12 Aralık 2010 Pazar

asit - baz dengesi


Asit-baz dengesi, hidrojen iyonu (H+) konsantrasyonu dengesidir. Hidrojen atomu (H) merkezde bir proton ve çevresindeki bir elektrondan oluşur; hidrojen iyonu (H+) ise, elektronunu kaybettiği için, sadece protondan ibarettir. Hidrojen iyonunun yüksek bağlanma yeteneği vardır; o nedenle vücut sıvılarında pratik olarak serbest halde bulunmaz; su (H2O)’ya bağlanır ve hidronium (H3O+) iyonu şeklinde dolaşır. Fakat, anlamayı kolaylaştırmak için, asit-baz dengesinde hidrojen iyonu serbest imiş gibi kabul edilir.
Normalde ekstraselüler sıvıdaki H+ konsantrasyonu ([H+]) yaklaşık 40 nanomol/L (veya nanoEq/L)’dir (nanomol = 10-6 mmol). Diğer bir deyişle, H+ konsantrasyonu, Na+, K+, Cl- ve HCO3- gibi diğer elektrolitlerin kabaca milyonda biri kadar düşüktür. Vücut sıvılarında çok az miktarda bulunmasına rağmen, hidrojen iyonlarının o kadar yüksek reaktiviteleri vardır ki, konsantrasyonlarındaki çok küçük değişiklikler bile enzimatik reaksiyonları ve fizyolojik olayları etkiler. Bu nedenle ekstraselüler H+ konsantrasyonu çok dar sınırlar içinde tutulmalıdır. Yaşamın mümkün olabildiği en düşük H+ konsantrasyonu 16 nmol/L (pH=7.8), en yüksek konsantrasyon ise 160 nmol/L (pH=6.8)’dir.
            pH [p (power) of H+], bir solüsyonun hidrojen iyon yoğunluğunu anlatabilmek için kullanılan bir terimdir ve her litre solüsyon için mol cinsinden, hidrojen iyon konsantrasyonunun negatif logaritmasının sembolüdür (pH = -log[H+]). 
pH ile [H+] arasında ters bir ilişki vardır. pH’nın 7.2 ile 7.5 arasında olduğu durumlarda, her 0.1’lik pH oynaması için H+ konsantrasyonunda kabaca 10 nmol/L’lik bir artış veya azalma olur. Pratik olarak, [80 – (pH’nın son iki rakamı)] formülü de kullanılır. Örneğin, pH 7.32 ise H+ konsantrasyonu (80-32) yaklaşık olarak 48 nmol/L’dir. pH ile H+ konsantrasyonu arasındaki ilişki Tablo 1’de gösterilmiştir.

Tablo 1. pH ile H+ konsantrasyonu arasındaki ilişki

pH                               7.1       7.2       7.3       7.4       7.5       7.6       7.7             
[H+] (nmol/L)               79        63        50        40        32        25        20              


Logaritma hesabına gerek kalmadan, pH’ya karşılık gelen H+ konsantrasyonunu daha kesin olarak bulmak istersek, pH’daki her 0.1’lik azalma için 40 rakamını 1.25 ile, her 0.1’lik artma için ise 40 rakamını 0.8 ile çarpmamız gereklidir. Örneğin,     pH = 7.60 için [H+] = 40 x 0.8 x 0.8 = 26 nmol/L; pH = 7.50 için [H+] = 40 x 0.8 = 32 nmol/L; pH = 7.30 için [H+] = 40 x 1.25 = 50 nmol/L; pH = 7.20 için [H+] = 40 x 1.25 x 1.25 = 63 nmol/L
Normal arter kanının pH’sı 7.35 ile 7.45 arasında değişir. İntraselüler pH ise daha düşüktür (7.10-7.30).
Vücut sıvılarında karbon dioksit basıncı (PCO2) ve bikarbonat konsantrasyonu ([HCO3-]) oranı, hidrojen iyon konsantrasyonunu belirler. Bunu Henderson denkleminden anlamak mümkündür:  

            [H+] = K    PCO2                     (Henderson denklemi)
                          [HCO3-]       
                                  

Yukarıdaki denklemde her iki tarafın negatif logaritması alınacak olursa Henderson-Hasselbalch denklemi olarak da adlandırılan aşağıdaki denklem ortaya çıkar:

            pH = pK + log [HCO3-]           (Henderson-Hasselbalch denklemi)
                                    PCO2

Henderson denkleminde, dissosiasyon sabitesi olan K’nin değeri 24’dür. Diğer parametrelerin normal değerlerini (PCO2 = 40 mmHg ve HCO3- = 24 mEq/L) formüle koyacak olursak, H+ konsantrasyonunun normal değeri olan 40 nEq/L’yi bulmak mümkündür.
Formülün sağ tarafındaki PCO2 veya HCO3- düzeyinden birinde artma veya azalma olursa, kompansasyon için diğerinde de aynı yönde artma veya azalma olur. Burada organizmanın amacı PCO2/HCO3- oranını mümkün olduğu kadar dengede tutmak ve bu sayede kandaki H+ konsantrasyonunu sabit tutmaktır.
Asit-baz bozukluklarının tanınması için çoğu kez arter kanı örneği kullanılır çünkü bu şekilde aynı zamanda arteriyel oksijenizasyonu da anlamak mümkündür. Buna karşılık, venöz kanı elde etmek daha kolaydır. Hastadan arter kanının alınamadığı durumlarda, venöz kan örneğinden de asit-baz bozukluğu olup olmadığı anlaşılabilir. Venöz kanda, arteriyel kana göre PCO2 5-7 mmHg daha yüksek, HCO3- düzeyi 1-3 mEq/L daha düşük ve pH ise 0.03-0.05 daha düşüktür.

