Equilibrio acido-base: differenze tra le versioni

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In pratica, in periferia dove, in conseguenza del lavoro (muscolare o di qualsiasi altro organo), si consuma O₂ e si produce CO₂, quest'ultima, nel sangue, viene idratata ad acido carbonico (H₂CO₃), il quale si scinde in H⁺ e HCO₃^- e viene trasportata ai polmoni (per essere eliminata con l'espirazione). (Vedi Fig. 2)

== MeccanismiSistemi tampone dei liquidi corporei ==

=== Liquidi corporei ===

[[File:Riassorbimento bicarbonati e respirazione cellulare.svg|upright=2.5|thumbnail|'''Fig. 2''' Riassorbimento bicarbonati e respirazione cellulare. Il sottodescritto "trasporto dell'ossigeno e dell'anidride carbonica", si può far partire dal mitocondrio che emette CO₂, viene idratata ad H₂CO₃, si sposta nell'immagine verticalmente trasportata nel sangue dal suddetto bicarbonato fino a giungere al polmone e scindersi in H₂O e CO₂. L'ossigeno invece passa i polmoni, si lega all'emoglobina e di qua viene trasportata ovunque]]

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* [[Idrogenocarbonato|Ione bicarbonato]]: presente a elevate concentrazioni. Ha un pKa di circa 6,1; tuttavia la sua concentrazione è molto elevata. Responsabile della creazione di questa sovrabbondanza di HCO₃^- è il rene.

=== Meccanismi tampone del sistemaSistema polmonare ===

[[File:Equilibrio acido base.jpg|right|upright=1.4|thumbnail|'''Fig. 3''' Equilibrio acido-base.]]

Il polmone ha la possibilità, tramite l'espirazione, di allontanare la CO₂, diminuendone la concentrazione nell'organismo. Per il [[principio di Le Châtelier]] la reazione dell'acido carbonico si muove verso sinistra, riducendo il numero di H⁺, e quindi l'acidità. Il processo è innescato da chemocettori che avvertono la quantità di CO₂ nel sangue. Essi ne trasmettono l'eventuale eccesso ai centri superiori di [[controllo della respirazione|controllo della ventilazione]] che aumenteranno la frequenza respiratoria, e di conseguenza la ventilazione. Normalmente la concentrazione di CO₂ nel sangue è di 40[[mmHg]]. Anche questo è un tampone rapido, ma non efficace al massimo.

== Meccanismi tampone del sistema renale ==

=== Sistema renale ===

Il meccanismo tampone del sistema renale è il sistema più efficace ma più lento. I reni contribuiscono a mantenere l'equilibrio acido-base principalmente mediante due meccanismi: l'eliminazione di acidi (sotto varie forme) in quantità equivalente alla produzione di acidi non volatili e soprattutto il riassorbimento del [[Idrogenocarbonato|bicarbonato]] (HCO₃^-). Questi processi avvengono, con diverse modalità, all'interno del [[tubulo renale]].

==== Riassorbimento dei bicarbonati ====

In seguito alla filtrazione [[glomerulo|glomerulare]], grandi quantità di bicarbonato si ritrovano nel liquido tubulare a livello del [[tubulo renale|tubulo prossimale]]. A questo livello viene riassorbito l'80% del bicarbonato filtrato dai glomeruli. Sulla membrana apicale delle cellule tubulari, infatti (a contatto con il liquido tubulare) sono presenti trasportatori che mediano lo scambio di uno ione sodio con uno ione idrogeno, così che per ogni ione sodio riassorbito nella cellula, uno ione idrogeno viene eliminato nel lume tubulare. Al tempo stesso il sangue, e dunque l'interstizio, sono carichi di CO₂ che entra liberamente nella cellula del tubulo, dove l'anidrasi carbonica la trasforma in H₂CO₃, che si scinde spontaneamente in HCO₃^- e H⁺. Gli ioni idrogeno provenienti dalla scissione dell'[[acido carbonico]] vengono eliminati nelle urine con il meccanismo descritto in precedenza, mentre il bicarbonato viene riassorbito a livello della membrana basolaterale della cellula e passa nel sangue. Con meccanismi simili, anche l'[[ansa di Henle]] e il tubulo distale concorrono al riassorbimento del bicarbonato, contribuendo rispettivamente per il 15% e per il 5% al processo; tuttavia è importante sottolineare che nel tubulo distale (e nel dotto collettore) il riassorbimento del bicarbonato non è legato a quello del sodio, ma piuttosto a quello del [[potassio]]. Il riassorbimento del bicarbonato è regolato da diversi fattori: in particolare l'acidosi sistemica, l'[[ipovolemia]] e l'[[angiotensina]] II aumentano il riassorbimento dello ione, così come l'[[ipokaliemia]] (carenza di potassio); al contrario, questo processo è inibito dal [[paratormone]]. L'[[aldosterone]] agisce invece aumentando la secrezione di ioni idrogeno nel dotto collettore.

