I tre sistemi per la regolazione del pH

I tre sistemi per la regolazione del pH

Marzo 6, 2018 0 Di MicheleLiberatore

[:it]Se vuoi finalmente capire quali sono e come funzionano i sistemi per la regolazione del pH questo breve articolo fa proprio al caso tuo.

 

 

  L’importanza di tali sistemi è fondamentale, infatti

 

L’equilibrio acido-base permette di conservare le funzioni vitali indispensabili dell’organismo

 

Innanzi tutto un brevissimo accenno al pH.

Il pH è il fattore che esprime la concentrazione di ioni idrogeno (H+) nel sangue umano. Considerando che una concentrazione normale di idrogenioni è pari a 40 nmol/L ( pH = 7,40), possiamo definire le relative alterazioni come:

 

  • Acidità quando il pH ha valori più bassi della norma;
  • Alcalinità quando viceversa il pH assume valori più alti.

 

! se vuoi saperne di più clicca qui “ come calcolare il pH “ !

Ogni giorno l’organismo produce acidi come conseguenza del proprio metabolismo.

Tali acidi devono essere successivamente eliminati al fine di ristabilire il giusto equilibrio acido-base e conservare quindi la reazione neutra. La base della regolazione del pH è proprio questa.

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Come detto in precedenza i principali sistemi di regolazione del PH sono tre:

  • Sistemi ematici: cioè i sistemi tampone;
  • Sistemi respiratori;
  • Sistemi

L’equilibrio acido-base permette di conservare le funzioni vitali indispensabili dell’organismo. E’ infatti  importante mantenere il pH entro limiti ristretti rispetto al valore definito normale, per almeno tre motivi:

 

 

Le difese dell’organismo che intervengono nella regolazione del pH si basano su tre differenti sistemi con diversi tempi di intervento:

 

 

I Sistemi Tampone

I sistemi tampone sono i primi ad essere attivati nella regolazione del pH. Il principale di questi sistemi è costituito dal sistema bicarbonato/acido carbonico.

Le due componenti del sistema sono controllate da un lato dal polmone, componente respiratoria rapida (CO2), dall’altro dal rene, componente metabolica all’intervento lento (HCO3-).

 

L’acido carbonico H2CO3 è un acido debole, in soluzione è in equilibrio con lo ione bicarbonato HCO3 L’acido carbonico si forma dalla reazione tra l’anidride carbonica e l’acqua.

In condizioni normali il bicarbonato è 20 volte maggiore rispetto all’acido carbonico, quindi il sangue risulta essere debolmente basico (7,35-7,45 a seconda del venoso o arterioso).

Questo anche perché il metabolismo umano produce più sostanze acide che basiche per cui la leggera basicità del sangue ‘neutralizza’ queste sostanze, cioè tampona.

Infatti un sistema tampone è costituito in genere da un acido e dalla sua base coniugata ed è in grado di rilasciare o legare H+ a seconda della necessità.

Gli altri tipi di sistemi tampone per la regolazione del pH sono i sistemi proteinati/proteine, il sistema fosfato bibasico/monobasico e il sistema emoglobina ridotta/ossigenata.

Il sistema Bicarbonato/Acido Carbonico è il sistema tampone più efficace, perché :

 

Compenso Polmonare

Iniziamo l’argomento individuando alcune affermazioni chiave che ci saranno utili per capire al meglio tale compenso

 

La reazione globale di formazione di questo tampone può essere scritta nel modo seguente:

 

    2H2O + CO2 <—> H2CO3 + H2O <—> H3O+ + HCO3

 

Consideriamo ora la produzione di acido lattico nei muscoli durante un esercizio fisico. L’acido lattico, quando entra nel sangue (essendo un acido) dona un H+ all’acqua. Aumentando la concentrazione degli H3O+ l’equilibrio si sposta verso la produzione di acido carbonico H2CO3.

Per ridurre la concentrazione di acido carbonico (e alzare il livello di pH del sangue) viene eliminata la CO2 con la respirazione.

