Vnitřní prostředí a acidobazická rovnováha 13.12.2004

Vnitřní prostředí Sestává z posuzování složení extracelulární tekutiny z hlediska izohydrie (= optimální koncentrace pH) izoionie (= optimální koncentrace iontů) izoosmolarity (= optimální koncentrace nízkomolekulárních látek)

Koncentrace H+ pH = -log [H+] Normální hodnoty [H+] = 40 nmol/L Pro srovnání s ostatními ionty: [Na+] = 140 mmol/L [HCO3-] = 25 mmol/L

Produkce kyselin v metabolismu Těkavé: 15,000 mmol/den kyseliny uhličité, vyloučena plícemi jako CO2 Netěkavé kyseliny (1 mmol/kg/den) jsou vyloučeny ledvinami nebo dále metabolicky\ zpracovány. Vznikají: oxidací sulfhydrylových skupin až na H2SO4 hydrolýzou fosfoproteinů, fosfolipidů a nukleových kyselin na H3PO4 neúplnou oxidací triglyceridů, sacharidů i bílkovin na organické kyseliny (laktát, ketolátky)

Role pufrů v udržování pH Roztoky látek, schopné uvolňovat či pohlcovat H+, takže změny pH jsou minimální Fyziologické pufry: bikarbonát/kys. uhličitá hemoglobin fosfáty, sulfáty proteiny krevní plazmy

Role pufrů v udržování pH Přidání HCl v množství 5 mmol/l Nepufrovaný systém: pH = 2.3 [H+]=0.005 M pH = 7.0

Role pufrů v udržování pH Přidání HCl v množství 5 mmol/l Pufrovaný systém ( HB H+ + B- ; pKa=7.0) pH = 7.0 pH = 6.82 [HB] = 25 mM [HB] = 30 mM [B-] = 25 mM [B-] = 20 mM

Pufry V extracelulární tekutině bikarbonáty Hb fosfáty, sulfáty, organické kyseliny proteiny krevní plazmy V intracelulární tekutině: pH se velmi liší podle kompartmentu proteiny a fosfáty

Henderson-Hasselbalchova rovnice pH pufru závisí na logaritmu poměru zásady ke kyselině za daného pH je pro každý pufr charakteristický daný poměr těchto složek pH = pKa + log [HA] [A-]

Hemoglobin jako pufr Ve tkáni Hb uvolní O2 a naváže H+ H+ vznikl takto: CO2+H2O HCO3-+H+ Bikarbonát se transportuje z ery výměnou za Cl- V plicích Hb váže O2 a uvolní H+ H+ reaguje s HCO3-: HCO3-+H+  CO2+H2O CO2 se vydýchá, bikarbonát se doplní z plazmy výměnou za Cl-

Hemoglobin jako pufr V pracující tkáni pohlcuje protony a pomáhá zvládat kyselou nálož i produkcí HCO3- V plících naopak protony uvolňuje a ty spolu s HCO3- přispívají k produkci CO2 Výměna HCO3- za Cl- v membráně erytrocytu se nazývá Hamburgerův efekt

Bikarbonátový pufr H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3- Ka = pH = p Ka + log CA H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3- Ka = pH = p Ka + log pH = 6.1 + log [H+][HCO3- ] [CO2] [HCO3- ] [CO2] [HCO3- ] 0.03 x pCO2

Bikarbonátový pufr Otevřený pufrační systém pCO2 je regulován úrovní ventilace [HCO3-] regulován ledvinami

Bikarbonátový pufr Je nejvýkonnější extracelulární pufr Je nejdůležitější pro regulaci ABR, protože tělo umí aktivně měnit koncentraci [HCO3-] i pCO2 Pomocí stavu bikarbonátového pufru klinicky posuzujeme stav acidobáze u pacienta (měření pH, [HCO3-] a pCO2)

