Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport...

84
ECHILIBRUL ACIDO-BAZIC Adrian Roşca UMF “Carol Davila” Bucureşti

Transcript of Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport...

Page 1: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

ECHILIBRUL ACIDO-BAZIC

Adrian Roşca UMF “Carol Davila” Bucureşti

Page 2: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 3: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Definitie

• Reprezinta nivelul de echilibrul care se stabileste intre activitatea donorilor H+ si acceptorilor H+ apartinand sistemelor tampon sanguine, avand ca si consecinta mentinerea pH-lui sangelui arterial in intervalul 7.35-7.45 in conditii normale (Merriam-Webster def.)

A

B

pH = 7.35 – 7.45

Page 4: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 5: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Definitii

• ACIDUL = donor H+ ↑[Acid] => ↓pH (mediu acid)

• BAZA = acceptor H+ ↑[Baza] => ↑pH (mediu alcalin)

• pH – “potentia hidrogeni” / “puterea hidrogenului”

/ “activitatea protonilor” ˗ log10 [H+]

Brönsted & Lowry:

Sørensen:

Page 6: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Definitii • Constanta de disociere (K) – raportul dintre anionii si

cationii rezultati in urma procesului de disociere si substanta de provenienta (nedisociata)

Subst. Acida (AH) disociere

H+

A-

care poate accepta H+

se comporta ca o Baza

Acizii puternici (HCl, H2SO4) – disociaza intens (---> 100%)

Acizii slabi (acid lactic, H2CO3) – disociaza putin

H2O = disociaza foarte putin; intotd. neutra; caracter amfoter

(AH A- + H+)

Page 7: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Definitii

pH = – log [H+] = log (2) => ↑ [H+] => ↓ pH

↓ [H+] => ↑ pH

1

[H+]

• ecuatia Henderson: [H+] = K · (1)

[AH]

[A-]

• pH = log. negativ al concentraţiei molare a ionilor de H+

• (1) (2) => ecuatia Henderson-Hasselbalch:

pH = pK + log = pk + log (= cst)

[A-]

[AH]

[BAZA]

[ACID]

RINICHI

PLĂMÂN

Page 8: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Valori normale ale pH-lui

• in vitro, la t˚std. (25˚C) apa distilata:

[H+] = [HO-] = 10-7 mol/l => pH = – log 10-7 => pH = 7 (neutru)

• in vivo, dator. ↑ t˚ (37˚C) (si solvitilor) apa ionizeaza mai mult:

[H+] = 10-6.8 mol/l => pH = 6.8 de fapt val. pH-lui intracelular

(organismul prezerva neutralitatea in interiorul celulelor)

pH plasmatic = 7.35-7.45 (usor alcalin)

pH in diverse alte lichide biologice (variabil)

0 7 14

saliva 5-7.8 suc gastric 0.7-6 bila 6-8 urina 4.4-8.2 LCR 7.3

Page 9: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

pH-ul plasmatic

Acidemie Alcalemie

7.35 – 7.45

Acidoza Alcaloza ≈ 6.8 ≈ 7.8

compatibil cu supravietuirea

• Acidemie/Alcalemie - modif. pH-lui (variatia [H+]); nu descrie cauza!

• Acidoza/Alcaloza - procesul/conditia ptlg. care a condus la modif. pH

* Diferentiereea celor 2 termeni - relevanta la pacientii la care coexista Acidoza si Alcaloza => pH variabil (↓, N, ↑) ̴ magnitudinea Acid. / Alc.

[AH]

[A-]

Page 10: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Variatii fiziologice ale pH-lui plasmatic

• Ritmul circadian - in timpul noptii si dimineata => acumularea CO2

care se hidrateaza, formeaza H2CO3, care disociaza => ↑[H+] => ↓pH

• Variatii termice - ↑t˚ => ↓pH - ↓t˚ => ↑ pH

• Vârsta - nou-nascutii si copii - procese anabolice => ↑pH; varstnicii

dezvolta procese catabolice => ↓pH • Efortul fizic - productie crescuta de acizi (ac lactic) => ↓pH tranzitor

• Fazele digestiei - digestia gastrica: eliiberarea H+ in stomac =>↑pH;

