Acidobazická rovnováha (ABR) •Acidobazický stav organismu je určen koncentrací vodíkových iontů [H+] v tělních tekutinách •Normální pH arteriální krve je 7,40 ± 0,02 ([H+] = 38–42 nmol/l) •Rozmezí pH arteriální krve, při kterém je možný život, je 6,8–7,8 ± 0,1 (10–160 nmol/l) •V porovnání s arteriální krví je pH smíšené venózní krve nižší o 0,02–0,05, intersticiální tekutiny o 0,03–0,015 •Intracelulární pH kolísá v rozmezí 6,0–7,3 Acidobazická rovnováha (ABR) •při patologických stavech se v tělních tekutinách mohou hromadit organické kyseliny tvořené katabolismem tuků a cukrů, které se normálně rozkládají na CO2 a H2O • •při hypovolemickém či jiném cirkulačním šoku se může koncentrace kyseliny mléčné v tkáni výrazně zvýšit v důsledku nedostatečné tkáňové perfúze a aktivací anaerobní glykolýzy (laktátová acidóza) Acidobazická rovnováha (ABR) •Udržování úzkého rozmezí pH je životně důležité •Organismus má velmi účinné regulační mechanismy, kterými se brání změnám pH •Stabilita pH vnitřního prostředí je zajišťována nárazníkovými systémy, respirační a renální regulací Udržování ABR •ABR - neustále narušována metabolizmem •Nárazníkové systémy (extra- a intracelulární nárazníkové roztoky - pufry) •Regulace – činností některých orgánů: – plíce (respirační regulace) – ledviny (renální regulace) – játra (jaterní regulace) • Acidobazická rovnováha (ABR) •Extra- a intracelulární nárazníkové systémy umožňují rychlé chemické pufrování kyselin a bází •Rozlišujeme dva základní typy: – bikarbonátový nárazníkový systém – nebikarbonátové nárazníkové systémy • Acidobazická rovnováha (ABR) •bikarbonátový nárazníkový systém –Bikarbonátový nárazníkový systém má největší význam, protože koncentrace jeho složek může být měněna podle potřeb organismu účinnými mechanismy respirace a vylučováním ledvinami –Systém je složen ze slabé kyseliny uhličité a konjugované báze, bikarbonátu Acidobazická rovnováha (ABR) •nebikarbonátové nárazníkové systémy –bílkoviny – mohou reverzibilně vázat H+ a OH- a fungují jako pufry, za normálního pH má bílkovina negativní náboj a působí jako báze –hemoglobin – za normálního pH působí jako kyselina, jeho nárazníková schopnost je dána přítomností imidazolové skupiny histidinu, která může vázat a uvolňovat H+ –fosfáty – v plazmě se uplatňuje střední stupeň disociace kyseliny fosforečné, význam tohoto nárazníku je v plazmě malý, organické fosfáty jsou výrazným intracelulárním nárazníkem – Poruchy ABR •podle příčiny: –respirační (porucha dýchání nebo výměny plynů) –metabolické (porucha buněčného metabolismu) •podle efektu na pH arteriální krve: –acidózy –alkalózy Poruchy ABR •Acidóza: klinický stav, kdy je pH arteriální krve < 7,36 (acidémie); dochází k hromadění kyselých nebo ztrátě alkalických metabolitů •Alkalóza: klinický stav, kdy je pH arteriální krve > 7,44 (alkalémie); znamená ztrátu kyselých nebo nahromadění alkalických metabolitů Poruchy ABR •Respirační poruchy: přímo souvisejí s funkcí plic a vedou ke změně pH v důsledku změny pCO2 (primárně jsou kompenzovány činností ledvin) •Metabolické poruchy: vedou ke změně pH v důsledku změny konc.HCO3- ;vyznačující se bud' nadměrnou produkcí H+, nebo sníženou schopností vylučovat je z těla (primárně jsou kompenzovány respiračně činností plic) Respirační poruchy •respirační acidóza: způsobena hromaděním CO2 v krvi (hyperkapnie) poklesem alveolární ventilace – dochází k nerovnováze mezi produkcí CO2 ve tkáních a jeho nedostatečnému vylučováním v plicích •respirační alkalóza: převládající vylučování CO2 nad jeho produkcí ve tkáních, kde je množství vznikajícího CO2 relativně konstantní a RAL je proto způsobena hyperventilací plic Metabolické poruchy •Metabolická acidóza (MAC): nahromadění netěkavých