Metabole acidose

COIG oktober 2018

Marc Vervloet

De bloed-”gas”

•  pH 7,4 •  pO2 100 mmHg (13,3 kPa) •  pCO2 40 mmHg (5,3 kPa) •  Bicarbonaat (HCO3

-) 24 mmol/L •  Base Excess 0,0 mEq/L •  Zuurstofsaturatie 99%

(Geeft onvolledige zuur-base info)

Casus

ü  Jonge superslanke stewardess

ü  Braakt mega

Heeft zij een zuur-base stoornis?

Haar bloedgas

•  pH 7,4 •  pO2 100 mmHg (13,3 kPa) •  pCO2 40 mmHg (5,3 kPa) •  Bicarbonaat (HCO3

-) 24 mmol/L •  Base Excess 0,0 mEq/L •  Zuurstofsaturatie 99%

Heeft zij een acidose?

Dit hadden we verwacht!

pH 7,55

pO2 102 mmHg

pCO2 46 mmHg

bicarbonaat 36 mmol/l

BE 8,8

Na 132 mmol/l

Chl 86 mmol/l

Alb 35 g/l

kreat 42 µmol/l

Metabole acidose is net als koorts:

•  Is geen ziekte,

•  Is ook geen diagnose,

•  Maar is de clou naar een ontregeld proces

Programma

•  Inleiding •  De aniongap •  Normale aniongap acidose •  Hoge aniongap acidose •  Gemengde stoornis

Dagelijkse zuurproductie

•  15000 mmol als zuur gas (CO2, ofwel koolzuur) •  70 mmol niet-vluchtig zuur, vooral uit voeding

•  Terwijl [H+]= 0,00000004 mol/L

Hoe wordt zuurgraad uitgedrukt?

•  [H+]= 0,00000004 mol/L

•  Log 0,00000004 = -7,4

•  pH = 7,4

Waar gaat het over?

[H2O] = 55 mol/l

Metabole acidose

[H+] = 10–7,4 mol/l= 0,0000000398 mol/l

• Zeer zeldzaam: Een op miljard watermoleculen

• Grote impact

Metabole acidose

Let op het zure gezicht

Waardoor zo’n impact?

•  Dezelfde lading als bijvoorbeeld Na+ •  Echter vele malen kleiner •  Derhalve heel grote lading-dichtheid •  In potentie zeer avide binding aan moleculen •  Beinvloeding quaternaire structuur en functie

Metabole acidose

Voorbeeld

Am J Kidney Dis 2016

Hoe wordt pH gehandhaafd?

•  Elimineren van het vluchtige zuur (longen) en het niet-vluchtige zuur (nieren)

•  Tijdelijk uit oplossing (lichaamsvocht) halen van H+ door binding aan buffers

Buffers kunnen ook protonen afstaan!

Programma

•  Inleiding •  De aniongap •  Hoog aniongap acidose •  Normaal aniongap acidose •  Gemengde stoornis

De aniongap •  Na+ - (Cl- + HCO3

-)

Na+ Cl-

HCO3-

Circa 8-10 mEq

Metabole acidose

Na+ Cl-

HCO3-

K+ + Ca2+ + Mg2+ PO4- + SO4

- + aminozuren

Albumine

+ - Ontbrekende anions en cations

Metabole acidose

Albumine

Is een anion! Per 10 gram/L circa 2,5 mEq/L

Normale aniongap acidose (hyperchloremische acidose)

Na+ Cl-

HCO3-

Na+ Cl-

HCO3-

Metabole acidose

Hoog aniongap acidose (hypochloremische acidose)

Na+ Cl-

HCO3-

Na+ Cl-

HCO3-

?

Metabole acidose

Programma

•  Inleiding •  De aniongap •  Normale aniongap acidose •  Hoog aniongap acidose •  Gemengde stoornis

Acidose met normaal aniongap

•  Renale tubulaire acidose •  Diarree •  Stasis in Bricker deviatie •  Renaal verlies van onbekend anion

Normale aniongap acidose (hyperchloremische acidose)

Na+ Cl-

HCO3-

Na+ Cl-

HCO3-

Metabole acidose

Drie mogelijkheden om H+ in de urine te krijgen

1.  Als vrije protonen (hierdoor daalt pH)

2.  Gebonden aan buffers, afkomstig uit het bloed (fosfaat = titreerbaar zuur)

3.  Gebonden aan buffer die de nier naar behoefte zelf maakt: Ammonium

1 Als vrije protonen?

•  In 2 liter urine 70 mmol zuur: pH = 1,5 !

