ΟΜΟΙΟΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΟΞΕΟΒΑΣΙΚΗΣ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ

ΔΙΑΤΡΟΦΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ-Ι ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ 3 Η ΟΜΟΙΟΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΟΞΕΟΒΑΣΙΚΗΣ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ 1

ΕΙΣΑΓΩΓΗ 2

ΤΟ ph Το pη αντιπροσωπεύει τον αρνητικό λογάριθμο της συγκέντρωσης ιόντων Η+,(pΗ=-log[H+]). Το φυσιολογικό pη του αρτηριακού αίματος είναι 7,40 (7,38-7,42) και αυτό το pη αντιστοιχεί σε συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου 40 nano-mol/l. Το pη διατηρείται σταθερό αν και ποσότητες οξέων και βάσεων προστίθενται καθημερινά στον εξωκυττάριο όγκο υγρών. Ερώτηση: Γιατί το ph είναι αρνητικός λογάριθμος; 3

ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΗΣ [Η+](για τα ένζυμα) 4

Θεωρία των Brønsted και Lowry (1923) Πλεονέκτημά της: μια ουσία μπορεί να δρα άλλοτε ως οξύ και άλλοτε ως βάση ανάλογα με ποιάν ουσία αντιδρά κάθε φορά. 5

Η έννοια της οξέωσης ή αλκάλωσης ΕΥΡΟΣ ΕΠΙΒΙΩΣΗΣ 6

* Σύνθετο φαινόμενο που οφείλεται στην πόλωση των νευραξόνων, την αλλαγή της φυσιολογίας πρωτεϊνών που ενδοκυττώνονται και την αλλαγή στο μικροπεριβάλλον γύρω από τους δενδρίτες των νευρικών κυττάρων. 7

* Σύνθετο φαινόμενο που οφείλεται στην πόλωση των νευραξόνων, την αλλαγή της φυσιολογίας πρωτεϊνών που ενδοκυττώνονται και την αλλαγή στο μικροπεριβάλλον γύρω από τους δενδρίτες των νευρικών κυττάρων. 8

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ph Αυτό επιτυγχάνεται με τρεις φυσιολογικούς μηχανισμούς: α) Τη δέσμευση των Η+ από τα εξωκυττάρια και ενδοκυττάρια ρυθμιστικά συστήματα του οργανισμού, β) Τον έλεγχο της μερικής πίεσης του CO2στο αίμα με μεταβολή του ρυθμού αναπνοής, γ) Τον έλεγχο της συγκέντρωσης διττανθρακικών στο πλάσμα με μεταβολή του ρυθμού απέκκρισης Η+ από τους νεφρούς. 9

10

ΟΞΕΑ ΠΟΥ ΠΑΡΑΓΩΝΤΑΙ ΣΤΟ ΣΩΜΑ: ΚΑΡΒΟΝΙΚΑ ΟΞΕΑ, ΓΑΛΑΚΤΙΚΟ ΟΞΥ, ΚΕΤΟΞΕΑ, ΜΗ-ΚΑΡΒΟΝΙΚΑ ΟΞΕΑ κυρίως 11

ΑΠΟΒΟΛΗ ΜΕΤΑΒΟΛΙΤΩΝ Ο μεταβολισμός υδατανθράκων και λιπών οδηγεί στην ημερήσια παραγωγή 12.000-15.000 mmol CO2, ενώ o μεταβολισμός πρωτεϊνών ημερήσια σε 50-100mEq H+. Η αποφυγή της συσσώρευσής τους στον οργανισμό επιτυγχάνεται με την αποβολή του CO2με την εκπνοή και με την απέκκριση ή και εξουδετέρωση των Η+ από τους νεφρούς. 12

Βιολογικός ρόλος του CO2 Το CO2είναι τελικό προϊόν του μεταβολισμού των οργανισμών που παίρνουν την ενέργειά τους από τη διάσπαση παρουσία οξυγόνου, των σακχάρων, των λιπών και των αμινοξέων δια μέσου μιας διαδικασίας που είναι γνωστή ως «κυτταρική αναπνοή». Tο CO2μεταφέρεται με το αίμα από τους ιστούς του σώματος στους πνεύμονες, από όπου και εκπνέεται. 13

