Poruchy acidobzickej rovnovhy PREDNKA Z PATOLOGICKEJ FYZIOLGIE kolsk

Poruchy acidobázickej rovnováhy PREDNÁŠKA Z PATOLOGICKEJ FYZIOLÓGIE školský rok 2002/2003 OLIVER RÁCZ ÚSTAV PATOFYZIOLÓGIE LF UPJŠ KOŠICE 11/22/2020 abrs. ppt 1

Úvodné poznámky Acidobázická rovnováha (ABR) Predovšetkým ABR extracelulárneho prostredia – krvi n 7, 4 = 40 nmol/l (alebo 4*10 -8 mol/l ) n nie H+ ale H 3 O+a nie koncentrácia, ale aktivita (a H + ) n Tvorba CO 2 : 20 mólov za deň (300 – 360 l) n Tvorba silných kyselín : 60 – 70 mmólov n 11/22/2020 abrs. ppt 2

Logaritmy [H+] exp p. H nmol/l 100 mmol/l -1 1 7, 1 79 10 mmol/l -2 2 7, 2 63 1 mmol/l -3 3 7, 3 50 100 mmol/l -4 4 7, 4 40 10 mmol/l -5 5 7, 5 31 1 mmol/l -6 6 7, 6 25 100 nmol/l -7 7 7, 7 20 10 nmol/l -8 8 7, 8 16 1 nmol/l -9 9 7, 9 12 11/22/2020 abrs. ppt 3

Fyziologické a patologické hodnoty Norma, krv Max. telesná záťaž Hranice života Moč Erytrocyty Svalové bunky žlč duodenálna šťava bunky prostaty žaludočná šťava 11/22/2020 p. H 7, 36 - 7, 44 7, 10 6, 80 - 7, 70 4, 50 - 8, 00 7, 28 6, 90 6, 2 - 8, 5 6, 5 - 7, 6 4, 50 1, 2 - 3, 0 abrs. ppt a. H+ nmol/l 44 - 36 94 158 - 20 32000 - 10 53 126 631 - 3 316 - 25 32 mmol/l 1000 - 63 4

Meranie ABR Nie tak dávno. . 11/22/2020 abrs. ppt 5

„Astrup” n n n n Artériová alebo arterializovaná kapilárna krv (hyperemizácia ušného lalôčika, prsta) 0, 1 ml do heparinizovanej kapiláry bez vzduchu, okamžite vyšetriť p. H a p. CO 2 elektrochemicky, novšie aj p. O 2 a Hb p. CO 2 5, 3 ± 0, 53 k. Pa 1, 2 ± 0, 2 mmol/l aktuálne bikarbonáty výpočtom 24 ± 2 mmol/l a iné. . . u štandardné bikarbonáty ako aktuálne u base excess a deficit 0 ± 2 mmol/l u buffer base 49 ± 3 a okrem toho anion gap (medzera, deficit) 9 - 17 mmol/l Strong ion difference a iné 11/22/2020 abrs. ppt 6

Nárazníky a regulačné systémy n Nárazníky len tlmia „nárazy“ vodíkových iónov, aby nedošlo k prudkým výkyvom p. H Sú uzavreté systémy u u n hydrogenkarbonátový fosfátový hemoglobínový/proteínový kostný (karbonátový) Regulačné systémy – otvorené, regulujú hydrogenkarbonátový systém u u u respiračný (provizórny, mešká) vylučovací (definitívny) novšie aj pečeň a GIT 11/22/2020 abrs. ppt 7

11/22/2020 abrs. ppt 8

Henderson a Hasselbalch p. H = p. K + log [HCO 3]/[CO 2] n p. K = 6, 1 n HCO 3 = 24 mmol/l n CO 2 = 40 mm. Hg = 5, 3 k. Pa = 1, 2 mmol/l n p. H = 6, 1 + log (24/1, 2) = 6, 1 + 1, 3 n p. H = 7, 4 11/22/2020 abrs. ppt 9

Akútne a chronické (ustálené) Nekompenzované, čiastočne kompenzované, korigované 11/22/2020 abrs. ppt 10

