FIZIOPATOLOGIA ECHILIBRULUI ACIDO - BAZIC (II)

Transcript

1 FIZIOPATOLOGIA ECHILIBRULUI ACIDO BAZIC (II)

2 ACIDOZELE METABOLICE 1. Clasificarea fiziopatologică 2. Compensarea respiratorie 3. Mecanismul corector renal 4. Tipuri de acidoze metabolice 4.1. ACIDOZELE HIPERCLOREMICE (cu deficit anionic normal) 4.2. ACIDOZELE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT

3 ACIDOZELE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT pot fi: a) Acidoze lactice b) Cetoacidoze c) Acidoze secundare ingestiei de acizi salicilați, etilen glicol, clorura de amoniu etc.

4 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT ACIDOZELE LACTICE Acidozele lactice se caracterizează prin: phul scăzut; scăderea concentraţiei HCO 3 creşterea concentraţiei acidului lactic (> 2 mmol/l) deficit anionic crescut.

5 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT Glucoza exogena ACIDOZELE LACTICE Glicogen endogen Glucoza Lactat Corpi cetonici LDH Glicoliza Piruvat NAD NADH Acetil CoA DHAP Glicerol Acizi Grasi Trigliceride Alanina ATP, CO 2, H 2 O Ciclul Krebs Acidul lactic (AL) este produsul final al glicolizei anaerobe. Acid piruvic (AP) DHAP dihidroxiacetonfosfat

6 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT ACIDOZELE LACTICE În condiţii de oxigenare normală, cantitatea de AL este scăzută, deoarece există cantităţi mari de NAD. În condiţii de hipoxie: scade reoxidarea NADH scade cantitatea de NAD și se acumulează NADH se formează cantităţi crescute de AL Producţia de AL depinde de: producţia de AP (direct proporţional) concentraţia de NADH (direct proporţional) concentraţia de NAD (invers proporţional) AL = NADH / NAD * AP 2 clase de acidoze lactice: acidoza lactică de tip A, cu raport crescut NADH/NAD (potenţial redox) acidoza lactică de tip B, prin creşterea producţiei de AP Obs. Din perspectiva teoriei fizicochimice, creșterea lactatului reprezintă o creștere a componentei anionice menținerea electroneutralitații necesită de o cantitate mai mare de H + și o mai mare disociere a apei

7 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT ACIDOZELE LACTICE tip A În acidoza lactică de tip A: raportul NADH / NAD este crescut; raportul AL/AP este mult crescut (peste 10:1) cea mai mare parte din cantitatea de AP este transformată în AL care se acumulează. Cauza acidozei lactice de tip A este hipoxia tisulară severă ce poate apărea în situaţii patologice diverse: stări de şoc; insuficienţă respiratorie; insuficienţă cardiacă; anemii severe etc.

8 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT ACIDOZELE LACTICE tip A din stari de soc Deficitul de O 2 la nivel tisular acumulare de NADH și scădere NAD scăderea βoxidării AGL, a activităţii ciclului Krebs și a transportului de electroni cuplat cu fosforilarea oxidativă Citokine inflamatorii hipoxie hepatică şi tulburări ale funcţiei hepatice (organe de şoc) hipoperfuzie renală, de severitate variabila, până la IRA deficit de ATP epinefrina preluare și utilizare scăzută a AL în gluconeogeneză eliminare scăzută de AL intensificarea glicolizei (favorizată şi de hiperglicemia caracteristică stării de şoc) în condiții de hipoxie tisulară Creşterea productiei de AL ACUMULARE ACID LACTIC

9 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT ACIDOZELE LACTICE tip A din stari de soc interventia mecanismului compensator respirator AL în exces Stimulare centrii respiratori Scădere ph Hiperventilaţie Eliminare crescută CO 2 Alcaloza respiratorie Hipocapnia severa (< 15mmHg) Reducere gluconeogeneză hepatică Alcaloza respiratorie produsa de hiperventilație tinde să readucă phul la valori normale. Hipocapnia, dacă devine severă, reduce cantitatea de HCO 3 și gluconeogeneza hepatică agravarea excesului de acid lactic (elementul compensator se transformă întrun mecanism patogenic)

10 EFECTUL HIPOCAPNIEI IN ACIDOZA METABOLICĂ In metabolismul glucozei, piruvat carboxilaza (PK) catalizează sinteza de oxaloacetat din piruvat și necesită ca activator alosteric, acetil CoA. Reacția consumă HCO 3 și CO 2 în hipocapnie, CO 2 este mai putin disponibil scade formarea de oxaloacetat. Conținutul crescut de acetilcoa modifică structura terțiară a PK scade Km pentru HCO 3 cu cât se formează mai mult acetil CoA (ca de exemplu în situația în care metabolizarea AG reprezintă sursa principală de energie) din piruvat, cu atât se formează mai mult oxaloacetat crește gluconeogeneza În absența formării de oxaloacetat acumulare de piruvat creșterea lactatului în citoplasmă

11 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT ACIDOZELE LACTICE tip B În acidoza lactică de tip B: raportul NADH / NAD este normal (oxigenarea tisulară este normală); raport AL/AP este sub 10:1 apare o producţie crescută de AP. Cantitatea crescută de AP se poate explica prin 3 mecanisme: intensificarea glicolizei; scăderea utilizării AP în ciclul Krebs; scăderea utilizării AP (dar şi a AL) în gluconeogeneză. Acidoza lactică de tip B este o acidoză de intensitate moderată.

12 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT ACIDOZELE LACTICE tip B Acidoza lactică de tip B poate apărea prin: scăderea utilizarii lactatului în gluconeogeneză ca urmare a alterării proceselor metabolice hepatice: insuficiența hepatică, etilism cronic intensificarea glicolizei pentru necesități metabolice crescute, în conditiile unui aport de O 2 normal: crize de grand mal, efort fizic excesiv. în aceste situatii, creșterea lactatului este pasageră, revenirea la normal fiind realizată prin accelerarea utilizării. mecanism mixt: conversie crescută a glucozei în lactat în intestinul subțire și inhibarea gluconeogenezei hepatice: intoxicatii cu biguanide Acidoza lactică din neoplazii : metabolismul anaerob intens al clusterelor de celule neoplazice invazia neoplazică a ficatului, cu deficit de metabolizare a lactatului în piruvat producție de lactat de către celulele neoplazice Dacă tumora este îndepărtată chirurgical sau distrusă prin chimio sau radioterapie, acidoza lactică se corectează.

