background image

  بسم ه الرحمن الرحيم

 ACIDOSIS & ALKALOSIS 

Compensatory changes  


background image

Respiratory Acidosis & Alkalosis

 

• A rise in arterial PCO

2

 due to decreased 

ventilation causes 

respiratory acidosis

•  The CO

2

 that is retained is in equilibrium with 

H

2

CO

3

, which in turn is in equilibrium with HCO

3

-

so that the plasma HCO

3

-

 rises and 

a new 

equilibrium is reached at a lower pH

•  This can be indicated graphically on a plot of 

plasma HCO

3

-

 concentration versus pH .  

• Conversely, a decline in PCO

2

 causes 

respiratory 

alkalosis.

 

 

 
 


background image

(1)Acid-base nomogram showing changes in the PCO

2

 (curved 

lines), plasma HCO

3

-

, and pH of arterial blood in respiratory 

and metabolic acidosis. Note the shifts in HCO

3

-

 and pH as 

acute respiratory acidosis and alkalosis are compensated, 

producing their chronic counterparts. 


background image

Respiratory Acidosis & Alkalosis

 

• The initial changes  in Figure  are those 

that occur independently of any 
compensatory mechanism; ie, they are 
those of 

uncompensated

 respiratory 

acidosis or alkalosis. 

•  In either situation, changes are 

produced in the kidneys, which then tend 
to 

compensate

 for the acidosis or 

alkalosis, adjusting the pH toward 
normal.  

  

 


background image

Renal Compensation

 

• HCO

3

-

 reabsorption in the renal tubules depends not 

only on the 

filtered load of HCO

3

-

, which is the product 

of the GFR and the plasma HCO

3

-

 level, but also on the 

rate of H

+

 secretion

 by the renal tubular cells, since 

HCO

3

-

 is reabsorbed by exchange for H

+

•  The rate of H

+

 secretion

—and hence the rate of HCO

3

-

 

reabsorption

— 

is proportionate to the arterial PCO

2

probably because the 

more CO

2

 

that is available to 

form H

2

CO

3

 in the cells, the 

more H

+

 

can be secreted . 

•  In 

respiratory acidosis

, renal tubular H

+

 secretion is 

therefore increased, removing H

+

 from the body; and 

even though the plasma HCO

3

-

 is elevated, HCO

3

-

 

reabsorption is increased, further raising the plasma 
HCO

3

-


background image

Renal Compensation

 

• This renal compensation for respiratory 

acidosis is shown graphically in the shift from 

acute to chronic

 respiratory acidosis in Figure  

(2 ).  

• Conversely, in respiratory alkalosis, the low 

PCO

2

 hinders renal H

+

 secretion, HCO

3

-

 

reabsorption is depressed, and HCO

3

-

 is 

excreted, further reducing the already low 
plasma HCO

3

-

 and lowering the pH toward 

normal .  
 


background image

Metabolic Acidosis

  

• When acids stronger than HHb and the other buffer acids 

are added to blood, 

metabolic acidosis

 

is produced; and 

when the free H

+

 level falls as a result of addition of alkali 

or removal of acid

metabolic alkalosis

 results. 

•  If, for example, H

2

SO

4

 is added, the H

+

 is buffered and the 

Hb

-

, Prot

-

, and HCO

3

-

 levels in plasma drop. 

•  The H

2

CO

3

 formed is converted to H

2

O and CO

2

, and the 

CO

2

 is rapidly excreted via the lungs. This is the situation in 

uncompensated

 metabolic acidosis . 

•  Actually, the rise in 

plasma H

+

 stimulates respiration

, so 

that the 

PCO

2

, instead of rising or remaining constant

, is 

reduced

•  This 

respiratory compensation

 

raises the pH even further. 

•  The 

renal

 compensatory 

mechanisms then bring about the 

excretion of the extra H

+

 and return the buffer systems to 

normal.  
 


background image

(2)Changes in true plasma pH, HCO

3

-

, and PCO

2

 in 

metabolic acidosis and alkalosis. (This is called a 

Davenport diagram 

and is based on Davenport HW: 


background image

Renal Compensation

 

• The renal tubular cells 

secrete H

+

 into the tubular fluid 

in 

exchange for Na

+

and for 

each H

+

 secreted, 

one Na

+

 

and 

one HCO

3

-

 

are added to the blood .  

• The limiting urinary pH of 4.5 

would be reached rapidly 

and the total amount of H

+

 secreted would be small if 

there were no buffers in the urine that "

tied up

" H

+

•  However, 

secreted H

+

 reacts with HCO

3

-

 

to form CO

2

 

and H

2

O (bicarbonate reabsorption); 

with HPO

4

2-

 

to 

form H

2

PO

4

-

; and 

with NH

3

 

to form NH

4

+

•  In this way large amounts of H

+

 can be secreted, 

permitting correspondingly large amounts of HCO

3

-

 to 

be returned to (in the case of bicarbonate 
reabsorption) or added to the depleted body stores 
and large numbers of the cations to be reabsorbed. 


background image

Renal Compensation

 

• It is only when the 

acid load is very large 

that 

cations are lost with the anions, producing 
diuresis and depletion of body cation stores.  

• The overall reaction in blood when a strong 

acid such as H

2

SO

4

 is added is  

 

   

NaHCO  + H SO  → Na SO  + 

2H2CO3 

 
 


background image

Renal Compensation

 

• For 

each mole 

of H

+

 added, 

1 mole 

of NaHCO

3

 

is lost. The kidney in effect reverses the 
reaction:  

Na SO  +  H CO  → NaHCO  +  H + SO  

  and the H

+

 and SO

4

2-

 are excreted. 


background image

Metabolic Alkalosis

 

• In metabolic alkalosis, the plasma HCO

3

-

 level and pH rise  . 

•  The respiratory compensation is a 

decrease in ventilation 

produced by the decline in H

+

 concentration, and this 

elevates 

the PCO

2

•  This brings the pH back toward normal while elevating the 

plasma HCO

3

-

 level still further. 

•  The 

magnitude

 of this compensation is 

limited 

by the carotid 

and aortic 

chemoreceptor

 mechanisms, which drive the 

respiratory center if there is any appreciable fall in the arterial 
PO

2

•  In metabolic alkalosis, more renal H

+

 secretion is expended in 

reabsorbing the increased filtered load of HCO

3

-

; and if the 

HCO

3

-

 level in plasma exceeds 26-28 meq/L, HCO

3

-

 appears in 

the urine. 

 
 


background image

 

 

 

   

              

Thank you 




رفعت المحاضرة من قبل: Ismail AL Jarrah
المشاهدات: لقد قام 3 أعضاء و 93 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل