwości usunięcia CO2 przez układ oddechowy

WCHŁANIANIE WODOROWĘGLANÓW W KANALIKU NERKOWYM

HCO3 swobodnie filtruje się w kłębuszkach

Utrata HCO3 oznaczałaby śmierć ustroju więc prawie całość HCO3- jest reabsorbowana

1. 
   Kanalik bliższy – 80% - 90% przesączonych HCO3- ulega tu reabsorpcji (bardzo ważna jest zachowana aktywność anhydrazy węglanowej)
   

Dodatkowa resorpcja

2. 
   Pętla nefronu – ok. 10-15%
   
3. 
   Kanalik dalszy – ok. 5%
   

Charakter regeneracji 

1. 
   Przesączony HCO3- wiąże się z wydzielonym do światła H+
   
2. 
   Anhydraza węglanowa – z H2CO3 robi H2O i CO2  one dyfundują powrotem do komórki kanalika
   
3. 
   Komórkowa anhydraza węglanowa – z H2O i CO2 robi H2CO3  który swobodnie dysocjując dostarcza HCO3- reabsorbowanego z komórki na zasadzie symportu z Na. Natomiast H+ ulega powrotem sekrecji do światła kanalika.
   

Część HCO3- wytwarzane:

• 
  przez metabolizm glutaminianu
  
• 
  przez regenerację
  
• 
  przez amniogenezę
  

- jony HCO3- są reabsorbowane na drodze przeciwtransportu Cl-/HCO3- umiejscowionego w błonie podstawno-bocznej

W zasadowicy

- dochodzi do aktywacji przecitransportu CL-/HCO3- w błonie luminalnej niektórych komórek kanalika i wtedy HCO3- jest wydzielany do światła kanalika

A w błonie podstawno-bocznej tych komórek znajduje się ATPaza H+, która transportuje jonu wodoru do płynu śródmiąższowego – aldosteron zwiększa jej aktywność

CZYNNIKI ZWIĘKSZAJĄCE WCHŁANIANIE HCO3-

• 
  kwasica
  
• 
  wzrost GFR
  
• 
  Angiotensyna II
  
• 
  Aldosteron
  
• 
  Hipokalemia
  
• 
  Hipowolemia (mała objętość krwi)
  

• 
  Hiperwolemia
  
• 
  Zasadowica
  
• 
  Parahormon
  

• 
  aktywność ATPazy sodowo – potasowej
  
• 
  aktywność wymiany Na+/H+ (na nią wpływa Angiotensyna II)
  

Zachodzi jednocześnie kilka procesów

1. 
   NaHCO3 filtrowany do światła kanalika
   
2. 
   Na+ transportowany do komórek kanalika bliższego – na zasadzie antysportu z H+
   
3. 
   Jony H+ wydzielone do światła kanalika łączą się z HCO3_ tworząc kwas węglowy
   
4. 
   H2CO3 dzieki anhydrazie węglanowej – do H2O i CO2  CO2 do komorki, czesc wody również
   
5. 
   W komórkach kanalika CO2 łączy się z H2O – dajac kwas węglowy dysocjujący do jonu wodorowego i jonu wodorowęglanowego.
   
6. 
   HCO3- transportowany do krwi razem z sodem na drodze współtransportu 1Na+ , 3HCO3-
   
7. 
   Część jonów HCO3- jest wchłaniana na drodze wymiany na jony Cl-
   

- dzieki pompie H+/K+

- dzieki pompie protonowej – ATPazie H+ znajdującej się w błonie podstawno-bocznej komórek wtrąconych

- dzieki pompie protonowej – ATPazie H+ znajdującej się w błonie luminalnej komórek kanalika

WYDALANIE JONÓW H+ Z MOCZEM

1. 
   Razem z buforem fosforanowym (HPO4 2- / H2PO4-)
   

W kanaliku bliższym oraz pętli nefronu przeważa zużywanie H+ do regeneracji buforu wodorowęglanowego – te H+ nie wpływają na zmniejszenie pH moczu – bo są reabsorbowane – wbudowywane w kwas węglowy a potem w wodę.

Począwszy od kanalika krętego dalszego jony H+ buforowane są przez HPO4 2-  w ten sposób nerki mogą wydalić do 50% nadmiaru protonów.

Mechanizm wydalania H+ 

1. 
   protony wydzielane do światła kanalika
   
2. 
   H+ wychwytywany przez HPO4 2-  dostarczony przez filtracje
   
3. 
   Powstaje H2PO4- który jest wydalany z moczem
   

BILANS TEGO PROCESU 

- WYTWORZENIE I PRZEKAZANIE DO KRWI HCO3-

- USUNIĘCIE H+

2. 
   W fornie wolnej  ale ilościowo bez znaczenia
   
3. 
   W fornie jonu amonowego – NH4+
   

Mechanizm wydalania H+ 

1. 
   glutamina dyfunduje do komórki zarówno z krwi jak i przesączu
   
2. 
   katabolizm glutaminy dostarcza amoniaku i NH4 – obie formy do swiatla kanalika
   

3. 
   w świetle kanalika NH3 akceptuje jony wodorowe
   

- małe stężenie HCO3- w osoczu  wzrost sekrecji H+

a) maxymalne buforowanie i wydalanie z fosforanami połączone z dodawaniem nowych wodorowęglanów do krwi.

b) umożliwienie zajścia regeneracji wodorowęglanów  wzrost wodorowęglanów we krwi.