13 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT CETOACIDOZA formarea corpilor cetonici Ketogeneza: procesul prin care AG sunt transformați în acetoacetat (AcAc) și 3HO butirat (3HB) în mitocondriile hepatocitare. În condiții normale (aerobe) glucoza și AG sunt metabolizați la acetilcoa prin glicoliză și, respectiv, prin βoxidare. Disponibilitatea de oxaloacetat (OAA) este critică pentru oxidarea acetil CoA. Dacă nivelul intracelular de glucoză scade prea mult în ficat (ex: post, diabet, etc), nivelul oxaloacetatului (OAA) scade și OAA va lua calea lui preferabilă de metabolizare, gluconeogeneza. OAA nu se mai poate condensa cu acetil CoA și întreține ciclul Krebs. În ficat, acetil CoA este devertată la formarea de corpi cetonici (ketogeneză) proces stimulat de inaniție, nivel scăzut de insulină, consumul excesiv de lipide Ficatului îi lipseste enzima care să îi permită utilizarea corpilor cetonici acetoacetil succinil CoA transferaza de aceea, corpii cetonici sunt utilizati doar de alte organe (creier, miocard, etc) care conțin această enzimă. Biochemistry for Medicsa

14 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT CETOACIDOZA CETOACIDOZA reprezintă creșterea concentrației sanguine a corpilor cetonici peste valorile normale. Denumirea de cetoză provine din faptul ca acidul acetic este un cetoacid. Corpi cetonici: acid acetic, acid bhidroxibutiric și acetona. La phul fiziologic, acești acizi organici sunt complet disociați. Cantitatea mare de H + generată în timpul producției lor excesive (patologice), depășește rapid capacitatea de tamponare normală acidoză metabolică cu gap anionic crescut PATOGENIE: creșterea corpilor cetonici apare prin: a) Comutare metabolică (trecerea de la metabolismul glucidic ca principală sursă de energie la cel lipidic) prin: absenta metabolizarii carbohidratilor prin deficit de insulină (Diabet zaharat) crește lipoliza crește aportul de AGL la nivel hepatic AG sunt transformati în TG, CO 2 și H 2 O sau în cetoacizi (acid acetoacetic și bhidroxi butiric) sau lipsa aportului: inaniție, dietă exclusiv lipidică b) Exces de glucagon crește nivelul de acetil CoA în mitocondriile hepatocitare; excesul de acetilcoa nu mai poate fi preluat în ciclul Krebs se transformă în corpi cetonici

15 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT CETOACIDOZA DIABETICĂ Cetoacidoza diabetică este determinată de: 1. Supraproducția de corpi cetonici (CC), prin creșterea raportului hormonilor de contrareglare a insulinei, în principal a raportului GLUCAGON/INSULINĂ ce determină: a) activarea lipazei hormonosensibilă (activatâ de hormonii contrareglatori) hidrolizează trigliceridele în AGL şi glicerol intensificarea lipolizei periferice b) pătrunderea în citoplasma hepatocitului a AGL care sunt βoxidaţi, cu formare de CC intensificarea βoxidării AGL în hepatocite

16 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT CETOACIDOZA DIABETICĂ Al doilea factor ce contribuie la apariția cetoacidozei diabetice este incapacitatea organismului de metabolizare și eliminare urinară a excesului de corpi cetonici rezultați din supraproducția hepatică Rinichiul poate reabsorbi doar 20% din CC filtrați Există o relație liniară între c% plasmatică și cea urinară a CC. Eliminarea urinară a CC în exces antrenează, pentru menținerea electroneutralității, eliminarea initială de cationi (Na +, K + scade SID ) și ulterioară de NH 4 + (pentru compensarea acidozei).

17 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT CETOACIDOZA DIABETICĂ

18 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT CETOACIDOZA DIABETICĂ EFECTELE acumulării corpilor cetonici în circulație: activarea sistemelor tampon plasmatice consum de bicarbonat activarea centrilor respiratori hiperventilaţie (respiraţie Kusmaull cu miros de acetonă) hipocapnie creşterea eliminării H + şi a reabsorbţiei de bicarbonat la nivelul tubilor renali urină acidă activarea sistemelor tampon celulare ieşirea din celule a K + (la schimb cu H + ) tendința la hiperpotasemie efecte nocive asupra activităţii cordului Ulterior, hiperglicemia poliurie osmotica pierdere urinară de K + poate apărea hipopotasemia secreţie gastrică hiperacidă (excesul de H + se elimină şi pe cale digestivă) pot apărea vărsături, hemoragii digestive şi deshidratare

19 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT CETOACIDOZA ALCOOLICĂ Alcoolismul cronic determină acidoză prin: 1. Efect direct: Metabolizarea hepatică a alcoolului de către alcool dehidrogenaza (ADH) acetaldehidă transformată în acetat de aldehid dehidrogenază (în mitocondrie). Ambele reacții reduc NAD + la NADH crește raportul NADH/NAD + : scade conversia lactatului în piruvat crește nivelul seric de acid lactic scade gluconeogeneza (piruvatul nu mai este disponibil pentru sinteza de glucoză) accentuarea lipolizei cresc AGL crește formarea de corpi cetonici produsul final al metabolismul alcoolic este un corp cetonic (acetoacetat); cantitatea crescută modifică echilibrul reacției de transformare (βoh) / acetoacetat în favoarea βoh Inhibarea ADH deshidratare reacție simpatică care, la nivel renal scade eliminarea de CC OBS. In cetoacidoza etanolică, dintre CC, cel mai mult este crescut βoh (nu e determinat prin testele uzuale de determinare a CC) boala e subdiagnosticată. Alcohol Research: Current Reviews, 2014

20 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT CETOACIDOZA ALCOOLICĂ 2. Efect indirect: Consumul de alcool se asociaza cu aport nutritional scăzut scade conținutul de carbohidrați scade glicemia crește glucagonul, scade insulina formare de CC Vărsăturile secundare gastritei etanolice deshidratare scade perfuzia renală scade eliminarea de CC dar scade și nivelul de acizi (Cl) OBS. Fenomenele clinice se instalează de obicei când acționează simultan mai multe mecanisme patogenice: un consum acut, important din pdv cantitativ, în soțit de vărsături, la o persoană cu consum cronic și un status nutrițional deficitar sau care sa suprapus pe un episod infecțios acut.

21 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT CETOACIDOZA ALCOOLICĂ La un etilic cronic cetaoacidoza alcoolică poate coexista cu: Acidoza lactică secundara modificării raportului NAD + /NADH Alcaloza metabolică secundară vărsăturilor. De aceea, phul poate fi normal și diagnosticul se pune în primul rând pe măsurarea: Deficitul ul anionic și Identificarea corpilor cetonici (în particular a bhobutiratului)

22 ACIDOZE METABOLICE CU DEFICIT ANIONIC CRESCUT INGESTIA DE ACIZI SALICILAȚI, ETILEN GLICOL, CLORURA DE AMONIU SALICILAȚII determină tulburări complexe ale echilibrului acidobazic 1. Efecte la nivelul centrului respirator Stimularea directă a centrului respirator (traversează barierea hematoencefalică și pătrund relativ ușor în celule) hiperpnee și ALCALOZĂ RESPIRATORIE pierdere de bicarbonat in urină 2. Efecte asupra tubului digestiv: Greață și vărsături Pierderi crescute de lichide deshidratare, hipona, hipok ALCALOZĂ METABOLICĂ 3. Efecte asupra metabolismului intermediar: a) Deficit de cuplare a fosforilării oxidative creșterea consumului de O 2 utilzarea căilor de metabolism anaerob crește producția de caldură; b) Inhibarea enzimelor ciclului Krebs scăderea disponibilității glucozei și creșterea formării de acizi și de corpi cetonici Alterarea metabolismului glucidic, lipidic și al amino acizolor ACIDOZĂ METABOLICĂ

