Rối loạn cân bằng acid-base và cơ chế bù trừ
Sinh lý học acid-base liên quan đến cách cơ thể duy trì nồng độ ion hydro của dịch ngoại bào trong một phạm vi hẹp, thường được biểu thị bằng pH động mạch gần 7,40. Lĩnh vực này khảo sát các rối loạn phát sinh khi sự cân bằng đó bị phá vỡ và các phản ứng bù trừ, hóa học, hô hấp và thận, hoạt động để khôi phục lại nó.
Definition
Rối loạn acid-base là những sai lệch của nồng độ ion hydro toàn thân so với điểm đặt bình thường, được phân loại theo việc thay đổi chính là ở bicarbonate (chuyển hóa) hay ở áp suất riêng phần carbon dioxide (hô hấp), và được đặc trưng cùng với phản ứng bù trừ có xu hướng đưa pH trở lại bình thường.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm hệ đệm hóa học của dịch cơ thể, bốn rối loạn acid-base nguyên phát (nhiễm toan và nhiễm kiềm chuyển hóa và hô hấp), các phản ứng thứ phát (bù trừ) có thể dự đoán được đối với từng rối loạn, và các cơ chế bài tiết acid của thận cuối cùng tái tạo lại hệ đệm. Nó được tổ chức xoay quanh sinh lý học và logic chẩn đoán của nó hơn là quản lý lâm sàng.
Sub-topics
Core questions
- Điều gì quyết định nồng độ ion hydro của dịch ngoại bào, và tại sao bicarbonate là hệ đệm chủ yếu?
- Bốn rối loạn acid-base nguyên phát được định nghĩa và phân biệt như thế nào?
- Những phản ứng bù trừ nào xảy ra sau mỗi rối loạn nguyên phát, và chúng phát triển nhanh như thế nào?
- Thận bài tiết lượng acid hàng ngày và tái tạo bicarbonate như thế nào?
Key concepts
- Nồng độ ion hydro và pH
- Cặp đệm bicarbonate-carbon dioxide
- Rối loạn nguyên phát so với bù trừ
- Các thành phần chuyển hóa và hô hấp
- Khoảng trống anion
- Chênh lệch ion mạnh
- Rối loạn acid-base hỗn hợp
Key theories
- Khuôn khổ Henderson-Hasselbalch (tập trung vào bicarbonate)
- Coi pH được thiết lập bởi tỷ lệ nồng độ bicarbonate với áp suất riêng phần carbon dioxide thông qua cân bằng acid carbonic, cung cấp mô tả tiêu chuẩn tại giường bệnh về tình trạng acid-base và các rối loạn của nó.
- Phương pháp Stewart (hóa lý)
- Định hình lại tình trạng acid-base theo các biến độc lập, chênh lệch ion mạnh, tổng acid yếu và áp suất riêng phần carbon dioxide, cùng nhau xác định nồng độ ion hydro; nó được sử dụng đặc biệt trong các cơ sở chăm sóc đặc biệt như một sự bổ sung cho quan điểm tập trung vào bicarbonate.
Mechanisms
Cặp bicarbonate-carbon dioxide là hệ đệm ngoại bào chính của cơ thể, liên kết phổi (điều hòa áp suất riêng phần carbon dioxide) và thận (điều hòa bicarbonate). Một thay đổi chuyển hóa nguyên phát ở bicarbonate sẽ gây ra một thay đổi hô hấp bù trừ ở carbon dioxide trong vòng vài phút đến vài giờ, trong khi một thay đổi hô hấp nguyên phát ở carbon dioxide sẽ gây ra một điều chỉnh bicarbonate chậm hơn của thận trong vài giờ đến vài ngày. Mỗi rối loạn nguyên phát có một mức độ bù trừ có thể dự đoán được về mặt định lượng, và một giá trị đo được khác xa so với dự đoán đó báo hiệu một rối loạn hỗn hợp bổ sung. Thận hoàn thành hệ thống bằng cách bài tiết lượng acid ròng hàng ngày, chủ yếu dưới dạng amoni và acid chuẩn độ, và bằng cách tái tạo bicarbonate đã tiêu thụ trong quá trình đệm.
Clinical relevance
Phân tích acid-base là một phần thường quy trong việc đánh giá bệnh nhân nặng và bệnh nhân có chuyển hóa không ổn định, và khuôn khổ sinh lý được mô tả ở đây là cơ sở cho việc giải thích kết quả khí máu động mạch và điện giải. Mục này giải thích sinh lý học cơ bản và lý luận chẩn đoán; nó không phải là nguồn cung cấp liều lượng hoặc khuyến nghị điều trị cá nhân hóa.
Evidence & guidelines
Các yếu tố sinh lý thiết yếu của cân bằng acid-base đã được thiết lập rõ ràng trong các bài tổng quan và sách giáo khoa tiêu chuẩn (Hamm và cộng sự, 2015; Berend và cộng sự, 2014), với các phương pháp tiếp cận tập trung vào bicarbonate và Stewart cung cấp các khuôn khổ mô tả bổ sung. Các quy tắc định lượng về bù trừ dự kiến được trích dẫn rộng rãi nhưng nên được hiểu là sinh lý học mô tả hơn là các phác đồ lâm sàng.
History
Sinh lý học acid-base định lượng phát triển từ công trình đầu thế kỷ 20 của Lawrence Henderson về cân bằng acid carbonic và công thức logarit của Karl Hasselbalch đã tạo ra phương trình mang cả hai tên. Mô tả tập trung vào bicarbonate đã thống trị sinh lý học và y học lâm sàng thế kỷ 20, và công thức hóa lý của Peter Stewart vào cuối thế kỷ 20 đã đưa ra một cách giải thích thay thế, dựa trên ion mạnh, vẫn còn đang được tranh luận.
Debates
- Phương pháp tiếp cận tập trung vào bicarbonate so với phương pháp hóa lý Stewart
- Việc mô tả Henderson-Hasselbalch truyền thống hay khuôn khổ ion mạnh của Stewart giải thích và định lượng các rối loạn acid-base tốt hơn là một cuộc tranh luận phương pháp luận liên tục; cả hai đều có thể mô tả cùng một dữ liệu, và phương pháp Stewart thường được trình bày như một sự bổ sung hơn là một sự thay thế.
Key figures
- Lawrence J. Henderson
- Karl Albert Hasselbalch
- Horacio J. Adrogué
- Nicolaos E. Madias
- Peter A. Stewart
Related topics
Seminal works
- hamm-2015
- berend-2014
- adrogue-madias-1998
Frequently asked questions
- Sự khác biệt giữa rối loạn acid-base chuyển hóa và hô hấp là gì?
- Rối loạn chuyển hóa là một thay đổi nguyên phát trong nồng độ bicarbonate, trong khi rối loạn hô hấp là một thay đổi nguyên phát trong áp suất riêng phần carbon dioxide; mỗi rối loạn gây ra một thay đổi bù trừ ở thành phần còn lại.
- Bù trừ trong cân bằng acid-base có nghĩa là gì?
- Bù trừ là phản ứng thứ phát, hô hấp đối với rối loạn chuyển hóa và thận đối với rối loạn hô hấp, có xu hướng đưa pH trở lại bình thường mà không điều chỉnh hoàn toàn; rối loạn nguyên phát phải được điều trị để điều chỉnh hoàn toàn.