Echilibrul acido-bazic si pH-ul corpului

Mentinerea unei balante acido-bazice stabile este un factor esential in homeostazia mediului intern.pH-ul este logaritm negativ in baza zece a concentratiei de ioni de hidrogen (protoni) masurata in moli/L. Concentratia de protoni este de 40 nmoli/l. Intre aiciditate si pH exista o relatie de inversa proportionalitate astfel, in timp ce aciditatea creste, pH-ul scade (si invers) datorita semnului schimbat. Atunci cand pH-ul variaza cu 0,3 unitati (de la 7,4 la 7,1) - ceea ce ar putea parea putin - concentratia ionilor de hidrogen se dubleaza (de la 40 de nanomoli la 80 de nanomoli/l): deci este o falsa impresie ca organismul mentine un control foarte strans al concentratiei de protoni.pH-ul arterial normaleste de7,4 (7,35-7,45), iarvalorile de sub 7 sau peste 7,8 nu sunt compatibile cu viata.pH-ul intracelulareste un pHneutrusi are valoarea de6,8. Explicatia pentru aceasta valoare mai scazuta este ca la temperatura corpului apa este ionizata.pH-ul neutrueste acela in care exista un numar egali de protoni si de ioni hidroxid.Orice acid (substanta care poate ceda ioni de hidrogen) se afla in echilibru intre forma disociata si cea nedisociata, echilibru dependent de constanta de disociere (Ka).

Surse de acizi si baze:a)productia metabolica:- catabolizarea completa a glucidelor si lipidelor de unde rezulta dioxid de carbon, un acid volatil care se elimina la nivel pulmonar.- catabolizarea incompleta a glucidelor de unde rezulta acid lactic, care este non-volatil- catabolizarea incompleta a lipidelor de unde rezulta corpi cetonici care sunt non-volatili, exceptia fiind reprezentata de acetona, insa predominanti sunt beta-hidroxibutiratul si acetoacetatul.- catabolizarea proteinelor: aicd sulfuric, acid fosforic, acid hidrocloric, non-volatili, care se elimina la nivel renal.b)Ingestia alimentelorcare contin acizi/baze.

Mecanismele de control al echilibrului acido-bazic:Echilibrul acido-bazic este controlat prin intermediul anumitor mecanisme:

1. Sistemele tampon (buffers)Prezinta doua elemente asociate care pot minimaliza modificarea pH-ului atunci cand se adauga o baza sau un acid solutiei. Este in mod clasic alcatuita dintr-un acid slab si sarea acidului respectiv (cu o baza puternica). Limiteaza variatiile de pH secundare unei agresiuni acido- bazice prin inlocuirea acidului/bazei tari agresoare cu acizi/ baze slabe care au capacitatea mult mai mica de a modifica pH-ul.a) Sistemul tamponal bicarbonatiloreste format din H2CO3: 1,2 mmoli/l si NaHCO3: 24 mmoli/l- un rol esential in evaluarea perturbarilor acido-bazice il are acidul carbonic.- rinichiul este cel care controleaza bicarbonatul pe cand acidul carbonic este controlat de aparatul respirator.b) sistemul tamponal hemoglobinei: functia de tamponare a acestui sitem este data de disocierea intraeritrocitara a H2CO3 cand un acid relativ tare este inlocuit cu un aicd de douazeci de ori mai slab, in acest fel formandu-se hemoglobina redusa.c) sistemul tamponal fosfatilorare o importanta minora in plasma insa este foarte important intracelular si la nivel renal/ urinar.

2. Activitatea respiratorie- reglarea pH-ului la nivel respirator se face prin modificari adaptative ale amplitudinii si frecventei miscarilor respiratorii, astfel crescand sau scazand eliminarea dioxidului de carbon.- avantajul acestui sistem tampon este ca intra rapid in actiune, fiind astfel eficienta in faza acuta a acidozelor metabolice- dezavantajul este dat de faptul ca eficienta acestui sitem tampon nu este pe termen lung.

