Zaburzenia równowagi kwasowo--zasadowej
Klinika Chorób Wewnętrznych, Nefrologii i Dializoterapii
Zagadnienia ogólne
Równowagą kwasowo-zasadową i wodnoelektrolitową rządzą trzy prawa:
_ Prawo elektroobojętności płynów ustrojowych
_ Prawo izoosmolalności
_ Prawo izojonii ( dążność ustroju do utrzymywania stałego stężenia jonów, w
tym również jonów wodorowych)
Izohydria
Izohydria – stałość stężenia jonów wodorowych w płynach ustrojowych ( 35 – 45 nmol/l =pH 7,45 – 7,35) , zapewnia optymalizację funkcji wielu narządów
poprzez wpływ na procesy enzymatyczne ( gł. poprzez syntezę nośników
wysokoenergetycznych np. ATP)
Układy buforowe
Roztwór buforowy – roztwór do którego dodanie kwasu lub zasady tylko w niewielkim stopniu zmienia występujące w nim stężenie jonów wodorowych.
Roztwór buforowy może składać się ze słabego kwasu (np. H2CO3) i jego anionu ( np. HCO3￣) lub ze słabej zasady i jego kationu
Układy buforowe utrzymujące izohydrię płynów ustrojowych:
Układy buforowe krwi
- kwas węglowy – wodorowęglany
- układ hemoglobinianowy
Układy buforowe tkanek
- układ białczanowy
- układ fosforanowy
Płuca
Nerki
Wątroba
Układ kostny
Przewód pokarmowy
Pojemność buforująca krwi jest zależna od stężenia układu kwas węglowy – wodorowęglany oraz układu hemoglobinianowego.
Układy białczanowy i fosforanowy – znacznie mniejsza rola.
Równanie Hendersona-Hasselbalcha
Równanie H-H jest podstawą prawidłowej diagnostyki i racjonalnej terapii wszystkich zaburzeń gospodarki kwasowo – zasadowej.
pH = 6,1 + lg [HCO3￣] / pCO2 · 0,03
Zmiany pH krwi zależne są od komponentu nieoddechowego ( od stężenia HCO3￣) oraz oddechowego ( ciśnienia cząstkowego CO2)
Z równania H - H wynika , że pH krwi może nie ulec zmianie pomimo istotnych zmian stężenia HCO3￣ i pCO2 – wyrównane zaburzenia gospodarki kwasowozasadowej. Jeżeli zmianom HCO3¯ lub (i ) pCO2 towarzyszy zmiana pH – niewyrównane zaburzenia gospodarki kwasowo-zasadowej
W równaniu H-H : komponent nieoddechowy ( licznik równania) i oddechowy ( mianownik równania). Pierwotne zaburzenia oddechowe mogą ulec wyrównaniu w wyniku zmiany komponentu nieoddechowego i odwrotnie pierwotne zaburzenia nieoddechowe mogą ulec kompensacji za pomocą mechanizmu oddechowego.
Z równania H-H wynika, że do dokładnej charakterystyki stanu równowagi
kwasowo-zasadowej potrzebna jest znajomość : pH krwi, stęŜenia HCO3￣
oraz pCO2. U chorych z zaburzeniami oddechowymi potrzebna jest jeszcze znajomość pO2
Rola płuc w gospodarce kwasowo--zasadowej
Podstawowa funkcja płuc – eliminacja dwutlenku węgla i pobieranie tlenu.
Retencja CO2 – przyczyna kwasicy oddechowej. Hipoksemia – często towarzysząca retencji CO2, zwiększając glikolizę beztlenową, może być przyczyną kwasicy mleczanowej.
Rola nerek w gospodarce kwasowo-zasadowej polega na:
-Resorbcji zwrotnej wodorowęglanów przesączonych w kłębuszkach nerkowych
-Regeneracji wodorowęglanów w procesie wytwarzania kwaśności miareczkowej i amoniogenezy
- Wytwarzania HCO3￣ z kwasu cytrynowego
Rola wątroby w gospodarce kwasowo--zasadowej
Utlenianie aminokwasów w wątrobie jest źródłem powstawania równoważnikowych ilości NH4 i HCO3￣ (większość z nich ulega przekształceniu w mocznik)
Rola układu kostnego w równowadze kwasowo-- zasadowej
W kościach zdeponowanych jest 7 – 8 moli zasad , głównie w postaci węglanu wapnia i hydroksyapatytu. Zasady te mogą ulec uruchomieniu u chorych z kwasicą nieoddechową ( przewlekłą) stając się przyczyną osteopenii.
Rola przewodu pokarmowego w równowadze kwasowo—zasadowej
Utrata jonów H w następstwie wymiotów lub utrata HCO3 z sokami trawiennymi (przetoka trzustkowa, żółciowa lub jelitowa) czy wymiotów ; kolonizacja jelita cienkiego beztlenową florą bakteryjną ; zwiększony napływ do jelita grubego niestrawionych lub niewchłoniętych węglowodanów – przyczynami zaburzeń gospodarki kwasowo-zasadowej
Luka anionowa ( LA)
Zgodnie z prawem elektroobojętności płynów ustrojowych suma ładunków dodatnich (kationów) musi być równa sumie ładunków ujemnych (anionów).
[Na] + Σ NK = [ Cl + HCO3 ] + Σ NA
Po przekształceniu:
[Na] –[ Cl + HCO3 ] = Σ NA – Σ NK
Wartość [Na] – [Cl + HCO3] określa się jako lukę anionową
W warunkach prawidłowych LA wynosi 10 – 12 mEq/l
ΣNA – stężenia białek, fosforanów, siarczanów, kreatyniny, mleczanów, pirogronianów i innych kwasów organicznych
ΣNK – stężenie potasu, wapnia i magnezu
W chwili obecnej oznaczanie LA straciło na znaczeniu
Podział zaburzeń gospodarki kwasowo--zasadowej
1. Zaburzenia oddechowe
2. Zaburzenia nieoddechowe ( dawniej metaboliczne )
3. Zaburzenia mieszane
Każdy rodzaj zaburzeń może być wyrównany lub niewyrównany ( pH); ostry lub przewlekły (tempo rozwoju zaburzeń)
Kwasice oddechowe
Wszystkie kwasice oddechowe są następstwem zwiększonej retencji CO2 (hiperkapni), spowodowanej uszkodzeniem nerwowej regulacji oddychania, ograniczoną ruchomością klatki piersiowej, chorobami płuc i opłucnej, niewydolnością serca albo nieadekwatną wentylacją sztuczną lub wspomaganą. Obraz kliniczny zależy od przyczyny wywołującej i czasu jej trwania oraz współwystępowania chorób innych niż choroby płuc. Biochemicznie kwasice oddechowe charakteryzują się pH < 7,35, hiperkapnią i hipoksemią.Leczenie polega na zwalczaniu przyczyny kwasicy oddechowej oraz stosowaniu leków leb zabiegów poprawiających wentylację płuc i utlenowanie hemoglobiny.
Kwasica oddechowa -- przyczyny
1.Uszkodzenia nerwowej regulacji oddychania
-choroby OUN przebiegające z niedokrwieniem, wzrostem ciśnienia płynu mózgowo-rdzeniowego, zmiany urazowe, zmiany zapalne
-Porażenie OUN wywołane lekami narkotycznymi lub ogólnie znieczulającymi -Uszkodzenie nerwów motorycznych unerwiającychmięśnie oddechowe na poziomie rdzenia kręgowego lub nerwów obwodowych (polyomyelitis, myasthenia gravis, zapalenie nerwów)
2. Ograniczona ruchomość klatki piersiowej
-Zmiany koścca klatki piersiowej ( stany pourazowe lub zapalne stawów i kości)
-Uszkodzenie czynności mięśni oddechowych ( hipokaliemia, zanik mięśni, skurcz tężcowy mięśni oddechowych)
-Nadmierna otyłość ( zespół Pickwicka)
-zmiany chorobowe skóry (sclerodermia)
3. Choroby płuc i opłucnej
-Rozległe zapalenie miąższu płucnego
-Choroby restrykcyjne płuc ( sarkoidoza, obrzęk płuc, nacieki nowotworowe, niedodma
-Choroby obturacyjne dróg oddechowych (POChP, mechaniczne przeszkody w drogach oddechowych, zwężenie tchawicy)
-Obecność płynu i powietrza w jamach opłucnowych
4. Zespół bezdechu nocnego
5. Ostra lub przewlekła niewydolność serca
6. Niedostateczne oddychanie sztuczne lub wspomagane lub stosowanie mieszanin gazowych o dużej zawartości CO2
Kwasica oddechowa –klinika
-Objawy podmiotowe : duszność, kaszel,
-Przedmiotowo: Sinica, tachypnoe, tachykardia
-Osłuchowo: w zaleŜności od przyczyny – furczenia i świsty, rzężenia , trzeszczenia; w przypadku obecności płynu lub powietrza w opłucnej - osłabienie lubzniesienie szmeru pęcherzykowego
-Zmiany radiologiczne –w zależności od przyczyny
-W badaniach laboratoryjnych: hiperkapnia, hipoksemia, wzrost HCO3￣ i hipochloremia ( w przewlekłych kwasicach)
Kwasica oddechowa - leczenie
-Zawsze leczenie przyczynowe w ostrych kwasicach !!!
-Wentylacja sztuczna lub wspomagana (w ostrych kwasicach), bierna tlenoterapia w przewlekłych kwasicach (ostrożnie – hipoksemia bodźcem dla ośrodka oddechowego)
-Antybiotykoterapia
-Wziewne sympatykomimetyki, sterydy, mukolityki – w POChP
Zasadowica oddechowa
Zasadowica oddechowa jest to zaburzenie równowagi kwasowo-oddechowej charakteryzujące się pierwotnym zmniejszeniem pCO2 uwarunkowanym hiperwentylacją, które jest przyczyną spadku stężenia jonów H ( czyli wzrostu pH). Ma ona najczęściej charakter ostry.
Zasadowica oddechowa -przyczyny
Bodźce nerwowe ( stany podniecenia, napad histerii, działanie zimna)
Pobudzenie ośrodka oddechowego przez toksyny egzogenne (bakteryjne), endogenne (amoniak), leki lub gorączkę
Hipoksja
Zmiany zwyrodnieniowe lub nowotworowe OUN
Hiperwentylacja mechaniczna ( u chorych wspomaganych sztuczną wentylacją)
Zasadowica oddechowa -klinika
Objawy kliniczne zasadowicy oddechowej są następstwem niedokrwienia mózgu (stany zamroczenia, parestezje, objawy piramidowe, zaburzenia mowy, halucynacje) i zmniejszenia stężenia wapnia zjonizowanego w surowicy (objawy tężyczki lub równoważników tężyczki – zaburzenia rytmu serca, objawy niewydolności wieńcowej, nudności i wymioty, bóle brzucha)
Zasadowica oddechowa –diagnostyka , leczenie
W badaniach laboratoryjnych :
Wzrost pH, spadek pCO2, prawidłowe stężenie HCO3 ( ostra zasadowica) lub obniżone stężenie HCO3
Wzrost stężenia pirogronianów i mleczanów w surowicy
Leczenie : podawanie leków uspokajających, zmniejszenie wentylacji minutowej u osób wentylowanych mechanicznie
Kwasica nieoddechowa
Kwasica nieoddechowa jest zaburzeniem równowagi kwasowo-zasadowej uwarunkowanym pierwotnym zmniejszeniem stężenia zasad, co skutkuje spadkiem pH i wzrostem stężenia jonów wodorowych
Kwasica nieoddechowa -przyczyny
1. Kwasice spowodowane nadmiernym wytwarzaniem endogennych nielotnych kwasów
- Kwasice ketonowe ( cukrzycowa, głodowa, po zażyciu etanolu, u chorych gorączkujących, u chorych z nadczynnością tarczycy)
- Kwasice mleczanowe
- Wrodzone kwasice metaboliczne
2. Kwasica spowodowana retencją nielotnych kwasów
- Kwasica mocznicowa
3. Kwasice spowodowane utratą zasad
- Z wydalinami ( biegunki) lub wydzielinami przewodu pokarmowego (przetoki jelitowe, żółciowe, trzustkowe)
- z moczem ( kwasice nerkowe kanalikowe)
4. Kwasice o innej lub złożonej etiologii
- Kwasica po podaniu CaCl2, NH4Cl
- Kwasica indukowana inhibitorami anhydrazy węglanowej
- Kwasice spowodowane zatruciem ( glikolem etylenowym, etanolem, metanolem, salicylanami
- Kwasica spowodowana rozcieńczeniem zasad w płynach ustrojowych lub przemieszczeniem jonów H z przestrzeni wodnej śródkomórkowej
do pozakomórkowej
- Kwasica u chorych z ureterosigmoidostomią lub ureteroileostomią
- Wrodzone kwasice metaboliczne
Kwasica nieoddechowa – implikacje kliniczne
Typowa kwasica nieoddechowa niewyrównana charakteryzuje się zmniejszeniem pH i stężenia HCO3￣ przy prawidłowym pCO2. Po uruchomieniu kompensacji oddechowej (hiperwentylacja) pCO2 ulega zmniejszeniu przez co pH krwi może ulec całkowitej lub częściowej normalizacji. U chorych ze sprawnymi nerkami dochodzi do wzrostu amoniogenezy i kwaśności miareczkowej, spadku cytraturii, wzrostu kaliurii i kalcjurii.
