Równowaga kwasowo-zasadowa w organizmie człowieka.doc

Równowaga

kwasowo- zasadowa

w

organizmie człowieka

              Wydział Nauk Medycznych

              Zaoczna Fizjoterapia

              Grupa BB7

1.      Katarzyna Batóg

2.      Marta Zielińska

3.      Martyna Cebera

4.      Anna Pękacka

5.      Agnieszka Sieniawska

6.      Aldona Wróbel

7.      Małgorzata Urbaś

8.      Bogusława Zalewicz

9.      Małgorzata Rzepecka

10.  Rafał Pacholik

Równowaga kwasowo-zasadowa to stan, w którym zachowany jest swoisty stosunek kationów i anionów w płynach ustrojowych, warunkujący odpowiednie pH i prawidłowy przebieg procesów życiowych.

Podstawą tej równowagi jest utrzymanie stężenia jonów H+ w płynie zewnątrzkomórkowym. Mechanizmy regulujące skład w płynie zewnątrzkomórkowym są szczególnie ważne w stosunku do jonu H+, ponieważ mechanizmy komórkowe są bardzo wrażliwe na zmiany stężenia jonów H+. Wewnątrzkomórkowe stężenie jonów H+ może być oznaczone przy użyciu mikroelektrod, z wrażliwym na zmiany pH barwnikiem fluorescencyjnym i rezonansu magnetycznego jąder atomów fosforu. Stężenie wewnątrzkomórkowe jonów wodorowych różni się od stężenia zewnątrzkomórkowego i reguluje różnorodne procesy wewnątrzkomórkowe, które są wrażliwe na zmiany stężenia jonów H+ w płynie zewnątrzkomórkowym.

Oznaczenie pH jest użytecznym sposobem wyrażenia stężenia jonów H+ w organizmie, ponieważ w stosunku do innych kationów jego stężenie jest stosunkowo małe. Prawidłowe stężenie jonów NA+ w osoczu krwi tętniczej i erytrocytach jest podobne i wynosi około 140mmol/L Natomiast stężenie jonów H+ wynosi 0,00004 mmol/L

Stężenie H+ i pH płynów ustrojowych

W osoczu krwi tętniczej prawidłowe pH wynosi 7,4. Osocze krwi żylnej zaś ma nieco mniejsze pH. Kwasica ( acydoza) zachodzi wtedy, kiedy pH krwi tętniczej obniży się poniżej 7,4, a zasadowica ( alkaloza )gdy pH wzrośnie powyżej 7,4. Stężenia jonów H+ w płynie zewnątrzkomórkowym, przy których możliwe są procesy życiowe wahają się od 0,00002 (pH 7,7) do  0,0001 (pH 7,0).

Grupy aminowe i karboksylowe aminokwasów są wykorzystywane w procesie glukoneogenezy w wątrobie, uwalniając NH4+ i HCO3- ze swoich grup aminowych i karboksylowych. NH4+ jest wbudowany do mocznika wytwarzane protony są buforowane wewnątrzkomórkowo przez HCO3-. Tak więc jedynie nieznaczna ilość NH4+ i HCO3- przechodzą z wątroby do krwi krążącej. Jednak w wyniku metabolizmu aminokwasów zawierających siarkę powstaje H2SO4, a H3PO4 powstaje z metabolizmu aminokwasów fosforylowanych, takich jak fosfoseryna. Te mocne kwasy przechodząc z krwi krążącej stanowią zasadnicza ilość jonów H+ do zbuforowania w płynie zewnątrzkomórkowego. Około 50mmol/d jonów H+ jest w warunkach prawidłowych wytwarzane w procesie metabolizmu aminokwasów. Powstający CO2 w procesach metabolizmu tkankowego jest w przeważającej części uwolniony do H2CO3 i całkowita ilość jonów H+ pochodzących z tego metabolizmu wynosi 12 500mmol/d. Jednak większa część CO2 jest wydalona w płucach, a tylko mniejsza część jonów H+ musi być wydalona w nerkach.

Rola wątroby i nerek w usuwaniu nadmiaru resztek kwasowych wytwarzanych w procesach metabolicznych w organizmie

Źródłem dodatkowych ilości kwasów jest wytężony wysiłek fizyczny (kwas mlekowy), ketoza w cukrzycy ( kwas acetooctowy i beta-hydroksymasłowy) i przyjmowanie soli zakwaszających, takich jak : NH4Cl i CaCl2, które w efekcie zwiększają ilość HCl w organizmie. Przyczyną acydozy może być również niewydolność chorych nerek do wydalania kwasu w ilościach występujących w warunkach przeciętnych. Głównym źródłem zasad diecie są owoce. Zawierają one Na+ i K+, które występują w postaci soli silnych kwasów organicznych. Aniony tych soli są metabolizowane do CO2, natomiast Na, HCO3 i KHCO3 pozostaje w organizmie. NaHCO3 i inne sole alkalizujące są czasem przyjmowane w dużych ilościach, ale zwykle występującą przyczyną alkalozy jest utrata kwasów z organizmu, spowodowana wymiotami sokiem żołądkowym zawierającym duże ilości HCl. Jest to stan podobny do tego, jaki występuje w organizmie w czasie przyjmowania zasad.

Regulacja płucna, czyli wydalanie CO2 w płucach

Dynamikę tego procesu wyraża wzór :

CO2+ H2O çè H2CO3 çè H+ + HCO3-

Zgodnie z prawem działania mas zwiększenie stężenia jonów wodorowych przesuwa natychmiast reakcję lewo – jon wodorowy łącząc się z HCO3- daje H2CO3, który dysocjuje na H2O i CO2 zostaje natychmiast wydalony przez płuca. Dzięki temu układ węglanowy przyjmuje pierwotną postać, stężenie jonów wodorowych pozostaje nie zmienione.

Regulacja nerkowa, czyli wydalanie H+ przez nerki

W trakcie buforowania wraz z wydalaniem CO2 przez płuca wodorowęglan, jako najważniejszy składnik buforu węglanowego, zostaje zużyty jego regeneracja może nastąpić jedynie w takich narzędziach, które są zdolne do wydalania jonu wodorowego.

Odbywa się to przede wszystkim w cewkach nerkowych, gdzie obecność anhyrazy węglanowej ułatwia powstawanie jonów wodorowych i węglanowych w myśl wzoru :

H2O + CO2 çè H2CO3 çè HCO3- + H+

Dzięki temu nerka może wydalać w sposób nieprzerwany jon wodorowy powstały w tłoku przemiany materii. Dla zabezpieczenia równowagi elektronowej następuje najpierw absorpcja Na+ z NaHCO3- ze światła cewki, który przez wymianę z jonem wodorowym daje kwas węglowy, dysocjujący na CO2 i wodę. CO2 przenika do wnętrza komórki i ulegając uwodnieniu do kwas węglanowego i następnie dysocjacji, dostarcza HCO3- dla buforu węglanowego.

Dalsze zobojętnienie odbywa się przez bufory zawarte w moczu pierwotnym. 10-30mval/24h jonów wodorowych ulega zobojętnieniu przez układ buforowy fosforanowy (do 85% wy...