استتباب حمضي قاعدي

الاستتباب الحمضي القاعدي هوضبط الأس الهيدروجيني للسائل خارج الخلوي في الجسم. يعد التوازن السليم بين الأحماض والقواعد (أي الأس الهيدروجيني) في السائل خارج الخلوي أمرًا بالغ الأهمية لضمان وظائف الأعضاء الطبيعية في الجسم، وعمليات الاستقلاب الخلوي. يجب الحفاظ على الأس الهيدروجيني للسائل داخل الخلوي والسائل خارج الخلوي عند مستوى ثابت.

تكون الكثير من البروتينات خارج الخلوية مثل بروتينات البلازما والبروتينات الغشائية لخلايا الجسم حساسة للغاية، بفضل بنيتها ثلاثية الأبعاد، للأس الهيدروجيني خارج الخلية. لذلك توجد آليات صارمة للحفاظ على الأس الهيدروجيني ضمن حدود ضيقة للغاية. خارج النطاق المقبول للأس الهيدروجيني، يحدث إفساد البروتينات (أي تمسخ بنيتها ثلاثية الأبعاد)، ما يؤدي إلى خلل في الإنزيمات والقنوات الأيونية (من بين أمور أخرى).

في البشر والكثير من الحيوانات الأخرى، يتم الحفاظ على الاستتباب الحمضي القاعدي بواسطة آليات متعددة تشارك فيها ثلاثة خطوط للدفاع:

خط الدفاع الأول هوالمحاليل الكيميائية المنظمة المتنوعة التي تقلل من تغيرات الأس الهيدروجيني التي كانت ستحدث في غيابها. فهي لا تصحح انحرافات الأس الهيدروجيني، ولكنها تعمل فقط على تقليل مدى التغيير الذي قد يحدث خلاف ذلك. تتضمن هذه المحاليل المنظمة محلول منظم بيكربونات، ومحلول منظم فوسفات، ومحلول منظم بروتين.
خط الدفاع الثاني للسائل خارج الخلوي يتمثل في التحكم في هجريز حمض الكربونيك ضمن السائل خارج الخلوي. يتحقق ذلك من خلال التغيرات في معدل التنفس وعمقه (أي عن طريق فرط التنفس أونقص التهوية)، بالتالي التخلص من ثاني أكسيد الكربون (بالتالي حمض الكربونيك) أوالاحتفاظ به في بلازما الدم.
خط الدفاع الثالث هوالجهاز الكلوي، الذي يمكنه إضافة أوإزالة أيونات البيكربونات من أوإلى السائل خارج الخلوي. تتشكل البيكربونات من ثاني أكسيد الكربون المُستَقلب الذي يتحول بعمل الإنزيمات إلى حمض الكربونيك في خلايا النبيبات الكلوية. يتفكك حمض الكربونيك تلقائيًا إلى أيونات الهيدروجين وأيونات البيكربونات. عندما تنخفض قيمة الأس الهيدروجيني في السائل خارج الخلوي (أي يصبح الوسط أكثر حمضية) تفرز أيونات الهيدروجين في البول، بينما تفرز أيونات البيكربونات في بلازما الدم، ما يسبب ازدياد الأس الهيدروجيني البلازمي (تسليم الانخفاض الأولي). يحدث العكس إذا ارتفعت قيمة الأس الهيدروجيني في السائل خارج الخلوي: تفرز حينها أيونات البيكربونات مع البول وأيونات الهيدروجين إلى بلازما الدم.

تشكل الإجراءات التسليمية الفزيولوجية خطي الدفاع الثاني والثالث. السبب أنها تعمل عن طريق إجراء تغييرات على المحاليل المنظمة، التي يتكون جميع منها من مكونين: حمض ضعيف وقاعدة مترافقة. تحدد النسبة بين هجريزي الحمض الضعيف وقاعدته المترافقة الأس الهيدروجيني للمحلول. بالتالي، من خلال التلاعب أولًا بهجريز الحمض الضعيف، وثانيًا بهجريز قاعدته المترافقة، يمكن تعديل الأس الهيدروجيني للسائل خارج الخلوي بدقة شديدة ليبلغ القيمة السليمة. يتكون المحلول المنظم بيكربونات من خليط من حمض الكربونيك (H₂CO₃) وملح بيكربونات (HCO₃-) في المحلول، وهوالمحلول المنظم الأكثر وفرة في السائل خارج الخلوي، وهوأيضًا المحلول المنظم الذي يمكن تغيير نسبة الحمض إلى القاعدة فيه بسهولة شديدة وبسرعة.

يُسمى اختلال توازن الحمض والقاعدة احمضاض الدم عندما تكون الحموضة عالية، أوقلاء الدم عندما تكون الحموضة منخفضة.