kyselin nebo ztráta HCO3- z extracelulární tekutiny; klinicky nejčastější porucha ABR, která se vyznačuje ↓pH v krvi a ↓konc. HCO3- •Podle příčiny můžeme MAC klasifikovat jako: –ketoacidózu - nadměrná produkce H+ (při dekompenzaci diabetu, při hladovění, alkoholismu) –laktátovou acidózu - hromadění kyseliny mléčné (při nedostatečné oxygenaci krve, fyziologicky při anaerobní fyzické zátěži) –renální tubulární acidózu - zvýšené ztráty HCO3- –acidózu při zvýšené ztrátě HCO3- ze střeva (při těžkých průjmech) – • Metabolické poruchy •Metabolická alkalóza: ztráta kyselin (HCl) při zvracení nebo zvýšený příjem hydrogenuhličitanů (infuze, některé složky potravy) •Kombinované poruchy ABR: mohou se vyvíjet nezávisle na sobě, nebo jedna porucha podmiňovat rozvoj další poruchy Acidobazická rovnováha (ABR) •ABR v těhotenství –Zdravá těhotná žena ve srovnání s netěhotnou hyperventiluje, a to způsobuje snížení pCO2 a respirační alkalózu –Respirační alkalóza je kompenzována metabolickou acidózou –Koncentrace plazmatického bikarbonátu se snižuje z 25–26 mmol/l na hodnoty okolo 22 mmol/l, snižuje se i koncentrace sdružených nárazníkových bází –Výsledkem je minimální zvýšení pH –Zvýšení pH v krvi způsobuje posun disociační křivky hemoglobinu pro kyslík doleva a zvýšení afinity mateřského hemoglobinu pro kyslík –Uvolňování kyslíku v mateřské krvi se snižuje –Hyperventilace způsobující snížení pCO2 u matky zvýhodňuje transport CO2 od plodu k matce Diagnostika ABR •arteriální nebo arterializovaná krev •odběr musí být proveden za striktně anaerobních podmínek •vyšetření neprodleně po odběru (aby nedošlo k poklesu pH , pO2 a vzestupu pCO2 ) Diagnostika ABR •analyzátory krevních plynů (Astrup) –vybaveny elektrodami pro přímé měření pH, pCO2 a pO2 (možnost automatického dopočítávání odvozených parametrů ABR) •základní parametry: pH, pCO2, pO2 •odvozené parametry (výpočet): –koncentrace aktuálních hydrogenuhličitanů, koncentrace standardních hydrogenuhličitanů, celkový CO2, saturace Hb kyslíkem, odchylka bází (Base Excess BE) • Diagnostika ABR •ostatní vyšetření: –stanovení koncentrace Na+, K+, Ca2+ , Mg2+ , CI-, laktátu •ostatní odvozené parametry: – pufrové báze séra (Buffer Base - BBs), rozdíl silných iontů (Strong Ion Difference SID), aniontová mezera (Anion Gap AG). • Diagnostika ABR •Aktuální hydrogenuhličitany: koncentrace HCO3- v litru krve nasycené kyslíkem za aktuálních podmínek (pCO2 a teplota pacienta) •Standardní hydrogenuhličitany: koncentrace HCO3- v litru krve nasycené kyslíkem při teplotě 37°C a pCO2 5,33 kPa •Saturace Hb kyslíkem: podíl oxyhemoglobinu a efektivního hemoglobinu (Hb který se zúčastňuje přenosu kyslíku) •Base Excess: množství bází, které je potřeba ubrat nebo přidat k jednomu litru krve, aby se pH vrátilo k hodnotě 7,4 •Buffer Base: celkové množství nárazníkových bází v jednom litru krve při aktuálním pH, pCO2 a koncentraci Hb • • • Diagnostika ABR •Anion Gap: koncentrace všech běžně nestanovovaných aniontů v plazmě a používá se k diferenciální diagnostice MAC. Popisuje tedy odchylky v koncentraci ketokyselin, laktátu, fosfátů, síranů –Zvýšené hodnoty: snížená koncentrace měřených kationů a zvýšená koncentrace neměřených aniontů –Snížené hodnoty: zvýšená koncentrace měřených kationů a snížená koncentrace neměřených aniontů •Strong Ion Diference: součet aniontů slabých kyselin (HCO3-, proteinů, reziduálních aniontů) – je dán rozdílem koncentrací iontů silných kyselin a silných bází. • Parametry ABR •fyziologické hodnoty vybraných parametrů ABR v arteriální krvi: • parametr interval pH 7,36 -7,44 pCO2 M 4,8 – 6,4 kPa Ž 4,4 – 5,7 kPa pO2 10,4 – 14,3 kPa HCO3- 22 – 26 mmol/l BE ± 2 mmol/l BB 44 – 53 mmol/l AG 14 – 18 mmol/l Saturace Hb 94 – 99 %