Ομοιόσταση, προστατευτικοί μηχανισμοί

Tο pH του αρτηριακού αίματος είναι συνάρτηση του λόγου [HCO₃^–]/0.03·P_aCO₂. Οι μεταβολές του pH που επάγονται με την προσθήκη οξέως ή αλκάλεως ελαχιστοποιούνται με τη δράση των εξωκυτταρίων ή ενδοκυτταρίων ρυθμιστικών συστημάτων, τον έλεγχο της συγκεντρώσεως των HCO₃̄ με ρύθμιση του ποσού αποβαλλομένων Η⁺ από τους νεφρούς και την προσαρμογή του αερισμού, με την οποία επιδιώκεται ο έλεγχος της αποβολής CO₂. Οι προστατευτικοί μηχανισμοί ομοιοστάσεως διευκρινίζονται με την προσθήκη Η⁺ ή την αύξηση της P_aCO₂.

[α] Σχεδόν αμέσως, μετά την προσθήκη του HCI, η περίσσεια Η⁺ θα ρυθμιστεί με το διαθέσιμο εξωκυττάριο HCO₃̄ (αλκαλική παρακαταθήκη).

[β] Λίγα λεπτά αργότερα, θα εκδηλωθεί η αντιρροπιστική μεταβολή του αερισμού, με την οποία επιδιώκεται αύξηση της αποβολής CO₂, μείωση της P_aCO₂ και μετακίνηση του pH προς το φυσιολογικό.

[γ] Μετά 2-4 ώρες, εκδηλώνεται περαιτέρω ρυθμιστική δράση από τα ενδοκυττάρια ρυθμιστικά συστήματα (ιδίως τις πρωτεΐνες και τα οργανικά φωσφορικά). Ιόντα Η⁺ εισέρχονται στα κύτταρα με ανταλλαγή Κ⁺ και Na⁺.

Mε τις άμεσες αυτές ρυθμίσεις αποσκοπείται η διατήρηση αποδεκτών ορίων pH, μέχρις ότου η ομοιόσταση του οργανισμού εξασφαλισθεί με την προσαρμογή της νεφρικής απεκκρίσεως και της δια των ούρων αποβολής Η⁺ ως NH₄⁺. H διορθωτική προσαρμογή των νεφρών εκδηλώνεται από την πρώτη, ήδη, ημέρα και ολοκληρώνεται σε 5-6 ημέρες. Περίπου αντίθετα φαινόμενα παρατηρούνται, επί μεταβολικής αλκαλώσεως, συνεπεία, πχ., προσθήκης NaHCO₃, αν και η νεφρική ανταπόκριση εκδηλώνεται ταχύτερα, καθώς η περίσσεια HCO₃̄ απoβάλλεται αμέσως από τα ούρα. Οι μεταβολές του pH που οφείλονται σε μεταβολές της P_aCO₂ επάγουν διαφορετικές αντιδράσεις, καθώς απουσιάζει η εξωκυττάρια ρυθμιστική δράση των HCO₃̄ και, συνήθως, δεν επιτυγχάνεται η αντιρροπιστική μεταβολή του αερισμού, λόγω της πρωτοπαθούς αναπνευστικής βλάβης. Επομένως, μόνο οι ενδοκυττάριοι ρυθμιστικοί μηχανισμοί (συμπεριλαμβανομένης της Ηb) και η νεφρική αντιρροπιστική μεταβολή δι’ απεκκρίσεως Η⁺, απομένουν διαθέσιμοι προς ρύθμιση της αναπνευστικής οξεώσεως ή αλκαλώσεως. Εάν, πχ., η P_aCO₂ αυξηθεί, λόγω πρωτοπαθούς διαταραχής του αερισμού, τα ενδοκυττάρια ρυθμιστικά συστήματα επιδιώκουν την αύξηση των HCO₃̄ του πλάσματος, προς ελαχιστοποίηση του βαθμού της οξεώσεως. Η αντιρρόπιση αυτή ολοκληρώνεται σε 30 min και απολήγει στην αύξηση της συγκεντρώσεως των HCO₃̄ κατά περίπου 1 mmol/l για κάθε 10 mmHg αυξήσεως της P_aCO₂ είναι, επομένως, σχετικά αναποτελεσματική για τη διόρθωση του pH. Στη συνέχεια, εγκαθίσταται δραστική αύξηση της απεκκρίσεως Η⁺ από τους νεφρούς, που επιφέρει περαιτέρω αύξηση των HCO₃̄ του πλάσματος. Η νεφρική αντιρροπιστική δραστηριότητα, επί υπερκαπνίας, είναι απόλυτα αποδοτική, διορθώνοντας το pH (σε επίπεδα υψηλότερα των 7.30, ακόμη και με P_aCO₂ μεγαλύτερο των 80 mmHg), αλλά δεν ολοκληρώνεται, παρά μετά παρέλευση μερικών ημερών. Αντίθετα φαινόμενα καταγράφονται, επί αναπνευστικής αλκαλώσεως, κατά την οποία τα ενδοκυττάρια ρυθμιστικά συστήματα επιφέρουν μείωση της συγκεντρώσεως των HCO₃̄ του πλάσματος, ενώ από τους νεφρούς περιορίζεται η αποβολή Η⁺. Πρέπει να υπογραμμισθεί ότι η νεφρική προσαρμογή στις διαταραχές του αερισμού είναι αντιρροπιστική, αλλά όχι διορθωτική της βλάβης, η οποία μόνο αποκαθίσταται, με αποκατάσταση του αερισμού[i].

παράδειγμα: