Il mantenimento della concentrazione fisiologica di ioni idrogeno nel sangue e del pH a 7,37-7,45, nonostante la continua azione di metaboliti acidi, avviene grazie a tre meccanismi di regolazione:
1. sistemi tampone
2. eliminazione polmonare di C02
3. eliminazione renale degli ioni idrogeno.L'organismo dispone di due sostanze tampone
extracellulari e di due sostanze intracellulari:
extracellulari: bicarbonato (HCO3-) proteine plasmatiche
intracellulari: fosfato (HP04--~) emoglobina
Il sistema bicarbonato-acido-carbonico riveste la maggiore importanza. La C02 e' eliminata dal polmone e l'escrezione di HCO3 e' regolata dal rene. La sua funzione puo' essere descritta con l'equazione di Henderson-Hasselbalch:
pH = 6,1 + log [HCO3-] / [H2CO3]= 6,1 + log 20/1 = 6,1 + 1,3 = 7,4
Il rene ed il polmone sono in grado di influenzare il numeratore ed il denominatore dell'equazione di Henderson-Hasselbalch pertanto:
pH = f reni/ polmoni
La regolazione renale dell'equilibrio acido-base e' piu' lenta di quella respiratoria.
- riassorbimento del bicarbonato: poiche' il bicarbonato viene consumato per neutralizzare
gli acidi ed eliminato come C02 dal polmone, esso deve essere continuamente rigenerato
dal rene. L'anidrasi carbonica gioca un ruolo importante. Per ogni HCO3 rigenerato
viene secreto un H+ e per mantenere la neutralita' elettroionica viene riassorbito
Na+
- formazione di acido titolabile
formazione di ioni ammonio, che servono per la neutralizzazione degli ioni idrogeno
in eccedenza nel lume tubulare.
3 tipi di alterazioni nell'equilibrio acido-base:
1) alterazioni respiratorie causate da maggiore o minore espirazione di C02; modificano
il denominatore nell'equazione di Henderson-Hasselbalch
2. alterazioni metaboliche dovute a modificazione della concentrazione di bicarbonato;
modificano il numeratore nell'equazione di Henderson-Hasselbalch
3) alterazioni miste, dalla combinazione di disturbi metabolici e respiratori.
Al fine di mantenere costanti gli ioni idrogeno (isoidria), l'organismo compensa equilibrando le variazioni della concentrazione di bicarbonato con opportune modifiche della concentrazione di CO2 e viceversa Nota: variazioni respiratone vengono compensate a livello metabolico. Variazioni metaboliche vengono compensate a livello respiratorio. Se, dopo attivazione dei meccanismi di compenso, il pH si trova entro i limiti da 7,37 a 7,45 si parla di variazione compensata, altrimenti di variazione non compensata. Un pH normale non e' pertanto sinonimo di normale equilibrio acido-base, ma significa soltanto che i meccanismi di compenso funzionano ancora.
Se sono note 2 delle 3 variabili dell'equazione di Henderson-Hasselbalch, e' possibile calcolare la terza grandezza e identificare il tipo di alterazione dell'equilibrio acido-base.
Valori normali del sangue arterioso:
- pC02 nel sangue: M: 35 - 46; 21-26 mmol/l
- bicarbonati standard: F: 32 - 43 mm Hg
- PH: 7,37 - 7,45
Se il pH è maggiore di 7.42 si pone diagnosi di alcalosi metabolica o respiratoria, se i bicarbonati sono > 27 mmol/L allora si pone diagnosi di alcalosi metabolica o respiratoria compensata, viceversa se sono < 21 mmol/L si parla di alcalosi metabolica o respiratoria scompensata.
Altra considerazione è da farsi per la paCO2 che se aumenta ciò è indice di grave scambio respiratorio (cfr insufficienza respiratoria, disturbi respiratori, bpco). Viceversa il valore della paCo2 si abbassa nel paziente che iperventila e si parla di alcalosi respiratoria se il pH si eleva poiché il paziente elimina basi dall'emuntorio polmonare. Se la paO2 si riduce vuol dire che il circolo cardiaco è in scompenso o che lo scambio di ossigeno è impedito nel polmone, per es,nelle alveoliti e nelle polmoniti o nell'embolia polmonare in cui il circolo polmonare è impedito dalla presenza di emboli venosi che ne ostruiscono i vasi.
La quantita' di sostanza tampone che dev'essere aggiunta ad un prelievo di sangue al fine di titolarla ad un pH di 7,4. Il valore normale e' dunque + 2 mmol/l.