Henderson a Hasselbalch HCO 3 = 12 mmol/l CO 2 = 1, 2 mmol/l n p. H = 6, 1 + log (12/1, 2) = 6, 1 + 1, 0 p. H = 7, 1 n HCO 3 = 24 mmol/l CO 2 = 2, 4 mmol/l n p. H = 6, 1 + log (24/2, 4) = 6, 1 + 1, 0 p. H = 7, 1 n HCO 3 = 36 mmol/l CO 2 = 1, 2 mmol/l n p. H = 6, 1 + log (36/1, 2) = 6, 1 + 1, 5 p. H = 7, 6 n HCO 3 = 12 mmol/l CO 2 = 0, 8 mmol/l n p. H = 6, 1 + log (24/0, 8) = 6, 1 + 1, 5 p. H = 7, 6 n 11/22/2020 abrs. ppt 11

Kyseliny znižujú bikarbonát Neschopnosť vydýchať oxid uhličitý Zvýšenie koncentrácie bikarbonátu Zníženie koncentrácie oxidu uhličitého 20 HCO 3 MAC RAC MAL RAL 1 CO 2 7, 4 11/22/2020 abrs. ppt 12

RAC, MAC, RAL, MAL 7, 2 CO 2 11/22/2020 7, 3 7, 4 7, 5 7, 6 abrs. ppt HCO 3 13

Kompenzácia 7, 2 CO 2 11/22/2020 7, 3 7, 4 7, 5 7, 6 abrs. ppt HCO 3 14

Kompenzované poruchy 7, 2 CO 2 11/22/2020 7, 3 7, 4 7, 5 7, 6 abrs. ppt HCO 3 15

Respiračná kompenzácia MAC Zníženie bikarbonátov vyrovnané vydýchaním CO 2 (Kussmaul) n Mešká – dýchanie reaguje na p. H v mozgu n Nebezpečie – mešká aj pri úprave: u HCO 3 a p. H krvi sú liečbou vyrovnané u Hyperventilácia pretrváva u Respiračná alkalóza! n 11/22/2020 abrs. ppt 16

Obličky Syntéza bikarbonátu v tubulárnych bunkách H 20 + CO 2 ® H 2 CO 3 ® H+ + -HCO 3 n Úplna rezorbcia bikarbonátu v krvi n Maximálna exkrécia H+ zámenou za Na +, K + a protonóvou pumpou n Asociácia H+ vo filtráte s amoniakom a primárnym fosfátom n H+ + NH 3 = NH 4+ 11/22/2020 H+ + HPO 42 - = H 2 PO 4 abrs. ppt 17

Metabolická acidóza p. H < 7, 35; HCO 3 < 22 mmol/l n n Zvýšená tvorba endogénnych kyselín – diabetická ketoacidóza, laktátová acidóza Exogénne kyseliny a látky, ktoré sú metabolizované na kyseliny – etylénglykol, metanol, kys. salicylová Zvýšené straty bikarbonátov črevom alebo obličkami (hnačky, črevné fistuly, choroby obličiek) Nedostatočné vylučovanie H+ obličkami pri akútnom, chronickom zlyhaní obličiek a pri niektorých vrodených tubulopatiach 11/22/2020 abrs. ppt 18

Závažnosť metabolickej acidózy p. H HCO 3 Ľahká 7, 35 – 7, 30 22 – 20 Stredne ťažká 7, 30 – 7, 20 20 – 16 Ťažká 7, 20 – 7, 10 16 – 10 < 7, 10 < 10 Veľmi ťažká 11/22/2020 abrs. ppt 19

Anion gap = [Na] - ([Cl] + [HCO 3 ]) Ketolátky ? Laktát ? Iné ? AG HCO 3 - Na+ Cl- 1: norma, anion gap 15 mmol/l 2: MAC, bikarbonáty ß , chloridy Ý , anion gap 15 mmol/l 3: MAC, bikarbonáty ß , chloridy norma, anion gap Ý 11/22/2020 abrs. ppt 20

Ketoacidóza pri hladovaní Spaľovanie tukov n Glukoneogenéza odčerpá oxalacetát, intermediát Krebsovho cyklu n Hromadenie acetylkoenzýmu A n Ketonémia bez hyperglykémie n Pokles koncentrácie albumínu, deplécia fosforu n 11/22/2020 abrs. ppt 21