3. Activitatea renala- reglarea pH-ului la nivel renal se face prin intermediul reabsorbtiei de HCO3 filtrat, in special la nivelul tubului contort proximal dar si prin secretia de ioni de hidrogen sub forma aciditatii titrabile, realizata predominant la nivelul tubului contort proximal. Un alt mod prin care activitatea renala participa la reglarea pH-ului este prin secretia ionilor de hidrogen sub forma de amoniu, proces realizat predominant in tubul colector.- avantajul principal al acestui tip de sistem tampon este ca el poate elimina excesul de acizi- dezavantajul activitatii renale este faptul ca nu intra rapid in actiune.

Fiziopatologie:- acidoza metabolica/ respiratorie, compensata/ necompensata- alcaloza metabolica/ respiratorie, compensata/ necompensata

Acidoza metabolicaapare datorita tamponarii unui exces de acizi sau in urma pierderii de bazeAcidoza respiratorieapare ca urmare a cresterii primare a presiunii arteriale a dioxidului de carbon, determinata in principal de hipoventilatie alveolara.Alcaloza metabolica:nivelul plasmatic al bicarbonatului este crescut.Alcaloza respiratorieapare ca urmare a scaderii primare a presiunii arteriale a dioxidului de carbon, aparuta in principal in urma hiperventilatiei alveolare.

Echilibre acido-bazice in organismul uman

Organismul uman contine numeroase lichide biologice: sange, urina, secretii digestive, lichid pleural, lichid cefalorahidian, lichid sinovial, sudoare, lichid amniotic, etc.Lichidele biologice au o compozitie complexa, ph-ul fiind acid sau bazic, functie de de predominanata ionilor acizi sau bazici.Astfel : sangele, lichidul organic ce reprezinta aproximativ 7-8 % din greutatea totala a corpului, contine o parte lichida ( plasma) si elemente figurate in suspensie (eritrocite, leucocite, trombocite). Plasma sanguina contine in proportie de 77-81% apa in care se gasesc substante organice azotate ( aminoacizi, albumina, globulina, uree, creatinina ), glucide (glucoza), lipide ( colesterol, acizi grasi ), elemente minerale ( Cl, Na, K, Ca, Mg, I, Fe, carbonati, etc. ), enzime (fosfataze acide sau alcaline ) hormoni, diversi produsi ai metabolismului. Atunci cand aceste substante se gasesc in limite normale, Ph-ul sangvin este usor alcalin (7, 38-7, 42 in sangele arterial, respectiv 7, 36-7, 40 in sangele venos), realizandu-se homeostazia organismului uman.Importanta fiziologica a sangelui : transporta oxigenul la tesuturi in vederea realizarii metabolismului celular ; tranporta substantele nutritive la nivelul celulelor ; transporta reziduurile metabolice la nivelul organelor excretoare (rinichi, plamani) mentine un echilibru hormonal ; mentine constanta temperatura corporala ; aparare imunitara.Echilibrul acido-bazic sanguin este asigurat prin intermediul unui sistem tampon plasmatic, reprezentat de bicarbonati-acid carbonic. Orice dezechilibru al sistemului tampon determina mecanisme fiziologice complexe pentru mentinerea parametrilor optimi functionali ; depasirea acestor mecanisme are ca urmare instalarea unor stari patologice.Tulburarea echilibrului acido-bazic caracterizata prin cresterea ionilor de H fie ca urmare a producerii excesive de H, sau a eliminarii insuficiente de acizi, fie prin pierderea excesiva de baze, induce in organism o stare de acidoza.Tulburarea echilibrului acido-bazic caracterizata prin predominenta alcalinitatii ca urmare fie a retentiei de baze, consecutiva unui aport excesiv / producerii excesive cu excretie relativ insuficienta, fie a unei pierderi exagerate de acizi, induce o stare de alcaloza.Urina, lichid organic produs de rinichi si excretat prin caile urinare, contine 95% apa si 5% compusi diversi ( substante organice : uree, acid uric, creatinina ; minerale : clorura de sodiu, fosfati alcalini, sulfati, carbonati ). Ph-ul normal al urinei este de 5-6.

