اختلالات تعادل اسید ـ باز
اختلالات تعادل اسید ـ باز
اکثر فرآیندهای متابولیک بدن منجر به تولید اسید می‌شوند. بزرگ‌ترین منبع تولید درونزاد اسید، کاتابولیسم و اکسیداسیون کامل گلوکز و اسیدهای چرب است که درنهایت، به دی‌اکسیدکربن و آب تبدیل می‌شوند. تهویهٔ ریوی، اسیدهای فرار تولید شده توسط تنفس سلولی را دفع می‌کند؛ بدین صورت که روزانه تقریباً mEq22000 هیدروژن به صورت دی‌اکسیدکربن دفع می‌شود. متابولیسم سلولی اسیدهای آمینه حاوی گوگرد، اکسیداسیون فسفوپروتئین‌ها و فسفولیپیدها، تجزیه نوکلئوپروتئین‌ها و سوختن ناقص کربوهیدرات‌ها و اسیدهای چرب نیز منجر به تشکیل اسیدهای غیرفرار می‌شود. در جریان این فرآیندها روزانه تقریباً یک میلی‌اکی‌والان هیدروژن به ازای هر کیلوگرم از وزن بدن تولید می‌شود. دفع اسیدهای غیرفرار از طریق کلیه‌ها انجام می‌شود. عوامل اصلی تنظیم‌کنندهٔ تغییر در سرعت تهویه در دقیقه، تغییرات pH مایع مغزی نخاعی و خونی شریانی هستند.
غلظت طبیعی هیدروژن در خون شریانی L/mEq40 است که معادل یا pH40/7 است. این غلظت علیرغم نوساناتی که در میزان اسیدهای درونزاد و برونزاد روی می‌دهد نسبتاً ثابت باقی می‌ماند. اسیدهای اضافه شده به سرعت تحت تأثیر بافرهای داخل سلولی و موجود در گردش هون خنثی می‌شوند. با این حال، ظرفیت این سیستم‌های خنثی‌کننده محدود است و به همین دلیل اگر فقط این مکانیسم‌ها مسئول خنثی کردن اسید بودند، بر اثر تولید مقادیر طبیعی اسید در داخل بدن، بافرها به سرعت تمام می‌شدند. بنابراین برای حفظ هومئوستاز اسید و باز مکانیسم‌های دفع اسید باید به نحو مؤثری عمل کنند تا این بافرها را احیا نمایند.
دفع یون هیدروژن از راه کلیه
کلیه از طریق بازجذب mEq4500 بی‌کربنات که روزانه توسط گلومرول‌ها پالایش می‌شود و نیز از طریق تولید بی‌کربنات جدید، در هومئوستاز اسید ـ باز شرکت می‌کند. تولید بی‌کربنات توسط کلیه‌ها، براساس معادلهٔ دفع خالص اسید (NAE) محاسبه می‌شود:
EHCO–3 ـ ETA + ENH+4 = ENAE
در این معادله، ETA + EENH4+ به ترتیب، میزان دفع آمونیوم و اسید قابل عیارسنجی و EHCO3–، میزان دفع بی‌کربنات است. اگر چه محاسبهٔ ENAE دشوار نیست، ولی به طور معمول لنجام نمی‌شود و محاسبهٔ اختلالات اسید ـ باز، بر پایهٔ اندازه‌گیری‌های غیرمستقیم ولی در دسترس‌تر انجام می‌گیرد.