Diabetická ketoacidóza I (hladovanie buniek) n n n n Nediagnostikovaný 1. typ, zvýšené nároky na inzulín pri rôznych ochoreniach Hyperglykémia Polyúria a dehydratácia (glykozúria) Katabolizmus lipidov, glukoneogenéza, zabrzdenie Krebsovho cyklu Ketonémia, ketonúria (namiesto nitroprusidu špecificky b-hydroxybutyrát) Zvýšená aniónová medzera Kussmaulovo dýchanie, poruchy vedomia 11/22/2020 abrs. ppt 22

Diabetická ketoacidóza (rozvrat elektrolytov) n n Hyponatrémia, hypofosfatémia Intracelulárna káliová deplécia, zapríčinená u u n n deficitom inzulínu, presunom K do ECT pre acidózu, Celková - straty K do moča. Nemusí byť hypokalémia. Nebezpečná hypokalémia sa môže objaviť počas liečby inzulínom. SLEDOVAŤ! 11/22/2020 abrs. ppt 23

Ketoacidóza pri otrave alkoholom, metanolom a etylénglykolom Etanol Þ acetaldehyd, b-hydroxybutyrát (AG) a u deficit tiamínu (koenzým pyruvátdehydrogenázy) u hypoalbuminémia, hypomagnezémia u tkanivová hypoxia q Ale: zvracanie robí MAL v Metanol Þ formaldehyd, kyselina mravčia (AG) Ø Optický nerv (alkoholdehydrogenáza), slepota Ø Etanol ako liek v Etylénglykol Þ glyoxál, kyselina šťaveľová (AG) Ø Akútna tubulárna nekróza Ø Liečba: dialýza a etanol n 11/22/2020 abrs. ppt 24

Laktátová acidóza n n Hypoxia (A) alebo blokáda odbúrania (B) A – respiračné choroby, poruchy cirkulácie, anémia. Spolu s RAC B – niektoré perorálne antidiabetiká biguanidového typu (stiahnuté alebo prísne pravidlá indikácie – kontraindikácie), fruktóza, sorbitol B – niektoré maligné nádory, deficit tiamínu, vrodené enzýmové poruchy (G 6 PD) 11/22/2020 Norma do 1, 3 mmol/l Nad 5 mmol/l nebezpečná, vysoká mortalita 25

Acidóza pri zlyhaní obličiek Jednoduchý princíp – pri poklese glomerulárnej filtrácie pod 15% normy obličky nestačia rezorbovať bikarbonát a vylúčiť kyseliny n Komplikovaná skutočnosť – adaptačné mechanizmy tubulov / poškodenie tubulov n Aniónová medzera Ý fosfáty Ý draslík Ý n Dialýza n 11/22/2020 abrs. ppt 26

MAC s normálnou aniónovou medzerou (hyperchloremické) Straty bikarbonátu tráviacim traktom (hnačky) n Renálne tubulárne acidózy t RTA II – proximálny t RTA I – distálny typ t RTA III – miešaný t RTA IV – s hyperkalémiou n 11/22/2020 abrs. ppt 27

Kyseliny a aldehydy n n n Mravčia a formaldehyd, formic acid (z metanolu) CH 3 OH Þ H 2 C=O Þ HCOOH Octová a acetaldehyd, acetic acid (z etanolu) C 2 H 5 OH Þ CH 3 -HCO Þ CH 3 -COOH Šťaveľová a glyoxál, oxalic acid (z etylénglykolu „Fridex“) HOCH 2 -CH 2 OH Þ OHC-CHO Þ HOOC-COOH Mliečna, lactic acid (z glykolýzy) CH 3 -CHOH-COOH b-hydroxymaslová, hydroxybutyric acid acetoctová a aceton (hladovanie, chýbanie inzulínu) CH 3 -CHOH-CH 2 -COOH, CH 3 -CO-CH 3 11/22/2020 abrs. ppt 28

