HOMEOSTAZIA ACIDOBAZICA (I) - PARAMETRI, DOMENIU DE NORMALITATE, PERTURBARI INDUSE DE EXERCITIUL FIZIC

Maria-Denisa Talaban

Institutul National de Cercetare pentru Sport

Homeostazia reprezinta proprietatea mediului intern de a-si mentine proprietatile fizico-chimice in limite constante. Semnificatia biologica a acestei caracteristici, aparuta tarziu pe scara evolutiei si asigurata de interventia unor mecanisme complexe de control si de autoreglare, este aceea de a conferi organismului o relativa autonomie fata de conditiile variabile ale mediului extern. Pentru sportul de performanta, semnificatia fenomenului este insa una particulara, fiind conferita de faptul ca perfectionarea calitatilor motrice reclama o conditie de baza, si anume o solicitare psihosomatica superioara pragurilor homeostatice si, in consecinta, de aceasta data, mentinerea echilibrelor interne exercita un efect antagonic asupra dezvoltarii capacitatii fizice de efort a organismului. Din perspectiva tehnologiei excelentei sportive, putem considera homeostazia ca avand semnificatie mai curand limitativa asupra capacitatii de performanta motrica.

Homeostazia acidobazica se refera la pastrarea in limite relativ constante a concentratiei ionilor de hidrogen din lichidele organismului. Cresterea concentratiei intracelulare de protoni - produsa, in cazul sportului, de practicarea unui exercitiu fizic de intensitate mare - afecteaza structura si comportamentul moleculelor bipolare, in special a celor proteice, cu consecinte negative care se extind asupra intregului raspuns psihomotric al organismului. Trebuie retinut ca aceste perturbarile cauzate de efort au caracter tranzitoriu, restabilirea balantei acidobazice realizandu-se, la antrenati, intr-un interval scurt de timp, de la cateva minute (compensare) la 24 h (refacere propriu-zisa).

Pentru biologia efortului si, in genere, pentru biologie, normalitatea reprezinta unul din acele concepte ce isi pierd semnificatia pe masura ce ne indepartam de conditiile teoretice si experimentale care le-au generat. In prezenta diversitatii structurale si/sau functionale, normalitatea valorii oricarui parametru este fie o utopie, fie un interval de variatie in jurul valorii medii, sau valoarea sa cea mai frecvent intalnita - modul. La nivel populational sau de grup, normalitatea statistica, aici cea a homeostaziei acidobazice, devine insa utila deoarece doar prin raportare la aceasta putem stabili nivelul perturbarii (anormalitate) indus de un factor extern.

In analiza raspunsului acidobazic la efort poate fi utilizat un tablou mai mult sau mai putin profund de tulburari de natura, in principal, metabolica. De regula, din ratiuni de costuri ale pregatirii sportivilor, in practica antrenamentului se utilizeaza un numar limitat de parametri masurati pe microprobe de sange capilar. Avand in vedere ca metoda echilibrului acidobazic a devenit la noi o metoda curenta de monitorizare a pregatirii si starii de refacere post-efort, apreciem ca necesara intelegerea de catre specialisti si sportivi a acestui fenomen extrem de complex. 

Cei 12 parametri de baza ai echilibrului acidobazic pot fi clasificati astfel:

• · parametri ai gazelor sanguine: pH, pO₂, pCO₂;
• · parametri ai oximetriei: ctHb, sO₂;
• · parametri ai statusului oxigenului: ctO₂, ctCO₂, AaDpO₂;
• · parametri acidobazici propriu-zisi: HCO₃, SBC, ABE, SBE;
• · metaboliti: lactat.

Pentru populatia normala, nesportiva, pentru care au fost elaborate studii suficient de extinse, intervalul de normalitate al acestor parametri este prezentat mai jos. Astfel:

Hemoglobina totala (ctHb) este egala cu suma concentratiei tuturor tipurilor de Hb din sange (dezoxi-, oxi-, carboxi- etc.) si reprezinta potentialul sangelui de transport al oxigenului. Valorile sale sunt: la barbat: 13,5-17,5 g/dl (8,4-10,9 mmol/l); la femeie: 12,0-16,0 g/dl (7,4-9,9 mmol/l).

PH este logaritmul negativ al [H⁺], indicand aciditate sau alcalinitate in functie de rata crescuta a dehidrogenarilor si respectiv a oxidarilor celulare. Valorile normale sunt 7,35-745.

Presiunea partiala a bioxidului de carbon (pCO₂) este egala cu presiunea partiala a CO₂ intr-o faza gazoasa aflata in echilibru cu sangele. Acest parametru este o reflectare directa a relatiei dintre rata metabolica si ventilatia pulmonara. Valorile normale sunt: la barbat: 35-48 mm Hg (4,7-6,4 kPa); la femeie: 32-45 mm Hg (4,3-6,0 pKa).

Presiunea partiala a oxigenului (pO₂) este egala cu presiunea partiala a oxigenului intr-o faza gazoasa aflata in echilibru cu sangele si semnifica nivelul preluarii oxigenului la nivel pulmonar. La adult, valorile normale sunt: 83-108 mmHg (11,1-14,4 kPa).

Saturatia oxigenului (sO₂) este data de raportul cO₂Hb/cHHb+cO₂Hb iar valoarea normala este de 95-99% (0,95-0,99).

Bicarbonatul actual (HCO₃^-) este concentratia bicarbonatului in sange si are valori normale cuprinse intre 22-26 mmol/l. Se interpreteaza in relatie cu pH si pCO₂.

Bicarbonatul standard (SBC) este concentratia bicarbonatului in sangele echilibrat cu pCO₂=40 mm Hg si pO₂ ≥ 100 mm Hg la 37^oC, avand valori normale cuprinse intre 22-26 mmol/l. Este un parametru redundant al HCO₃^-, care urmareste sa elimine componenta respiratorie a EAB. Se interpreteaza in relatie cu pH si pCO₂. Interpretarea in relatie cu HCO₃^- are semnificatie mai ales respiratorie (compensatorie in cazul acidozelor si/sau alcalozelor de origine metabolica).

Excesul de baze actual (cBase, ABE, BE) reprezinta concentratia de baze titrabile atunci cand sangele este titrat cu o baza tare (sau cu un acid tare) la un pH=7,40, pCO₂=40 mmHg, T de 37^oC si la o saturatie actuala in oxigen. Reprezinta deviatia in mmol/l a cantitatii toate de baze tampon din sange (bicarbonati + hemoglobine + proteine + fosfati). Valoarea normala este +/-2 mmol/l. Se interpreteaza intotdeauna in relatie cu pH si pCO₂.

Excesul de baze standard (cBase_(Ecf); SBE) exprima cBase la nivelul intregului lichid extracelular din care sangele (si deci ctHb) reprezinta cca. o treime. Valoarea este de +/- 3mmol/l. Se interpreteaza intotdeauna in relatie cu pH si pCO₂. SBE este mai reprezentativ decat BE deoarece , pe langa faptul ca este independent de pCO₂, reflecta capacitatea de tamponare a intregului mediu intern.

AaDpO₂ este egala cu diferenta dintre tensiunea oxigenului in aerul alveolar si cea din sangele arterial si reprezinta eficienta procesului de oxigenare in plaman ca si a celui de preluare a oxigenului de la nivel alveolar.

Lactatul (cLac) reprezinta concentratia de lactat din sange, produs in urma disocierii electrolitice a acidului lactic format prin glicoliza anaeroba. Valoarea normala este de 0,3-0,8 mmol/l (2,7-7,2 mg/dl). Corelatia sa cu BE este foarte buna incepand de la valori mai mari de -4 mmol/l, dincolo de care poate fi calculat pornind de la acesta prin diverse formule matematice (ex.: [BE]x0,79) (Vincent).

Perturbarile acidobazice tranzitorii induse in organismul sportivilor si, in mod special dimensiunea acestora, difera in functie de varsta, sex, starea de pregatire, natura exercitiului fizic practicat. Pentru fiecare parametru in parte, tipurile de modificari sunt cele prezentate in Tabelul nr. 1.

Tabel. nr. 1. Principalele cauze si efecte ale modificarilor de EAB la sportivi

PARAMETRU VARIATIE DENUMIRE CAUZE EFECTE PH N   Rata metabolica normala   Acidoza metabolica Lactoacidoza Cetoacidoza Limitarea capacitatii de efort Oboseala metabolica Alcaloza metabolica  ratei metabo-lismului aerob  capacitatii de efort (anaerob) PCO2 N Normocapnie Normo-ventilatie   Hipocapnie Hiper-ventilatie  pH Hipercapnie Hipoventilatie  pH PO2 N Normoxie Normo-ventilatie   Hipoxie perturbari SNC presiunii atmosferice  capacitatii de efort Hiperoxie Hiper-ventilatie stres oxidativ CtHb N       Policitemie Deshidratare altitudinii  capacitatii de transport a O2 la tesuturi Anemie Suprahidratare Hemoliza  capacitatii de transport a O2 SO2 N   Rata metabolica normala      pH, pCO2,  2,3-DPG  eliberarii O2 la tesuturi    p,H pO2, pCO2 Stres oxidativ AaDpO2 N          necesarului de O2 in tesut  cantitatii de O2 preluat   Utilizare buna a capacitatii de transport a O2   HCO3 N   Rata metabolica normala   Acidoza Metabolica Lactoacidoza Cetoacidoza  pH   Alcaloza  capacitatii de tamponare SBC N   Rata metabolica normala     Lactoacidoza Cetoacidoza       Alcaloza   SBC/HCO3 = 1   Rata metabolica normala   > 1   Acidoza metalica compens.  pH < 1   Acidoza metabolica necomp. ph constant ABE N   Rata metabolica normala     Lactoacidoza Cetoacidoza     Alcaloza metabolica sau respiratorie  capacitatii de tamponare a sangelui SBE N   Rata metabolica normala     Lactoacidoza Cetoacidoza     Alcaloza respiratorie sau metabolica  capacitatii de tamponare a mediului intern Clac N Normo-lactatemie Rata metabolica normala   Hiper-Lactatemie  metabolismului anaerob   capacitatii de efort anaerob  capacitatii de efort aerob Hipo-lactatemie  metabolismului aerob  capacitatiide efort aerob  capacitatiide efort anaerob Imbunatatirea refacerii

Analiza detailata a tabloului dezechilibrului acidobazic ca urmare a practicarii diferitelor tipuri de exercitii fizice va fi prezentata ulterior.

Bibliografie

1. Ionica, M., Macovei, R., Dudu, C., Caragea, G., Paul, F., The Acid-Base Status Data Processing. In: -1st Congress of Balkan Association of Biosciences, Antalia, 1999, p. 108.

2. Jeyaranjan, R, Goode, R., Duffin, J. The Effect of Metabolic Acid-Base Changes on the Ventilatory Changes at the End of Heavy Exercise. In: European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 58 (4), Berlin, 1989, p. 405-410.

3. Talaban, M. D., Gioga, N., Acid-Base Unbalance in Elite Olympic Rowers. In: 7^th Annual Congress of European College of Sport Science, Athens, 2002, p. 876.

4. Talaban, D., Ionica M., Caragea G., Gioga N., Roman M., Lancranjan D., The Deep Picture of Acid-Base Equilibrium in Top Level Women Rowers. In: -2nd Congress of Balkan Association of Biosciences, Sinaia, 2000, p. 89.

5. Vincent J-L, Dufaye P. - Serial Lactate Determinations during Muscular Stress. In: Journal of Critical Care, 1990; 2, p. 143-152.

6. Weltman, A., Raspunsul lactatului sanguin la efort. In: SDP, 407-408, MTS-CCPS, Bucuresti, 1999, 139 p.