Gangguan keadaan asam-basa

Salah satu konstanta utama tubuh adalah kekonstanan konsentrasi ion hidrogen (H ⁺ ) dalam cairan ekstraseluler, yang pada individu sehat adalah 40±5 nmol/l. Untuk memudahkan, konsentrasi H ⁺ paling sering dinyatakan sebagai logaritma negatif (pH). Biasanya, nilai pH cairan ekstraseluler adalah 7,4. Pengaturan pH diperlukan untuk fungsi normal sel-sel tubuh.

Keseimbangan asam-basa tubuh mencakup tiga mekanisme utama:

• berfungsinya sistem penyangga ekstra dan intraseluler;
• mekanisme pengaturan pernapasan;
• mekanisme ginjal.

Ketidakseimbangan asam-basa adalah reaksi patologis yang berhubungan dengan ketidakseimbangan asam-basa. Asidosis dan alkalosis dibedakan.

Sistem penyangga tubuh

Sistem penyangga adalah zat organik dan anorganik yang mencegah perubahan tajam dalam konsentrasi H ⁺ dan, karenanya, nilai pH saat menambahkan asam atau basa. Ini termasuk protein, fosfat, dan bikarbonat. Sistem ini berada di dalam dan di luar sel tubuh. Sistem penyangga intraseluler utama adalah protein, fosfat anorganik dan organik. Penyangga intraseluler mengimbangi hampir seluruh beban asam karbonat (H ₂ CO ₃ ), lebih dari 50% dari beban asam anorganik lainnya (fosfat, klorida, sulfat, dll.). Penyangga ekstraseluler utama tubuh adalah bikarbonat.

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

Mekanisme pernapasan pengaturan pH

Mereka bergantung pada kerja paru-paru, yang mampu mempertahankan tekanan parsial karbon dioksida (CO2 ₎ dalam darah pada tingkat yang dibutuhkan, meskipun terjadi fluktuasi besar dalam pembentukan asam karbonat. Pengaturan pelepasan CO2 _terjadi karena perubahan laju dan volume ventilasi paru. Peningkatan volume pernapasan menit menyebabkan penurunan tekanan parsial karbon dioksida dalam darah arteri dan sebaliknya. Paru-paru dianggap sebagai garis depan dalam menjaga keseimbangan asam-basa, karena menyediakan mekanisme untuk pengaturan langsung _pelepasan CO2.

Mekanisme ginjal dalam menjaga keseimbangan asam basa

Ginjal berperan dalam menjaga keseimbangan asam-basa, mengeluarkan kelebihan asam dalam urin, dan menjaga basa bagi tubuh. Hal ini dicapai melalui sejumlah mekanisme, yang utama adalah:

• penyerapan kembali bikarbonat oleh ginjal;
• pembentukan asam yang dapat dititrasi;
• pembentukan amonia dalam sel tubulus ginjal.

Reabsorpsi bikarbonat oleh ginjal

Pada tubulus proksimal ginjal, hampir 90% HCO3 diserap bukan melalui transpor langsung HCO3 melalui membran, tetapi melalui mekanisme pertukaran kompleks, yang terpenting di antaranya dianggap sebagai sekresi H ⁺ ke dalam lumen nefron.

Dalam sel tubulus proksimal, asam karbonat yang tidak stabil terbentuk dari air dan karbon dioksida di bawah pengaruh enzim karbonat anhidrase, yang dengan cepat terurai menjadi H ⁺ dan HCO ₃ ". Ion hidrogen yang terbentuk dalam sel tubulus memasuki membran luminal tubulus, di mana mereka dipertukarkan dengan Na ⁺, sebagai akibatnya H ⁺ memasuki lumen tubulus, dan kation natrium memasuki sel dan kemudian ke dalam darah. Pertukaran terjadi dengan bantuan protein pembawa khusus - penukar Na ⁺ -H ^{+. Masuknya ion hidrogen ke dalam lumen nefron mengaktifkan penyerapan kembali HCO}₃ ~ ke dalam darah. Pada saat yang sama, di lumen tubulus, ion hidrogen dengan cepat bergabung dengan HCO ₃ yang disaring secara konstan untuk membentuk asam karbonat. Dengan partisipasi karbonat anhidrase, yang bekerja pada sisi luminal batas sikat, H2C0 ₃ diubah menjadi H2O _dan CO _2. Dalam hal ini, karbon dioksida berdifusi kembali ke dalam sel tubulus proksimal, di mana ia bergabung dengan H2O _untuk membentuk asam karbonat, sehingga melengkapi siklus tersebut.

