Rối loạn cân bằng acid bazơ

Vấn đề cân bằng axit-bazơ khái quát mà nói là vấn đề của ion H+.

Bình thường các quá trình chuyển hoá trong cơ thể sinh ra các axit, chủ yếu là axit cacbonic, axit sulfuric, axit photphoric, vv... Khi phân ly, các axit này giải phóng ra các ion H+ tự do (quyết định pH của nội mô) trong cơ thể luôn có xu hướng tăng lên, có thể gây ra trạng thái nhiễm toan. Để duy trì nồng độ H+ ở các khu vực nội và ngoại bào trong phạm vi phù hợp với điều kiện sống và hoạt động của tế bào, các axit này luôn luôn được trung hoà, thải thừ bằng nhiều cơ chế linh hoạt, phức tạp. Kết quả là pH máu ở người bình thường luôn được duy trì ở trong một phạm vi ổn định rất hẹp : 7,35 - 7,45.

Khi pH dưới 7,35 phát sinh nhiễm toan và khi pH trên 7,45 phát sinh nhiễm kiềm. Khi pH tới ưới 6,8 và trên 7,8 thì cuộc sống đình chỉ.

Điều tiết cân bằng acid ba zơ

Như đã nêu ở trên , pH máu rất ổn định, do có một hệ thống điều tiết rất chính xác, rất nhạy, bao gồm: các hệ thống đệm của máu, thông khí phổi, chức năng thận .

Các hệ thống đệm của máu

Hệ thống đệm phổ biên nhất bao gồm một axit yếu với muối của axit đó với một bazơ mạnh . Thí dụ H2CO3 và NaHCO3.

HCl + NaHCO3  ó  NaCl + H2CO3 

NaOH + H2CO3  ó  NaHCO3 + H2O

Nhờ có hệ thống đệm, pH không thay đổi hoặc thay đổi rất ít, so với lượng axit hay bazơ thêmvào. Hệ thống đệm của máu bao gồm :

Hệ thống đệm quan trọng nhất là hệ thống bicacbonat - axit cacbonic, vì các quá trình chuyển hoá trong cơ thể tạo ra một lượng lớn CO2, do đó nhiều bicacbonat được tạo ra, làm cho hệ thống này có tầm quan trọng đặc biệt .

pH máu = 7,4

Nếu [HCO3-] giảm hoặc [ axit cacbonic+ tăng pH sẽ giảm và phát sinh nhiễm toan. Trái lại, nếu [ HCO3- + tăng hoặc [axxit cacbonic] giảm, pH sẽ tăng và phát sinh nhiễm kiềm. khi phát sinh nhiễm toan hoặc nhyiễm kiềm, thấy pH được phục hồi nhanh chóng do sự thay đổi kịp thời của vế kia của tỉ lệ: đó là nhiễm toan hoặc nhiễm kiềm có bù đắp . nếu sự thay đổi quá lớn, vượt khả năng bù đắp của cơ thể, sẽ phát sinh nhiễm toan mất bù ( pH giảm ) hoặc nhiễm kiềm mất bù ( pH tăng ).

Ion bicacbonat luôn luôn được hồng cầu và thận bổ sung theo cơ chế: Anhidraza cacbonic

CO2 + H2O => H2CO3 => HCO3 + H+

H+ sinh ra trong phản ứng được các đệm khác trung hoà.

Các axit sinh ra trong quá trình chuyển hoá cacchất trong cơ thể đều bị trung hoà theo phản ứng :

H+ A- + HCO3-   => A- + H2CO3  => H2O + CO2

Thông khí phổi

Thông khí phổi chịu sự điều tiết của pH, pCO2 và pO2, trong đó pH và pCO2 có tác dụng mạnh nhất . Cả hai yếu tố này đều ảnh hưởng tới cân bằng axit - bazơ. Thông khí phổi duy trì cân bằng axit - bazơ bằng cách điều áp lực CO2 phế bào ,   o đó điều hoà được nồng độ H2CO3 hoà tan trong máu (hình 1) . Trung khu hô hấp rất nhạy cảm đối với những sự thay đổi rất nhỏ của pH huyết tương và đáp ứng bằng cách tăng thông khí phổi mỗi khi phát sinh khuynh hướng nhiễm toan . Như vậy , axit cacbonic thừa được đào thải và pH được ổn định. Trái lại, khi nồng độ axit cacbonic máu giảm, thông khí sẽ giảm, có tác dụng giữ CO2 lại , nhằm tái lập cân bằng axit - bazơ. Trung khu hô hấp rất nhậy cảm đối với sự thay đổi của pCO2.