فرآیند اصلی تولید بی‌کربنات توسط کلیه‌ها، از طریق اسیدی کردن ادرار و تولید آمونیاک انجام می‌پذیرد. آمونیاک از گلوتامین تولید می‌شود و توسط اپی‌تلیوم لولهٔ نزدیک، در مایع داخل لوله ترشح می‌گردد. اسیدی کردن، از طریق ترشح پروتون توسط انتقال‌دهنده‌های مجزا که فقط در نفرون وجود دارند، انجام می‌گیرد. در مورد این انتقال‌دهنده‌ها، در فصل 26 به طور مفصل بحث شده است و در این بخش، ما دربارهٔ چگونگی تغییر pH مایع داخل لوله توسط آنها صحبت می‌کنیم. طریقهٔ اسیدی کردن مایع داخل لوله، در شکل 8 ـ 28 به تصویر کشیده شده است. pH مایع لوله در لولهٔ نزدیک و توسط معاوضه‌کنندهٔ سدیم ـ هیدروژن نوع 3 (NHE3) واقع در غشای مجرایی، به طور جزیی کاهش می‌یابد. این ترشح پروتون با بازجذب بی‌کربنات ارتباط دارد و تقریباً 90% بی‌کربنات پالایش شده در مایع لوله، در لولهٔ نزدیک بازجذب می‌شود. لولهٔ نزدیک، دارای یک سیستم بازجذب می‌شود. لولهٔ نزدیک، دارای یک سیستم بازجذب بی‌کربنات با ظرفیت بالاست که سرعت آن، ناشی از وجود آنزیم کربنیک آنهیدراز در غشای مجرایی است. کربنیک انهیدراز در غشای مجرایی، به سرعت آب‌گیری از اسیدکربنیک و تبدیل آن به دی‌اکسیدکربن و آب را تسهیل می‌کند و بدین ترتیب، کاهش pH مایع داخل لوله را در طول حرکت در لولهٔ نزدیک محدود می‌سازد و از ایجاد شیب بسیار تند pH که به درون معاوضهٔ سدیم ـ هیدروژن صورت می‌گیرد، جلوگیری می‌کند. از طرف دیگر، لولهٔ دور فاقد کربنیک آنهیدراز مجرایی است و توانایی محدودی برای بازجذب بی‌کربنات در مایعی که به این جا می‌رسد پایین است و بافرهای اصلی داخل مایع لوله در این مکان‌ها یون‌های آمونیوم و فسفات هستند، عمل مداوم پمپ‌های پروتونی لولهٔ دور، pH ادرار را گاهی تا 1000 برابر pH مایعی که در ابتدا پالایش می‌شود، پایین می‌آورد. (به نظر می‌رسد پایین آوردن 1000 برابری غلظت [H+] درست‌تر باشد). با این حال، در این مکان‌ها، نقش کامل کلیه در هومئوستاز اسید ـ باز، به صورت تیتراسیون بافرهای ادراری توسط پروتون‌های مترشحه از پمپ‌های واقع در سرتاسر نفرون دیستال و دفع آنها در ادرار مشاهده می‌شود.
میزان تولید بی‌کربنات، ثابت نیست و به تغییرات در وضعیت حجم و الکترولیت‌ها، هورمون‌ها و معیارهای اسید ـ باز پاسخ می‌دهد. در طی کاهش حجم، افزایش فار نسبی دی‌اکسید کربن (PCO2) (مانند آنچه در اسیدوز تنفسی مزمن مشاهده می‌شود) و نیز هیپوکالمی، بازجذب بی‌کربنات از لولهٔ نزدیک افزایش می‌یابد. بالعکس، افزایش حجم یا کاهش در PCO2، میزان بازجذب بی‌کربنات از لولهٔ نزدیک را پایین می‌آورد. آلدوسترون و فشار Co2 اطراف، بر میزان ترشح یون هیدروژن از نفرون دیستال تأثیر می‌گذارند.
ارزیابی وضعیت اسید ـ باز
یک رویکرد نظام‌مند (سیستماتیک) برای ارزیابی وضعیت اسید ـ باز، از مراحل مختلفی تشکیل شده است که خلاصهٔ آن را می‌توان در جدول 8 ـ 28 مشاهده نمود. مرحلهٔ نخست، گرفتن نمونه‌های شریانی و وریدی برای اندازه‌گیری pH و PCO2 خون، و نیز الکترولیت‌های سرم جهت تعیین ماهیت اختلال اسید ـ باز است. باید سازگاری مقادیر محاسبه شده و اندازه‌گیری شده بی‌کربنات، بررسی شود. باید براساس pH و PCO2 و بی‌کربنات سرم تشخیص مقدماتی گذاشته شود. در مرحلهٔ بعد باید پاسخ جبرانی و شکاف آنیونی سنجیده شود. در صورتی که جبران و شکاف آنیونی سنجیده شود. در صورتی که جبران نقص اولیه اسید ـ باز نامتناسب باشد اختلال آنیونی در تشخیص اسیدوزمتابولیک مفید است. هنگامی که یک اسید آلی (نظیر اسید لاکتیک) به مایع خارج سلولی اضافه می‌شود، به مرور که اسید بافر می‌شود، غلظت بی‌کربنات کاهش می‌یابد. با تجمع باز آلی شکاف آنیونی افزایش می‌یابد. میزان افزایش شکاف آنیونی از لحاظ کمی باید معادل کاهش غلظت بی‌کربنات باشد. بنابراین، اگر اختلاف بین شکاف آنیونی محاسبه شده با شکاف آنیونی طبیعی را به غلظت بی‌کربنات موجود اضافه کنیم، می‌توان غلظت بی‌کربنات شروع (starting) را تخمین زد. بالا بودن غیرطبیعی بی‌کربنات در ابتدا، نشانگر آلکالوزمتابولیک همزمان است. پس از تعیین ماهیت اختلال اسید ـ باز و اینکه آیا مرکب یا ساده است، بررسی pH ادرار و شکاف آنیونی یا اسمولی آن نیز می‌تواند اطلاعات مفیدی به دست دهد.
