Ποιοι παράγοντες συνεργάζονται για τη διατήρηση της οξεοβασικής ισορροπίας;

Ποιο είναι το σημαντικότερο ρυθμιστικό διάλυμα του οργανισμού;

Ποιος ο ρόλος των πνευμόνων στην οξεοβασική ισορροπία;

Με ποιους τρόπους συμμετέχουν οι νεφροί στην οξεοβασική ισορροπία;

Τι είναι μεταβολική οξέωση και με ποιους μηχανισμούς μπορεί να προκληθεί;

Τι είναι η μεταβολική αλκάλωση και ποιες καταστάσεις συμμετέχουν στην εγκατάστασή της;

Η φυσιολογική συγκέντρωση των υδρογοκατιόντων του πλάσματος είναι 40 nmol/lt. Συνηθέστερα η συγκέντρωση αυτή εκφράζεται με τη μορφή του Ph, που αποτελεί τον αρνητικό λογάριθμο της συγκέντρωσης των Η⁺. Έτσι το φυσιολογικό Ph του πλάσματος είναι 7,4.

Η διατήρηση σταθερού του Ph του πλάσματος επιτυγχάνεται με τη συνεργασία τριών παραγόντων:

1. Των ρυθμιστικών διαλυμάτων του εξωκυττάριου και ενδοκυττάριου χώρου
2. Της λειτουργίας των πνευμόνων για την απομάκρυνση του CO_2.
3. Της λειτουργίας των νεφρών για την επαναρρόφηση των διηθούμενων διττανθρακικών και την απέκκριση των ενδογενώς παραγόμενων υδρογονοκατιόντων.

Α. Ρυθμιστικά διαλύματα του εξωκυττάριου και του ενδοκυττάριου χώρου.

Ως ρυθμιστικά διαλύματα ορίζονται διαλύματα που έχουν την ικανότητα να διατηρούν σταθερό Ph μετά την προσθήκη σε αυτά ποσότητας οξέος ή αλκάλεος.

Σημαντικότερο ρυθμιστικό διάλυμα του εξωκυττάριου χώρου είναι το διάλυμα διττανθρακικών/ καρβονικού οξέος. Εκτός από το ρυθμιστικό διάλυμα των διττανθρακικών, σημαντικό ρόλο έχουν και ρυθμιστικά διαλύματα του ενδοκυττάριου χώρου και κυρίως η αιμοσφαιρίνη και άλλες πρωτεΐνες και τα φωσφορικά οξέα. Επίσης σημαντικό ρυθμιστικό ρόλο έχουν και τα άλατα των οστών όπου απορροφούνται υδρογονοκατιόντα σε αντικατάσταση με ασβέστιο ή νάτριο. Για το λόγο αυτό σε καταστάσεις χρόνιας μεταβολικής οξέωσης σταδιακά επέρχεται αφαλάτωση των οστών και οστεομαλακία.

Σημαντικότερο ρόλο έχει το ρυθμιστικό διάλυμα των διττανθρακικών για δύο λόγους:

1. Βρίσκεται σε αφθονία με αποτέλεσμα να έχει μεγάλη ρυθμιστική δυνατότητα
2. Τα συστατικά του ρυθμιστικού συστήματος (διττανθρακικά και διοξείδιο του άνθρακα) συνδέονται άμεσα με τους άλλους παράγοντες ρύθμισης της οξεοβασικής ισορροπίας (νεφρούς και πνεύμονες) που θα αναφερθούν στη συνέχεια.

Καθημερινά παράγονται από το μεταβολισμό 15.000 mEq CO₂ τα οποία αποβάλλονται με την αναπνοή. Για το λόγο αυτό σε καταστάσεις που μειώνεται η αποβολή διοξειδίου από τους πνεύμονες αυξάνει πολύ η μερική του τάση στο πλάσμα (αναπνευστική οξέωση) ενώ σε υπέρπνοια η αυξημένη αποβολή CO₂ οδηγεί σε αναπνευστική αλκάλωση.

Ο πνεύμονας συμμετέχει και στη ρύθμιση της οξεοβασικής ισορροπίας. Έτσι σε καταστάσεις οξέωσης όπου μειώνεται η συγκέντρωση διττανθρακικών, αυξάνεται η αποβολή διοξειδίου από τους πνεύμονες και αντιρροπείται μερικώς η προκαλούμενη μείωση του Ph. Το αντίθετο συμβαίνει επί μεταβολικής αλκάλωσης (υπόπνοια και κατακράτηση διοξειδίου). Η αναπνευστική αντιρρόπηση ποτέ δεν διορθώνει πλήρως την αρχική διαταραχή

Γ  Η επαναρρόφηση διττανθρακικών και η αποβολή του ενδογενούς οξέος που παράγεται με το μεταβολισμό από τους νεφρούς

 Καθημερινά διηθούνται περίπου 4,300 mEq HCO₃^- στο σπείραμα τα οποία επαναρροφούνται πλήρως. Συγχρόνως αποβάλλεται η περίσσεια οξέος, που παράγεται κατά το μεταβολισμό των τροφών, με τη μορφή αμμωνίου και τιτλοποιημένου οξέος (H2PO₄^-1/HPO₄^-2), με ταυτόχρονη αναγέννηση και μεταφορά στο πλάσμα νέων διττανθρακικών.