توازن الحمض القاعدي

يتم عادة تنظيم الأس الهيدروجيني للسائل خارج الخلوي، بما في ذلك بلازما الدم، لتبقى قيمته ضمن المجال 7.32-7.42، عن طريق المحاليل الكيميائية المنظمة، والجهاز التنفسي، والجهاز البولي.

تتفاعل المحاليل المنظمة المائية مع الأحماض القوية أوالقواعد القوية عن طريق امتصاص أيونات الهيدروجين أوأيونات الهيدروكسيد الزائدة، مستبدلةً الأحماض والقواعد القوية بأحماض ضعيفة وقواعد ضعيفة. يؤدي ذلك إلى إضعاف تأثير تغيرات الأس الهيدروجيني، أوتقليل تغير الأس الهيدروجيني الذي كان سيحدث طالما عدم وجود هذه المحاليل. لكن المحاليل المنظمة لا يمكنها تسليم مستويات الأس الهيدروجيني غير الطبيعية في المحلول، سواء أكان ذلك المحلول في أنبوب اختبار أم في السائل خارج الخلوي. تتكون المحاليل المنظمة عادةً من زوج من المركبات في المحلول، أحدهما حمض ضعيف والآخر قاعدة ضعيفة. يتكون المحلول المنظم الأكثر وفرة في السائل خارج الخلوي من محلول حمض الكربونيك، وملح البيكربونات، عادةً بيكربونات الصوديوم. بالتالي، عندماقد يكون هناك فائض من أيونات الهيدروكسيد في المحلول، يعدلها حمض الكربونيك جزئيًا عن طريق تشكيل الماء وأيونات البيكربونات. بالمثل، يُعدل الفائض من أيونات الهيدروجين جزئيًا بواسطة البيكربونات الموجودة في المحلول المنظم لتكوين حمض الكربونيك، والذي، لأنه حمض ضعيف، يبقى حرًا، ما يؤدي إلى تحرير عدد من أيونات الهيدروجين في المحلول أقل منها في حالة الحمض القوي الأصلي.

اختلال التوازن

يحدث اختلال التوازن بين الحمض والقاعدة عندما تسبب أذية معينة خروج قيمة الأس الهيدروجيني للدم من النطاق الطبيعي (7.32-7.42). يسبب انخفاض الأس الهيدروجيني بشكل غير طبيعي في السائل خارج الخلوي احمضاض الدم، ويسبب الأس الهيدروجيني المرتفع بشكل غير طبيعي قلاء الدم.

تُستخدم مصطلحات أخرى في الفيزيولوجيا السقمية: «الحماض» و«القلاء». غالبًا ما تُستخدم كمرادفات لكل من «احمضاض الدم» و«قلاء الدم»، رغم حتى هذا قد يسبب ارتباكًا. يشير مصطلح احمضاض الدم بشكل واضح إلى التغيير العملي في الأس الهيدروجيني للسائل خارج الخلوي، في حين يشير مصطلح «الحماض»، بشكل دقيق، إما إلى زيادة في كمية حمض الكربونيك في السائل خارج الخلوي أوإلى انخفاض في كمية البيكربونات في السائل خارج الخلوي. أي من هذين التغييرين سيسبب (إذا لم يرافقه قلاء) احمضاض الدم. بالمثل، يشير القلاء إلى زيادة هجريز البيكربونات في السائل خارج الخلوي، أوانخفاض في الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون، ويؤدي كلًا منهما إلى زيادة الأس الهيدروجيني في السائل خارج الخلوي فوق القيمة الطبيعية. يجب حتىقد يكون مصطلحا الحماض والقلاء مُرفقين بصفات للإشارة إلى سبب الاضطراب: «تنفسي» (يشير إلى تغير في الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون)، أو«استقلابي» (يشير إلى تغير في هجريز البيكربونات في السائل خارج الخلوي). وبالتالي، هناك أربعة اضطرابات مختلفة تخص الحموض والقواعد: الحماض الاستقلابي والحماض التنفسي والقلاء الاستقلابي والقلاء التنفسي. قد تحدث حالة أومجموعة من هذه الحالات في وقت واحد. على سبيل المثال، يُعاوض الحماض الاستقلابي (كما في داء السكري غير المضبوط) جزئيًا عن طريق القلاء التنفسي (فرط التنفس)، أويمكن تسليم الحماض التنفسي كليًا أوجزئيًا عن طريق القلاء الاستقلابي.

تعتمد قدرة الحماض على حتى يسبب احمضاض الدم على درجة القلاء المصاحب. إذا ألغى أحدهما الآخر (أي أُعيدت نسبة حمض الكربونيك إلى البيكربونات إلى 1:20)، لا يحدث حينها احمضاض دم أوقلاء دم. إذا كان القلاء المصاحب أكثر من الحماض، ينتج عن ذلك قلاء الدم؛ أما إذا كان الحماض أكثر من القلاء، تكون النتيجة الحتمية احمضاض الدم. تحدد نفس الاعتبارات ما إذا كان القلاء سيسبب قلاء الدم أولا.