Minimale urine pH

•  4,8 tot 5,0

•  Betekent circa 0,02 mmol protonen/dag (van de 70 mmol nodig) in 2 liter

Titreerbaar zuur

•  In glomerulus uitgescheiden bivalent fosfaat, afkomstig uit bloed

•  Bindt pH-afhankelijk protonen

3 Uitscheiding als ammonium

•  Naar behoefte kan de nier ammonium maken en uitscheiden

•  Bron van ammonium is glutamine uit het bloed

•  Glutamine is vooral afkomstig uit de lever

3 Na+

2 K+

NH4+

Na+

Proximale tubulus

Ammonia-genese

Glutamine

HCO3-

NH4+

2 K+ 3 Na+

Urine aniongap

•  (Na+ + K+) - Cl -

Metabole acidose

Cl -

Na+

K+

? NH4+

bij acidose

Dit is een brave nier, geen RTA!

• Overweeg:

Non-renaal HCO3- - verlies

Renaal anionverlies

Urine electrogram

Plagiated from E Hoorn & B Zietse

Urine-osmol: Totaal aantal deeltjes

Neutrale deeltjes: ureum + Glucose

Anions: chloor -

Cations: natrium + kalium

NH4+

Kalani L. Raphael et al. CJASN doi:10.2215/CJN.03770417

©2017 by American Society of Nephrology

Drie mogelijkheden om H+ in de urine te krijgen

1.  Als vrije protonen (hierdoor daalt pH)

2.  Gebonden aan buffers, afkomstig uit het bloed (fosfaat = titreerbaar zuur)

3.  Gebonden aan buffer die de nier naar behoefte zelf maakt: Ammonium

Renale tubulaire acidose:

•  Verkeerde verhouding tussen chloor en bicarbonaat: –  Renaal bicarbonaat verlies –  Onvoldoende de novo bicarbonaat productie –  Onvermogen chloor uit te scheiden

Renale tubulaire acidose type 1

•  M. Sjögren, en andere auto-immuun dss •  Congenitaal •  Lithium gebruik •  Sickle cell disease •  Obstructieve uropathie •  Ernstig distaal Na+-tekort

Renale tubulaire acidose type 2, vaak met Fanconi

•  Multipel myeloom •  Acetazolamide gebruik (Diamox®) •  Ifosfamide •  Cystinose •  M. Sjögren •  Congenitaal

Programma

•  Inleiding •  De aniongap •  Normale aniongap acidose •  Hoog aniongap acidose •  Gemengde stoornis

Hoog aniongap acidose (hypochloremische acidose)

Na+ Cl-

HCO3-

Na+ Cl-

HCO3-

?

Metabole acidose

Onbekend zuur

Verlaagt bicarbonaat

Verhoogt aniongap

Na+

Cl-

HCO3-

?

Onbekende anions

•  L-Lactaat •  Hydroxybutyraat/acetoacetaat* •  Metabolieten ethyleenglycol/methanol •  Hippuraat uit tolueen* •  D-Lactaat* (erg zeldzaam) •  En veel andere zeldzame…

Na+

Cl-

HCO3-

?

Programma

•  Inleiding •  De aniongap •  Normale aniongap acidose •  Hoog aniongap acidose •  Gemengde stoornis: Een casus

Casus

ü  Jonge superslanke stewardess

ü  Braakt mega

Heeft zij een zuur-base stoornis?

pH 7,3

pO2 102 mmHg

pCO2 33 mmHg

bicarbonaat 21 mmol/l

BE -2,6

Na 142 mmol/l

Chl 92 mmol/l

Alb 42 g/l

kalium 5,0 µmol/l

Aniongap: 29 !

Volbracht!

