FİZYOPATOLOJİ (KLİNİK BİYOKİMYA) ASİT BAZ DENGESİ ASİDOZ VE ALKALOZ

Transkript

1 FİZYOPATOLOJİ (KLİNİK BİYOKİMYA) ASİT BAZ DENGESİ ASİDOZ VE ALKALOZ Prof. Dr Arif ALTINTAŞ Prof. Dr. Ulvi Reha FİDANCI Ankara Üniversitesi Veteriner Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalı

2 phnedir? Bir çözeltinin ph sı, o çözeltide bulunan hidrojen iyonları (H + ) derişimininnegatif logaritmasıdır. ph= log[h + ] Bir çözeltinin asitliliğiveya alkaliliği o çözeltinin reaksiyonu olarak da bilinir.

3 Hücre dışı sıvıların hidrojen iyon (H + ) derişimi normal olarak bazı düzenleyici mekanizmalarca çok dar sınırlar içerisinde tutulur (7,35 7,45). Vücutta doku metabolizmasıyla her gün önemli miktarda CO 2 ve bazı organik asitler üretilir. Bunların bir kısmı böbreklerle bir kısmı akciğerler ile uzaklaştırılabilir ya da mevcut tampon sistemler ile nötralize edilir. Bazı durumlarda bu düzenleyici sistemler cevap veremez, asitbaz dengesizlikleri (asidozalkaloz) gelişir.

4 Kan phdeğişiklikleri Kan phdeğişiklikleri hücre içi phdeğişimine neden olur. Asidoz dah + hücreye girerken K + hücre dışına çıkar Hücre içi phdeğişimi protein yapısını etkileyerek bir protein olan Enzimlerin aktivitelerini değiştirir. Bu nedenle kan ph sıson derece önemlidir ve çok dar bir sınır içerisinde (7,357,45) değişir. Küçük değişiklikler kompanze edilebilir. Kompanze edilemez ise alkaloz ve asidoz şekillenir

5 Kan phdeğişiminin Nedenleri Beslenme Sindirim salgıları Kusma İshal

6 Düzenleyici Mekanizmalar Tampon Sistemler ve azı Organlar Tampon sistemler Bikarbonat > Hemoglobin > protein > fosfat Organlar Akciğerler > böbrekler > karaciğer > kemik Sulandırma

7 A. Solunum ve metabolizma ESS ya asit ekler 1. Solunum: (CH 2 O) n + O 2 CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 2. Metabolizma: yaklaşık 5090 meq/gün asit ekler a. Nötral yapıların organik asitlere metabolizması laktik piruvik aşırı metabolikaktiviteyada O 2 yetersizliği aseto asetik βhidroksibutirik b. S ve P bileşiklerinin Oksidasyonu örneka.a.: metiyoninve sistein H 2 SO 4 Fosfoesterlerin hidrolizi Fosfoproteinlerin ve nükleik asitlerin yıkımı c. Diyet ya da ilaç alımı Mineral ya da organik asitler NH 4 Cl tuzları 2NH 4 Cl + CO 2 > 2H + + 2Cl + (NH 2 ) 2 CO + H 2 O Karaciğer liver urea Üre

8 Vücutta MevcutAsitler Uçucu asitler Çözeltiyi terkedip atmosfere karışabilir. Bağlı asitler: H2C03 (karbonik asit). Pco2 beden dokularının ph sında önemli bir faktör. Çözeltiden ayrılmayan asitler Sülfürik ve fosforik asitler Amino asitlerin, nükleik asitlerin ve fosfolipidlerin yıkımlanması. Organik Asitler: Aerobikmetabolizmanınyanürünü, anaerobikmetabolizmada, açlık ve diyabet sırasında. Laktik asit, ketonlar.