To CO2 στην ανθρώπινη φυσιολογία ΤoCO2μεταφέρεται στο αίμα με τρεις διαφορετικούς τρόπους. (Τα ακριβή ποσοστά διαφέρουν ανάλογα με το αν το αίμα είναι φλεβικό ή αρτηριακό): Το μεγαλύτερο μέρος του CO2(περίπου 70% -80%), μετατρέπεται (από το ένζυμο καρβονικήανυδράση) σε όξινα ανθρακικά ιόντα (HCO3-) με την αντίδραση: CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3- Ποσοστό 5% -10% διαλύεται στο πλάσμα, Ποσοστό 4% -10% είναι συνδεδεμένο με την αιμοσφαιρίνη (κάπνισμα από 4% σε 8%). 14

ΚΑΡΒΟΝΙΚΗ ΑΝΥΔΡΑΣΗ ΚΑΙ ΕΡΥΘΡΑ ΑΙΜΟΣΦΑΙΡΙΑ, ΙΣΤΟΙ 15

ΚΑΡΒΟΝΙΚΗ ΑΝΥΔΡΑΣΗ ΚΑΙ ΕΡΥΘΡΑ ΑΙΜΟΣΦΑΙΡΙΑ, ΠΝΕΥΜΟΝΕΣ 16

17

Το πιο σημαντικό ρυθμιστικό σύστημα είναι τα διττανθρακικά (HCO3-) που θεωρούνται η αλκαλική παρακαταθήκη του 18 οργανισμού.

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ HENDERSON- HASSELMBLACH ΣΤΗΝ ΠΡΑΞΗ pk = 6,1 19

20

21

Α) ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΑ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Η δέσμευση των Η+ στον εξωκυττάριο χώρο γίνεται κυρίως από το σύστημα των διττανθρακικών Η+ + -HCO3 H2CO3 CO2+ H2O Η αντίδραση αυτή έχει ως συνέπεια την εξουδετέρωση των Η+ μέσω παραγωγής CO2 το οποίο αποβάλλεται με την αναπνοή. Τα διττανθρακικάιόντα που καταναλώνονται είναι απαραίτητο να αναπληρωθούν. Η λειτουργία αυτή γίνεται στους νεφρούς. 22

Β) ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΙΑ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ενδοκυττάριες πρωτεΐνεςκαι φωσφορικά άλατα. Η συμμετοχή τους συνίσταται στην εξουδετέρωση του όξινου φορτίου με την είσοδο Η+ από τον εξωκυττάριο στον ενδοκυττάριο χώρο και την έξοδο καλίου. Για το λόγο αυτό στη μεταβολική οξέωση το κάλιο του ορού είναι συνήθως αυξημένο και στη μεταβολική αλκάλωση μειωμένο. Αιμοσφαιρίνη (στα ερυθροκύτταρα). Η είσοδος των Η+ εντός των ερυθροκυττάρων ακολουθείται από σύνδεση με την αιμοσφαιρίνη (Hb) και τη δημιουργία HHb: Η++ Hb- HHb 23

Η ΙΣΤΙΔΙΝΗ ΤΗΣ ΑΙΜΟΣΦΑΙΡΙΝΗΣ 24

ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΩΝ ΦΩΣΦΟΡΙΚΩΝ (ΠΕΡΙ ΤΟ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ph) 25

ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ 26

ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Το αναπνευστικό σύστημα συμμετέχει σημαντικά στη διατήρηση της οξεοβασικήςισορροπίας μέσω μεταβολής του ρυθμού της αναπνοής. Σε καταστάσεις μεταβολικής οξέωσης η δέσμευση των υδρογονοκατιόντωναπό διττανθρακικάοδηγεί σε παραγωγή CO2 και αύξηση του ρυθμού της αναπνοής (υπέρπνοια): Η+ + -HCO3 H2CO3 CO2+ H2O Αντίθετα, σε μεταβολική αλκάλωση όπου υπάρχει αύξηση της συγκέντρωσης διττανθρακικών ο ρυθμός της αναπνοής επιβραδύνεται για συντήρηση Η+ και αντιρρόπηση. 27

ΝΕΦΡΟΙ Οι νεφροί παίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της οξεοβασικήςισορροπίας του οργανισμού. Εκεί γίνεται επαναρρόφησηδιττανθρακικών με αποτέλεσμα την αύξηση της συγκέντρωσής τους στο αίμα και την «αναγέννηση» του ρυθμιστικού συστήματος των διττανθρακικών. 28

ΣΗΜΑΣΙΑ ΝΕΦΡΩΝ ΣΤΗΝ ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΟΥ ph 29

