Encyklopedie

Acidobazický stav organismu je určen koncentrací vodíkových iontů [H⁺] v tělních tekutinách. Vzhledem k jejich nízkým hodnotám je vyjadřována jako pH (pH = –log [H⁺]). Normální pH arteriální krve je 7,40 ± 0,02 ([H⁺]
= 38–42 nmol/l). Rozmezí pH arteriální krve, při kterém je možný život,
je 6,8–7,8 ± 0,1 (10–160 nmol/l). V porovnání s arteriální krví je pH
smíšené venózní krve nižší o 0,02–0,05, intersticiální tekutiny
o 0,03–0,015. Intracelulární pH kolísá v rozmezí 6,0–7,3.

Produkce H⁺

Normální metabolické procesy produkují stále vodíkové ionty.
Koncovým produktem karbohydrátů, tuků a aminokyselin je oxid uhličitý
(CO2), který při reakci s vodou tvoří nestabilní kyselinu uhličitou
(H2CO3). Ta dále disociuje na:

CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃^-

Kyselina uhličitá je ve formě CO₂ vydýchána plícemi (viz níže). Do tělních tekutin je tímto způsobem denně produkováno přibližně 10 000 mmol H⁺.

Menší množství tzv. fixních kyselin vzniká při metabolismu bílkovin
obsahujících síru (kyselina sírová) a při oxidaci bílkovin, tuků
a nukleových kyselin obsahujících fosfor (kyselina fosforečná).
Množství fixních kyselin tvořených za 24 h je závislé na druhu diety,
v průměru je to 500–1000 mmol H+.

Při patologických stavech se v tělních tekutinách mohou hromadit
organické kyseliny tvořené katabolismem tuků a cukrů, které se normálně
rozkládají na CO₂ a H₂O. Např. při hypovolemickém
či jiném cirkulačním šoku se může koncentrace kyseliny mléčné v tkáni
výrazně zvýšit v důsledku nedostatečné tkáňové perfúze a aktivací
anaerobní glykolýzy (laktátová acidóza).

Regulace pH

Udržování úzkého rozmezí pH je životně důležité. Organismus má velmi
účinné regulační mechanismy, kterými se brání změnám pH. Stabilita pH
vnitřního prostředí je zajišťována nárazníkovými systémy, respirační
a renální regulací.

Extra- a intracelulární nárazníkové systémy umožňují rychlé chemické pufrování kyselin a bází. Rozlišujeme dva základní typy:

Bikarbonátový nárazníkový systém má největší význam, protože
koncentrace jeho složek může být měněna podle potřeb organismu účinnými
mechanismy respirace a vylučováním ledvinami. Systém je složen ze slabé
kyseliny uhličité a konjugované báze, bikarbonátu . H₂CO₃ disociuje na H⁺ a HCO₃^- (rovnici viz výše). Jsou-li k roztoku H₂CO₃ přidány ionty H⁺, rovnováha se posunuje doleva a H⁺ ionty jsou z roztoku odnímány. Jsou-li přidány ionty OH^-, vytvářejí spolu s H⁺ vodu a disociuje se další molekula H₂CO₃. H₂CO₃ je v dynamické rovnováze s CO₂ rozpuštěným v krvi a v tělesných tekutinách. Rozpuštěný CO₂ je pak v rovnováze s CO₂ v alveolárním vzduchu, což činí z bikarbonátového nárazníkového systému otevřený systém.

Za fyziologického pH krve 7,4 je poměr koncentrací bikarbonátu sodného a kyseliny uhličité (+ rozpuštěného CO₂) 20 : 1, protože:

Tzv. standardní bikarbonát = koncentrace bikarbonátů v plazmě nasycené kyslíkem, při teplotě 37 °C a při PCO₂
40 torrů (5,32 kPa). Jde o koncentraci bikarbonátů při vyloučení
respiračních vlivů vyjadřující míru alkalické rezervy krve. Normální
hodnoty jsou 21–25 mmol/l. Tzv. aktuální bikarbonát představuje
koncentraci bikarbonátů v 1 litru krve nasycené kyslíkem při aktuálně
naměřeném PCO₂.

Nebikarbonátové nárazníkové systémy:

Celkové množství nárazníkových zásad, které mohou přijímat H⁺
v krvi, se nazývá sdružené nárazníkové báze (buffer base – BB).
Normální hodnoty jsou 46–52 mmol/l krve nasycené kyslíkem. Tzv.
přebytek zásad (base excess – BE) označuje množství zásad, které je
třeba ubrat nebo přidat (u alkalózy nebo acidózy) k 1 litru krve
nasycené kyslíkem při PCO₂ 40 torrů (5,32 kPa), aby se pH vrátilo k normě (tj. 7,4). Normální hodnoty jsou ± 2,3 mmol/l.

Respirační regulace

Periferní (glomus caroticum a oblouk aorty) a centrální (dechová centra) chemoreceptory reagují na změny PCO₂, O₂ a pH krve a míšního moku. Zvýšení PCO₂, event. pokles pH zvyšují plicní ventilaci a naopak. Změny ventilace mohou měnit PCO₂ v alveolech, který je v rovnováze s PCO₂ v arteriální krvi. CO₂ spolu s vodou tvoří kyselinu uhličitou, která částečně disociuje:

CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃^-

Změny alveolárního PCO₂ mění proto rovnováhu rovnice: zvýšení alveolárního PCO₂ (hypoventilace) posunuje reakci zleva doprava, takže dojde ke zvýšení H⁺ a opačně.

Renální regulace

Ledviny se podílejí na udržování acidobazické rovnováhy pomocí
vylučování iontů H+ a pomocí vylučování a reabsorpce bikarbonátů.
V těhotenství je snížen renální práh pro vylučování bikarbonátů.

ABR v těhotenství

Zdravá těhotná žena hyperventiluje ve srovnání s netěhotnou, a to způsobuje snížení PCO₂
a respirační alkalózu. Respirační alkalóza je kompenzována metabolickou
acidózou. Koncentrace plazmatického bikarbonátu se snižuje z 25–26
mmol/l na hodnoty okolo 22 mmol/l, snižuje se i koncentrace sdružených
nárazníkových bází (buffer base). Výsledkem je minimální zvýšení pH.
Zvýšení pH v krvi způsobuje posun disociační křivky hemoglobinu pro
kyslík doleva a zvýšení afinity mateřského hemoglobinu pro kyslík
(Bohrův efekt). Uvolňování kyslíku v mateřské krvi se snižuje.
Hyperventilace způsobující snížení PCO₂ u matky zvýhodňuje transport CO₂
od plodu k matce, ale zdá se, že se zhoršuje uvolňování a transport
kyslíku od matky k plodu. Mírné zvýšení pH mateřské krve v důsledku
transportu CO₂ od plodu k matce stimuluje produkci
2,3-difosfoglycerátu v erytrocytech matky, což má za následek zrušení
Bohrova efektu a posun disociační křivky doprava, a tak je zvýhodněno
uvolňování kyslíku z hemoglobinu matky a transport kyslíku od matky
k plodu.