23 D GAPULUI ANIONIC Delta AG se măsoară prin raportul dintre variația AG și variația bicarbonatului. Delta AG = Δ AG/Δ HCO 3 sau, simplificat, raportul Δ/Δ. Utilitate: În acidozele metabolice cu gap anionic crescut, creșterea AG ar trebui să fie, teoretic, egală cu scăderea HCO 3 (Delta AG = 1 sau Δ/Δ = 1:1) Delta AG (Δ/Δ) >1 apare în acidozele lactice. AG crește mai mult decât scade HCO 3 și Δ/Δ poate ajunge la 1.6:1. Acest lucru se explică prin tamponarea unei părți din acidul lactic IC (mai ales muscular) și osos H + disociați din lactat consumă, proporțional, mai puțin HCO 3 pentru că o parte sunt tamponați IC. Delta AG (Δ/Δ) = 1: și în ketoacidoză există un grad de tamponare IC a sarcinilor acide, dar Delta AG = 1 pentru că o parte din corpii cetonici sunt excretați urinar, echilibrând tamponarea intracelulară și osoasă.

24 D GAPULUI ANIONIC Δ AG se măsoară prin raportul dintre variația AG și variația bicarbonatului. Delta AG = Δ AG/Δ HCO 3 sau, simplificat, raportul Δ/Δ. Utilitate: Delta AG (Δ/Δ) < 1: în acidozele metabolice mixte (cu și fără AG) AG este mai mică decât cea așteptată prin contribuția la AG a acidozei fără AG (creșterea Cl ) De exemplu, întro diaree severă (acidoză hipercloremică, AG normal) complicată cu stare de șoc (acidoză lactică, AG crescut) Δ AG e mai mică decăt întro acidoză metabolică cu AG crescut, dar scăderea de HCO 3 însumează efectul acidozei cu AG cu al celei hipercloremice Delta (Δ/Δ) AG > 2 : În tulburările mixte (alcaloză metabolică și acidoză metabolică): scăderea HCO 3 (prin acidoza metabolică) este mult mai mică decât creșterea concomitentă a AG ( pentru că există concomitent o acumulare de HCO 3 prin alcaloza metabolică). Ex: intoxicația cu salicilați, acidoză cu AG + administrarea de diuretice de ansă În tulburările mixte (acidoza respiratorie total compensată peste care se suprapune o acidoză metabolică): insuficiență respiratorie cu șoc toxicoseptic

25 ACIDOZE METABOLICE CONSECINTE FIZIOPATOLOGICE Manifestările clinice sunt caracteristice bolii care a generat acidoza metabolică. Există însă și manifestări clinice ce apar ca efect direct al acidozei la nivel: respirator: creșterea ventilației alveolare (compensare respiratorie) cardiovascular: gastro intestinal: Scaderea contractilitatii miocardice (dacă ph < 7.20) Aritmii ventriculare Scăderea rezistenței vasculare periferice (alterarea răspunsului la catecolamine) Constipație (prin hipokaliemia din ATRD tip I) echilibrului electrolitic: Hiperpotasemie (în special acidozele metabolice prin aport exogen de acizi) Modificarea calcemiei: Creșterea calciului ionizat crește filtrarea glomerulară crește calciuria Scăderea ph intracelular scade sinteza și eliberarea de citrat din celule în urină Ca nu se mai leagă de citrat (intratubular) și de aceea este mai puțin solubil precipitare intratubulara nefrocalcinoza Scăderea calcemiei (prin creșterea eliminării) crește turnover osos al Ca osteomalacie

26 B. ALCALOZE METABOLICE 1. CLASIFICARE FIZIOPATOLOGICĂ 2. MECANISME DE COMPENSARE 3. ALCALOZE PRIN PIERDERI PRIMARE DE H + 4. ALCALOZE PRIN ACUMULĂRI PRIMARE DE HCO 3

27 ALCALOZE METABOLICE CLASIFICARE Alcalozele metabolice se caracterizează prin creșterea ph arterial, creșterea HCO 3 plasmatic și hipoventilație compensatorie cu creșterea paco Alcaloze metabolice prin acumulări primare de HCO 3 : Scăderea volumul extracelular: Prin pierderi de lichid pe cale digestivă Prin administrare excesivă de diuretice Hipocloremia Hipopotasemia Creșterea aportului de Na + în nefronul distal cu creșterea schimbului Na + /H + și Na + /K + Administrarea în exces de substanțe alcaline bicarbonat, citrați, acetați, carbonați, substanțe antiacide 2. Alcaloze metabolice prin pierderi primare de H + : Vărsături incoercibile (stenoză pilorică, spasm piloric, peritonite etc.) Vărsături provocate (aspiraţii şi spălături gastrice)

28 ALCALOZA METABOLICĂ CREȘTEREA SID Sindroamele prin care se pierd anioni (clor) cresc SID scad disocierea apei scad concentrația de H + cresc ph. O creșterea acută a SID apare prin: Deshidratare EC normotonă (pierdere de apă liberă): în mod normal concentrația serică a Na + > concentrația serică a Cl pierderea de apă liberă determină o creștere mai mare a concentrației Na + decât a Cl creșterea SID. De exemplu, la pacienții în stare critică aportul de apă este scăzut, mecanismul de sete poate fi alterat scade aportul de apă Pierderea de Cl pe cale digestivă (e.g. vărsături, aspirat prin sondă nazo gastrică) sau renală (diuretice de ansă). Aport de Na + în exces față de Cl (scăderea raportului Na + /Cl ce poate fi considerată o pierdere relativă de Cl ) în: transfuzii de sânge ce conțin citrat de Na +, nutriția parenterală: conține acetat de Na + soluție Ringer lactat (conține lactat de Na + ), administrarea de Penicilina, sub formă de sare de Na +

29 B. ALCALOZE METABOLICE 1. CLASIFICARE FIZIOPATOLOGICĂ 2. MECANISMUL DE COMPENSARE RESPIRATOR 3. MECANISMUL CORECTOR RENAL 4. TIPURI DE ALCALOZE METABOLICE

30 ALCALOZE METABOLICE MECANISME DE COMPENSARE Exces de baze Creștere HCO 3 Scădere H + Pierdere de acizi Scădere ph COMPENSARE RESPIRATORIE MECANISMUL CORECTOR RENAL Hipoventilație Crește paco 2 Scade reabsorbția de HCO 3 (creste nr de celule intercalate tip B) Scade aciditatea titrabilă Crește H 2 CO 3 Crește H + Crește excreția de HCO 3 Scade ph Scade excreția urinară de H + Scade NH 3 + H + NH + 4 HPO H + H 2 PO 4 și Scade regenerarea de HCO 3

31 ALCALOZE METABOLICE MECANISMUL DE COMPENSARE RESPIRATOR Inhibarea centrilor respiratori bulbari este rezultatul creşterii concentraţiei plasmatice a HCO 3 (peste 28 meq/l). Mecanismul compensator: Creșterea ph sanguin deprimă centrul respirator crește inițial paco 2 crește concentrația de H 2 CO 3 cresc ionii de H + plasmatici tamponarea alcalozei. Capacitatea de tamponare respiratorie este limitată: Pentru fiecare creștere cu 1.0 meq în concentrația plasmatică a HCO 3, paco 2 poate crește doar cu mmhg cât timp este activ doar mecanismul compensator respirator nu se poate restabili phul în mod excepțional paco 2 crește (compensator față de starea de alcaloză) la peste 55 mmhg prin mecanismul compensator respirator se poate corecta o creștere maximă de 710 meq de HCO 3. Lipsa de răspuns ventilator acut la creșterea phului este interpretată ca o tulburare acidobazică mixtă, în care coexistă o alcaloză metabolică cu un stimul pentru hiperventilație (o acidoză respiratorie).

