990 likes | 1.35k Views
Acidobazická rovnováha. Dánská škola acidobazické rovnováhy. ?. Matematické čarodejnictví „moderního přístupu“ k acidobazické rovnováze. Klasický přístup „Dánské školy“. Problém:. Jak změřit PCO2?. Měření parametrů ABR. CO 2. HCO 3 -. pH, pCO2, [HCO 3 - ]. H 2 CO 3. H 2 O. H +. HBuf.
E N D
Acidobazická rovnováha Dánská škola acidobazické rovnováhy ? Matematické čarodejnictví „moderního přístupu“ k acidobazické rovnováze
Klasický přístup „Dánské školy“ Problém: Jak změřit PCO2?
Měření parametrů ABR CO2 HCO3- pH, pCO2, [HCO3-] H2CO3 H2O H+ HBuf Buf-
Měření parametrů ABR CO2 HCO3- pH, pCO2, [HCO3-] H2CO3 H2O H+ HBuf Buf-
Měření parametrů ABR Alkalická rezerva CO2 HCO3- pH, pCO2, [HCO3-] H2CO3 H2O H+ HBuf Buf-
Měření parametrů ABR P. Astrup 1956 CO2 HCO3- pH, pCO2, [HCO3-] H2CO3 H2O H+ HBuf Buf-
Astrupova metoda Poul Astrup
+ + CO2 H2O H2CO3 H+ HCO3- HBuf H+ + Buf- H+ + Hb- HHb H+ + Alb- HAlb H+ + HPO42- H2PO4- Pufrační reakce
Pufrační reakce + + CO2 H2O H2CO3 H+ HCO3- HBuf H+ + Buf- H+ + Hb- HHb H+ + Alb- HAlb H+ + HPO42- H2PO4- Nebikarbonátové pufry Buf = Hb + Alb + PO4-
HCO3- CO2 H2CO3 H2O H+ HBuf Buf- Pufrační reakce
BB=[HCO3-] +[Buf-] = konst Siggaard-Andersen CO2 HCO3- Siggaard-Andersen H2CO3 H2O H+ HBuf Buf-
BE=0 mEq/l BE=-15 mEq/l
Siggaard-Andersen (1960-1962) Definice (pro krev in vitro) - Pufrační báze:[BB]=[HCO3-]+[Buf-] nezávisí na pCO2 • Normální pufrovací báze:[NBB] • [BB] při pH=7.4 při pCO=40 torr a daném Hb • (a normálních plazm. bílkovinách) • Base Excess:[BE]=[BB]-[NBB] Definice pouze pro standardní podmínky nezahrnuje hypo/hyperalbuminémii diluci a dehydrataci původně definováno pro teplotu 38°C
Problémy přístupu Dánské školy • Problémy: u akutních nemocných s poruchou nebikarbonátových pufrů…hemodiluce, hemokoncentrace, jiná koncentrace plazmatických bílkovin.
Ca+ Mg+ K+ HCO3- SID Buf- Na+ XA- Cl- Stewartova teorie (1983) [H+] [OH-] = K'w [Buf-]+[HBuf] = [BufTOT] [Buf-] [H+] = KBuf[HBuf] [H+] [HCO3-] = M × pCO2 [H+] [CO32-] = N × [HCO3-] SID+ [H+]–[HCO3-]– [Buf-]– [CO32-]– [OH-] = 0 Peter Stewart
pH = f (pCO2, SID, BufTOT) Stewartova teorie – řešení rovnice [H+]4 + (SID+ KBUF) [H+]3+ +(KBUF (SID - [BufTOT])-K'w-M×pCO2)[H+]2 - (KBUF(K'w2 + M × pCO2)-N×M×pCO2)[H+] - K'w×N×M×pCO2= 0
pH = f (pCO2, SID, BufTOT) Matematické čarodějnictví Stewardových následovníků závislost proměnných v rovnici je ztotožněna s kauzalitou Vladimír Fencl
„Moderní přístup“ Stewarta PLÍCE Ventilace Perfúze KREV Závislé proměnné [HCO3-] [Buf-] [CO32-] [OH-] [H+] (pH) Nezávislé proměnné PCO2 SID [BufTOT] CO2 TKÁNĚ Perfúze Metabolismus Transport CO2 SILNÉ IONTY LEDVINY Filtrace Resorpce Sekrece JÁTRA Syntéza Degradace GIT Absorbce Sekrece PROTEINY SILNÉ IONTY SILNÉ IONTY
Jak je to doopravdy? Regulace ABR probíhá na třech úrovních – na úrovni pufračních systémů, - na úrovni regulace bilance CO2zajišťované respirací - pomocí regulace bilance mezi tvorbou a vylučováním silných kyselin zajišťované ledvinami. Pufrační reakce nemění elektroneutralitu a pasivní přesuniontů mezi kompartmenty tělních tekutin je vždy elektroneutrální.
