1 ΔΙΑΤΡΟΦΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ-Ι ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ 3 Η ΟΜΟΙΟΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΟΞΕΟΒΑΣΙΚΗΣ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ

2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ

3 ΤΟ pH Το pΗ αντιπροσωπεύει τον αρνητικό λογάριθμο της συγκέντρωσης ιόντων Η+ (pΗ = -log [H+]). Το φυσιολογικό pΗ του αρτηριακού αίματος είναι 7,40 (7,38-7,42) και αυτό το pΗ αντιστοιχεί σε συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου ≈ 40 nano-mol/L. Το pΗ διατηρείται σταθερό παρά το γεγονός ότι ποσότητες οξέων και βάσεων προστίθενται καθημερινά στον εξωκυττάριο όγκο υγρών.

4 ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΗΣ [Η+] (για τα ένζυμα)

5 Θεωρία των Brønsted και Lowry (1923) Πλεονέκτημά της: μια ουσία μπορεί να δρα άλλοτε ως οξύ και άλλοτε ως βάση ανάλογα με ποιάν ουσία αντιδρά κάθε φορά.

6

7

8

9 ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ pH Αυτό επιτυγχάνεται με τρεις φυσιολογικούς μηχανισμούς: α) τη δέσμευση των Η+ από τα εξωκυττάρια και ενδοκυττάρια ρυθμιστικά συστήματα του οργανισμού, β) τον έλεγχο της μερικής πίεσης του CO 2 στο αίμα με μεταβολή του ρυθμού αναπνοής, γ) τον έλεγχο της συγκέντρωσης των διττανθρακικών στο πλάσμα με μεταβολή του ρυθμού απέκκρισης των Η+ από τους νεφρούς.

10

11 κυρίως ΟΞΕΑ ΠΟΥ ΠΑΡΑΓΩΝΤΑΙ ΣΤΟ ΣΩΜΑ: ΚΑΡΒΟΝΙΚΑ ΟΞΕΑ, ΓΑΛΑΚΤΙΚΟ ΟΞΥ, ΚΕΤΟΞΕΑ, ΜΗ-ΚΑΡΒΟΝΙΚΑ ΟΞΕΑ

12 ΑΠΟΒΟΛΗ ΜΕΤΑΒΟΛΙΤΩΝ Ο μεταβολισμός των υδατανθράκων και των λιπών οδηγεί στην ημερήσια παραγωγή mmol/L CO 2, ενώ από το μεταβολισμό των πρωτεϊνών παράγονται ημερησίως mEq H+. Η αποφυγή της συσσώρευσής τους στον οργανισμό επιτυγχάνεται με την αποβολή του CO 2 με την αναπνοή και με την απέκκριση ή και εξουδετέρωση των Η+ από τους νεφρούς.

13 Βιολογικός ρόλος του CO 2 Το διοξείδιο του άνθρακα είναι τελικό προϊόν του μεταβολισμού των οργανισμών που παίρνουν την ενέργειά τους από τη διάσπαση παρουσία οξυγόνου, των σακχάρων, των λιπών και των αμινοξέων δια μέσου μιας διαδικασίας που είναι γνωστή ως «κυτταρική αναπνοή». Tο διοξείδιο του άνθρακα μεταφέρεται με το αίμα από τους ιστούς του σώματος στους πνεύμονες, από όπου και εκπνέεται.

14 ΔΙΤΤΑΝΘΡΑΚΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

15 To CO 2 στην ανθρώπινη φυσιολογία Τo CO 2 μεταφέρεται στο αίμα με τρεις διαφορετικούς τρόπους. (Τα ακριβή ποσοστά διαφέρουν ανάλογα με το αν το αίμα είναι φλεβικό ή αρτηριακό) : Το μεγαλύτερο μέρος του CO 2 (περίπου 70% - 80%), μετατρέπεται (καρβονική ανυδράση) σε όξινα ανθρακικά ιόντα (HCO 3 - ) με την αντίδραση : CO 2 + H 2 O ⇄ H 2 CO 3 ⇄ H+ + HCO 3 - Ποσοστό 5% - 10% διαλύεται στο πλάσμα, Ποσοστό 4% - 10% είναι συνδεδεμένο με την αιμοσφαιρίνη (κάπνισμα ↑ από 4% σε ≈ 8%).