Fysiologie nier bij acidose

•  Terugresorptie van al het bicarbonaat dat in de tubulus is ge-ultrafiltreerd: Proximale tubulus

•  Daarbovenop: extra bicarbonaat-productie: Distale tubulus

Nier

H2O + CO2

H2CO3

H+ HCO3-

Urine Bloed

= carbo-anhydrase

Renale tubulaire acidose

•  Type 1 (Distaal) •  Type 2 (Proximaal)

•  Type 4 (verzamelbuis)

Proximale tubulus 3 zuur-base functies

•  Terugresorptie van HCO3-

•  Vorming titreerbaar zuur

•  Ammonium-genese

Metabole acidose

3 Na+ 2 K+

H+ HCO3-

Na+ H2CO3

CO2 H2O

H2CO3 HCO3-

H2O HCO3--

terugresorptie

Proximale tubulus

Na+

Proximale tubulus 3 zuur-base functies

•  Terugresorptie van HCO3-

•  Vorming titreerbaar zuur

•  Ammonium-genese

Metabole acidose

3 Na+ 2 K+

H+

Na+

CO2

H2CO3 HCO3-

H2O

Proximale tubulus

Glomerulus

HPO42-/H2PO4

- pH 7,4

pH 5,0 distale tubulus

H2PO4-

HPO42-/H2PO4

-

Titreerbaar zuur

Metabole acidose

Na+

Proximale tubulus 3 zuur-base functies

•  Terugresorptie van HCO3-

•  Vorming titreerbaar zuur

•  Ammonium-genese

Metabole acidose

3 Na+

2 K+

NH4+

Na+

Proximale tubulus

Ammonia-genese

Glutamine

HCO3-

HCO3- + H+

NH3

2 K+

Metabole acidose

3 Na+

Renale tubulaire acidose type 2

Defect exchanger

Functie Na-K ATPase

Functie carbon anhydrase

Renale tubulaire acidose type 2, vaak met Fanconi

•  Multipel myeloom •  Acetazolamide gebruik (Diamox®) •  Ifosfamide •  Cystinose •  M. Sjögren •  Congenitaal

Distale nefron 1 zuur-base functie

•  Opbouwen H+ gradiënt

Metabole acidose

3 Na+ 2 K+

Metabole acidose

H+

Collecting duct

HCO3-

Cl-

NH3

NH4+

[HCO3-] = 0

Intercalated cell

Na+ + Cl-

Renale tubulaire acidose type 1

Defect H+ATPase

H+

H+ teruglekkage

Na+

Gestoorde Na+ terugresorptie

Metabole acidose

En dan hebben we nog….

•  Type 4!

Na+

K+

principal cell

Na+

Cl-

Intercalated cell

Aldosteron

H+ en K+

Collecting duct

Metabole acidose

Renale tubulaire acidose type 4

Hypo-aldosteronisme

Metabole acidose

Renale tubulaire acidose type 4

•  Hypo-aldosteronisme hyperkaliemie

•  Hyperkaliemie intracellulaire pH

•  Alkalische cel stop ammoniagenese

Kwantiteit prox tubulus

•  180 liter ultrafiltraat/dag •  24 mmol bicarbonaat/L

•  4320 mmol bicarbonaat terug-resorptie/dag= •  4320 mmol H+ productie per dag

RTA, type 2

•  Verlies van hoge capaciteit

•  Bijvoorbeeld maar 2000 mmol/dag bicarbonaat-terugresorptie

•  HCO3- verlies tot er maar 2000 mmol/dag passeert

•  Door lage GFR of laag [HCO3-]

RTA 2

•  Urine is alkalisch totdat …..

Kwantiteit distale tubulus:

•  Fysiologie: 70 mmol/dag H+-excretie/dag

•  Scheelt factor 60 met prox

•  Maar bouwt concentratiegradient op van 400 (pH 7,4 naar 4,8) bij veel non-volatile zuur

Distale tubulus

•  Scheidt natrium van chloor!

Lab-onderzoek bij RTA

•  Normale zuur-base status: Nooit RTA-2

•  Urine-onderzoek: Lukt het de nier veel meer chloor uit te scheiden dan Na+ plus K+ ?

Urine bij RTA-2 (steady state)

•  pH 5,0 •  Na 60 mmol/L •  K 30 mmol/L •  Fosfaat 20 mmol/L •  Cl 110 mmol/L

40 mmol/L H+ uitgescheiden

Urine bij RTA-1 (steady state)

•  pH 6,8 •  Na 60 mmol/L •  K 30 mmol/L •  Fosfaat 20 mmol/L •  Cl 95 mmol/L

10 + 5 = 15 mmol/L H+ uitgescheiden

Behandeling

•  RTA-2: frusterend. Komt vaak voor bij nierfalen en dan lost het probleem zichzelf op

•  RTA-1: Makkelijk te behandelen. Dieet of alkali toedienen

De tubulus: geheimen en fascinaties liggen vlakbij