Równowaga kwasowo-zasadowa – co ma na nią wpływ?

Równowaga kwasowo-zasadowa organizmu

Gospodarka kwasowo-zasadowa odgrywa podstawową rolę w prawidłowym funkcjonowaniu wszystkich komórek i narządów. Zachwianie jej równowagi kwasowo-zasadowej prowadzi do istotnych zaburzeń w pracy całego organizmu. Stały skład jonów (izojonia), które są w odpowiednim stężeniu rozmieszczone wewnątrzkomórkowo, jak i na zewnątrz komórek, a także w płynach ustrojowych może ulec zmianie. Czasem niesie to za sobą poważne konsekwencje w postaci kwasicy lub zasadowicy (nieoddechowej, oddechowej lub mieszanej).

W każdym przypadku, gdy dochodzi do powstania ogólnoustrojowych zaburzeń elektrolitowych, mogą pojawić się niekorzystne objawy zarówno ze strony układu krążenia, jak i układu nerwowego. Diagnostyka zaburzeń gospodarki kwasowo-zasadowej jest niezmiernie ważna, gdyż często za nieprawidłowe wartości pH we krwi (proporcje kwasowości i zasadowości) odpowiada choroba podstawowa.

Przeczytaj również: Skurcze stóp – przyczyny, leczenie, ćwiczenia

W utrzymaniu prawidłowego pH ustroju odpowiadają przede wszystkim nerki i płuca, a te narządy wspólnie z układem buforowym krwi i tkanek, przewodem pokarmowym i układem kostnym stanowią integralny mechanizm neutralizujący ewentualne zaburzenia kwasowo-zasadowe. Schorzenia wyżej wymienionych układów i narządów mogą doprowadzić do rozwoju groźnych klinicznie kwasic lub zasadowic.

To też może Cię zainteresować: pH moczu – co oznacza zasadowy i kwaśny odczyn moczu?

Rola nerek w równowadze kwasowo-zasadowej

Nerki są narządem, który wraz z płucami odgrywa podstawową rolę w regulacji kwasowo-zasadowej. Zachodzą w nich procesy równoważące ewentualne zaburzenia oddechowe. W praktyce oznacza to, że jeżeli zostaje upośledzona funkcja płuc – nerki są zdolne do pewnego stopnia zneutralizować niekorzystny stan zachwiania pH ustroju równowagi kwasowo-zasadowej.

W nerkach zachodzi:

• resorpcja zwrotna (wchłanianie z powrotem do krwi z cewek nerkowych) jonów wodorowęglanowych („zasadowych”), czyli jonów, które odpowiadają za neutralizację jonów wodorowych (odpowiadają one za „zakwaszanie”, tak zwanych „kwaśnych”),
• wydalanie z moczem jonów wodorowych,
• produkcja jonów wodorowęglanowych z odpowiednich składników.

Zaburzona czynność nerek może prowadzić do spadku pH w organizmie, a w najgorszym wypadku do kwasicy nieoddechowej.

Rola płuc w równowadze kwasowo-zasadowej

Płuca stanowią drugi podstawowy fundament w utrzymaniu prawidłowego pH organizmu. Podczas wentylacji człowiek usuwa dwutlenek węgla, którego podwyższone stężenie we krwi doprowadza do spadku pH. Praca układu oddechowego regulująca poziom dwutlenku węgla opiera się o hiper- lub hipowentylację, czyli zwiększenie lub zmniejszenie wymiany gazowej.

W przypadku zaburzeń oddychania w postaci hipowentylacji, której towarzyszy wzrost stężenia parcjalnego dwutlenku węgla we krwi, dochodzi w konsekwencji do kwasicy oddechowej,a w przypadku nadmiernej wentylacji płuc – zasadowicy oddechowej. Podobnie, jak w przypadku nerek, także i w wyniku zaburzeń pracy układu oddechowego, może dojść do zachwiania równowagi kwasowo-zasadowej, która w początkowym etapie zostaje kompensacyjnie wyrównana przez zachowaną funkcję nerek.

Rola kości i przewodu pokarmowego oraz układu buforowego krwi i tkanek

Układ buforowy krwi i tkanek posiada jedną bardzo ważną cechę. Podobnie jak w roztworach buforowych, dodanie do nich kwasu lub zasady nie zmienia drastycznie ich własnego pH, a w zależności od sytuacji mogą być biorcą lub dawcą jonów wodorowych („kwaśnych”). U człowieka występuje kilka układów buforowych chroniących nas do pewnego momentu w pewnym stopniu człowieka przed „zakwaszeniem”:

• układ wodorowęglanowy (najważniejszy),
• układ fosforanowy,
• układ białczanowy,
• układ hemoglobinianowy.

Przewód pokarmowy może z kolei zaburzać równowagę kwasowo-zasadową w sytuacjach patologicznych. W razie uporczywej, przewlekłej biegunki dochodzi do utraty znacznych ilości jonów wodorowęglanowych, które odpowiadają za zasadowość ustroju, co w konsekwencji znacznie obniża pH.

Układ kostny jest źródłem związków zasadowych w postaci węglanów i fosforanów wapnia. Uruchomienie ich funkcji neutralizującej następuje w momencie przewlekłej kwasicy w organizmie.

Wpływ kwaśnego pH na organizm

Zakwaszony organizm uruchamia mechanizmy neutralizujące niekorzystne wartości pH. W momencie zaburzeń czynnościowych narządu, który jest zaangażowany w utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej, funkcję przejmują odpowiednio inne układy. Po pewnym czasie, jeśli pierwotny czynnik „zakwaszający” nie zostanie wyeliminowany, mechanizmy, które biorą udział w kontroli pH, mogą ulec wyczerpaniu. Konsekwencją jest rozwijająca się kwasica (pH<7,35) z niekorzystnym wpływem na organizm.

W kwasicy dochodzi do:

• nasilenia glukoneogenezy (produkcji glukozy w wątrobie), lipolizy (rozpadu tkanki tłuszczowej) ze zwiększonym katabolizmem (rozkład) białek,
• zaburzeń gospodarki jonowej – dochodzi przede wszystkim do hiperkaliemii (zwiększenia stężenia potasu w surowicy), który może prowadzić do niebezpiecznych zaburzeń rytmu serca i osłabienia mięśni szkieletowych,
• nasilenia wentylacji płuc (w kwasicy nieoddechowej) – w ciężkiej postaci może pojawić się oddech kwasiczy (tzw. Kussmaula) o charakterze przyspieszonych, pogłębionych oddechów, w celu eliminacji dwutlenku węgla z organizmu (odpowiadający za kwasowość ustroju).

Wpływ zasadowego pH na organizm

Zasadowe pH organizmu doprowadza do przesunięć w gospodarce jonowej. Przede wszystkim dochodzi do zmniejszenia poziomu potasu w surowicy, a ten stan, podobnie jak w przypadku hiperkaliemii w kwasicy, doprowadza najczęściej do:

• groźnych zaburzeń rytmu serca,
• osłabienia mięśni szkieletowych.

Sama zasadowica może z kolei dawać objawy tężyczki lub jej równoważników. Powodem tego stanu jest towarzyszące zakłócenie gospodarki wapniowej (hipokalcemia – spadek stężenia wapnia w surowicy).

Napad tężyczki przebiega najczęściej jako uczucie symetrycznego drętwienia i skurczy mięśni rąk (tzw. ręce położnika - ze względu na ich charakterystyczne ułożenie w tym czasie). Następnie podobne objawy rozszerzają się na przedramiona, ramiona, tułów i kończyny dolne przypominając klinicznie napad padaczkowy. Istotną różnicą jest jednak fakt, że chory podczas napadu tężyczki zachowuje przytomność i świadomość.

Równażnikami tężyczki, czyli objawami, pod którymi może się kryć hipokalcemia towarzysząca zasadowicy są:

• skurcze powiek, podwójne widzenie, a także światłowstręt,
• skurcz tętnic wieńcowych mięśnia sercowego (manifestując się jako bóle dławicowe),
• skurcz tętnic krezkowych (dając bóle brzucha),
• skurcz w obrębie dróg oddechowych (krtani, oskrzeli) powodując duszność,
• skurcz naczyń mózgowych (objawiając się jako migrena),
• skurcz naczyń obwodowych dłoni, stóp (dając objaw Raynauda).

Korygowanie zaburzeń w gospodarce kwasowo-zasadowej, które zmierzają w kierunku zasadowicy odbywa się do pewnego momentu przy udziale układu moczowego w postaci zwiększonego wydalania jonów wodorowęglanowych z moczem („zasadowych”) oraz zmniejszenia procesów wytwarzania tych jonów. Konsekwencją jest stopniowy spadek pH i odtworzenie izojonii – prawidłowego, stałego składu jonów organizmu.

Przyczyny kwasicy

Istnieje wiele czynników, które sprawiają, że w organizmie rozwija się kwasica. Kwasica jest niekorzystnym stanem zaburzenia homeostazy (równowagi) całego organizmu, który może mieć w swoim przebiegu groźne implikacje kliniczne. Gdy mechanizmy regulujące gospodarkę kwasowo-zasadową pozostają wydolne, może nie dawać żadnych objawów. Zakwaszenie organizmu wynika z zaburzonej pracy najważniejszych narządów regulujących równowagę kwasowo-zasadową. Ma to miejsce w takich schorzeniach jak:

• niewydolność nerek – dochodzi tu do zaburzonej regeneracji jonów wodorowęglanowych i upośledzonego wydalania jonów wodorowych z moczem;
• zaburzonej czynności układu oddechowego, np. w przewlekłej obturacyjnej chorobie płuc (POChP) lub niewydolności prawokomorowej serca;
• może być także wynikiem chorób ogólnoustrojowych:
• cukrzycy, w której może dojść do rozwinięcia się kwasicy ketonowej,
• przewlekłej biegunki – może dojść do znacznej utraty jonów wodorowęglanowych,
• niedotlenienia organizmu, w przebiegu, którego rozwija się kwasica mleczanowa,
• zatrucia alkoholem, salicylanami, glikolem etylenowym.