9 B. İlk savunma hattı olarak Tamponlar. HCl Cl + H + (pk a < 1.0) CH 3 COOH CH 3 COO + H + (pk a = 4.8) H 2 CO 3 HCO 3 + H + (pk a = 6.1) NH + 4 NH 3 + H + (pk a = 10.0) Bununla birlikte genel olarak şöyle yazılabilir HA H + + A Zayıf asitler > H + + Tamponlar CO 2 /HCO 3 TamponSistemiözel bir durumdur CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 HCO 3 + H +

10 Tampon Sistemler H + sağlaryada yokederveph yıdeğişmezkılar. H + sağlayanzayıfasitleriveh + absorbeedenzayıfbazları kapsar. ph değişimine neden olmaz.

11 TamponSistemler Protein Tampon Sistem COOH yada NH 2 grupları ile, Vücutta tamponların en büyük kısmı, Albumin, Hb gibi globulinler. HCO 3 Tampon Sistem pk= 6,1 Büyük miktarlarda mevcuttur, Açık sistem, Solunum ve böbrek sistemi bu tampon sistemler üzerine etki eder, Hücre dışı sıvıların en önemli tamponudur. Fosfat Tampon Sistem pk= 6,8 ESS da düşük[ ], ISS, böbrekvekemikteeniyitampondur.

12 Tamponlar nasıl çalışır? (zayıf bazlar) H + + Tamponlar K Zayıf asitler HendersonHasselbalch Eşitliği H + + A HA H + =K [HA] [A yada ] [HA] ph = pk log [A ] ph = pk + log [A ] [HA] Ortama asit (H + ) eklendiğinde HHEşitliğinin paydası büyür ve ph düşer, alkali eklendiğinde ise Pay büyür ve phyükselir. ph = pk + log [baz] [asit] [baz] = [asit] olduğunda ph = pk + log 1 = pk

13 H + ye karşı savunma Savunmanın ilk hattı Tamponlar [HCO 3 ] [H 2 CO 3 ] ; [HPO 4 ; [H 2 PO 4] İzohidrik Prensip = ] [Prot ] [H Prot] ph = pk H2 CO 3 +log [HCO 3 ] = pk PO4 +log [HPO 4 = pk [CO 2 ] Prot +log [Prot d [H 2 PO 4] [H Prot] = ] ] Savunmanın ikinci hattı solunum sistemi (akciğerler) phya da PCO 2 e karşı solunumun cevabısolunum artışı yada azalışı Savunmanın üçüncü hattı Böbrekler BöbrekteHCO 3 geriemiliminekarşılık H + salgılanması Böbrekteyeni HCO 3 üretmek üzere H + in salgılanmasıve atılması K.A. K.A. H + + HCO 3 H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O

14 SolunumSistemi Savunmanın ikinci hattı Enkısa süredeetkir, enuzun süre 1224 saat H 2 CO 3 üretilirco 2,e dönüştürülürveakciğerlerile atılır. Alveolar vantilasyon düşmüş olan ph yı yükseltir. Kabaca, solunum sistemi bağlı asitleri uzaklaştıramaz.

15 BöbrekteAsitBazDüzenlenmesi BöbreklerH + uzaklaştırmakvehc0 3 geri emmeksuretiylekan ph sının düzenlenmesine yardımcı olur. =>Savunmanın üçüncü hattı H + salınımıtubulduvarınına + iledeğişimyoluylageçerekolur. Antiportmekanizma. Na + veh + zıt yönlerdehareketeder. Normal idrar normal olarak hafif asidiktir, çünkü böbrekler HC0 3 ın hemenhementamamınıgeriemerveh + iuzaklaştırır. Kan ph sı normal değerine geri döner.

16 HCO 3 geriemilimi Tubul hücrelerinin apikal membranları HCO 3 a geçirgen değildir. Geri emilim (Reabsorpsiyon) indirektir. İdrar asidik olduğunda, HCO 3 H + ile birleşir H 2 C0 3 meydana gelir, ki bu olay tubul hücre membranında yerleşik olan KA ile katalizlenir. Filtratta [C0 2 ] arttığında, C0 2 tubul hücresine diffuze olur ve H 2 C0 3 ı oluşturur. H 2 C0 3 ise daha sonra HCO 3 ve H + e ayrışır. Tubul hücresine üretilen HCO 3 peritubular kapillara diffuze olur.

