Egészségügy | Belgyógyászat » Dr. Ivanics Tamás - Sav-bázis egyensúly

Sav–bázis-egyensúly Acid base balance Dr. Ivanics Tamás [H+] és a testnedvek pH-értékei [H+] and pH of body fluids A sejtek állandó intracelluláris pH-szintet tartanak fent Cells usually maintain a constant intracellular pH A plazma-membránban működő Na+-H+ kicserélő The plasma membrane Na+-H+ exchanger H+ + A- HA [H  ] [A  ] K [HA ] [A  ] [H ]  K [HA ]   [A ]  - log[H ]   log K  log [HA ] [A  ] pH  pK  log [HA ] A Henderson–Hasselbach egyenlet I. Henderson-Hasselbach-equation I. A H2PO-4/HPO2-4 rendszer puffer kapacitása The buffer capacity of the H2PO-4/HPO2-4 system Buffer systems of the body HProtein / Protein intracellu lar (plasma proteins) HHb / Hb  RBC Intracellu lar proteins and hemoglobin compose about 75 % of the total buffer capacity of the body  H 2 PO 4 / HPO 4 CO 2 / HCO 3  NH 4 / NH3  2 intracellu lar and renal tubular fluid extracellu lar and renal

tubular fluid renal tubular fluid A szervezet puffer-rendszerei HProtein / Protein intracellu láris tér (plazmafeh érjék) HHb / Hb  vörösvérse jt Az intracellu láris fehérjék és a hemoglobin a szervezet teljes pufferkapa citásának 75% - át teszik ki  H 2 PO 4 / HPO 4 CO 2 / HCO 3  NH 4 / NH3  2 intracellu láris tér és tubuláris folyadék extracellu láris tér és tubuláris folyadék tubuláris folyadék CA H CO CO2 + H2O ← 2 3 V2 H+ + HCO 3 ← V1   [HCO 3 ] [HCO 3 ] pH  pK  log  pK  log [H 2 CO3 ] const  [CO 2 ]   [HCO 3 ] [HCO 3 ]  pK  log  6,1  log [CO 2 ] 0.03  pCO 2 mmol L  6,1  log mmol 0.03  40 mmHg L  mmHg 24  6,1  log 20  6.1  13  7,4 pH  6,1  log 1.2 24 A Henderson–Hasselbach egyenlet II. Henderson-Hasselbach-equation II. Az izohidria elve The isohydric principle CA H CO CO2 + H2O ← 2 3 V2 H+ + HCO 3 ← V1   [HCO

3 ] [HCO 3 ] pH  pK  log  pK  log [H 2 CO3 ] const  [CO 2 ]   [HCO 3 ] [HCO 3 ]  pK  log  6,1  log [CO 2 ] 0.03  pCO 2 mmol L  6,1  log mmol 0.03  40 mmHg L  mmHg 24  6,1  log 20  6.1  13  7,4 pH  6,1  log 1.2 24 A Henderson–Hasselbach egyenlet II. Henderson-Hasselbach-equation II. A CO2/HCO3- rendszer működése The CO2/HCO3- system Isobicarbonate curves HCO 3 pH  pK  log 0.03  pCO 2   pK  log HCO 3  log 0.03  log pCO 2  K  log pCO 2 pH  HCO 3 24 mmol/l H  0.00004 mmol/l logpCO2 Influence of other buffers pH HCO3– HCO3– + other buffers log pCO2 pCO2 measurement logpCO2 1 pCO2 pCO2 2 pCO2 1 pH X logpCO 2  K  pH 2 pH pH Izobikarbonát egyenesek Isobicarbonate curves A Siggaard–Andersen-nomogram The Siggaard–Andersen nomogram The Siggaard– Andersen nomogram Az artériás vér sav-bázis paraméterei Acid-base

parameters in the arterial blood 50 HCO3(mmol/l) 40 30 blood 7.4 pH – HCO3– összefüggés (izobár görbék) pH – HCO3– relation (isobar curves) pH A vese szerepe a sav–bázis-egyensúly szabályozásában The role of kidneys in the regulation of acid base balance Sav és bázis termelődése a metabolizmus során Metabolic production of nonvolatile acid and alkali A légzéssel nem eltávolítható savak pufferolása Buffering of nonvolatile acids H2SO4 + 2NaHCO3 ← Na2SO4 + 2H2CO3 HCl + NaHCO3 ← NaCl + H2CO3 ← Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O ← NaCl + CO2 + H2O A HCO3- reabszorpciója Segmental reabsorption of HCO3– A filtrált HCO3– reabszorpciója a proximális tubulusban Resorption of filtered HCO3– by the cells of the proximal tubule A HCO3– felszívódása és szekréciója a gyűjtőcsatornában Resorption and secretion of HCO3– in the collecting duct A HCO3reabszorpcióját (H+ szekréciót) szabályozó

tényezők Factors that regulate HCO3– reabsorbtion (H+ secretion) by the nephron A légzéssel nem eltávolítható savak pufferolása Buffering of nonvolatile acids H2SO4 + 2NaHCO3 ← Na2SO4 + 2H2CO3 HCl + NaHCO3 ← NaCl + H2CO3 ← Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O ← NaCl + CO2 + H2O A H+ kiválasztása nem-HCO3– puffer segítségével Excretion of H+ with non-HCO3– urine buffers A titrálható aciditás képződése Titratable acid formation Az ammónium-ion képződése Ammonium ion formation H+ kiválasztás a nefronban Excretion of H+ in the nephron A hidrogén-ion szekrécióját elősegítő tényezők Factors that lead to increased hydrogen ion secretion A pH szabályozó rendszerek integrációja Integration of pH control systems A pH-szabályozó rendszerek integrációja Integration of pH control systems Respiratory acidosis/alkalosis  PCO 2 A,a  K  V CO 2  VA K  863  pH  6.1  log  HCO 3  V

