Acidobazická rovnováha • Základní falaa - onakoväní • Ftoriiiiacft A-h rovnovany • Patofyziologie nej významnějších poruch Kyseliny vs. báze o definice: Bronsted-Lowry (1 923) o normálni A: Ľ pomer - n síla je definována jako tendence odevzdat (popř. přijmout) hydrogonovy iont do (7) rozpouštědla (tj. vody v biologických systémoch) Kyselina: H+ donor Báze: H+ akceptor __' m o pH je nepřímým ukazatelem [H+] o pH = -log [H+] E Hydrogonovó ionty (tj. protony) neexistují v roztoku volnB ale jsou vázány s okolními molekulami vody vodíkovými vazbami (HoO1 )l n Í[H+] o faktor 2 způsobuje i pH o 0.3 á ^ pH 7.40 ~ 40 nmol/l pH 7.00 ~ 100 nmol/l pH 7.36 ~ 44 nmol/l pH 7.44 ~ 36 nmol/l neutrální vs. normálni pH plazmy ■.....7 A j / U* i dd\ s rinrniiilni n pH 7.0 h> neutrálni ale fatálni!!! I1! lil" |l I IH IHK (JUlCVIŤO i o i h1 i v nmoi/i, ik1, Na1, uľ, hľu,/| v mmoi/i; pre^P je | H1 | zásadní: n pH má efekt na funkni proteinu b vodíkové vazby 3-L) mmklura lunkue n všechny známé nízkomolekulární a ve vodě rozpustné sloučeniny jsou téměř kompletně ionizovány při neutrálním t pH-dependentní ionizace (tj. náboj) slouží jako účinný mechanismus intracelulárního zadržení ionizovaných látek v cytoplazmě a ^rnanelácn^ n výjimky: i makromolekuly (proteiny) E většinou nesou náboj, zadrženy díky velikosti nebo hydrofobicitě Ip lipidy E ty Moro zůstávají intracc-lularně jsou vazany na proteiny 11 odpadní produkty E je cílem se jich zbavit pH je neustále "narušováno" metabolismem METABOLISMUS kontinuální produkce kyselin zanaerobní glykolýza, ketogeneze,: . . . ' . , aminokyseliny, nukleotidy kompletni oxidace _:_ __ =glukózy a mastných kys.= B_ / "fixní" kyseliny » laktát, fosfát, sulfát, acetoacetát, "volatilní" kyseliny b-hydroxybutyrát, (resp. jejich C02 (resp. H2C03) kyseliny) 12,000 - 24,000 mmol/den > > > > > 70 - 100 mmol/den PUFRY 5% rozpuštěný 5% rozpuštěný 80% C02+ H20 —(CA) ^ H2C03 -» H+ + HC03 10% C02 (karbamino)-Hb -1 [H»] = 24 x (pC02 / [HC03]) H+ EXKRECE pC02 -> centr, a perif. chemoreceptory proximální tubulus - reabsorpce bikarbonátu -» resp. centrum (medula obl.) -» resp. svaly distální tubulus - sekrece H* Pco2 = vC02 / VA €3 Celkové C02: = [HCO3] + [H2C03] + [karbamino C02] + [rozpuštěný C02] Poruchy ABR o Poruchy bilance mezi příjmem a výdejem C02 vedou k respiračním poruchám ABR respirační acidóza respirační alkalóza o Poruchy bilance mezi tvorbou a vylučováním silných kyselin vedou k metabolickým poruchám ABR metabolická acidóza metabolická alkalóza Rozlišovat: acidóza / alkalóza - patofyziologický proces acidémie / alkalémie - momentální hodnota pH v plazmě Pufry o extracelulární o intracelulární n kys. uhličitá / bikarbonát (H2C03/ HCO3) Henderson-Hasselbachova rovnice: pH = 6.1 + log([HC03] / 0.03 pC02) n proteiny n kys. fosforečná / (di)hydrogenfosfát (H3PO4/ H2P04- + HPO42 ) hemoglobin Heme Heme Pufry o V extracelulární tekutině: L bikarbonáty > i iii 1 t fosfáty, sulfáty, organické kyseliny \ prntniny krnvni plnzrny o V intracelulární tekutině: pil so vonní nsi nonio k o i n p ŕ i r i m c > n 111 L proteiny a fosfáty Henderson-Hasselbalchova rovnice o pH pufru závisí na logaritmu pomeru d za nanonn pi-i |f pin U/putr M ruiŕirŕiKiHi isiK.hy fl.'iny pnmnr mr-t^^ nl070K pil - pK, i Ion I'"1 1 |HA| M Hemoglobin jako pufr o Ve tkáni Hb uvolní 02 a o V plicích Hb váže 02 a naváže H1 uvolní H1 o H1 vznikl takto: o H1 reaguje s HCO. : i (;(),,+ h„( )-> HU ),, + H ■ l im + H ■ ^ ()() + H..