32 ALCALOZE METABOLICE MECANISMUL DE COMPENSARE RESPIRATOR Compensarea respiratorie (hipoventilația) și creșterea a paco 2 consecutivă, are un efect autolimitant la nivelul centrilor respiratori: hipoventilația hipoxemie acționează ca stimul al centrilor respiratori, având un efect opus hipoventilației De aceea, după câteva zile de evoluție, phul arterial rămâne la valori peste cele normale, nivelul paco 2 este foarte puțin scăzut sau normal, ca și cum nu ar exista nici o compensare respiratorie. Creșterea paco 2 limitează și mecanismului corector renal: creșterea paco 2 acidoză intracelulară favorizează creșterea eliminării de H + crește reabsorbția de HCO 3 agravează alcaloza

33 B. ALCALOZE METABOLICE 1. CLASIFICARE FIZIOPATOLOGICĂ 2. MECANISMUL DE COMPENSARE RESPIRATOR 3. MECANISMUL CORECTOR RENAL 4. TIPURI DE ALCALOZE METABOLICE

34 ALCALOZE METABOLICE MECANISMULCORECTOR RENAL Eliminarea excesului de HCO 3 se realizează în nefronul distal în celule intercalate de tip B care prezintă transportori de H + și de HCO 3 : în polul bazal, H + este transportat în interstițiu de o H + ATPaza în polul luminal printrun schimbator Cl / HCO 3 (pendrina) se secretă HCO 3 în lumen și se reabsoarbe Cl. Reglarea activității pendrinei: activitatea crește în alcaloză. creșterea constantă a aportului distal al Cl scade expresia pendrinei, independent de nivelul circulant al aldosteronului efectul se opune pierderii de HCO 3 (acidozei) expresia pendrinei este upreglată de angiotensina II. În alcaloze, excesul de HCO 3 e îndepărtat la schimb cu Cl. Nivelul cloremiei influențează astfel, în mod direct, eliminarea excesului de HCO 3 în absența Cl în nefronul distal, este blocată eliminarea excesului de HCO 3. Clin J Am Soc Nephrol 10: , 2015

35 B. ALCALOZE METABOLICE 1. CLASIFICARE FIZIOPATOLOGICĂ 2. MECANISMUL DE COMPENSARE RESPIRATOR 3. MECANISMUL CORECTOR RENAL 4. TIPURI DE ALCALOZE METABOLICE

36 1. ALCALOZE METABOLICE PRIN ACUMULĂRI PRIMARE DE BICARBONAT SCĂDEREA VOLUMULUI EXTRACELULAR Scăderea volemiei scade filtratul glomerular și Na + la nivelul aparatului juxtaglomerular activează (SRAA) care determină : Prin intermediul ALDOSTERONULUI, în TCD, activarea: H + ATPazei în celulele intercalate eliminarea H + schimbului Cl / HCO 3 în membrana bazolaterală reabsorbția HCO 3 Na + /K + ATPazei în membrana bazolaterală reduce concentrația de Na + intracelular și favorizează transportul Na + /H + la nivel luminal. Prin intermediul ANGIOTENSINEI II, în TCP, activarea: Antiporterului luminal Na + /H + creșterea eliminării de H + Cotransporterului Na + /3HCO 3 în membrana bazolaterală creșterea reabsorbției HCO 3 La nivel distal, angiotensina II deblochează receptorul mineralocorticoid din celulele intercalate scade aportul de clor în nefronul distal scade reabsorbția pendrinmediată de clor și secreția de HCO 3 scade efector corector al alcalozei mediat de celulele intercalate tip B. Aceste mecanisme compensatorii activate în contextul depleției de volum o consecință practică importante, și anume: Alcaloza instalată pe fondul unei deshidratări necesită corecția inițială a deshidratării

37 ROLUL ALDOSTERONULUI ÎN HIPERPOTASEMIE ȘI ÎN DEPLEȚIA DE VOLUM (A) HiperK sau hiperaldosteronism primar: secreție de aldosteron fără angiotensina II receptorul mineralocorticoid (MR) este fosforilat în celulele intercalate, dar nu și în celulele principale Reabsorbție de Na + mediată de aldosteron via ENaC în celule principale care favorizează secreția de K + la acest nivel. Reabsorbția de Na + crește SID, se opune acidozei. (B) In contrast, când cresc și angiotensina II și aldosteronul (volemie scăzută), MR este defosforilat în aval (downstream) de angiotensina II activitatea MR este restabilită și în celulele intercalate. Aldosteronul va upregla atât pendrina cât și H + ATPazele (bazala în celulel B și apicala în celulele de tip A): Crește HCO 3 în lumen (prin acțiunea pendrinei) crește activitate ENaC crește Na + crește SID Electronegativitatea lumenului e mai puțin pronunțată în celulele principale secreție de K + redusă. Efectul net, global, al acțiunii aldosteronului, în dehidratare este cel de favorizare a alcalozei. Clin J Am Soc Nephrol 10: , 2015

38 ALCALOZELE METABOLICE MECANISMULCORECTOR RENAL rolul celulelor intercalate au fost identificate 3 tipuri de celule intercalate : tip A: celule care secretă H + tip B: celule care secretă HCO 3 celule nona, nonb cells. Transportori: H + ATPase, Schimbători de H + /K +, Schimbători de Cl /HCO 3 SLCA26A9 (pendrina) codifică un schimbător de Cl /HCO 3 poziționat în membrana apicală a celulelor intercalate de tip B secretă HCO 3 în lumen și reabsoarbe Cl (activat în alcaloză). Celule intercalate tip A Celule intercalate tip B Interstițiu AE1 PENDRINA lumen Obs. Schimbătorul anionic AE1 este situat în celulel intercalate detip A și este activ în acidoze. John F. Kennedy Boulevard, CRITICAL CARE NEPHROLOGY, second edition, Saunders, Elsevier Inc.Philadelphia, 2009

39 1.ALCALOZE METABOLICE PRIN ACUMULĂRI PRIMARE DE BICARBONAT HIPOCLOREMIA Scăderea Cl în filtratul glomerular activează: Mecanisme dependente de Na + : Cl este principalul (din punct de vedere cantitativ) anion reabsorbabil din lumenul tubular. Daca Na + este reabsorbit, Cl traversează membrana luminală în același sens cu Na + pentru restabilirea electroneutralității. Dacă există puțin Cl disponibil, pentru restabilirea electroneutralității este necesară secreția de H + sau de K + în hipocloremii: Efectul net al transferului ionic transcelular este creșterea eliminării de H + și reabsorbția de HCO 3. Mecanisme independente de Na + : în TCD: H + este secretat în lumen cu ajutorul H + ATPazei Cl poate ieși (pasiv) din celula pentru a restabili electroneutralitatea. în depletia de Cl, acest proces este încetinit, diminuând eficacitatea pompei de H +.