Przyczyny zasadowicy

Do zasadowicy, czyli wzrostu pH>7,45, dochodzi podobnie jak w przypadku kwasicy w momencie wyczerpania zdolności organizmu do wyrównania zaburzeń gospodarki kwasowo-zasadowej. Najczęściej zachwiania równowagi w kierunku podwyższonego pH towarzyszą stanom niedoboru potasu i/lub wodoru, a przykładem mogą być:

• stosowanie glikokortykosteroidów, które powodują spadek stężenia potasu a wzrost sodu w surowicy,
• nadmierna utrata jonów wodorowych („kwaśnych”) w przypadku uporczywych wymiotów,
• utrata potasu z moczem w przypadku stosowania diuretyków (leków moczopędnych).

lub też wynikać z hiperwentylacji (nadmiernej wentylacji płuc), w której dochodzi do hipokapni (spadku stężenia parcjalnego dwutlenku węgla, odpowiadającego za „kwasowość”), w stanach:

• pobudzenia ośrodka oddechowego w mechanizmie urazu, niektórych leków lub toksyn,
• hipoksji (niedotlenienia organizmu),
• zaburzeń psychicznych.

Zaburzenie gospodarki kwasowo-zasadowej a wyniki badań

W momencie przewagi kwasowości, gdy organizm jest zakwaszony, będziemy się spodziewać wartości pH bliżej dolnej granicy normy. Wartość prawidłowego pH krwi człowieka mieści się w przedziale 7,35-7,45. W przypadku wyniku poniżej 7,35 mówimy o kwasicy, a powyżej 7,45 – zasadowicy. Także prawidłowa wartość pH nie wyklucza poważnych zaburzeń, dlatego tylko lekarz powinien oceniać wyniki badań, konfrontując je jednocześnie ze stanem klinicznym pacjenta. Oprócz oznaczeń samej wartości pH istnieją inne wskaźniki charakteryzujące gospodarkę kwasowo-zasadową pacjenta takie jak:

• stężenie jonów wodorowęglanowych [HCO3-],
• stężenie parcjalne dwutlenku węgla [pCO2].

Kwasicei zasadowice ze względu na wyniki badań krwi dzieli się na:

• oddechowe,
• nieoddechowe,

a także na:

• wyrównane,
• niewyrównane.

W przypadku wyrównanej kwasicy lub zasadowicy mówimy o sytuacji, gdy pomimo zaburzonych wyników stężeń HCO3- lub pCO2, wartość pH pozostaje w granicach normy. Świadczy to o wydolnych kompensacyjnych mechanizmach regulujących gospodarkę kwasowo-zasadową. Gdy ulegną one wyczerpaniu rozwija się tak zwana kwasica lub zasadowica niewyrównana.

Poziom HCO3- (jonów odpowiadających za zasadowość) ulegający zmniejszeniu z towarzyszącą niską wartością pH, oznacza kwasicę nieoddechową. Z kolei wzrost stężenia pCO2 (odpowiadający za kwasowość) ze spadkiem pH, świadczy o kwasicy oddechowej. W zasadowicy oddechowej mamy z kolei do czynienia ze wzrostem pH, które współistnieje ze spadkiem pCO2, a w zasadowicy nieoddechowej ze wzrostem jonów wodorowęglanowych.

Leczenie kwasicy i zasadowicy

Do oznaczenia parametrów równowagi kwasowo-zasadowej w organizmie człowieka stosuje się gazometrię.

Kierunek terapii powinien być nastawiony na pierwotną przyczynę, która doprowadziła do kwasicy lub zasadowicy. W przypadku, gdy kwasica towarzyszy chorobie nerek, chory powinien pozostawać pod kontrolą specjalisty nefrologa, a pacjent z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc – pulmonologa. Podobna strategia leczenia obowiązuje w przypadku zasadowicy.

Inaczej jest w przypadku ostrych schorzeń ogólnoustrojowych, które wymagają pilnej interwencji medycznej. Mamy tutaj na myśli zasadowicę przebiegającą z napadem tężyczki, a także kwasicę ketonową lub mleczanową, które nieleczone prowadzą do ciężkich zaburzeń świadomości ze śpiączką włącznie.