Sự dịch chuyển ion hydro (H+): cân tương tự số ion khác thể ví dụ như: phải có cân lượng ion H+ tạo ion H+ thải loại từ thể để đảm bảo cân kiềm toan Giống ion khác, thận quan đóng vai trò quan trọng việc điều hòa việc loại bỏ ion H+ khỏi Tuy nhiên việc điều chỉnh lượng ion H+ dịch ngoại CHƯƠNG bào nhiều lượng ion H+ đào thải thận nhiều chế đệm acid-base máu, tế bào, phổi cần thiết trì nồng độ bình thường ion H+ dịch ngoại bào nội bào Trong chương xem xét chế khác điều hòa nồng độ ion H+ đặc biệt trọng kiểm sóat lượng ion H+ mà thận tiết tái hấp thu, sản xuấ tiết ion bicarbonate (HCO3-) Mọt thành phần quan trọng hệ thống đệm acid-base dịch thể CÁC YẾU TỐ CHÍNH ẢNH HƯỞNG ĐẾN NỒNG ĐỘ H+ TRONG CƠ THỂ Nồng độ H+ định hoạt động hầu hết loại enzyme thể Do thay đổi nồng độ H+ thể hoạt động chức tế bào quan thể So với ion khác, nồng độ ion H+ chất dịch thể bình thường giữu mức thấp ví dụ: nồng độ ion Na+ dịch ngoại bào (142mEq/L) lớn khoảng 3,5triệu lần nồng độ bình thường ion H+( số trung bình 0.00004mEq/L) quan không kém,sự thay đổi nồng độ ion H+ bình thường dịch ngoại bào khoảng 1000000 triệu nồng độ ion Na+ bình thường bị biến đổi vậy, độ xác ion H+ cao có vai trò quan trọng đến chức tế bào ĐỊNH NGHĨA VÀ Ý NGHĨA CỦA ACID-BASE Ion H+ proton tự có nguồn gốc từ môt nguyên tử hydro Các phân tử có chứa nguyên tử hydro giải phòng ion H+ sau phản ứng sinh hóa ví dụ acid Ví dụ acid hydrochloric (HCl) hòa tan nước tạo thành ion H+ Cl- Tương tự vậy, acid carbonic (H2CO3) ion hóa nước để tạo thành H+ HCO3- Một base ion phân tử nhận ion H+ ví dụ HCO3- ion base kết hợp với ion H+ để tạo thành H2CO3 Tương tự HPO4—là base nhận H+ đẻ tạo thành H2PO4- Các protein thể có chức base số acidamin tạo nên protein có điện tích âm có khả nhận H+ hemoglobin tế bào máu protein tế bào khác thể base quan trọng thể Thuật ngữ base kiềm từ đồng nghĩa Chất kiềm phân tử hình thành kết hợp nhiều phân tử kiềm Na, K, Li, v.v… với ion base ví dụ ion OH- Các base phản ứng nhanh với ion H+ để nhanh chóng lập lại cân nội môi Tương tự, chất kiềm phản ứng thể loại bỏ ion H+ dư dịch cơBẰNG thể, chống lại việc sản xuất 31thừa – THĂNG KIỀM TOAN nhiều H+, có tình trạng nhiễm toan Căn xác định acid mạnh-yếu Một acid mạnh chất nhanh chóng phân ly thành lượng lớn ion H+ dung dịch Ví dụ HCl Acid yếu có khả phân ly ion H+ khả hoạt động yếu ví dụ H2CO3 Một base mạnh chất phản ứng nhanh mạnh với H+ nhanh chóng loại bỏ ion H+ khỏi dung dịch Ví dụ OH- phản ứng với H+ để tạo thành H2O base yếu điểm hình HCO3- phản ứng với H+ mạnh với OH- Hầu hết acid base dịch ngoại bào acid yếu base yếu tìm hiểu chất quan trọng acid carbonic H2CO3 ion HCO3- Nồng độ ion H+ bình thường, thay đổi pH thể bị nhiễm toan nhiễm kiềm Nồng độ H+ máu thường kiểm soát chặt chẽ trì quanh giá trị trung bình khoảng 0.00004 mEq/L (40 nEq/l) Biến đổi bình thường khoảng 3-5 nEq/L điều kiện khắc nghiệt nồng độ ion H+ nằm khoảng 10-160 nEq/L mà không gây chết Bởi nồng độ H+ bình thường thấp số nhỏ nên người ta biểu thị pH thành số theo hàm logarit Mối liên hệ nồng độ ion H+ pH thể thể qua công thức sau: pH = log (1/[H+]) = - log [H+ ] ví dụ bình thường nồng độ H+ 40nEq/L ( 0.00000004 Eq/L) pH bình thường là: pH = - log[0.00000004] pH = 7.4 Từ công thức thấy pH tỷ lệ nghịch với nồng độ H+ , nồng độ H+ cao pH nhỏ nồng độ H+ thấp pH lớn Độ pH bình thường máu động mạch 7.4 pH máu tĩnh mạch dịch kẽ 7.35 lường carbon dioxid (CO2) sinh từ mô vào hòa tan dung dịch taoh thành H2CO3 (bảng 31-1) Vì bình thường độ pH máu động mạch 7.4, người coi bị nhiễm toan độ pH giảm xuống mức 7.4 coi nhiễm kiềm độ pH tăng 7.4 giới hạn độ pH mà người tồn khoảng vài 6.8 giới hạn độ pH khoảng 8.0 pH nội bào thường thấp so với pH huyết tương trao đổi chất tế bào tạo acid đặc biệt acid H2CO3 Độ pH dịch nội bào ước tính khoảng 6.0-7.4 thiếu O2 mô máu lưu thông đến mô gây tích tụ acid gây giảm pH nội bào Độ pH nước tiểu dao động khoảng 4.5-8.0 tùy thuộc tình trang cân acid-base dịch ngoại bào Như biết, thận đống vai trò quan trọng việc điều hòa nồng độ H+ nhờ trình tiết acid hay base ông thận chế điều hòa cân acid-base thể Bảng 31-1 pH nồng độ ion H+ mô thể Ví dụ, 1H+ tự kết hợp với chất đệm để tạo thành acid yếu ( đệm H) sau acid có khả phân ly để giải phòng H+ chất đệm ban đầu nồng độ H+ tăng lên cân phản ứng dịch chuyển sang phải có ngày nhiều H+ liên kết với hệ thống đệm miễn chất đệm có sẵn ngược lại, nồng độ H+ giảm, phản ứng dịch chuyển sang trái H+ giải phóng từ hệ thống đệm chế này, nồng độ H+ dịch thể giữ mức ổn định Ví dụ điển hình dịch thể có tính acid dịch vị dày HCl (được tiết từ tế bào thành dày), nhắc đến kì chương 65 Nồng độ H+ tế bào thành gấp khoảng triệu lần so với nồng độ ion H+ máu ( pH = 0.8) phần lại chương tập trung tới trình điều hòa nồng độ ion H+ dịch ngoại bào CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA NỒNG ĐỘ H+: HỆ THỐNG ĐỆM, PHỔI, THẬN Ba hệ thống điều hòa nồng độ H+ chất dịch thể ngăn ngừa nhiễm toan nhiễm kiềm: (1) hệ thống đệm acid-base dịch thể, chất đệm kết hợp với acid base để ngăn chặn thay đổi lớn nồng độ H+; (2) quan hô hấp nơi đào thải CO2 từ dịch ngoại bào khỏi ( H2CO3).; (3) thận, quan tiết acid kiềm qua nước tiểu nhờ điều hòa nồng độ H+ dịch thể mức độ bình thường, không nhiễm toan nhiễm kiềm Khi có thay đổi nồng độ H+, hệ thống đệm dịch thể phản ứng vòng vài giây để giảm thiểu thay đổi Hệ thống đệm loại bỏ H+ thêm H+ cho thể có khả gắn với acid base để tái lập trạng thái cân thể Cơ chế điều hòa thứ hai hệ thống hô hấp, hoạt động vòng vài phút để loại bỏ CO2 qua loại bỏ H2CO3 khỏi thể Hai chế giữ cho nồng độ H+ không biến đổi nhiều chế thứ khởi động thận thận loại bỏ acid base dư thừa khỏi thể Mặc dù đáp ứng thận tương đói chậm so với chế điều hòa khác, đến vài ngày, chế điều hòa mạnh CÁC HỆ THỐNG ĐÊM H+ TRONG DỊCH CƠ THỂ Bất kì hệ thống đệm phản ứng với H+ có tính thuận nghịch Dạng tổng quát phản ứng đệm : Buffer + H ↔ H Buffer Tầm quan trọng hệ thống đệm thể rõ nồng độ H+ thấp dịch thể lượng tương đối lớn acid sản xuất thể Ví dụ 80 mEq ion H+ đưa vào thể qua thức ăn thể sản xuất trính troa đổi chất nồng độ bình thường khoảng 0.00004 mEq/L hệ thống đệm việc tiêu hóa thức ăn hang ngày acid sinh trình trao đổi chất gây thay đổi lớn nồng độ H+ thể Hệ thống đệm quan trọng dịch thể hệ thống đệm bicarbonate HỆ THỐNG ĐỆM BICARBONATE Hệ thống bicarbonate đệm bao gồm hai thành phần: (1) axit yếu, H2CO3, (2) muối bicarbonate, chẳng hạn natri bicarbonate (NaHCO3) H2CO3 hình thành thể phản ứng CO2 với H2O Phản ứng chậm, phần cực nhỏ H2CO3 hình thành, trừ có thêm enzym anhydrase carbonic Enzyme đặc biệt phong phú thành phế nang phổi, nơi CO2 phát hành; anhydrase có mặt tế bào biểu mô thận ống, nơi CO2 phản ứng với H2O tạo thành H2CO3 H2CO3 ion hóa yếu để tạo thành lượng nhỏ H + HCO3- Hợp phần thứ hai hệ thống, muối bicarbonate, chủ yếu NaHCO3 ngoại bào chất lỏng NaHCO3 ion hóa gần hoàn toàn để tạo thành HCO3- Na + , sau: lượng, nồng độ H + HCO3 - tỷ lệ thuận với nồng độ H2CO3 Bây giờ, đưa toàn hệ thống với nhau, có tiếp theo: Đối với axit bất kỳ, nồng độ tương đối axit ion phân ly xác định số phân ly K ' Bởi H2CO3 phân ly yếu H2CO3, H + tập trung nhỏ Khi axit mạnh HCl thêm vào dung dịch đệm bicarbonate, lượng H + tang lên từ phân li axit (HCl → H + + Cl- ) đệm HCO3 Phương trình dung dịch H2CO3, lượng H + tự Kết là, nhiều H2CO3 hình thành, gây tăng CO2 H2O Từ phản ứng này, ta thấy H + từ axit mạnh HCl phản ứng với HCO3 - tạo thành H2CO3 axit yếu, bị phân huỷ tạo thành CO2và H2O CO2 dư thừa nhiều dẫn tới kích thích hô hấp, loại bỏ CO2 từ dịch ngoại bào Các phản ứng ngược lại diễn base mạnh, chẳng hạn natri hydroxide (NaOH), thêm vào bicarbonate dung dịch đệm Trong trường hợp này, OH- từ NaOH kết hợp với H2CO3 để tạo thêm HCO3- Do đó, base yếu NaHCO3 thay base mạnh NaOH Đồng thời , nồng độ H2CO3 giảm (vì phản ứng với NaOH), gây nhiều khí CO để kết hợp với H2O để thay H2CO3 Do , kết CO2 nồng độ máu giảm, lượng CO2 giảm máu ức chế hô hấp giảm tốc độ CO2 thở Sự gia tăng HCO3- máu xảy bù lại gia tăng tiết HCO3 – qua thận ĐỊNH LƯỢNG ĐỘNG NĂNG CỦA HỆ ĐÊM BICARBONATE Tất loại axit, kể H2CO3, ion hóa mức độ Từ cân nhắc cân khối Nồng độ H2CO3 không phân ly đo dung dịch nhanh chóng phân ly thành CO2 H2O H + HCO3- Tuy nhiên, lượng CO2 hòa tan máu tỷ lệ thuận với số lượng H2CO3 không phân ly Do đó, phương trình viết lại sau Hằng số phân ly (K) cho phương trình (3) khoảng 1/400 số phân ly (K ') phương trình tỷ lệ tương xứng H2CO3 CO2 1: 400 Phương trình viết tổng số CO2 hòa tan dung dịch Tuy nhiên, hầu hết thử nghiệm lâm sàng đo lường áp lực CO2 máu (pCO2) lớn lượng CO2 thực tế Tuy nhiên, lượng CO2 máu hàm tuyến tính pCO2 nhân với hệ số khả hòa tan CO2, điều kiện sinh lý hệ số hòa tan CO2 0,03 mmol / mm Hg nhiệt độ thể Điều có nghĩa 0.03 mmol H2CO3 diện máu cho mm Hg PCO2 đo Do đó, phương trình viết lại sau Cân Henderson-Hasselbalch Như thảo luận trước đó,lượng H+ thể độ pH nồng độ H+ thực tế Nhớ lại độ pH định nghĩa pH = -log [H +] Hằng số phân ly (pK) thể cách thức tương tự Do đó, biểu thị lượng H + cân ( 4) đơn vị pH cách lấy logarit phương trình, Vì thế, Thay làm việc với logarit âm , thay đổi dấu hiệu lôgarit đảo ngược tử số mẫu số , ta Đối với hệ thống đệm bicarbonate, pK 6,1, ( 7) viết Phương trình( 8) phương trình HendersonHasselbalch, với nó, người ta tính toán pH dung dịch biết nồng độ mol HCO3 pCO2 Từ phương trình HendersonHasselbalch, ta thấy gia tăng HCO3 - làm cho độ pH tăng, chuyển dịch cân acid-base nhiễm kiềm Sự tăng pCO2 làm cho pH giảm, chuyển cân acid-base nhiễm toan Các phương trình Henderson-Hasselbalch, xác định yếu tố định điều chỉnh độ pH bình thường cân acid-base dịch ngoại bào, cung cấp nhìn sâu sắc kiểm soát sinh lý thành phần acid base dịch ngoại bào Như thảo luận , nồng độ HCO3 điều tiết chủ yếu qua thận, pCO2 dịch ngoại bào điều khiển hô hấp Bằng cách tăng tỷ lệ hô hấp, phổi loại bỏ CO2 khỏi huyết tương, cách giảm hô hấp, phổi nâng pCO2 Sinh lý bình thường kết cân acid-base phối hợp hai quan phổi thận, rối loạn acid-base xảy hai chế kiểm soát suy yếu, làm thay đổi HCO3 - pCO2 dịch ngoại bào Khi rối loạn cân acid-base từ thay đổi HCO3- dịch ngoại bào, chúng gọi rối loạn acid-base chuyển hoá Do đó, toan giảm HCO3 gọi nhiễm toan chuyển hóa, nhiễm kiềm gia tăng HCO3 - gọi nhiễm kiềm chuyển hóa Toan gây tăng pCO2 gọi nhiễm toan hô hấp, nhiễm kiềm giảm pCO2 gọi nhiễm kiềm hô hấp Đường cong chuẩn độ hệ đệm Bicarbonat Hình 31-1 cho thấy thay đổi pH dịch ngoại bào tỷ lệ HCO3 - CO2 dịch ngoại bào thay đổi Khi nồng độ hai thành phần nhau, phần bên phải phương trình (8) trở thành log 1, Do đó, hai thành phần hệ thống đệm nhau, độ pH dung dịch pK (6.1) bicarbonate hệ thống đệm Khi base thêm vào hệ thống, phần CO2 hòa tan chuyển đổi thành HCO3- , gây tăng tỷ lệ HCO3 - /CO2 tăng pH, từ phương trình Henderson-Hasselbalch Khi axit thêm vào, đệm HCO3 - , sau chuyển đổi thành CO2 hòa tan, giảm tỷ lệ HCO3 - /CO2 giảm độ pH dịch ngoại bào "Đệm điện" xác định lượng nồng độ tương đối thành phần đệm Từ đường cong chuẩn độ hình 31-1, ta thấy số điểm rõ ràng Đầu tiên, độ pH hệ thống giống pK thành phần (HCO3 - CO2) tạo thành 50% tổng nồng độ hệ thống đệm Thứ hai, hệ thống đệm hiệu trung tâm phần đường cong, nơi mà độ pH gần pK hệ thống Hiện tượng có nghĩa thay đổi độ pH cho lượng định axit base bổ sung vào hệ thống độ pH gần pK hệ thống Bộ đệm hệ thống hiệu để đơn vị 1.0 pH hai bên pK, mà hệ thống đệm bicarbonate kéo dài từ độ pH khoảng 5,1-7,1 đơn vị khoảng giới hạn, đệm điện nhanh chóng giảm Và tất lượng CO2 chuyển đổi thành HCO3 - tất HCO3- chuyển đổi thành CO2, hệ thống đệm điện Nồng độ tuyệt đối đệm yếu tố quan trọng việc xác định độ mạnh đệm hệ thống Với nồng độ thấp đệm, có nhỏ lượng axit base bổ sung vào dung dịch làm thay đổi pH đáng kể Đệm bicarbonate quan trọng đệm dịch ngoại bào Từ đường cong chuẩn độ thể Hình 31-1, người ta không mong đợi đệm bicarbonate mạnh hai lý do: Thứ nhất, độ pH dịch ngoại bào khoảng 7,4, pK hệ thống đệm bicarbonate 6,1, có nghĩa có khoảng 20 lần so với đệm bicarbonate Vì lý này, hệ thống hoạt động dựa phần đường cong đệm nơi độ dốc thấp điện đệm thấp Thứ hai, nồng độ hai yếu tố hệ thống bicarbonate, CO2 HCO3 -, không lớn Mặc dù có đặc điểm trên, hệ đệm bicarbonate hệ thống đệm ngoại bào mạnh thể Nghịch lý thực tế hai yếu tố hệ thống đệm, HCO3 - CO2, điều chỉnh tương ứng, thận phổi Như kết quy định này, độ pH dịch ngoại bào kiểm soát xác tỷ lệ bổ sung HCO3 - thận tỷ lệ loại bỏ CO2 phổi HỆ THỐNG ĐỆM PHOSPHAT Mặc dù hệ thống đệm phosphat không quan trọng hệ đệm dịch ngoại bào, đóng vai trò quan trọng dịch đệm ống thận dịch bên tế bào Các yếu tố hệ thống đệm phosphate H2PO4- HPO4 2- Khi axit mạnh HCl thêm vào hỗn hợp hai chất này, hydro chấp nhận base HPO4 2- chuyển đổi để thành H2PO4 - Kết phản ứng axit mạnh HCl, thay axit yếu, NaH2PO4, độ pH giảm thiểu Khi base mạnh, chẳng hạn NaOH, thêm vào hệ thống đệm, OHđược đệm H2PO4- hình thành HPO4 + H2O Trong trường hợp này, base mạnh, NaOH, thay base yếu , Na2HPO4, làm pH tăng nhẹ Hệ thống đệm phosphat có pK 6.8, giá trị không xa pH bình thường dịch thể 7,4 ; điều cho phép hệ thống đệm hoạt động gần tối đa Tuy nhiên, nồng độ dịch ngoại bào thấp, khoảng 8% đệm bicarbonate Do đó, tổng số đệm điện hệ thống phosphate dịch ngoại bào nhiều so với đệm bicarbonate hệ thống Ngược lại với vai trò nhỏ đệm ngoại bào, đệm phosphate đặc biệt quan trọng việc hình ống dịch tiết thận hai lý do: (1) phosphate thường trở nên tập trung nhiều ống thận, tăng sức mạnh đệm hệ thống phosphate, (2) dịch ống thường có pH thấp cách đáng kể so với pH dịch ngoại bào làm pH đệm gần với pK (6.8) hệ thống Hệ thống đệm phosphat quan trọng đệm dịch nội bào nồng độ phosphate dịch nhiều so với dịch ngoại bào Ngoài ra, độ pH dịch tế bào thấp dịch ngoại bào thường gần với pK hệ đệm phosphat so với dịch ngoại bào PROTEIN ĐÓNG VAI TRÒ QUAN TRỌNG TRONG HỆ ĐỆM NỘI BÀO Protein hệ đệm phong phú thể có nồng độ cao đặc biệt nội bào pH tế bào, dù thường thấp so với dịch ngoại bào có thay đổi gần tương ứng với thay đổi pH dịch ngoại bào H+ HCO3- khếch tán nhẹ qua màng tế bào ion phải vài để đạt trạng thái cân với dịch ngoại bào ( ngoại trừ cân thiết lập nhanh chóng tế bào hồng cầu) Tuy nhiên CO2 khuếch tán nhanh chóng qua màng tế bào Sự khuếch tán qua màng tế