Jak je to doopravdy? Přesun vodíkových iontu či bikarbonátu je vždy doprovázen přesuny komplementárních iontů. Změny hladin iontů charakterizované změnou SID (dle Stewarta) a změny veličin charakterizujících pufrační kapacitu - změnou BB, resp BE (dle "dánské školy") - jsou proto duální projevem jednoho a téhož stavu.
Acidobazické poruchy: - CO2 HCO3 TA + NH4+ H2CO3 CO2 bilance H2O H+ H+ bilance HBuf Acidobazické poruchy z poruch pufrů Buf - Bilanční acidobazické poruchy: - metabolická acidóza/alkalóza - respirační acidóza/alkalóza
Acidobazické poruchy z poruch pufrů Hemodiluce a hemokoncentrace(diluční acidémie, kontrakční alkalémie) Akutní hypoproteinémie(hypoproteinemická alkalémie)
Diluce - CO2 HCO3 TA + NH4+ H2CO3 Bilance CO2 H2O H+ Bilance H+ HBuf • Změny koncentrace pufrů: • Diluční acidémie Buf -
Diluce Posun rovnováhy - CO2 HCO3 TA + NH4+ H2CO3 Bilance CO2 H2O H+ Bilance H+ HBuf • Změny koncentrace pufrů: • Diluční acidémie Buf -
Hemokoncentrace - CO2 HCO3 TA + NH4+ H2CO3 Bilance CO2 H2O H+ Bilance H+ HBuf • Změny koncentrace pufrů: • Kontrakční alkalémie Buf -
Hemokoncentrace CO2 - HCO3 TA + NH4+ H2CO3 Bilance CO2 H2O H+ Bilance H+ HBuf • Změny koncentrace pufrů: • Kontrakční alkalémie Buf -
Hemokoncentrace CO2 - HCO3 Posun rovnováhy TA + NH4+ H2CO3 Bilance CO2 H2O H+ Bilance H+ HBuf • Změny koncentrace pufrů: • Kontrakční alkalémie Buf -
Akutní hypoproteinémie - CO2 HCO3 TA + NH4+ H2CO3 CO2 balance H2O H+ H+ balance HBuf Acidobazické poruchy z poruch pufrů : Hypoproteinemická alkalémie Buf -
Acute hypoproteinemia - CO2 HCO3 TA + NH4+ H2CO3 equilibrium shift CO2 balance H2O H+ H+ balance HBuf Acidobazické poruchy z poruch pufrů : Hypoproteinemická alkalémie Buf -
PCO2torr 90 pH=7,1 pH=7,2 pH=7,37 pH=7,3 pH=7,43 80 pH=7,5 Ustálená respirační acidóza Akutní respirační acidóza 70 pH=7,6 60 Ustálená metabolická alkalóza 50 Akutní metabolická alkalóza Akutní metabolická acidóza 40 pH=7,25 pCO2=24 torr BE==15,5mmol/l 30 Ustálená metabolická acidóza Akutní respirační alkalóza Ustálená respirační alkalóza 20 10 -20 -15 -10 15 -5 -25 25 0 30 10 5 20 Base Excessmmol/l
Akutní metabolická acidóza PCO2 BE 3. Respirace udržuje neměnnou hladinu CO2 a kyseliny uhličité - tím zvyšuje pufrační sílu bikarbonátového systému 2. Spotřeba bikarbonátů v pufrační reakci - CO2 HCO3 H2CO3 1. Primární porucha: retence H+ H+ H2O 4. Patofyziologický důsledek: Hladina H+ díky pufrování stoupne jen málo HBuf Buf - 2. Spotřeba nebikarbonátových bazí v pufrační reakci
