Definitie. In sens biochimic, dupa Bronsted, se intelege prin acid o substanta capabila sa furnizeze in solutie un proton (un ion de H+), iar prin baza, o substanta capabila sa accepte un proton. Astfel, dezechilibrele acido-bazice sunt de fapt tulburari ale reglarii concentratiei ionilor de H"1". Ele se datoresc : a. fie, pe de o parte, unei produceri excesi de H* sau unei insuficiente a sistemelor de amonizare (acidoza); b. fie, pe de alta parte, unor pierderi de H+ sau cresterii fractiunii chimice amortizante (alcaloza).
Cuprins:
Fiziologia reglării echilibrului acido-bazic |
sus  |
Desfăşurarea normală a proceselor biochimice necesită un mediu cu pH relativ fix: 7.37-7,42. Sub 7,37 se produce acidoza, limita minimă vitală fiind 6.8; pH-ul 8 marchează limita superioară accesibilă vieţii, între 7.42 şi 8 situându-se alcaloză. Până la moartea celulei, în spaţiul de pH care caracterizează alcaloză sau acidoza, se produc perturbări metabolice, a căror gravitate este proporţională cu distanţa valorii reale a pH-uIui faţă de pH-ul normal.
Mecanismele care tind să compenseze eventualele tulburări sunt:
- generale: sistemele tampon sanguine (plasmatice şi globulare) reglarea respiratorie şi reglarea renală.;
- locale: celulare.
mecanisme sanguine de reglare a ph-ului |
sus |
Acest sistem este practic reglatorul de primă importanţă al pH-ului plasmei, în acest sistem ionul W va fi captat de Na*HCOj sau eliberat de H,COr Sistemul bicarbonat/acid carbonic este cel mai bun cuplu de acceptor/do-nor de H". Componenta acidă a cuplului poate fi cu uşurinţă eliminată prin plămâni (H,CO,). după disociere în H,0 şi C02 (gaz carbonic); deci numărătorul frac{iei amintite este in relaţie cu fenomenele respiratorii. Iatr-un mediu cu exces acid. reacţia sistemului va fi: Na'HCO," + H+A- -* H,0 + CO, + Na'A" (A" = radical acid), în mediu bazic excesiv se va produce reacţia: H,CO, + B-OH- -» BHCOj + H,0 (B* = radical bazic). Componentele acestui sistem pot fi reglate pe cale renală, prin reab-sorbţia de bicarbonaţi. Numitorul fracţiei, adică ionul bicarbonat (normal 27 mEq/l, reprezentând rezerva alcalină), se află sub controlul reglării renale, prin rezorbţia de bicarbonaţi, deci în relafie cu fenomenele metabolice.
b) Un alt sistem plasmatic tampon este tamponul fosfaţilor: Na,HP04/NaH,P04. Importanţa extracelulară a sistemului este practic neglijabilă.
c) Tamponul plasmatic al proteinelor: este mult mai bine reprezentat şi mai activ intracelular decât în plasmă. Modelul său este: proteină II'/proteină Na". Sistemul intră în acţiune când celelalte sisteme au fost depăşite.
2. Mecanismul sanguin globular este reprezentat de hemoglobina şi anume sistemele oxihemoglobină/hcmoglobină redusă şi hemoglobină/hemo-globinat de potasiu, adică stări ale hemoglobinei care pot trece din una în alta. în funcţie de pH-ul mediului, acceptând sau eliberând ioni de hidrogen.
Biochimic, procesele se desfăşoară în cadrul fenomenului Hamburger. direct (în plămân) şi indirect (în ţesuturi), in plămâni, la un pH mai bazic al plasmei şi Ia o concentraţie crescută de O,. HHb captează O,, devenind HHbO,, care, prin reacţie cu KHCO; devine KHbO. şi generează acid carbonic (H,CO.). Reacţia se face cu consum de ioni HCO:, din plasmă, ceea ce scade bazicitatea acesteia. Ionul CI iese din hematii în plasmă. acidifiind astfel mediul plasmatic. în ţesuturi, la un pH mai acid şi la o concentraţie scăzută de O, plasmatică. hemoglobina oxidată se desface, eliberând O, pentru ţesuturi; CO, tisular trece prin membrana globulară şi. prin reacţia anhidrazei carbonice, dă naştere ionului HCO" care trece prin plasmă, mărind rezerva de bicarbonat. Ionul CI intră din plasmă in hematii, pentru echilibrarea K' rezultat, scăzând astfel încărcătura acidă a plasmei.