bào yếu tố hệ đệm bicacbonat nguyên nhân tượng pH nội bào thay đổi theo thay đổi pH ngoại bào Vì lí này, hệ đệm tế bào giúp ngặn chặn thay đổi pH ngoại bào phải vài đạt hiệu tối đa Trong tế bào hồng cầu, hemoglobin hệ đệm quan trọng H+ + Hb  HHb Khoảng 60-70% hệ đệm hóa học dịch thể nằm tế bào, hầu hết kết đến từ protein nội bào Tuy nhiên, ngoại trừ hồng cầu, vận chuyển chậm H+ HCO3khiến cho thường vài đạt khả đệm tối đa protein nội bào trường hợp cân kiềm toan ngoại bào Ngoài nồng độ cao tế bào, yếu tố khác góp phần vào khả đệm protein pKs nhiều hệ thống protein gần với pH nội bào Nguyên tắc isohydric: Mục đích tất hệ đêm thiết lập cân với nồng độ H+ Chúng ta thảo luận hệ đệm cách riêng rẽ dịch thể Nhưng thực tế tất hệ đệm hoạt động H+ thường xuất phản ứng hệ đệm Vì vậy, thay đổi nồng độ H+ ngoại bào thay đổi cân hệ đệm lúc Hiện tượng gọi nguyên tắc isohydric, minh họa công thức: H+ = K1 x HA1/A1 + K2 x HA2/A2 + K3 x HA3/A3 K1, K2, K3 số phân ly axit tương ứng, HA1 , HA2 , HA3 A1 , A2 , A3 nồng độ ion âm tự sở hệ thống đệm Ý nghĩa nguyên tắc yếu tố làm thay đổi cân hệ thống đệm làm thay đổi cân hệ đệm khác hệ đệm trao đổi H+ với CƠ CHẾ BÙ HÔ HẤP TRONG CÂN BẰNG ACIDBASE Phương pháp thứ để điều chỉnh rối lạn kiềm toan điều chỉnh nồng độ CO2 ngoại bào nhờ phổi Sự tăng thông khí giúp làm giảm CO2 ngoại bào, qua giảm nồng độ H+ Ngược lại, giảm thông khí làm tăng CO2 ngoại bào dẫn đến tăng nồng độ H+ PHỔI THẢI RA CO2 GIÚP CÂN BẰNG QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI CO2 CO2 hình thành liên tục thể trình trao đổi chất nội bào Sau hình thành, khuếch tán từ tế bào vào dịch kẽ, máu dòng máu vận chuyển CO2 đến phổi, nơi khuếch tán phế nang nhờ hoạt động trao đổi khí phổi thường khoảng 1.2 mol/L CO2 hòa tan dịch ngoại bào, tương ứng với pCO2 tầm 40mmHG Nếu tốc độ chuyển hóa hình thành CO2 tăng, pCO2 tăng theo Tương tự chuyển hóa giảm, pCO2 giảm Nếu tỷ lệ thông khí phổi tăng lên, CO2 thải nhiều pCO2 giảm dịch ngoại bào Do đó, thay đổi thông khí phổi tốc độ hình thành CO2 mô thay đổi pCO2 dịch ngoại bào thông khí làm tăng pH lên khoảng 7.63 Ngược lại, giảm thông khí phế nang đến phần tư bình thường làm giảm độ pH khoảng 0,45 VÌ pH 7.4 thông khí phổi bình thường, làm giảm thông khí đến phần tư bình thường làm giảm độ pH đến 6.95 Bởi tỷ lệ thông khí phổi thay đổi đáng kể, từ mức thấp đến cao 15 lần bình thường, người ta dễ dàng hiểu pH thể bị thay đổi thay đổi hoạt động máy hô hấp TĂNG NỒNG ĐỘ H+ LÀM GIẢM THÔNG KHÍ PHẾ NANG Không thông khí phế nang ảnh hưởng đến nồng độ H+ thông qua thay đổi pCO2 dịch thể mà nồng độ H+ ảnh hưởng đến thông khí phế nang Như vậy, Hình 31-3 cho thấy tốc độ thông khí phổi tăng 4-5 lần bình thường pH giảm từ giá trị bình thường 7,4 tới giá trị axit mạnh 7.0 Ngược lại, gia tăng pH plasma 7.4 gây sụt giảm tốc độ thông khí Mức thay đổi tốc độ thông khí/1 đơn vị pH thay đổi pH giảm (tương ứng nồng độ H+ cao) lớn nhiều pH tăng Lí tương tốc độ thông khí giảm (như kết tăng pH ) lượng oxy vào máu giảm, đồng thời áp suất riêng phần oxi pO2 giảm nên kích thích tăng thông khí Do , việc bù hô hấp để tăng pH hiệu đáp ứng để giảm pH Feedback Của Nồng Độ H+ Bởi Hệ Hô Hấp Bởi tăng nồng độ H+ kích thích hô hấp tăng thông khí phổi làm giảm nồng độ H+, hệ hô hấp hoạt động phản hồi feedback cho nồng độ H+ TĂNG THÔNG KHÍ PHỔI LÀM GIẢM NỒNG ĐỘ H+ DỊCH NGOẠI BÀO VÀ LÀM TĂNG PH Nếu chuyển hóa tạo CO2 không đổi, có yếu tố ảnh hưởng đến pCO2 dịch ngoại bào tốc độ thông khí phổi Thông khí phế nang cao, pCO2 thấp Như thảo luận trước đây, CO2 nồng độ tăng lên, nồng độ H2CO3 H+ tăng lên, làm giảm pH dịch ngoại bào Hình 31-2 cho thấy thay đổi gần pH máu tăng giảm tốc độ thông khí phổi Lưu ý việc tăng thông khí phế nang gấp đôi bình thường làm tăng pH dịch ngoại bào khoảng 0,23 Nếu pH dịch thể 7.40 với thông khí phổi bình thường, tăng gấp đôi tốc độ Bất nồng độ H+ tăng bình thường, hệ hô hấp bị kích thích làm tăng thông khí phế nang Cơ chế làm giảm pCO2 dịch ngoại bào làm giảm pH mức bình thường Ngược lại nồng độ H+ giảm xuống bình thường, trung tâm hô hấp bị ức chế, giảm thông khí phổi nồng độ H+ dần tăng bình thường Hiệu Quả Kiểm Soát Hô Hấp Của Nồng Độ H+ Kiểm soát hô hấp đưa nồng độ H+ hoàn toàn bình thường trường hợp có nguyên nhân cân hệ hô hấp ảnh hưởng đến pH Ví dụ, pH đột ngột giảm cách thêm axit vào dịch ngoại bào pH giảm xuống 7,4-7,0, hệ thống hô hấp giúp pH trở lại đến giá trị khoảng 7,2-7,3 Phản ứng xảy vòng 3-12 phút Khả Năng Đệm Của Hệ Hô Hấp Khả bù hô hấp cân acid- base loại sinh lý hệ thống đệm hoạt động nhanh chóng giữ cho nồng độ H+ không thay đổi nhiều thận từ từ đáp ứng bù lại cân kiềm toan Nhìn chung, khả đệm hệ hô hấp 1-2 lần khả đệm tất hệ đệm hóa học thể cộng lại Suy Giảm Chức Năng Phổi Có Thể Gây Ra Toan Hô Hấp Chúng thảo luận nay, hoạt động hô hấp bình thường để đệm cho thay đổi nồng độ H+ Tuy nhiên bất thường hô hấp gây thay đổi nồng độ H+ Ví dụ, suy giảm chức phổi, chẳng hạn bệnh khí phế thủng, làm giảm khả thải CO2 phổi, gây tích tụ CO2 dịch ngoại bào nên dễ nhiễm toan hô hấp Ngoài ra, khả đáp ứng với nhiễm toan chuyển hóa bị suy yếu khả bù hô hấp bị suy giảm Trong trường hợp này, thận đại diện cho chế sinh lý lại để đưa pH bình thường sau đệm hóa học ban đầu dịch ngoại bào xảy acid cố định tạo ngày, tổng cộng, ngày có 4400 mEq H+ tiết vào lòng ống thận Khi có giảm H+ dịch ngoại bào (nhiễm kiềm), thận tiết H+ hơn, tái hấp thu hoàn toàn HCO3-  làm tăng tiết HCO3- qua nước tiểu Do đó, nhiễm kiềm, HCO3- làm tăng nồng độ H+ dịch ngoại bào trở lại bình thường Trong nhiễm toan, thận tiết thêm H+ không tiết HCO3- vào nước tiểu mà tái hấp thu hoàn toàn HCO3-, đồng thời tạo HCO3mới, cung cấp lại HCO3- cho dịch ngoại bào, nhờ làm giảm H+ dịch ngoại bào xuống Như vậy, thận điều chỉnh nồng độ H+ dịch ngoại bào qua chế chính: (1) Bài tiết H+, (2) Tái hấp thu lọc HCO3-, (3) Sản xuất HCO3- Tất trình này, hoàn thành chế tiết bản, nói phần SỰ BÀI TIẾT H+ VÀ SỰ TÁI HẤP THU HCO3- Ở ỐNG THẬN VAI TRÒ ĐIỀU HÒA CÂN BẰNG ACID-BASE CỦA THẬN Thận điều hòa cân acid-base đường tiết ion acid base theo nước tiểu Bài tiết nước tiểu acid làm giảm nồng độ acid dịch ngoại bào tiết nước tiểu base làm giảm nồng độ kiểm Cơ chế tổng quát điều hòa sau: Một số lượng lớn ion HCO3- lọc vào ống thận, tiếp tục thải qua nước tiểu, điều làm giảm nồng độ kiểm máu Cũng lượng lớn ion H+ lọc vào ống thận TB nội mô, làm giảm nồng độ H+ máu Nếu lượng H+ tiết nhiều HCO3-, có acid hệ thống, ngược lại HCO3- lọc nhiều hơn, có kiềm hệ thống Sự tiết ion H+ tái hấp thu HCO3- xảy hầu hết phần ống thận trừ nhánh xuống phần mảnh nhánh lên quai Henle Hình 31-1 tổng kết trình tái hấp thu HCO3- dọc theo ống thận Luôn nhớ với HCO3- tái hấp thu, ion H+ đào thải Khoảng 80-90% HCO3- tái hấp thu (và H+ tiết) thực ống lượn gần, số HCO3- xuống ống lượn xa ống góp Ở đoạn dày nhánh lên quai Henle, khoảng 10% HCO3- tái hấp thu, phần lại hấp thu ống lượn xa ống góp Như nói trước, chế hấp thu HCO3- bao gồm tiết H+, có khác biệt vị trí thực hai nhiệm vụ Mỗi ngày, thể sản xuất khoảng 80 mEq acid cố định, chủ yếu trình chuyển hóa protein Những acid gọi acid cố định (không bay hơi), chúng thải phổi