Alterazioni dell’Equilibrio Acido-Base - Cenni - UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FOGGIA FACOLTÀ DI MEDICINA E CHIRURGIA CATTEDRA DI NEFROLOGIA Direttore: Prof. Loreto GESUALDO Alterazioni dell’Equilibrio Acido-Base - Cenni -

Equilibrio Acido-Base Ogni giorno il nostro organismo produce acidi. La maggior quantità di acido prodotto è conseguenza della respirazione cellulare. CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3- Acido carbonico 20.000 mmoli/die vs 80 mmol/die altri acidi 2

Equilibrio Acido-Base Gli ioni H+ non appena prodotti, vengono immediatamente neutralizzati sistemi tampone rene / respirazione [H+] 35-40 nmol/l 2

Aminoacidi anfipatici Aminoacidi a carica netta positiva L’importanza del pH + NH3+ H C R COO- COOH H+ Aminoacidi anfipatici Aminoacidi a carica netta positiva 2

Sintomi legati alla variazione di pH [H+] nmol pH Sintomi 16 7.8 - convulsioni - aritmia - irritabilità 40 7.4 ------------------ - sopore - apatia 160 6.8 - coma ALCALEMIA ACIDEMIA 2

Sistemi tampone Le soluzioni tampone (acido debole e base coniugata) hanno la proprietà di consentire minime variazioni di pH in seguito all’aggiunta di modeste quantità di acido o base 2

Equilibrio Acido-Base pH sangue arterioso = 7,37-7,43 Sistemi tampone che consentono di eliminare H2CO3 (sotto forma di CO2) e acidi non volatili (Fosfati, Solfati, ecc.): Tamponi intracellulari Scambio H+/K+ Tamponi extracellulari Sistema Bicarbonato-Acido Carbonico Regolazione Respiratoria dell’eliminazione di CO2 Regolazione Renale dell’Equilibrio Acido-Base mediante: Riassorbimento tubulare di bicarbonati filtrati a livello glomerulare Escrezione di acidi fissi (acidità titolabile) Secrezione tubulare di Ammoniaca (NH3) ed Idrogenioni (H+) sotto forma di Ioni Ammonio (NH4+) Tampone Osseo

Componente respiratoria Componente metabolica Sistemi tampone Il sangue contiene una miscela di tamponi. Nel plasma e nel fluidi extracellulari il sistema tampone più importante dell’organismo è il sistema bicarbonato-acido carbonico :   H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3- Base coniugata Acido debole Componente respiratoria Componente metabolica 2

Sistema Bicarbonato-Acido Carbonico [HCO3-] pH = pK’1+ Log [CO2] [CO2] = pCO2 Equazione di Henderson-Hasselbalch Legge di Henry 2

Sistema Bicarbonato-Acido Carbonico In condizioni normali: pK’1 = 6.1  = 0,03 pCO2 = 40 mmHg [HCO3-] = 24 mmol/L [HCO3-] pH = pK’1+ Log p CO2 pH = 6,1 + Log 20 = 7,4 pH ‘ideale’ 2

Alterazioni dell’Equilibrio Acido-Base   H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3- Componente Metabolica Componente Respiratoria Risposta Compensatoria pH Variazione primitiva Acidosi Metabolica ↓HCO3- ↓ ↓PCO2

H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3-     Acidosi Metabolica pH del sangue arterioso 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 7,8 100 90 80 70 60 50 40 30 20 ı - 56 52 48 44 36 32 28 24 16 12 8 4 120 110 25 15 35 10 pCO 2 ( mmHg ) [H + ] nel sangue arterioso ( mmol /l) [HCO 3 Acidosi Metabolica Compenso Respiratorio

GAP anionico Elettroneutralità Cationi=Anioni AG = [Na+] – ([Cl-] + [HCO3-])  9-14 mmol/L [140] - ([105] + [24]) AG rappresenta la predominanza di proteine, ac. organici, fosfati, solfati, rispetto a Ca++ e Mg++ AG discrimina le acidosi metaboliche ad elevato AG e a basso/normale AG

Normale. Acidosi Metabolica. Gap Anionico. Gap Anionico. Normale Normale Acidosi Metabolica Gap Anionico Gap Anionico Normale Aumentato (Ipercloremico) (Normocloremico) A- 10 A- 10 A- 30 HCO3- 24 HCO3- 4 HCO3- 4 Na+ 140 Na+ 140 Na+ 140 Cl- 106 Cl- 126 Cl- 106 Cause Acidosi tubulare (tipo I e II) Perdite gastrointestinali di bicarbonati Infusioni di Acidi Cause Chetoacidosi diabetica Acidosi lattica Uremia Metanolo (con gap osmolare) Etilen glicole (con gap osmolare) Salicilati (senza gap osmolare)

GAP Osmolare v.n. <10 mOsmol/kg Differenza espressa in mOsmol/kg tra Osmolarità attuale (misurata) e Osmolarità normale (270-290 mOsmol/kg) GAP Osmolare v.n. <10 mOsmol/kg Se >10 mOsmol/kg sospettare intossicazione da sostanze a basso peso molecolare (paraldeide, etilenglicole, etanolo, metanolo, isopropanololo, acetone)

Cause di Acidosi Metabolica Chetoacidosi Diabetica Chetoacidosi Alcolica Acidosi Lattica Uremia (NH4+) Acidosi con GAP Anionico elevato e GAP osmolare normale Acidosi con GAP Anionico normale e GAP osmolare normale Cause di Acidosi Metabolica Intox. da Salicilati Intox. Da sostanze a basso P.M. (paraldeide, etilenglicole, etanolo, metanolo, isopropanololo, acetone Acidosi con GAP Anionico elevato e GAP osmolare elevato Acidosi con GAP Anionico normale e GAP osmolare elevato

Segni e Sintomi dell’Acidosi Metabolica Sistema Cardiovascolare Ridotta contrattilità cardiaca Ridotta P.A. Ridotta soglia per aritmie ventricolari Sistema Respiratorio Iperventilazione Dispnea Sistema nervoso centrale Ottundimento progressivo Coma Metabolismo Insulinoresistenza Catabolismo proteico Sistema muscolo-scheletrico Osteomalacia Fratture

Alterazioni dell’Equilibrio Acido-Base H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3-     Componente Respiratoria Componente Metabolica Risposta Compensatoria pH Variazione primitiva Acidosi Metabolica ↓HCO3- ↓ ↓PCO2 Alcalosi Metabolica ↑HCO3- ↑ ↑PCO2

H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3- =     Alcalosi Metabolica pH del sangue arterioso 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 7,8 100 90 80 70 60 50 40 30 20 ı - 56 52 48 44 36 32 28 24 16 12 8 4 120 110 25 15 35 10 pCO 2 ( mmHg ) [H + ] nel sangue arterioso ( mmol /l) [HCO 3 Alcalosi Metabolica Compenso Renale Risposta Compensatoria

Milk-alkali Suppelmenti di Calcio carbonato Enterale Aumento delle Basi Bicarbonati Ringer Trasfusioni Dialisi Parenterale Eccesso di Basi Vomito Adenoma villoso Gastrointestinali Perdita di Idrogenioni Diuretici Eccesso di Mineralcorticidi Renali

Segni e Sintomi dell’Alcalosi Metabolica Sistema Cardiovascolare Aritmie Potenziamento della tossicità della digitale Sistema nervoso centrale Cefalea Letargia Delirio Tetania Crisi convulsive Sistema Respiratorio Ipoventilazione Metabolismo Ipokaliemia Ipocalcemia Ipomagnesemia Ipofosfatemia Sistema muscolo-scheletrico Astenia

Alterazioni dell’Equilibrio Acido-Base   H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3- Componente Metabolica Componente Respiratoria Risposta Compensatoria pH Variazione primitiva Acidosi Metabolica ↓HCO3- ↓ ↓PCO2 Alcalosi Metabolica ↑HCO3- ↑ ↑PCO2 Acidosi Respiratoria ↑CO2 ↓ ↑[HCO3-]

H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3- =     Acidosi Respiratoria pH del sangue arterioso 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 7,8 100 90 80 70 60 50 40 30 20 ı - 56 52 48 44 36 32 28 24 16 12 8 4 120 110 25 15 35 10 pCO 2 ( mmHg ) [H + ] nel sangue arterioso ( mmol /l) [HCO 3 Acidosi Respiratoria Risposta Compensatoria

Alterazioni dell’Equilibrio Acido-Base   H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3- Componente Metabolica Componente Respiratoria Risposta Compensatoria pH Variazione primitiva Acidosi Metabolica ↓HCO3- ↓ ↓PCO2 Alcalosi Metabolica ↑HCO3- ↑ ↑PCO2 Acidosi Respiratoria ↑CO2 ↓ ↑[HCO3-] Alcalosi Respiratoria ↓ CO2 ↑ ↓[HCO3-]

Alcalosi Respiratoria = H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3-     pH del sangue arterioso 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 7,8 100 90 80 70 60 50 40 30 20 ı - 56 52 48 44 36 32 28 24 16 12 8 4 120 110 25 15 35 10 pCO 2 ( mmHg ) [H + ] nel sangue arterioso ( mmol /l) [HCO 3 Alcalosi Respiratoria Risposta Compensatoria

Alterazioni dell’Equilibrio Acido-Base   H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3- Componente Metabolica Componente Respiratoria Risposta Compensatoria pH Variazione primitiva Acidosi Metabolica ↓HCO3- ↓ ↓PCO2 Alcalosi Metabolica ↑HCO3- ↑ ↑PCO2 Acidosi Respiratoria ↑CO2 ↓ ↑[HCO3-] Alcalosi Respiratoria ↓ CO2 ↑ ↓[HCO3-]

[H+] nel sangue arterioso (mmol/l) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 ı ı ı ı ı ı ı ı ı ı ı ı 60 - 56 - 52 - 48 - 44 - 40 - 36 - 32 - 28 - 24 - 20 - 16 - 12 - 8 - 4 - 0 - 120 110 100 90 80 70 60 50 40 35 Alcalosi Metabolica Acidosi Respiratoria Cronica 30 25 [HCO3-] nel sangue arterioso (mmol/l) Acidosi Respiratoria Acuta 20 Alcalosi Respiratoria Acuta 15 Alcalosi Respiratoria Cronica 10 Acidosi Metabolica pCO2 (mmHg) 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 7,8 pH del sangue arterioso

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