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Disturbi dello stato acido-base

 
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Ultima recensione: 07.07.2025
 
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Una delle principali costanti dell'organismo è la costanza della concentrazione di ioni idrogeno (H + ) nel liquido extracellulare, che negli individui sani è pari a 40±5 nmol/l. Per comodità, la concentrazione di H + viene spesso espressa come logaritmo negativo (pH). Normalmente, il valore di pH del liquido extracellulare è 7,4. La regolazione del pH è necessaria per il normale funzionamento delle cellule del corpo.

L'equilibrio acido-base dell'organismo comprende tre meccanismi principali:

  • funzionamento dei sistemi tampone extra e intracellulari;
  • meccanismi di regolazione respiratoria;
  • meccanismo renale.

Gli squilibri acido-base sono reazioni patologiche associate a squilibri acido-base. Si distinguono acidosi e alcalosi.

Sistemi tampone del corpo

I sistemi tampone sono sostanze organiche e inorganiche che impediscono brusche variazioni della concentrazione di H + e, di conseguenza, del pH quando si aggiungono acidi o basi. Tra questi rientrano proteine, fosfati e bicarbonati. Questi sistemi sono presenti sia all'interno che all'esterno delle cellule del corpo. I principali sistemi tampone intracellulari sono proteine, fosfati inorganici e organici. I tamponi intracellulari compensano quasi l'intero carico di acido carbonico (H₂CO₂ ), oltre il 50% del carico di altri acidi inorganici (fosforico, cloridrico, solforico, ecc.). Il principale tampone extracellulare del corpo è il bicarbonato.

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Meccanismi respiratori di regolazione del pH

Dipendono dal lavoro dei polmoni, che sono in grado di mantenere la pressione parziale di anidride carbonica (CO2 ) nel sangue al livello richiesto, nonostante le grandi fluttuazioni nella formazione di acido carbonico. La regolazione del rilascio di CO2 avviene grazie a variazioni della frequenza e del volume della ventilazione polmonare. Un aumento del volume respiratorio al minuto porta a una diminuzione della pressione parziale di anidride carbonica nel sangue arterioso e viceversa. I polmoni sono considerati la prima linea nel mantenimento dell'equilibrio acido-base, poiché forniscono un meccanismo per la regolazione immediata del rilascio di CO2.

Meccanismi renali di mantenimento dell'equilibrio acido-base

I reni contribuiscono al mantenimento dell'equilibrio acido-base, eliminando gli acidi in eccesso con le urine e preservando le basi per l'organismo. Questo obiettivo si ottiene attraverso diversi meccanismi, i principali dei quali sono:

  • riassorbimento dei bicarbonati da parte dei reni;
  • formazione di acidi titolabili;
  • formazione di ammoniaca nelle cellule tubulari renali.

Riassorbimento del bicarbonato da parte dei reni

Nei tubuli prossimali dei reni, quasi il 90% dell'HCO3 viene assorbito non attraverso il trasporto diretto dell'HCO3 attraverso la membrana, ma attraverso complessi meccanismi di scambio, il più importante dei quali è considerato la secrezione di H + nel lume del nefrone.

Nelle cellule dei tubuli prossimali, l'acido carbonico instabile si forma a partire da acqua e anidride carbonica sotto l'azione dell'enzima anidrasi carbonica, che si decompone rapidamente in H + e HCO3 . Gli ioni idrogeno formati nelle cellule tubulari penetrano nella membrana luminale dei tubuli, dove vengono scambiati con Na +, di conseguenza l'H + entra nel lume dei tubuli e il catione sodio entra nella cellula e quindi nel sangue. Lo scambio avviene con l'aiuto di una speciale proteina trasportatrice, lo scambiatore Na + -H +. L'ingresso degli ioni idrogeno nel lume del nefrone attiva il riassorbimento di HCO3nel sangue. Allo stesso tempo, nel lume del tubulo, lo ione idrogeno si combina rapidamente con l'HCO3 costantemente filtrato per formare acido carbonico. Con l'intervento dell'anidrasi carbonica, che agisce sul lato luminale dell'orletto a spazzola, l'H₂CO₂ viene convertito in H₂O e CO₂. 2. In questo caso, l'anidride carbonica si diffonde nuovamente nelle cellule dei tubuli prossimali, dove si combina con H2O per formare acido carbonico, completando così il ciclo.

Pertanto la secrezione di ioni H + assicura il riassorbimento del bicarbonato in una quantità equivalente di sodio.

Nell'ansa di Henle viene riassorbito circa il 5% del bicarbonato filtrato e nel tubo collettore un altro 5%, sempre per secrezione attiva di H +.

Formazione di acidi titolabili

Alcuni acidi deboli presenti nel plasma vengono filtrati e fungono da sistemi tampone nelle urine. La loro capacità tampone è chiamata "acidità titolabile". Il componente principale di questi tamponi urinari è HPO4 ~, che dopo l'aggiunta di uno ione idrogeno viene convertito in uno ione acido fosforico disostituito (HPO4²+ H + = H2PO ~ ), che ha un'acidità inferiore.

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Formazione di ammoniaca nelle cellule tubulari renali

L'ammoniaca si forma nelle cellule dei tubuli renali durante il metabolismo degli chetoacidi, in particolare della glutammina.

A pH neutro e soprattutto a bassi valori del fluido tubulare, l'ammoniaca diffonde dalle cellule tubulari nel suo lume, dove si combina con H + per formare un anione ammonio (NH3 + H + = NH4 +). Nel ramo ascendente dell'ansa di Henle, i cationi NH4 +vengono riassorbiti, accumulandosi nella midollare renale. Una piccola quantità di anioni ammonio si dissocia in NH3 e ioni idrogeno, che vengono riassorbiti. L'NH3 può diffondere nei dotti collettori, dove funge da tampone per gli H + secreti da questa parte del nefrone.

La capacità di aumentare la formazione di NH 3 e l'escrezione di NH 4+ è considerata la principale reazione adattativa dei reni all'aumento dell'acidità, che consente l'escrezione di ioni idrogeno da parte dei reni.

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Squilibri acido-base

In diverse condizioni cliniche, la concentrazione di ioni idrogeno nel sangue può discostarsi dalla norma. Esistono due principali reazioni patologiche associate a una violazione dell'equilibrio acido-base: l'acidosi e l'alcalosi.

L'acidosi è caratterizzata da un basso pH del sangue (alta concentrazione di H + ) e da una bassa concentrazione di bicarbonato nel sangue;

L'alcalosi è caratterizzata da un pH ematico elevato (bassa concentrazione di H + ) e da un'elevata concentrazione di bicarbonato nel sangue.

Esistono varianti semplici e miste di squilibrio acido-base. Nelle forme primarie, o semplici, si osserva un solo squilibrio.

Semplici varianti dello squilibrio acido-base

  • Acidosi respiratoria primaria. Associata ad un aumento della p a CO 2.
  • Alcalosi respiratoria primaria. Si verifica a seguito di una diminuzione
  • Acidosi metabolica. Causata da una diminuzione della concentrazione di HCO3 ~.
  • Alcalosi metabolica. Si verifica quando la concentrazione di HCO3 aumenta.

Molto spesso, i disturbi sopra menzionati possono essere presenti in combinazione nello stesso paziente, e vengono definiti misti. In questo libro di testo, ci concentreremo sulle forme metaboliche più semplici di questi disturbi.

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