Endocrinolgia - equilibrio acido-base

TAMPONE BICARBONATO

 Equazione di Henderson-Hasselbalch - +

CO2+H2O H2CO3 HCO3 + H

Ma l’acido carbonico in natura non esiste, non è stabile, perché tende a dare CO2+H2O, quindi

dire CO2+H2O è come dire acido carbonico. - +

Quindi possiamo dire: CO2+H2O HCO3 + H

↑ ↓

Attenzione!! CO2 = pH

REGOLAZIONE DEL TAMPONE BICARBONATO

 La CO2 è regolata dagli scambi ventilatori

 Iperventilazione: emissione esterna di più CO2 e riduzione della concentrazione

quindi ↑ pH (es.

ematica, esercizio fisico) CO2 all’esterno ed aumento della

 Ipoventilazione: emissione di meno

quindi ↓ pH (es.

concnetrazione ematica, pazienti, assunzione sostanze depressive)

+

 Gli ioni bicarbonato sono regolati dal tubulo renale: ogni ione H eliminato

-

nell’ultrafiltrato genera il riassorbimento tubulare di uno ione HCO3 (e utilizzato per

tamponare altra acidità)

MECCANISMI DI RIGENERAZIONE DEL BICARBONATO NEL RENE

 Effettuata nel tubulo prossimale (80-90%) e distale dove avviene la secrezione di H+

 Giornalmente attraverso il glomerulo passano liberamente 4.5 mEq/L di ioni HCO3- 2

 Tutto il bicarbonato filtrato viene riassorbito con meccanismo attivo fino al valore ematico

di 26-28 mEq/L (normale soglia renale del bicarbonato). Quando vengono usati

bicarbonati per tamponare l’acidità, c’è una ↓ di concentrazione.

RUOLO DELL’ANIDRASI CARBONICA Per ogni ione idrogeno secreto nel lume

tubulare, uno ione bicarbonato viene

riassorbito nel plasma

L’anidrasi carbonica è un enzima che

favorisce la reazione, grazie alla quale si

forma CO2 e H2O.

Questa è una cellula epiteliale, che è

orientata: la sua zona apicale (testa) che

guarda dentro al tubulo renale, e la parte

baso-laterale che si riversa nel sangue.

Questo è importante perché ci sono proteine

canali presenti solo sulla parte apicale della

cellula e non sulla base, perché servono per

regolare questi canali ionici.

consuma energia, è il “motore” delle cellule epiteliali.

Pompa sodio-potassio ATP-asi,

(Alterazione pompe = alterazioni potassio!)

ALTRI SISTEMI TAMPONE URINARI

 Se i bicarbonati urinari non sono sufficienti a tamponare gli H+ entrano in gioco altri sistemi

tampone urinari

 In condizioni normali la velocità di secrezione tubulare degli H+ è di circa 4400 mEq/die

(4320 mEq/die di HCO3- sono presenti nel tubulo e 80 mEq vengono tamponati da altri

sistemi tampone):

 Sistema dei fosfato-ioni e produzione di H2PO4-

dall’ammoniaca prodotta nelle

 Formazione di ioni ammonio cellule tubulari dal

metabolsimo della glutammina

4400 equivalenti acidi devono essere tamponati da 4400 mEq base. Di questi 4400 mEq,

4320 di bicarbonato, i restanti 80 mEq utilizza altri sistemi:

o fosfato, che funziona come prima acido+sale

a partire dall’ammoniaca NH3+. E’ prodotta per tamponare

o ioni ammonio NH4+,

l’acidità nelle urine.

REGOLAZIONE DELLA CONCENTRAZIONE DI BICARBONATI NEL RENE

rispetto ad H+ nell’urina (alcalosi 

 Quando si ha un eccesso di HCO3- metabolica si

differenzia da tutto ciò che è respiratorio) gli HCO3- in eccesso non possono essere

riassorbiti e vengono escreti (compensazione dell’alcalosi)

Se ↑ il bicarbonato, l’organismo compenserebbe con ↑

Avremo quindi pH basico (7.5, 7.6 max).