- digestia intestinala: eliberarea HCO3- => ↓pH

• Altitudinea - ↓O2 (hipoxie) => Hiperventilatie => ↑pierderile pulmon.

de CO2 => ↓CO2 plasmatic si deci ↓[H+] => ↑pH

Page 11: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Tipuri, surse si cai de eliminare ale acizilor si bazelor

• ACIZI - Volatili: CO2 ( H2CO3 ); acetona (24000 mEq/zi metab)

<= dieta si oxid. metab. a carbohidratilor, grasimilor, aa. indepartati prin ventilație ( = calea majoră a eliminarii rapide a aciditatii carbonice plasm. ( 15000 mEq/zi)

- Ficşi (non volatili): <= dieta si metabolism (70 mEq/zi aport, metab)

/catab. proteic - aa, a.uric, a.fosforic, a.sulfuric catab. glucidic - a.piruv., a.succ., a.lactic (m.anaerob) catab. lipidic - a.grasi, cetoacizi (acetona in cant ↑, ...) elim. majoritar prin excretie renala (70 mEq sau mmol /zi)

• BAZE - Fixe: HCO3

- = principala baza <= dieta si metabolism

eliminare/retinere - doar renal ( ̴ exces/deficitul de baze)

în echilibru

Page 12: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sisteme majore de aparare impotriva agresiunii acido-bazice

1. Sistemele tampon (chimice) = I linie

– sanguine (plasmatice + eritrocitare)

– interstitiale (limfatice)

– intracelulare

2. Aparatul respirator = II linie

instantaneu (sec/fracț.sec)

minute

ore-zile

ore

3. Rinichii = III linie

Page 13: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Influenta diverselor organe si sisteme in controlul EAB

1. Sistemul muscular

2. Sistemul osos

3. Tractul gastro-intestinal

4. Ficatul

5. Pancreasul

6. Pielea

7. etc

Page 14: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sisteme majore de aparare impotriva agresiunii acido-bazice

1. Sistemele tampon = I linie

– sanguine (plasmatice + eritrocitare)

– interstitiale (limfatice)

– intracelulare

2. Aparatul respirator = II linie

instantaneu (sec/fracț.sec)

minute

ore-zile

ore

3. Rinichii = III linie

Page 15: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 16: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 17: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon AB

• Def: cuplu de subst. format dintr-un acid slab si sarea lui cu o baza puternica (puternic disociabila), care se opune variatiilor pH-lui (ex: H2CO3 + Na+

HCO3- )

- intervin promt - sch. un acid (bază) tare cu unul (una) mai slabă

= efect de “tamponare” => va mai ↓[H+] mediului (sau va mai ↑[H+]) => Variatiile iniț. ale pH-lui sunt minimizate - nu previn modif. pH-lui, doar le minimizeaza - nu indeparteaza excesul H+ din org., ci doar

il fixeaza tranzitor si atenueaza injuria acida - se “consuma” in reactia de tamponare (unul

dintre membrii perechii ↓, iar celalalt ↑)

– Beneficii:

– Dezavantaje:

Page 18: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Mod de actiune:

ex: H2CO3 + Na+ HCO3

-

1) Ac. Lactic + H2CO3 / Na+

HCO3-

lactat de sodiu + H2CO3

CO2 H2O

eliminare respiratorie

(ac. mai puternic)

(ac. mai slab)

Renal

metabolizat

Page 19: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Mod de actiune:

ex: H2CO3 + Na+ HCO3

-

2) NaOH + H2CO3 / Na+

HCO3-

Na+HCO3

- + H2O

eliminare renală

(bază mai puternică)

(bază. mai slabă)

Respirator

Page 20: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Clasificare ̴ eficiență/eficacitate (puterea de tamponare):

1. “pK-ul” ST

(cu cat pK-ul ST este mai apropiat de pH, cu atat ↑eficacitatea ST)

2. Valoarea cantitativa a ST

(cu cat are o concentratie mai ↑, cu atat ST este mai eficient)

3. Valoarea rap. conc. celor doi membrii ai cuplului ST (bază/acid)

(cu cat este mai apropiat de val. 1, cu atat ↑eficacitatea ST)

4. Masa moleculara

(cu cat este mai ↑, cu atat ↑puterea ST)

Page 21: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Clasificare ̴ distribuție:

A. Sanguine

a) Plasmatice

b) Eritrocitare

B. Interstitiale

C. Intracelulare

Extracelulare

ST urinar !

