اضطرابات توازن الحامض والقاعدة: الحماض، القلاع ومؤشرات أستروب (Astrup)

تنظيم التوازن الحمضي القاعدي

التوازن الحمضي القاعدي (pH) يُحدد بنسبة تراكيز أيونات H⁺ وOH^-. يؤدي ارتفاع تركيز البروتونات إلى إزاحة الوسط نحو الحموضة، بينما يؤدي ارتفاع أイオンات الهيدروكسيل إلى إزاحة الوسط نحو القلوية. في الوضع الطبيعي، يساوي pH الدم الشرياني 7.35–7.45، ويتم الحفاظ عليه من خلال مستويين من التنظيم: كيميائي (الأنظمة المخفّرة) وفسيولوجي (الرئتان والكليتان).

الأنظمة المخفّرة في الجسم

المخفّب عبارة عن خليط من المواد التي تمنع تحول درجة الحموضة (pH) عند إضافة حمض أو قاعدة. الأنظمة المخفّرة الرئيسية هي:

• المخفّر البيكربوناتي — حمض الكربونيك الضعيف H₂CO₃ وملحه NaHCO₃؛ وهو المخفّر الرئيسي خارج الخلية.
• المخفّر الفوسفاتي — خليط من NaH₂PO₄ وNa₂HPO₄؛ يعمل بشكل أساسي داخل الخلايا وفي البول.
• المخفّر البروتيني — الخصائص الأمفوتيرية للبروتونات بفضل المجموعات الأمينية (–NH₂، قلوية) ومجموعات الكربوكسيل (–COOH، حمضية).
• مخفّر الهيموجلوبين — يعمل داخل كريات الدم الحمراء، وهو أهم مخفّرة للدم الكامل.

آليات التعويض الفسيولوجية

جهاز التنفس الخارجي ينظم درجة الحموضة (pH) عن طريق التخلص من CO₂: فرط التنفس يقلل من paCO₂ ويزیح pH نحو القلوية، بينما نقص التنفس يفعل العكس.

الكليتان تنفذان ثلاث آليات:

• تغيير إعادة امتصاص البيكربونات HCO₃^- في الأنابيب الكلويّة;
• توليد الحمض (الأسيض الجهازي) — إفراز البروتونات في تجويف الأنابيب الكلويّة;
• توليد الأمونيا (الأمونيوجينيز) — إفراز أيونات الأمونيوم NH₄⁺، مما يتيح التخلص من الأحماض دون حموضة مفرطة في البول.

مؤشرات التوازن الحمضي القاعدي وفقاً لأستروب

• pH — المعدل الطبيعي 7.35–7.45.
• paCO₂ — الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون، حوالي 40 مم زئبق؛ يعكس المكون التنفسي.
• SB (Standard Bicarbonate) — البيكربونات القياسية للبلازما، مقاسة في ظروف قياسية من التشبع بالأكسجين.
• BB (Buffer Base) — مجموع كافة القواعد المخفّرة في الدم.
• BE (Base Excess) — فائض القواعد المخفّرة؛ الفرق بين قيمة BB الحالية والقيمة المفترضة.
• الحموضة القابلة للمعايير البولية (TA) — تُحدد بمعايرة بول 24 ساعة باستخدام NaOH حتى pH 7.4؛ وتتميز بقدرة الكلى على إفراز البروتونات الحرة.
• تركيز NH₄⁺ في البول — يعكس شدة عملية توليد الأمونيا.

الحماض: الغازي وغير الغازي

الحماض يحدث عند زيادة أيونات الهيدروجين. وبحسب التعويض، يتم تمييز الأنواع المعوضة (pH 7.35–7.4) وغير المعوضة (pH أقل من 7.35).

الحماض الغازي (التنفسي) يتطور عند الزيادة الأولية في paCO₂ — فرط كربونات الدم نتيجة نقص التهوية، انسداد القصبات الهوائية، أو تثبيط مركز التنفس. تعويضياً، تزيد الكلى من إعادة امتصاص البيكربونات، مما يزيد من SB.

الحماض غير الغازي ينقسم إلى:

• أيضي (استقلابي) — تراكم الأحماض العضوية (اللاكتات، الاجسام الكيتونية) في حالات نقص الأكسجين، داء السكري، الصيام؛ ويتميز بزيادة الفجوة الأنيونية.
• إطراحي كلوي — الحماض النُبيبي الكلوي: انخفاض إفراز H⁺ وإعادة امتصاص HCO₃^-، انخفاض TA وNH₄⁺؛ ويحفزه انحلال الدم، وعدد من المضادات الحيوية ومضادات الفيروسات.
• إطراحي معوي — فقدان البيكربونات مع محتويات الأمعاء في حالات الإسهال، والناسور المعوي.
• خارجي المنشأ — دخول الأحماض من الخارج (التسمم، التسريب الوريدي للمحاليل الحمضية).

في حالات الحماض غير الغازي، ينخفض مستوى البيкарбонат القياسي (SB) وينخفض الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون paCO₂ تعويضياً عن طريق فرط التهوية.

القلاء: الغازي وغير الغازي

القلاء الغازي يتشكل عند فرط التهوية وانخفاض paCO₂ (نقص الأكسجة المرتفع، الهستيريا، التهوية الاصطناعية). تعويضياً، تقلل الكلى إعادة امتصاص HCO₃^-، وينخفض SB.

القلاء غير الغازي (الاستقلابي) ينشأ عند الزيادة الأولية في HCO₃^-: الإفراط في تناول القلويات، فقدان محتويات المعدة الحمضية أثناء القيء، وفرط الألدوستيرونية. يرتفع SB، بينما يرفع نقص التنفس التعويضي paCO₂.

خوارزمية تقييم اضطرابات التوازن الحمضي القاعدي البسيطة

1. تقييم pH: أقل من 7.35 — حماض، أعلى من 7.45 — قلاء.
2. تحديد طبيعة الاضطراب وفقاً لـ paCO₂:
   • في حالات الحماض، يشير ارتفاع paCO₂ إلى حماض غازي، والانخفاض يشير إلى حماض غير غازي;
   • في حالات القلاء، انخفاض paCO₂ مميز للقلاء الغازي، والارتفاع مميز للقلاء غير الغازي.
3. تقييم SB وBE: يؤكد تحولهم بدء آليات التعويض ويساعد في التمييز بين الحالات الحادة والمزمنة.
4. في الحماض غير الغازي، يجب توضيح النوع الفرعي عبر TA، NH₄⁺ البول، الفجوة الأنيونية والسياق السريري.

النقاط الرئيسية

• درجة حموضة الدم الطبيعية — 7.35–7.45؛ ويتم التنظيم بواسطة المخفّرات، الرئتين، والكليتين.
• المخفّرات الرئيسية: البيكربونات، الفوسفات، البروتبن، والهيموجلوبين.
• تنظم الكلى درجة الحموضة (pH) من خلال إعادة امتصاص HCO₃^-، وتكوين الأحماض، وتوليد الأمونيا.
• المؤشرات الرئيسية للتوازن الحمضي القاعدي حسب أستروب: pH، paCO₂، SB، BB، BE، TA، وNH₄⁺ البول.
• يرتبط الحماض الغازي بفرط كربونات الدم، بينما يرتبط القلاء الغازي بنقص كربونات الدم.
• تنقسم الحماضات غير الغازية إلى استقلابية، وإطراحية كلوية، ومعوية، وخارجية المنشأ.
• يُصاحب القلاء الاستقلابي ارتفاع SB ونقص تنفس تعويضي.
• خوارزمية التشخيص: pH ← paCO₂ ← SB/BE ← البيانات السريرية.