==== Escrezione renale di fosfati ====

Descritta dalla formula:<ref>Douglas C. Eaton, John P. Pooler, Medicine - Vander's Renal Physiology, 7th Edition, McGraw Hill 2009, pag 167-170</ref>

'''[Na'''⁺+ '''HPO₄'''^2'''-'''''' (escreto dal rene)] + [H⁺ (escreto dal rene)+ HCO₃^-] '''⇒ '''H₂PO'''₄^-''' (escreto nelle urine) + '''['''Na'''⁺+''' HCO₃^- (riassorbito dal rene)]'''

Motore di questo tampone è una pompa attiva di scambio Na⁺ (riassorbito) e H⁺ escreto.<ref>[http://books.google.it/books?id=QX6DD_sXNY8C&pg=PR1&lpg=PR1&dq=Concise+Textbook+of+Physiology+for+Dental+Students&source=bl&ots=UfzcvVg1Kv&sig=oiY731FF4ThDIEvVhRvQJiYue4o&hl=it&sa=X&ei=1JCiT9SgCISN4gT3w7CkCQ&ved=0CFcQ6AEwBA#v=onepage&q=Concise%20Textbook%20of%20Physiology%20for%20Dental%20Students&f=false Concise Textbook of Physiology for Dental Students - Yogesh Tripathi - Google Libri] pag 306</ref>

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Il fosfato rappresenta il principale [[soluzione tampone|sistema tampone]] urinario e proviene esclusivamente dagli alimenti. La regolazione della sua escrezione, però, dipende anche dal metabolismo del calcio (bilancio calcio/fosforo), ma, il concetto importante è il seguente: nel perdurare della acidosi, il sistema ormonale di regolazione del calcio e dei fosfati agisce sempre di più portando alla [[Malattia renale cronica#Alterazioni del metabolismo calcio-fosforo|alterazioni del metabolismo calcio-fosforo]] ed alla [[Malattia renale cronica#Osteodistrofia renale|osteodistrofia uremica]].

==== Escrezione renale di ammonio ====

I reni sono capaci di metabolizzare l'[[aminoacido]] [[glutammina]] nelle cellule del tubulo prossimale; nella reazione, per ogni molecola di glutammina, vengono prodotte due molecole di ammonio, indicato con NH₄⁺, e un anione divalente. Questo processo determina inoltre, alla fine, la produzione di due molecole di bicarbonato, che viene riassorbito nel sangue. Lo ione ammonio, invece, fuoriesce dalla cellula passando nel liquido tubulare, dove si trova in equilibrio chimico con l'ammoniaca NH₃; a seconda del pH del liquido prevarrà l'una o l'altra forma. Se il pH è molto basso, prevarrà lo ione ammonio, che viene eliminato con le urine; per valori di pH maggiori, invece, una parte consistente sarà sotto forma di ammoniaca, che diffonde liberamente attraverso le membrane e sarà quindi riassorbita, per cui:

'''Na⁺R + NH₃ + H⁺ + HCO3^- → NaHCO3^-''' (riassorbito)''' + NH⁺₄R''' (escreto nelle urine)

(R è un qualunque acido non volatile) (idem come sopra, nella pratica legano gli H⁺ e li eliminano nelle urine).