Sold acido-bazic - FETeV

Reglarea valorii pH-ului în spațiul extracelular (în afara celulei) este reglementată de diferite sisteme tampon. Acest lucru este foarte important, deoarece pH-ul trebuie menținut într-un interval îngust, și anume între 7.36-7.44. Dacă valorile sunt sub această limită, se vorbește despre acidoză sau acidoză. Acest lucru poate provoca probleme grave de sănătate pentru organism. Criteriul decisiv este nivelul concentrației de acid în comparație cu proporția de baze. Raportul dintre dioxidul de carbon (CO2) și bicarbonatul (HCO3-) din fluxul sanguin este utilizat ca parametru.

Dioxidul de carbon este parțial prezent ca acid carbonic ca urmare a reacției cu apa din corp. Acest lucru îi poate elibera ionii de hidrogen, ceea ce îl distinge ca acid. Bicarbonatul este capabil să absoarbă hidrogenul și, prin urmare, se numește bază. Concentrațiile de acizi și baze sunt reglate de diferite sisteme tampon, astfel încât, în condiții fiziologice, dezechilibrele raportului acid-bază sunt imediat echilibrate.

Importanța sistemelor tampon

Soluțiile tampon sunt lichide care își schimbă cu greu valoarea pH-ului în ciuda adăugării de acizi sau baze. Acestea constau din acizi tampon care eliberează protoni (H +) și baze tampon care pot prelua protoni. Sistemele tampon sunt de o importanță crucială pentru organism, deoarece enzimele sunt dependente de pH și multe procese metabolice au loc doar într-un interval îngust de pH.

Tamponul acid carbonic-bicarbonat este cel mai important sistem tampon din corpul uman. Se compune din acid carbonic (H2CO3) ca acid tampon și bicarbonat (HCO3 -) ca bază tampon. Reglarea are loc prin expirarea acidului tampon sub formă de CO2 sau prin excreția renală a bazei tampon HCO 3-.

Acidoza (acidoză): bicarbonatul de bază absoarbe protoni (H +) din mediul înconjurător și devine însuși acid carbonic. Aceasta se descompune în apă și dioxid de carbon, care este expirat. Dacă sunteți prea acid, veți respira mai intens pentru a elimina mai mult dioxid de carbon din organism. Într-o măsură mai mică, protonii pot fi, de asemenea, excretați prin rinichi.

Mediul de bază (alcaloză): acidul carbonic eliberează un proton către ionii hidruri bazici (OH-), care reacționează pentru a forma apă. Aceasta transformă acidul carbonic în bicarbonat, care este excretat într-o măsură mai mare prin rinichi. Respirația mai lentă poate, de asemenea, reține dioxidul de carbon din organism.

Reglarea în sânge

După ce CO2 a fost eliberat din țesut în sânge, acesta este absorbit în principal de eritrocite (celule roșii din sânge) și acolo prin reacția cu apa pentru a forma acid carbonic (H2CO3). Acidul carbonic își poate elibera ionii de hidrogen (H +), ceea ce îl distinge ca acid. Această eliberare de H + duce la formarea de bicarbonat, care apoi părăsește celula sanguină și se deplasează cu fluxul sanguin la plămâni.

HCO3- este capabil să preia un ion hidrogen și, prin urmare, se numește bază. Acest proces este necesar pentru a expira dioxidul de carbon prin plămâni. Bicarbonatul liber este preluat din nou în eritrocite și acolo din nou prin formarea acidului carbonic în dioxid de carbon, care este apoi expirat.

O mică parte a dioxidului de carbon rămâne în eritrocite, mai precis legate de hemoglobină, în timpul transportului către plămâni. Restul moleculelor de dioxid de carbon sunt eliberate, sub formă dizolvată, la destinație.

Deoarece legarea la hemoglobină și conversia la protoni HCO3 sunt produse, un sistem tampon este, de asemenea, necesar în sânge pentru a preveni căderea valorii pH-ului. Hemoglobina joacă un rol major în acest sens. Eliberarea de oxigen în țesut creează dezoxihemoglobina, care absoarbe cu ușurință excesul de ioni de hidrogen. În plămâni, hemoglobina este legată de oxigen, în urma căreia se eliberează ioni de hidrogen. Acest lucru este practic, deoarece ionii de hidrogen sunt necesari aici pentru formarea dioxidului de carbon și a apei. Bicarbonatul, albuminele și fosfatul sunt alte soluții tampon din sânge.

Reglementarea în organe

Pentru a înțelege cum pot apărea diferitele forme de acidoză, este necesar să se explice mecanismele individuale de reglare a echilibrului acido-bazic în organe.

