Asit-Baz Dengesi Asidoz - Alkaloz Yrd. Doç. Dr. Serkan SAYINER Yakın Doğu Üniversitesi, Veteriner Fakültesi, Biyokimya Anabilim Dalı serkan.sayiner@neu.edu.tr
ph nedir? Bir çözeltideki mevcut [H + ] iyonları konsantrasyonunun eksi logaritmasıdır. ph = -log [ H + ] Bir çözeltinin ph sı 7 den küçükse asit, 7 den büyük ise baz, 7 ise nötr dür. Bir ph artışı ( 5 6) 10 kat [H + ] düşüşüne karşılık gelir. Bir çözeltinin asitliliği veya alkaliliği o çözeltinin reaksiyonu olarak da bilinir.
ph nedir? Hücre dışı sıvıların hidrojen iyon derişimi [H + ] normal olarak bazı düzenleyici mekanizmalarca çok dar sınırlar içerisinde tutulur (7,35-7,44). Vücut Sıvılar ph değerleri Plazma 7,38 7,44 Pankreas Sıvısı 7.5 8.00 Tükrük 6.35 6.85 Mide Özsuyu 0.9 1.6 Süt 6.6 6.9 İdrar 4.8 7.5
ph nedir? Vücutta doku metabolizmasıyla her gün önemli miktarda CO 2 ve bazı organik asitler üretilir. Bunların bir kısmı böbreklerle bir kısmı akciğerler ile uzaklaştırılır ya da mevcut tampon sistemler ile nötralize edilir. Bazı durumlarda bu düzenleyici sistemler cevap veremez ve asit-baz dengesizlikleri (asidoz-alkaloz) gelişir.
ph değerinin önemi Kanın normal ph değerinin asit yöne kayması asidoz, alkali yöne kayması ise alkaloz olarak tanımlanır. Vücutta bir dizi fonksiyon ph değeri tarafından etkilenir. 1. Kan ph değişiklikleri hücre içi ph değişimine neden olur. 2. Hemoglobinin oksijen bağlama yeteneği. 3. Hücre içi ph değişimi protein yapısını etkileyerek bir protein olan Enzimlerin aktivitelerini değiştirir. 4. Protein yükleri ve protein molekülleri arasındaki hidrojen köprüleri. 5. Asidoz da H + hücreye girerken K + hücre dışına çıkar. 6. Kemik yapımı ve yıkımı.
Kan ph Değişimlerinin Nedenleri Kan ph sı son derece önemlidir ve çok dar bir sınır içerisinde (7,38-7,44) değişir. Küçük değişiklikler kompanze edilebilir. Edilemez ise asidoz veya alkaloz ile sonuçlanır. Değişim nedenleri çok çeşitlidir. Beslenme Sindirim salgıları Kusma İshal Kaynak: Ecy.Wa
Tampon Sistemler ve ph Regülasyonu Zayıf bir asit (proton donörü) ve onun konjuge bazını (proton akseptörü) eşit miktarlarda içeren karışımlar tampon sistemi olarak bilinirler. Tamponlar, küçük miktarlarda asit [H + ] veya baz [OH - ] eklendiğinde ph değişikliklerine karşı koyma eğiliminde olan sulu sistemlerdir.
Tampon Sistemler ve ph Regülasyonu Sulandırma Solunum Renal Mekanizma Tampon Sistemler Kan plazmasında: Bikarbonat/Karbonik asit, Fosfat, Proteinat/Protein Tamponu Eritrositlerde: Hemoglobinat/Hemoglobin, Oksihemoglobinat/Oksihemoglobin Lenf, BOS, transüdatlarda: Bikarbonat, fosfat tamponları
Tampon Sistemler ve ph Regülasyonu Solunum ve metabolik faaliyetler sonrası ekstrasellüler ortama asit eklenir. Solunum: (CH 2 O) n + O 2 CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 - Metabolizma: Yaklaşık olarak günde 50-90 meq asit eklenir. Nötral yapıların organik asitlere metabolizması: Laktik, pirüvat, asetoasetik asit, beta-hidroksibütirik asit. S ve P bileşiklerinin oksidasyonu: Metiyonin, sistein, fosfoesterlerin hidrolizi, nükleik asitlerin yıkımı. Diyet yada ilaç alımı: Mineral veya organik asitler.
Tampon Sistemler ve ph Regülasyonu KARBONİK ASİT BİKARBONAT ÇİFTİ (HCO 3- : H 2 CO 3 ) Hücre dışı sıvılarda önemli bir tampon. Normalde oran 20:1 ve ph 7.4. Hergün oksidatif metabolizma sonucunda yüksek miktarlarda CO 2 üretilir. Kendisi asit olmasada su ile birleşmesi sonucunda karbonik asit oluşur. Bu reaksiyonu katalizleyen karbonik anhidraz enzimi katalizler. Başlıca eritrositlerde bulunur.
Tampon Sistemler ve ph Regülasyonu H + sağlar ya da yok eder ve ph yı değişmez kılar. H + sağlayan zayıf asitleri ve H + zayıf bazları kapsar. absorbe eden ph değişimine neden olmaz.
Tampon Sistemler ve ph Regülasyonu Protein Tampon Sistem COOH ya da 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, böbrek ve kemikte en iyi tampondur.
Tampon Sistemler ve ph Regülasyonu [H + ] ye karşı savunma Birinci hat Tamponlar; [HCO -] 3 [H 2 CO 3 ] ; [HPO - 4 ] ; [H 2 PO - 4 ] [Prot - ] [H Prot] Savunmanın ikinci hattı; SOLUNUM SİSTEMİ (AKCİĞERLER) ΔpH ya da ΔpCO 2 e karşı solunumun cevabı; solunum artışı yada azalışı Savunmanın üçüncü hattı; BÖBREKLER Böbrekte HCO 3- geriemilimine karşılık H + salgılanması Böbrekte yeni HCO - 3 üretmek üzere H + in salgılanması ve atılması
Tampon Sistemler ve ph Regülasyonu Solunum Sistemi Savunmanın ikinci hattıdır. En kısa sürede etkir, en uzun süre 12-24 saat. H 2 CO 3 üretilir, CO 2 e dönüştürülür ve akciğerler ile atılır. Alveolar vantilasyon düşmüş olan ph yı yükseltir. Kabaca, solunum sistemi bağlı asitleri uzaklaştıramaz. Metabolik asidozda solunum artırılarak, Metabolik alkalozda solunum azaltılarak kompanze edilmeye çalışılır.
Bikarbonat tampon sistemi etkileşimleri: Akciğer seviyesinde, hemoglobin oksijene bağlanır; Bu H + 'nun hemoglobin ayrışmasını destekleyen bir moleküler değişiklik yaratır. Bu, dengeyi sola doğru itecek, CO 2 ve su tükenene kadar sürecektir. Doku düzeyinde, metabolizma CO 2 ve kayda değer asit verir. Hemoglobin O 2 'yi dokulara ve oksijeni giderilmiş hemoglobine bırakır ve daha sonra H + 'yı bağlar. Böylece denge sağa doğru sürülür.
Tampon Sistemler ve ph Regülasyonu Böbreklerde Asiz-Baz Dengesinin Düzenlenmesi Böbrekler H + uzaklaştırmak ve HCO 3- geri emmek suretiyle kan ph sının düzenlenmesine yardımcı olur. Savunmanın üçüncü hattıdır. H + salınımı tubul duvarını Na + ile değişim yoluyla geçerek olur. Antiport mekanizma. Na + ve H + zıt yönlerde hareket eder. İdrar normal olarak hafif asidiktir, çünkü böbrekler HCO - 3 ın hemen hemen tamamını geri emer ve H + i uzaklaştırır. Kan ph sı normal değerine geri döner.