Bản chất hoá học của điều tiết hô hấp cân bằng axit - bazơ trong máu có thể tóm tắt như sau:

CO2 + H2O => H2CO3 => H+ + HCO3-

Khi nhiễm toan chuyển hoá, bù đắp bằng tăng thông khí phổi, phản ứng sẽ đi từ phải sang trái và khi nhiễm kiềm chuyển hoá, bù đắp bằng giảm thông khí phổi, phản ứng sẽ đi từ trái sang phải.

Vai trò của thận

Trong nước tiểu, có tất cả các axit (và bazơ) có trong huyết tương. Do đó mỗi khi chức năng lọc ở cầu thận giảm nghiêm trọng, đều phát sinh nhiễm toan.

Tới ống thận, Na+ được tái hấp thu dưới dạng bicacbonat nhờ có men anhydraza cacbonic ( có trong tế bào ống thận ) men này có tác dung tổng hợp axit cacbonic từ CO2 và H2O. Trong lúc Na được tái hấp thụ dưới dạng bicacbonat, các axit được đào thải, hoặc nguyên vẹn (1ion H+ trao đổi với một ion Na+ ) hoặc dưới dạng muối amôn sau khi kết hợp với một phân tử NH3 do tế bào thận tổng hợp.

Máu tới thận có phản ứng kiềm nhẹ (pH 7,4) còn nước tiểu cuối cùng có phản ứng toan (pH 6), do phôtphat dibazic Na2HPO4 (có tácdụng kiềm ) đã biến thành photphat mônbazic NaH2PO4 (có tác dụng toan ).

Qua sự phân tích trên đây, thấy rõ thận loại trừ tối đa axit, đồng thời tiết kiệm tối đa dự trữ bazơ, do đó thận đã chống lại trạng thái nhiễm toan rất có hiệu quả.

Tóm lại, quá trình chuyển hoá các chất trong cơ thể sản sinh ra CO2, các axit (photphoric, sunfuric vv...), làm cho nồng độ ion H+ tự do luôn luôn tăng lên trong cơ thể, có thể gây rối loạn cân bằng axit - bazơ nếu có axit sinh ra không kịp thời được trung hoà và thải trừ.

Nhờ các hệ thống đệm của máu ( đặc biệt là hệ bicacbonat / axit cacbonic ) tác dụng tức thì và đạt hiệu quả tối đa sau 10- 15 phút, pH của máu khong thay đổi hoặc thay đổi rất ít.

Sự phản ứng của phổi ( tăng hoặc giảm thải trừ CO2 ) xảy ra lập tức ngay sau khi pH máu thay đổi và đạt hiệu quả tối đa sau 12- 24 giờ.

Các axit này sau khi bị các đệm trung hoà được thải qua thận (băng các cơ chế thải axit và tạo amoniac) Khi rối loạn cân bằng axit-bazơ kéo dài, bù đắp chủ yếu do thận đảm nhiệm. Trạng thái bù đắp này chậm xuất hiện song có hiệu quả cơ bản và lâu dài.

Rối loạn cân bằng acid ba zơ

Có thể xếp thành 4 loại:

Nhiễm toan hô hấp.

nhiễm kiềm hô hấp.

Nhiễm toan chuyển hoá.

Nhiễm kiềm chuyển hoá.

Ngoài những rối loạn đơn thuần kể trên, trong bệnh lý phổ biến hơn nhiều là những rối loạn kết hợp.

Các rối loạn cân bằng axit-bazơ về mặt triệu chứng học, nói chung nghèo nàn, không đặc hiệu và phần lớn các biểu hiện lâm sàng lại là rối loạn của cân bằng nước, điện giải và của những hội chứng dịch thể khác.

Chẩn đoán chủ yếu dựa vào xét nghiệm sinh hoá (pH và dự trữ kiềm) (hình 4) Điều trị chủ yếu là trừ bỏ những nguyên nhân gây rối loạn.

Nhiếm toan hô hấp

Nhiễm toan hô hấp (còn gọi là nhiễm toan hơi) là hậu quả của trạng thái ứ CO2 trong máu.

Nguyên nhân gây nhiễm toan hô hấp:

Ức chế trung khu hô hấp do gây mê sâu, ngửi quá nhiều CO2, tiêm mocphin, thuốc nhủ.

