Kiselo-lužnata ravnoteža

Stupanj kiselosti je važno kemijsko svojstvo krvi i drugih tjelesnih tekućina. Kiselost se izražava na pH ljestvici, u kojoj je 7,0 neutralno, iznad 7,0 je lužnato (alkalno), a ispod 7,0 je kiselo. Jaka kiselina ima vrlo nizak pH (blizu 1,0), dok jaka lužina ima vrlo visok pH (oko 14,0). Krv je normalno blago lužnata, s pH u rasponu 7,35 do 7,45. Kiselolužnatu ravnotežu krvi se pomno nadzire, jer čak i manje odstupanje od normalnog raspona može teško oštetiti mnoge organe.

Tijelo ima tri mehanizma za nadzor kiselolužnate (acidobazne) ravnoteže u krvi. Prvo, višak kiseline se izlučuje bubrezima, najviše u obliku amonijaka. Bubrezi imaju određenu sposobnost da mijenjaju količinu kiseline ili lužine koja se izlučuje, ali za to u pravilu treba nekoliko dana.

Drugo, tijelo ima pH pufere u krvi da ga čuvaju od naglih promjena kiselosti; pH pufer kemijskim reakcijama svodi na najmanju mjeru promjene u pH neke otopine. Najvažniji pH pufer u krvi rabi bikarbonat. Bikarbonat, lužnati spoj, postoji u ravnoteži s ugljikovim dioksidom, kiselim spojem. Što više kiseline ulazi u krvnu struju, to se proizvodi više karbonata, a manje ugljikova dioksida; što više lužine ulazi u krvnu struju, to se proizvodi više ugljikova dioksida, a manje bikarbonata. U oba se slučaja učinak na pH svodi na najmanju mjeru.

Treći mehanizam nadzora nad pH krvi uključuje izlučivanje ugljikova dioksida. Ugljikov dioksid je važan nusprodukt metabolizma kisika i kao takvog stanice ga neprestano i proizvode. Krv nosi ugljikov dioksid u pluća, gdje se izdiše. Dišni kontrolni centri u mozgu upravljaju količinom ugljikova dioksida koji se izdiše nadzorom nad brzinom i dubinom disanja. Kada je disanje ubrzano, razina ugljikova dioksida u krvi se smanjuje i krv postaje lužnatijom. Kada je disanje usporeno, razina ugljikova dioksida u krvi se povećava i krv postaje kiselijom. Usklađivanjem brzine i dubine disanja dišni kontrolni centri i pluća mogu upravljati krvnim pH iz minute u minutu.

Nenormalnost u jednom ili više tih kontrolnih mehanizama pH može uzrokovati jedan ili više velikih poremećaja u kiselolužnatoj ravnoteži: acidozu ili alkalozu. Acidoza je stanje u kojem krv sadrži previše kiseline (ili premalo lužine), što ima često za posljedicu smanjenje pH krvi. Alkaloza je stanje u kojem krv ima previše lužine (ili premalo kiseline), što ponekad ima za posljedicu povišenje pH krvi. Acidoza i alkaloza nisu bolesti već prije rezultati širokog raspona poremećaja. Prisutnost acidoze ili alkaloze liječnicima ukazuje na postojanje ozbiljnog metaboličkog problema.

Acidoza i alkaloza se dijele u metaboličke i/ili respiracijske ovisno o njihovom primarnom uzroku. Metabolička acidoza i metabolička alkaloza su posljedica neravnoteže u stvaranju i izlučivanju kiselina i lužina putem bubrega. Respiracijsku acidozu i respiracijsku alkalozu uzrokuju u prvom redu poremećaji pluća ili disanja.