Mecanisme respiratorii de reglare a ph-ului |
sus |
Precum am văzut, disocierea H,C03 În CO, şi H,0 duce la formarea a doi compuşi eliminabili cu uşurinţă, pe calc respiratorie. Eliminat fiind elementul acid (H2COj) al cuplului NaHCO./H,COr pentru menţinerea raportului constant, de 20/1. o nouă cantitate de NaHCO} este accesibilă combinaţiei cu ionii H* produşi de catabolismul celular. Orice blocare a difuziunii CO, sau H,0 spre alveola pulmonară duce la stagnarea H2C03 în sânge, cu imposibilitatea acestuia de a se mai disocia, deci cu scăderea capacităţii de tamponarc a ionilor H*" şi instalarea unei acidoze respiratorii.
Intensitatea eliminării pulmonare a compuşilor de disociere a H.COj depinde de ventilaţie.
Reglarea ventilaţiei pulmonare de către centrul respirator bulbar se face în funcţie de necesitatea eliminării CO, plasmatic şi de pH-ul plasmei. Creşterea CO, în plasmă, cu coborîrea pH-ului prin formare de H,CO . excită centrul respiralor. care determină mişcări respiratorii ample. Se elimină astfel CO, şi H.O rapid, reechilibrând raportul NaHCO./H.CO şi readucând pH-ul în limite normale. Creşterea cataboliţilor acizi în plasmă, care produc exces de H'. excită de asemenea centrul respirator, care. prin hiperventilaţia produsă, tinde să reechilibreze pH-ul. cu scăderea conţinutului sanguin în bicarbonat; acesta tinde să anihileze ionul H* în exces, trecând în acid carbonic.
mecanisme renale de reglare a ph-ului |
sus |
Acţiunea tuturor mecanismelor tampon citate este de urgenţă şi de moment. Rolul primordial in reglarea continuă şi de durată a echilibrului acido-bazic. nu numai prin redistribuirea ionilor H* ci şi prin eliminarea lor cu reechilibrarea balanţei. îi revine rinichiului.
Tendinţa fireasca a organismului este spre acidoză. deoarece se produc mereu acizi organici din procesele metabolice tisulare. Rinichiul dispune de trei mecanisme pentru eliminarea H' şi conservarea bazelor:
a) Reabsorbjia bicarbonajilor. Ionul bicarbonat din lumenul tubular, captând un H' excretat prin pompa activă, disociază, sub acţiunea anhi-drazei carbonice, în H,0 urinară (prin intermediul căreia se elimină K") şi în CO,, care se reabsoarbe în celula tubulară. unde captează o altă moleculă de H,0. transformându-se prin reacţia carboanhidrazei. în acid carbonic.
b) Acidifierea fosfatului. H* excretat activ, transformă HPO;~ diso-dic lumcnal în fosfat monosodic care se excretă. Sistemul fosfaţilor este cel mai important mecanism urinar de acidifierc a urinei.
c) Amoniogeneza. NH.. rezultat din dezaminarea prin oxidare a glu-taminei, este excretat în lumenul tubular unde produce. împreună cu un ion de H*. ionul NH*. excretat sub formă de de NH4C1. Competitiv. Na* este resorbit şi se combină cu ionul HCO~ din epiteliul tubular. rezultând bicarbonat, care se resoarbe în plasmă.
Aceste trei importante mecanisme renale sunt sub controlul complex:
- al concentraţiilor ionice din sânge (K* se elimină competitiv cu H* : amonigeneza reprezintă o supapă de cruţare a Na*);
- al pH-ului plasmatic (de exemplu în acidoză excreţia bicarbonatului este nulă, creşte excreţia de NH^Cl. pH-ul urinar atingând 4.4 faţă de 7.30 în plasmă).
mecanisme locale celulare |
sus |
în cazul modificărilor plasmatice de pH, se produc transmineralizări, consecutiv cărora se tamponează local excesul de H' sau de baze. In aci-doze iese IC. în schimbul H* şi Na* care pătrund în celulă. CI" migrează şi el în globul roşu. în alcaloze procesul este invers.
Tulburările echilibrului acido-bazic se produc în două situaţii: când mecanismele de reglare sunt depăşite prin hiperproducere de H* (datorită unor tulburări electrolitice ori metabolice), sau când există o defecţiune in funcţionarea acestor mecanisme. Se realizează astfel două ordine de sindroame: acidoza şi alcaloza. fiecare la rândul ei putând fi ventilatorie sau metabolică. De asemenea, acidoza şi alcaloza pot fi compensate sau decompensate. în funcţie de posibilitatea mecanismelor afectate de a restabili pH-ul normal.
Fiziologia reglării echilibrului acido-bazic