16 ΚΑΡΒΟΝΙΚΗ ΑΝΥΔΡΑΣΗ ΚΑΙ ΕΡΥΘΡΑ ΑΙΜΟΣΦΑΙΡΙΑ, ΙΣΤΟΙ

17 ΚΑΡΒΟΝΙΚΗ ΑΝΥΔΡΑΣΗ ΚΑΙ ΕΡΥΘΡΑ ΑΙΜΟΣΦΑΙΡΙΑ, ΠΝΕΥΜΟΝΕΣ

18

19 Το πιο σημαντικό ρυθμιστικό σύστημα είναι τα διττανθρακικά (HCO 3 -) που θεωρούνται η αλκαλική παρακαταθήκη του οργανισμού.

20 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ HENDERSON- HASSELMBLACH ΣΤΗΝ ΠΡΑΞΗ pK = 6,1

21

22

23 Α) ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΑ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Η δέσμευση των Η+ στον εξωκυττάριο χώρο γίνεται κυρίως από το σύστημα των διττανθρακικών Η+ + -HCO 3 → H 2 CO 3 → CO 2 + H 2 O Η αντίδραση αυτή έχει ως συνέπεια την εξουδετέρωση των Η+ μέσω παραγωγής CO 2 το οποίο αποβάλλεται με την αναπνοή. Παράλληλα όμως γίνεται κατανάλωση διττανθρακικών ιόντων τα οποία θα πρέπει να αναπληρωθούν. Η λειτουργία αυτή γίνεται στους νεφρούς.

24 Β) ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΙΑ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ενδοκυττάριες πρωτεΐνες και φωσφορικά άλατα. Η συμμετοχή τους συνίσταται στην εξουδετέρωση του όξινου φορτίου με την είσοδο Η+ από τον εξωκυττάριο στον ενδοκυττάριο χώρο και την έξοδο καλίου. Για το λόγο αυτό στη μεταβολική οξέωση το κάλιο του ορού είναι συνήθως αυξημένο και στη μεταβολική αλκάλωση μειωμένο. Αιμοσφαιρίνη (στα ερυθροκύτταρα). Η είσοδος των Η+ εντός των ερυθροκυττάρων ακολουθείται από σύνδεση με την αιμοσφαιρίνη (Hb) και τη δημιουργία HHb: Η+ + Hbֿ ↔ HHb

25 Η ΙΣΤΙΔΙΝΗ ΤΗΣ ΑΙΜΟΣΦΑΙΡΙΝΗΣ

26 ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΩΝ ΦΩΣΦΟΡΙΚΩΝ (ΠΕΡΙ ΤΟ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΟ pH)

27 ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ

28 ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Το αναπνευστικό σύστημα συμμετέχει στη διατήρηση της οξεοβασικής ισορροπίας με μεταβολή του ρυθμού της αναπνοής. Σε καταστάσεις μεταβολικής οξέωσης η δέσμευση των υδρογονοκατιόντων από διττανθρακικά οδηγεί σε παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα: Η+ + -HCO 3 → H 2 CO 3 → CO 2 + H 2 O Ανάλωση -HCO 3 με αποτέλεσμα την αύξηση του ρυθμού της αναπνοής (υπέρπνοια).

29 ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Η μείωση της συγκέντρωσης των HCO 3 - ακολουθείται από μείωση μερικής πίεσης του CO 2 (ΡCO 2 ) (συντήρηση -HCO 3 ) με σκοπό τη διατήρηση του pΗ στα φυσιολογικά όρια (pΗ 7,38 – 7,42). Αντίθετα, σε μεταβολική αλκάλωση όπου υπάρχει αύξηση της συγκέντρωσης διττανθρακικών ο ρυθμός της αναπνοής επιβραδύνεται με σκοπό την αύξηση της ΡCO 2 και συντήρηση Η+ προς αντιρρόπηση της διαταραχής (διατήρηση του φυσιολογικού pΗ).

30 ΝΕΦΡΟΙ Οι νεφροί παίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της οξεοβασικής ισορροπίας του οργανισμού. Στους νεφρούς γίνεται επαναρρόφηση μεγάλης ποσότητας διττανθρακικών με αποτέλεσμα την αύξηση της συγκέντρωσής τους στην κυκλοφορία και την «αναγέννηση» του ρυθμιστικού συστήματος των διττανθρακικών.