CO2 (ipoventilazione). Di solito l’alcalosi metabolica è causata da farmaci, quindi basta

sospenderli. 3

 Quando si ha un eccesso di H+ rispetto ad HCO3- (acidosi), HCO3- viene

e gli H+ in eccesso passano nell’urina, dove sono tamponati

completamente riassorbito

da fosfato ed ammoniaca ed escreti in forma di sali (compensazione dell’acidosi)

Il pH può scendere in modo significativo. Può capitare per ↓ bicarbonati (acidosi metabolica), o per

↑ CO2 (acidosi respiratoria)

SISTEMA DEL TAMPONE FOSFATO

SISTEMA DEL TAMPONE AMMONIO

L’ammoniaca è un meccanismo diverso in base a dove avviene:

fornisce l’ammoniaca, l’H+ forma lo ione

- Nel tubulo prossimale la glutammina con

ammonio e passa nel lume con uno scambio con il sodio. Il sodio è importantissimo nel

rene per questi scambi.

l’ammoniaca è prodotta dal metabolismo degli AA, con l’H+ forma lo

- Nel tubulo distale il pH, l’acidità.

ione ammonio, passa nel lume e tampona

DISTURBI DELL’EQUILIBRIO ACIDO-BASE

Acidosi: riduzione del pH ematico che può essere o non essere (acidemia) compensata dai

meccanismi di regolazione dell’eliminazione di CO2

 Origine respiratoria riduzione 4

 Origine metabolica: aumento produzione di acidi (acidi non volatili=non CO2),

difetti di rigenerazione bicarbonati (insufficienza renale grave), disturbo metabolico,

attività fisica ma in questo caso viene tamponata prontamente

Se è di tipo respiratorio può essere compensata dal rene. Se la persona per esempio ha una

ipoventilazione e quindi aumenta la CO2, il rene con i suoi tempi (ore-giorni) tenderà a eliminare

meno bicarbonati possibile e aumentarne la concentrazione per tamponare l’acidosi, così che il pH

si rinormalizzi (pH=7.4). In un acidosi da ipoventilazione non compensata (acidemia) potremmo

avere un pH basso (es. 7.1) il bicarbonato normale (22-23 mEq), la CO2 alta (60-70). Se ha una

funzione renale buona dopo qualche giorno vedremmo salire i bicarbonati (40 mEq), il pH che si

rinormalizza. !! ATTENZIONE !! L’acidosi se prolungata è MORTALE!

Può essere dovuta ad assunzione di farmaci / sostanze anche a scopo suicida.

Alcalosi: aumento del pH ematico che può essere o non essere (alcalemia) compensata dai

meccanismi di regolazione

Origine respiratoria (aumento dell’eliminazione di CO2

 = iperventilazione, crisi

d’ansia)

 Origine metabolica (aumento del carico alcalino)

La compensazione per via respiratoria è mano efficace, perché l’ipoventilazione è difficile a meno

non ci siano dietro patologie respiratorie. L’iperventilazione (da ansia, da pianto nei bambini)

che

può portare a sincope! Di solito si fa respirare la persona nel sacchetto, per mantenere la CO2 a

regime.

L’alcalosi metabolica capita quando il bicarbonato aumenta per vari motivi (farmacologici,

assunzione a scopo suicida, ..)

VALUTAZIONE DELL’EQUILIBRIO ACIDO-BASE (EMOGASANALISI)

Valutazione di tre parametri mediante emogasanalisi arteriosa o venosa:

 pH (7.35-7.45)

 PCO2 (40 mm Hg)

 [HCO3-] (25 mmol/L)

Definizioni dei seguenti quadri

- Acidosi = pH <7.35

o respiratoria acuta o

cronica (compensata)

o metabolica

- Alcalosi = pH >7.45

o respiratoria acuta o

cronica (compensata)

o metabolica

DIAGRAMMA PER L’