Page 22: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Clasificare ̴ distribuție:

A. Sanguine

a) Plasmatice

1. ST al Bicarbonatilor

2. ST al Fosfatilor

3. ST al Proteinelor

Page 23: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Clasificare ̴ distribuție:

A. Sanguine a) Plasmatice 1. ST al Bicarbonatilor

Page 24: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Clasificare ̴ distribuție:

A. Sanguine a) Plasmatice 1. ST al Bicarbonatilor

= cel mai import. ST pls. si extracel! ( 35% din capac.totala de tamp. a sg. integral; > 75% din cea a plasmei, pt. acizi noncarbonici) are cea mai mare conc. pls. = 25 mEq/l, masa molec. mare, in schimb pK = 6.1, iar valoarea rap. baza/acid = 20/1

pH = pK + log (Baza/Acid), pH = 6.1 + log (20/1) = 6.1 + 1.3 = 7.40

H2CO3 + Na+ HCO3-

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3

-

CO2

Plămân !

HCO3-

Rinichi

disociere hidratare

Page 25: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 26: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Clasificare: A. Sanguine a) Plasmatice 1. ST al Bicarbonatilor 2. ST al Fosfatilor

NaH2PO4 + Na2HPO4

import. redusa la nivel plasmatic conc. pls. f. redusa = 2 mEq/l; pK = 6.8 (=> ST mai eficace decat al Carbonatilor din acest punct de vedere, dar are o concentratie pls. maimica; valoarea 6.8 = mai apropiata de cea a pH-lui intracelular !); rap. baza/acid = 4/1 acest ST prezinta importanta m.mare la nivel intracelular si la nivelul tubilor renali !

Page 27: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Clasificare:

A. Sanguine a) Plasmatice 1. ST al Bicarbonatilor 2. ST al Fosfatilor 3. ST al Proteinelor plasmatice

Proteină · H+ + Proteinat de Na+

import. redusa (7% din capac. totala de tamp. a sangelui integral; 10 % din cea a plasmei); prot. - caracter amfoter Albuminele = princip. proteine plasmatice care disociaza conc. pls. redusa = 16 mEq/l, pK = variabil (in medie 7.5 datorita contributiei majore a histidinei), valoarea rap. baza/acid = 1/1

Page 28: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 29: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Clasificare:

A. Sanguine b) Eritrocitare 1. ST al Bicarbonatilor

2. ST al Fosfatilor

= important in tamponarea dezechilibrelor AB metabolice (ex. exces de acizi noncarbonici) ( 18% din capac. totala de tamp. a sg. integral) conc. = 15 mEq/l

H2CO3 + K+ HCO3-

conc. redusa comparativ cu ST al bicarbonatilor eritrocitari sau al Hb

KH2PO4 + K2HPO4

Page 30: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Clasificare: A. Sanguine b) Eritrocitare 1. ST al Bicarbonatilor 2. ST al Fosfatilor 3. ST al Hemoglobinei

= principalul ST nonbicarbonic al sg. ! ( 35% din capac.totala de tamp. a sg. integral); tamponeaza aciditatea extracelulara ( mbr.er.) (1), (2) = mai active x 10 fata ST al Prot. pls. pK1= 7.4, pK2= 6.5, conc. = 25-27 mEq/l, masa molec. mare

ex. HHbO2 + KHCO3 H2CO3 + KHbO2

H2CO3 + KHb HHb + KHCO3

HHb + KHb (1)

HHbO2 + KHbO2 (2)

Capilar sistemic

Capilar pulmonar

Page 31: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

↑P.CO2 in sg. => fixare semnificativa doar pe cele 4 grupări N-terminale ale lanturilor globinice, sau pe rezid. valinice => formarea carbamin·Hb => ↑ şi mai mult proportia puntilor saline => ↓afinit. Hb pt. O2 => ↑cantitatii de O2 disponibil pt. țesuturi.