Plămânii

Plămânii reprezintă un sistem de reglare crucial pentru echilibrul acido-bazic. Sunt considerați un sistem tampon deschis care elimină cea mai mare cantitate de acid prin respirație. Dioxidul de carbon este produs în cantități mari atunci când nutrienții sunt metabolizați. Datorită solubilității ridicate a lipidelor pe de o parte și a unui gradient ridicat de concentrație pe de altă parte, eliberarea rapidă de CO2 în aerul exterior este promovată până când aceasta corespunde producției intracelulare de CO2. Ca rezultat, raportul necesar de H2CO3 la HCO3- este menținut și valoarea pH-ului este stabilă.

Rinichi

Cele mai importante două funcții ale rinichilor sunt reabsorbția și producția de bicarbonat și excreția de protoni. Formarea bicarbonatului are loc prin combinația de dioxid de carbon și apă. În primul rând, se produce acid carbonic și, prin despărțirea unui proton, se produce bicarbonat, care este reabsorbit. Protonul este excretat cu urina prin intermediul ionilor tampon (NH3, HPO42-). Pe de altă parte, bicarbonatul care s-a format deja poate absorbi un proton prin formarea acidului carbonic și îl poate transporta la rinichi, unde H + este fie eliberat din nou și legat de alți ioni, fie rămâne pe bicarbonat și este excretat în acest fel. Reabsorbția bicarbonatului este facilitată de diferite mecanisme:

Prezența hormonului angiotensină II
o concentrație crescută de CO2 în sânge
concentrația de bicarbonat în urină și debitul acesteia.

După absorbția în tubul, HCO3- este eliberat în sânge în schimb cu Cl-. Excreția de H + cu urină are loc activ prin intermediul Na/K-ATPaze. ATPazele sunt stimulate direct de angiotensină. Dar există și un mecanism de reglare indirectă care asigură că mai mult H + difuzează în lumen prin schimbarea potențialului membranei.

Pentru ca valoarea pH-ului urinei să nu scadă extrem de mult, protonii sunt legați imediat de ioni tampon, cum ar fi fosfații de hidrogen. Dacă un anumit număr de fosfați de hidrogen este deja saturat cu protoni, se activează un mecanism de rezervă: excreția de amoniu. În acest scop, aminoacidul glutamină prezent în organism este dezaminat în glutamat, care eliberează amoniac și este transformat în ion de amoniu (NH4 +) cu un proton. Această reacție necesită ADP, care este pus la dispoziție de Na/K-ATPaza, sodiul este transportat din celula tubulară în spațiul extracelular și potasiul intră în celulă, eliberând astfel ADP. Rezultă din aceasta: Cu cât este eliberat mai mult NH4 +, cu atât mai mult Na + este reabsorbit de ATPază. Deoarece ionii de amoniu sunt acizi, aceștia sunt excretați cu urina de îndată ce sunt saturați cu dihidrogen fosfați și dezacidificarea cu hidrogen fosfat nu mai este posibilă. Un exces de NH4 + poate indica, prin urmare, acidoză sistemică.

ficat

Acest organ produce acizi și baze, dar le poate converti și ele. Acest lucru face ca ficatul să fie cel mai important regulator al echilibrului acido-bazic. Unele procese importante sunt explicate aici:

Sinteza proteinei

Albumina este cea mai produsă și este un tampon acid important care leagă dioxidul de carbon și protonii de îndată ce există un exces de aceste substanțe. Proteina în sine este ușor acidă.

Oxidarea substratului

Oxidarea substratului necesită 1/5 din necesarul zilnic total de oxigen pentru producția de CO 2. La persoanele sănătoase, carbohidrații și grăsimile sunt complet descompuse în CO2. Cu toate acestea, o boală a ficatului care influențează într-un anumit mod această descompunere poate provoca acidoză metabolică (vezi: acidoză metabolică.) În funcție de caracteristicile acestora, aminoacizii fie determină acidificarea țesutului, ceea ce este cazul aminoacizilor de bază, cum ar fi arginina, lizina și histidina. sau alcalinizare, cum ar fi prin descompunerea acidului glutamic și acid aspartic. Deoarece aici se produc în mod normal mai mulți acizi decât baze, acest lucru duce la conținutul zilnic al substanțelor care trebuie eliminate.

