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Il pH del sangue è normalmente mantenuto su valori compresi tra 7,35 e 7,45; valori superiori o inferiori sono espressione rispettivamente di alcalosi e acidosi. Nell’acqua pura la quantità di cationi H+ è perfettamente pari e a quella degli anioni OH– di segno opposto; per entrambi gli ioni la concentrazione è di 10−7 moli/litro, per cui il pH dell’acqua pura corrisponde a 7 [–log (10-7)]. La reazione del plasma è normalmente alcalina con un pH di 7,41. L’urina ha una reazione debolmente acida intorno a pH 6 e può variare da 4,4 (acidità) a 8 (basicità debole) in ragione delle sostanze escrete.
III. I sistemi tampone: I sistemi tampone acido-base possono immediatamente combinarsi con qualsiasi radicale acido o basico per impedire dannose variazioni della concentrazione idrogenionica. I tamponi sono divisi in tamponi bicarbonato e in tamponi non bicarbonato, responsabili rispettivamente per il 53% e il 47% della capacità tamponante totale (1). Il tampone bicarbonato principale è l’anidrasi carbonica contenuta nei globuli rossi che agisce seguendo la formula precedentemente descritta [CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3] (3). I tamponi non bicarbonato comprendono l’emoglobina, i fosfati organici e inorganici e le proteine plasmatiche. Tra, questi, l’emoglobina è responsabile della maggior parte dell’azione tamponante secondo la seguente equazione: H+ + HbO2 → Hb + HO2 (4).
Ultimo aggiornamento 2021-02-23 18:50:13
L’organismo umano è composto in massima parte da acqua (70-80% corrispondenti a 42 litri circa) e quindi l’equilibrio acido-base è fondamentale per lo svolgimento delle principali funzioni metaboliche che non possono essere espletate al di fuori di valori di pH compresi fra 7.0 e 7.5 (1).
Il grado di acidità/basicità di una soluzione acquosa è espressione della concentrazione di H+ e OH– ivi disciolti ed è espresso come valore di pH mediante l’equazione di Handerson-Hasselbach: pH = 6.1 + log ([ HCO3– ]/ [ s x pCO2 ] ) (2) dove il pH è quello plasmatico, HCO3– è la concentrazione 
degli ioni bicarbonato nel plasma, (s x pCO2) è la concentrazione della CO2 disciolta nel plasma, che è espressione sia della pressione parziale di CO2 (pCO2), sia del coefficiente di solubilità (s) della CO2 nel plasma stesso. L’equazione di Handerson-Hasselbach consente di riassumere lo stato di equilibrio metabolico acido-base plasmatico mediante un solo valore, il pH, in modo che la sua valutazione sia applicabile alla pratica clinica. Il pH (dal latino pondus hydrogenii) è ricavato calcolando il logaritmo negativo in base 10 della concentrazione di ioni idrogeno (pH = -log10[H+]) su una scala che va da 0 a 14 moli/litro.
degli ioni bicarbonato nel plasma, (s x pCO2) è la concentrazione della CO2 disciolta nel plasma, che è espressione sia della pressione parziale di CO2 (pCO2), sia del coefficiente di solubilità (s) della CO2 nel plasma stesso. L’equazione di Handerson-Hasselbach consente di riassumere lo stato di equilibrio metabolico acido-base plasmatico mediante un solo valore, il pH, in modo che la sua valutazione sia applicabile alla pratica clinica. Il pH (dal latino pondus hydrogenii) è ricavato calcolando il logaritmo negativo in base 10 della concentrazione di ioni idrogeno (pH = -log10[H+]) su una scala che va da 0 a 14 moli/litro. Il pH del sangue è normalmente mantenuto su valori compresi tra 7,35 e 7,45; valori superiori o inferiori sono espressione rispettivamente di alcalosi e acidosi. Nell’acqua pura la quantità di cationi H+ è perfettamente pari e a quella degli anioni OH– di segno opposto; per entrambi gli ioni la concentrazione è di 10−7 moli/litro, per cui il pH dell’acqua pura corrisponde a 7 [–log (10-7)]. La reazione del plasma è normalmente alcalina con un pH di 7,41. L’urina ha una reazione debolmente acida intorno a pH 6 e può variare da 4,4 (acidità) a 8 (basicità debole) in ragione delle sostanze escrete.Il metabolismo del corpo umano è di tipo aerobico, caratterizzato dall’apporto di O2 ai tessuti dove avviene la completa ossidazione dei carboidrati con produzione di: energia + CO2 + H2O. La CO2 è rapidamente idratata dall’anidrasi carbonica, contenuta all’interno dei globuli rossi, con conseguente formazione di acido carbonico (H2CO3) che a sua volta si dissocia in H+ e ioni bicarbonato (HCO3–) secondo la formula di equazione dell’anidrasi carbonica: [ CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3– ] (1).
Il pH del plasma dipende dal rapporto tra le concentrazioni plasmatiche dei bicarbonati e della CO2 ed è espresso mediante la equazione di Handerson-Hasselbach.
Una severa acidosi può causare il coma e la morte, così come una severa alcalosi può essere letale causando convulsioni e morte.
Dato che la concentrazione degli H+ gioca un ruolo così importante nell’omeostasi, il corpo reagisce fisiologicamente contro queste variazioni mediante la regolazione respiratoria, la regolazione renale e i sistemi tampone dei liquidi organici (1).
I. Regolazione respiratoria: Un aumento della concentrazione di CO2 nei liquidi corporei abbassa il pH verso l’acidità, mentre una sua diminuzione sposta il pH verso l’alcalinità. Gli H+ in eccesso agiscono sul centro respiratorio bulbare stimolando la frequenza respiratoria polmonare fino a 4-5 volte il valore normale, mentre l’alcalosi riduce la ventilazione polmonare fino al 50-75 % del normale. Nella parete alveolare (povera di CO2) si catalizza la reazione opposta a quella verificatasi nei tessuti periferici, ovvero la ritrasformazione di HCO3– + H+ in H2CO3 (ac. carbonico) che a sua volta si trasforma in H2CO3 → CO2 + H2O, con liberazione della CO2 nell’aria. Questa reazione avviene in realtà nei due sensi, esiste infatti un equilibrio dinamico tra l’acido carbonico H2CO3 e l’anidride carbonica CO2 da una parte (insieme all’H2O) e gli ioni bicarbonato HCO3– e H+ dall’altra. Ogni variazione degli ioni di idrogeno e bicarbonato o dell’anidride carbonica determinano una alterazione di questo equilibrio con spostamenti a sinistra o a destra, che dovranno essere corretti dall’apparato respiratorio (che con un aumento della ventilazione smaltirà la quantità eccedente di CO2) e dall’apparato renale (che aumenterà o ridurrà l’escrezione degli ioni H+ e HCO3–).
Il potere tampone complessivo del sistema respiratorio è una o due volte superiore a quello di tutti i tamponi chimici dell’organismo e impiega 1-3 minuti per poter riportare alla normalità una brusca variazione di concentrazione idrogenionica (1).
II. Regolazione renale: la regolazione renale dell’equilibrio acido-base è più potente della regolazione respiratoria ma richiede un tempo molto più lungo rispetto a quest’ultima: da diverse ore ad alcuni giorni per riequilibrare la concentrazione idrogenionica. Le cellule distali del nefrone idratano l’anidride carbonica, la scindono in H+ e HCO3–, secondo la formula di equazione dell’anidrasi carbonica: [ CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3– ]. Quindi variano l’escrezione degli H+, insieme a fosfati ed ammoniaca, nelle urine e il riassorbimento di HCO3– in funzione del mantenimanto dell’equilibrio acido-base (1).