Dengan demikian, sekresi ion H ⁺ menjamin penyerapan kembali bikarbonat dalam jumlah yang setara dengan natrium.

Di lengkung Henle, sekitar 5% bikarbonat yang disaring diserap kembali, dan di tabung pengumpul, 5% lainnya, juga karena sekresi aktif H ⁺.

Pembentukan asam yang dapat dititrasi

Beberapa asam lemah yang ada dalam plasma disaring dan berfungsi sebagai sistem penyangga dalam urin. Kapasitas penyangga ini disebut "keasaman yang dapat dititrasi". Komponen utama penyangga urin ini adalah HPO4 _{~, yang setelah penambahan ion hidrogen diubah menjadi} ion asam fosfat ^{tersubstitusi ganda (HPO42}₊ H ⁺ = H2PO _~ ), yang memiliki keasaman lebih rendah.

[ 5 ], [ 6 ]

Pembentukan amonia di sel tubulus ginjal

Amonia terbentuk di sel-sel tubulus ginjal selama metabolisme asam keto, terutama glutamin.

Pada pH netral dan terutama pada pH rendah dari cairan tubulus, amonia berdifusi dari sel-sel tubulus ke dalam lumennya, di mana ia bergabung dengan H ⁺ untuk membentuk anion amonium (NH ₃ + H ⁺ = NH ₄⁺ ). Pada cabang asenden lengkung Henle, kation NH ₄⁺ diserap kembali, yang terakumulasi di medula ginjal. Sejumlah kecil anion amonium terdisosiasi menjadi NH dan ion hidrogen, yang diserap kembali. NH ₃ dapat berdifusi ke dalam duktus pengumpul, di mana ia berfungsi sebagai penyangga untuk H ⁺ yang disekresikan oleh bagian nefron ini.

Kemampuan meningkatkan pembentukan NH3 _dan ekskresi NH4 ₊^dianggap sebagai reaksi adaptif utama ginjal terhadap peningkatan keasaman, yang memungkinkan ekskresi ion hidrogen oleh ginjal.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Ketidakseimbangan asam-basa

Dalam berbagai kondisi klinis, konsentrasi ion hidrogen dalam darah dapat menyimpang dari norma. Ada dua reaksi patologis utama yang terkait dengan pelanggaran keseimbangan asam-basa - asidosis dan alkalosis.

Asidosis ditandai dengan pH darah rendah (konsentrasi H ⁺ tinggi ) dan konsentrasi bikarbonat darah rendah;

Alkalosis ditandai dengan pH darah tinggi (konsentrasi H ⁺ rendah ) dan konsentrasi bikarbonat darah tinggi.

Ada varian ketidakseimbangan asam-basa yang sederhana dan campuran. Dalam bentuk primer, atau sederhana, hanya satu ketidakseimbangan yang diamati.

Varian sederhana ketidakseimbangan asam-basa

• Asidosis pernapasan primer. Terkait dengan peningkatan _pa CO2 _.
• Alkalosis respiratorik primer. Terjadi akibat penurunan
• Asidosis metabolik. Disebabkan oleh penurunan konsentrasi HCO3 _~.
• Alkalosis metabolik. Terjadi ketika konsentrasi HCO3 _meningkat.

Seringkali, gangguan-gangguan yang disebutkan di atas dapat terjadi bersamaan pada seorang pasien, dan disebut sebagai campuran. Dalam buku teks ini, kita akan fokus pada bentuk-bentuk metabolik sederhana dari gangguan-gangguan ini.