Respirační kompenzace metabolické acidózy 2. Regulační zásah respirace: snížení hladiny CO2 - CO2 HCO3 H2CO3 1. Primární porucha: retence H+ H+ H2O 4. Patofyziologický důsledek: Snížení zvýšené hladiny H+ HBuf 3. Posun rovnováhy v nárazníkovém systému doleva PCO2 Buf - BE
Reabsorbce bikarbonátů (4) průjem (5) nadměrný přívod HCO3- TA+NH4 + (3) ztráty HCO3- hyperaldosteronismus katabolismus (7) deplece K+ (6) zvracení (1) zvýšená metabolická tvorba silných kyselin H+ K+ (2) porucha exkrece H+ Exkrece H+ CO2 HCO3- H2CO3 Retence H+ Deplece H+ H+ H2O HBuf A- Buf -
Náš přístup Toky H+ Toky HCO3- teplota Toky CO2 Koncentrace Hb Toky O2 Koncentrace plazm. bílkovin Toky H2O
PLÍCE Ventilace Perfúze KREV Závislé proměnné pO2 pCO2, SO2, BE, [H+], pH [OH-] [HCO3-] Stavové (nezávislé) proměnné cCO2, cO2, BEox, cHb, prot, temp teplota TKÁNĚ Perfúze Metabolismus Transport tok O2 tok CO2 LEDVINY Filtrace Resorpce Sekrece tok H+/OH- tok HCO3- GIT Absorbce Sekrece tok H2O prot GIT Syntéza Degradace cHB erytropoetin erytropoeza
Toky H+ CO2 HCO3- H2CO3 H2O H+ HBuf Přidání/ubrání H+ mění BB reps. BE Buf-
Toky HCO3- CO2 HCO3- H2CO3 H2O H+ HBuf Přidání/ubrání H+ mění BB reps. BE Buf-
Co je nutno udělat? Co máme? Model ABR a přenosu krevních plynů krve při různé koncentrace plazmatických bílkovin! Model ABR krve pro různý hemoglobin ale konstantní hladinu plazmatických bílkovin (dle dat S-A) Model ABR plazmy pro různou hladinu plazmatických bílkovin Data pro krev ale norm. bílkoviny Data pro plazmu a různé hladiny bílkovin
Model dle dat S-A • Problém – platí jen pro normální hladinu plazm. bílkovin • Problém – původní data SA nomogramu jsou pro 38°C, zatímco standardní měření (a modely plazmy) jsou pro 37°C Jak model modifikovat pro jinou koncentraci plazm. bílkovin? Jak korigovat experimentální sadu dat na 37°C?
Pufrační systémy plazmy Bikarbonát HCO3 - H2O H2CO3 CO2 H + HBuf BBp=[HCO3-]p+[Buf-]p Buf - Plazmatické bílkoviny a fosfáty BEp=BBp-NBBp
Pufrační systémy plazmy Bikarbonát (norm 24,7 mmol/l) Kyselina uhličitá (norm. 0.004 mmol/l) Karbonát (norm.0.019 mm/l) HCO3 - H2O H2CO3 CO3 2- CO2 H + H3O+ (norm. 0.00004mmol/l =40 nmol/l) HBuf Buf - Plazmatické bílkoviny a fosfáty (norm. 9.2 mmol/l) Oxid uhličitý (norm. 1.2 mmol/l)
Pufrační systémy plazmy HCO3 - H2O H2CO3 CO2 H + HBuf BBp=[HCO3-]p+[Buf-]p Buf - BEp=BBp-NBBp
Při titraci plazmy CO2 (in vitro) se BBp nemění Vzestup v řádu milimolů HCO3 - Vzestup v řádu nanomolů H2O H2CO3 CO2 H + HBuf BBp=[HCO3-]p+[Buf-]p Buf - Pokles v řádu milimolů BEp=BBp-NBBp d[HCO3-]p = -d[Buf-]p BBp a BEp se nemění !
HCO3 - H2O H2CO3 CO2 H + HBuf BBe=[HCO3-]e+[Buf-]e Buf - BEe=BBe-NBBe HCO3 - H2O H2CO3 CO2 H + HBuf BBp=[HCO3-]p+[Buf-]p Buf - BEp=BBp-NBBp