Happeleelis tasakaal organismis HELENA LEMMATS BIRGIT LILLESTIK SIRET

Happe-leelis tasakaal organismis HELENA LEMMATS, BIRGIT LILLESTIK, SIRET OJA, ANU FEDORTSUK, MAI SOONBERG TARTU ÜLIKOOL 2014

Hingamine ja selle regulatsioon Hingamine on gaasivahetus rakkude ja ümbruskonna vahel: ◦ Varustab kudesid O 2 – ga (norm. tarbitud O 2 hulk 0, 25 – 0, 35 l/min) ◦ Väljutab CO 2 (0, 20 – 0, 30 l/min) Hingamise regulatsioon võimaldab: ◦ tekkinud happe-leelise tasakaalu häireid kompenseerida ◦ säilitada homeöstaasi ◦ aitab tagada hingamise kohastumine organismi ainevahetuse vajadustega

CO 2 transport ja sidumine CO 2 transpordi ja sidumise kaudu säilitatakse vere ja seega kogu organismi happe-leelise tasakaal Peamiselt vesinikkarbonaadina vereplasmas ja erütrotsüütides

Arteriaalne veri siseneb osarõhuga 40 mm. Hg koekapillaaridesse Kapillaare ümbritsevates rakkudes tekib ainevahetuse käigus CO 2 liigub rõhugradiendi tõttu kapillaaridesse CO 2 -ga toimub keemiline modifitseerumine (karboanhüdraadi toimel erütrotsüütides): CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3 ↔ HCO 3 - + H+ HCO 3 - kontsentratsioon erütrotsüüdis tõuseb HCO 3 - difundeerub erütrotsüüdist välja Vastukaaluks Cl- ja vesi erütrotsüüti H+ ioonid seob peamiselt Hb Joonis 1. CO 2 vastuvõtmine kapillaaris, HCO 3 - teke. 1

CO 2 vastuvõtmise etapid kopsudesse kulgevad vastupidises suunas ja CO 2 difundeerub läbi alveolaarmembraani alveoolidesse Joonis 2. CO 2 äraandmine kopsudesse. 1

Hingamise regulatsioon Vere happelisuse suurenedes (p. H langusel): ◦ H+ kontsentratsioon tõuseb, vere p. H langeb alla normväärtuse (7, 37 -7, 43) ◦ Stiimul kemoretseptoritele, aktiveeruvad ja impulsside sagedus tõuseb ◦ Ventilatsioon suureneb (hüperventilatsioon) ◦ CO 2 molekule, mis pärinevad reaktsioonist HCO 3 - + H+ H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O, elimineeritakse suuremal hulgal, CO 2 osarõhk langeb arteriaalses veres ◦ p. H normaliseerub Joonis 3. Ventilatsiooni mõju p. H langusele 2

Hingamise regulatsioon Leelise hulga suurenedes (p. H tõus): ◦ Ventilatsioon väheneb (hüpoventilatsioon) ◦ CO 2 osarõhk tõuseb ◦ H+ ioonide kontsentratsioon tõuseb ◦ p. H kasv kompenseeritakse

Neerud happe-leelise seisundi säilitajad Mittelenduvate hapete eritamine ◦ Esmajärjekorras väävelhappena ◦ 40 -60 mmol vesinikioone Kui hapete osakaal tõuseb, siis ka neerud suurendavad vesinikioonide eritumist Hapete osakaalu langusel, eritumine väheneb

Neerud happe-leelise seisundi säilitajad Eritamine toimub neerutorukestest Uriinis seostatakse vesinikioonid: ◦ HPO 42◦ NH 3 ◦ Väike osa eritatakse uriiniga vabade vesinikioonidena Keemiliste protsesside ja vahetuse käigus aga HCO 3 - tagasi verre

Neerud happe-leelise seisundi säilitajad Neerud – ainus viis H+ erituseks Ammooniumiooni NH 4 + ekskretsioon ◦ 1 ammooniumimolekul → 1 molekul bikarbonaati Uriini puhversüsteemid ◦ Fosfaat - H 3 PO 4 - iga eritunud H-molekuli kohta moodustub 1 molekul bikarbonaati ◦ Sulfaadid – eritub neutraalsoolana

Patoloogilised tingimused Kui kuhjub suurel hulgal happeid või leelised, siis neerude talitus häiritud Neerude häiretest põhjustatud p. H muutusi kutsutakse mitte respiratoorseks alaloosiks ja atsidoosiks Atsidoos ◦ p. H alanemine Alkaloos ◦ p. H suurenemine

Atsidoos, alkaloos Atsidoos p. H < 7, 37 Vere p. H alanemine, s. t happeliste valentside kasv Alkaloos p. H > 7, 43 Vere p. H suurenemine

Respiratoorne atsidoos Esmaseks häireks Pa. CO 2 tõus (> 45 mm. Hg) p. H langusega (p. H<7, 4). Kompensatoorselt tekib BE (puhverleeliste konts) tõus. Gaasivahetus kopsudes ei taga CO 2 eliminatsiooni ◦ alveolaarventilatsioon ◦ kopsude vereringe ◦ difusioon läbi alveolaar-kapillaarmembraani Tekkepõhjused: Hüpoventilatsioon ◦ ◦ Hingamisteede obstruktsioon Tsentraalse hingamisregulatsiooni häired Seljaaju ja perifeerse neuromuskulaarse aparaadi häired Restriktiivset tüüpi ventilatsioonihäired Jatrogeensed põhjused

Respiratoorne alkaloos • Pa. CO 2 langus (< 35 mm. Hg) p. H tõusuga (p. H>7, 4) • Kompensatoorselt tekkiv BE langus- juba 5… 10 minuti möödudes, lõplikult kujuneb välja 2… 4 ööpäevaga • Hüperventilatsioon

Metaboolne atsidoos I • Mittelenduvate hapete kuhjumine • Hapete vähenud ekskretsioon uriiniga ja/või aluste ärakasutamine • Tunduv vesinikkarbonaadi kaotus mao-sooletraktist • Hapete ülemäärane manustamine väljastpoolt

Metaboolne atsidoos II Alguses normaalne CO 2 osarõhk Kulutatakse suures ulatuses puhverlahuseid Seega on BE* negatiivne CO 2 siduvuskõver on nihkunud CO 2 sisalduse vähenemise suunas * Puhverleelise hälve (BE) – kõrvalekaldumised puhverleeliste normväärtusest (48 mmol/l). Terve inimese arteriaalse vere BE väärtus on null.

Metaboolne alkaloos I • Mittelenduvate hapete (peamiselt maomahla HCl) ülemäärane eritumine • Аluseliste ühendite liigne manustamine • Ka Cushingi sündroomi, aldosteronismi ja mineralokortikoidide manustamise puhul

Metaboolne alkaloos II • Alguses normaalne CO 2 osarõhk • Puhverleeliste kontsentratsiooni tõus • Seega on BE positiivne • CO 2 siduvuskõver on nihkunud CO 2 sisalduse tõusu suunas

Plasma p. H, PCO 2 ja bikarbonaadi muutused Seisund Plasma p. H Plasma PCO 2 Plasma [HCO 3 -] Respiratoorne atsidoos ↓ ↑ ↑ Metaboolne atsidoos ↓ normaalne ↓ Respiratoorne alkaloos ↑ ↓ ↓ Metaboolne alkaloos normaalne ↑ ↑

Happe-leelise häirete põhjused Seisund Põhjus Respiratoorne atsidoos • Õhutee obstruktsioon • Rinnalihaste nõrkus • CO 2 sissehingamine • kopsuhaigused Respiratoorne alkaloos • Palavik • Kõrgmäestikus viibimine • Maksahaigused • Ravimite ja mürkide toime • kopsuhaigused Metaboolne atsidoos • metaboolse happe produktsiooni tõus • aluste hulga vähenemine soolestikust • neerutuubulite happe sekretsioonihäire • eksogeenne happe liig Metaboolne alkaloos • Maomahla kadu (nt oksendamine) • leelisemürgitus

Kasutatud kirjandus 1. Droual, D. R. Courses Taught by Dr. Robert Droual at Modesto Junior College. Külastatud November 18, 2014 http: //droualb. faculty. mjc. edu/Course%20 Materials/Physiology%201 01/Chapter%20 Notes/Fall%202011/chapter_17%20 Fall%202011. htm 2. Droual, D. R. Courses Taught by Dr. Robert Droual at Modesto Junior College. Külastatud November 18, 2014 http: //droualb. faculty. mjc. edu/Course%20 Materials/Physiology%201 01/Chapter%20 Notes/Fall%202011/chapter_19%20 Fall%202011. htm 3. Kingisepp, P. -H. (2006). Inimese füsioloogia. Tartu: AS Atlex. 4. Pocock, G. , & Richards, C. D. (2006). Human Physiology. Oxford: Oxford University Press. 5. Schmidt, R. F. , & Thews, G. (1997). Inimese füsioloogia. Tartu.

Tänan!