بما انك دخلت على هذا الموضوع فسوف اعتبرك شجاعا...إلى أن يثبت العكس!!
قد يكون الموضوع طويل قليلا لكنه هام وجميل اذا فهمته عزيزي القرائ.

سوف أتحدث في هذه الحلقة عن الاسس الفزيولوجية للتوازن الحمضي القلوي، وإن شاء الله سنتحدث في الحلقة القادمة عن الحالات السريرية التي يحدث فيها خلل في هذا التوازن. لذلك يجب فهم هذا الموضوع جيدا قبل الانتقال للحلقة القادمة بإذن الله.

مقدمة:
-يعتبر تنظيم تركيز شوارد الهيدروجين هام جدا داخل الجسم، لأن معظم نشاطات وانزيمات الجسم تتأثر بتغير هذا التركيز.

-ومن المعلوم أنه كلما زاد تركيز شوارد الهيدروجين ( نقص الـPH) مال الوسط للحامضية والعكس بالعكس.

-PH الجسم الطبيعية تكون حوالي 7.4.

-يحدث الحماض Acidosis عندما تنخفض قيمة الPH تحت 7.4 أي بزيادة تركيز شوارد الهيدروجين.

-يحدث القلاء Alkalosis عندما ترتفع قيمة الPH فوق 7.4 أي بنقصان تركيز شوارد الهيدروجين.

-زيادة تركيز شوارد البيكربونات يزيد الPH ويميل الوسط إلى القلاء. ونقصها ينقص الـ PH ويميل الوسط للحماض.

-زيادة الضغط الجزئي لثاني اكسيد الكربون Pco2 ينقص الPH ويميل الوسط إلى الحماض. ونقصها يزيد الـ PH ويؤدي الى القلاء.

بعد هذه المفاهيم الأساسية،،، سوف نتحدث عن الطرق التي يستخدمها الجسم للحفاظ على الـ PH ثابتا.

لدينا ثلاثة طرق:

1- الموقيات الكيميائية chemical buffers: وهي تعمل على التقليل من تغير تركيز شوارد الهيدروجين ومفعولها سريع (بأجزاء من الثانية).
2- مركز التنفس Respiratory center: وهو يعتبر خط الدفاع الثاني ويعمل خلال دقائق قليلة. وهو ينظم بشكل رئيسي الضغط الجزئي لثاني اكسيد الكربون Pco2.
3- الكليتين Kidneys: وهي تعتبر الأبطأ استجابة، لكنها أكثر قوة من الطريقتين السابقتين على المدى الطويل. وهي تنظم بشكل رئيسي تركيز شوارد البيكربونات.


أولا: الموقيات الكيميائية chemical buffers:

تعريفها: هي أي مادة تستطيع الارتباط عكوسيا بشوارد الهيدروجين.
يوجد في الجسم عدة جمل موقية نذكر منها:

1-جملة البيكربونات الموقية:

وهي تتشكل من محلول مائي يحتوي على:
أ) حمض ضعيف H2CO3.
ب) ملح بيكربونات مثل NaHCO3 .

2-جملة الفوسفات: تشبه جملة البيكربونات لكنها تعتمد على الـ H2PO4- و HPO4-- وهي أقل اهمية من البيكربونات في السائل خارج الخلوي، حيث يكون دورها الرئيسي في سوائل الأنابيب الكلوية والسوائل داخل خلوية.

3-البروتينات: تملك البروتينات زمر حمضية وقلوية ضعيفة لذلك تعتبر من الموقيات الهامة. مثل البروتينات الداخل خلوية التي تحافظ على الpH داخل الخلية. والبروتينات الموجوده في مطرقMatrix العظام تستطيع درء كميات كبيرة من شوارد الهيدروجين عند المرضى المصابين بحمّاض مزمن.

4- الهيموجلوبين: يعتبر الهيموجلوبين موقي قوي وذلك بسبب الفته لكل من الCO2 و H+
يمكن فهم الأحداث التي تحصل داخل الكرية الحمراء من هذا الشكل:



ثانيا: دور التنفس في تنظيم التوازن الحمضي-القلوي:

يعتبر خط الدفاع الثاني ضد الاضطرابات في التوازن الحمضي القلوي. لأنه يتحكم بتركيز CO2 في الدم عن طريق الرئتين.
زيادة التهوية الرئوية تؤدي إلى زيادة طرح CO2 وبالتالي نقص تركيز شوارد الهيدروجين بناء على المعادلة:

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

حيث بنقص ال CO2 يتجه التفاعل لجهة اليمين ليشكل المزيد من CO2 وينقص بذلك تركيز شوارد الهيدروجين.
وبالعكس، بنقص التهوية الرئوية يزداد Pco2 وبالتالي تزداد شوارد الهيدروجين وبالتالي ينقص PH.
تعتبر القوة الموقية للتنفس أكبر بمرة الى مرتين من القوة الموقية لجميع الموقيات الكيميائية مجتمعة!!