CO2 + NH2 · Hb Hb · NHCOO- + H+

ST al Hb

• Efectul modificarii pH-lui si P.CO2 asupra afinitatii Hb pentru O2

↑[H+] in sg. => protonarea rezid. histidinice si grupărilor N-terminale => ↑proportia puntilor saline => tensionarea, stabilizarea Hb (deoxiHb, Hb redusa) cu modif. conformatiei tetramerice a Hb => ↓afinit. Hb pt. O2

=> ↑cantitatii de O2 disponibil pt. țes. sistemice avide, care îl reclamă.

Page 32: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 33: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 34: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 35: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 36: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 37: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 38: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 39: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Efectul Bohr

- Deviatia curbei de disociere a oxi-Hb

capilar sistemic: ↑P.CO2 si/sau ↓pH-lui in sânge =>

=> ↑ tendinta de formare a Hb·CO2 si de tamponare a H+ de catre ST al Hb ( deoxi-Hb) => ↓afinitatea Hb pentru O2, ↓continutul in O2 al sângelui

capilar pulmonar: ↓P.CO2 si/sau ↑pH-lui in sânge => => ↓tamponarea Hb si ↓procesul de formare a carbamatilor ( oxi-Hb) => ↑afinitatea Hb pentru O2, ↑continutul in O2 al sângelui

Page 40: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 41: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 42: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 43: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 44: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Efectul Haldane

capilar pulmonar:

↑P.O2 in sânge (↑afinitatea si legarea Hb de O2) => oxi-Hb

=> ↑elib. H+ de catre Hb, ↓tendinta de a forma Hb·CO2, deci ↑form. CO2 in eritrocit, care va trece apoi din sange alveole => ↓continutul in CO2 al sângelui

- Deviatia “curbei de disociere” a CO2

capilar sistemic:

↓P.O2 in sânge (↓afinitatea Hb pentru O2, ↑elib. acestuia => deoxi-Hb, dar si preluarea lui contin. de catre țes. avide de O2) => prin mecanisme inverse decat cele de mai sus ↑continutului in CO2 al sângelui

Page 45: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 46: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 47: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Fen. Hamburger Fen. Hamburger inversat (Fen. migrarii Cl-)

Sinteza intra-eritrocitara de HCO3

- Sinteza intra-eritrocitara de H2CO3

Page 48: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

Fen. Hamburger Fen. Hamburger inv.

Page 49: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Transportul CO2 in sânge:

1 – Bicarbonat (K+ HCO3- , Na+ HCO3

-)

2 – CarbaminHb = Hb·CO2; Prot·CO2

3 – Dizolvat (eritr., in plasmă)

69% (64% + 5%)

21% (21% + < 1%)

10% (4% + 6%)

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3

- AC

disociere rapida

cu AC (in eritrocit) => reactie bidirectionala rapida (vit. x 5000)

fara AC (in plasma) => reactie bidirectionala lenta

eritrocit plasma

*

*

Page 50: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 51: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 52: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Clasificare: B. Interstitiale 1. ST al Bicarbonatilor

2. ST al Fosfatilor

3. ST al Proteinelor

= important in tamponarea acizilor noncarbonici (Volumul lich. interstit = x 3 Volumul plasmatic => capac. totala de tamponare a acestora este consistent crescuta la nivel interstitial, comparativ cu sectorul sanguin) conc. este similara sau putin ↑ fata de cea pls. (27 mEq/l)

H2CO3 + Na+ HCO3-

rol minor, datorita conc. reduse comparativ cu bicarbonatii, (≈ 2mEq\l)

NaH2PO4 + Na2HPO4

Page 53: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Clasificare: C. Intracelulare 1. ST al Bicarbonatilor

2. ST al Fosfatilor

3. ST al Proteinelor

= important in tamponarea acizilor noncarbonici conc. redusa (ex. 12 mEq/l in miocitele skeletice, cardiomiocite)

H2CO3 + K+ HCO3-

rol import. !; conc. crescuta, datorita concentratiei ↑ a proteinelor la nivel intracelular; prezinta un pK ≈ 7.4 (pentru cele mai multe ST proteice); val rap. baza/acid = 1

KH2PO4 + K2HPO4

rol import. ! ≈ cu cel al Bicarbonatilor la nivel plasmatic ST al fosfatilor intracelulari are o conc. mult m.mare fata de a celui pls. si un pK = 6.8, similar cu valoarea pH-lui intracel. !)