W wyniku kwasicy nieoddechowej dochodzi do hiperkaliemii szczególnie u pacjentów z upośledzoną czynnością wydalniczą nerek ( napływ do komórek
jonów H , opuszczanie komórek przez jony K). Uwaga! Hipokaliemia u chorego z kwasicą nieoddechową zawsze dowodzi dużego niedoboru potasu w
ustroju!!!
Kwasica nieoddechowa przesuwa krzywą dysocjacji hemoglobiny w prawo (gorsze wiązanie tlenu przez Hb w płucach, natomiast lepsze oddawania w tkankach (przyczyna upośledzonego wytwarzania związków wysokoenergetycznych w mitochondriach – spadek objętości wyrzutowej serca i mała reaktywność naczyń na leki sympatykomimetyczne
Wyrazem uruchomienia kompensacji oddechowej w przypadku kwasicy nieoddechowej jest hiperwentylacja (oddech Kussmaula) – głównie ostre kwasice nieoddechowe.
Osteopenia – w przewlekłej kwasicy nieoddechowej
Obraz kliniczny – zależny od rodzaju kwasicy, jej
przyczyny
Zasadowica nieoddechowa
Zasadowicą nieoddechową nazywamy stan zaburzonej równowagi kwasowozasadowej charakteryzujący się ujemnym bilansem jonów wodorowych. Wspólną cechą wszystkich zasadowic nieoddechowych jest wzrost stężenia wodorowęglanów we krwi.
Zasadowica nieoddechowa -przyczyny
1. Zasadowice wywołane nadmierną utratą jonów H lub chlorków:
- Wymioty, odsysanie treści żołądkowej
- Biegunki
- Nadmierna utrata jonów H lub chlorków z moczem (saluretyki)
- Utrata chlorków przez skórę (fibrosis cystica)
- Zmniejszona podaż chlorków z pokarmami
2. Zasadowice wywolane nadmierną podażą zasad (zasadowica addycyjna):
- NaHCO3, cytrynian sodu, mleczan sodu, węglan wapnia
- Zasadowica po stosowaniu tlenu u chorych z wyrównaną kwasicą oddechową
3. Zasadowice wywołane niedostatecznym poborem potasu lub nadmierną utratą potasu
- Hiperaldosteronizm pierwotny i wtórny
- Wzmożone wydzielanie glikokortykosteroidów
- Niedostateczna podaż potasu w pokarmach
4. Utrata potasu z kałem:
- Zespół wadliwego wchłaniania
- Nadużywanie środków przeczyszczających
- Rak kosmkowy jelita grubego
5. Utrata potasu z moczem
- Zapalenie nerek z utratą potasu
- Stosowanie saluretyków, aldosteronu, glikokortykosteroidów
- Zespół Barttera
- Zespół Gitelmana
- Zespół Liddle'a
- Niedobór magnezu
Zasadowica nieoddechowa –skutki kliniczne
Zasadowica nieoddechowa jest przyczyną :
- przesunięcia krzywej dysocjacji hemoglobiny w lewo (utrudnione oddawanie tlenu tkankom)
- Zwężenia naczyń ( upośledzona perfuzja tkanek i nasilenie hipoksji tkanek) - stenokardia, zaburzenia rytmu serca, objawy niewydolności krążenia, objawy niedokrwienia OUN
- Spadku stężenia wapnia zjonizowanego (napady tężyczki)
- U chorych z zasadowicą i hipokaliemią dominują objawy niedoboru potasu
Czynnikami sprzyjającymi utrzymywaniu się zasadowicy są: hipowolemia,
hipokaliemia, hipochloremia oraz czynniki nasilajace wydzielanie jonów H w
kanaliku dalszym (wzmożony napływ jonów Na do kanalika dalszego, nadmiar aldosteronu, hipokaliemia)
Zasadowica nieoddechowa - leczenie
Leczenie zasadowic spowodowanych utratą jonów H lub Cl polega na
podawaniu roztworu NaCl. Pozostałe postacie są oporne na takie
leczenie i wymagają suplementacji potasu.