40 1.ALCALOZE METABOLICE PRIN ACUMULĂRI PRIMARE DE BICARBONAT HIPOCLOREMIA În absența clorului, secreția de HCO 3 la nivel distal este blocată. Secreția HCO 3 se produce în celulele intercalate tip B din tubii colectori corticali prin schimbătorul Cl/HCO 3 localizat în membrana luminală, și HATPaza din membrana basolaterală. Numărul de celulele intercalate tip B crește la pacienții cu alcaloză, crescândule capacitatea de a excreta excesul de HCO 3. Pentru a elimina însă excesul de HCO 3 aceste celule au nevoie de Cl, iar hipocloremiile determină, din acest motiv, un status proalcaliemic. Scăderea Cl crește SID, determinând alcaloză. De cele mai multe ori depleția volumului circulator se însoțește și de hipocloremie (pierderea de lichid gastric, pierdere de lichide pe cale renală), cele două mecanisme acționanâd simultan la menținerea alcalozei.

41 1. ALCALOZE METABOLICE PRIN ACUMULĂRI PRIMARE DE BICARBONAT HIPOPOTASEMIA Hipopotasemia poate să apară prin: prin creșterea pierderilor renale (hiperaldosteronism primar sau secundar, poliurie, etc) sau extrarenale (vărsături) prin redistribuire ICEC prin diminuarea aportului Hipopotasemia determină alcaloză prin: acumularea de bicarbonat la nivel renal dar poate însoți și alcalozele datorate în primul rând pierderilor de acizi (vărsături).

42 1. ALCALOZE METABOLICE PRIN ACUMULĂRI PRIMARE DE BICARBONAT HIPOPOTASEMIA mecanisme care favorizează acumularea de HCO 3 la nivel renal Indiferent de cauza generatoare, hipok menține și agravează alcaloza metabolică, prin accelerarea mișcarii ionilor de H + în celule, în special în cea musculară (contribuie la alcaloză). La nivel renal, hipok acționează în TCP: hipok migrarea intracelulară a H + acidoză intracelulară activarea glutaminazei: stimulează secreția de H +, reabsorbția HCO 3, sinteza de amoniac și excreția de NH 4+. în nefronul distal: creșterea secreției distale de H + prin: activarea schimbului realizat de H + K + ATPaza din membrana luminală a celulelor intercalate tip A, pompă cu ajutorul căreia se reabsoarbe activ K + și se secretă H +. Deoarece elementul central al alcalozelor datorate deshidratării, hipocloremiei si hipok este scăderea volumul circulator, corectarea volumului circulant și a nivelului plasmatic al K poate rezolva alcaloza.

43 1. ALCALOZE METABOLICE PRIN ACUMULĂRI PRIMARE DE BICARBONAT CRESTEREA APORTULUI DE Na + IN NEFRONUL DISTAL Hiperaldosteronismul primar (boala Conn) se caracterizează prin HTA și flux renal normal (spre deosebire de hiperaldosteronism secundar). Alcaloza metabolică este produsă prin: aport distal crescut de Na + (prin reabsorbție redusă de HCO 3 în TCP prin schimbătorul Na/3HCO 3 ) în combinație cu nivele crescute de aldosteron: crește reabsorbția de Na + (sub formă de bicarbonat de sodiu) distal; crește secreția de H + (alcaloză metabolică); crește secreția de K +. După apariția depleției de K + și a hipok crește eliminarea de H + în TCD (compensator, pentru menținerea electroneutralității, în contextul unei reabsorbții menținută constant la un nivel crescut de hiperaldosteronimsul primar). De asemenea, hipok poate acționa și la nivelul TCP (prin activarea glutaminazei). In plus, in hiperaldosteronismul primar poate să apară și: nefropatia kaliopenică (afectare morfofuncţională a nefrocitelor, cu scăderea capacităţii de concentrare a urinei, poliurie şi deshidratare); depleţia celulară de K + ce induce instalarea sindromului neuromuscular caracterizat prin astenie fizică, pareze şi paralizii

44 1. ALCALOZE METABOLICE PRIN ACUMULARE PRIMARA DE BICARBONAT CRESTEREA APORTULUI DE Na + IN NEFRONUL DISTAL Alcaloze metabolice secundare utilizării de diuretice (de ansă sau tiazidice) se produc prin acumularea primară (relativă) de HCO 3. diureticele produc Scăderea volumului extracelular pentru că nu se pierde și bicarbonat, nivelul plasmatic al HCO 3 crește Creșterea secreției distale de H + prin: hiperaldosteronismul secundar hipovolemiei creșterea fluxului distal hipopotasemie Severitatea acestui proces e limitată de tamponarea excesului de HCO 3 de către proteinele intracelulare și de carbonatul de calciu osos precum și de intervenția, în timp a unor mecanisme corectoare ( de exmplu, creșterea expresiei pendrinei)

45 2. ALCALOZE METABOLICE PRIN PIERDERI PRIMARE DE HIDROGEN VĂRSATURILE GASTRICE Vărsaturile gastrice determină o pierdere importantă de Na +, K +, Cl și HCl. Alcaloza este rezultatul însumării mai multor efecte: pierderea de HCl determină alcaloză deoarece HCO 3 generat în timpul procesului de sinteză a HCl se reîntoarce în circulație pierderea de Cl acționează prin blocarea mecanismului de eliminare a excesului de HCO 3 la nivelul celulelor intercalate crește reabsorbția HCO 3 dacă se asociază și o pierdere de volum lichidian importantă, deshidratarea (prin hiperaldosteronism secundar) contribuie de asemenea la menținerea alcalozei. hipok agravare alcaloză prin mecanisme specifice

46 2. ALCALOZE METABOLICE PRIN PIERDERI PRIMARE DE H + Vărsături Pierdere de H + Pierdere de Cl Pierdere de K+ Pierdere de H 2 O Alcaloză metabolică Hipoventilație Crește paco 2 H + iese din celule la schimb cu K + Crește reabsorbția de HCO 3 Crește eliminarea renala de H + Crește aldosteron Crește schimb NaH Crește amoniogeneza în TCP Crește secreția de H+ în TCD Crește H 2 CO 3 Excreție de H, retentie de Na Crește H + Crește ph Vărsăturile determină pierdere de (HCl) alcaloză metabolică Scade ph Menținerea alcalozei metabolice după sistarea pierderilor de H + se datorează deshidratării și hipok

47 ALCALOZA METABOLICĂ CONSECINTE CLINICE Semnele clinice asociate alcalozei metabolice sunt datorate: Disfuncționalității celulei nervoase (cu creșterea stării de excitabilitate la nivel central, parestezii, spasm carpopedal) sunt mult mai rar întâlnite decât în alcaloza respiratorie, datorită permeabilității diferite prin membrana hematoencefalică a compușilor modificați în cele două tipuri de alcaloză: În alcaloza metabolică există un exces de HCO 3, un compus polar ce trece cu greu prin membrana hematoencefalică În alcaloza respiratorie există o diminuarea a CO 2 (compus care trece ușor prin bariera hematoencefalică) Modificărilor funcționale la nivel cardiac: aritmii refractare la tratament (până când se corectează alcaloza) Hipoventilația alveolară, ce determină hipoxemie Pacienții cu alcaloză metabolică pot fi asimptomatici sau pot prezenta simptome legate de deshidratare sau hipok.

48 III. TULBURĂRILE ECHILIBRULUI ACIDOBAZIC DE ORIGINE RESPIRATORIE A. ACIDOZELE RESPIRATORII B. ALCALOZELE RESPIRATORII

49 A. ACIDOZELE RESPIRATORII 1. Clasificarea fiziopatologică 2. Compensarea acidozei respiratorii 3. Mecanismul corector respirator 4. Tipuri de acidoze respiratorii

50 ACIDOZELE RESPIRATORII Acidozele respiratorii sunt tulburări ale echilibrului acido bazic datorate reducerii ventilației alveolare fiind caracterizate prin creșterea paco 2, scăderea phului plasmatic și creșterea compensatorie a HCO 3 : creșterea presiunii parțiale a CO 2 dizolvat creșterea raportului paco 2 /[HCO 3 ] creșterea H + conform ecuației : [H + ] = 24 PCO 2 / [HCO3] pa CO 2 are valori normale = mm Hg. paco 2 este dependentă de produsul dintre rata producției de CO 2 la nivel celular (V CO2 ) și ventilația alveolară (V A ) paco 2 = k x V CO2 /V A

51 ACIDOZELE RESPIRATORII CLASIFICARE FIZIOPATOLOGICĂ Acidoza respiratorie se instalează prin: a. hipoventilaţie alveolară globală (scăderea V A ) apărută prin: deprimarea activităţii centrului respirator (intoxicaţii, anestezice, sedative, traumatisme cerebrale, tumori, abcese, hipoxie severă etc.); leziuni ale căilor nervoase eferente ale centrilor respiratori tulburări de mecanică toracică: boli musculare toracice (miozite, miopatii, miastenia gravis) fracturi costale multiple deformări toracice importante: scolioze, cifoze Scăderea severă, generalizată a raportului ventilație/perfuzie la nivel pulmonar se manifestă, din perspectiva echilibrului acidobazic, ca un sindrom de hipoventilație globală. Poate apărea în toate afecțiunile pulmonare foarte severe însoțite de insuficiență pulmonară globală (hipoxemie + hipercapnie)

52 ACIDOZELE RESPIRATORII CLASIFICARE FIZIOPATOLOGICĂ b. Rareori, acidoza respiratorie poate fi consecința creșterii producției de CO 2 în: Activitate fizică excesivă Creșterea travaliului mușchilor respiratori Frisoane, Convulsii Febră, Hipertiroidism Supraîncarcare cu carbohidrați De cele mai multe ori, aceste forme de acidoze respiratorii duc la scăderea phului doar dacă se asociază și un grad de disfuncție ventialtorie (de eliminare a excesului a CO 2 ).

53 A. ACIDOZELE RESPIRATORII 1. Clasificarea fiziopatologică 2. Compensarea acidozei respiratorii 3. Mecanismul corector respirator 4. Tipuri de acidoze respiratorii

54 ACIDOZELE RESPIRATORII MECANISME DE COMPENSARE Scăderea ventilației Crește CO 2 Intervenție rapidă dar puțin eficientă Compensare prin sistemele tampon Scade ph Compensare renală Intervenție tardivă dar eficientă Crește (NH 3 +H + NH 4+ ) crește (HPO H + HPO 4 ) Crește excreția acidă Crește regenerarea HCO 3 athryn L.McCance, Sue E. Heuther, Valentîna L.Brashers, Neal S.Rote, Pathophysiology, he Biologic Basis for Disease în adults and Children, Mosby Elsevier, sixth edition, 2010 Crește ph

55 ACIDOZELE RESPIRATORII În înțelegerea tulburărilor fiziopatologice legate de variația paco 2 nu trebuie omis faptul că, așa cum există o cascadă a O 2, există una și pentru CO 2. Astfel, o hiperventilație creează rapid o scădere a paco 2 deoarece nivelul alveolar a pco 2 se echilibrează imediat cu paco 2 ; în țesuturi, nivelul presiunii CO 2 scade mai lent, deoarece țesuturile continuă să producă CO 2. Scăderea este cu atât mai lentă, cu cât țesutul este mai puțin vascularizat. În hipoventilație, paco 2 crește mai lent, pentru că producția tisulară nu se modifică.

56 ACIDOZELE RESPIRATORII MECANISME DE COMPENSARE Răspunsul compensator la acidoza respiratorie se desfășoară în două etape: 1. Faza acută: Tamponarea intracelulară (hemoglobină, proteine intracelulare și fosfați) și prin proteinele plasmatice apare în câteva minute de la debutul obstrucției. H 2 CO 3 poate fi tamponat doar de sistemele tampon intracelulare (în special hemoglobina (Hb) și proteine, sisteme care au însă o capacitate de tamponare mult mai mică decat cea a HCO 3. H 2 CO 3 + Hb HHb + HCO 3 Fiecare reacție de tamponare realizată de Hb produce HCO 3 determină o creștere a nivelului plasmatic al HCO 3. Datorită acestui proces, în faza acută nivelul plasmatic al HCO 3 crește cu 1 meq/l pentru fiecare creștere cu 10 mmhg a PCO 2. Dacă creșterea paco 2 persistă, HCO 3 seric crește treptat, și, după 35 zile, acidoza va fi considerată cronică.

57 ACIDOZELE RESPIRATORII MECANISME DE COMPENSARE IN ACIDOZA RESPIRATORIE 2. Faza cronică: Compensarea renală începe la scurt timp după apariția hipercapniei, dar atinge nivelul maxim doar în următoarele 23 zile. De aceea, compensarea renală este considerată o formă cronică de compensare. In acidoza respiratorie cronică, HCO 3 seric crește cu meq/l pentru fiecare creștere cu 10 mmhg a paco 2. Eficacitatea deosebită a compensării renale face ca acești pacienți să atingă nivele foarte ridicate ale paco 2 cu reduceri relativ modeste ale phului seric.