Proteină · H+ + Proteinat de K+

Page 54: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

ST Intracelulare

- reprezinta 60-70% din capac tampon totala (chimica) a organismului

- actioneaza foarte lent (ore) ( eritrocitul !)

- pH extracel > pH intracel → ionii pozitivi (H+) tind sa difuzeze incet

prin membrana celulara

- datorita schimbului de H+, HCO3- si mai ales CO2, aceste ST intracel.

au rol in atenuarea dezechilibrelor AB de la nivel extracelular

(“preiau” si “reflecta” modificarile extracelulare ale pH-lui)

Page 55: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sistemele tampon

• Concluzii:

- ST ale Carbonatilor si Hemoglobinei = cele mai eficace din organism! (ST al Hb chiar “mai eficace” Furnizeaza Bicarbonat !)

- ST al Bicarbonatilor are cea mai mare conc. dintre ST extracelulare

- ST al Proteinelor are cea mai mare conc. la nivel intracel

- ST ale Proteinelor si Fosfatilor = cele mai importante ST intracel.

- ST Extracelulare Sodiu; ST Intracelulare Potasiu

- Principiul izohidriei “Coalitia” si “Regenerarea” ST

Anemia => ↓capacitatea tampon!

Page 56: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 57: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 58: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sisteme majore de aparare impotriva agresiunii acido-bazice

1. Sistemele tampon (chimice) = I linie

– sanguine (plasmatice + eritrocitare)

– interstitiale (limfatice)

– intracelulare

2. Aparatul respirator = II linie

3. Rinichii = III linie

Page 59: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Rolul plămânului in EAB

• Plamanul are o putere tampon de pana la de 2 ori mai mare decat cea a tuturor ST chimice extracelulare insumate

• ↑P.CO2, ↓pH => Hiperventilatie; ↓P.CO2, ↑pH => Hipoventilatie

• Acelasi raspuns ventilator (= Dublarea ventilatiei) necesită:

Var. mică (~12.5%) a P.CO2: 40 mmHg → 45 mmHg (>45 =>hipercapnie)

Var. mai mare (~50%) a P.O2: 95 mmHg → 47 mmHg (<80 =>hipoxemie)

• ↑P.CO2, dar pH = const, normal => răspuns ventilator rapid

• ↓pH, dar P.CO2 = const, normal => răspuns ventilator lent

(limitată) (A, ϑ)

Page 60: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Rolul plămânului in EAB

• Variatia P.CO2, pH, P.O2 stimuleaza chemorec. periferici (glomusul carotidian si aortic)

• Var. P.CO2 stimul. chemorec. centrali (bulb ventro-lat. etc); var. pH -lui plsm. îi stimul. tardiv; var. P.O2 nu-i influențează

Ventilatia se coreleaza de fapt strict cu pH-ul fluidului extracelular cerebral ( din jurul chemorec. centrali)

Sensibili in primul rand la hipoxemie

Sensibili la hipercapnie

Page 61: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 62: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 63: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sisteme majore de aparare impotriva agresiunii acido-bazice

1. Sistemele tampon (chimice) = I linie

– sanguine (plasmatice + eritrocitare)

– interstitiale (limfatice)

– intracelulare

2. Sistemul respirator = II linie

3. Rinichiul = III linie

Page 64: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Rolul rinichiului in EAB

• ST chimice intervin rapid, dar se consuma la fel de repede si corijeaza doar temporar anomalia A/B.

• Plamanul intervine destul de repede, dar are o capacitate oscilanta, limitata de tamponare a agresiunii A/B.

• Rinichiul atinge eficienta maxima in cateva zile, insa nu doar “compensează” (aduce pH la normal), ci intervine indefinit pana “corectează” dezechilibrul AB (normaliz. cp. fracției “baza”/”acid”); exceptie: daca dezechilibrul AB este generat de o patologie renala.

• Rinichiul mecanismul primar de epurare a acizilor nonvolatili rezultati zilnic din aport si metabolism (acizi ≠ de H2CO3) si care nu sunt îndepărtați in mod direct de către plămân.

