Rūgščių ir šarmų būklės sutrikimai

Viena iš pagrindinių organizmo konstantų yra vandenilio jonų (H ⁺ ) koncentracijos pastovumas tarpląsteliniame skystyje, kuris sveikų asmenų organizme yra 40±5 nmol/l. Patogumo dėlei H ⁺ koncentracija dažniausiai išreiškiama neigiamu logaritmu (pH). Normaliomis sąlygomis tarpląstelinio skysčio pH vertė yra 7,4. pH reguliavimas yra būtinas normaliam organizmo ląstelių funkcionavimui.

Organizmo rūgščių ir bazių pusiausvyra apima tris pagrindinius mechanizmus:

• ekstraląstelinių ir tarpląstelinių buferinių sistemų veikimas;
• kvėpavimo reguliavimo mechanizmai;
• inkstų mechanizmas.

Rūgščių ir šarmų disbalansas yra patologinės reakcijos, susijusios su rūgščių ir šarmų disbalansu. Skiriama acidozė ir alkalozė.

Kūno buferinės sistemos

^{Buferinės sistemos yra organinės ir neorganinės medžiagos, kurios neleidžia staigiai pakeisti H +} koncentracijos ir atitinkamai pH vertės, kai įlašiama rūgšties ar šarmo. Tai baltymai, fosfatai ir bikarbonatai. Šios sistemos yra tiek kūno ląstelių viduje, tiek išorėje. Pagrindinės tarpląstelinės buferinės sistemos yra baltymai, neorganiniai ir organiniai fosfatai. Ląsteliniai buferiai kompensuoja beveik visą anglies rūgšties (H2CO3) apkrovą, _daugiaunei 50 % kitų neorganinių rūgščių (fosforo, druskos, sieros ir kt.) apkrovos. Pagrindinis organizmo tarpląstelinis buferis yra bikarbonatas.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

PH reguliavimo kvėpavimo mechanizmai

Jie priklauso nuo plaučių darbo, kurie geba palaikyti reikiamą anglies dioksido (CO2 ₎ dalinį slėgį kraujyje, nepaisant didelių anglies rūgšties susidarymo svyravimų. CO2 išsiskyrimo reguliavimas _{vyksta dėl plaučių ventiliacijos greičio ir tūrio pokyčių. Padidėjęs minutinis kvėpavimo tūris sumažina anglies dioksido dalinį slėgį arteriniame kraujyje ir atvirkščiai. Plaučiai laikomi pirmąja linija palaikant rūgščių ir šarmų pusiausvyrą, nes jie suteikia mechanizmą tiesioginiam CO2išsiskyrimo} reguliavimui.

Rūgščių ir šarmų pusiausvyros palaikymo inkstų mechanizmai

Inkstai dalyvauja palaikant rūgščių ir šarmų pusiausvyrą, šalinant rūgščių perteklių su šlapimu ir išsaugant organizmo šarmus. Tai pasiekiama keliais mechanizmais, iš kurių pagrindiniai yra:

• bikarbonatų reabsorbcija per inkstus;
• titruojamų rūgščių susidarymas;
• Amoniako susidarymas inkstų kanalėlių ląstelėse.

Bikarbonato reabsorbcija per inkstus

Proksimaliniuose inkstų kanalėliuose beveik 90 % HCO3 absorbuojama ne tiesiogiai pernešant HCO3 per membraną, o per sudėtingus mainų mechanizmus, iš kurių svarbiausiu laikoma H ⁺ sekrecija į nefrono spindį.

Proksimalinių kanalėlių ląstelėse iš vandens ir anglies dioksido, veikiant fermentui karboanhidrazei, susidaro nestabili anglies rūgštis, kuri greitai skyla į H ⁺ ir HCO3⁻ _. Kanalėlių ląstelėse susidarę vandenilio jonai patenka į kanalėlių spindžio membraną, kur jie keičiami į Na ⁺, dėl ko H ^{+ patenka į kanalėlių spindį, o natrio katijonas patenka į ląstelę, o po to į kraują. Mainai vyksta specialaus nešiklio baltymo – Na+} -H +-keitiklio – pagalba. Vandenilio jonų patekimas į nefrono spindį aktyvuoja _HCO3⁻^{reabsorbciją} į kraują. Tuo pačiu metu kanalėlių spindyje vandenilio jonas greitai susijungia su nuolat filtruojamu HCO3 _ir sudaro anglies rūgštį. Dalyvaujant anglies anhidrazei, veikiančiai šepetėlio krašto spindžio pusėje, H2C03 _paverčiamas H2O _ir CO2 _. Šiuo atveju anglies dioksidas difunduoja atgal į proksimalinių kanalėlių ląsteles, kur susijungia su H2O _ir sudaro anglies rūgštis, taip užbaigiant ciklą.