Tampon Sistemler ve ph Regülasyonu Böbreklerde Asiz-Baz Dengesinin Düzenlenmesi HCO 3- geri emilimi; Tubul hücrelerinin apikal membranları HCO - 3 a geçirgen değildir. Geri emilim (Reabsorpsiyon) indirektir. İdrar asidik olduğunda, HCO 3-, H + ile birleşir H 2 CO 3 meydana gelir, ki bu olay tubul hücre membranında yerleşik olan karbonik anhidraz ile katalizlenir. Filtratta [CO 2 ] arttığında, CO 2 tubul hücresine diffuze olur ve H 2 CO 3 ı oluşturur. H 2 CO 3 ise daha sonra HCO 3- ve H + e ayrışır. Tubul hücresinde üretilen HCO - 3 peritubular kapillara diffuze olur.
Asit-Baz Dengesi Bozuklukları Asidoz - Alkaloz
Asit-Baz Denge Bozuklukları ASİDOZ Metabolik Asidoz Solunum Asidozu (Respiratorik Asidoz) ALKALOZ Metabolik Alkaloz Solunum Alkalozu (Respiratorik Alkaloz)
ASİDOZ Metabolik Asidoz ph ve HCO 3- düşüşüyle karakterizedir. H iyonları eklenmesi veya bikarbonat kaybı ile oluşur. Primer kompenzasyon ESS de bikarbonat-karbonik asit tampon çifti ile olur. ISS de protein ve fosfat tamponlar görev alır. ESS de H iyon konsantrasyonundaki artışı engellemek için katyon değişimi (cation shift) şekillenir. H girer, K çıkar. Buda hiperkalemiye neden olabilir. Renal yada gastrointestinal kayıplar ile vücut deposu tüketilmiş olsa bile.
ASİDOZ Metabolik Asidoz En sık oluşum nedenleri; Laktik asidoz, ketoasidoz, gastrointestinal problemler (diare gibi),renal (hidrojen iyonlarının uzaklaştırılma veya bikarbonat geri emilim sorunu) problemlerdir. Salisilat, metanol, etilen glikol gibi medikal veya toksik maddelerde neden olabilir. ANYON AÇIĞI artmıştır.
ASİDOZ Metabolik Asidoz Kompenzasyon; İlk, hızlı ve kısa süre etkili yanıt solunumun artırılması ve pco 2 nin düşürülmesidir. Uzun süreli etki için böbrek devreye girer. Bikarbonat retensiyonu, H + atılımı (amonyum şeklinde) olur. Renal disfonksiyon hastalarında tamamen kompenze etmek güçtür.
ASİDOZ Solunum Asidozu ph da düşüş ve pco 2 de artış ile karakterizedir. Alveolar ventilasyonun etkinliği azaldığında veya solunan havanın yüksek CO 2 içeriği olduğu zaman gelişir. İlk tamponlama genellikle intrasellüler olur. ESS nin ana tamponu bikarbonat-karbonik asit respiratorik asidozu tamponlayamaz. pco 2 artışı öncesi po 2 düşüşü gözlenir.
ASİDOZ Solunum Asidozu Nedenleri: Normal etkin ventilasyonu engelleyen herhangi bir problem neden olabilir. En sık; Akut üst solunum yolu obstrüksiyonu, pneumonia, pneumothorax, kronik obstrüktif akciğer hastalığı. Beyinde solunum merkezini etkileyen hastalıklar veya ilaçlar. Kapalı sistemlerle kullanılan volatile anestezikler. Pozitif basınç ventilatör sistemleri kullanılmalı ve arterial gazlar anestezi sırasında takip edilmeli.
ASİDOZ Solunum Asidozu Kompenzasyon Renal bikarbonat retensiyonu, hidrojen iyon ekskresyonun artması. Bu etki birkaç gün alabilir. Plazma bikarbonat düzeyinin artışı, artmış renal hidrojen iyon atılımını ile tespit edilebilir.