H2CO3 Cơ chế đào thải acid tiết thận Thận đồng thời phải ngăn chặn HCO3- qua nước tiểu, điều quan trọng tiết acid cố định Mỗi ngày, thận lọc khoảng 4320 mEq HCO3- Ở điều kiện bình thường, hầu hết chúng tái hấp thu ống thận, nhờ trì nồng độ hệ đệm dịch ngoại bào Như phân tích sau đây, tái hấp thu HCO3- đào thải H+ hoàn thành qua hệ thống ống thận Bởi HCO3- cần phải phản ứng với ion H+ để trở thành H2CO3 trước hấp thu, 4320 mEq H+ loại bỏ ngày để tái hấp thu HCO3- Thêm vào đó, 80 mEq H+ cần phải tiết để làm giảm nồng độ acid Hình 31-4 trình tái hấp thu ion bicarbonat đoạn khác ống thận Tỉ lệ % HCO3- lọc HCO3- tái hấp thu, theo đoạn khác nhau, với đơn vị mEq ngày, điều kiện thường TB đồng thời làm cho H+ di chuyển sang bên đối diện, từ bên TB thành ống HCO3- sinh TB sau phân ly H2CO3 sau vận chuyển vào dịch gian bào ống thận, sau trở tuần hoàn Kết H+ hệ thống đào thải vào lòng ống thận HCO3- tái hấp thu vào máu HCO3- ĐƯỢC LỌC SAU ĐÓ TÁI HẤP THU BỞI SỰ TƯƠNG TÁC VỚI H+ TRONG ỐNG THẬN Hình 31-5 Cơ chế TB học (1) tiết H+ vòa lòng ống thận (2) ống thận tái hấp thu HCO3- cách kết hợp H+ với HCO3- thành acid carbonic, mà sau lại phân ly thành CO2 nước (3) ion Na, tái hấp thu nhờ trao đổi với H+ tiết Quá trình xảy ống lượn gần, đoạn dày nhánh lên quai Henle đoạn đầu ống lượn xa H+ ĐƯỢC BÀI TIẾT BỞI SỰ HOẠT HÓA LẦN Ở PHẦN ĐẦU CỦA HỆ THỐNG ỐNG THẬN TB biểu mô ống lượn gần, phần dày nhánh lên quai Henle đoạn đầu ống lượn xa tiết H+ nhờ kênh Na-H, biểu diễn hình 31-5 Cơ chế tiết hoạt động theo cặp với vận chuyển Na vào TB màng sinh chất kênh NaH, lượng cho tiết H+ chống lại Gradien lấy từ di chuyển theo gradien Na+ vào TB Gradien Na lại tạo kênh Na-K ATPase, màng TB Khoảng 95% HCO3được tái hấp thu theo cách này, đáp ứng nhu cầu tiết khoảng 4000 mEq H+ thể ngày Cơ chế này, không hoàn toàn thích hợp nồng độ H+ cao lòng ống Dịch ống thận lúc trở nên acid ống lượn xa ống góp Hình 31-5 cho thấy cách thức H+ tiết đồng thời với HCO3- tái hấp thu Quá trình bắt đầu CO2 khuếch tán từ lòng ống thận vào TB ống thận tạo chuyển hóa, kết hợp với nước để tạo thành H2CO3, sau phân ly thành HCO3- H+ H+ tiết khỏi TB ống thận vào lòng ống kênh Na-H Điều xảy có ion Na trao đổi với H+: Na gắn vào protein mang màng TB thành ống bên ngoài, lúc, ion H+ gắn vào phần TB protein này, sau hai thành phần trao đổi qua kênh Na di chuyển vào TB theo gradien nồng độ tạo bơm Na-K ATPase màng TB phần tiếp xúc với dịch kẽ Gradien cung cấp lượng cho Na di chuyển vào Ion bicarbonat không thấm dễ dàng qua màng TB ống thận, HCO3- lọc tiểu cầu thận tái hấp thu trực tiếp Thay vào đó, HCO3- tái hấp thu trình đặc biệt mà đó, phải tổ hợp với H+ thành H2CO3, phân ly thành CO2 nước, thể hình 31-5 Quá trình tái hấp thu khởi đầu phản ứng ống thận HCO3- lọc cầu thận H+ tiết TB thành ống thận H2CO3 tạo trình phân ly thành CO2 nước, CO2 dễ dàng khuếch tán qua màng TB ống để vào TB ống thận, nơi mà phản ứng với nước để tạo thành phân tử H2CO3 xúc tác Carbonic anhydrase H2CO3 lại phân ly thành HCO3- H+, HCO3- khuếch tán vào dịch gian bào mang tuần hoàn thể Sự vận chuyển HCO3- qua màng TB vào mô kẽ thực chế: (1) kênh Na+-HCO3trên màng TB ống lượn gần (2) kênh Cl-HCO3ở đoạn cuối ống lượn gần, đoạn dày nhánh lên quai Henle, ống góp Như H+ tạo thành lòng TB ống thận HCO3- đồng thời tạo giải phóng vào máu Ảnh hưởng hệ thống phản ứng tái hấp thu HCO3- từ lòng ống thận dù phân tử HCO3- vào dịch kẽ phân tử HCO3- lọc trước Sự tái hấp thu dịch lọc không ảnh hưởng đến dự trữ H+ hệ thống H+ dự trữ gắn với HCO3- dịch lọc, không tiết HCO3- “chuẩn độ” H+ lòng ống thận Ở điều kiện thường, tỉ lệ H+ tiết khoảng 4400 mEq/ngày, tỉ lệ lọc HCO3- khoảng 4320 mEq/ngày Như vậy, số lượng ion tiến vào ống thận tương đương nhau, chúng kết hợp với tạo thành CO2 nước Do đó, người ta nói HCO30 H+ bình thường “chuẩn độ” dịch lọc Sự “chuẩn độ” hoàn toàn xác thường có vượt nhẹ H+ (khoảng 80 mEq/ngày) giải thoái cho thể khỏi ngộ độc acid cố định tạo chuyển hóa Như giải thích sau đây, hầu hết H+ không tiết dạng tự mà thường kết hợp với yếu tố khác hệ đệm nước tiểu, ion phosphat NH3 Khi có vượt lên mức HCO3 so với H+ nước tiểu, kiềm chuyển hóa, lượng HCO3- tăng lên tái hấp thu, đó, lượng HCO3- tồn dư lòng ống thận tiết nước tiểu Giúp xừ lý tình trạng nhiễm kiềm chuyển hóa Trong nhiễm toan, có tăng H+ so với HCO3làm tăng tái hấp thu HCO3- đến mức tái hấp thu hoàn toàn HCO3- H+ tiết vào nước tiểu dạng tổ hợp với đệm nước tiểu đặc biệt ion phosphat NH3 Như chế điều tiết cân acid-base thận cân không hoàn toàn nồng độ H+ với HCO3- Bài tiết hai ion vào nước tiểu lấy chúng từ dịch ngoại bào HOẠT HÓA THỨ NHẤT CỦA H+ TRONG QUÁ TRÌNH BÀI TIẾT Ở ĐOẠN CUỐI ỐNG LƯỢN XA VÀ ỐNG GÓP Bắt đầu từ đoạn cuối ống lượn xa tiếp tục hết đoạn lại hệ thống ống thận, tb biểu mô ống tiết H+ nhờ kênh hoạt hóa thứ Tính chất trình vận chuyển khác với chế nói ống lượn gần phần quai Henle đoạn đầu ống lượn xa trình bày Hoạt hóa thứ H+ xảy TB đặc biệt gọi TB typ A đoạn cuối ống lượn xa ống góp Ion H+ TB tiết qua bước: (1) CO2 TB phản ứng với nước tạo H2CO3, (2) H2CO3 phân ly thành HCO3-, tái hấp thu vào máu, ion H+ bơm hai loại protein Với H+ tiết, HCO3- tái hấp thu, tương tự trình ống lượn gần Khác biệt H+ di chuyển qua màng bơm H+ chủ động thay kênh protein hai chiều phần trước nephron Mặc dù tiết H+ đoạn cuối ống lượn xa ống góp chiếm khoảng 5% tổng H+ tiết Nhưng chế quan trọng việc acid hóa tối đa nước tiểu Ở ống lượn gần, nồng độ H+ làm tăng lên 3-4 lần PH dịch lọc giảm 6.7, lượng lớn H+ tiết đoạn Nephron nồng độ H+ làm tăng lên tới 900 lần ống góp Cơ chế làm giảm PH dịch lọc xuống tới 4.5, độ PH thấp giới hạn PH nhu mô thận đạt KẾT HỢP H+ DƯ THỪA VỚI PHOSPHAT VÀ AMINO Ở HỆ THỐNG ĐỆM TẠO RA HCO3 MỚI TRONG ỐNG LƯỢN Khi H+ tiết vượt mức HCO3 hấp thu vào dịch ống thận, có phần nhỏ H+ sư thừa tiệt dạng uon nước tiểu Đây độ pH nước tiểu tối thiểu khoảng 4,5 tương ứng với nồng độ H+ 10^-4,5 mEq/l hay 0,03 mEq/l Như vậy, lít nước tiểu hình thành, tối đa xuất khoảng 0,03 mEq H+ tư Để tiết 80mEq acid không bay hình thành từ trao đổi chất ngày có khoảng 2667 l nước tiểu phải đào thải H+ tự dung dịch Hình 31-6 Hoạt hóa thứ H+ trình tiết qua màng TB, TB biểu mô typ A đoạn sau ống lượn xa ống góp TB typ A có bơm H+ATPase H+-K+ ATPase màng Các bơm tiết H+ tái hấp thu HCO3- K+ có nhiễm toan Lưu ý HCO3- tái hấp thu với H+ tiết, Cl- trao đổi thụ động với H+ Cơ chế hoạt hóa thứ H+ trình bày chương 28, tóm tắt hình 316 Nó xảy màng TB ống thận, H+ vận chuyển trực tiếp protein đặc hiệu, bơm H+ATPase bơm H+-K+ATPase Năng lượng cần thiết cho protein lấy từ phân giải ATP thành ADP Thải lượng lớn H+ ( 500mEq/ngày) nước tiểu thực chủ yếu cách kết hợp H+ với hệ thống đệm dung dịch Các đệm quan trọng nhật đệm phosphate đệm ammoniac Ngoài có có hệ thống đệm yếu khác đệm urat citrate quan Khi H+ chuẩn độ ống thân với HCO3- điều dẫn đến tái hấp thu HCO3 cho H+ tiết nói trước Tuy nhiên, có nhiều H+ ống thân, kết hợp với hệ thống đệmkhác HCO3-, điều dẫn đến HCO3 tạo vào máu Do đó, có nhiều H+ dịch bào, thận không hấp thu tất HCO3 lich mà tạo HCO3- qua giúp bổ sung lượn HCO3- từ dịch ngoại bào nhiễm toan Trong phần bàn