ΚΑΤΑΝΟΗΣΗ ΤΗΣ ΟΞΕΩΣΗΣ ΩΣ ΠΤΩΣΗΣ ΤΟΥ ph ΚΑΙ ΤΗΣ ΑΛΚΑΛΩΣΗΣ ΩΣ ΑΥΞΗΣΗΣ ΤΟΥ ph ΤΟΥ ΑΙΜΑΤΟΣ, ΜΕΣΩ ΤΟΥ ΠΑΡΑΠΑΝΩ ΚΛΑΣΜΑΤΟΣ Αποβολή αμμωνίου, θειικών και φωσφορικών ριζών και αλάτων μέσω του ούρου 30

ΗΠΑΡ ΚΑΙ ΟΞΕΟΒΑΣΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ-Ι 31

ΗΠΑΡ ΚΑΙ ΟΞΕΟΒΑΣΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ-ΙΙ 32

33

Μεταβολική αναπνευστική οξέωση ή αλκάλωση Η μεταβολική οξέωση και η αλκάλωσηαντιστοιχούν κυρίως σε αυξομειώσεις της συγκέντρωσης (-HCO3) στο αίμα. Στη μεταβολική οξέωση αντιδρούμε μα ταχύπνοια για αποβολή Η+ ενώ στη μεταβολική αλκάλωσημε βραδύπνοιαγια συντήρηση Η+ και αύξηση της PaCO2. Στις αναπνευστικές νόσους η ταχύπνοια ή η βραδύπνοια προκύπτουν λόγω της παθοφυσιολογίας της κάθε νόσου. 34

ΟΙ ΑΠΟΚΛΙΣΕΙΣ ΚΑΙ Ο ΛΟΓΟΣ HCO3-/ PCO2 35

ΟΙ ΑΠΟΚΛΙΣΕΙΣ Ο/Β ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ ΚΑΙ Ο ΛΟΓΟΣ HCO3-/ PCO2 36

37

Με βάση το χάσμα ανιόντων οι ΜΟ διακρίνονται σ αυτές με φυσιολογικό και με αυξημένο ΧΑ (αρνητικών φορτίων) Μηδενική συνολική φόρτιση του αίματος 38

Χάσμα ανιόντων ορού αίματος Έτσι, αφού στο πλάσμα ο αριθμός ανιόντωνείναι ίσος με τον αριθμό των κατιόντων, μπορεί να διαφορο-διαγνωσθεί αν η μεταβολική οξέωση προκλήθηκε από αυξημένα οξέα ή από απώλεια HCO3-, προσδιορίζοντας το χάσμα ανιόντων. 39

Χάσμα ανιόντων ορού αίματος Αυξημένο χάσμα ανιόντωνθέτει διάγνωση μεταβολικής οξέωσης, βέβαιης αν >30 meq/l. Αυξημένο χάσμα ανιόντων προκαλεί από γαλακτική οξέωση, κετοξέωση, νεφρική ανεπάρκεια, δηλητηρίαση από μεθανόλη, από σαλικυλικά κ.λπ. Χάσμα ανιόντων μεταξύ 20-30 meq/l πιθανώς να οφείλεται σε μεταβολική οξέωση. Δεν αυξάνουν το χάσμα ανιόντων οι γαστρεντερικές απώλειες HCO3-(π.χ. διάρροιες), οι νεφρικές απώλειες HCO3-(π.χ. νεφροσωληναριακή οξέωση τύπου ΙΙ), η χορήγηση NH4Cl για οξύνιση του ούρου, σε ηπατική νέκρωση) κ.λπ. 40

41

42

43

44

Παραγωγή γαλακτικών - ΓΑΛΑΚΤΙΚΗ ΟΞΕΩΣΗ 45

46

ΣΥΧΝΑ ΑΙΤΙΑ ΓΑΛΑΚΤΙΚΗΣ ΟΞΕΩΣΗΣ ΣΟΚ (SHOCK) ΚΑΡΔΙΑΚΗ ΑΝΕΠΑΡΚΕΙΑ ΣΑΚΧΑΡΩΔΗΣ ΔΙΑΒΗΤΗΣ ΗΠΑΤΙΚΗ ΑΝΕΠΑΡΚΕΙΑ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΑ ΣΗΨΗ ΣΠΑΣΜΟΙ ΕΠΙΛΗΨΙΑ ΦΑΡΜΑΚΑ D-ΓΑΛΑΚΤΙΚΑ 47

D-γαλακτικά, περιέχονται στο γιαούρτι -Η κατανάλωση γιαούρτης αυξάνει τα D-γαλακτικά στο αίμα έως και 0,1 mmol/l, άρα δεν αποτελεί πρόβλημα στους υγιείς ανθρώπους, παρά μόνο σε ήδη διαταραγμένη ισορροπία. de Vrese M & Barth CA, Z Ernahrungswiss. 1991 Jun, 30(2): 131-137 Postprandial plasma D-lactate concentrations after yogurt ingestion -Η παράκαμψη του εντέρου και το σύνδρομο βραχέος εντέρου μπορεί να προκαλέσει οξέωση από συγκέντρωση D-γαλακτικών 0,5-3,10 mmol/l που προέρχονται από γαλακτικές ζυμώσεις στο έντερο. Hove H & Mortensen PB, Dig Dis Sci. 1995 Feb, 40(2):320-330 Colonic lactate metabolism and D-lactic acidosis 48

ΚΕΤΩΣΗ - ΚΕΤΟΞΕΩΣΗ Οικετόνεςή κετονοσώματαή οξόνες είναι τα οργανικά οξέα ή οι «τοξίνες»πουπαράγονται όταν η γλυκόζητουαίματοςδεν αξιοποιείται και διασπάται λίπος ταχέως. Μεγάλες ποσότητες κετόνων στο αίμα επιφέρουν διαβητική κετοξέωση. Η ΔΙΑΒΗΤΙΚΗ ΚΕΤΟΞΕΩΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΙ ΕΚΤΑΚΤΗ ΙΑΤΡΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗσε διαβητικούς με γλυκόζηστοαίμα περισσότερη από 240 mg/dl(13,3 mmol/l). Η κετοξέωση επέρχεται συχνότερα σε ασθενείς με Διαβήτητύπου 1. Σπάνια αποτελεί πρόβλημα για ανθρώπους με Διαβήτη 2, οι οποίοι και παράγουν κάποια ποσότητα ινσουλίνης. 49

ΚΕΤΩΣΗ & ΚΕΤΟΞΕΩΣΗ ΤΑ ΚΕΤΟΝΟΣΩΜΑΤΑ 50

Κετογονική (π.χ. πρωτεϊνική) δίαιτα, μέσω περιορισμού προσφοράς υδατανθράκων 51

ΔΙΑΒΗΤΙΚΗ ΚΕΤΟΞΕΩΣΗ Ο ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ 52

Συγκέντρωση κετονοσωμάτων στο αίμα ένταση κέτωσης - κετοξέωσης ΚΙΝΔΥΝΟΣ 53

ΔΙΑΒΗΤΙΚΗ ΚΕΤΟΞΕΩΣΗ Συμπτώματα Διαβητικής Κετοξέωσης Υψηλά επίπεδα γλυκόζης (γλυκαιμία)στο ανθρώπινο αίμα (>240 mg/dl ή > 13,3 mmol/l]). Κετόνες στα ούρα. Πολυδιψία και πολυουρία. Ναυτία, εμετοί και / ή πόνος στο στομάχι. Αλλαγές (ταχύπνοια/βραδύπνοια) ή δυσκολία στην αναπνοή. Όξινη μυρωδιά ή μυρωδιά φρούτων στην αναπνοή. Εξάψεις. Αφυδάτωση. Κόπωση. Λιποθυμία. 54

ΔΙΑΒΗΤΙΚΗ ΚΕΤΟΞΕΩΣΗ: ΟΔΗΓΙΕΣ Πώς να Προλάβετε την Διαβητική Κετοξέωση; Οδηγίες Παίρνετεπάντα την ινσουλίνη σας, ακόμα και όταν δεν μπορείτε να φάτε. Ελέγχετετοσάκχαρο στο αίμα σας τουλάχιστον μία (1) φορά την ημέρα, κατά προτίμηση περισσότερες από μία (1) φορές. Ελέγχετετα ούρα σας για κετόνες όποτε το σάκχαρο στο αίμα σας είναι υψηλότερο από 240 mg/dl(13,3 mmol/l) ή αισθάνεστεαδιάθετοι. Καλέστετογιατρό σας όταν έχετε αυξημένες κετόνεςκαι αυξημένοσάκχαρο στο αίμα. 55