ASİT-BAZ DENGESİNİN SAĞLANMASI

Hücresel metabolik olaylar sonucunda sürekli olarak asit özellikte maddeler ortaya çıkmaktadır. Vücutta oluşan asitler 2 ana gruba ayrılır:           
1. Volatil (uçucu) asitler: Karbon dioksite dönüşebilen asitlerdir. Sağlıklı bir insanda günde 20,000 mmol CO2 açığa çıkar. Bu, karbonhidratların ve yağların yanması sonucunda oluşur. Açığa çıkan CO2 eritrositler tarafından tamponlanır ve akciğerlere taşınarak solunum yoluyla atılır.
2. Nonvolatil (uçucu özelliği olmayan) veya fikse asitler: Karbon dioksite dönüşemeyen asitlerdir. Normal metabolizma sonucunda günde 50-100 mEq (1-1.5 mEq/kg) nonvolatil asit oluşur. Nonvolatil asit üretimi için ana kaynak sülfür içeren sistin ve metiyonin gibi amino asitlerin yanması ile ortaya çıkan sülfürik asittir. Ayrıca fosfolipid ve fosfoproteinlerin yıkılması sonucunda açığa çıkan fosforik asit, nükleoproteinlerin yıkılması sonucunda açığa çıkan nükleik asit, karbonhidrat ve yağ asitlerinin inkomplet yanması sonucunda açığa çıkan laktik asit ve ketoasitler de bu grup asitlere örnektir.
Metabolizma sonucunda sürekli olarak H+ oluştuğu halde, normalde pH 7.35-7.45 gibi çok dar sınırlar içinde tutulur. Bunu sağlayan başlıca 3 mekanizma vardır: (1) Kimyasal tampon sistemi, (2) Akciğerler sayesinde CO2 atılımının kontrolu, (3) Böbreklerin HCO3- reabsorpsiyonu ve sentezi.
Kimyasal Tampon Sistemi
Bir solüsyona asit ilavesi ile asiditenin, baz ilavesi ile de kaleviliğin derecesini azaltan maddelere tampon maddeler denir. Bu maddeler ortama H+ vererek veya ortamdan hidroksil iyonu (OH-) alarak pH değişikliklerini önler. Vücuttaki tampon sistemlerini aşağıdaki şekilde özetleyebiliriz:
  1. Ekstraselüler alanda etkisini gösteren tamponlar:
 (1) H2CO3/ HCO3-, (2) NaH2PO4/Na2HPO4, (3) Protein H+/proteinat ve (4) Organik asitler/organik asit tuzları.
  1. İntraselüler alanda etkisini gösteren tamponlar:
(1) Böbrek tubulus hücresi ve eritrositlerdeki NaH2PO4/Na2HPO4 sistemi, (2) Dokulardaki protein tampon sistemi ve (3) Eritrositlerdeki hemoglobin H+/hemoglobinat tampon sistemi.
Hücre dışı ve hücre içi alandan hidrojen iyonu göçleri de tamponlamada önemli rol oynar. Hidrojenin tamponlanmak üzere hücre içine girmesi sonucunda, elektronötraliteyi sağlamak amacıyla potasyum hücre dışına çıkar. Kemikler de, asit ve baz yükü için etkin bir tamponlama yeridir. Bir asit yüklenmesi halinde hidrojen iyonları kemik tarafından alınır ve buna karşılık sodyum ve potasyum hücre dışı sıvıya verilir.
Akciğerler
Akciğerler karbon dioksitin atılımını sağlayarak asit-baz dengesine katkıda bulunurlar. Kan pH’sındaki değişiklikler sonucunda alveoler ventilasyonda artma veya azalma ile CO2 düzeyi normal sınırlar içerisinde (35-45 mmHg) tutulur.
3.  Böbrekler
Böbreklerin asit-baz dengesini sağlamadaki fonksiyonları başlıca 2 şekilde gerçekleşir:
A. Bikarbonatın reabsorpsiyonu: Ultrafiltrata geçmiş olan bikarbonatın yaklaşık %90’ı proksimal tubulusta (Na+-H+ antiportu ile), geri kalanı da distal nefronda (H+-ATPaz pompası ile) geri emilir.
B. Bikarbonatın sentezi: Günlük metabolizma sonucunda oluşan 50-100 mEq (1-1.5 mEq/kg) nonvolatil asit, tampon sistemindeki bikarbonat tarafından tamponlandığı için, her gün bu miktarda yeni bikarbonat sentez edilir. Bu da tubulus hücresinden lümene hidrojen sekresyonu ile olur. Lümene sekrete edilen hidrojen, amonyağa veya fosfata bağlanır. Tubulus hücresinden lümene hidrojen atılımı sırasında hücre içinde sentez edilen bikarbonat da kana geçer.

Hiç yorum yok:

Yorum Gönder