Acidobazická rovnováha a její poruchy Pavla Balínová Obrázek byl převzat z http://www.mfi.ku.dk/ppaulev/chapter17/Chapter%2017.htm

Opakování definic Kyselina (HA) Acidóza (acidémie) Báze (B-) Alkalóza (alkalémie) Pufr pH = pK + log cs / cA

Koncentrace protonů a pH Koncentrace [H+] v krvi je udržována pomocí plic, ledvin a jater okolo 40 nM → pH = - log (40 x 10-9 mol/l) = 7,4 Fyziologické rozmezí hodnot pH v krvi je 7,35 - 7,45. Obrázek byl převzat z http://www.mfi.ku.dk/ppaulev/chapter17/Chapter%2017.htm

Produkce kyselin v organismu ● CO2 → H2CO3 („těkavá“ kyselina), denní produkce až 24 mol. ● Netěkavé kyseliny: a) Organické kyseliny jsou kontinuálně produkovány jako vedlejší produkty metabolismu: - anaerobní glykolýza ve svalech a v ery → kys. mléčná → laktát + H+ - ketogeneze → kys. acetoctová → acetacetát + H+ → kys.β-hydroxybutyrová→ β-hydroxybutyrát + H+ lipolýza → TAG → 3 FA + glycerol + 3 H+ - syntéza urey v játrech: CO2 + 2 NH4 → urea + H2O + 2 H+ b) Anorganické kyseliny: vylučovány ledvinami H2SO4 → HSO4- + H+ H3PO4 → HPO42- + 2 H+

Protonkonsumpční reakce = reakce „požírající“ protony glukoneogeneze: 2 laktát + 2 H+ → Glc oxidace neutrálních AA, Glu a Asp

Organismus udržuje fyziologické pH extracelulární tekutiny (ECT) pomocí pufrů Bikarbonátový pufr HCO3- / CO2 (53%) Hemoglobin (Hb) – v ery (35%) Plazmatické proteiny (albumin) (7%) Fosfátový pufr HPO42- / H2PO4- (3%) Pufrační systémy v moči jsou NH3 / NH4+ a fosfáty. Okolo 30 mmol NH4+ je denně vylučováno močí, ale exkrece amoniaku je regulována během poruch ABR.

HCO3-/CO2 je efektivní otevřený pufrační systém HCO3- a CO2 se vyskytují v poměru 20 : 1. Rozpuštěný CO2 v plazmě je konstantně vyměňován s CO2 v plynné fázi v plicních alveolech. Henderson-Hasselbachova rovnice pro HCO3-/CO2 systém: pH = pK + log [HCO3-] / [H2CO3] ↓ pH = pK + log [HCO3-] / pCO2 x α pH = 6,1 + log 24 / 40 x 0,03 pH = 6,1 + log 20 pH = 6,1 + 1,3 = 7,4 Převod: 1 kPa = 7,5 mmHg

Vylučování CO2 (pCO2) je kontrolováno plicemi (respirační systém). ↑ ventilace → ↓ pCO2 → alkalizace ↓ ventilace → ↑ pCO2 → acidifikace Vylučování HCO3- je zajišťováno ledvinami. Játra: CO2 + 2 NH4 → urea + 2 H+ + H2O NH4+ + Glu → Gln + H2O

Laboratorní analýza stavu ABR Stanovení pH, HCO3-, pCO2, pO2 a BE Stanovení koncentrace kationtů (Na+, K+, Ca2+, Mg2+), koncentrace aniontů (Cl-, laktát) a metabolitů (urea, kreatinin, ketolátky) Normální hodnoty: HCO3- = 22 – 26 mmol/l BE = od – 2,5 do + 2,5 mmol/l BE (base excess) = přebytek bazí (kladná hodnota) - definován jako množství kyseliny, kterou je třeba přidat do krve, aby bylo dosaženo pH 7,4 při pCO2 = 40 mmHg BD (base deficit) = nedostatek bazí (záporná hodnota)

Stanovení dle Astrupa je založeno na přímém měření pH, pCO2, pO2 v krvi Normální hodnoty v arteriální krvi: pH = 7,35 – 7,45 pCO2 = 4,8 – 5,8 kPa pO2 = 9,8 – 14,2 kPa Koncentrace HCO3- a BE jsou vypočítány z naměřených hodnot softwarem v automatickém přístroji.

Přístroj na „Astrupa“ skleněná elektroda – pH membránová elektroda – pCO2 Clarkova kyslíková elektroda – pO2

Anion gap (AG) AG představuje sumu koncentrací plazmatických aniontů, které nejsou měřeny rutinně (albumin, fosfáty, sulfáty, organické anionty). AG = (Na+ + K+) – (HCO3- + Cl-) Normální hodnoty: 16 – 20 mmol/l AG je vypočítávána hlavně při metabolické acidóze kvůli posouzení příčiny této poruchy ABR.

Poruchy ABR ACIDÓZA respirační metabolická ALKALÓZA respirační metabolická

Kompenzace poruch ABR Korekce poruch ABR Metabolická porucha je kompenzována respiračně a naopak Korekce poruch ABR Metabolická porucha je korigována metabolicky

Respirační acidóza (RAc) Hypoventilace je asociována s narušenou schopností eliminovat CO2 → ↑ pCO2 (hyperkapnie) → akumulovaný CO2 snižuje pH arteriální krve. Příčiny: obstrukce dýchacích cest nervosvalové postižení dýchacích svalů poranění hrudníku a bránice poškození CNS (tumory, degenerativní choroby) deprese dýchacího centra (narkotika, barbituráty) Kompenzace: ↑ reabsorpce HCO3- v proximálním tubulu ledvin → sekrece H+ do moči

Respirační alkalóza (RAl) Hyperventilace → ↓ pCO2 v alveolech a plazmě (hypokapnie) → ↑ pH plazmy Příčiny: poranění CNS hyperventilace z psychických důvodů (úzkost, hysterie) prudký výstup do větších nadmořských výšek otrava salicyláty infekce CNS Kompenzace: renální exkrece HCO3- → ↓ pH plazmy směrem k normálu

Metabolická acidóza (MAc) ● MAc je způsobena akumulací kyselin v ECT ● pozitivní BD, je nutno vždy spočítat AG Příčiny: hypoxie → laktátová acidóza (bezvědomí, astma,...) nadprodukce ketolátek → ketoacidóza (DM, hladovění) předávkování salicyláty požití methanolu nebo ethylenglykolu těžký průjem (ztráty HCO3- a K+) Kompenzace: 1. krok: pufrování přebytku H+ pomocí HCO3- 2. krok: respirační kompenzace hyperventilací (Kussmaulovo dýchání s apnoickými pauzami) 3. krok: renální korekce → ↑ exkrece H+ močí

Metabolická alkalóza (MAl) MAl je způsobena primární akumulací bazí v ECT nebo ztrátou kyselin Příčiny: požití alkalizujících léčiv (např. NaHCO3 v infúzi nebo jako antacidum) prodloužené zvracení → ztráta H+ únik kyselin močí při terapii diuretiky (+ ztráta K+) Kompenzace: 1. krok: pufrování přebytku HCO3- 2. krok: respirační kompenzace hypoventilací → ↑ pCO2 v alveolech a v arteriální krvi 3. krok: renální korekce: ↑ exkrece HCO3- močí

Kazuistika č. 1 Mladý muž byl zraněn na hrudníku při automobilové nehodě. Byl připojen na ventilaci a byla odebrána krev pro vyšetření dle Astrupa. plazma naměřené hodnoty HCO3- 25 mmol/l Astrup pH 7,24 pCO2 60 mmHg = 8 kPa pO2 60 mmHg = 8 kPa Typ poruchy ABR ??

Řešení kazuistiky č. 1 Respirační acidóza (RAc) bez kompenzace. Hypoventilace v důsledku zranění na hrudníku → ↑ pCO2 v arteriální krvi.

Kazuistika č. 2 45-letý muž byl přijat do nemocnice, protože trpěl úporným zvracením již 2 dny. Již dříve trpěl dyspepsií. Vyšetření odhalilo dehydrataci a mělké dýchání. plazma naměřené hodnoty K+ 2,8 mmol/L HCO3- 45 mmol/L urea 34 mmol/L Astrup pH 7,56 pCO2 54 mmHg = 7,2 kPa Typ poruchy ABR ??

Řešení kazuistiky č. 2 Metabolická alkalóza (MAl) je důsledkem úporného zvracení → ztráta H+ a dehydratace. Vysoká koncentrace urey v plazmě indikuje dehydrataci a malé množství vylučované moče. Respirační kompenzace již začala (hypoventilace) → ↑ pCO2. Nižší koncentrace K+ indikuje alkalémii.

Kazuistika č.3 23-letý automechanik byl přijat do nemocnice po 12 hodinách, kdy se omylem napil nemrznoucí směsi. Byla mu podána infúze s NaHCO3 (400 mmol), avšak bez znatelného výsledku. Poté byl pacient připojen na dialýzu, ale upadl do šoku a zemřel 12 hodin po přijetí. plazma po příjmu při dialýze po 4 hodinách Na+ 137 mmol/l 145 mmol/l K+ 5,4 mmol/l 4,9 mmol/l Cl- 95 mmol/l 87 mmol/l HCO3- 4 mmol/l 5 mmol/l Glc 2,5 mmol/l Astrup pH 6,95 7,05 7,29 pCO2 15 mmHg 16 mmHg 25 mmHg = 3,33 kPa Typ poruchy ABR ??

Řešení kazuistiky č.3 Metabolická acidóza (MAc) je způsobena otravou ethylenglykolem → oxidace na kyselinu šťavelovou. AG činí 43,4 mmol/l. Po 12 hodinách nastala respirační kompenzace → hyperventilace → ↓ pCO2. Ovšem nastalo selhání ledvin v důsledku poškození ledvin oxaláty.

Kazuistika č. 4 Mladá žena byla přijata do nemocnice po 8 hodinách, kdy se předávkovala Aspirinem. plazma naměřené hodnoty HCO3- 12 mmol/L Astrup pH 7,53 pCO2 15 mmHg = 2 kPa Typ poruchy ABR ??

Řešení kazuistiky č. 4 Respirační alkalóza (RAl) je důsledkem otravy salicyláty. pCO2 je velmi nízký, neboť pacientka hyperventiluje. Nastala renální kompenzace → exkrece HCO3- močí.