Το ποσό του οξέος που παράγεται από το μεταβολισμό σε φυσιολογικές καταστάσεις προέρχεται από τη διάσπαση των αμινοξέων των πρωτεϊνών. Στη Δυτική δίαιτα (αυξημένη πρόσληψη ζωικών πρωτεϊνών) επικρατούν τα βασικά αμινοξέα και έτσι ο μεταβολισμός των πρωτεϊνών οδηγεί σε καθαρή παραγωγή οξέος, περίπου 100 mEq/ημέρα. Το ποσό αυτό αποβάλλεται καθημερινά από τους νεφρούς και για το λόγο αυτό το Ph των ούρων είναι συνήθως όξινο. Αντίθετα σε πρόσληψη φυτικών κυρίως πρωτεϊνών η καθαρή παραγωγή οξέος είναι μειωμένη ή ακόμα παρατηρείται και καθαρή παραγωγή αλκάλεος. Στην περίπτωση αυτή η περίσσεια αλκάλεος αποβάλλεται επίσης από τους νεφρούς ως διττανθρακικά.

Εκτός από το ρόλο του στην επαναρρόφηση των διττανθρακικών και την απέκκριση της περίσσειας οξέος του μεταβολισμού, ο νεφρός συμμετέχει και στη ρύθμιση της οξεοβασικής ισορροπίας.

Για παράδειγμα σε περιπτώσεις αναπνευστικής οξέωσης αυξάνει την απέκκριση υδρογονοκατιόντων με σύγχρονη αναγέννηση διττανθρακικών, περιορίζοντας με τον τρόπο αυτό την προκαλούμενη οξέωση. Όπως και στην περίπτωση της αναπνευστικής αντιρρόπησης σε μεταβολικές διαταραχές της οξεοβασικής ισορροπίας, η αντιρρόπηση ποτέ δε διορθώνει πλήρως την αρχική διαταραχή.

ΜΕΤΑΒΟΛΙΚΗ ΟΞΕΩΣΗ

Μεταβολική οξέωση είναι η διαταραχή της οξεοβασικής ισορροπίας που χαρακτηρίζεται από πτώση του Ph η οποία συνοδεύεται από μείωση της συγκέντρωσης διττανθρακικών στο πλάσμα. Αυτό μπορεί να προκύψει λόγω:

• Πραγματικής απώλειας διττανθρακικών από τον οργανισμό (π.χ. διάρροιες, νεφροσωληναριακή οξέωση τύπου ΙΙ)
• Κατακράτησης στον οργανισμό των ενδογενών οξέων του μεταβολισμού λόγω ανεπάρκειας των νεφρών να τα απεκκρίνουν (νεφρική ανεπάρκεια, νεφροσωληναριακή οξέωση τύπου Ι και IV)
• Υπερπαραγωγής ενδογενών οξέων, τα οποία αδυνατεί να απομακρύνει ο φυσιολογικός νεφρός (γαλακτική οξέωση, διαβητική κετοξέωση)
• Προσθήκης στον οργανισμό εξωγενών οξέων (δηλητηριάσεις με σαλικυλικά, μεθανόλη ή αιθυλενογλυκόλη)

ΜΕΤΑΒΟΛΙΚΗ ΑΛΚΑΛΩΣΗ

Μεταβολική αλκάλωση είναι η διαταραχή της οξεοβασικής ισορροπίας που χαρακτηρίζεται από αύξηση του Ph του πλάσματος λόγω αύξησης της συγκέντρωσης των διττανθρακικών. Παράλληλα λόγω αντιρροπιστικής μείωσης του αερισμού παρατηρείται αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα (περίπου 0,7 mmHg για κάθε 1 mEq/lt αύξηση των διττανθρακικών).

Η αύξηση των διττανθρακικών οφείλεται συνήθως σε νεφρική ή εξωνεφρική απώλεια υδρογονοκατιόντων ενώ σπανιότερα οφείλεται σε ταχεία χορήγηση αλκάλεως (π.χ. διττανθρακικού νατρίου σε καρδιοαναπνευστική ανάνηψη) ή σε σημαντική μείωση του εξωκυττάριου όγκου (αύξηση διττανθρακικών λόγω συμπύκνωσης). Ανεξάρτητα από το αίτιο της αρχικής αύξησης των διττανθρακικών η διατήρηση της αλκάλωσης προϋποθέτει διαταραχή στην απέκκριση των διττανθρακικών από τους νεφρούς. Σε διαφορετική περίπτωση οι νεφροί έχουν τη δυνατότητα να απεκκρίνουν μεγάλες ποσότητες διττανθρακικών (έως και 1000 mEq/ημέρα) και να διορθώσουν την αλκάλωση. Η διαταραχή στην απέκκριση διττανθρακικών μπορεί να προέλθει αν υπάρχουν μια ή περισσότερες από τις παρακάτω καταστάσεις:

1. Ένδεια εξωκυττάριου όγκου
2. Υποχλωραιμία
3. Υποκαλιαιμία
4. Υπεραλδοστερονισμός