58 ACIDOZELE RESPIRATORII COMPENSAREA RENALĂ În faza cronică a acidozei respiratorii, compensarea renală se caracterizează prin: Modificări la nivelul nefronului proximal. Acidoza: Stimulează metabolizarea glutaminei cu creșterea eliminării de H (sub forma de NH 4+ ) și generare de noi molecule de HCO 3 Activează simporterului 3HCO3/Na din membrana bazo/laterală cu reabsorbția în circulație a noilor molecule de HCO 3 generate din disocierea glutaminei Crește secreția de H: CO 2 în exces (prin acidoza respiratorie) difuzează în celula renală si e convertit in HCO 3 și H + de anhidraza carbonica. HCO 3 este reabsorbit si H + este secretat în filtratul urinar prin creşterea activităţii antiporterului Na/H din membrana apicală Activează PTH inhibă reabsorbția fosfatului cu creșterea acidității titrabile Modificări la nivelul nefronului distal: Crește secreției de H + prin creșterea transportului luminal de NH 3 și a secreției de NH 4 + în tubii colectori Hipercapnia scade expresia pendrinei din membrana apicală a celulele intercalate tip B cu până la 50%, crește HCO 3 plasmatic și scade Cl plasmatic gapul anionic tinde să se mențină în limite normale. Creșterea eliminării de substante acide prin urina ph urinar scăzut

59 ACIDOZELE RESPIRATORII MECANISME DE COMPENSARE IN ACIDOZA RESPIRATORIE In faza cronică, rinichiul: crește excreția acidă sub forma acidității titrabile Crește excreția amoniului care generează HCO 3 suplimentar; crește reabsorbția renală de HCO 3, care menține o concentrație plasmatică crescută a HCO 3 Răspunsul compensator la acidoza respiratorie cronică ușoară sau moderată (PaCO 2 < 70 mmhg ) determină o scădere relativ mică a ph arterial sau chiar menținerea phului în limite normale. De aceea, o acidoză moderată sau severă la acești pacienți indică frecvent o acidoză metabolică concomitentă. Invers, un ph arterial > 7.40 la un pacient cu insuficiență respiratorie, este sugestiv pentru o alcaloză metabolică concomitentă.

60 A. ACIDOZELE RESPIRATORII 1. Clasificarea fiziopatologică 2. Compensarea acidozei respiratorii 3. Mecanismul corector respirator 4. Tipuri de acidoze respiratorii

61 ACIDOZELE RESPIRATORII MECANISMUL CORECTOR RESPIRATOR EFECTELE HIPERCAPNIEI Consecința cea mai gravă a hipercapniei este hipoxemia. Dacă pacientul respiră aerul obișnuit (FiO2, 21%), hipercapnia se asociază obligatoriu cu hipoxemia conform ecuației gazelor alveolare care precizează că suma presiunii parțiale a tuturor gazelor din alveole trebuie să egalizeze presiunea atmosferică: PAO 2 = x PaCO 2 Unde PAO 2 este presiunea alveolară a O 2. PaCO 2 este presiunea parțială a CO 2 în sângele arterial care este egală cu presiunea alveolară a CO 2. Hipoxemia apare precoce și predomină față de hipercapnie pentru că: CO 2 difuzează de 20 de ori mai repede decât O 2 prin capilarul alveolar crește ventilația în segmentele încă funcționale ale plămânilor este eliminat mai mult CO 2 (care este în exces) dar nu poate fi preluat mai mult O 2, deoarece saturația în O 2 se apropie de 100% în aceste zone Exista însă o sensibilitate foarte variată de până la de 16 ori (mostenită) la stimulul hipoxic. Pacienții cu sensibilitate scăzută la hipoxemia vor dezvolta mai repede acidoză respiratorie.

62 ACIDOZELE RESPIRATORII MECANISMUL CORECTOR RESPIRATOR Astfel, în acidoza respiratorie cronică hipoxemia devine principalul stimul al centrilor respiratori pentru că: Compensarea renală și utilizarea diureticelor (pentru decompensarea cordului drept) determină o creștere a HCO 3 care readuce phul extracelular la valorile normale. De aceea stimulul respirator datorat acidozei este redus. Relația dintre pao 2 și ventilație este alterată în prezența unui nivel crescut de paco 2. La persoane normale, hipoxemia nu stimulează respirația până când nu scade sub 50 mmhg datorită efectelor supresoare ale centrilor respiratori ce apar concomitent cu creșterea ventilației: hipocapnia și alcaloza. In acidoza cronică, chiar dacă există hiperventilație, nivelul paco 2 se menține ridicat (prin afecțiunea de bază); de aceea ventilația va fi stimulată de la scăderi ale pao 2 mai mici decât cele care declanșează, în mod normal, hiperventilația dependentă de pao 2 și anume încă de la atingerea unui prag de 80 mmhg. * De aceea, administrarea de O 2 se face treptat pentru a nu întrerupe stimulul centrilor respiratori reprezentat de hipoxemie ce ar determina o creștere și mai mare a paco 2, cu apariția simptomelor neurologice. * Administrarea rapidă de O 2 reduce vasoconstricția indusă de hipoxemie alterează și mai mult raportul ventilație perfuzie prin: mărirea numărului de unități perfuzate și slab ventilate și prin scăderea afinității Hb față de O 2 la nivel pulmonar

63 ACIDOZELE RESPIRATORII MECANISME DE COMPENSARE In acidoza respiratorie cronică, se instalează o aparentă lipsa de sensibilitate a centrilor respiratori la creșterea paco 2, principalul lor stimul fiziologic care se manifestă prin creșterea mai mică a ionilor de H (decât cea fiziologică) la creșterea paco 2. Acest fapt se datorează eficienței compensării renale și ecuației echilibrului plasmatic CO 2 / HCO 3 : Dupa 2448 h, perioadă în care HCO 3 seric a difuzat lent în LCR, are loc tamponarea H +, cu revenirea phului LCR la nivel normal disparitia stimului hipercapnic al hiperventilației în insuficiența respiratorie, deși există o creștere a paco 2, răspunsul centrilor bulbari prin hiperventilație poate să lipsească. Din echilibrul între CO 2 si HCO 3 [H + ] = 24 PCO 2 / [HCO 3 ], rezultă că: La concentrații mai mari de HCO 3, determinate de mecanismul compensator renal, e nevoie de o creștere mai mare a paco 2 pentru determinarea unei creșteri similare de H + cu cea din condiții bazale (cu nivel de HCO 3 normal). De aceea, compensarea renală are: avantajul ca protejează phul extracelular de o scădere semnificativă dezavantajul că, prin aceasta, limitează acțiunea principalului stimulul al respirației (paco 2 ) agravând hipoxemia și hipercapnia. Scăderea sensibilității centrilor respiratori la paco 2 este un argument suplimentar pentru corecția lentă a hipoxemiei la pacienții cu acidoză respiratorie cronică.