INTERPRETAZIONE

DEI PARAMETRI

EMOGASANALITICI 5

CONSEGUENZE DELL’ACIDOSI

 Sistema nervoso

 Riduzione dello stato di coscienza (varie fasi dalla sonnolenza fino al coma)

 Cuore

 Effetto inotropo negativo (riduce la contrattilità, forza con cui il muscolo cardiaco si

contrae) con conseguente aumento della frequenza cardiaca

 Circolazione

 Vasodilatazione cerebrale (per aumentare la perfusione cerebrale)

 Venocostrizione periferica (porta a pallore cutaneo) con centralizzazione

dell’afflusso ematico a cuore e vene intratoraciche

 Respiratorio

Stimola l’aumento della ventilazione

 (per produrre CO2)

 Rene

 Aumenta secrezione ioni H+ (perché prodotti in eccesso), aumenta produzione di

NH3 tubulare (come tampone accessorio)

 Ossa L’osso è

 Scambio idrogeno-calcio tissutale con riduzione del calcio ed osteopatia.

un deposito di ioni Calcio, che sono carichi +. Se ci sono tanti H+, si attaccano

all’osso che cede in cambio Ca+. Così però si impoverisce di Ca+ a lungo andare, e

porta ad osteoporosi.

 Iperpotassiemia + + +

 da scambio H -K nelle cellule e depauperamento di K per aumentata escrezione

Perché l’H+ viene scambiato

renale. dalle cellule con lo ione K+, che è

maggiormente contenuto dentro le cellule. Quindi K+ esce dalle cellule, e H+

aumenta. Nei pazienti si troverà quindi K+ elevato, ma non si tratta perché si sa

essere conseguenza dell’acidosi. Se anche abbassassimo il K+, quando poi

correggiamo l’acidosi rischiamo che il K+ finisca per essere troppo basso.

Attenzione, iperpotassemia può portare ad aritmie!! L’acidosi

 Inibizione della glicolisi per ridurre la produzione di lattato. rallenta il

non aumentare ancora l’acidità.

metabolismo energetico, per

Elevata concentrazione di acido lattico può essere dovuta a uno stato di shock, quindi

un’alterazione della perfusione dei tessuti che garantisca un metabolismo di tipo aerobico:

o Shock cardiaco per emorragia ↓ prex



o Shock anafilattico (vasodilatazione massiva) ↓ prex



o Shock settico (infezione batterica, vasodilatazione)

…

o

La concentrazione di acido lattico è un marcatore di questo tipo di condizioni patologiche. Il

 

pz va in rianimazione! Se emorragia trasfusione, se shock anafilattico vasocostrittori



(adrenalina, noradrenalina, ..), se shock settico terapia antibiotica intensa +

vasocostrittori per mantenere prex adeguata.

 Leucocitosi neutrofila. Risposta anche verso evt altre condizioni patologiche

potenzialmente concomitanti.

CONSEGUENZE DELL’ALCALOSI

 Sistema nervoso

 Ipereccitabilità neuromuscolare fino alla tetania (contrazione mm estensori)

 Può scatenare crisi epilettiche (abbassa la soglia di eccitabilità dei neuroni) 6

 Sistema circolatorio

 Vasocostringe soprattutto circolazione cerebrale

 Respiratorio

 Modesti effetti in caso di alcalosi metabolica (il polmone deve ipoventilare, cosa che

però succede poco perché se no non manterrebbe sufficiente ossigenazione)

 Rene

 Ridotta eliminazione di H+ (pH urinario quasi neutro, mentre fisiologicamente

≈ 5, perché il rene non elimina gli acidi che servono a tamponare)

sarebbe

 Ridotta escrezione di NH3 (perché si riducono quei meccanismi di tamponamento

dell’acidità per cercare di abbassare il pH)

 Ipopotassiemia

 Da aumentata escrezione renale di potassio (ioni K+ tendono ad entrare nella

cellula in scambio con ioni H+ escono dalla cellula)

Aumenta la glicolisi con aumento dell’acido lattico

 (per tamponamento)

 Emoglobina

 Ridotta cessione di ossigeno ai tessuti

Alcalosi di tipo me