Liệt cơ hô hấp: bệnh bại liệt, cơ máu giảm, vv...

Tắc đường hô hấp do dị vật, vật lạ, co thắt u.

Giảm diện tích hô hấp, viêm phổi, phế quản phế viêm, xơ phổi, khí thũng phổi, hen, tràn khí và tràn dịch màng phổi, vv...

Cơ chế bù đắp trong nhiễm toan hô hấp:

Vai trò của hệ đệm: Tăng nồng độ bicacbonat ngoại bào nhằm phục hồi giá trị bình thường của tỉ lệ [HCO3-] / [H2CO3].

Vai trò của phổi: CO2 máu tăng và pH máu giảm đã kích thích trung khu hô hấp gây tăng thông khí phổi, có tác dụng tăng cường đào thải CO2, nhằm phục hồi lại tỉ lệ [HCO3-] / [H2CO3].

Vai trò của thận: Tế bào ống thận tăng đào thải ion H+ đồng thời tăng tái hấp thu bicacbonat, ngoài ra thận còn tăng đào thải Cl-, tăng tổng hợp NH3 để bài xuất NH3 và Cl- dưới dạng NH4Cl. Nhờ vai trò của thận nhiễm toan chấm dứt và cân bằng axit-bazơ được tái lập.

Lâm sàng:

Biểu hiện lâm sàng duy nhất là hô hấp tăng.

Nhiễm kiềm hô hấp

Nhiễm kiềm hô hấp (còn gọi là nhiễm kiềm hơi) là hậu quả đào thải quá nhiều CO2 do tăng thông khí phổi.

Nguyên nhân gây nhiễm kiềm hô hấp:

Trung khu hô hấp hưng phấn mạnh, cảm xúc mạnh, nhiễm độc các dẫn xuất của axit salicylic, vv...

Trạng thái sốt gây tăng cường thông khí phổi, có tác dụng tăng thải nhiệt. Nhiệt độ bên ngoài tăng gây tăng thông khí phổi.

Lên cao gây tăng thông khí phổi để đảm bảo lượng oxy cho cơ thể.

Cơ chế bù đắp trong nhiễm kiềm hô hấp:

Vai trò của phổi : thở nông do CO2 máu giảm và pH máu tăng nhằm phục hồi CO2, trường hợp nhiễm kiềm hô hấp nặng có thể phát sinh ngừng thở.

Vai trò của hệ thống đệm: ion H+ từ tế bào vào máu có tác dụng ngăn cản pH máu ngả sang phía kiềm. Cơ chế bù đắp quan trọng tiếp theo là hệ thống đệm protein - proteinat huyết tương. Trong môi trường kiềm, protein tác động như một chất toan sẽ phân ly, tách ion H+ đồng thời hấp thu ion Na+ do đó càng hạn chế trạng thái kiềm hoá máu.

Vai trò của thận: Thận giảm đào thải ion H+ đồng thời tăng đào thải HCO3- cùng với Na+ (do đó nước tiểu có phản ứng kiềm) Kết quả là [HCO3-] máu giảm đồng thời [H2CO3+ tăng, và pH được phục hồi. Ion Cl- đào thải theo nước tiểu giảm rõ rệt vì bị giữ lại trong máu , thay thế cho ion HCO3 bị đào thải ra ngoài.

Lâm sàng:

Lúc đầu, hô hấp tăng (gây nhiễm kiềm ), về sau khi nhiễm kiềm, hô hấp giảm, thậm chí đình chỉ. phản ứng kiềm gây giảm ion hoá Ca ngoại bào, có thể phát sinh co giật.

Nếu dịch ngoại bào kiềm tính, oxy kết hợp với Hb dễ dàng song tách khỏi Hb chậm hơn so với bình thường, do đó trong nhiễm kiềm nặng có thể phát sinh thiếu oxy tổ chức (gây nhiễm toan chuyển hoá ). Ngoài ra khi pCO2 máu giảm, các mạch máu giãn ra gây giảm khối lượng máu lưu thông (do ứ máu và giảm huyết áp), gây thiếu oxy tổ chức, dẫn tơi nhiễm toan chuyển hoá, trạng thái này có thể coi như một phản ứng bù đắp của cơ thể đối với nhiễm kiềm hô hấp.

Nhiễm toan chuyển hóa

Còn gọi là nhiễm toan cố định. Đây là loại rối loạn cân bằng axit-bazơ phổ biến nhất, và nghiêm trọng nhất. Chủ yếu do thừa axit, đôi khi do mất bazơ.

Nguyên nhân gây nhiễm toan chuyển hoá:

Tăng sinh axit (thể xetonic , axit lacic, axit pyruvic,vv... ), gặp trong:

Đói ăn, đái tháo đường, vv... Trong những trường hợp này, cơ thể thiếu gluxit hoặc không sử dụng được gluxit (do thiếu insulin ) nên axetyl CoA không vào vòng Krebs được, do đó tăng sinh thể xetonic, cơ thể thiếu năng lượng mỡ dự trữ được huy động, tăng cường thoái biến cũng dẫn tới tăng sinh thể xetonic.

Thiếu oxy (mổ lớn, sốt, thiếu máu nặng, chảy máu nghiêm trọng, truỵ tim mạch, suy tim, suy hô hấp, mất nước nghiêm trọng, vv... )

Ứ axit. Gặp trong bệnh thận (suy thận cấp, suy thận kinh).

Suy thận kinh: Giảm số lượng tiểu cầu thận hoạt động gây ứ axit trong máu. Suy chức năng thải H+ của ống lượn xa.

Suy chức năng tái hấp thu HCO3- của ống lượn gần.

Nhiễm toan chuyển hoá còn có thể do mất nước nghiêm trọng hoặc rối loạn huyết động học nặng nề đã gây suy thận cấp (thiểu niệu, vô niệu) dẫn tới ứ đọng các sản vật axit.

Mất Na+: Thường gặp trong rối loạn tiêu hoá, đặc biệt là đi lỏng, tắc ruột, lỗ dò ruột và tụy,vv... Mất dịch tiêu hoá gây mất nước và điện giải khu vực ngoại bào mà hậu quả là thiểu niệu, làm cho nhiễm toan thêm nặng, mặt khác rối loạn tiêu hoá gây trạng thái thiếu dinh ưỡng dẫn tới tăng xeton máu.

Ngoài ra nhiễm toan chuyển hoá còn do lạm dụng thuốc lợi niệu, thuốc tẩy, vv... gây ra, chủ yếu do mất Na+ và mất nước.

Trong bỏng rộng, nhiễm toan chuyển hoá còn do do mất Na nghiêm trọng ở vết bỏng.

Thuốc “axit hoá”: Dùng nhiều thuốc “axit hoá” như NH4Cl , CaCl2, KCl, ngay cả huyết thanh mặn đẳng trương ( ịch truyền vào chứa 154 mEq/l Cl) gây ứ động Cl- trong dịch ngoại bào (nhiễm toan tăng Cl- máu , đặc biệt khi có suy thận).

Cơ chế bù đắp trong nhiễm toan chuyển hoá:

Vai trò của hệ thống đệm . Các ion H+ tăng trong máu được trung hoà bằng cách kết hợp với các ion HCO3- để tạo ra H2CO3, một axit yếu -   o đó có tác dụng phục hồi pH.

H+ ngoại bào tăng vào trong tế bào thay thế Na+ và K+ tế bào ra ngoài , đồng thời HCO3- từ tế bào ra huyết tương để kết hợp với H+ mới tăng. Như vậy tăng *HCO3-+ đã   ẫn tới tăng tỉ lệ [HCO3-] / [H2CO3] khiến cho pH huyết tương ngả sang phía kiềm.

Vai trò của phổi: pH máu giảm đã kích thích trung khu hô hấp gây tăng thông khí phổi, dẫn tới tăng đào thải CO2: H2CO3 --> H2O + CO2, kết quả là H2CO3 huyết tương giảm, khiến cho HCO3-kết hợp với H+ để tạo H2CO3 và axit này phân ly, CO2 lại được đào thải qua phổi,vv...

Vai trò của thận: Thận tăng đào thải H+ đồng thời tăng hấp thu HCO3-.

Dấu hiệu lâm sàng và cận lâm sàng:

Phản ứng toan hạn chế sự phân ly HbO2 ở tổ chức và gây trở ngại cho sự hình thàh HbO2 ở phổi, dẫn tới giảm oxy máu và thiếu oxy tổ chức.