Page 65: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Rolul rinichiului in EAB

• ecuatia Henderson-Hasselbalch

pH = pK + log = pk + log (= cst)

[A-]

[AH]

[BAZĂ]

[ACID]

RINICHI

PLĂMÂN

Page 66: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Mecanismele renale de control al EAB

1. Reabsorbtia HCO3- filtrat

2. Secretia în paralel H+ (neces. “recuperării” HCO3- filtrat)

3. Sintz. nouă de HCO3- (Elim. în paralel a exc. de H+)

Pentru fiecare ion HCO3- resorbit, se secreta un ion H+ !

=> corecția dezech.AB: favorizarea eliminarii unuia sau altuia dintre cei 2 ioni in urină (“titrarea” lor incompletă):

Acidoza: - Reabs. completa a HCO3- filtrat

- Secr. excesului H+ in urina si generarea “de novo” HCO3-

Alcaloza: - Diminuarea secr. H+ si a generarii “de novo” a HCO3-

- Excesul HCO3- nu va fi reabsorbit

S.Tampon: fosfatii, NH3

Page 67: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Reabsorbtia HCO3- (Secretia H+)

• Ionii HCO3- se filtreaza si apoi se reabsorb complet (>99.9%)

• Polul luminal al cel. tubulare practic impermeabil pt. HCO3-,

“reabsorbtia” HCO3- = de fapt difuzia cel. a CO2 si sinteza HCO3

-

• Prin reabsorbtia HCO3- (cantitate↑: ≈ 4320 mEq/zi), rinichiul

conserva cel mai important ST extracelular (plasmatic)

• Ionii H+ nu se filtreaza, dar se secretă. Intratubular: 1) se combina cu HCO3

-; 2) interactioneaza cu alte ST urinare eficiente (fosfatii- aciditatea titrabila; amoniacul); 3) in cantitati mici raman liberi in urină, generand „aciditatea urinară”

• Rata secretiei H+ ≈ 4390 mEq/zi, din care contributia acizilor nonvolatili este aprox. 70 mEq/l/zi

Page 68: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Mecanismele renale de control al EAB

1. Reabsorbtia HCO3- filtrat

2. Secretia în paralel a H+

3. Sinteza nouă de HCO3- (Eliminarea în paralel a

excesului de H+)

Page 69: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Reabsorbtia HCO3-

Page 70: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Reabsorbtia HCO3- (Secretia H+)

- Tub proximal - Segm. ascend. gros al A.H - Porțiunea iniț. T. distal

- Porț. finală a T.proximal, Segm asc. gros AH, tubii si ducturile colectoare

- T. proximal 95%

Page 71: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Reabsorbtia HCO3-

Page 72: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Reabsorbtia HCO3- (Secretia H+)

- Porțiunea finală a T. distal - T. colector

Celule epiteliale tubulare intercalate tip α (Aldosteron!)

(tip β Secr. HCO3- prin antiporter-ul HCO3

-/Cl-, la polul luminal al cel. t. colectori)

~5%

Page 73: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Mecanismele renale de control al EAB

1. Reabsorbtia HCO3- filtrat

2. Secretia în paralel a H+

3. Sinteza nouă de HCO3-

(Eliminarea în paralel a excesului de H+)

Page 74: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sinteza nouă de HCO3-

(Eliminarea în paralel a H+)

• [H+ liberi] din tubii colectori este limitata la 0.03 mEq/l, corespunzând unui pH = 4.4 (limita inf. a pH-lui urinar normal !)

0.03 mEq 1l urina

70 mEq/zi 2333l/zi

=> Aciditatea nonvolatilă (---> 500 mEq/zi in acidoze) care trebuie excretată - necesită mec. de secretie a H+ in lumenul tubular si de prod. în ǁ “de novo” a HCO3

- in cel. epit. (va trece ulterior in pls), precum si de captare a H+ din lum. tubular (=> “H+ liber” f. puțin); astfel pH ≥ 4.4.

=> ST ale “Fosfatilor”, “Amoniacului” si altele cu rol mai putin important (creatinina, urati, citrati, sulfati, lactati, piruvati etc)

(prod. zilnică, fiziologică de acizi nonvolatili)

Page 75: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sinteza nouă de HCO3-

(Eliminarea în paralel a H+)

NaH2PO4 + Na2HPO4

• ST al Fosfaților (Aciditatea titrabilă)

Acidul slab din urina, rezultat in urma fixarii H+ secretat de tubi si care poate fi masurat prin titra-rea urinii cu NaOH până la atin- gerea pH-lui 7.4; / creatinina, uratii - contrib.minora.

• Este mai eficient decat cel extracelular plasmatic sau interstitial pt. ca este mai concentrat (apa se reabsoarbe mai mult decat fosfatul) si pt. ca pK=6.8 este mai apropiat de val. pH-lui urinar

• Obisnuit, majoritatea fosfatului filtrat = reabsorbit

• Beneficiu: pt. fiecare ion H+ tamponat in tubi de ST, 1 ion HCO3-

este sintetizat “de novo” in celula tubulara si trece in plasma

Page 76: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sinteza nouă de HCO3-

(Eliminarea în paralel a H+)

• ST al Fosfaților (Aciditatea titrabilă)

- T. proximal

Page 77: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sinteza nouă de HCO3-

(Eliminarea în paralel a H+)

• ST al Fosfaților (Aciditatea titrabilă)

- Porț. finală a T. distal - T. colector

Page 78: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sinteza nouă de HCO3-

(Eliminarea în paralel a H+)

• ST al Amoniacului NH4+

+ NH3

• Obisnuit, acest ST contribuie la excretarea de catre rinichi a 60% din aciditatea noncarbonică (40% - prin “aciditatea titrabilă”)

• NH4+ este sintetizat din glutamina majoritar in celulele t. proximal

(mai putin in segm. asc gros al AH si in t. distal)

• Mbr. luminala a cel. t. colector este f. putin permeabila pt NH4+

• Beneficiu: pt. fiecare H+ sau NH4+ secretat intratubular, un ion

HCO3- este sintetizat “de novo” in celula epit. tub. si va trece in

plasmă

• Reprezinta mecanismul principal de excretie a aciditatii si sinteza a bicarbonatului in acidoza cronică.

Page 79: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sinteza nouă de HCO3-

(Eliminarea în paralel a H+)

• ST al Amoniacului

- T. proximal

Page 80: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sinteza nouă de HCO3-

(Eliminarea în paralel a H+)

• ST al Amoniacului

Page 81: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Sinteza nouă de HCO3-

(Eliminarea în paralel a H+)

• ST al Amoniacului

- T. colector

Page 82: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 83: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat
Page 84: Suport Curs EAB 1.ppt - fiziologie.rofiziologie.ro/didactic/2017-2018/cursuri/Suport Curs_EAB_1.pdf · 2. Aparatul respirator = II linie instantaneu (sec/frac ... Renal metabolizat

Bibliografie

• Walter F. Boron, Emile L. Boulpaep, Leon G. Zagrean (coordonatorul editiei in limba romana), “Fiziologie Medicala”, Ed. Hipocrate 2017, Ed. a 3-a:

Cap. 28. Fiziologia acido-bazica (pag. 628): - Valorile pH-ului variaza enorm intre diferitele compartimente intracelulare si

extracelulare; - O substanta tampon minimizeaza dimensiune a schimbarilor de pH produse

deprin adaugarea unui acid sau baza intr-o solutie; - Conform ecuatiei Henderson-Hasselbalch, pH depinde de raportul

[CO2]/[HCO3-].

Cap. 32. Reglarea Ventilatiei (pag.700): - Chemoreceptorii periferici (corpusculii carotidian si aortic) raspund la

hipoxie, hipercapnie si acidoza; - Bariera hemato-encefalica separa chemorecept. centrali de sangele arterial

Cap. 39. Transportul de acizi si baze (pag.821): - In timp ce plamanii excreta o cantitate de CO2 rezultata din metabolism,

rinichii sunt cruciali pentru excretia acizilor nevolatili; - Pentru a mentine echilibrul acido-bazic, rinichii nu trebuie doar sa

reabsoarba practic tot HCO3- filtrat, ci sa si secrete acizii nevolatili generati.