vềcơ chế mà đệm phosphate ammoniac đóng góp tạo lượng HCO3- CƠ CHẾ HỆ THỐNG ĐỆM PHOSPHAT MANG H+ DƯ VÀO NƯỚC TIỂU VÀ TẠO RA THẾ HỆ HCO3 MỚI Hệ thống đệm phosphate gồm HPO4= HPO4- Cả hai tạo thành tập trung dịch ống thận nước thường tái hấp thu đến mức độ lớn so với phosphate ống thận Do đó, phosphate hệ thống đệm dịch ngoại bào quan trọng, hiệu nhiều đệm dịch ống thận Một yếu tố khác làm cho hệ đệm phosphate quan trọng đệm ống thực tế pK hệ đệm gần 6,8 Trong điều kiện bình thường, nước tiểu có tính acid nhẹ độ pH nước tiểu gần pK hệ thống đệm phosphate Vì ống thận, hệ thống đệm phosphate thông thường có chức hiệu gần phạm vi pH vào máu Quá trình cho thấy chế mà thận bổ sung HCO3- vào dịch ngoại bào Trong điều kiện bình thường, phần lớn phosphate tái hấp thu khoảng 30-40 mEq/ngày dành cho đệm H+ Do đó, phần lớn đệm với H+ dư dịch toan ống thận xảy thông qua hệ đệm ammoniac SỰ BÀI TIẾT H+ VÀ TẠO HCO3- CỦA HỆ ĐỆM AMONIAC Amoniac hệ đệm thứ hai ống thận, chí quan trọng hệ đệm phosphate Hệ đệm bao gồm amoniac (NH3) ion amoni (NH4 +) Ion amoni tổng hợp từ glutamine, mà xuất phát chủ yếu từ trao đổi chất axit amin gan Glutamine đến thận vận chuyển vào tế bào biểu mô ống lượn gần, tăng dần qua quai Henle ống lượn xa (Hình 31-8) Bên tế bào,mỗi phân tử glutamine chuyển hóa loạt phản ứng để cuối tạo thành NH4 + HCO3- Ion NH4 + tiết vào lòng ống chế đồng vận chuyển với natri, tái hấp thu Ion HCO3- vận chuyển qua màng , với tái hấp thu Na + vào dịch kẽ vận chuyển mao mạch cầu thận Mỗi phân tử glutamine chuyển hóa ống gần tạo NH4 + tiết vào nước tiểu HCO3- tái hấp thu vào máu HCO3tạo trình tạo thành HCO3- Hình 31-7 Hệ đệm phosphate tiết H+ Lưu ý HCO3- trở lại máu cho NaHPO4 tiết H+ Hình 31-7 cho thầy trình tự kết hợp H+ tiết với đệm phosphate chế HCO3- them vào máu Quá trình H+ tiết vào ống thận giống mô tả trước Miễn có HCO3 dư thừa dịch ống thận hầu hết H+ dư thừa kết hợp với HCO3- Tuy nhiên, tất HCO3- tái hấp thu sẵn để kết hợp với H+thì H+ dư kết hợp với HPO4= đệm khác Sau H+ kết hợp với HPO4= để tạo thành H2PO4-, đào thải dạng muối natri ( NaH2PO4), mang theo H+ dư thừa Hình 31-8 Sự sản xuất tiết NH4+ tế bào ống lượn gần Glutamin chuyển hóa tế bào, tạo NH4+ bicarbonate NH4+ tiết vào ống thận nhờ đồng vận chuyển Na Với glutamin chuyển hóa, NH4+ tạo HCO3- đưa vào máu Tuy nhiên, có khác biệt quan trọng đào thải H+ chuỗi thảo luận trước Trong trường hợp này, HCO3- tạo tế bào ống thận vào mao mạch thận( động mạch- tĩnh mạch) đại diện cho lợi ích ròng HCO3 máu đơn thay HCO3 lọc Vì vật,khi H+ tiết lòng ống thận mà kết hợp với đệm khác ( đệm bicacbonat) hiệu bổ sung HCO3- 10 (tương tự thêm H+ vào máu) Trong nhiễm toan, HCO3- giúp đưa pH trở lại bình thường Lượng HCO 3- góp vào máu thời điểm lượng H+ tiết cuối ống thận với hệ đệm niệu non-bicarbonat Như thảo luận từ trước, hệ đệm niệu non-bicarbonat gồm NH4+ phosphate Do đó, lượng HCO3- thêm vào máu (và H+ tiết NH4+) tính đo lượng tiết NH4+ (thể tích nước tiểu nhân với nồng độ NH4+) Hình 31-9 Đệm bìa tiết H+ hệ ammonia (NH3) ống góp Amonia khuếch tán vào ống thận, nơi nhận H + trở thành NH4+, sau tiết Cho NH4+ tiết, HCO3- tạo thành tế bào ống thận đưa vào máu Trong ống góp, bổ sung NH4 + xảy thông qua chế khác (Hình 31-9) Dưới đây, H + tiết màng tế bào vào lòng ống , nơi mà kết hợp với NH3 để hình thành NH4 +, sau tiết NH3 thấm qua tế bào ống góp, mà dễ dàng qua màng tế bào lòng ống Tuy nhiên, màng lại nhiều cho NH4+ thấm qua Vì vậy, H + phản ứng với NH3 để tạo thành NH4 +, NH4 + bị mắc kẹt lòng ống bị đào thải qua nước tiểu Đối với NH4 + tiết, HCO3- tạo thêm vào máu Nhiễm toan mạn gây tăng tiết NH 4+ Một chức quan trọng hệ thống đệm amoniac chịu kiểm soát sinh lý Sự gia tăng H + kích thích trao đổi chất glutamine thận làm tăng hình thành NH4 + HCO3- mới, ngược lại H+ giảm ức chế trao đổi chất glutamine thận làm giảm hình thành NH4 + HCO3- Trong điều kiện bình thường, lượng H + bị đào thải hệ đệm ammoniac khoảng 50% lượng axit đào thải 50% lượng HCO3- tạo thận Tuy nhiên, nhiễm toan mạn tính, tỷ lệ NH4 + tiết tăng lên đến nhiều 500 mEq / ngày Do đó, với nhiễm toan mãn tính,cơ chế axit loại bỏ tiết NH4 + Quá trình cung cấp nhiều chế quan trọng để tạo HCO3- nhiễm toan mãn tính ĐỊNH LƯỢNG BÀI TIẾT ACID-BASE THẬN Dựa nguyên tắc trên, định lượng acid thận tiết lượng hấp thu hay thải trừ HCO3- từ máu sau: Bài tiết bicarbonate tính tích thể tích nước tiểu với nồng độ HCO3- niệu Con số nhanh chóng lượng HCO3- loại bỏ khỏi máu Phần lại đêm non-bicarbonat, non-NH 4+ nước tiểu tính cách xác định giá trị gọi acid chuẩn độ Lượng acid chuẩn độ nước tiểu tính nước tiểu chuẩn độ với base mạnh, NaOH, với pH 7.4, pH máu bình thường, pH dịch lọc cầu thận Do đó, số mEq NaOH cần tìm để đưa pH niệu 7.4 lượng mEq H+ thêm vào dịch ống thận, kết hợp với phosphate hệ đệm khác Định lượng acid chuẩn độ không bao gồm H+ NH4+ pK NH3-NH4+ đạt tới 9.2, chuẩn độ với NaOH tới pH 7.4 không làm H+ NH4+ Vì vậy, tiết acid thận tính bằng: Acid tiết = NH4+ tiết + acid chuẩn độ niệu – HCO3- tiết Lí loại trừ HCO 3- tiết HCO 3giống thêm H+ vào máu Để cân acidbase, lượng acid tiết phải lượng acid sản xuất không bay thể Trong nhiễm toan, acid tiết tăng rõ rệt, đặc biệt tăng tiết NH4+, loại bỏ acid khỏi máu Lượng acid tiết lượng HCO3thuần thêm vào máu Vì vậy, nhiểm toan, thêm HCO3- vào máu nhiều NH4+ acid niệu chuẩn độ tiết Trong nhiễm kiềm, acid chuẩn độ NH4+ tiết giảm đến 0, tăng tiết HCO 3- Do đó, lượng acid tiết âm, nghĩa có HCO3- từ máu (giống thêm H+ vào máu) HCO3- tạo thận QUY CHẾ TIẾT H+ CỦA ỐNG THẬN Như thảo luận trước đó, H + tiết tế bào biểu mô ống thận cần thiết cho hai trình tái hấp thu HCO3- HCO3- tạo liên quan đến hình thành acid chuẩn độ Vì lượng H+ tiết phải quy định cách cẩn thân để thận thực hiệu chức việc điều chỉnh cân acidbase Trong điều kiện bình thường, tế bào ống thận phải tiết lượng H+ đủ để tái hấp thu toàn lượng HCO3- lọc phải đủ H+ để đảm bảo acid chuẩn độ đủ lượng NH4+ để đào thải acid không bay tạo ngày chuyển hóa 11 Trong nhiễm kiềm, lượng H+ tiết ống thận không đủ để tái hấp thu hoàn toàn HCO3- , tạo điều kiện cho thận tăng đào thải HCO3- Trong điều kiện này, acid chuẩn độ ammoniac không đào thải không đủ H+ để kết hợp với đệm khác bicacbonat, HCO3- dư thừa thêm vào máu nhiễm kiềm Trong nhiễm toan, ống thận tăng tiết H+ đủ để hấp thu hoàn toàn HCO3- lọc với đủ H + lại để tiết lượng lớn NH4 + axit chuẩn độ, góp lượng lớn HCO3- vào tổng số dịch ngoại bào thể Các kích thích quan trọng để tăng tiết H+ ống thận (1) tăng pCO2 dịch ngoại bào nhiễm toan hô hấp (2) tăng H+ dịch ngoại bào (giảm pH) nhiễm toan chuyển hóa hô hấp Các tế bào ống thận đáp ứng trực tiếp với tăng pCO2 máu nhiễm toan hô hấp sau: Tăng pCO2 máu làm tăng pCO2 tế bào ống thận làm tế bào ống thận tăng tạo H+ kích thích tiết H+ tế bào ống thận Yếu tố thứ hai kích thích tiết H+ tăng nồng độ H+ dịch ngoại bào (giảm pH) Dưới số điều kiện sinh lý bệnh, yếu tố đặc biệt làm tăng tiết H+ tiết aldosterone mức Aldosteron kích thích tiết H+ tế bào kẽ ống góp Do tiết nhiều aldosteron người có hội chứng Conn, làm tăng tiết H+ vào dịch lọc, tăng lượng HCO3- thêm trở lại máu Bởi thường