Trong nhiễm toan hô hấp, lúc đầu thấy tăng hoạt động của tim (mạch nhanh, tăng lưu lượng máu, tăng huyết áp). song khi có nhiễm toan chuyển hoá kết hợp thấy hoạt động của tim giảm. Dưới ảnh hưởng của nhiễm toan chuyển hoá, chức năng của cơ tim bị ức chế sớm hơn. Đáng chú ý là rối loạn nhịp tim rất phổ biến trong nhiễm toan chuyển hoá: tim đập nhanh, P-Q kéo dài, tắc nhĩ thất, ngoại tâm thu, thậm chí rung thất, vv...

Trong nhiễm toan chuyển hoá, thấy lượng nước tiểu giảm do tuần hoàn thận giảm: Dưới ảnh hưởng của nhiễm toan thấy mạch thận co lại, đồng thời huyết áp động mạch giảm , hoạt động của cơ tim giảm đã hạn chế tuần hoàn thận. Giải quyết được trạng thái nhiễm toan thấy lượng nước tiểu hồi phục.

Nhiễm kiềm chuyển hóa

Còn gọi là nhiễm kiềm cố định. Do cơ chế mất ion H+ hoặc do tăng (tuyệt đói hoặc tương đối) các bazơ của cơ thể.

Nguyên nhân gây nhiễm kiềm chuyển hoá:

Truyền nhiều dịch kiềm (Natri lactat, natri xitrat, natri bicacbonat,vv... ) gây tăng nồng độ bicacbonat ngoại bào.

Mất một lượng lớn dịch vị: Dịch vị chứa nhiều ion H+ và Cl-; Do đó nhiễm kiềm chuyển hoá gặptrong nôn mửa, hút dịch dạ dày, hoặc rửa dạ dày nhiều lần.

Mất nhiều K+ (nhịn ăn lâu ngày, không được tiếp tế đày đủ K+, ưu năng vỏ thượng thận,vv... ): Khi cơ thể thiếu K+, các tế bào của ống lượn xa sẽ đào thải nhiều H+ để thay thế K+ theo cơ chế:

H2O + CO2 => H2CO3  => H+ + HCO3-

Do đó mỗi khi 1 ion H+ được thải trừ thì lại có một phân tử HCO3- được tạo ở ống thận và khuyếch tán vào máu, do đó phát sinh nhiều kiềm hoá học.

Tăng tiết glucococticoit hoặc điều trị bằng cocticoit, thấy K+ tế bào thoát ra ngoài, đồng thời H+ từ ngoài vào trong tế bào, như vậy nồng độ H+ máu giảm, gây tăng pH máu.

Cơ chế bù đắp trong nhiễm kiềm hoa học:

Vai trò của hệ thống điểm. Cơ chế bù đắp đầu tiên nhằm phục hồi pH diễn biến như sau:

B+ + HCO3- + H+ đệm ---> B. đệm + H+ + HCO3-

Tiếp theo là tác dụng của hệ thống đệm protein huyết tương: trong môi trường kiềm, các protein phân ly như các axit, tách các ion H+.

H+ tế bào vào trong huyết tương, đồng thời Na+ và K+ ngoại bào vào trong tế bào, khiến cho pH máu không ngả sang phía kiềm.

Vai trò của phổi: Nhiễm kiềm chuyển hoá gây thở nông, nhằm khôi phúc tỷ lệ cơ chế bù đắp này ít quan trọng vì pCO2 tặng lại kích thích trung khu hô hấp, gây tăng thông khí phổi, dẫn tới tăng đào thải CO2.

Dấu hiệu lâm sàng và cận lâm sàng:

Nhiễm kiềm chuyển hoá ít được nghiên cứu vì ít gặp và không nguy hiểm lắm đối với cơ thể do được bù đắp tốt. Nhiễm kiềm chuyển hoá thường gây thở nông, co giật do Ca++ mạnh, rối loạn tâm thân (mất định hướng, thậm chí mê sảng).

Rối loạn kết hợp cân bằng acid ba zơ

Những rối loạn kết hợp cân bằng axit - bazơ phổ biến hơn các rối loạn đơn thuần rất nhiều và thường là đối kháng, do đó khó chuẩn đoán hơn nhiều, chủ yếu phải dựa vào hỏi bệnh chính xác và theo dõi kỹ bệnh nhân vì các xét nghiệm lâm sàng ít giúp ích hoặc không giúp ích gì cả.

Thí dụ, trong nôn mửa kéo dài, thấy nhiễm kiềm chuyển hoá (do nôn mửa làm mất H+ và Cl- máu) kết hợp với nhiễm toan chuyển hoá (do nôn mửa gây thiếu dinh dưỡng dẫn tới tăng xêton máu).