Metabolická alkalóza p. H > 7, 45; HCO 3 > 26 mmol/l n Pri zmenšení objemu ECT, tzv. „kontrakčná, koncentračná“ u n Metabolity u n n Ø menší objem a zvýšená sekrécia K+ a H + pod vplyvom renínangiotenzín-aldosterónového systému, retencia sodíka, hypokalémia citrát pri transfúziach, mliečne výrobky, antacidá, metabolity ketokyselín Mineralokortikoidy – retencia sodíka, straty draslíka a H+ Straty chloridov – diuretiká, zvracanie, deficit Mg (? ) Vylučovanie chloridov do moča - < alebo > 10 mmol/d 11/22/2020 abrs. ppt 29

Respiračná acidóza p. H < 7, 35; p. CO 2 > 5, 8 k. Pa n n n Súvislosť medzi ABR a dodávkou kyslíka do tkanív – disociačná krivka hemoglobínu CO 2 v erytrocytoch sa rýchlo (karboanhydráza) mení na H 2 CO 3, ktorý disociuje na H+ a HCO 3 Dýchanie je regulované p. H a p. CO 2 RAC – poruchy respirácie (súčasť globálnej respiračnej nedostatočnosti) a hemodynamiky Renálna kompenzácia nie je úplna Hypoxia tkanív vedie k laktátovej acidóze 11/22/2020 abrs. ppt 30

Respiračná alkalóza p. H > 7, 45; p. CO 2 < 4, 8 k. Pa n Hyperventilácia n psychogénna, horúčka, G - sepsa u výšková choroba, otrava CO u niektoré lieky – aminofylín, salicyláty u pri niektorých ochoreniach pľúc Parestézie, kŕče, arytmie (ionizovaný Ca++) u 11/22/2020 abrs. ppt 31

Algoritmus vyšetrenia a interpretácie Anamnéza a základné klinické vyšetrenie n Základné parametre ABR (p. H, CO 2 HCO 3) n Elektrolyty - výpočet aniónovej medzery a celkové posúdenie poruchy vnútorného prostredia (aj v moči) n Parametre základnej choroby - glykémia, ketolátky, laktát… n Odvodené parametre ABR (? ) n Monitorovanie chorého počas liečby n 11/22/2020 abrs. ppt 32

Odvodené parametre ABR n n Anion gap = [Na] - ([Cl]+[HCO 3], ale aj iné spôsoby výpočtu, reziduálne anióny (chaos) Base excess/deficit - užitočné pre liečbu Štandardné bikarbonáty, total CO 2 ? ? ? BB = buffer base: sérum alebo krv? u u n Bikarbonáty + bielkoviny*0, 243 alebo nepriamo ([Na] +[K]) - [Cl] SID = strong ion difference u u rozdiel (Na, K, Mg, Ca) a (Cl, UA) prakticky (HCO 3 + bielkoviny*F + fosfát) 11/22/2020 abrs. ppt 33

SID = bikarbonát + 0, 28*Alb + 1, 8*Pi alebo katióny - chloridy Cl HCO 3 + Prot + fosfát = SID Na, K, Ca, Mg 11/22/2020 abrs. ppt 34

Literatúra n n n n Schück O: Poruchy metabolizmu vody a elektrolytů elektrolyt v klinické praxi. Grada Praha 2000, 133 - 178 (kap. 10) Zima T (Ed): Laboratorní diagnostika. Galén Praha 2002, 281 - 292 (kap. 14, 5) Marshall WJ: Clinical Chemistry, 4 th Ed. , Mosby 2000, 37 - 55 (ch. 3) Schneiderka P (Ed): Kapitoly z klinické biochemie. Karolinum Praha 2000, 41 -58 (kap. 3) Masopust J (Ed): Klinická biochemie. Požadování a hodnocení biochemických vyšetření, časť II. Karolinum Praha 1998, 763 - 798 (kap. 18) Varga F: Klinická biochémia. Osveta Martin 1996, 235 -242 Dzúrik R (Ed): Štandardná klinickobiochemická diagnostika. Osveta Martin 1990, 206 - 227 (Kap. 7) Korec R: Patologická fyziológia. SAV Bratislava 1964, 364 - 367 11/22/2020 abrs. ppt 35