Importanta fiziologica este de a asigura: eliminarea deseurilor metabolice si a substantelor straine (medicamente, substante toxice), mentinerea unui echilibru intre apa sanguina si cea tisulara, precum si a presiunii osmotice si a echilibrului acido-bazic ; prevenirea acidozei prin eliminarea amoniacului metabolic si a alcalozei prin eliminarea bicarbonatilor.Prin aceste functii urina intervine alaturi de sange in pastrarea constanta a parametrilor fiziologici.Secretiile digestive sunt reprezentate prin: saliva, secretia gastrica, secretia intestinala, secretia pancreatica exocrine, secretia biliara. Ph-ul secretiilor digestive este variat: sucul gastric are un ph acid de 1, 5-3, 5 determinat de continutul in HCl (normal: 160 mmol/l ). Cresterea HCl peste valorile normale determina o stare de hiperaciditate; sucul intestinal - ph. alcalin, ca urmare a continutului crescut in bicarbonati sucul pancreatic - ph neutru-alcalin ; bila ph alcalinSecretiile digestive participa la realizarea functiei de digestie, in urma careia alimentele sufera transformari in tubul digestive pana la stadiul de principii alimentare care pot fi asimilate la nivel celular.Sudoarea poate avea un ph acid sau alcalin, functie de regimul alimentar.Acizi extrinseci de tip medicamentos:- acid acetil salicilic (Aspirina) efect antiinflamator- acid ascorbic Vitamina C- acid barbituric- somnifere- acid boric antiseptic- acid folic tratamentul anemiei Biermer- acid glutamic- asigura buna functionare a celulei nervoase si a celulei hepatice

Substante de tip bazic:-hidroxid de aluminiu- pansament gastric-bicarbonatul de sodiu- neutralizeaza aciditatea gastrica-bicarbonatul de calciu- neutralizeaza aciditatea gastrica-sulfat de bariu- explorare radiologica a tubului digestive

Ingestia accidentala/voluntara de acizi/baze determina arsuri ale tubului digestiv/otraviri.Apa este mediul fundamental in care au loc toate reactiile biochimice si fenomenele fizico-chimice.Datorita structurii sale moleculare simetrice, in care fiecare atom de oxigen se afla in centrul unui tetraedru, apa are o serie de proprietati fizico-chimice propice vietii: capacitate calorica mare, capacitate care face ca apa sa-si pastreze timp indelungat temperatura constanta, utila proceselor metabolice; caldura specifica mare si aproape constanta intre +27 si +40C; capacitate de disociere in ioni de hidrogen si hidroxil (HOH H + OH ), proprietate prin care intervine in reactiile de oxireducere celulara precum si in reactiile de tamponare a mediului; rol structural si functional in procesele metabolice, la temperatura de 27-40C aflandu-se sub forma de trimer si tetramer; este un excelent solvent pentru foarte multi compusi organici, deoarece prin polaritatea ei si prin legaturile de hidrogen asigura dizolvarea compusilor cu functii hidroxil, carboxil, carbonil si amine, fiind in acelasi timp capabila sa dizolve multe saruri; ajuta la disocierea electrolitilor slabi, constituenti ai mediului celular (carboxilul si aminele sunt cei mai frecventi electroliti slabi din citoplasma).In celula apa se prezinta sub doua stari: apa libera si apa de constitutie. Ionizarea apei libere inlesneste reactiile care au loc in materia vie.Prin hidroliza acida, alcalina sau enzimatica a proteinelor se pun in libertate aminoacizii care au participat la structura moleculei prteice respective.Aminoacizii sunt sbstante cristaline, albe, majoritatea lor fiind solubile in apa. Cei amiinsolubili aminoacizi la un pH neutru sunt cisteina si tirozina; ambii se dizolva insa in mediu acid sau alcalin.Pot forma saruri complexe cu o serie de ioni, printre care: cupru, nichel, cadmiu. Aceste saruri sunt colorate si pot servi la diverse reactii de recunoastere.Aminoacizii intra in componenta proteinelor; au o functie acida prin gruparea COOH si una alcalina prin gruparea NH2.