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Equilibrio acido-base PON le scienze in … gara a.s. 2012/13 Liceo statale E.P.Fonseca – Napoli Esperto prof. C. Formica Tutor prof. L. Meduri.

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1 Equilibrio acido-base PON le scienze in … gara a.s. 2012/13 Liceo statale E.P.Fonseca – Napoli Esperto prof. C. Formica Tutor prof. L. Meduri

2 2 Lo ione idrogeno come specie altamente reattiva H+H+ Il legame con le proteine (enzimi, proteine contrattili, proteine di trasporto) è collegato ad: Alterazioni funzionali Alterazioni strutturali

3 Forme di acidi fissi e volatili 3 Acidi fissi Inorganici H 3 PO 4 (Fosfati organici, proteine) H 2 SO 4 (AA solforati) Organici Acido lattico Chetoacidi Tossici Farmaci Acidi volatili H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O

4 Parametri dellequilibrio acido-base: - quali sono, come si esprimono (unità di misura) - concetto di valori medi e range fisiologico [H + ] 40 nEq/L (36-44) pH 7.40 (7.36–7.44) PaCO2 40 mmHg (36-44) HCO3 24 mEq/L (22–26) 4 Dove si misurano: Lequilibrio acido-base nel suo complesso si può valutare solamente sul sangue arterioso, che consente di analizzare il ruolo dei tre componenti fondamentali della regolazione: trasporto ematico sotto forma di tamponi, polmone, rene lemogasanalisi arteriosa rappresenta lesame più importante

5 Concentrazioni normali anioni e cationi nel plasma 5 CATIONI, mEq/L Na 140 K 4.5 Ca 5 Mg 2 H (40 nEq/L) ANIONI, mEq/L Cl 103 HCO3 24

6 Meccanismi che limitano e/o correggono modificazioni della concentrazione idrogenionica nellorganismo 6 Sistemi tampone Sistema di prima difesa verso le alterazioni acido-basiche + trasporto acidi e basi verso gli apparati escretori (rene e polmone) Rene eliminazione acidi fissi (e basi) Polmone eliminazione acidi volatili (CO2) derivanti dal metabolismo dei nutrienti o dal tamponamento di acidi da parte del bicarbonato

7 Un sistema tampone è costituito da un acido e dalla sua base coniugata ed è in grado di rilasciare o legare H+ a seconda delle necessità. In caso di legame lH+ cessa temporaneamente di esistere come specie dissociata autonoma (e quindi altamente reattiva) nel fluido contenente il tampone 7

8 Sistemi tampone dellorganismo: tamponi intra- ed extracellulari 8

9 CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 HCO H + tampone extracellulare più abbondante è in equilibrio con i sistemi tampone intracellulari la componente metabolica è controllata dal rene la componente respiratoria è controllata dal polmone componenti facilmente misurabili per valutare lequilibrio acido-base dellorganismo, attraverso lequazione di Henderson-Hasselbalch Ruolo centrale del sistema tampone bicarbonato/ acido carbonico 9

10 CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 HCO H + polmone rene pH = log HCO PaCO 2 Lequilibrio di dissociazione del sistema tampone HCO3/H 2 CO 3 è descritto dalla legge dazione di massa, espressa come equazione di Henderson-Hasselbach, nella quale lH 2 CO 3 è inserito sotto forma di PaCO2 moltiplicata per un coefficiente di solubilità della CO 2 in H 2 O (si ottiene un dato in mEq/L) Tamponi cellulari 10

11 pH = log HCO xPaCO 2 pH = log 24 mEq/L x 40 mmHg pH = log 24 mEq/L 1.2 mEq/L pH = log (24/1.2) pH = log 20 pH = =

12 Ruolo del rene nel mantenimento del bilancio acido-basico 12 Riassorbimento del bicarbonato già presente nel sangue e che venendo filtrato dal glomerulo verrebbe perso nelle urine (tubulo prossimale) Eliminazione netta di H + (tubulo distale) La base fisiologica di entrambi gli effetti è rappresentata dalla secrezione di H+, a livello dei tubuli prossimale e distale

13 Fattori che stimolano lescrezione di idrogenioni nel tubulo distale 13 Riduzione pH ematico Aumento PaCO 2 Ipopotassiemia Aumento aldosterone

14 Le alterazioni dellequilibrio acido-base: Acidosi respiratoria Acidosi metabolica Alcalosi respiratoria Alcalosi metabolica 14

15 Equilibrio acido-base: definizioni AcidemiapH < 7.36 AlcalemiapH > 7.44 AcidosiProcesso fisiopatologico che tende ad aumentare [H+] e a ridurre il pH AlcalosiProcesso fisiopatologico che tende a ridurre [ H+] e ad aumentare il pH Acidosi metabolicaprocesso che primitivamente riduce HCO3 Alcalosi metabolicaprocesso che primitivamente aumenta HCO3 Acidosi respiratoriaprocesso che primitivamente aumenta la PaCo2 Alcalosi respiratoriaprocesso che primitivamente riduce la PaCO2 Disordine mistoCondizione nella quale è presente più di un disturbo acido- base primitivo CompensoRisposta fisiologica allacidosi o allalcalosi, che determina un parizlale ritorno del pH verso i livelli normali 15

16 Compensi 16 acidosi metabolica alcalosi metabolica acidosi respiratoria alcalosi respiratoria riduzione PaCO2 (polmone) aumento PaCO2 (polmone) aumento bicarbonati (rene) riduzione bicarbonati (rene)