31 ΣΗΜΑΣΙΑ ΝΕΦΡΩΝ ΣΤΗΝ ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΟΥ pH

32 ΕΠΑΝΑΡΡΟΦΗΣΗ HCO 3 - ΣΤΑ ΤΜΗΜΑΤΑ ΤΩΝ ΝΕΦΡΙΚΩΝ ΣΩΛΗΝΑΡΙΩΝ

33

34 ΗΠΑΡ ΚΑΙ ΟΞΕΟΒΑΣΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ-Ι

35 ΗΠΑΡ ΚΑΙ ΟΞΕΟΒΑΣΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ-ΙΙ

36 ΑΠΟΚΛΙΣΕΙΣ Ο/Β ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ

37 ΚΑΤΑΝΟΗΣΗ ΤΗΣ ΟΞΕΩΣΗΣ ΩΣ ΠΤΩΣΗΣ ΤΟΥ pH ΚΑΙ ΤΗΣ ΑΛΚΑΛΩΣΗΣ ΩΣ ΑΥΞΗΣΗΣ ΤΟΥ pH ΤΟΥ ΑΙΜΑΤΟΣ, ΜΕΣΩ ΤΟΥ ΠΑΡΑΠΑΝΩ ΚΛΑΣΜΑΤΟΣ

38 ΟΙ ΑΠΟΚΛΙΣΕΙΣ ΚΑΙ Ο ΛΟΓΟΣ HCO 3 - / PCO 2

39

40 Μεταβολική – αναπνευστική οξέωση ή αλκάλωση Η μεταβολική οξέωση ή αλκάλωση αντιστοιχούν σε αυξομειώσεις της συγκέντρωσης (-HCO 3 ) στο αίμα. Στη μεταβολική οξέωση αντιδρούμε μα ταχύπνοια για αποβολή Η+ ενώ στη μεταβολική αλκάλωση με βραδύπνοια για συντήρηση Η+ και αύξηση της PaCO 2. Στις αναπνευστικές νόσους η ταχύπνοια ή η βραδύπνοια προκύπτουν κυρίως λόγω της ιδιαίτερης παθοφυσιολογίας της κάθε νόσου.

41 ΟΙ ΑΠΟΚΛΙΣΕΙΣ ΚΑΙ Ο ΛΟΓΟΣ HCO 3 - / PCO 2

42

43 Με βάση το χάσμα ανιόντων οι ΜΟ διακρίνονται σ’ αυτές με φυσιολογικό και με αυξημένο ΧΑ

44 Χάσμα ανιόντων Έτσι, αφού στο πλάσμα ο αριθμός ανιόντων είναι ίσος με τον αριθμό των κατιόντων, μπορεί να διαφορο-διαγνωσθεί αν η μεταβολική οξέωση προκλήθηκε από αυξημένα οξέα ή από απώλεια HCO3-, προσδιορίζοντας το χάσμα ανιόντων ΛΟΓΩ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΗΣ ΑΥΞΗΣΗΣ –HCO 3 ΠΡΟΣ ΕΞΟΥΔΕΤΕΡΩΣΗ ΤΟΥ ΑΝΤΙΡΟΠΗΣΗ ΜΕΣΩ ΑΥΞΗΣΗΣ ΧΛΩΡΙΟΝΤΩΝ

45

46 Χάσμα ανιόντων Αυξημένο χάσμα ανιόντων θέτει διάγνωση μεταβολικής οξέωσης, βέβαιης αν >30 mEq/L. Χάσμα ανιόντων μεταξύ mEq/L οφείλεται πιθανώς μεταβολική οξέωση. Αυξημένο χάσμα ανιόντων προκαλεί η γαλακτική οξέωση, η κετοξέωση, η νεφρική ανεπάρκεια, η δηλητηρίαση από μεθανόλη, από σαλικυλικά κ.λπ. Δεν αυξάνουν το χάσμα ανιόντων οι γαστρεντερικές απώλειες HCO 3 - (π.χ. διάρροιες), οι νεφρικές απώλειες HCO 3 - (π.χ. νεφροσωληναριακή οξέωση τύπου ΙΙ), η χορήγηση NH 4 Cl για οξύνιση του ούρου, σε ηπατική νέκρωση) κ.λπ.

