ความผิดปกติของสภาวะกรด-เบส

ค่าคงที่หลักประการหนึ่งของร่างกายคือความสม่ำเสมอของความเข้มข้นของไอออนไฮโดรเจน (H ⁺ ) ในของเหลวนอกเซลล์ ซึ่งในบุคคลที่มีสุขภาพแข็งแรงคือ 40±5 nmol/l เพื่อความสะดวก ความเข้มข้นของ H ⁺มักแสดงเป็นลอการิทึมลบ (pH) โดยปกติค่า pH ของของเหลวนอกเซลล์คือ 7.4 การควบคุม pH เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานปกติของเซลล์ในร่างกาย

สมดุลกรด-เบสของร่างกายมีกลไกหลัก 3 ประการดังนี้

• การทำงานของระบบบัฟเฟอร์ภายนอกและภายในเซลล์
• กลไกการควบคุมการหายใจ
• กลไกการทำงานของไต

ความไม่สมดุลของกรด-เบสเป็นปฏิกิริยาทางพยาธิวิทยาที่เกี่ยวข้องกับความไม่สมดุลของกรด-เบส ภาวะกรดเกินและภาวะด่างเกินเป็นภาวะที่แยกความแตกต่างได้

ระบบบัฟเฟอร์ของร่างกาย

ระบบบัฟเฟอร์คือสารอินทรีย์และอนินทรีย์ที่ป้องกันการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในความเข้มข้นของ H ⁺และตามนั้น ค่า pH เมื่อเติมกรดหรือด่าง ได้แก่ โปรตีน ฟอสเฟต และไบคาร์บอเนต ระบบเหล่านี้อยู่ทั้งภายในและภายนอกเซลล์ของร่างกาย ระบบบัฟเฟอร์ภายในเซลล์หลักคือ โปรตีน ฟอสเฟตอนินทรีย์และอินทรีย์ บัฟเฟอร์ภายในเซลล์ชดเชยภาระกรดคาร์บอนิกเกือบทั้งหมด (H ₂ CO ₃ ) มากกว่า 50% ของภาระกรดอนินทรีย์อื่นๆ (ฟอสฟอรัส ไฮโดรคลอริก ซัลฟิวริก ฯลฯ) บัฟเฟอร์ภายนอกเซลล์หลักของร่างกายคือไบคาร์บอเนต

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

กลไกการควบคุม pH ของระบบทางเดินหายใจ

ปอดมีหน้าที่ในการควบคุมความดันบางส่วนของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 ₎ในเลือดให้อยู่ในระดับที่ต้องการ แม้ว่ากรดคาร์บอนิกจะผันผวนมากก็ตาม การควบคุมการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์_{เกิดขึ้น}จากการเปลี่ยนแปลงของอัตราและปริมาตรของการหายใจในปอด การเพิ่มปริมาตรการหายใจในแต่ละนาทีจะทำให้ความดันบางส่วนของคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดแดงลดลง และในทางกลับกัน ปอดถือเป็นแนวหน้าในการรักษาสมดุลกรด-ด่าง เนื่องจากปอดเป็นกลไกในการควบคุม_{การปล่อย}คาร์บอนไดออกไซด์ ทันที

กลไกของการรักษาสมดุลกรด-ด่างของไต

ไตมีหน้าที่รักษาสมดุลกรด-เบส ขับกรดส่วนเกินออกทางปัสสาวะ และรักษาเบสให้ร่างกาย โดยทำได้ด้วยกลไกต่างๆ ดังต่อไปนี้

• การดูดซึมไบคาร์บอเนตกลับโดยไต
• การก่อตัวของกรดไทเตรตได้
• การสร้างแอมโมเนียในเซลล์ท่อไต

การดูดซึมไบคาร์บอเนตกลับโดยไต

ในหลอดไตส่วนต้น เกือบ 90% ของ HCO3 จะถูกดูดซึมไม่ใช่ผ่านการขนส่ง HCO3 โดยตรงผ่านเยื่อหุ้ม แต่ผ่านกลไกการแลกเปลี่ยนที่ซับซ้อน โดยกลไกที่สำคัญที่สุดคือการหลั่ง H ⁺เข้าไปในลูเมนของหน่วยไต