تختلف قيم الأس الهيدروجيني الطبيعية للجنين عنها لدى البالغين. لدى الجنين، تبلغ قيمة الأس الهيدروجيني في الوريد السري 7.25-7.45 بينما تبلغ قيمته في الشريان السري عادةً 7.18-7.38.

المراجع

^ Hamm, LL; Nakhoul, N; Hering-Smith, KS (7 December 2015). "Acid-Base Homeostasis". Clinical Journal of the American Society of Nephrology. 10 (12): 2232–42. doi:10.2215/CJN.07400715. PMC 4670772. PMID 26597304.
^ J., Tortora, Gerard (2012). Principles of anatomy & physiology. Derrickson, Bryan. (الطبعة 13th). Hoboken, NJ: Wiley. صفحات 42–43. ISBN . OCLC 698163931.
^ Macefield, Gary; Burke, David (1991). "Paraesthesiae and tetany induced by voluntary hyperventilation: increased excitability of cutaneous and motor axons". Brain. 114 (1): 527–540. doi:10.1093/brain/114.1.527. PMID 2004255.
^ Stryer, Lubert (1995). Biochemistry (الطبعة Fourth). New York: W.H. Freeman and Company. صفحات 347, 348. ISBN .
^ Silverthorn, Dee Unglaub (2016). Human physiology. An integrated approach (الطبعة Seventh, Global). Harlow, England: Pearson. صفحات 607–608, 666–673. ISBN .
^ Adrogué, H. E.; Adrogué, H. J. (April 2001). "Acid-base physiology". Respiratory Care. 46 (4): 328–341. ISSN 0020-1324. PMID 11345941.
^ مدلاين بلس Metabolic acidosis
^ Tortora, Gerard J.; Anagnostakos, Nicholas P. (1987). (الطبعة Fifth). New York: Harper & Row, Publishers. صفحات 581–582, 675–676. ISBN . مؤرشف من الأصل فيخمسة مايو2020.
^ Stryer, Lubert (1995). Biochemistry (الطبعة Fourth). New York: W.H. Freeman and Company. صفحات 39, 164, 630–631, 716–717. ISBN .
^ Tortora, Gerard J.; Anagnostakos, Nicholas P. (1987). (الطبعة Fifth). New York: Harper & Row, Publishers. صفحات 494, 556–582. ISBN . مؤرشف من الأصل فيخمسة مايو2020.
^ Tortora, Gerard J.; Anagnostakos, Nicholas P. (1987). (الطبعة Fifth). New York: Harper & Row, Publishers. صفحات 698–700. ISBN . مؤرشف من الأصل فيخمسة مايو2020.
^ Bray, John J. (1999). Lecture notes on human physiology. Malden, Mass.: Blackwell Science. صفحة 556. ISBN .
^ Garrett, Reginald H.; Grisham, Charles M (2010). . Cengage Learning. صفحة 43. ISBN . مؤرشف من الأصل في 05 مايو2020.
^ Diem, K.; Lentner, C. (1970). "Blood – Inorganic substances". in: Scientific Tables (الطبعة Seventh). Basle, Switzerland: CIBA-GEIGY Ltd. صفحة 527.
^ مدلاين بلس Blood gases
^ Caroline, Nancy (2013). Nancy Caroline's Emergency care in the streets (الطبعة 7th). Buffer systems: Jones & Bartlett Learning. صفحات 347–349. ISBN .
^ Hamm, L. Lee; Nakhoul, Nazih; Hering-Smith, Kathleen S. (2015-12-07). "Acid-Base Homeostasis". Clinical Journal of the American Society of Nephrology. 10 (12): 2232–2242. doi:10.2215/CJN.07400715. ISSN 1555-905X. PMC 4670772. PMID 26597304.
^ Andertson, Douglas M. (2003). Dorland's illustrated medical dictionary (الطبعة 30th). Philadelphia PA: Saunders. صفحات 17, 49. ISBN .
^ Rose, Burton; Helmut Rennke (1994). . Baltimore: Williams & Wilkins. ISBN . مؤرشف من الأصل فيخمسة مايو2020.
^ Brandis, Kerry. Acid-base physiology Metabolic acidosis: definition. http://www.anaesthesiamcq.com/AcidBaseBook/ab5_1.php

استتباب حمضي قاعدي في المشاريع الشقيقة

صور وملفات صوتية من كومنز

[CJASN-1] Hamm, LL; Nakhoul, N; Hering-Smith, KS (7 December 2015). "Acid-Base Homeostasis". Clinical Journal of the American Society of Nephrology. 10 (12): 2232–42. doi:10.2215/CJN.07400715. PMC 4670772. PMID 26597304.