47

48

49

50

51 ΓΑΛΑΚΤΙΚΗ ΟΞΕΩΣΗ

52

53 ΣΥΧΝΑ ΑΙΤΙΑ ΓΑΛΑΚΤΙΚΗΣ ΟΞΕΩΣΗΣ ΣΟΚ ΚΑΡΔΙΑΚΗ ΑΝΕΠΑΡΚΕΙΑ ΣΑΚΧΑΡΩΔΗΣ ΔΙΑΒΗΤΗΣ ΗΠΑΤΙΚΗ ΑΝΕΠΑΡΚΕΙΑ ΝΕΟΠΛΑΣΜΑΤΑ ΣΗΨΗ ΣΠΑΣΜΟΙ ΕΠΙΛΗΨΙΑ ΦΑΡΜΑΚΑ D-ΓΑΛΑΚΤΙΚΑ

54 D-γαλακτικά, γιαούρτι

55 ΔΙΑΒΗΤΙΚΗ ΚΕΤΟΞΕΩΣΗ Οι κετόνες είναι τα οξέα ή οι τοξίνες που παράγονται όταν το σάκχαρο στο αίμα αυξάνεται κατά την απουσία ινσουλίνης. Μεγάλες ποσότητες κετόνων στο αίμα επιφέρουν διαβητική κετοξέωση. Η ΔΙΑΒΗΤΙΚΗ ΚΕΤΟΞΕΩΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΙ ΕΚΤΑΚΤΗ ΙΑΤΡΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ εάν οι κετόνες είναι σε μέτρια επίπεδα και το σάκχαρο στο αίμα υψηλότερο από 240 mg/dL (13,3 mmol/L). Η κετοξέωση επέρχεται συχνότερα σε ασθενείς με Διαβήτη 1. Σπάνια αποτελεί πρόβλημα για ανθρώπους με Διαβήτη 2 που παράγουν ποσότητα ινσουλίνης.

56 ΔΙΑΒΗΤΙΚΗ ΚΕΤΟΞΕΩΣΗ

57 ΔΙΑΒΗΤΙΚΗ ΚΕΤΟΞΕΩΣΗ

58 Συγκέντρωση κετονοσωμάτων στο αίμα ΚΙΝΔΥΝΟΣ

59 ΔΙΑΒΗΤΙΚΗ ΚΕΤΟΞΕΩΣΗ Συμπτώματα Διαβητικής Κετοξέωσης Υψηλά επίπεδα σακχάρου στο αίμα (>240 mg/dL [> 13,3 mmol/L]). Κετόνες στα ούρα. Πολυδιψία και πολυουρία. Ναυτία, εμετοί και / ή στομαχόπονος. Αλλαγές ή δυσκολία στην αναπνοή. Όξινη μυρωδιά ή μυρωδιά φρούτων στην αναπνοή. Εξάψεις. Αφυδάτωση. Κόπωση. Λιποθυμία.

60 ΔΙΑΒΗΤΙΚΗ ΚΕΤΟΞΕΩΣΗ: ΟΔΗΓΙΕΣ Πώς να Προλάβετε τη Διαβητική Κετοξέωση Παίρνετε πάντα την ινσουλίνη σας, ακόμα και όταν δεν μπορείτε να φάτε. Ελέγχετε το σάκχαρο στο αίμα σας τουλάχιστον μία (1) φορά την ημέρα, κατά προτίμηση περισσότερες από μία (1) φορές. Καταγράφετε τις χρονικές στιγμές των μετρήσεων και τα επίπεδα γλυκόζης. Ελέγχετε τα ούρα σας για κετόνες όποτε το σάκχαρο στο αίμα σας είναι υψηλότερο από 240 mg/dL (13,3 mmol/L) ή αισθάνεστε αδιάθετοι. Καλέστε το γιατρό σας όταν έχετε κετόνες και αυξημένο σάκχαρο στο αίμα. Η κετοξέωση μπορεί να επέλθει ταχύτατα, αλλά είναι αποτρέψιμη.