() o Bikarbonat se o CÚľ se vydýcha, transportuje z ery bikarbonát se doplní z\ výmenou za Gľ plazmy výmenou za Ü Hemoglobin a oxyhemoglobin mají charakter kyselin, oxyhemoglobin je však silnější kyselinUll Hemoglobin jako pufr i W p ľ "i ci ničí Tk.Tni pnhlrii|o piuluny m pomáhá zvládat kyselou nálož i produkcí nm, i V plH.irh nanpnh iniilony uvulnii|P a Ti s|mtln s H( A ),, pi i*«|>iw,i|i h |n uiliiľi.i < it > ] ľ Vvmpna m'.u„ 7.q (;ľ v mpmnr^ erytrocytu se nazývá Hamburgerov efekt Bikarbonátový pufr CA H.O i CO.. II IT H1 i Hm K,= [H*][HCOs ] [C02] nu - p K [HC03- ] i [COJ _ [HC03-] 6-1 + '°8 0.03 x pCO. Bikarbonátový pufr o Otevřený pufracní systém t pC02 je regulován úrovní ventilace t [HC03] regulován edvinami PnkSckv uptna rt*Mrt« blkjrt miá co2 j H,0 60mmol/24hod HC H2C03 TA+NH4 H 0000mmol/24hod Hmmol/24hod Ů11 abollcka 1* ort. CO. Ma*Wnki ft 2C02 + 2H20 r '-V/ , 7.0 Closed system: pH6.93 Open system: pH7.36 Bikarbonátový pufr r .IR nai vyknnnrisi RXTranRliilarni piitr r .Ir rmjni"iiP7iTC|m |n<> ihi|mUm üKh prm().-. i i p no, i ifrmoni stavu hikamonnTovahn nuTrn kliim.ky pomi7ii|^nm M.m .iciHnh^?» m Pfif'irnl i f.......n pi i, 11 u ;\ )■, | ,i pi 'i \1 ■■ v rovnováze s plazmou vysoká pufrovací kapacita i hemoglobin - hlavní pufr pro C02 exkrece C02 alveolárni ventilací: minimálně 12,000 mmoi/df^ reabsorpce filtrovaného bikarbonátu: 4,000 až b.uuu mmol/den ii exkrece Tixnich Kyselin (amont a príslušný ll+): cca 1 00 m mol/den n CÚ.J produkce kompleiní oxidací subsiráiu H 20% celkové denní produkce n metabolismus organických kyselin H laktát, ketony a aminokyseliny n n i e i a b o I i s n i u s amoniaku ip přeměna NH4+ na ureu spotřebovává HC03" fi produkce plazmatických proteinu H zejm. albumin (viz anion gap) n kostní anorganická matrix - krystaly hydroxyapalilu (Ca1()(PO;1)(i(OH),] ji příjem 11+ výměnou za Ca2+, Na+ a K+ ji při dlouhodobé acidóze (např. urémie, RTA) uvolňování H CO. , CO. a H PO/ m E resorpce kosti ale součást patogeneze poruchy, ne kompenzační mechanizmus ABRM! 1 línímu. oni A-i; r+m+H-m Arteriální krev (interval) řihy - Smíšená žilní krev (interval) pH 7.40 7.35-7.45 pH 7.33-7.43 [H + ] 40 nmol/l 36 - 44 paC02 40 mmHg 5.3kPa 35 - 45 5.1 - 5.5 pC02 41 - 51 [HC03] 25 mmol/l 22 - 26 [HCO3-] 24 - 28 BE ±2 BE AG 12 mEq/l 10-14 Saturace 95 % 80 - 95 Saturace 70 - 75 po2 95 mmHg 80 - 95 p02 35 - 49 ľi H Mi II, A Un iwibéé^ék^ n řahriorrriťilni Kl;av vodouci k poklesu rosp. vzrušil c'arlormlniho pH I i pŕeď tím než s uplatni sekundárni Kompenzacni TaKtory n i70iovnrm vs smisBrm A H poruchy ii ľonirli, i .....loiinoviiiiy |mmII<■ |i |n h i h lllll m pi i i rr M wAcidemia: arteriální pH<7.36 (i.e. [H+]>44 nM) Alkalemia: arteriální pH>7.44 (i.e. [H+]<36 nM) n l'ľimnuii pomchn > pulty > kompnnznlg o RespiračřTT = n nhnnrmňlni prnnns vedoucí ke /měně pH v dúsieďKu primární změny pCQ2 i acidóza m HikfdiózHi n putrnvňni H především intracelulární proteiny n kompenzace jp hyperventilace E zpravidla omezená, byla ^Příčinou poruchy = renální I o Metabolické i n nhnnrmňlni prnnns vedoucí ke /měně pH v dúsieďKu primární změny ......,1 i acidóza m HikfdiózHi n putrnvňni H především bikarbonátový systém n kompenzace jp hyperventilace 11 renální 1 I tnqpirnrni ncido/rl o ipH v důsledku rPaCOpBlO rnrriH^^ hyporkapmo n akulni (IpH) n chronická (IpH nebo normální pH) i r en á lni Koni penz ace - reienoe HGuH (3 - 4 dny) u priem y: n pokles alveolárni venlilace n (zvýš. koncentrace C02 ve vdechovaném vzduchu) n (zvýšena produkce GQ2) paC02 = VC02/ VA I tnqpirnrni ncido/i naprostá většina případů RA je důsledkem poklesu alveolárni ventilace !!!! n porucha se muže vyskytnout na jakékoliv úrovni! kontrolního mechanizmu respirace _ \ ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^_£ ^ Vzrůst arteriálního pC02 je normálně velmi silným stimulem ventilace takže respirační acidóza se v případě, že regulace není porušena, rychle upraví kompenzatorní hyperventilací O o stupeň hypoxémie koresponduje s mírou alveolami hypnv/RriTilar.tt I n 7vyRnni %0? vn vrinrhnvnnňm V7riiir:hii iiprnvi poii7e "čistou hypoventilaci" !!! Nedostatečná alveolárni ventilace o Centrální (CNS) příčiny ideprese resp, centra opiáfyji isflriativy, a n estét i lpi |(JNS trauma, infarkt, hemoragie inebo turret n hypoventijace při obesitě (Pickwickuv syndrom) cervikální trauma nebo léza C4 a výše n poliomyelitis n tetanus i srdeční zástava s cerebrální hypoxií o Nervové a muskulární poruchy Guillain-Barre syndrom n myasthenia gravis myorelaxnci toxíny (organofosfáty, hadí jed) myopatie o Plieni onemocnění a hrudní defe^^ n akulni íxji'L) trauma hrudníku - kontuze, hemothorax n pneumothorax n diafragmatická paralýza plieni edém n adult respiratory distress syndrome n reštrikční choroba plic aspirace o Nemoci dýchacích cest n laryngospasmus n bronchospasmus / astma o Zovní faktory nedostatečná mechanická ventilace Hnqpirnrni acidozri - kompenzace o Akutní - především puTrovánim! n cca 99% pufrová^ intracelulárně H proteiny (vč. hemoglobinu) a fosfáty jsou nej důležitější pru UUn ale jep^ koncentrace je nízká v poměru k množství C02 které je potřeba pufrovat ibikarbonátový sysťeffF nemůže pufrovat "sám sobo" u HA o Líekuviia komperizaiorní hyporvontiiaci zpravidla omezena o Chronická - renální kompenzace n n 1* r ot o n cg H CQ?, m ax i m um za ;j az 4 dip T paOcX -» TpOQ2 v prox. Hl dist. tubulu H TH+ sekrece do lumen: i T HC03 produkce (tj. plazma 11 l(X).,| vzroste) m i T Na+ reabsorpce výměnou za H1 I i T NH4+ produkce a sekrece k "pufrování" H1 v tubulárním lumen, ren^rierar:e IIC^Q^ Metabolická acidóza o o ipH v důsledku ÍHC03 paTofyzioloqicky: n n í fixních [H+] - vysoký anion gap I absolutní 7trata nebo i roabsorpco HCA" -normální anion gap AG = [Na+] - [Cľ] - [HCO3] Anion Gap („aniontové okénko") I AG |N,r i IC I - I Cl i HCX)„ I i Norma1 ii mmnl/1 i- Hlavni „riRmoriTRiriR" Hninmy, 7ahmiiTM \| AG l albumin l loslaly l sullaly l organické anionly l Slouží k posouzení příčin metabolické ........ Metabolická acidóza - klasifikace vysoký anion gap ag H CO, Cľ fyziologická situace ag H CO, Cľ normální anion gap ag H CO, Cľ o ketoacidóza W o laktátová acidóza o renální selhán^^ o toxíny o renální tubulární acidóza o ztráta HCOu v Gl I Etiologie metabolické acidózy o Vysoký AG n ketoaciclcva diabetes alkoholismus i hladovění n lakŤátová acidóza |1 typ A - porucha pertuze 11 typ B - terapie diabetu biguanidy n renaln i selhán i H akutní Hl chronické - urémie n intoxikanfi ethylenglykol 1 mothanol o Normálni AG 11 (hy perch lor em ická) n mnálni |1 renální tubulární acidóza n Gl I Ip průjem H onloroslomio H drenáž pankreati^t^ slávy nebo /liri^ iji fistula tenk. střeva Hťvim lypy i\/ia Kntnnr.idhB u základni poruchy n zvýšená lipolýza v tukové tkáni - mobilizace MK n zvýšená produkce ketolátek z acetyl CoA (lipolýza TG) v játrech (3-hydroxybutyrát, acetoacetát, m ip jejich vzájemný poměr závisí na poměru NADH/NAD+ u regulačné |e to důsledek n i inzulin/glukagon n T katecholaminy, T glukokortikoidy o ( I) Dinhntickň hyperqlykemle i precipitující faktory (stress, infekce)j H lipolýza (inzulín, katecholaminy) - MK - dysregulace metabolismu MK v játrech (inzulín, glukagon) - Toxidace MK - T acetyl CoA -ketogeneze n klin. projevy jsou důsledkem hyperglykemie a ketoacidózy u (2) Alkoholická n typickyvchron. alkoholik několik dní po posledním excesu, hladověj ící E metabolizace etanolu na acetaldehyd a acetát spotřebovává nad+ E inhibice glukoneogeneze, favorizuje ketogenezu o (3) Hladovění Hťvim lypy i\/ia inktritnvri aoid07a o za normálních okolností veškerý laktát recykluje !! n pyruvät - kompletní oxidace n glukoneogene/e (Rů% jaira, 30% ledvina) n reualuí práh (bmmol/1) za norrn. okoluosií zajisiuje kom pint n i rnnhsnrhni o laktátová acidóza n zvýšená produkce |1 fyzická námaha, křečové stavy E jaterní metabolismus je tak efektivní, že tyto stavy samy o sobě nevedou k dlouhodobější acidóze n porucha motabolizaco laktátu ji typ A = hypoxickái E šok (hypovolemický, distribuční, kardiogenní), hypotenze, anemie, srd. selhání, jaterní selhání, malignity, ...nejčastěji kombinace !!! ip typ B = inhibice kompl. metabolismu E nejč. léky - biguanidy (inhibice ox. fosforylace v mitochodndriích) ^ftaerobní prah (/avislosi výkonu na pla/m. kone, lakia^^ Metabolická alkalóza o Príčinou ie negativní bilance silných kyselin v extracelulární tekutine: - Zvýšení prísunu HCÚ./ - Snížení prísunu H+ iontu do extracelulární tekutiny (pn zvracení) => hypochloremická metabolická alkaldU Respirační alkalóza o Příčinou je deplece oxidu uhličitého projevující se hypokapnií (snížením tenze ĽUn) v arterialní krvi! - hyperventilace při UHV I - dráždění dechového centra * psychogenní, nervové vlivy (hysterie, farmaka...) A hypoxemie (srdeční vady s H-L zkraty, výšková nemoc) o http://el.lf1 .cuni.cz/p25833939/