قبل ان نكمل هذا الكلام المعقد...لنستريح قليلا مع بعض التعريفات البسيطه:
الحماض التنفسي respiratory acidosis: هو حماض يحدث بسبب زيادة Pco2.
القلاء التنفسي respiratory alkalosis: هو قلاء يحدث بسبب نقص Pco2.

عدنا بعد هذا الفاصل القصير...

بعد ما عرفنا أنه الرئتين تتحكم بالضغط الجزئي لثاني اكسيد الكربون...من الطبيعي ان نتوقع أنه اي خلل يحدث في وظيفة الرئة سوف يؤثر على الـ Pco2 وبالتالي يؤثر على التوازن الحمضي-القلوي.
ففي حالة النفاخ emphysema مثلا تقل قدرة الرئتين على طرح CO2 وبالتالي تراكم الCO2 في السوائل الخارج خلوية وبالتالي حدوث حماض تنفسي.
في هذه الحالات يأتي دور الكلية المنقذ لإعادة الـ PH إلى وضعه الطبيعي.

.
.
.
يتبع

ثالثا: دور الكلية في التحكم بالتوازن الحمضي-القلوي:

يعتمد دورها على مبدأ بسيط جدا: وهو تحكم الكلية في اطراح بول حامضي أو قلوي، عندما تطرح الكلية بول حامضي يقل مستوى الحمض في الجسم، وعندما تطرح بول قلوي يقل مستوى القلاء في الجسم.

لكن يختبئ خلف هذا المبدأ البسيط، آلية معقدة وغير مفهومة غالبا، لذلك لنحاول معا أن نركز ونفهم هذه الآلية:

لن أدخل بالآلية المعقدة فورا...سوف اشرحها اولا باختصار وتبسيط شديدين:

1- تترشح باستمرار كميات كبيرة من البيكربونات إلى النبيبات الكلوية، واذا تم طرحهم في البول فإن هذا يؤدي لفقد الأساس من الدم.
2- كما تفرز كمية كبيرة من شوارد الهيدروجين للمعة النبيبات الكلوية بواسطة الخلايا الظهارية النبيبية، وبالتالي ازالة الحمض من الدم.
3- اذا ما كانت كمية شوارد الهيدروجين المفرزة أكبر من كمية البيكربونات المرتشحة، فإن المحصلة هي فقد الحمض من الدم.
4- وبالعكس، اذا كانت كمية البيكربونات المرتشحة اكبر من كمية شوارد الهيدروجين المفرزة فإن المحصلة هي فقد الأساس من الدم.

ملاحظة: ينتج من استقلاب البروتينات حموض غير طيّارة nonvolatile، سميت بهذا الاسم لانها ليست H2CO3 و لا يمكن طرحها عبر الرئتين. لذلك السبيل الوحيد للتخلص منها هو عبر الكليتين. وسنتحدث فيما بعد عن التخلص منها.

لنتحدث الآن عن الآلية بشئ من التفصيل:

أ- تنظيم البيكربونات:
كما قلنا أن البيكربونات ترتشح بشكل كامل و بحرية عبر الكبيبة الى النبيبات. واذا لم يعاد امتصاصها فإن هذا سوف يؤثر على القدرات الموقية للدم، لذلك يجب فإنها يعاد امتصاصها بشكل كامل تقريبا.
تحدث عملية اعادة امتصاص البيكربونات في النبيب المعوج القريب proximal convoluted tubule
-تتحد البيكربونات المرتشحة مع شاردة هيدروجين مفرزة لتشكل حمض الكربونH2CO3.
-يتفكك حمض الكربون إلى CO2 وماء تحت تأثير انزيم الكاربونيك انهيدراز.
-ينتشر الـ CO2المتشكل إلى داخل الخلية النبيبية.
-داخل الخلية يتحد CO2 مع الماء مرة اخرى مشكلا حمض الكربون.
-يتفكك حمض الكربون إلى بيكربونات و شاردة هيدروجين.
-تعود البيكربونات مرة أخرى إلى الدم بينما تفرز شاردة الهيدروجين مرة اخرى الى لمعة النبيب.

الشكل التالي يوضح هذه العملية:


الخلاصـــة: تذكر دائما أن مقابل كل بيكربونات يعاد امتصاصها هناك شاردة هيدروجين يتم افرازها.
بمعنى آخر. إن شوارد البيكربونات تعادل شوارد الهيدروجين، لكن بالظروف العادية لا تكون عملية المعادلة كاملة لأنه هناك زيادة طفيفة في شوارد الهيدروجين تطرح مع البول. هذه الزيادة تخلص الجسم من الحموض الغير طيارة التي تحدثنا عنها منذ قليل.

ب-تنظيم شوارد الهيدروجين:
يحدث درء لشوارد الهيدروجين في البول أيضا. هذه العملية تساعد على طرح كميات كبيرة من هذه الشوارد بدون الحاجة لطرح حجوم هائلة من البول.
الدوارئ المستخدمة لهذه العملية هي الفوسفات (HPO42-) و الأمونيا (NH3)
الشكلين التاليين يوضحان عملية التنظيم عبر الفوسفات والامونيا على التوالي:




لن اشرحها بالتفصيل لان شرحها يطول جدا. وليس له بالواقع اهمية عمليا. لذلك تجنبا للإطالة لن اذكرها. اذا كان هناك احد مهتم بآلية عملها فسوف اضعها.

النقطة المهمة الوحيدة هي في جهاز الامونيا الموقي: يتشكل الامونيوم من استقلاب الجلوتامين حيث ينتج الأمونيوم والبيكربونات. هذه البيكربونات تذهب إلى الدم. أي انه في هذا الجهاز ينتج لدينا شاردة بيكربونات جديدة وهذا واضح بالرسم السابق.

الآن فاصل صغير آخر مع بعض التعريفات البسيطة:
الحماض الاستقلابي metabolic acidosis : هي الحالة التي تنقص فيها كمية البيكربونات في السائل الخارج خلوي.
القلاء الاستقلابي metabolic alkalosis : هي الحالة التي تزيد فيها كمية البيكربونات في السائل الخارج خلوي.

عدنا…
سنتحدث الآن عن آلية تصحيح الكلية للحماض والقلاء الاستقلابي.

كيف تصحح الكلية الحماض؟؟

المبدأ باختصار شديد هو زيادة افراز شوارد الهيدروجين إلى البول واضافة شوارد البيكربونات الى السائل خارج الخلوي.

والتفصيل كما يلي:
في حالة الحماض (سواء كان استقلابي او تنفسي) تقل نسبة البيكربونات الى شوارد الهيدروجين (HCO3- / H+). بمعنى آخر، هناك زيادة في تركيز شوارد الهيدروجين في نبيبات الكلية مما يؤدي الى اعادة امتصاص كاملة لشوارد البيكربونات مع بقاء بعض الشوارد الهيدروجين الفائضة (تذكر مبدأ انه مقابل كل بيكربونات يعاد امتصاصها هناك شاردة هيدروجين تفرز).

وبالتالي هذه البروتونات الفائضة تتحد مع الموقيات البولية (الفوسفات والامونيوم).

بمعنى آخر، في الحماض، تعيد الكلية امتصاص جميع البيكربونات بالاضافة إلى صنع بيكربونات جديدة (من جهاز الامونيوم الموقي).

وفي حالات الحماض المزمنة، يزداد انتاج الامونيوم مما يؤدي الى زيادة طرح الهيدروجين وانتاج المزيد من البيكربونات الى الدم.

وهذا يعني انه تزداد نسبة البيكربونات الى الهيدروجين وبالتالي يتجه الـ PH نحو القيم الطبيعية.


كيف تصحح الكلية القلاء؟؟
المبدأ هنا عكس الحماض، يقل افراز شوارد الهيدروجين الى البول ويزيد طرح شوارد البيكربونات.

والتفصيل:
في حالة القلاء (استقلابي او تنفسي) تزداد نسبة البيكربونات الى شوارد الهيدروجين (HCO3- / H+).
وهذا يعني انه هناك فائض من البيكربونات لا يمكن اعادة امتصاصه (لانه لا يوجد كمية كافية من شوارد الهيدروجين للتبادل معه) وهذا يؤدي الى طرح البيكربونات مع البول. وهذا يساعد على اعادة النسبة بين البيكربونات وشوارد الهيدروجين الى القيمة الطبيعية.


وأخيرا وليس آخرا
لنلخص معا التغيرات التي تحصل في كل هذه الاضطرابات مع هذا الجدول:


ملاحظات على الجدول:

1- السهم المزدوج يشير الى التغير الاساسي الحاصل.

2- لاحظ انه في حالات اضطرابات الحمض-الاساس التنفسية التغير الاساسي يكون في Pco2 بينما في اضطرابات الحمض-الاساس الاستقلابية يكون التغير الاساسي في HCO3-.