- obniżenie pH płynu zewnątrzkomórkowego

a) nasila katabolizm glutaminy

b) nasila wydalanie H+

ALKALOZA:

- wysokie stężenie HCO3- w osoczu  zmniejszenie sekrecji H+

a) nie wszystkie filtrowane wodorowęglany są resorbowane

b) protony nie wiążą się z fosforanami więc nie ma syntezy i przekazywania nowych HCO3- do krwi.

- alkalizacja przestrzeni zewnątrzkomórkowej

a) mniejsza wydalanie H+ ,

Składa się z H2PO4- / HPO4 2-

Spełnia ważną role w wydalaniu jonów wodorowych z moczem.

Odpowiedzialne za wydalanie kwasoty miareczkowej

Buforujące właściwości buforu hemoglobinowego zależą od równowagi między oksyhemoglobina HbO – a hemoglobiną – Hb

Hemoglobina jest mniej kwaśna niż oksyhemoglobina.

Bufor hemoglobinowy uważa się za bufor „zewnątrzkomórkowy”

Zdolność buforowania przez hemoglobinę jest związana głownie z obecnościa grupy imidazolowej w reszcie histydyny,

Im wyższa jest prężność CO2 (i stężenie H+) tym więcej jest Hb i przez to jest większa jej pojemność buforowa. Ma to znaczenie praktyczne, ponieważ dyfuzja CO2 z tkanek do krwi włośniczkowej jest związana z dysocjacją HbO2.

Hb wychwytuje wolne jony wodorowe -

CO2 łączone jest z wodą – powstaje H2CO3 – dysocjuje do HCO3- i H+  H+ do Hb HCO3- do osocza

Buforowanie izohydryczne – reakcja w wyniku ktorej nie dochodzi do zmiany stężenia jonów H+

CO2 dochodzący do krwinki :

1. 
   reaguje z H2O dzieki anhydrazie węglanowej – tworzy się kwas węglowy który dysocjuje do H+ i HCO3-
   

 jon HCO3- na zasadzie antyportu wymienia się z chlorem i idzie do osocza

2. 
   łączy się z grupami aminowymi Hb tworząc karbaminohemoglobinę.
   

Składa się z amoniaku i jonu amonowego

Jon amonowy  w komórkach kanalika bliższego, części wstępującej pętli Henlego i w kanaliku dalszym w wyniku deaminacji glutaminy 60% oraz z innych aminokwasów. Z jednej cząsteczki glutaminy powstaja po 2 cząsteczki jonu amonowego i jonu wodorowęglanowego

Przedłużająca się kwasica zwiększa tworzenie NH3 z glutaminianu oraz zwieksza aktywność glutaminazy

Do zwiększnego wytwarzania NH3 dochodzi również podczas zmniejszenia zasobów potasu w organizmie.

REGULACJA PH

Pierwsza linia obrony przed kwasica  efekt buforujący w komórkach i przestrzeni zewnątrzkomórkowej

Regulacja pH w przypadku kwasicy oddechowej + dzięki buforowaniu wewnątrzkomórkowemu

CO2 dyfunduje do tkanek i łącząc się z wodą tworzy kwas węglowy –dysocjacja jony H+ i HCO3-

Jony H+  buforowane przez białka wewnątrzkomórkowe

Jony HCO3- opuszcza komórki podwyższając stężenie wodorowęglanów w osoczu

Rola tkanki kostnej w utrzymywaniu stałego pH

Kości absorbują znaczną część zasad organizmu , wiele w nich jonów sodu (1/3 całkowitych zasobów sodu) potasu itp.

Znaczna część sodu i innych kationów tkanki kostnej może być wymieniona na jony wodorowe.

Przedłużona kwasica może powodować znaczne odwapnienie kośćca i spadek zasobow wapnia w związku z utratą ich z moczem bo związanie przez tk.kostna 9 jonów wodorowych wiąże się z uwolnieniem przez ta tkanke 10 jonów wapniowych.

– utrzymanie prawidłowego stężenie CO2 we krwi

Zmiany ciśnienia parcjalnego CO2 i pH regulują wentylacje płuc za pośrednictwem chemoreceptorów tętniczych i stref chemowrażliwych mózgu.

Wzrost pH – wzrost wentylacji

1. 
   Odzyskiwanie wodorowęglanow
   
2. 
   Wydalanie H+
   

ZMIANY PH PŁYNU MÓZGOWO – RDZENIOWEGO POJAWIAJĄ SIĘ ZNACZNIE SZYBCIEJ PODCZAS ZMIAN PH KRWI WYNIKAJĄCYCH Z ZABURZEŃ WENTYLACJI NIŻ Z ZABURZEŃ METABOLIZMU