17 İdrar Tamponları NefronpH < 4.5 da biridrarüretemez. H +,uzaklaştırmasırasındaasittamponlanır. H + tubulidrarınasalgılanırvehpo 2 4 yada NH 3 ilebirleşir. HPO H + H 2 PO 4 NH 3 + H + NH + 4

18 İdrarın Insert fig. asitleştirilmesi HCO 3 Na + Kan Süzülme Lumen Proksimal tubul hücresi

19 Net asit ekskresyon = idrar NH idrar titre edilebilir asit (H 2 PO 4 ) idrar HCO 3 NH 4 + H 2 PO 4 Titre edilebilir asit HPO 4 + H Proks RTA da mevcut NH 3 HCO 3 Titre edilebilir değil; Ölçüm gerekir H 2 CO 3

20 AsitBaz Denge Bozuklukları Metabolik ph= pk+ log HCO 3 pco 2 Metabolik asidoz Asit birikimi Aşırı bikarbonat kaybı Metabolik alkaloz Bikarbonat birikimi Aşırı Cl kaybı Respiratorik(Solunum) Solunum asidozu Solunum alkalozu

21 Dört büyük AsitBazBozukluğu Bozukluk ph pco 2 [HCO 3 ] M asidozis M alkalozis R asidozis R alkalozis

22 MetabolikAsidoz a. OluşumunTemelnoktası: H + yada HCO 3 Örnek; alkali kaybı(ishalvb); böbreğinh + salgılamadakiyetersizliği(hco 3 atılması); aşırı asit üretimi(örnek; diyabette asetoasetat); karbonik anhidraz inhibitörleri; CaCl 2 venh 4 Cl; yüksekplazmak +. b. EtkileriveTanı: ph ve HCO 3 c. Acil kompanzasyon: düşük ph solunumun yanıtını doğurur, etki PCO 2 düşüşüdürvehco 3 /CO 2 oranı20/1 düzeltmeyemeyil. d. Uzunzamandadüzeltme: H + ninböbrekatılımı; HCO 3 ın tamiri Hesaplamalar: ph = log[15]/[0.03 x 40] 7.2 = log12.6

23 MetabolikAlkaloz a. OluşumunTemelnoktası: H + yada HCO 3 Örnek, alkali ilaçlarınalımı; aşırıkusma; distal tubuldana + anormal artışı(h + salınımınıartırırvekayıp); düşükplazmak + ; aşırıaldosteron. b. EtkileriveTanı: ph ve HCO 3 c. Acilkompanzasyon: artanph solunumuhareketegeçirir. EtkiCO 2 birikimişeklindedir, PCO 2 yükselirvehco 3 /CO 2 oranı20/1 ayarlanmayaçalışılır d. Uzunsürelidüzeltme: böbrekyoluileaşırıhco 3 atılımı. Hesaplama: ph = log[40]/[0.03 x 43] 7.6 = log31

24 Solunum Asidozu a. OluşumunTemeli: Solukalmadadüşüş PCO 2 Solunum merkezinin bozukluğu; MSS depresyon ilaçları; solunum yollarınıntıkanıklığı; aşırıco 2 soluma. b. EtkilerveTanı: PCO 2 ; ph (bazen HCO 3 fakathco 3 /CO 2 < 20) c. Acil kompanzasyon: güç çünkü birincil solunum sorunu var. Yavaşkompanzasyon: böbrekileh + atılımı; HCO 3 üretimi. d. Uzun süreli düzeltme: solunum yetersizliğinin tamiri Hesaplama:pH = log[24.6]/[0.03 x 65] 7.2 = log12.6

25 Solunum Asidozu nun Nedenleri Akut 10 mm Hg pco 2 1 meq/l HCO 3 Astım Akciğer ödemi Yüksek dozda ilaç Kalp durması Uyku apnesi Kronik 10 mm Hg pco meq/l HCO 3 Kronik Tıkanmalı Akciğer Hastalığı (COPD) Şişmanlık (Obezite) Nöromuskuler

26 Kronik olarak yükselmiş pco 2 Amoniagenezis yoluyla yeni HCO 3 oluşumunu uyarır Glutamin Glutaminaz NH 3 + CO 2 + H 2 O NH 4 + Na + H + H + NH 3 NH 3 HCO 3 NH 4 + Na + NH 4 + Proksimal tubul

27 Solunum Alkalozu a. OluşumunTemeli: aşırısolunum(hipervantilasyon) PCO 2 aşırıakciğersolunumu; heyecanlanma; istemlihipervantilasyon; yüksek irtifa b. EtkileriveTanı: PCO 2 ; ph (bazen HCO 3 fakathco 3 /CO 2 > 20) c. Acil kompanzasyon: solunum asidozu şeklinde bazı sorunlar. Yavaşkompanzasyon: BöbrekileHCO 3 atılımı d. Uzun süreli Düzeltme: solunum yetersizliğinin tamiri Hesaplama:pH = log[22]/[0.03 x 23] 7.6 = log31.6

28 Solunum Alkalozu nun nedenleri Akut 10 mm Hg pco 2 2 meq/l HCO 3 Korku Sancı Endişe Asitbaz örnekler Kronik 10 mm Hg pco 2 35 meq/l HCO 3 Yükseklik; Psikozis Salisilatlar Karaciğer yetmezliği Sepsis; sert akciğerler Gebelik Nörolojik Iatrogenik (hatalı Havalandırma seti)

29 AnyonAçığı ( Anyon Gap ) [Na + ]+ [K + ] ile [HC0 3 ] ve [Cl ] arası fark ([Na + ] + [K + ]) ([HC0 3 ] + [Cl ]) = Normal = 1025 Klinikçiler anyon açığındanmetabolik asidozisin nedenini belirlemede yararlanırlar: Na + Cl BUN K + HCO 3 kreatinin Glikoz

30 Normal anyon gap nedenleri hiperkloremik metabolik asidoz 1. Midebağırsak bikarbonat kayıpları: ishal (diarrhea) villilerin adenoması pankreatik, biliyer ve ince bağırsak fistülleri ureterosigmoidostomi obstructed ureteroileostomi 2. Ingestionlar ve infusionlar amonyum klorid aşırı beslenme (arginin/lizinzengin) 3. Böbrek bikarbonat(ya da equivalan) kayıpları proksimal Renal Tubuler Asidoz(RTA) distal RTA tip IV RTA erken böbrek yetersizliği asetazolamid hidrate olmuş Diyabetik Keto Asidoz

31 Anyon Açığı Elektronötralite yasası: Katyonlar Anyonlar Kanplazmasında+ veyüksayıları birbirine eşitir. Diğer Sülfat, Fosfat Organik anyonlar Protein ölçülmem iş anyonlar EnbüyükkatyonNa + KüçükkatyonlarK +, Ca 2+, Mg 2+. EnbüyükanyonlarHC0 3 vecl. (Rutin olarak ölçülürler) Küçük anyonlar albumin, fosfat, sülfat (ölçülmeyen anyonlar). Organik asit anyonlar laktat ve asetoasetat vb kapsar.