17 ACIDOSI RESPIRATORIA Alterazione dellequilibrio acido acido-base caratterizzata da un primitivo aumento della PaCO2, eventuale riduzione del pH arterioso (acidosi respiratoria con acidemia), e da secondario aumento dei bicarbonati (compenso renale) La patogenesi riconosce cause secondarie ad alterazioni del sistema ventilatorio 17

18 ACIDOSI RESPIRATORIA a) pazienti che non ventilano (di solito acidosi resp. acute) il problema è la depressione dello stimolo respiratorio (es. sedativi, narcotici, alcool, lesioni SNC post-anossiche, trauma cranico, encefalite, etc) b) pazienti che non possono ventilare (di solito acidosi resp. croniche) due possibili problemi 1) insufficienza primitiva della pompa ventilatoria (m. respiratori): farmaci e tossici (curarizzanti, esteri organofosorici etc.), sclerosi multipla, miopatie acute etc. 2) insufficienza secondaria della pompa ventilatoria (fatica dei muscoli respiratori) da eccessivo aumento del lavoro respiratorio - lavoro elastico (malattie restrittive, ARDS etc.) - lavoro resistivo (ad es. crisi asmatica, BPCO) 3) patologie del parenchima polmonare compromissione degli scambi gassosi (BPCO grave, edema polmonare acuto etc.) 18

19 Acidosi metabolica Condizione caratterizzata da primitiva riduzione della concentrazione di bicarbonati, con eventuale riduzione del pH (acidosi metabolica con acidemia) e riduzione secondaria della PaCO2 (compenso respiratorio) La patogenesi riconosce più spesso cause che determinao perdita di bicarbonati, aumentata produzione di acidi (di solito organici), o insufficiente capacità escrezione di H + sotto forma di ioni ammonio 19

20 Meccanismi di compenso allacidosi metabolica 20 Sistemi tampone extra- e intracellulari Polmone (se il sistema ventilatorio è adeguato) Rene (se non è causa primitiva dellacidosi metabolica)

21 cause dellacidosi metabolica 21 Aumentata produzione di acidi endogena Acidosi lattica Chetoacidosi diabetica esogena intossicazione da farmaci – etanolo, aspirina, barbiturici (sonniferi) Perdita di bicarbonati diretta Via gastroenterica (diarrea etc.) Via renale (acidosi tubulari prossimali) indiretta (ridotta capacità di rigenerazione renale dei bicarbonati per deficit di eliminazione urinaria di NH 4 + ) insufficienza renale acuta o cronica, acidosi tubulari distali

22 Acidosi da aumentata produzione endogena di acidi organici: lacidosi lattica Ridotta disponibilità periferica O2 a) Ridotta utilizzazione del piruvato b) Aumentata produzione piruvato 22

23 Patogenesi dellacidosi lattica 23

24 Acidosi da aumentata produzione endogena di acidi organici: la chetoacidosi diabetica 24

25 Composizione elettrolitica dei fluidi gastroenterici HCO3 mEq/L Na mEq/L K mEq/L Cl mEq/L plasma bile pancreas Int tenue Colon

26 Alcalosi metabolica Provocata da vomito e altre cause con bicarbonati, pH, e PaCO2 (compenso respiratorio). Se il pH > 7.65 la mortalità sale all80% 26

27 Alcalosi respiratoria Provocata da vomito e altre cause da PaCO2 con pH, bicarbonati (compenso renale). Se il pH > 7.65 la mortalità sale all80% 27

28 Cause di iperventilazione 28 Sepsi Anemia grave Ipossia Intossicazione da salicilati Pneumopatie Insufficienza epatica Compenso respiratorio acidosi metabolica

29 Neurologic Effects of Hypocapnia Systemic hypocapnia results in cerebrospinal fluid alkalosis, which decreases cerebral blood flow, cerebral oxygen delivery, and to a lesser extent, cerebral blood volume. The reduction in intracranial pressure may be lifesaving in patients in whom the pressure is severely elevated. However, hypocapnia-induced brain ischemia may occur because of vasoconstriction (impairing cerebral perfusion), reduced oxygen release from hemoglobin, and increased neuronal excitability, with the possible release of excitotoxins such as glutamate. Over time, cerebrospinal fluid pH and, hence, cerebral blood flow gradually return to normal. Subsequent normalization of the partial pressure of arterial carbon dioxide can then result in cerebral hyperemia, causing reperfusion injury to previously ischemic brain regions. 29

30 Normale (7.36 – 7.44) PaCO HCO PaCO2 < 36 HCO3 < 22 PaCO2 > 44 HCO3 > 26 < 7.36 PaCO2 < 40 > 40 > 7.44 PaCO2 < 40> 40 Acid Metabolica Riduz PaCO2 = 1.2 HCO3 oppure ultime due cifre pH Eq. A-b Normale* ac met + alc resp ac resp + alc met Acidosi Respiratoria Ac: aum HCO3= 0.1 PaCO2 Cr: aum HCO3= 0.4 PaCO2 Alcalosi Respiratoria Ac: riduz HCO3 = 0.25 PaCO2 Cr: riduz HCO3 = 0.5 PaCO2 Alc Metabolica Aum PaCO2= 0.7 x HCO3 o le due cifre decimali del pH 30 Riepilogo alcalosi e acidosi


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