Il pH può essere modificato sia da problemi respiratori che metabolici.

Si definisce ALCALOSI la condizione per cui il pH del sangue è oltre il valore di 7,45 (ma minore di 7,8 che è un valore incompatibile con la vita).

 

Con l’iperventilazione si espira più anidride carbonica del normale. La conseguenza è che la concentrazione di acido carbonico diminuisce, con conseguente aumento del pH (diventa più basico).

Qualora il pH del sangue diventasse pericolosamente basico, per evitare seri danni, il corpo reagisce ‘calmando’ il soggetto attraverso la perdita dei sensi.

Per evitare gli svenimenti (e riportare il valore del pH in condizioni normali) si  invita il soggetto a respirare in un sacchetto di carta.

 

In questo modo, parte della CO2 espirata viene reintrodotta acidificando il sangue e ripristinando il corretto equilibrio acido/bicarbonato.

L’ACIDOSI respiratoria è provocata viceversa quando l’anidride carbonica si accumula nel sangue in modo eccessivo.

I classici esempi sono :

  • dopo uno sforzo anaerobico (corsa senza respirare);
  • anche per piccolo sforzi in mancanza di allenamento (salire le scale, spostare pesi …).

L’eccesso di CO2 provoca produzione di ioni H3O+ e un conseguente abbassamento del pH.

Il ‘fiatone’ è la risposta dell’organismo alla acidosi: l’elevata frequenza di respirazione sta eliminando l’anidride carbonica in eccesso per rialzare il valore del pH.

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Compenso Renale

Il Rene è implicato nella regolazione dell’equilibrio Acido-Base, e quindi nella regolazione del pH, tramite le seguenti funzioni:

 

 

L’eliminazione dei protoni porta alla formazione di ioni bicarbonato nelle cellule tubulari e tali ioni sono riassorbiti con la filtrazione del sodio.

 

SISTEMA TAMPONE FOSFATO E AMMONIO

I protoni escreti possono essere tamponati, oltre che dagli ioni Bicarbonato, da altri tamponi urinari non Bicarbonato. In questo procedimento i bicarbonati riassorbiti dalle cellule tubulari si uniscono ai bicarbonati extra-cellulari.

I protoni vengono eliminati per la maggior parte tamponati dal bicarbonato. Il resto, circa 80 mmol/die, vengono eliminati come tamponi non bicarbonato.

Da quest’ultima parte, circa un terzo si lega a ioni fosfato, il resto in ammoniaca.

L’eliminazione di un idrogenione legato al tampone fosfato consente di rigenerare un bicarbonato

L’eliminazione di un idrogenione legato al tampone ammonio consente di rigenerare un bicarbonato

 

FATTORI CHE INFLUENZANO LA REGOLAZIONE DELL’EQUILIBRIO ACIDO-BASE

  • I meccanismi renali di regolazione dell’equilibrio acido-base sono influenzati da diversi fattori:
  • il valore del pH dei liquidi corporei
  • la pressione parziale di anidride carbonica
  • il volume extra-cellulare l’angiotensina II
  • l’aldosterone
  • la disponibilità di ioni cloruro
  • le riserve organiche di potassio

 

Il rene e l’ipercapnia

In un breve accenno al ruolo che gioca l’anidride carbonica nel riassorbimento dei bicarbonati. E’ noto come le modificazioni della CO2 alterano il pH delle cellule che secernono acidi del tubulo renale.

L’ipercapnia, che induce acidosi intracellulare, tende a promuovere il riassorbimento renale di bicarbonati l’ipocapnia esercita l’effetto inverso.

 

Benissimo, in questo articolo hai imparato

 

  • quali sono i tre sistemi di regolazione del pH:

 

Sistemi tampone

Sistemi respiratori

Sistemi renali

 

  • che i tre sistemi intervengono in tempi diversi;
  • come i tre sistemi agiscono;
  • La comprensione di questi sistemi di regolazione è fondamentale nella comprensione dell’equilibrio Acido-Base e nell’interpretazione di un EGA.

 

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