Phản ứng hô hấp đối với rối loạn cân bằng axit-bazơ

Hệ hô hấp là một trong hai cơ quan điều hòa chính cân bằng axit-bazơ của cơ thể, cùng với thận. Vì carbon dioxide trong động mạch hoạt động như một axit trong dung dịch, việc thay đổi thông khí sẽ làm thay đổi carbon dioxide trong động mạch và do đó làm thay đổi pH máu trong vòng vài phút. Điều này làm cho hô hấp vừa là cơ chế bù trừ nhanh chóng cho các rối loạn axit-bazơ chuyển hóa, vừa là nguyên nhân chính gây ra nhiễm toan hoặc nhiễm kiềm hô hấp khi bản thân nó bị rối loạn.

Definition

Phản ứng hô hấp đối với rối loạn cân bằng axit-bazơ là những thay đổi trong thông khí, và do đó trong áp suất riêng phần carbon dioxide động mạch, qua đó hệ hô hấp nhanh chóng bù trừ cho các rối loạn axit-bazơ chuyển hóa hoặc, khi thông khí bị thay đổi, chủ yếu tạo ra nhiễm toan hoặc nhiễm kiềm hô hấp.

Scope

Mục này bao gồm vai trò của carbon dioxide trong hệ đệm bicarbonate, sự bù trừ hô hấp nhanh chóng cho nhiễm toan và nhiễm kiềm chuyển hóa, định nghĩa các rối loạn hô hấp nguyên phát, và nguyên tắc bù trừ dự kiến được sử dụng để nhận biết các rối loạn hỗn hợp. Nó xem xét sự đóng góp của hô hấp vào cân bằng axit-bazơ như sinh lý học nền tảng cho việc giải thích khí máu, chứ không phải là quản lý lâm sàng.

Core questions

• Thông khí thay đổi pH máu như thế nào?
• Hô hấp bù trừ cho nhiễm toan hoặc nhiễm kiềm chuyển hóa nhanh chóng và ở mức độ nào?
• Điều gì phân biệt rối loạn axit-bazơ hô hấp nguyên phát với rối loạn bù trừ?
• Mức độ bù trừ hô hấp dự kiến được sử dụng để phát hiện các rối loạn hỗn hợp như thế nào?

Key concepts

• Hệ đệm bicarbonate
• Carbon dioxide như một axit dễ bay hơi
• Bù trừ hô hấp cho rối loạn chuyển hóa
• Nhiễm toan và nhiễm kiềm hô hấp nguyên phát
• Các quy tắc bù trừ dự kiến
• Phản ứng thông khí qua trung gian hóa thụ thể đối với pH

Mechanisms

Carbon dioxide kết hợp với nước tạo thành axit carbonic, phân ly thành ion hydro và bicarbonate, do đó áp suất riêng phần carbon dioxide động mạch là yếu tố quyết định pH máu trong hệ đệm bicarbonate. Khi nhiễm toan chuyển hóa làm giảm pH, các hóa thụ thể trung ương và ngoại biên làm tăng thông khí, làm giảm carbon dioxide động mạch và tăng pH về mức bình thường; nhiễm kiềm chuyển hóa làm giảm thông khí và cho phép carbon dioxide tăng lên. Sự bù trừ hô hấp này bắt đầu trong vòng vài phút và phần lớn hoàn thành trong vòng vài giờ, nhanh hơn nhiều so với quá trình xử lý bicarbonate của thận. Khi thông khí là vấn đề chính, giảm thông khí làm tăng carbon dioxide động mạch (nhiễm toan hô hấp) và tăng thông khí làm giảm nó (nhiễm kiềm hô hấp), mỗi trường hợp sau đó sẽ thúc đẩy sự bù trừ thận chậm hơn. Vì mức độ bù trừ dự kiến cho mỗi rối loạn nguyên phát có thể dự đoán được, một giá trị đo được khác với phạm vi dự kiến báo hiệu một rối loạn đồng thời (hỗn hợp).

Clinical relevance

Sinh lý học này là cơ sở cho việc giải thích khí máu động mạch, trong đó mối quan hệ giữa carbon dioxide động mạch, bicarbonate và pH được sử dụng để phân loại các rối loạn và phát hiện các rối loạn hỗn hợp thông qua các quy tắc bù trừ dự kiến. Mục này giải thích các cơ chế điều hòa và logic giải thích; đây là nội dung tham khảo và giáo dục và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Evidence & guidelines

Khung giải thích được tóm tắt ở đây, bao gồm phương pháp sinh lý học tập trung vào bicarbonate (Henderson-Hasselbalch) và việc sử dụng các mối quan hệ bù trừ dự kiến để xác định các rối loạn hỗn hợp, được rút ra từ các đánh giá được trích dẫn rộng rãi về đánh giá cân bằng axit-bazơ.

History

Sự hiểu biết định lượng về cân bằng axit-bazơ dựa trên công trình của Henderson và Hasselbalch vào đầu thế kỷ XX, những người đã liên hệ pH với tỷ lệ bicarbonate trên carbon dioxide hòa tan. Việc công nhận phổi và thận là các cơ quan điều hòa bổ sung, và sự phát triển của phép đo khí máu và các quy tắc bù trừ dự kiến, đã cho phép các nhà lâm sàng và sinh lý học phân biệt các thay đổi nguyên phát với các thay đổi bù trừ và xác định các rối loạn hỗn hợp.

Debates

Khung nào mô tả tốt nhất sinh lý học axit-bazơ?

Cách tiếp cận bicarbonate truyền thống (Henderson-Hasselbalch), cách tiếp cận dư bazơ, và cách tiếp cận lý hóa (Stewart) đưa ra các giải thích khác nhau về cùng một rối loạn; cuộc tranh luận vẫn tiếp tục về việc cách tiếp cận nào hữu ích nhất, mặc dù biến số hô hấp, carbon dioxide động mạch, là trung tâm của tất cả.

Key figures

• Kenrick Berend
• Lawrence Henderson
• Karl Hasselbalch

Seminal works

• berend-2014
• berend-2010

Frequently asked questions

Hô hấp có thể ảnh hưởng đến độ axit của máu như thế nào?

Carbon dioxide hoạt động như một axit trong máu, vì vậy việc tăng thông khí sẽ loại bỏ carbon dioxide và làm tăng pH, trong khi giảm thông khí sẽ giữ lại carbon dioxide và làm giảm pH.

Tại sao bù trừ hô hấp nhanh hơn bù trừ thận?

Thông khí có thể thay đổi carbon dioxide động mạch trong vòng vài phút, trong khi thận điều chỉnh bài tiết bicarbonate trong vòng vài giờ đến vài ngày, do đó phổi cung cấp phản ứng nhanh chóng và thận cung cấp phản ứng chậm hơn, hoàn chỉnh hơn.