اختلالات اسید و باز و جبران آنها

فیزیولوژی اسید و باز به چگونگی حفظ غلظت یون هیدروژن مایع خارج سلولی بدن در یک محدوده باریک، که معمولاً به صورت pH شریانی نزدیک به 7.40 بیان می‌شود، می‌پردازد. این حوزه به بررسی اختلالاتی که در اثر برهم خوردن این تعادل ایجاد می‌شوند و پاسخ‌های جبرانی شیمیایی، تنفسی و کلیوی که برای بازگرداندن آن عمل می‌کنند، می‌پردازد.

Definition

اختلالات اسید و باز انحرافاتی در غلظت یون هیدروژن سیستمیک از نقطه تنظیم طبیعی هستند که بر اساس اینکه تغییر اولیه در بیکربنات (متابولیک) یا در فشار دی‌اکسید کربن (تنفسی) باشد، طبقه‌بندی می‌شوند و همراه با پاسخ جبرانی که تمایل به بازگرداندن pH به حالت طبیعی دارد، مشخص می‌شوند.

Scope

این حوزه شامل بافرینگ شیمیایی مایعات بدن، چهار اختلال اولیه اسید و باز (اسیدوز و آلکالوز متابولیک و تنفسی)، پاسخ‌های ثانویه (جبرانی) قابل پیش‌بینی به هر یک، و مکانیسم‌های کلیوی دفع اسید است که در نهایت بافر را بازسازی می‌کنند. این مبحث بر اساس فیزیولوژی و منطق تشخیصی آن سازماندهی شده است تا مدیریت بالینی.

Sub-topics

• سیستم‌های بافر و هندرسون-هاسلبالخ
• اسیدوز متابولیک
• آلکالوز متابولیک
• دفع اسید کلیوی و آمونیاک
• اسیدوز و آلکالوز تنفسی

Core questions

• چه عواملی غلظت یون هیدروژن مایع خارج سلولی را تعیین می‌کنند و چرا بیکربنات بافر غالب است؟
• چهار اختلال اولیه اسید و باز چگونه تعریف و متمایز می‌شوند؟
• چه پاسخ‌های جبرانی به دنبال هر اختلال اولیه رخ می‌دهند و با چه سرعتی توسعه می‌یابند؟
• کلیه چگونه بار اسیدی روزانه را دفع می‌کند و بیکربنات را بازسازی می‌کند؟

Key concepts

• غلظت یون هیدروژن و pH
• جفت بافر بیکربنات-دی‌اکسید کربن
• اختلال اولیه در مقابل جبران
• اجزای متابولیک و تنفسی
• شکاف آنیونی
• تفاوت یون قوی
• اختلالات مختلط اسید و باز

Key theories

چارچوب هندرسون-هاسلبالخ (مبتنی بر بیکربنات)

pH را تابعی از نسبت غلظت بیکربنات به فشار جزئی دی‌اکسید کربن از طریق تعادل اسید کربنیک در نظر می‌گیرد و توصیف استاندارد بالینی وضعیت اسید و باز و اختلالات آن را ارائه می‌دهد.

رویکرد استوارت (فیزیکوشیمیایی)

وضعیت اسید و باز را بر حسب متغیرهای مستقل، تفاوت یون قوی، کل اسید ضعیف و فشار دی‌اکسید کربن، که با هم غلظت یون هیدروژن را تعیین می‌کنند، بازتعریف می‌کند؛ این رویکرد به ویژه در محیط‌های مراقبت‌های ویژه به عنوان مکملی برای دیدگاه مبتنی بر بیکربنات استفاده می‌شود.