Úloha plic v udržování ABR vylučují denně cca 15 molů CO2 vzhledem k dobré rozpustnosti CO2 je jeho koncentrace v alveolech stejná, jako v arteriální krvi pCO2 tedy závisí na úrovni minutové ventilace (počet dechů x dechový objem) zvýšení pCO2 vede ke snížení pH, pokles pCO2 znamená zvýšení pH

Úloha ledvin v udržování ABR Vyrovnávají pH tím, že vylučují [H+] výměnou za Na+ a současně zpětně reabsorbují [HCO3-] v proximálním tubulu vylučují [H+] vazbou na NH3v proximálním tubulu vylučují [H+] v distálním tubulu (protonová pumpa, vazba na fosfáty)

Souhrn pH extracelulární tekutiny je udržováno pufračními systémy na hodnotách 7,35-7,45 pH je určeno vzájemným poměrem pCO2 a [HCO3-] podle H.-H. rovnice pCO2 ovlivňují plíce a [HCO3-] ledviny

Vyšetření stavu ABR tzv. ASTRUP (vyš. dle Astrupa) vyšetřujeme: pH pCO2 pO2 [HCO3-] (AB, SB, BE) nutný odběr arteriální (nebo kapilární) krve, venózní krev se vyšetřuje jen ve speciální indikacích (např. pro stanovení A-V rozdílu)

* spolehlivý (přesný a správný) * rychlý * správně interpretován Výsledek biochemického testu se stává skutečnou informací (zvyšuje míru rozhodování) když je: * adekvátně ordinován * spolehlivý (přesný a správný) * rychlý * správně interpretován

Poruchy ABR Podle úrovně komplikovanosti Základní Smíšené (více poruch ABR ve stejném nebo různém směru) Kombinované (porucha ABR kombinovaná se změnou koncetrací iontů v ECT, příp. ICT)

Základní poruchy ABR Acidóza Alkalóza proces, vedoucí k poklesu pH krve Alkalóza proces, vedoucí ke vzestupu pH krve Respirační poruchy = způsobené změnou pCO2 Metabolické poruchy = zp. změnou [HCO3-]

Základní poruchy ABR Respirační acidóza = pokles pH krve, způsobený vzestupem pCO2 Respirační alkalóza = vzestup pH krve, způsobený poklesem pCO2 Metabolická acidóza = pokles pH krve, způsobený snížením [HCO3-] Metabolická alkalóza = vzestup pH krve, způsobený vzestupem [HCO3-]

Poruchy ABR Podle úrovně kompenzace: Kompenzovaná (pH = 7.34-7.44) Částečně kompenzovaná (pH se odchyluje, ale je zřetelná účast kompenzačních mechanismů) Nekompenzovaná (odchylka pH, není zřetelná účast kompenzačních mechanismů) Dekompenzovaná (výchylka pH se zhoršuje ve srovnání s předchozím vyšetřením) Překompenzovaná (příliš silná nebo rychlá terapie poruch ABR)

Kompenzace poruch Respirační kompenzace metabolických poruch: plíce změní pCO2 tak, aby se vyrovnal poměr k [HCO3-] a pH se opět přiblížilo normě trvá sekundy až minuty Metabolická kompenzace respiračních poruch: ledviny zadrží/vyloučí [HCO3-], tak aby vyrovnaly poměr k pCO2 a pH se opět přiblížilo normě trvá hodiny až dny

Poruchy ABR-směry kompenzace

Ionty v extracelulární tekutině (ECT) Iontové složení ECT úzce souvisí s parametry ABR Změny ABR nejvíce odráží kalemie Anion gap … dále

Anion Gap AG = [Na+ + K+] - [Cl- + HCO3-] Norma: 14 ± 2 mmol/L Hlavní „neměřitelné“ anionty, zahrnuté v AG: albumin fosfáty sulfáty organické anionty Slouží k posouzení příčin metabolické acidozy

Anion Gap METABOLICKÁ ACIDÓZA NORMA Hyperchloremická Vysoký AG AG AG HCO3- HCO3- HCO3- Na+ Na+ Na+ Cl- Cl- Cl-