Acidobazická rovnováha homeostasa H + iontů Regulace vnitřního prostředí Udržování osmotické koncetrace solí, minerálů, Vztahy acidobazické rovnováhy Stálost = acidobazická rovnováha (stav) Regulace = acidobazický metabolismus (děj) Hodnoty ph tělových buněk k a tělnt lních tekutin tělní tekutiny tělní buňky krev 7.36-7.42 erythrocyty 7.28 žaludeční šťáva duodenální šťáva tračníková šťáva moč 1.2-3.0 6.5-7.6 7.9-8.0 4.5-8.5 thrombocyty buňky kosterního svalstva Osteoblasty buňky prostaty 7.0 6.9 8.5 4.5 žluč 6.2-8.5 Stálé ph (ECT) proč??? ionizace slabých kyselin a bází může ovlivnit jejich aktuální dispozici stálost ph je významným parametrem pro mnoho fyziologických dějů (enzymy,..) ph gradient na membránách hnací síla.. denně vyprodukuje tělo cca 60 mmol H + cca 4 mmol/l ECT ~ ph 2.4!!! normální hodnoty 35-45 mmol/l H + ~ ph 7.34 7.43 1
Pufrační systémy Pufr = roztok slabé kyseliny a její soli, která je schopna vázat H + Hendersen-Hasselbalchova Hasselbalchova rovnice: HA K a A - + H + K a = [A- ] [H + ] [AH] ph = pk a + log [A - ] [AH]!neodstraní H+ z těla! likviduje aktuální nadbytek pouze dočasné řešení vyloučen ení močí Transport CO 2 ~ 20 000 mmol/24 h Transport v plasmě 1. Rozpouštění ( ~ pco 2 ) C s pro pco 2 =0.226 mmol/l. /l.kpa (37 C) nedostačující pco 2 kapil pco 2 arter pco kapil = 6.1 kpa pco arter = 5.3 kpa 2. Hydratace CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 = 0.8 kpa 0.18 mmol/l H + + HCO 3 3. Tvorba karbaminátů R-NH 2 + CO 2 R-NH-COO - + H + Transport CO 2 ~ 20 000 mmol/24 h Transport v erythrocytech 1. Rozpouštění (viz plasma) 2. Hydratace E CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 E = karbonátdehydratasa (karboanhydratasa) plicní alveoly, Ery, tubulárn rní buňky.. Běží 13 tis. rychleji 3. Tvorba karbaminátů (Hb) R-NH 2 + CO 2 R-NH-COO - + H + 2
Transport CO 2 (mmol/l) celá krev plasma rozpuštěno Erythrocyty rozpuštěno HCO - 3 karbamináty arteriální 21.5 15.9 0.7 15.2 5.6 0.3 4.3 1.0 venosní 23.5 17.0 0.8 16.2 6.2 0.4 4.4 1.4 Hemoglobin pk adeoxy = 7.82 pk aoxy = 6.17 Bohrův effekt (1904) Hb(O 2 ) + O ) + O 2 Hb(O 2 ) n+1 n+1 + xh + n = 1,2,3 ; x ~ 0.6 kapiláry H + plíce po 2 metabolicky aktivní tkáně HbO 2 + H + + CO 2 H + Hb + O 2 CO 2 plicní alveoly Hemoglobin pk adeoxy = 7.82 pk aoxy = 6.17 Bohrův effekt (1904) Hb(O 2 ) + O ) + O 2 Hb(O 2 ) n+1 n+1 + xh + n = 1,2,3 ; x ~ 0.6 posun ph pco 2 T 2,3-BPG ph pco 2 T 2,3-BPG Vztahy Hb O 2 : 1. Změna kyselosti 2. Vazba či uvolňování H + 3. Vazba CO 2 3
Hydrogenuhličitanový pufr CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 K a = [HCO 3 - ] [H + ] [H 2 CO K a ph [HCO - 3 ] [H + ] CO ] ~ 3 [CO 2 ] t pco 2 pk a = ph + log [CO 2 ] [HCO 3- ] pk a = 6.1 plasma, krev (37 C) [CO 2 ] ph = 7.4 ~ 0.05! [HCO 3- ] důležité si uvědomit! ph = pk a [A - ] = [HA] [deprotonovaný]] = [protonovaný ovaný] ph < pk a [A - ] < [HA] [deprotonovaný] < [protonovaný ovaný] ph > pk a [A - ] > [HA] [deprotonovaný] > [protonovaný ovaný] výhoda hydrogenuhličitanového pufru špatný pufr pro nízké [H + ], naštěstí tělo hlavně tvoří H + (+ pufrační kapacita) 4
Fyziologické pufry v jednotlivých kompartmentech Ery Plasma IST ICT (Hb -, HbO - ) proteiny - proteiny - HPO 2-4 HPO 2-4 HPO 2-4 HPO 2-4 Kombinovaný pufrační systém pufrační kapacita (plná krev) Kombinovaný pufrační systém krve Hemoglobin (Hb/HbO 2 ) anorg. a org. fosfáty (HPO4 2- / H 2 PO 4- ) bílkoviny krevní plasmy (prot - /proth) nehydrohenuhličitanové pufry celkem rel. kapacita 35 % 5 % 7 % 47 % pk a 7.2 6.8 reagují pomalu erythrocytární hydrohenuhličit. systém plasmatický hydrohenuhličit. systém hydrohenuhličitanový systém plné krve (HCO 3- /CO 2 + H 2 CO 3 ) 18 % 35 % 53 % 6.1 reagují rychle Poruchy acidobazické rovnováhy 5
acidobazická rovnováha uzavřený vs. otevřený systém [H + ], pco 2, [HCO 3- ], ~ ph [H + ] ~ pco 2 [HCO 3- ] acidobazická rovnováha pco 2 [H + ] ~ uzavřený vs. otevřený systém [HCO 3- ] acidobazická rovnováha uzavřený vs. otevřený systém hraniční hodnoty: 6
Poruchy acidobazické rovnováhy acidémie vs. alkalémie acidosa vs. alkalosa ph odráží rovnováhu mezi primární poruchou a účinností její kompenzace kompenzace děje, kterými jeden systém nahrazujeporušnou funkci jiného systému korekce pochody, kterými postižený systém upravuje vlastními prostředky parametry ABR k normě reparace odstranění příčin Poruchy acidobazické rovnováhy METABOLICKÉ PORUCHY (změny v koncentraci HCO 3- v ECF) Metabolická acidosa ( HCO 3- ) poškození ledvin (porušené vylučování H + ledvinami) zvýšená produkce H + - diabetická ketoacidosa otrava - (požití kyselin nebo látek, které se na kyseliny metabolizují-salicyláty, methanol, ethylenglykol) ztráta HCO 3- (průjem) Metabolická alkalosa ( HCO 3- ) ztráta silných kyselin (zvracení, odsávání žaludečního obsahu) vysoký příjem HCO 3- nebo jiných alkalizujících látek vysoký příjem organických solí (Na-laktát, Na-citrát) anion organické povahy je metabolicky zpracován na CO 2 a vodu (při dostatku O 2 ). Poruchy acidobazické rovnováhy RESPIRAČNÍ PORUCHY primární příčinou jsou změny v pco 2 v arteriální krvi. Respirační acidosa ( pco 2 ) ztížené vydechování, hypoventilace, obstrukce (bronchitis, nádor, záněty), extrapulmonální poškození (pneumotorax) Respirační alkalosa ( pco 2 ) zvětšený výdej CO 2 organismem - příčinou bývá hyperventilace přímé dráždění dýchacího centra (emoce, infekce) reflexní dráždění resp. centra z chemoreceptorů (nejč. nedostatek O 2 a z toho plynoucí hypoxémie) stimulace H + ionty 7
regulace acidobazické rovnováhy H 2 CO 3 Acidosa ( H + ) Alkalosa ( H + ) H 2 CO 3 H 2 CO 3 kompenzace kompenzace H 2 CO 3 H CO 2 3 8