Mechanisms

جفت بیکربنات-دی‌اکسید کربن بافر اصلی خارج سلولی بدن است که ریه‌ها (که فشار دی‌اکسید کربن را تنظیم می‌کنند) و کلیه‌ها (که بیکربنات را تنظیم می‌کنند) را به هم پیوند می‌دهد. یک تغییر متابولیک اولیه در بیکربنات، یک تغییر تنفسی جبرانی در دی‌اکسید کربن را در عرض چند دقیقه تا چند ساعت تحریک می‌کند، در حالی که یک تغییر تنفسی اولیه در دی‌اکسید کربن، یک تنظیم کلیوی آهسته‌تر بیکربنات را در طی چند ساعت تا چند روز تحریک می‌کند. هر اختلال اولیه دارای درجه‌ای از جبران است که به صورت کمی قابل پیش‌بینی است، و یک مقدار اندازه‌گیری شده که از آن پیش‌بینی فاصله زیادی دارد، نشان‌دهنده یک اختلال اضافی و مختلط است. کلیه با دفع بار خالص اسیدی روزانه، عمدتاً به صورت آمونیوم و اسید قابل تیتر، و با بازسازی بیکربنات مصرف شده در بافرینگ، سیستم را تکمیل می‌کند.

Clinical relevance

تجزیه و تحلیل اسید و باز بخشی روتین از ارزیابی بیماران بدحال و از نظر متابولیکی ناپایدار است، و چارچوب فیزیولوژیکی توصیف شده در اینجا مبنای تفسیر نتایج گاز خون شریانی و الکترولیت‌ها را تشکیل می‌دهد. این مدخل فیزیولوژی و استدلال تشخیصی زیربنایی را توضیح می‌دهد؛ این منبعی برای دوزبندی یا توصیه‌های درمانی فردی نیست.

Evidence & guidelines

اصول فیزیولوژیکی تعادل اسید و باز در بررسی‌های روایی و متون استاندارد (Hamm و همکاران، 2015؛ Berend و همکاران، 2014) به خوبی تثبیت شده‌اند، با رویکردهای مبتنی بر بیکربنات و استوارت که چارچوب‌های توصیفی مکمل را ارائه می‌دهند. قوانین کمی برای جبران مورد انتظار به طور گسترده‌ای مورد استناد قرار می‌گیرند، اما باید به عنوان فیزیولوژی توصیفی و نه به عنوان پروتکل‌های بالینی در نظر گرفته شوند.

History

فیزیولوژی کمی اسید و باز از کار لارنس هندرسون در اوایل قرن بیستم در مورد تعادل اسید کربنیک و فرمول‌بندی لگاریتمی کارل هاسلبالخ که منجر به معادله‌ای شد که هر دو نام را یدک می‌کشد، نشأت گرفت. توصیف مبتنی بر بیکربنات بر فیزیولوژی و پزشکی بالینی قرن بیستم غالب بود، و فرمول‌بندی فیزیکوشیمیایی پیتر استوارت در اواخر قرن بیستم، یک توضیح جایگزین مبتنی بر یون قوی را ارائه داد که همچنان مورد بحث است.

Debates

رویکرد مبتنی بر بیکربنات در مقابل رویکرد فیزیکوشیمیایی استوارت

اینکه آیا توصیف سنتی هندرسون-هاسلبالخ یا چارچوب یون قوی استوارت بهتر اختلالات اسید و باز را توضیح و کمی‌سازی می‌کند، یک بحث روش‌شناختی مداوم است؛ هر دو می‌توانند داده‌های مشابهی را توصیف کنند، و رویکرد استوارت اغلب به عنوان مکمل و نه جایگزین ارائه می‌شود.

Key figures

• Lawrence J. Henderson
• Karl Albert Hasselbalch
• Horacio J. Adrogué
• Nicolaos E. Madias
• Peter A. Stewart

Seminal works

• hamm-2015
• berend-2014
• adrogue-madias-1998

Frequently asked questions

تفاوت بین اختلال اسید و باز متابولیک و تنفسی چیست؟

اختلال متابولیک یک تغییر اولیه در غلظت بیکربنات است، در حالی که اختلال تنفسی یک تغییر اولیه در فشار جزئی دی‌اکسید کربن است؛ هر یک باعث تغییر جبرانی در جزء دیگر می‌شود.

جبران در تعادل اسید و باز به چه معناست؟

جبران پاسخ ثانویه است، تنفسی برای یک اختلال متابولیک و کلیوی برای یک اختلال تنفسی، که تمایل به بازگرداندن pH به حالت طبیعی بدون تصحیح کامل آن دارد؛ برای تصحیح کامل باید اختلال اولیه درمان شود.