ALKALOZ Metabolik Alkaloz ph ve HCO 3- artışıyla karakterizedir. Evcil hayvanlarda belli sıklıklarda görülebilir. Özellikle sindirim bozukluğu olan ruminantlarda görülebilir. Aşırı H iyonu kaybedilmesi, bikarbonat retensiyonu nedeniyle olabilir. Kasılma alkolozu: ESS hacminde azalma, Na ve Cl iyonlarının bikarbonata göre orantısız kaybı sonucu oluşur (kusma gibi).
ALKALOZ Metabolik Alkaloz H iyon kaybının Nedenleri Küçük hayvanlardaki en sık neden gastrointesinal yolla Cl-zengin sıvı kaybına neden olan kusmadır. Ruminantlarda ise Cl-zengin sıvının abomasum veya ön midelerde zaptedilmesidir. Mineralokortikoid artışı, fazla diüretik kullanımı, düşük Cl içerikli diyet. Dolaşımda Na ve Cl açığı da görülür. Aşırı bikarbonat kullanımı. Çoğu hayvan tolere edebilir. Etkin dolaşım hacmi azaldığında veya K, Cl noksanlığı var ise aşırı kullanımı renal klirensi düşeceğinden tolere edilemeyebilir.
ALKALOZ Metabolik Alkaloz H iyon kaybının Nedenleri Alkaloz dan söz edebilmek için sadece oluşması değil, aynı zamanda muhafaza edilmesinde rol oynayan faktörlerin varlığı gereklidir. Bu faktörler renal bikarbonat atılımını bozar. Böbrekden bikarbonat geri emilim artışı, etkin dolaşım sıvısının azalmasını, K ve Cl deplesyonunu tetikler. Plazma bikarbonat düzeyi artar, Cl ve K düzeyi düşer. Dolaşım etkin sıvı hacminin muhafazası çok önemlidir.
ALKALOZ Metabolik Alkaloz Kompenzasyon Solunum merkezindeki kemoreseptörlerin devreye girmesi ile metabolik alkaloza solunum cevabı olarak hipoventilasyon şekillenir. Böylece pco 2 miktarı artılır.
ALKALOZ Solunum Alkalozu ph artışı ve pco 2 azalışyla karakterizedir. Nedenleri Hiperventilasyon Hipoksi ilişkili pulmoner hastalıklar, konjestif kalp yetmezliği, ciddi anemi, nörolojik bozukluklar, salisilat intoksiyonu, gram negatif sepsis Fizyolojik stres veya ağrı nedeniylede hayvanlarda görülebilir. Köpeklerde evaporasyon sırasında da olabilir.
ALKALOZ Solunum Alkalozu Kompenzasyon; İlk yol (akut olgularda) hücresel tamponlamadır; ESS de bikarbonat miktarını ılımlı düzeyde düşürmekdir. Devamında renal bikarbonat geri emilimi azaltılır (2-3 gün içinde yanıt tamamlanır). Bikarbonat azalması, Cl retensiyonu ile dengelenir (elektonötralite için). Hiperkloremi ve azalmış pco 2 kompanze edilmiş respiratorik alkolozda görülebilir.
ALKALOZ Solunum Alkalozu Kompenzasyon; Kronik olgularda ph nın normal seviyelere dönmesi birkaç hafta alabilir. Köpeklerde, kronik olgularda renal kompenzasyon nedeniyle plazma birkarbonat konsantrasyonu çok fazla düşebilir.