[2] J., Tortora, Gerard (2012). Principles of anatomy & physiology. Derrickson, Bryan. (الطبعة 13th). Hoboken, NJ: Wiley. صفحات 42–43. ISBN . OCLC 698163931.

[macefield-3] Macefield, Gary; Burke, David (1991). "Paraesthesiae and tetany induced by voluntary hyperventilation: increased excitability of cutaneous and motor axons". Brain. 114 (1): 527–540. doi:10.1093/brain/114.1.527. PMID 2004255.

[4] Stryer, Lubert (1995). Biochemistry (الطبعة Fourth). New York: W.H. Freeman and Company. صفحات 347, 348. ISBN .

[silverthorn-5] Silverthorn, Dee Unglaub (2016). Human physiology. An integrated approach (الطبعة Seventh, Global). Harlow, England: Pearson. صفحات 607–608, 666–673. ISBN .

[6] Adrogué, H. E.; Adrogué, H. J. (April 2001). "Acid-base physiology". Respiratory Care. 46 (4): 328–341. ISSN 0020-1324. PMID 11345941.

[medline-7] مدلاين بلس Metabolic acidosis

[tortora2-8] Tortora, Gerard J.; Anagnostakos, Nicholas P. (1987). (الطبعة Fifth). New York: Harper & Row, Publishers. صفحات 581–582, 675–676. ISBN . مؤرشف من الأصل فيخمسة مايو2020.

[stryer-9] Stryer, Lubert (1995). Biochemistry (الطبعة Fourth). New York: W.H. Freeman and Company. صفحات 39, 164, 630–631, 716–717. ISBN .

[tortora1-10] Tortora, Gerard J.; Anagnostakos, Nicholas P. (1987). (الطبعة Fifth). New York: Harper & Row, Publishers. صفحات 494, 556–582. ISBN . مؤرشف من الأصل فيخمسة مايو2020.

[tortora-11] Tortora, Gerard J.; Anagnostakos, Nicholas P. (1987). (الطبعة Fifth). New York: Harper & Row, Publishers. صفحات 698–700. ISBN . مؤرشف من الأصل فيخمسة مايو2020.

[Bray1999-12] Bray, John J. (1999). Lecture notes on human physiology. Malden, Mass.: Blackwell Science. صفحة 556. ISBN .

[garrett-13] Garrett, Reginald H.; Grisham, Charles M (2010). . Cengage Learning. صفحة 43. ISBN . مؤرشف من الأصل في 05 مايو2020.

[ciba-14] Diem, K.; Lentner, C. (1970). "Blood – Inorganic substances". in: Scientific Tables (الطبعة Seventh). Basle, Switzerland: CIBA-GEIGY Ltd. صفحة 527.

[15] مدلاين بلس Blood gases

[16] Caroline, Nancy (2013). Nancy Caroline's Emergency care in the streets (الطبعة 7th). Buffer systems: Jones & Bartlett Learning. صفحات 347–349. ISBN .

[17] Hamm, L. Lee; Nakhoul, Nazih; Hering-Smith, Kathleen S. (2015-12-07). "Acid-Base Homeostasis". Clinical Journal of the American Society of Nephrology. 10 (12): 2232–2242. doi:10.2215/CJN.07400715. ISSN 1555-905X. PMC 4670772. PMID 26597304.

[dorland-18] Andertson, Douglas M. (2003). Dorland's illustrated medical dictionary (الطبعة 30th). Philadelphia PA: Saunders. صفحات 17, 49. ISBN .

[19] Rose, Burton; Helmut Rennke (1994). . Baltimore: Williams & Wilkins. ISBN . مؤرشف من الأصل فيخمسة مايو2020.

[20] Brandis, Kerry. Acid-base physiology Metabolic acidosis: definition. http://www.anaesthesiamcq.com/AcidBaseBook/ab5_1.php

أحماض وقواعد

حمض قاعدة تفاعل حمضي قاعدي قوة الحمض الوظيفة الحمضية وظيفة هامت تذبذب المحلول المُنظِّم ثابت الانحلال كيمياء التوازن استخلاص حمضي قاعدي أس هيدروجيني إلفة البروتون تأين الماء الذاتي المعايرة أحماض وقواعد لويس تحفيز حمض لويس تثبيط زوج لويس
أنماط الحموض
برونستد-لوري أحماض لويس جوتمان-بيكيت المعدنية العضوية الصلبة بحسب القوة ضعيف قوي فائق
أنماط القواعد
برونستد-لوري قواعد لويس غير المتآلفة النواة العضوية بحسب القوة ضعيفة فائقة بوابة الكيمياء