Metabolismul amoniului

Deoarece excesul de aminoacizi nu poate fi depozitat, aceștia trebuie transformați, defalcați sau excretați. În acest proces, se formează ionul de amoniu, care este canalizat în principal din corp prin intermediul ciclului ureei, în cantități mici, de asemenea, prin ciclul glutamat. (Aminoacizii sunt defalcați în alfa-cetoacizi, în același timp alfa-cetoglutaratul este transformat în glutamat prin transferarea grupei amino care a fost eliberată în prima reacție.) Deoarece ciclul ureei necesită bicarbonat, această cale este înlocuită de formarea glutaminei în acidoză metabolică.

Sistemul osos

Cea mai mare stocare de minerale constă în 2/3 hidroxiapatită anorganică (Ca 10 [PO4] 6 [OH] 2) și 1/3 din material organic. Primul reprezintă un sistem tampon de acid mare, deoarece suprafața sa activă în substanța osoasă este mult crescută prin formarea de cristale foarte mici. În plus, fosfatul și gruparea hidroxil din hidroxiapatită pot fi înlocuite cu carbonat, ceea ce mărește foarte mult rezerva de bicarbonat din organism.

Compensație pentru acidoză acută: excesul de protoni circulanți este schimbat cu cationi depozitați, cum ar fi sodiu, potasiu și o parte din calciu. Se pot mobiliza și molecule întregi din coaja de hidrat a hidroxiapatitei, Na/KHCO3- și Na/KHPO4.

Compensarea acidozei metabolice cronice: creșterea activității osteoclastelor. Aceasta este promovată de hormoni precum hormonul paratiroidian și vitamina D3 și stimulată de o valoare acidă a pH-ului.

Sistem digestiv

Viteza și cantitatea de digestie depind de echilibrul acido-bazic. Enzimele necesare aici necesită o anumită valoare a pH-ului pentru a putea acționa corect. Un mediu de bază este necesar pentru descompunerea carbohidraților și a grăsimilor, în timp ce proteinele preferă un raport acid.

stomac

Pentru a menține aciditatea extremă în stomac, este necesar un conținut ridicat de protoni. Aceasta este controlată de celulele parietale (celule secretoare ale stomacului), sunt necesare dioxidul de carbon din ciclul citratului mitocondrial și H/K-ATPaza. Prin intermediul pompei, potasiul secretat anterior ca KCl este adus înapoi în celule și eliberat în schimbul H +. Acest ion hidrogen poate fi pus la dispoziție de acidul carbonic creat din apă și dioxid de carbon. Aceasta lasă bicarbonatul, care este legat de sodiu și intră în sânge. Aceasta crește valoarea pH-ului din sânge și, astfel, capacitatea tamponului. Acest lucru corespunde procesului după masă. Acest bicarbonat circulant este necesar de celelalte organe digestive pentru a dezacidifica pH-ul chimului, care creează din nou acid carbonic. Acesta este apoi deshidratat și după ce este absorbit în fluxul sanguin, este expirat prin plămâni.

Funcția acidului din stomac este, printre altele, activarea enzimei pepsină, care devine activă doar la un pH foarte scăzut și asigură descompunerea proteinelor. Conținutul acidificat al stomacului are, de asemenea, un efect antiseptic, astfel încât niciun germen străin să nu poată pătrunde în organism în cursul digestiei. Datorită acestui strat acid, nu este posibilă resorbția, deoarece membrana mucoasă este acoperită cu un strat protector de protecție.

Intestinul subtire

Această secțiune a tractului digestiv este locul în care predomină condițiile alcaline. Motivul pentru aceasta provine din faptul că acizii biliari și sucul pancreatic au un conținut ridicat de HCO3-. Aceste sucuri asigură faptul că alimentele sunt împărțite în particule mici care permit absorbția nutrienților.

Intestinul gros

Bacteriile din această secțiune fac mediul ușor acid. Acestea utilizează componentele alimentare nedigerabile. În plus, conținutul intestinal este îngroșat aici.

Efectul dietei

Când carbohidrații și grăsimile sunt complet descompuse, se produc apă și dioxid de carbon, care sunt expirate și, prin urmare, au doar o influență marginală asupra echilibrului acido-bazic. Cu toate acestea, în cazul bolilor de organe sau al anumitor situații metabolice, acești nutrienți sunt doar parțial defalcați și se acumulează acizi care nu pot fi defalcați. Când proteinele sau aminoacizii sunt metabolizați, totuși, se produc întotdeauna acizi și baze care trebuie eliminate. De remarcat în mod special sunt aminoacizii cu conținut de sulf cisteină și metionină, a căror defalcare are ca rezultat ioni de sulfat și H + -. Acestea trebuie transportate în afara organismului prin intermediul sistemelor tampon existente. Dacă organismul nu mai poate descompune excesul de acizi, aceștia rămân în corp și provoacă o schimbare a valorii pH-ului (acidoză/acidoză).

Circumstanțele care pot duce la degradarea insuficientă a nutrienților sau la excreția insuficientă sunt explicate mai jos.

Acidoza metabolică

Acest termen înseamnă un dezechilibru între acizi și baze, care are ca rezultat creșterea concentrațiilor relative de acid. Această formă de acidoză este metabolică. Principalele cauze pot fi defalcate în diferite moduri.

La o Acidoza adițională dacă se formează sau se absorb prea mulți acizi, aceștia se acumulează în organism. Motivele pentru aceasta includ

dezvoltarea cetoacidozei (datorită diabetului zaharat, foametei, alcoolului, febrei, hipermetabolismului, anumitor boli metabolice)
dezvoltarea acidozei lactice (datorită hipoxiei, intervențiilor chirurgicale, bolilor neurologice, cirozei hepatice)
stres
Intoxicații (din acid salicilic, clorură de amoniu, alcool metilic, glicol)
Poluanți de mediu
fermentație intestinală excesivă
Ingerarea prin alimente

Pierderea acidozei se caracterizează printr-un conținut redus de bază, care este cauzat de pierderea crescută sau producția insuficientă (diaree, obstrucție intestinală, inflamație intestinală, fistule intestinale, bilă, pancreas, excreție redusă de bicarbonat a celulelor parietale)

La o Retenție sau acidoză renală este excreția insuficientă a ionilor H + din cauza funcției renale afectate.

Un exces de potasiu extracelular face ca potasiul să curgă în celule, după care ionii de hidrogen sunt eliberați și, în cele din urmă, intră în sânge. Apoi vorbim de unul Acidoza distributivă sau hiperkalemică.

A Acidoza de diluare apare ca urmare a scăderii conținutului de HCO3- printr-un aport excesiv de soluții neutre.

A Acidoza transfuzională la rândul său, poate apărea printr-o transfuzie de sânge cu celule roșii din sânge.

Respirația Kussmaul pentru a crește excreția de CO2
reabsorbție crescută a bicarbonatului renal
ciclu îmbunătățit de glutamat
ciclu inferior al ureei

Pe termen mai lung, poate apărea și pierderea osoasă, deoarece aici pot fi mobilizate rezerve alcaline mari.

Acidoza respiratorie

Acidoza respiratorie apare rar deoarece, atunci când nivelul acidului carbonic este crescut, acesta este pur și simplu expirat. Boli pulmonare sau toracice grave, otrăviri, ventilare afectată, fapte criminale sau accidente pot duce la această formă de acidoză.

Absorbția CO2 în celule
Formarea acidului carbonic, care trebuie neutralizat din nou (toate substanțele sunt utilizate pentru acest lucru)
reabsorbție crescută a bicarbonatului în rinichi
eliminarea crescută a clorurii
metabolismul amoniului este reglat în principal prin calea glutamatului, în timp ce ciclul ureei este în mare parte oprit

Opiniile diferă cu privire la rolul dietei în dezvoltarea acidozei. Deoarece urina este protejată împotriva supraacidificării de către rinichi, nivelurile de acid deviante din acest lichid nu furnizează nicio informație despre încărcătura efectivă de acid din organism. Cu toate acestea, acest parametru este utilizat pe scară largă atunci când vorbim despre alimentele acide. O variabilă mai sensibilă este sângele, unde abaterile pot fi înregistrate direct. În plus, acești factori trebuie luați în considerare:

compoziția chimică a alimentelor (Mg, Ca, P, Na, Cl, conținut de proteine)
rata diferită de absorbție a diferiților nutrienți

În general, se poate spune că o dietă echilibrată nu poate provoca acidoză la persoanele sănătoase. Cu toate acestea, în anumite boli ale organelor care reglează echilibrul acido-bazic, un exces de acizi nu mai poate fi tamponat. O dietă acidogenă pune mai multă presiune asupra organismului. Pentru aceste persoane este util să știe care alimente sunt considerate bazice și care sunt acide. Următorul tabel ar trebui să prezinte cele mai importante grupuri alimentare și apartenența lor:

Constructori de acizi și baze printre alimente
Generator de acid	Constructor de bază
alimente de origine animală (carne, produse lactate, ouă, pește)	Cartofi
produse din cereale integrale	legume
Băuturi cola	Ierburi
fructe
Apă minerală necarbonatată

Cantitatea de aport joacă un rol crucial aici. Alimentele care formează acid trebuie, de asemenea, consumate în conformitate cu recomandările actuale. Acestea furnizează organismului substanțe esențiale care nu sunt sau sunt insuficient disponibile în alte alimente.