Asit-Baz Denge Bozukluklarına Yaklaşım ph 1. adım <7.35 >7.45 Azalmış, Asidemi Normal Artmış, Alkalemi 2. adım HCO 3 konsantrasyonu değerlendirilir Normal Düşük Düşük Yüksek Yüksek Normal pco 2 değerlendirilir 3. ve 4. adım Yüksek CO 2 Düşük pco 2 Solunum Asidozu Metabolik Asidoz pco 2 azaltılarak ph kompenze edildi ASİDOZ pco 2 artırılarak ph kompenze edildi ALKALOZ Metabolik Alkaloz Solunum Alkalozu
Karışık Asit-Baz Dengesizlikleri Farklı asit-baz dengesizliklerinde nedeniyle karışık asit-baz bozuklukları birarada görülebilir. Metabolik asidoz ve alkaloz bir arada görülebilir ve bazende bunlar respiratorik asidoz-alkaloz ile bir arada görülebilir. Bu durumların değerlendirilebilmesi için anyon açığının anlaşılması gereklidir. Serum Na ve Cl değişimleri arasındaki ilişki ve primer asit-baz dengesizliklerinin kompenzasyon limitleri Bu faktörleri belirlemek için klinik bulgular ve anamnez değerlendirilmelidir.
Karışık Asit-Baz Dengesizlikleri Olası karışık asit-baz dengesizliklerini değerlendirilmesinde karar vermek için göz önünde bulundurulacak hususlar Primer asit-baz dengesizliğine verilen kompanse edici yanıtlar aşırı mı? Normal ph, kompenzasyon göstergesi mi? Yoksa karışık asit-baz dengesizliği göstergesi mi? Primer yanıt ph yı normale çekebilir ama bu dengenin sağlandığı anlamına gelmeyebilir. Bilinen bir primer bozukluğa karşın beklenin tersi yönüne bir ph değişimi, karışık bozukluğu ifade eder. Primer asit-baz dengesizliklerinde bikarbonat ve pco 2 aynı yönde sapar. Tersi bir durum varsa karışık bir bozukluk vardır.
Karışık Asit-Baz Dengesizlikleri Karşık asit-baz dengesizlikleri hayvanlarda olmasına ve veteriner litarüterlerde belirtilmiş olmasına rağmen, genellikle göz ardı edilebilmektedir. Klinik ve klinikopatolojik verilerin doğru değerlendirilmesi bu durumların gözden kaçmaması için son derece önemlidir. Şüpheli durumlarda dikkat edilmeli, yeterli süre izlenmeli ve beklenen kompanse edici yanıtılar değerlendirilmelidir.
Anyon Açığı (Anion Gap) Anyon Açığı = {[Na + ] + [K + ]} - {[Cl - ] + [HCO 3- ]} Normal değer = 10-25 meq/l 8-25 mmol/l Potasyumun denkleme eklenmesi diagnostik olarak çok düşük etki yapar. Potasyum eklenmeden hesap yapılıyorsa referans değere 4 meq/l eklenmelidir. Bir çok hayvanda bu değer bir birine çok yakındır. Atlarda yaş nedeniyle değerler fark edebilmektedir. Taylarda daha yüksektir.
Anyon Açığı (Anion Gap) Anyon açığı özellikle P, total protein (albümin) normal seviyelerinde olduğu zaman çok kullanışlıdır. Hesaba katılmayan anyonların (fosfat, sülfat, organik iyonlar), hesaba katılmayan katyonlar (Ca, Mg ve K) tarafından dengelenmektedir. Anyon açığı, potansiyel faktörler ile birlikte asit-baz dengesizliklerinin kategorizasyonunda ve bazı durumlarda prognostik rehber olarak kullanılabilir.