^{Taigi, H +} jonų sekrecija užtikrina bikarbonato reabsorbciją lygiaverčiu natrio kiekiu.

Henlio kilpoje reabsorbuojama maždaug 5 % filtruoto bikarbonato, o surinkimo vamzdelyje – dar 5 %, taip pat dėl aktyvios H ⁺ sekrecijos.

Titruojamų rūgščių susidarymas

Kai kurios silpnos plazmoje esančios rūgštys yra filtruojamos ir šlapime veikia kaip buferinės sistemos. Jų buferinė talpa vadinama „titruojamuoju rūgštingumu“. Pagrindinis šių šlapimo buferių komponentas yra HPO4 _{~, kuris, pridėjus vandenilio joną, paverčiamas}^{disubstituuotu} fosforo rūgšties jonu (HPO42 ₊ H ⁺ = H2PO4 _~ ), kurio rūgštingumas mažesnis.

[ 5 ], [ 6 ]

Amoniako susidarymas inkstų kanalėlių ląstelėse

Amoniakas susidaro inkstų kanalėlių ląstelėse keto rūgščių, ypač glutamino, metabolizmo metu.

Esant neutraliam, o ypač žemam, kanalėlių skysčio pH, amoniakas iš kanalėlių ląstelių difunduoja į jo spindį, kur susijungęs su H ⁺ sudaro amonio anijoną (NH3 ₊ H ⁺ = NH4 ₊⁾. Henlio kilpos kylančiojoje dalyje reabsorbuojami NH4 ₊^katijonai, kurie kaupiasi inkstų šerdyje. Nedidelis kiekis amonio anijonų disocijuojasi į NH3 ir vandenilio jonus, kurie reabsorbuojami. NH3 _gali difunduoti į surinkimo latakus, kur veikia kaip buferis šios nefrono dalies išskiriamam H ^+.

_{Gebėjimas padidinti NH3} susidarymą ir _NH4⁺ išsiskyrimą laikomas pagrindine inkstų adaptacine reakcija į padidėjusį rūgštingumą, kuris leidžia inkstams išskirti vandenilio jonus.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Rūgščių ir šarmų disbalansas

Įvairiomis klinikinėmis sąlygomis vandenilio jonų koncentracija kraujyje gali nukrypti nuo normos. Yra dvi pagrindinės patologinės reakcijos, susijusios su rūgščių ir šarmų pusiausvyros pažeidimu – acidoze ir alkaloze.

Acidozei būdingas žemas kraujo pH (didelė H ⁺ koncentracija) ir maža bikarbonato koncentracija kraujyje;

Alkalozei būdingas aukštas kraujo pH (maža H ⁺ koncentracija) ir didelė bikarbonato koncentracija kraujyje.

Yra paprasti ir mišrūs rūgščių-šarmų disbalanso variantai. Pirminėje arba paprastojoje formoje stebimas tik vienas disbalansas.

Paprasti rūgščių ir šarmų disbalanso variantai

• Pirminė respiracinė acidozė. Susijusi su padidėjusiu _CO2 kiekiu _kraujyje.
• Pirminė respiracinė alkalozė. Atsiranda dėl sumažėjusio
• Metabolinė acidozė. Sukelia HCO3 koncentracijos sumažėjimas _.
• _{Metabolinė alkalozė. Atsiranda, kai padidėja} HCO3 koncentracija.

Dažnai pacientui gali pasireikšti minėti sutrikimai, ir jie vadinami mišriais. Šiame vadovėlyje daugiausia dėmesio skirsime paprastoms šių sutrikimų metabolinėms formoms.