có tượng nhiễm kiềm bệnh nhân tăng tiết aldosterone nhiều Các tế bào ống thận thường đáp ứng với giảm nồng độ H+ (kiềm) cách giảm tiết H+ Việc giảm tiết H+ giảm pCO2 ngoại bào nhiễm kiềm hô hấp , giảm nồng độ H+ giây nhiễm kiềm hô hấp chuyển hóa Bảng 31-2 tốm tắt yếu tố ảnh hưởng đến tiết H+ tái hấp thu HCO3- Một số yếu tố không liên quan trực tiếp đến trình cân acid – base Ví dụ, tiết H+ xảy đồng thời với tái hấp thu Na+ đồng vận Na+-H+ ống lượn gần đoạn xuống quai Henle Do yếu tố kích thích tái hấp thu Na+ , chẳng hạn giảm thể tích dịch ngoại bào, làm tăng tiết H+ tái hấp thu HCO3- Giảm thể tích dịch ngoại bào làm tăng tái hấp thu Na+ , qua làm tăng tiết H+ tái hấp thu HCO3- qua nhiều chế, bao gồm (1) tăng nồng độ angiotensin II, trực tiếp kích thích hoạt động kênh Na + -H + ống thận, (2) tăng aldosterone làm tăng tiết H+ tế bào kẽ ống góp Do giảm thể tích dịch ngoại bào có xu hướng gây nhiễm kiềm tăng tiết nhiều H+ tái hấp thu HCO3- ống thận Tăng tiết H+ tái hấp thu HCO3- Giảm tiết HCO3- H+ ↑pCO2 ↑H+, ↓HCO3↓ lượng dịch ngoại bào ↑ angiotensin II ↑ aldosteron Giảm K+ máu ↓pCO2 ↓H+, ↑HCO3↑lượng dịch ngoại bào ↓ angiotensin II ↓ aldosterone Tăng K+ máu Bảng 31-2  Những yếu tố huyết tương hay dịch ngoại bào ảnh hưởng đến tiết H+ tái hấp thu HCO3- tế bào ống thận Những thay đổi nồng độ K+ huyết tương ảnh hưởng đến tiết H+ ông thận Hạ kali máu kích thích tăng kali máu ức chế H + tiết ống lượn gần Giảm nồng độ kali huyết có xu hướng tăng H + tập trung tế bào ống thận Điều này, kích thích H + tiết tái hấp thu HCO3- dẫn đến nhiễm kiềm Tăng kali máu giảm H + tiết tái hấp thu HCO3- có xu hướng gây nhiễm toan CƠ CHẾ BÙ TRỪ THẬN TRONG NHIỄM TOAN: TĂNG TIẾT H+ VÀ TĂNG TÁI HẤP THU HCO3Bây mô tả chế thận tiết H + tái hấp thu HCO 3-, giải thích cách thận điều hòa pH dịch ngoại bào biến đổi Nhận thấy phương trình 8, phương trình Henderson – Hasselbalch, nhiễm toan xảy tỉ lệ HCO3- /CO2 dịch ngoại bào giảm, gây giảm pH Nếu rỉ lệ giảm giảm HCO3-, ta có nhiễm toan chuyển hóa Còn pH giảm tăng PCO2, nhiễm toan nhiễm toan acid NHIỄM TOAN GÂY GIẢM HCO3-/H+ TRONG DỊCH ỐNG THẬN Cả nhiễm toan hô hấp chuyển hóa gây giảm tỉ lệ HCO3-/H+ dịch ống thận Như kết quả, mức H+ ống thận làm giảm tái hấp thu HCO3- để lại thêm H+ có sẵn để kết hợp với đệm tiết niệu NH4+ HPO4 Như vậy, nhiễm toan, thận tái hấp thu HCO3- lọc từ HCO3mới thông qua phản ứng NH4 + acid chuẩn độ Trong nhiễm toan chuyển hóa, mức H + so với HCO3- xảy dịch ống thận chủ yếu giảm lọc HCO3- Điều giảm nồng độ HCO3- dịch ngoại bào Trong nhiễm toan hô hấp, mức H + dịch ống thận chủ yếu tăng nồng độ P CO2 dịch ngoại bào, làm kích thích tiết H+ Như bàn luận trước, nhiễm toan mạn, dù hô hấp hay chuyển hóa, có gia tăng sản xuất NH4+, đóng góp tăng tiết H+ tăng HCO3mới dịch ngoại bào Với nhiễm toan mạn trầm trọng, H+ tiết đến 500 mEq/ngày nước tiểu, chủ yếu từ NH4+; tiết góp phần tới 500 mEq/ngày HCO3- vào máu 12 Bảng 31-3 Các đặc điểm rối loạn acid – base: Các biến đổi mô tả dấu ↑↑ hoặc↓↓ Lưu ý, rối loạn acid base hô hấp bắt đầu tăng hay giảm P CO2, rối loạn chuyển hóa bắt đầu tăng hay giảm HCO3- Như vậy, nhiễm toan mạn, tăng tiết H+ qua ống thận giúp loại bỏ H + dư thừa tăng lượng HCO3- dịch ngoại bào Quá trình làm tăng HCO3- hệ đệm bicarbonat, theo phương trình Henderson-Hasselbalch, làm tăng pH ngoại bào sửa chữa nhiễm toan Nếu nhiễm toan chuyển hóa, tăng thông khí làm giảm P CO2 giúp sửa nhiễm toan Bảng 31-3 tóm tắt đặc tính liên quan đến nhiễm toan hô hấp chuyển hóa, nhiễm kiềm hô hấp chuyển hóa đề cập Lưu ý, nhiễm toan hô hấp, giảm pH, tăng nồng độ H+ dịch ngoại bào, tăng P CO2 gây nên tình trạng toan Đáp ứng bù trừ tăng HCO3- huyết tương từ thận Sự tăng giúp bù trừ tình trạng tăng PCO2, từ đưa pH máu trở lại bình thường Trong nhiễm toan chuyển hóa, có giảm pH tăng nồng độ H+ ngoại bào Tuy vậy, trường hợp này, bất thường giảm HCO3- Cơ chế bù trừ bao gồm tăng thông khí, làm giảm PCO2, bù thận cách thêm HCO3- vào dịch ngoại bào, giúp giảm thiểu HCO3- ngoại bào Điều chỉnh thận nhiễm kiềm – giảm đào thải h+ ống thận tăng hấp thu HCO3Bù trừ nhiễm kiềm đối nghịch với trường hợp nhiễm toan Ở người nhiễm kiềm, tỉ lệ HCO3-/ CO2 ngoại bào tăng lên, dẫn tới pH tăng, thể công thức Henderson-Hasselbalch Nhiễm kiềm gây tăng tỉ số HCO 3-/H+ nước tiểu ống thận Nhiễm kiềm cho dù nguyên nhân rối loạn hô hấp hay chuyển hóa có tỉ số HCO3-/H+ ống thận tăng Nguyên nhân thực gây tăng nồng độ HCO3- không tái hấp thu HCO3- ống thận mà đào thải qua nước tiểu Trong nhiễm kiềm, HCO3- đào thải từ dịch ngoại bào qua thận, có tác dụng tương tự việc tăng giữ H+ dịch ngoại bào Cơ chế giúp giữ cho Ph trở giá trị bình thường Bảng 31-3 cho thấy tất đặc tính kiềm hô hấp kiềm chuyển hóa.Trường hợp nhiễm kiềm hô hấp, có tượng tăng pH ngoại bào giảm nồng độ H+ Căn nguyên gây nhiễm kiềm giảm PCO2 kéo theo giảm tiết H + ống thận Kết đủ H + nước tiểu ống thận để phản ứng với HCO3- Vì vậy, HCO3- tăng đào thải giảm tái hấp thu, dẫn tới giảm bù nhiễm kiềm Do đó, phản ứng bù trừ nhiễm kiềm hô hấp giảm nồng độ HCO 3- Trong nhiễm kiềm chuyển hóa có sụt giảm nồng độ H+ tăng pH Nguyên nhân gây kiềm hóa lại tăng nồng độ HCO3- dịch ngoại bào Cơ thể có chế bù trừ cách giảm nhịp thở nhằm tăng PCO2 đưa pH giá trị bình thường Thêm nữa, Nồng độ HCO3- dịch ngoại bào tăng làm giảm vận chuyển HCO3-, dẫn tới tăng tỉ lệ HCO 3-/H+ nước tiểu ống thận Nồng độ HCO 3- nước tiểu ống thận cao không tái hấp thu H+ kết hợp Vì HCO 3- đào thải qua nước tiểu Trong nhiễm kiềm chuyển hóa, chế bù trừ tăng PCO thông qua tăng đào thải HCO3- CÁC NGUYÊN NHÂN RỐI LOẠN ACID-BASE TRÊN LÂM SÀNG Từ chương bàn luận trước, biết nguyên nhân làm giảm thông khí phổi làm tăng pCO2 dịch ngoại bào Điều làm tăng nồng độ H2CO3 H+ dẫn đến nhiễm toan Bởi nguyên nhân nhiễm toan bất thường hô hấp nên trường hợp gọi nhiễm toan hô hấp Toan hô hấp xảy bệnh lý có tổn thương trung tâm hô hấp bệnh lý giảm khả đào thải CO2 phổi Ví dụ: tổn thương trung tâm hô hấp hành não dẫn đến nhiễm toan hô hấp Ngoài ra, tắc nghẽn đường hô hấp, viêm phổi, khí thũng, giảm diện tích màng trao đổi khí phổi, yếu tố cản trở trao đổi khí máu không khí phế nang gây nhiễm toan hô hấp Trong nhiễm toan hô hấp, đáp ứng bù trừ gồm có (1) hệ đệm dịch thể (2) thận, đòi hỏi vài ngày để bù trừ cho rối loạn Tăng thông khí giảm pCO2 dẫn đến nhiễm kiềm hô hấp Nhiễm kiềm hô hấp thông khí mức phổi Hiếm điều xảy tình trạng bệnh lý Tuy nhiên bệnh tâm thần-tâm lý làm tăng hô hấp đến mức dẫn đến tình trạng nhiễm kiềm Một type sinh lý nhiễm kiềm hô hấp xảy người lên độ cao lớn Nồng độ O2 thấp kích thích hô hấp, gây CO2 dẫn đến kiềm hô hấp 13 nhẹ Giống trên,cơ thể đáp ứng bù trừ nhờ hệ đệm dịch thể thận tăng tiết HCO3- này, lượng lớn acid tiết vào nước tiểu, lên tới 500mmol/ngày Nhiễm toan chuyển hóa giảm nồng độ HCO3- dịch ngoại bào Uống acid Hiếm có lượng lớn acid thực phẩm bình thường Tuy nhiên, nhiễm toan chuyển hóa nặng uống lượng lớn chất độc có tính acid Thuật ngữ nhiễm toan chuyển hóa dùng cho tất dạng nhiễm toan bên cạnh nguyên nhân tăng CO2 dịch thể Toan chuyển hóa kết số nguyên nhân tổng quát sau: thận giảm chức tiết acid hình thành thể, thể tạo nhiều acid