Anyon Açığı (Anion Gap) Anyon Açığı düşüş nedenleri; Artan katyonik proteinler (Poliklonal gammopati, IgG) Hipoalbuminemi Hiperkloremi asidoz (Değişmiş protein anyonik ekivalanslar) Serum K düzeyi ile normal veya düşük anyon açığı durumunda hiperkloremik asidozun sebebi ile ilişkilendirilebilir. Gastrointestinal sıvı kaybına neden olan diare veya renal tubuler asidoz nedeniyle şekillenirse, hipokalemi eşlik eder. Mineralokortikoid sekresyonu veya aktivitesinde azalma (Addison s) veya renal fonksiyon bozukluğunda hiperkalemi eşlik eder. Laboratuvar hatası
Anyon Açığı (Anion Gap) Anyon Açığı artış nedenleri; METABOLİK ASİDOZ: Dehidrasyon ve alkaloz durumlarında da artabilir ama nadir görülür. Ana artış nedeni rutin olarak ölçülmeyen anyonların artışına bağlı olarak metabolik asitlerin birikmesi nedeniyle olur. Anaerobik ekseriz sonucu laktik asidoz, aşırı tahıl tüketimi, hipovolemik şok, diabetes veya ketozis sonucu ketoasidoz, nonmetabolize asitlerin birikimiyle üremik asidoz veya intoksiyonlarda görülebilir. Anyon açığı aynı zamanda karışık asit-baz dengesizliklerinin değerlendirilmesinde kullanılabilir. Anyon açığı değişmesine rağmen bikarbonat düzeyinde değişim yoksa bu durumdan şüphelenilebilir.
Anyon Açığı (Anion Gap) Laboratuvar hatası; Herbivorlarda aşırı tahıl tüketimi nedeniyle, ESS de yüksek D-laktik asit birikimi nedeniyle anyon açığı artar. D-laktik asit genel kullanılan laktik asit metodu ile tayin edilemez. Çünkü genel metodlar metabolizmada üretilen L-laktik asit düzeyini tayin etmektedir.
Bikarbonat ve Total CO 2 Solunum bozuklukları ekarte edilmişse, asit-baz dengesinin metabolik bileşeni bikarbonat konsantrasyonu ile belirtilir. Bikarbonat genel olarak plazma veya serum Total CO 2 tayini ile belirlenir. Bikarbonat ölçülen total karbondioksitin yaklaşık % 95 dir ve dolayısı ile asit-baz dengesinde metabolik değişimlerin bir ölçüsüdür. Metabolik asidozda düşer, metabolik alkalozda artar. Asit-baz denge bozukluklarında tam bir kan gazları ölçümü de dikkate alınmalıdır.
Baz Fazlalığı/Baz Açığı Base Excess / Base Deficit Matematiksel olarak hesaplanır. Henderson-Hasselbalch Denklemi
Baz Fazlalığı / Baz Açığı (BE) Genel olarak primer asit-baz dengesizliği teşhisinden çok, kompenzasyon mekanizmaları hakkında bilgi verir. Genelde -2,0 ile + 2,0 meq/l arasında (normal değer). Baz açığı, negatif olduğunda baz tamponların normalden saptığını ifade eder ve genel olarak klinikde bikarbonatın deviasyona uğradığı olarak değerlendirilir. Eksi değer metabolik asidoz, artı değer metabolik alkaloz. Örneğin metabolik asidozlu bir hastada bu değeri kullanarak, ne kadar bikarbonat verilmesi gerektiği hesaplanabilir. Bikarbonat dozu (mmol/l) = 0.3 x vücut ağırlığı (kg) x BE (mmol/l)
Kaneko ve ark., 2008
Sorularınız? serkan.sayiner@neu.edu.tr adresine e-posta gönderiniz.
Kaynaklar Kaneko JJ, Harvey JW, Bruss ML, 2008. Clinical Biochemistry of Domestic Animals, 6th edi. Academic Press-Elsevier Karagül H, Altıntaş A, Fidancı UR, Sel T, 2000. Klinik Biyokimya. Medisan, Ankara Prof. Dr. Arif ALTINTAŞ, Ders notları. Thrall MA, Weiser G, Allison RW, Campbell TW, 2012. Veterinary Hematology and Clinical Biochemistry, 2nd edi. Wiley-Blackwell
Bir sonraki konu;
Biyokimya & Klinik Biyokimya ve Laboratuvar dünyası hakkında daha fazlası için www.biyokimya.vet @biyokimya.vet