فيزيولوجيا تفاعلية

التوازن الحمضي القاعدي

يبقى pH الدم بين 7.35 و7.45 لأن ثلاثة أجهزة تعمل على معادلة واحدة. تعمل الوقاءات الكيميائية (chemical buffers) خلال ثوانٍ، وتضبط الرئتان PaCO₂ خلال ساعات، وتضبط الكليتان HCO₃⁻‎ على مدى أيام. اختر اضطرابًا لتشاهد التغيّر الأولي، ثم المعاوضة.

pH=6.1 + log₁₀ HCO₃⁻ 24.00.03 × PaCO₂ 40 =7.40
حمض قاعدة 7.40 pH CO₂ 40 mmHg HCO₃⁻ 24 mEq/L HCO₃⁻ : CO₂ المذاب‎ = 20.0 : 1 حماض الدم قلاء الدم
تعرض كل كفّة قيمتها مقارنةً بالقيمة الطبيعية (PaCO₂ 40 mmHg، HCO₃⁻ 24 mEq/L). وتتبع ذراعُ الميزان قيمةَ pH التي تتوقف على النسبة بينهما. والمجال 6.8–7.8 هو تقريبًا مدى pH المتوافق مع الحياة.

يظهر pH هنا على شكل تضاريس فوق PaCO₂ وHCO₃⁻‎، ملوّنةً كما يتلوّن الكاشف. خطوط تساوي pH أشعة مستقيمة تنطلق من نقطة الأصل، لأن pH يتوقف على النسبة وحدها؛ والشعاع الداكن هو pH 7.40، أي خط النسبة 20 : 1. اسحب لتدويره.

الحالة المستقرة طبيعي

وجود HCO₃⁻‎ بتركيز 24 mEq/L مقابل CO₂ مذاب بتركيز 1.2 mmol/L (0.03 × 40) يعني نسبة 20 : 1، وهذه النسبة تعطي pH 7.40. يتبع pH هذه النسبة، لا أيًّا من القيمتين بمفردها.

40 mmHg
24.0 mEq/L

الكيمياء

الوقاء البيكربوناتي

هذا الوقاء مفتوح من طرفيه: فالرئتان تزيلان CO₂، والكليتان تزيلان H⁺‎ وتعيدان HCO₃⁻‎، ولذلك يحافظ على ثبات pH بكفاءة تفوق كثيرًا ما توحي به قيمة pKa الخاصة به البالغة 6.1.

CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻

CO₂H⁺‎HCO₃⁻‎تُبيّن الأسهم الاتجاه الصافي لكل تفاعل.

التوقيت

خطوط الدفاع الثلاثة

بعد التعرض لعبء حمضي، يبدأ كل جهاز عمله بسرعته الخاصة. تزداد سماكة الأشرطة من بدء التأثير حتى اكتماله، والزمن معروض على مقياس لوغاريتمي.

الوقاءات الكيميائية

تعمل بيكربونات البلازما والسائل الخلالي فورًا، ويتقاسم الهيموغلوبين والبروتينات والفوسفات العبء، ثم تنضم الوقاءات داخل الخلوية والعظمية خلال ساعات. تُخفّف الوقاءات تغيّر pH لكنها لا تزيل أي حمض.

الرئتان

تُغيّر المستقبلات الكيميائية المركزية والمحيطية التهوية خلال دقائق، فتُحرّك PaCO₂. وتبلغ الاستجابة ذروتها خلال 12–24 ساعة، ولا تصحّح الاضطراب الاستقلابي إلا جزئيًا.

الكليتان

يستعيد النُّبيب الداني HCO₃⁻‎ المرشَّح، ويطرح الجزء القاصي من النفرون H⁺‎ على شكل حمض قابل للمعايرة (titratable acid) وعلى شكل NH₄⁺‎، مولّدًا HCO₃⁻‎ جديدًا. استجابتها بطيئة، إذ تستغرق 3–5 أيام، لكنها المخرج الوحيد للحمض غير الطيّار.

عند سرير المريض

مفسّر غازات الدم الشرياني

أدخِل قيم غازات الدم والشوارد. يتبع المفسّر الترتيب المعتاد: التحقق من الأرقام، ثم قراءة pH، ثم تحديد العملية الأولية، ثم اختبار المعاوضة، ثم الفجوة الأنيونية (anion gap) ونسبة دلتا (delta ratio).

الأمثلة قيم توضيحية، وليست لمرضى حقيقيين.

mEq/L
mEq/L
mEq/L

حماض الدم · pH 7.23

حماض استقلابي بفجوة أنيونية مرتفعة مع معاوضة تنفسية مناسبة

    المعاوضة المتوقعة

    الاضطرابالتغيّر الأوليالمعاوضة المتوقعةاكتمال التأثير
    حماض استقلابيHCO₃⁻ ↓PaCO₂ = 1.5 × HCO₃⁻ + 8 (± 2)12–24 ساعة
    قلاء استقلابيHCO₃⁻ ↑PaCO₂ ↑ 0.7 لكل‎ 1 HCO₃⁻ (± 2)24–36 ساعة
    حماض تنفسي، حادPaCO₂ ↑HCO₃⁻ ↑ 1 لكل‎ 10 PaCO₂دقائق
    حماض تنفسي، مزمنPaCO₂ ↑HCO₃⁻ ↑ 3.5–4 لكل‎ 10 PaCO₂3–5 أيام
    قلاء تنفسي، حادPaCO₂ ↓HCO₃⁻ ↓ 2 لكل‎ 10 PaCO₂دقائق
    قلاء تنفسي، مزمنPaCO₂ ↓HCO₃⁻ ↓ 4–5 لكل‎ 10 PaCO₂2–3 أيام

    يُقاس PaCO₂ بوحدة mmHg (1 kPa = 7.5 mmHg)، وHCO₃⁻‎ بوحدة mEq/L. تُعتمد الفجوة الأنيونية (AG) بقيمة 12 ± 2 دون حساب K⁺‎؛ وكثير من أجهزة التحليل الحديثة تعطي قيمًا أدنى، لذا قارِن بالمجال المرجعي لمختبرك. تصحيح الألبومين: AG + 2.5 × (4.0 − الألبومين g/dL).