trao đổi chất, uống tiêm truyền chất có tính acid cho thể, baso dịch thể, điều có tác dụng giống thêm acid cho thể Một số tình trạng cụ thể gây toan chuyển hóa mô tả phần sau Nhiễm toan ống thận Nhiễm toan ống thận khiếm khuyết tiết H+ tái hấp thu HCO3- hai Những rối loạn nhìn chung chia làm type: (1) suy giảm tái hấp thu HCO3- ống thận làm HCO3- vào nước tiểu, (2) khả tiết H+ ống thận, chế làm cho bình thường nước tiểu có tính acid, khả làm kiềm nước tiểu Hai rối loạn gây không đủ trung hòa acid thể giảm tiết NH4+, gây tích lũy acid dịch thể Một số nguyên nhân gây nhiễm toan ống thận gồm có suy thận mãn tính, tiết thiếu aldosterone (bệnh Addison), số rối loạn di truyền dẫn đến suy giảm chức ống thận, chẳng hạn hội chứng Fanconi (xem chương 32) Tiêu chảy Tiêu chảy nguyên nhân thường xuyên gây nhiễm toan chuyển hóa, nhiễm toan lượng lớn Natribicarbonat vào phân Dịch tiết đường tiêu hóa chứa nhiều bicarbonat, kết tiêu chảy gây HCO3- dịch thể ảnh hưởng tương tự HCO3- vào nước tiểu Đây tình trạng toan chuyển hóa nghiêm trọng dẫn đến tử vong, đặc biệt trẻ em Nôn (các chất ruột) Nôn chất dày gây acid có xu hướng gây nhiễm kiềm dịch tiết dày có tính acid cao Tuy nhiên, xảy nôn lượng lớn chất ruột gây lượng lớn bicarbonat gây nhiễm toan chuyển hóa giống tiêu chảy Đái tháo đường Đái tháo đường xảy giảm tiết insulin tuyến tụy (type 1) lượng insulin không đủ để bù đắp cho giảm nhạy cảm tác dụng insulin (type 2) Trong trường hợp không đủ insulin dẫn đến cản trở sử dụng glucose trao đổi chất Thay vào đó, chất béo cắt thành acid acetoacetic, axit chuyển hóa mô sinh lượng Với bệnh tiểu đường nặng, nồng độ acid acetoacetic máu tăng lên cao gây toan chuyển hóa nặng Để bù trừ cho toan chuyển hóa nặng Các chất bao gồm acetylsalicylics (aspirin) methyl alcohol (dạng chuyển hóa acid formic) Suy thận mạn tính Khi chức thận suy giảm rõ rệt gây tích lũy anion acid yếu dịch thể không đào thải qua thận Ngoài ra, mức lọc cầu thận giảm gây giảm tiết phosphat NH4+, giảm tái hấp thu HCO3- vào dịch thể Do suy thận mạn tính gây toan chuyển hóa nặng Nhiễm kiềm chuyển hóa tăng nồng độ HCO3- dịch ngoại bào Giữ mức HCO3- H+ thể gây nhiễm kiềm chuyển hóa Nhiễm kiềm chuyển hóa không phổ biến toan chuyển hóa, phần sau mô tả số nguyên nhân gây kiềm chuyển hóa Sử dụng thuốc lợi tiểu (trừ thuốc ức chế Carbonic Anhydrase) Các thuốc lợi tiểu gây tăng lưu lượng dịch lọc dọc theo ống thận, điều làm tăng lưu lượng ống lượn xa ống góp Hiệu ứng dẫn đến tăng tái hấp thu Na+ từ phần nephron Vì tái hấp thu Na+ kèm theo tiết H+ nên tăng cường tái hấp thu Na+ dẫn đến tăng tiết H+ tăng tái hấp thu bicarbonat Những thay đổi dẫn tới nhiễm kiềm, đặc trưng tăng nồng độ HCO3- dịch ngoại bào Thừa aldosterone Khi lượng lớn Aldosterone tiết tuyến thượng thận gây nhiễm kiềm chuyển hóa nhẹ Giống bàn luận phần trên, aldosterone làm tăng tái hấp thu Na+ ống lượn xa ống góp, đồng thời kích thích tiết H+ tế bào xen ống góp Điều làm tăng tiết H+ qua thận dẫn tới nhiễm kiềm Nôn (các chất dày) Nôn chất dày, không liên quan tới chất đường tiêu hóa dày, gây HCl tế bào niêm mạc dày tiết Kết acid dịch ngoại bào dẫn tới nhiễm kiềm chuyển hóa Nhiễm kiềm thường xảy đặc biệt trẻ sơ sinh có hẹp môn vị phì đại thắt Uống thuốc có tính kiềm Một nguyên nhân phổ biến gây nhiễm kiềm chuyển hóa uống thuốc có tính kiềm natribicarbonate, để điều trị viêm dày loét dày tá tràng Điều trị nhiễm axit nhiễm kiềm Cách điều trị tốt cho nhiễm axit nhiễm kiềm điều chỉnh lại tình trạng gây bất 14 thường Điều thường khó, đặc biệt bệnh mạn tính làm suy yếu chức phổi gây suy thận Trong trường hợp này, có nhiều chất khác sử dụng để trung hòa lượng axit ngưỡng vào chất lưu ngoại bào Để trung hòa lượng axit vượt ngưỡng, lượng lớn natri cacbonnat đưa vào đường uống Muối natri cacbonat hấp thụ đường ruột vào máu tăng lượng HCO 3- hệ thống đệm bicarbonate, làm tăng pH gần đến bình thường Natri cacbonat truyền tĩnh mạch có tác động nguy hiểm tiềm ẩn cách điều trị này, mà chất khác thường xuyên sử dụng thay natri lactat natri gluconate Lượng chất lactate gluconate có bắp chuyển hóa thể, để lại natri dịch ngoại bào natri bicacbonat làm tăng lên pH dịch ngoại bào gần đến bình thường Đối với việc điều trị chứng nhiễm kiềm, amoni clorua cung cấp đường uống Khi chất hấp thụ vào máu, lượng amoni chuyển hóa gan thành urê Phản ứng giải phóng HCl,là chất phản ứng hệ đệm thể để chuyển tập chung H+ thành đặc tính axit Amoni clorua truyền tĩnh mạch NH 4+ độc hại trình trở nên vô nguy hiểm Phương pháp trị liệu phù hợp đảo nghịch lại nguyên nhân gây chứng nhiễm kiềm Ví dụ nhiễm kiềm chuyển hóa liên qun đến việc giảm thể tích dịch ngoại bào, tim không bị ảnh hưởng giải pháp truyền lượng đầy đủ phù hợp huyết nhân tạo thường có hiệu việc trị liệu chứng nhiễm kiềm Các phương pháp phân tích lâm sàng nhiễm toan Giả thiết phù hợp rối loạn axit đòi hỏi phải có chẩn đoán xác Rối loạn axit đơn giản miêu tả trước chẩn đoán việc phân tích ba phương pháp từ mẫu máu : pH, HCO3- huyết thanh, PCO2 Sự chẩn đoán liên quan đến nhiều bước, nói rõ bảng 31-10 Bằng việc kiểm tra độ pH, biết bệnh nhân bị rối loạn axit hay rối loạn kiềm pH nhỏ 7.4 cho thấy bệnh nhân nhiễm axit, pH lớn 7.4 bệnh nhân nhiễm kiềm Bước thứ hai phân tích PCO2 huyết tương nồng độ HCO3- Giá trị bình thường PCO2 vào khoảng 40 mm Hg HCO3- 24mEq/L Nếu rối loạn mô tả nhiễm toan PCO2 huyết tương tăng lên phải có thành phần đường hô hấp nhiễm toan Sau bù thận, nồng độ HCO3huyết đường hô hấp nhiễm toan có xu hướng tăng lên mức bình thường Vì giá trị kì vọng cho nhiễm toan hô hấp đơn giản giảm pH, tăng PCO2 tăng nồng độ HCO3- huyết sau lần bù thận phần Đối với nhiễm toan chuyển hóa, có giảm PH huyết Tuy nhiên với nhiễm toan chuyển hóa bất bình thường việc giảm nồng độ HCO3- huyết Vì pH thấp tương tác với nồng độ HCO3 - thấp phài có thành phần chuyển hóa axit Trong nhiễm toan chuyển hóa đơn thuần, lượng PCO2 giảm phần bù đắp vào hô hấp, trái ngược với việc nhiễm toan hô hấp mà lượng PCO2 tăng lên Vì thế, việc toan chuyển hóa đơn giản, thường mong tìm thấy hàm lượng độ pH thấp, nồng độ HCO3- thấp giảm PCO2 sau lần bù đắp hô hấp Quá trình phân loại nhiễm kiềm liên quan đến bước Đầu tiên, nhiễm kiềm có tăng lên pH huyết Nếu tăng lên tương tác với việc giảm PCO2 phải có thành phần đường hô hấp nhiễm kiềm Nếu tăng lên pH tương tác với tăng lên HCO3- phải có thành phần chuyển hóa sang kiềm Vì nhiễm kiềm hô hấp đơn giản, mong muốn tìm thấy tăng lên pH, giảm PCO2 việc giảm nồng độ HCO3 huyết Trong nhiễm kiềm chuyển hóa, ta mong muốn thấy tăng lên pH, HCO3 - tăng lên PCO2 Bảng 31-10: phân tích rối loạn acid – base đơn giản Nếu đền bù khác rõ rệt từ thị hình ta nên nghi ngờ nhiễm toan kiềm hỗn hợp Rối loạn hệ acid-base việc sử dụng đồ thị axit bazo việc chẩn đoán Trong vài trường hợp, rối loạn axit base không kèm theo phản ứng bù lại phù hợp Khi tình xảy ra, bất thường phản ánh rối loạn hỗn hợp toan kiềm, điều có nghĩa có hai nhiều nguyên 15 nhân gây rối loạn toan kiềm Ví dụ, bệnh nhân có độ pH thấp phân loại acidotic Nếu rối loạn chuyển hóa trung gian, việc kèm với nồng độ HCO3 huyết tương thấp sau có bù đắp hô hấp thích hợp lượng thấp PCO2 