64 A. ACIDOZELE RESPIRATORII 1. Clasificarea fiziopatologică 2. Compensarea acidozei respiratorii 3. Mecanismul corector respirator 4. Tipuri de acidoze respiratorii

65 TIPURI DE ACIDOZE RESPIRATORII Acidozele respiratorii pot fi: acute: exacerbari ale bolilor respiratorii cronice, astm sever, edem pulmonar acut, inhibarea activitătii centrului respirator sau administrarea de oxigen cu debit rapid unui pacient cu hipercapnie cronică, sdr de apnee in somn, etc. Mecanisme compensatorii: acute ineficientă, doar prin sistemele tampon Mecanismele renale nu au timpul pentru a funcționa la parametrii maximali, pentru a asigura compensarea Consecințe: ph scăzut, PaCO 2 crescut, HCO 3 normal sau ușor crescut cronice: boli obstructive pulmonare, hipoventilație globală Mecanismele compensatorii: Compensarea renală devine eficientă: Crește secreția de H + și regenerarea de HCO 3 Consecințe: ph poate fi normal sau scăzut, PaCO 2 crescut, HCO 3 crescut

66 ACIDOZELE RESPIRATORII CLASIFICAREA CLINICĂ Consecinţele fiziopatologice ale hipoventilaţiei alveolare globale care generază acidoza respiratorie sunt: hipercapnia hipoxemia și hipoxia severă. Aceasta determină acidoză metabolică lactică de tip A (prin creşterea raportului NADH/NAD) Acidul lactic eliberează H + şi consumă HCO 3. * Acidoza respiratorie este o forma de acidoză lactică de tip A de cauză pulmonară.

67 ACIDOZELE RESPIRATORII MANIFESTĂRI CLINICE Acidoza respiratorie acută determină în special modificări neurologice: cefalee, tulburarea vederii, anxietate, agitație, care, dacă acidoza se agravează, pot evolua ulterior cu tremor, asterixis, delir și somnolență (narcoza hipercapnică), edem papilar. Simptomele sunt datorate în special modificării phului in LCR CO 2 pătrunde rapid prin membrana hematoencefalică fiind liposolubil în timp ce HCO 3 difuzează lent. De aceea hipercapnia acută produce un efect mai pronunțat și mai rapid decât acidoza metabolică. Inițial pacientul e hiperpneic, apoi devine bradipneic (prin scăderea răspunsului centrilor respiratori) Vasodilatația explică de ce acești pacienți nu prezintă cianoză In condiții de acidoză, la nivel cardiac pot apărea aritmii supraventriculare sau ventriculare. Acidoza respiratorie cronică se însotește în mod frecvent de cord pulmonar cronic, cu decompensarea cordului drept, consecințe ale afecțiunii pulmonare de bază.

68 B. ALCALOZELE RESPIRATORII 1. Clasificarea fiziopatologică 2. Mecanisme de compensare 3. Tipuri de alcaloze respiratorii

69 ALCALOZELE RESPIRATORII Alcalozele respiratorii sunt tulburări ale echilibrului acidobazic caracterizate prin creșterea phului arterial, o scădere a paco 2 (hipocapnie) și o reducere variabilă a HCO 3.

70 ALCALOZELE RESPIRATORII CLASIFICAREA FIZIOPATOLOGICĂ Cele mai multe alcaloze respiratorii sunt secundare hiperventilației care poate fi: 1. PRIMARĂ, declanșată de: hipoxemie: Anemie Boli pulmonare Boli cardiovasculare Altitudine crescută Scăderea phului cerebral Stimularea directă a centrilor respiratori: durere, anxietate, insuficiență hepatică, intoxicatie cu salicilati, sepsis cu germeni gram negativ, AVC, tumori pontine Ventilatia mecanică inadecvată 2. SECUNDARĂ, prin stimularea indusă de acidoza respiratorie Rareori, hipocapnia se datorează scăderii producției de CO 2. In aceste circumstanțe, cel mai frecvent scăderea proporțională a ventilației alveolare previne instalarea alcalozei respiratorii. Scăderea producției de CO 2 (ca efect al sedării, paraliziei mușchilor scheletici, hipotermiei, hipotiroidismului) poate deveni un factor important în prezența unei ventilații alveolare constante (de ex la pacienții ventilați mecanic) și, în acest context, determină o alcaloză respiratorie.

71 B. ALCALOZELE RESPIRATORII 1. Clasificarea fiziopatologică 2. Mecanisme de compensare 3. Tipuri de alcaloze respiratorii

72 ALCALOZELE RESPIRATORII MECANISME DE COMPENSARE Conform ecuației: [H + ] = 24 PCO 2 / [HCO3], reducerea concentrației extracelulare a H + prin scăderea CO 2 este minimizată de scăderea HCO 3. Aceasta se produce în două etape, prin: Intervenția sistemelor tampon Scăderea excreției nete acide

73 ALCALOZELE RESPIRATORII MECANISME DE COMPENSARE Creșterea ventilației Scade CO 2 Intervenție rapidă dar puțin eficientă Compensare prin sistemele tampon Crește ph Compensare renală Intervenție tardivă dar eficientă Scade (NH 3 +H + NH 4+ ) scădere (HPO H + HPO 4 Scade excreția acidă Scade regenerarea HCO 3 athryn L.McCance, Sue E. Heuther, Valentîna L.Brashers, Neal S.Rote, Pathophysiology, he Biologic Basis for Disease în adults and Children, Mosby Elsevier, sixth edition, 2010 Scade ph

74 ALCALOZELE RESPIRATORII MECANISME DE COMPENSARE Răspunsul compensator la alcaloza respiratorie acută reduce concentrația HCO 3 seric cu 2 meq/l pentru fiecare scădere cu 10 mmhg a PaCO 2 prin ieșirea H + din celule în spațiul extracelular unde se combină cu HCO 3. Dacă scăderea de PaCO 2 persistă mai mult de 35 zile, boala e considerată cronică și concentrația serică a HCO 3 ar trebui să scadă cu 4 5 meq/l pentru fiecare scădere cu 10 mmhg (1.3 kpa) a PCO 2. UpToDate Respiratory Alcalosis

75 ALCALOZELE RESPIRATORII MECANISMUL COMPENSATOR RENAL Raspunsul renal la alcaloza respiratorie constă în: Mecanisme: Scăderea excreției H + Scăderea absorbției HCO 3 Alcaloza reduce numărul de ioni de H + disponibili pentru a fi transportați în filtrat o parte din HCO 3 filtrat nu mai poate fi preluat din tubi in TCP pentru a fi convertit in CO 2 crește cantitatea de HCO 3 excretată prin urină. Hipocapnia scade activitatea anhidrazei carbonice, eritrocitară (HCO 3 plasmatic trece în eritrocit) şi renală (scade reabsorbţia renală de HCO 3 şi eliminarea de H + ) Când concentraţia plasmatică a H + scade foarte mult, H + din celulă trece în interstiţiu şi apoi în circulaţie unde consumă HCO 3. UpToDate Respiratory Alcalosis

76 B. ALCALOZELE RESPIRATORII 1. Clasificarea fiziopatologică 2. Mecanisme de compensare 3. Tipuri de alcaloze respiratorii

77 ALCALOZA RESPIRATORIE ACUTA Alcaloza acută determină: creșterea excitabilității de membrană și scăderea fluxului sanguin cerebral: Crește excitabilitatea sistemul nervos central și periferic: Confuzie, iritabilitate, parestezii, spasme (similare celor din hipocalcemie) convulsii, coma Tulburări de ritm cardiac Scăderea concentrației plasmatice a fosfatului prin trecerea fosfatului din spațiul EC în celule. Stimularea glicolizei cu formarea de glucozo6fosfat și fructozo6fosfat