3-في حالة الحماض التنفسي: ينخفض الPH – يزيد تركيز شوارد الهيدروجين – يرتفع الضغط الجزئي للـ CO2 (كل الامور السابقة مترابطة مع بعضها)
لكن الغريب هو زيادة البيكربونات!! وهي تعبر استجابة الجسم (الكلية بشكل خاص)، حيث يزداد اعادة امتصاص البيكربونات وكذلك صنع بيكربونات جديدة (من الامونيوم) وبالتالي معادلة الحماض.
يمكن تطبيق هذه الفقره على القلاء التنفسي بنفس الطريقة.

4- في حالة الحماض الاستقلابي: ينخفض PH – يزيد تركيز شوارد الهيدروجين- ينخفض تركيز البيكربونات
لكن الغريب مرة اخرى هو انخفاض Pco2 ! وهي تعبر ايضا عن استجابة الجسم (الرئتين هذه المره) بزيادة التهوية الرئوية وبالتالي طرح المزيد من co2 مما يساعد على تخفيف الحماض.

اذا وصلت لهذه الاسطر فأنا اهنئك على شجاعتك وصبرك...
اما اذا كنت قد قفزت فورا لهذا السطر فأنا أشكرك على دخول الموضوع...وانصحك تحاول تقرأه

ترقبوا الحلقة القادمة: "الحالات السريرية التي يحدث فيها اضطراب بالتوازن الحمضي-القلوي"

المراجع:
1-Guyton & Hall: Medical Physiology
2-http://www.nda.ox.ac.uk/wfsa/html/u13/u1312_01.htm
3-Medical Physiol 2nd Ed

تحياتي

توربو يسلمو

حبيت أنبهك لشرود في الموضوع

1- تترشح باستمرار كميات كبيرة من البيكربونات إلى النبيبات الكلوية، واذا تم طرحهم في البول فإن هذا يؤدي لفقد الأساس (القلاء) من الدم.

أعتقد أنّك تقصد الحماض بدلاً من القلاء لأن فقد الأساس => حماض

صحيح؟

كلامك صحيح شنكول شكرا لك على التصويب..
والحمد لله في حدا عم يقرأ الموضوع
قمت بتعديل هذا الخطأ وحذفت "القلاء"

تحياتي

حيث بنقص ال CO2 يتجه التفاعل لجهة اليمين ليشكل المزيد من CO2 وينقص بذلك تركيز شوارد الهيدروجين.
وبالعكس، بنقص التهوية الرئوية يزداد Pco2 وبالتالي تزداد شوارد الهيدروجين وبالتالي ينقص PH.

توربو هالحكي مافهمتو????
نحنا لما بيزداد co2 فوفقا لجملة الهيموغلوبين والشكل رح يزداد hco3

شكرا على سؤالك نو بادي

قلتلي ما فهمت هالنقطة:

زيادة التهوية الرئوية تؤدي إلى زيادة طرح CO2 وبالتالي نقص تركيز شوارد الهيدروجين بناء على المعادلة:
H+ + HCO3- -----> H2CO3 -----> CO2 + H2O
حيث بنقص ال CO2 يتجه التفاعل لجهة اليمين ليشكل المزيد من CO2 وينقص بذلك تركيز شوارد الهيدروجين.
وبالعكس، بنقص التهوية الرئوية يزداد Pco2 وبالتالي تزداد شوارد الهيدروجين وبالتالي ينقص PH.

بما انه المعادلة السابقة عكوسة (واسف كتير اني ما نوهت لهذه النقطة حيث انه صعب ارسم سهمين متعاكسين للدلالة عليها) فهالتفاعل بيخضع لقوانين التوازن الكيميائي
بمعنى...انه لو نقص ثاني اكسيد الكربون (عند زيادة التهوية) فانه التفاعل رح يتجه نحو تشكيل المزيد من co2 لحتى يعوض النقص فيه...وبذلك بيستهلك شوارد الهيدروجين الموجوده عندنا وبالتالي بنخلص من الحمض...
وهي هي آلية التخلص من الحمض بواسطة جهاز التنفس

اما بالنسبة لمخطط الهيموجلوبين، فهو بيوضح دوره بنقل co2 ودرئ شوارد الهيدروجين ...وخروج البيكربونات من الكرية...ما بعرف اش المشكلة فيه؟

اتمنى تكون توضحت بعض الامور واي شي تاني انا جاهز
تحياتي

والله إنت اللي شجاع يا توربو ..لما اخترت هيك موضوع ...