L’EQUILIBRIO ACIDO-BASE NEL SANGUE Respiratorio_5

I tamponi fisiologici del pH 1 - Il sistema acido carbonico-bicarbonato: H2CO3 H+ + HCO3– pKa = 6.1 pH = 6.1 + log [HCO3–] [H2CO3] 2 - Il sistema fosfato: H2PO4– H+ + HPO4– – pKa = 6.8 pH = 6.8 + log [HPO4– – ] [H2PO4–] pK2 = 6.8 pK1 = 4 pK3 = 10 - H2PO4- (fosfato monobasico) ; HPO4-- (fosfato bibasico) 3 - Il sistema proteina-proteinati: HPr H+ + Pr– pKa = 7.4 gruppi imidazolici dell’istidina maggior efficacia come tampone perché il pKa è il più vicino al pH fisiologico alto contenuto di proteine plasmatiche (albumina) e Hb capacità tampone del sangue totale: 48 mmoli/l Respiratorio_5

Il sistema dei bicarbonati I sistemi tampone bicarbonato e monofosfato sono meno efficaci (a causa del loro pKa < 7.4) ma più adatti “fisiologicamente” a controllare il pH plasmatico perché regolati dal sistema respiratorio (bicarbonati) e renale (bicarbonati e fosfati). La loro quantità è praticamente illimitata dato che sono regolati attivamente dal nostro organismo [H2CO3] Il sistema dei bicarbonati In soluzione: H2CO3 H+ + HCO3– e pK1 = 6.1 pH = pK1 + log [HCO3–] L’equazione di massa fornisce le condizioni di equilibrio dei tre componenti: [H+] [HCO3–] = K1 (1) Sostituendo: [H2CO3]  [CO2] pH = 6.1 + log [CO2] quando [HCO3–] = 20 [CO2], la (2): diventa (2) pH = 6.1 + log 20 = 6.1 + 1.3 = 7.4 Respiratorio_5

Il tampone H2CO3/HCO3- e l’acidosi metabolica Il sistema tampone H2CO3/HCO3– è un ottimo sistema per equilibrare il pH solo se riesce a scambiare CO2 con l’ambiente esterno in condizioni normali [CO2] HCO3– 20 CO2 1 = la sola aumentata velocità di scambio della CO2 tra capillare e alveolo è sufficiente in un sistema aperto per compensare parzialmente l’aumento di H+ (acidosi) o di OH– (alcalosi) con aumentata acidità 2H+ Respiratorio_5

Acidosi e alcalosi plasmatica il pH del sangue dipende dal rapporto non dai valori assoluti di [HCO3–] e [CO2] basta variare il rapporto per riequilibrare il pH plasmatico il contenuto di CO2 plasmatica può essere regolato velocemente attraverso la respirazione (ventilazione) la regolazione renale dei bicarbonati è lenta ma efficace e riporta l’[HCO3–] al suo valore assoluto di equilibrio (24 mM/litro) l’acidosi si verifica quando: [H+] pH [CO2] [HCO3–] HCO3– CO2 il riequilibrio avviene attraverso: 1 – chemotrasduzione (glomi carotidei e aortici, chemorecettori centrali) 2 – stimolazione dei centri nervosi del respiro 3 – iperventilazione 4 – riduzione della CO2 l’alcalosi si verifica quando: [H+] pH [CO2] [HCO3–] il riequilibrio avviene in maniera inversa attraverso gli stessi meccanismi che controllano l’acidosi Respiratorio_5

Acidosi e alcalosi metabolica cause dell’acidosi cause dell’alcalosi fatica muscolare (acido lattico) diabete mellito (acidi dal metabolismo dei lipidi) insufficienza renale (accumulo di H+ nel plasma) diuretici inibitori dell’anidrasi carbonica (minor riassorbimento di HCO3–, [HCO3-] plasmatica) vomito (perdita di HCl) aldosterone (aumentata secrezione renale di H+) assunzione di sali alcalini (NaHCO3) sono compensate per via respiratoria (chemocettori centrali) i valori di pH si riequilibrano perché viene riaggiustato il rapporto HCO3–/CO2 (riportando la CO2 ai valori fisiologici, 1.2 mM) ma non i loro valori assoluti (bassi nell’acidosi e alti nell’alcalosi) il completo riequilibrio del pH e dei valori assoluti avviene attraverso la funzione renale (riequilibrando i valori HCO3–, 24 mM) Chetoacidi che si formano dal metabolismo dei lipidi in mancanza di glucosio nella cellula. Tra le altre cause di acidosi metabolica: 5) perdita di bicarbonati durante diarree croniche, 6) farmaci (salicilati) Acidosi e alcalosi respiratoria causate da una ridotta o aumentata ventilazione alveolare sono entrambe compensate dal riequilibrio acido-base a livello renale coinvolgendo tamponi non bicarbonato (fosfati, proteine plasmatiche) Respiratorio_5