A  0.03  863  V CO 2  hypoventil lation : V A  pH < 7.35  hyperventi llation : V A  pH > 7.45 A pH-szabályozó rendszerek integrációja Integration of pH control systems A sav-bázis egyensúly rendellenességei Disturbances of acid-base balance A pH-szabályozás zavarai Disturbances in pH control HCO   pH  pK  log 3 0,03  pCO2 Sav-bázis eltérések kompenzációja Mechanisms of defense against acid-base disorders A sav-bázis egyensúly zavarai Acid-base disorders A metabolikus eredetű pH-eltérések kompenzációja Compensation of metabolic pH disturbances A respiratorikus eredetű pH-eltérések kompenzációja Compensation of respiratory pH disturbances A Siggaard–Andersen-nomogram The Siggaard–Andersen nomogram A savtermelődés mechanizmusai Acid production mechanisms A szervezet fő puffer-rendszerei Major buffers in the body Henderson−Hasselbalch-egyenlet CA V V2 

K 2 H 2CO3  V1 V1  K1 H  HCO 3 2 H CO ← CO2 + H2O ← H+ + HCO32 3     Egyensúly esetén : V1  V2  HCO  H HCO   H HCO   K 2 H 2 CO3   K1 H V1 V2     3 H 2CO3      3  konst. log K  log H   log 3 H HCO 3 K1  CO2  K2   konst. CO 2     3 2   3 0,03  pCO 2 HCO    log H   log K  log H HCO   H  HCO  K  CO  0,03  pCO HCO  3 0,03  pCO 2 HCO   pH  pK  log  3 2 3 0,03  pCO 2 24 24 pH  6,1  log  6,1  log  7,4 0,03  40 1,2 Henderson−Hasselbalch-equation CA V V2  K 2 H 2CO3  V1 V1  K1 H  HCO 3 2 H CO ← CO2 + H2O ← H+ + HCO32 3     In equilibriu m : V1  V2  HCO  H HCO   H HCO   K

2 H 2 CO3   K1 H V1 V2     3 H 2CO3      3  konst. log K  log H   log 3 K1 H HCO 3  CO2  K2   konst. CO 2     3 2   3 0,03  pCO 2 HCO    log H   log K  log H HCO   H  HCO  K  CO  0,03  pCO HCO  3 0,03  pCO 2 HCO   pH  pK  log  3 2 3 0,03  pCO 2 24 24 pH  6,1  log  6,1  log  7,4 0,03  40 1,2 [HCO3−] : 24 mmol/l [CO2] = 1,2 mmol/l + 12 mmol/l erős sav hozzáadására: Zárt rendszer: Nyílt rendszer: [HCO3−] : 24 -12 = 12 mmol/l [CO2] : 1,2 + 12 = 13,2 mmol/l [HCO3−] : 24 -12 = 12 mmol/l pH = 6,1 + log 12 13,2 = 6,06 ΔpH = 7,40 – 6,06 = 1,34 [CO2] : 1,2 mmol/l 12 pH = 6,1 + log = 7,1 1,2 ΔpH = 7,40 – 7,10 = 0,3 A bikarbonát–szénsav-puffer rendszer működése [HCO3−] : 24 mmol/l [CO2] = 1,2 mmol/l

+ 12 mmol/l acid addition: Closed system: Open system: [HCO3−] : 24 -12 = 12 mmol/l [CO2] : 1,2 + 12 = 13,2 mmol/l [HCO3−] : 24 -12 = 12 mmol/l pH = 6,1 + log 12 13,2 = 6,06 ΔpH = 7,40 – 6,06 = 1,34 [CO2] : 1,2 mmol/l 12 pH = 6,1 + log = 7,1 1,2 ΔpH = 7,40 – 7,10 = 0,3 Operation of the bicarbonate–carbonic acid buffer system A légzéssel nem eltávolítható savak pufferolása Buffering of nonvolatile acids H2SO4 + 2NaHCO3 ← Na2SO4 + 2H2CO3 HCl + NaHCO3 ← NaCl + H2CO3 ← Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O ← NaCl + CO2 + H2O A HCO3- reabszorpcióját (H+ szekréciót) szabályozó tényezők Factors that regulate HCO3– reabsorbtion (H+ secretion) by the nephron Ammónium-forgalom a nephron mentén Production, transport, and excretion of NH4+ by the nephron Az NH3/NH+4 körforgása a nefronban Recycling of NH3/NH+4 along the nephron A H+ szekrécióját szabályozó tényezők Factors regulating H+ secretion in the nephron

A pH-szabályozó rendszerek integrációja Integration of pH control systems Az artériás vér sav-bázis paraméterei Acid-base parameters in the arterial blood Siggaard-Andersen nomogram The Siggaard– Andersen nomogram Sav-bázis zavarok Acid-base disturbances A húgyhólyag beidegzése The innervation of the urinary bladder A Siggaard–Andersen-nomogram The Siggaard–Andersen nomogram Összefüggés a plazma [H+] és K+ szekréció között Relation between the plasma [H+] and the rate of K+ secretion A bikarbonát–szénsav-puffer rendszer működése Operation of the bicarbonate–carbonic acid buffer system A HCO3– reabszorpció a PCO2-től függ HCO3– reabsorption is a function of PCO2 Összefüggés az ammónium-kiválasztás és a vizelet-pH között Relations between ammonium excretion and urine pH A hidrogén-ion szekrécióját elősegítő tényezők Factors influencing H+ secretion by the nephron