III. I sistemi tampone: I sistemi tampone acido-base possono immediatamente combinarsi con qualsiasi radicale acido o basico per impedire dannose variazioni della concentrazione idrogenionica. I tamponi sono divisi in tamponi bicarbonato e in tamponi non bicarbonato, responsabili rispettivamente per il 53% e il 47% della capacità tamponante totale (1). Il tampone bicarbonato principale è l’anidrasi carbonica contenuta nei globuli rossi che agisce seguendo la formula precedentemente descritta [CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3] (3). I tamponi non bicarbonato comprendono l’emoglobina, i fosfati organici e inorganici e le proteine plasmatiche. Tra, questi, l’emoglobina è responsabile della maggior parte dell’azione tamponante secondo la seguente equazione: H+ + HbO2 → Hb + HO2 (4).Dizionario dei termini e Valori di riferimento (9-12):
- Gli acidi, secondo la definizione di Arrhenius, sono sostanze che liberano ioni H+ quando sono in soluzione acquosa. Si suddividono in acidi forti o deboli, a seconda della facilità, regolata dalla legge di azione di massa, che ha la sostanza di legare rispettivamente più o meno ioni idrogeno (H+).
- Le basi sono sostanze capaci di legare gli ioni idrogeno (H+) secondo la legge di azione di massa. La reazione si svolge secondo secondo la formula: B + H2O = BH+ + OH–
- Il grado di acidità si misura tramite il pH, su una scala che va da 0 a 14
- H+ (ione idrogeno): l’idrogeno è l’elemento più diffuso in natura derivando direttamente dai processi seguenti al famoso Big Bang, dal quale ha avuto origine il nostro universo. Nei sistemi biologici, l’idrogeno è presente principalmente in forma legata al carbonio (legami C-H), all’ossigeno (legami O-H) e all’azoto (legami N-H) che, nel loro insieme, formano i gruppi funzionali costituenti i metaboliti ai quali sono deputate le funzioni vitali.
- Soluzioni tampone: soluzioni di acidi (o basi) deboli e il loro ione coniugato. (una base coniugata deriva dalla dissociazione dell’acido debole). Queste soluzioni sono in grado di “tamponare” (ovvero resistere) a piccole variazioni di pH facendo in modo che la concentrazione di ioni idrogeno rimanga costante.
- equazione dell’anidrasi carbonica: [ CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3– ].
- equazione tamponante dell’emoglobina: H+ + HbO2 → Hb + HO2
- equazione di Handerson-Hasselbach: pH = 6.1 + log ([ HCO3– ]/ [ s x pCO2 ] )
- pH è il logaritmo negativo in base 10 della concentrazione di ioni idrogeno (pH = -log10[H+]) su una scala che va da 0 a 14 moli/litro (v.n. del sangue: 7,4)
- PaCO2 o pCO2: pressione parziale arteriosa di anidride carbonica (v.n.:35-45 mmHg)
- BE (base excess): rappresentano la differenza tra il potere tampone di un determinato campione di sangue e il suo potere tampone teorico normale. Il BE si calcola con la seguente formula: BE= BB attuale – BB normale ed è misurato in mmoli/l. IL BE é negativo in caso di acidosi metabolica e positivo in caso di alcalosi metabolica (1).
- Nomogramma o abaco: è un dispositivo per il calcolo grafico del BE dai valori di pCO2 e di pH misurati. Nella sua forma più semplice e comune, è costituito da tre linee opportunamente graduate, dette scale. Due scale servono per il pH e la PaCO2, sulla terza scala si trovano i valori di BE. La retta che unisce i valori di pCO2 e di pH misurati, taglia la scala a destra in corrispondenza del valore di BE cercato.
- HCO3– = è la concentrazione degli ioni bicarbonato nel plasma (v.n. 22-26 mEq/l)
- Gap anionico: calcolato sottraendo la somma delle concentrazioni del Cl– e del HCO3– alla concentrazione plasmatica del Na (v.n. 5-11 mEq/l); un aumento del gap anionico rivela la presenza di un eccesso di equivalenti acidi, acidosi metabolica.
- Cl– sierico = 95-105 mEq/l
- Na+ sierico = 135-145 mEq/l
- K+ sierico = 3,3-4,9 mEq/l
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