הפרעות במצב חומצי-בסיסי

אחד הקבועים העיקריים של הגוף הוא קביעות ריכוז יוני המימן (H ⁺ ) בנוזל החוץ-תאי, אשר אצל אנשים בריאים הוא 40±5 ננומול/ליטר. לשם נוחות, ריכוז ה-H ⁺ מבוטא לרוב כלוגריתם שלילי (pH). בדרך כלל, ערך ה-pH של הנוזל החוץ-תאי הוא 7.4. ויסות ה-pH נחוץ לתפקוד תקין של תאי הגוף.

מאזן חומצה-בסיס בגוף כולל שלושה מנגנונים עיקריים:

• תפקוד של מערכות חיץ חוץ-תאיות ותאיות;
• מנגנוני ויסות נשימתיים;
• מנגנון כלייתי.

חוסר איזון חומצי-בסיסי הוא תגובות פתולוגיות הקשורות לחוסר איזון חומצי-בסיסי. מבחינים בין חמצת לאלקלוזה.

מערכות חיץ של הגוף

מערכות בופר הן חומרים אורגניים ואנאורגניים המונעים שינוי חד בריכוז H ⁺, ובהתאם, בערך ה-pH בעת הוספת חומצה או בסיס. אלה כוללים חלבונים, פוספטים וביקרבונטים. מערכות אלו נמצאות הן בתוך והן מחוץ לתאי הגוף. מערכות הבופר התוך-תאיות העיקריות הן חלבונים, פוספטים אנאורגניים ואורגניים. בופרים תוך-תאיים מפצים על כמעט כל העומס של חומצה פחמתית (H2CO3 _), יותר מ-50% מהעומס של חומצות אנאורגניות אחרות (זרחתית, הידרוכלורית, גופרתית וכו ' ). הבופר החוץ-תאי העיקרי של הגוף הוא ביקרבונט.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

מנגנוני נשימה של ויסות pH

הם תלויים בעבודת הריאות, אשר מסוגלות לשמור על הלחץ החלקי של פחמן דו-חמצני (CO2 ₎ בדם ברמה הנדרשת, למרות תנודות גדולות ביצירת חומצה פחמתית. ויסות שחרור CO2 _מתרחש עקב שינויים בקצב ובנפח האוורור הריאתי. עלייה בנפח הנשימה הדקה מובילה לירידה בלחץ החלקי של פחמן דו-חמצני בדם העורקי ולהיפך. הריאות נחשבות לקו הראשון בשמירה על מאזן חומצה-בסיס, מכיוון שהן מספקות מנגנון לוויסות מיידי של _שחרור CO2.

מנגנוני כליה לשמירה על איזון חומצה-בסיס

הכליות מעורבות בשמירה על מאזן חומצה-בסיס, בהפרשת חומצות עודפות בשתן ובשימור בסיסים עבור הגוף. פעולה זו מושגת באמצעות מספר מנגנונים, העיקריים שבהם הם:

• ספיגה חוזרת של ביקרבונטים על ידי הכליות;
• היווצרות חומצות ניתנות לטיטרציה;
• היווצרות אמוניה בתאי הכליה הצינורית.

ספיגה חוזרת של ביקרבונט על ידי הכליות

בצינורות הפרוקסימלית של הכליות, כמעט 90% מ-HCO3 נספג לא באמצעות הובלה ישירה של HCO3 דרך הממברנה, אלא באמצעות מנגנוני חילוף מורכבים, שהחשוב שבהם נחשב להפרשת H ⁺ לתוך לומן הנפרון.

בתאי הצינורות הפרוקסימליים, נוצרת חומצה פחמנית לא יציבה ממים ופחמן דו-חמצני תחת השפעת האנזים פחמני אנהידראז, המתפרק במהירות ל-H ⁺ ו-HCO3 _". יוני המימן הנוצרים בתאים הצינוריים חודרים לקרום הלומי של הצינורות, שם הם מוחלפים ב-Na ⁺, וכתוצאה מכך H ⁺ נכנס ללומן הצינורות, וקטיון הנתרן נכנס לתא ואז לדם. ההחלפה מתרחשת בעזרת חלבון נשא מיוחד - Na ⁺ -H ^{+-מחליף. כניסת יוני המימן ללומן הנפרון מפעילה את הספיגה החוזרת של HCO3}_~ לדם. במקביל, בלומן הצינורית, יון המימן מתאחד במהירות עם HCO3 המסונן כל הזמן _ליצירת חומצה פחמנית. בהשתתפות פחמני אנהידראז, הפועל בצד הלומי של גבול המברשת, H2C03 _מומר ל-H2O _ו- CO2 _. במקרה זה, פחמן דו-חמצני מתפזר חזרה לתאי הפרוקסימליים. צינוריות, שם הן מתחברות עם H2O _ליצירת חומצה פחמתית, ובכך משלימות את המחזור.

לפיכך, הפרשת יון H ⁺ מבטיחה ספיגה חוזרת של ביקרבונט בכמות שווה ערך של נתרן.

בלולאת הנלה, כ-5% מהביקרבונט המסונן נספג מחדש, ובצינור האיסוף, 5% נוספים, גם כן בשל הפרשה פעילה של H ⁺.

היווצרות חומצות ניתנות לטיטרציה

חלק מהחומצות החלשות הקיימות בפלזמה מסוננות ומשמשות כמערכות בופר בשתן. קיבולת הבופר שלהן נקראת "חומציות ניתנת לטיטרציה". המרכיב העיקרי של בופרים אלו בשתן הוא HPO4 _{~, אשר לאחר הוספת יון מימן מומר ליון חומצה זרחתית}^{דו-מוחלף} (HPO42 ₊ H ⁺ = H2PO _~ ), בעל חומציות נמוכה יותר.

[ 5 ], [ 6 ]

היווצרות אמוניה בתאי הכליה הצינורית

אמוניה נוצרת בתאי צינוריות הכליה במהלך חילוף החומרים של חומצות קטו, ובמיוחד גלוטמין.

ברמת pH ניטרלית, ובמיוחד בערכי pH נמוכים, של הנוזל הצינורי, אמוניה מתפזרת מהתאים הצינוריים אל תוך החלל שלו, שם היא מתאחדת עם H ⁺ ליצירת אניון אמוניום (NH3 ₊ H ⁺ = NH4 ₊⁾. בגפה העולה של לולאת הנלה, קטיוני NH4 ₊^נספגים מחדש, אשר מצטברים במוח הכליה. כמות קטנה של אניוני אמוניום מתפרקת ליוני NH3 ויוני מימן, אשר נספגים מחדש. NH3 _יכול להתפזר אל צינורות האיסוף, שם הוא משמש כחיץ עבור ה-H ⁺ המופרש על ידי חלק זה של הנפרון.

היכולת להגביר את היווצרות ה-NH3 _ואת הפרשת ה-NH4 ₊^נחשבת לתגובה האדפטיבית העיקרית של הכליות לעלייה בחומציות, המאפשרת הפרשת יוני מימן על ידי הכליות.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

חוסר איזון חומצי-בסיסי

במצבים קליניים שונים, ריכוז יוני המימן בדם עשוי לסטות מהנורמה. ישנן שתי תגובות פתולוגיות עיקריות הקשורות להפרת מאזן חומצה-בסיס - חמצת ואלקלוזיס.

חמצת מאופיינת ב-pH נמוך בדם (ריכוז גבוה של H ⁺ ) וריכוז נמוך של ביקרבונט בדם;

אלקלוזיס מאופיינת ב-pH גבוה בדם (ריכוז נמוך של H ⁺ ) ובריכוז גבוה של ביקרבונט בדם.

ישנם גרסאות פשוטות ומעורבות של חוסר איזון חומצי-בסיסי. בצורות ראשוניות, או פשוטות, נצפה רק חוסר איזון אחד.

גרסאות פשוטות של חוסר איזון חומצי-בסיסי

• חמצת נשימתית ראשונית. קשורה לעלייה ב- p _a CO2 _.
• אלקלוזיס נשימתי ראשוני. מתרחשת כתוצאה מירידה
• חמצת מטבולית. נגרמת על ידי ירידה בריכוז HCO3 _~.
• אלקלוזיס מטבולית. מתרחשת כאשר ריכוז ה-HCO3 _עולה.

לעיתים קרובות למדי, ההפרעות שהוזכרו לעיל עשויות להופיע יחד אצל מטופל, והן מסווגות כמעורבות. בספר לימוד זה נתמקד בצורות מטבוליות פשוטות של הפרעות אלו.