Tuy nhiên độ pH thấp nồng độ HCO3 huyết tương thấp liên quan với lượng PCO2 tăng lên tình trạng bệnh cho có thành phần hô hấp bị nhiễm toan thành phần chuyển hóa Vì chứng rối loạn phân loại nhiễm toan hỗn hợp Rối loạn xảy ra, ví dụ bệnh nhân bị thiếu hụt HCO3 cấp tính đường ruột bệnh tiêu chảy gây ra( toan chuyển hóa ) khí thũng ( toan hô hấp) công cụ nhanh chóng cho việc xác định dạng cụ thể mức độ nghiêm trọng rối loạn acd-base Ví dụ, giả thiết huyết từ bệnh nhân có giá trị sau: pH 7.30, tập trung huyết HCO3 12 mEq/L huyết PCO2 25 mm Hg với giá trị này, nhìn vào biểu đồ thấy bệnh nhân nhiễm axit chuyển hóa đơn giản, với bù đắp hô hấp phù hợp để làm giảm lượng PCO2 từ giá trị bình thường 40 mm Hg xuống 25 mm Hg Một ví dụ thứ hai bệnh nhân với số sau: độ pH 7.15, nồng độ HCO3 mEq/L, PCO2 50 mm Hg Trong ví dụ này, bệnh nhân bị nhiễm acidotic có xuất thành phẩn chuyển hóa nồng độ HCO3 thấp giá trị thông thường 24 mEq/L nhiên bù trừ hô hấp mà thông thường làm giảm lượng PCO2 không lượng PCO2 tăng nhẹ, cao gía trị bình thường ( giá trị bình thường 40 mm Hg) Phát phù hợp với rối loạn axit bazo hỗn hợp bao gồm toan chuyển hóa toan hô hấp Đồ thị axit bazo cách nhanh chóng để tiếp cận phân loại đánh giá mức độ rối loạn, bệnh gây bất bình thường pH, PCO2 nồng độ bicarbonate Trong tài liệu ghi chép lâm sàng tiền sử bệnh nhân phát vật lí khác cung cấp manh mối quan trọng liên quan gây cách điều trị chứng rối loạn axit bazo Hình 31-11 Một cách tiện lợi để chẩn đoán rối loạn axit bazo sử dụng đồ thị axit bazo, hình minh hoa 31 – 11 biểu đồ sử dụng để xác định nhiễm toan hay nhiễm kiềm, xác định mức độ nghiêm trọng Trong biểu đồ axit bazo pH, nồng độ HCO3 giá trị PCO2 cắt theo công thức Henderson – Hasselbalch vòng tròn mở trung tâm cho thấy giá trị bình thường sai lệch cân nhắc dãy thông thường phần diện tích đổ bóng biểu đồ cho thấy 95% giới hạn chắn cho bù đắp thông thường chuyển hòa bình thường rối loạn hô hấp Khi sử dụng đồ thị này, cho thời gian đủ trôi qua cho phản ứng bù đắp là: bù đắp thông khí cho rối loạn chuyển hóa ban đầu từ đến 12 bù đắp chuyển hóa cho rối loạn hô hấp đến ngày giá trị nằm vùng đổ bóng có nghĩa có rối loạn axit bazo diễn ngược lại, giá trị độ pH, bicarbonate PCO2 nằm vùng đổ bóng có nghĩa bệnh nhân nhiễm toan kiềm hỗn hợp Việc nhận giá trị axit bazo nằm vùng đổ bóng không luôn có nghĩa rối loạn axit diễn quan trọng Khi nhớ rõ lưu ý biểu đồ axit sử dụng Bảng 31-4: Toan chuyển hóa liên quan tới khoảng trống anion tăng hay bình thường Khoảng trống anion tăng Tiểu đường phụ thuộc insulin ( toan ceton) Nhiễm toan lactic Suy thận man Nhiễm độc aspirin Ngộ độc methanol Ngộ độc rượu Đói Khoảng trống anion bình thường Tiêu chảy Nhiễm toan ống thận ức chế enzyme carbonic anhydrase Bệnh Adisson Sử dụng khoảng trống anion để chấn đoán rối loạn acid-base Nồng độ anion cation huyết tương phải cân để trung hòa điện Do đó, thực “ khoảng trống anion” huyết tương Tuy nhiên có số cation anion thường xuyên đo lâm sàng phòng thí nghiệm Các cation thường đo Na + anion thường đo Cl- HCO3- “ khoảng trống anion” ( khái niệm chẩn đoán) 16 khác biệt cation phụ nồng độ phụ , tính sau: KT anion HT = Na+ - Cl- -HCO3Khoảng trống anion tăng mà anion phụ tăng cation phụ giảm Các cation không đo quan trọng gồm canxi, magie kali, anion không đo quan trọng chủ yếu albumin, photphat, sulphat anion hữu khác Thông thường anion phụ vượt cation phụ khoảng trống anion nằm khoảng từ đến 16 mEq/l Khoảng trống anion sử dụng chủ yếu việc chẩn đoán nguyên nhân khác nhiễm toan chuyển hóa Trong nhiễm toan chuyển hóa, nồng độ HCO3- huyết tương giảm Nếu nồng độ Na huyết tương không đổi , nồng độ anion ( Clhoặc anion phụ khác) phải tăng để trì cân điện tích Nếu Cl- huyết tương tăng tỉ lệ thuận với giảm HCO3- huyết tương khoảng trống anion không thay đổi Điều thường gọi hyperchloreimic toan chuyển hóa Nếu HCO3- huyết tương giảm không kèm theo tăng Cl- phải có tăng nồng độ anion phụ khoảng trống anion tăng Toan chuyển hóa dư thừa acid (ngoài HCl) chẳng hạn acid lactic ketoacid kết hợp với khoảng trống anion huyết tương tăng giảm HCO3- không tương xứng với mức độ tăng Cl- Một số ví dụ toan chuyển hóa có khoảng trống anion bình thường tăng trình bày bảng 31-4 Bằng cách tính toán khoảng trống anion mà thu hẹp số nguyên nhân gây toan chuyển hóa Tài liệu tham khảo Al-Awqati Q: Cell biology of the  intercalated  cell in the kidney. FEBS Lett 587:1911,2013 AttmaneElakeb A, Amlal H, Bichara M: Ammonium carriers in medullary  thick  ascending  limb.  Am  J  Physiol  Renal  Physiol 280:F1,2001 Batlle D, Haque SK: Genetic causes  and mechanisms of distal renal tubular acidosis. Nephrol Dial Transplant  27:3691,2012 Breton  S,  Brown  D:  Regulation  of luminal acidifcation by the VATPase Physiology (Bethesda) 28:318, 2013 Brown D, Wagner CA:Molecular mechanisms  of acidbase sensing by the kidney. J  Am Soc Nephrol 23:774, 2012 Cerdá  J,  Tolwani  AJ,  Warnock  DG:  Critical  care  nephrology:  management of  acidbase disorders with CRRT. Kidney Int  82:9, 2012 DeCoursey  TE.  Voltagegated  proton  channels: molecular biology, physiology,  and  pathophysiology of the H(V) family.Physiol  Rev 93:599, 2013 10 Fry AC, Karet FE: Inherited renal acidoses. Physiology (Bethesda)22:202, 2007 11 Hamm  L,  HeringSmith  KS,  Nakhoul  NL: Acidbase and potassium homeostasis Semin Nephrol 33:257, 2013 12 Haque SK, Ariceta G, Batlle  D:Proximal renal tubular acidosis: a not  so rare disorder of multiple etiologies Nephrol Dial  Transplant27:4273, 2012 13 Igarashi  I,  Sekine  T,  Inatomi  J,  Seki  G: Unraveling the molecular  pathogenesis of isolated proximal renal  tubular acidosis. J Am Soc Nephrol  13:2171, 2002 14 Kraut JA, Madia NE: Differential diagnosis  of  nongap metabolic acidosis: value of a systematic approach. Clin J Am Soc  Nephrol 7:671, 2012 15 Laffey JG, Kavanagh BP: Hypocapnia.  N Engl J Med 347:43, 2002.Purkerson  JM, Schwartz GJ: The role of carbonic  anhydrases in renal physiology. Kidney  Int 71:103, 2007 16 Vandenberg RJ, Ryan RM: Mechanisms  of  glutamate transport. Physiol Rev  93:1621, 2013 17 Wagner CA, Finberg KE, Breton S,  et al: Renal vacuolar H+ATPase. Physiol  Rev 84:1263, 2004 18 Weiner ID, Verlander JW: Role of NH3 and  NH4+ transporters in renal acidbase transport.  Am J Physiol Renal Physiol  300:F11,2011 Brown D, Bouley R, Pa ˘unescu TG,  et al: New insights into the dynamic regulation of water and acidbase balance  by renal epithelial cells Am J Physiol Cell Physiol 302:C1421,  2012 17 ... hoá Do đó, toan giảm HCO3 gọi nhiễm toan chuyển hóa, nhiễm kiềm gia tăng HCO3 - gọi nhiễm kiềm chuyển hóa Toan gây tăng pCO2 gọi nhiễm toan hô hấp, nhiễm kiềm giảm pCO2 gọi nhiễm kiềm hô hấp... bào sửa chữa nhiễm toan Nếu nhiễm toan chuyển hóa, tăng thông khí làm giảm P CO2 giúp sửa nhiễm toan Bảng 31- 3 tóm tắt đặc tính liên quan đến nhiễm toan hô hấp chuyển hóa, nhiễm kiềm hô hấp chuyển... Hasselbalch, nhiễm toan xảy tỉ lệ HCO3- /CO2 dịch ngoại bào giảm, gây giảm pH Nếu rỉ lệ giảm giảm HCO3-, ta có nhiễm toan chuyển hóa Còn pH giảm tăng PCO2, nhiễm toan nhiễm toan acid NHIỄM TOAN GÂY GIẢM