32 Anyon Açığı Metabolik asidozis de, güçlü asitçe salınan protonlar ilk önce [HC0 3 ].tarafından tamponlanır Bu plazma [HC0 3 ] ında düşüşe neden olur, iyonogramda [HC0 3 ] küçülür. Güçlü asitten geri kalan anyonlar plazmaya eklenir. laktik asit eklendiğinde, [laktat] artar. [ölçülmeyen anyonlar] toplamı artar HCl eklenirse, [Cl ] yükselir. [HC0 3 ] düşer. Normal iyonogram HCl eklenmiş Laktik asit eklenmiş ölçülmemiş anyonlar ölçülmemiş anyonlar ölçülmemiş anyonlar

33 Metabolik Asidozis de Anyon Açığı Salisilatlar açığı 20 ye yükseltir. Böbrek yetmezliği açığı 25 e çıkarır. Diyabetik ketoasidozis açığı 3540 a çıkarır. Laktik asidozis açığı > 35 (>50) çıkarır. Büyük açıklar ketoasidozis ve laktik asidozis nedenlidir.

34 AsitBaz Dengesizliğinin Düzeltilmesi Solunum ile Kompanzasyon Böbrekler ile Kompanzasyon Karaciğer ile Kompanzasyon Kemikler ile Kompanzasyon İlaçlar ile Kompanzasyon Sulandırma ile Kompanzasyon

35 Solunum ile Kompanzasyon Akciğerler CO 2 uzaklaştıran bir organdır. Olay solunum merkezi tarafından düzenlenir. Solunum merkezi pco 2 ve H + iyonlarına duyarlıdır. Kan phsıdüştüğünde (pco 2 ) solunum merkezi uyarılır ve hızlı solunum ile CO 2 uzaklaştırılarak kan phsıdengelenmeye çalışılır (alkalozdatersi durum devreye girer)

36 Böbrekler ile Kompanzasyon Böbrekler protonları başlıca Naiyonları ile değiştirdikten sonra idrarla vücuttan uzaklaştıran bir organdır. Bu olayda tubulhücrelerinde bol bulunan Karbonik anhidraz enziminden yararlanılır. Böbrek tubulhücrelerinde bol bulunan bir diğer enzim (Glutaminaz) sayesinde baz tasarrufunda bulunur

37 H + salgılama ve atılması için Böbrekte Tubuler mekanizmalar SüzülenHCO 3 ıngeriemilimi: baskın olarak proksimaltubulde Süzülme Bowman Kapsülü Peritubuler kapillar Proksimal Tubul hücresi Süzülen Na+ salgılanan H+ süzülmüş HCO3 ın geriemilimi Süzülen KA METABOLİZMA KA KA + H 2 O Geri emilim

38 asidozis alkalozis Tip A Asidozisde devreye giren hücre fonksiyonları Tip B Alkalozisde devreye giren hücre fonksiyonları Tip A Devreye giren Hücre Tip B Devreye giren Hücre

39 Karaciğer ile Kompanzasyon Süt asitinden(laktik asit) glikojen sentezi Glikoneogenez Laktat (Glikoz) n Glikojen Asetoasetik asitin lipid metabolizmasına dahil edilmesi Asetoasetik asit yağ sentezi

40 Kemikler ile Kompanzasyon Ca ++ ve Pi kemik yapısına girer ve bazen kemiklerden Ca ++ salınımı gerçekleşebilir. Kemiklerde Ca ++ tuz şeklinde bulunur ve plazma ph sına göre alkalidir. Kronik asidozlardabu büyük baz rezervi plazma ph sınınkontrolunayardımcı olur. Öylekibu hastalarda çoğu zaman raşitizm ve osteomalazi görülür.

41 İlaçlar ile Kompanzasyon Asidozve Alkaloztedavisinde bazı ilaçlardan yararlanılmaktadır. Asidozdaağız yolu ile bikarbonat verilir. Damar içi Nalaktat, Naglukonatverilir. Laktat ve glukonat metabolize edilir, Na ise ESS da Nabikarbonat haline geçer. Alkalozdaağız yolu ile amonyum klörürverilir. Amonyum karaciğerde üreye çevrilir, klor protonlanırhclolur ve vücut sıvılarına tamponlanır.

42 Sulandırma ile Kompanzasyon Vücut boşluklarında asit veya baz radikallerinin artışı o boşluğa suyun hareketi ile de (sulandırma) dengelenebilir.