ในเซลล์ของหลอดไตส่วนต้น กรดคาร์บอนิกที่ไม่เสถียรจะก่อตัวจากน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์คาร์บอนิกแอนไฮเดรซ ซึ่งจะสลายตัวอย่างรวดเร็วเป็น H ⁺และ HCO ₃ " ไอออนไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นในเซลล์หลอดไตจะเข้าสู่เยื่อลูเมนของหลอดไต ซึ่งจะถูกแลกเปลี่ยนเป็น Na ⁺เป็นผลให้ H ⁺เข้าสู่ลูเมนของหลอดไต และโซเดียมไอออนจะเข้าสู่เซลล์แล้วเข้าสู่เลือด การแลกเปลี่ยนเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนพาหะพิเศษ - ตัวแลกเปลี่ยน Na ⁺ -H ^{+ การเข้าสู่ลูเมนของเนฟรอนของไอออนไฮโดรเจนจะกระตุ้นการดูดซับ HCO}₃ ~ เข้าสู่เลือดอีกครั้ง ในเวลาเดียวกัน ในลูเมนของหลอดไต ไอออนไฮโดรเจนจะรวมตัวอย่างรวดเร็วกับ HCO ₃ ที่ถูกกรองอย่างต่อเนื่อง เพื่อสร้างกรดคาร์บอนิก ด้วยการมีส่วนร่วมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรซที่กระทำที่ด้านลูเมนของขอบแปรง H2C0 ₃จะถูกแปลงเป็น H2O _และ CO ₂ในกรณีนี้ คาร์บอนไดออกไซด์จะแพร่กระจายกลับเข้าไปในเซลล์ของหลอดส่วนต้น ซึ่งจะรวมกับ H2O _{เพื่อ}สร้างกรดคาร์บอนิก จึงทำให้วงจรสมบูรณ์

ดังนั้นการหลั่งไอออน H ⁺จะทำให้มีการดูดซับไบคาร์บอเนตกลับคืนในปริมาณโซเดียมที่เท่ากัน

ในลูปเฮนเล เบคกิ้งโซดาที่ผ่านการกรองประมาณ 5% จะถูกดูดซับกลับ และในท่อรวบรวม อีก 5% จะถูกดูดซับกลับเนื่องมาจากการหลั่ง H + ^{เช่น กัน}

การเกิดกรดไทเทรตได้

กรดอ่อนบางชนิดที่มีอยู่ในพลาสมาจะถูกกรองและทำหน้าที่เป็นระบบบัฟเฟอร์ในปัสสาวะ ความจุบัฟเฟอร์ของกรดเหล่านี้เรียกว่า "ความเป็นกรดไตเตรตได้" ส่วนประกอบหลักของบัฟเฟอร์ในปัสสาวะเหล่านี้คือ HPO4 _{~ ซึ่งหลังจากเติมไอออนไฮโดรเจนแล้ว จะถูกแปลงเป็น ไอออนของกรดฟอสฟอริก}^{ที่ถูกแทนที่} (HPO42 ₊ H ⁺ = H2PO _~ ) ซึ่งมีความเป็นกรดต่ำกว่า

[ 5 ], [ 6 ]

การสร้างแอมโมเนียในเซลล์ท่อไต

แอมโมเนียเกิดขึ้นในเซลล์ของหลอดไตในระหว่างการเผาผลาญกรดคีโต โดยเฉพาะกลูตามีน

ที่ค่า pH ของของเหลวในท่อที่เป็นกลางและโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ค่า pH ต่ำ แอมโมเนียจะแพร่กระจายจากเซลล์ในท่อเข้าไปในลูเมนของมัน ซึ่งมันจะรวมตัวกับ H ⁺เพื่อสร้างแอนไอออนแอมโมเนียม (NH ₃ + H ⁺ = NH ₄⁺ ) ที่ส่วนปลายของห่วงเฮนเล ไอออน NH ₄⁺จะถูกดูดซึมกลับ ซึ่งจะสะสมอยู่ในเมดัลลาของไต แอนไอออนแอมโมเนียมจำนวนเล็กน้อยจะแตกตัวเป็นไอออน NH และไฮโดรเจน ซึ่งจะถูกดูดซึมกลับ NH ₃สามารถแพร่กระจายเข้าไปในท่อรวบรวม ซึ่งมันจะทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์สำหรับ H ⁺ที่หลั่งออกมาจากส่วนนี้ของหน่วยไต

ความสามารถในการเพิ่มการสร้าง NH ₃และการขับถ่าย NH ₄⁺ถือเป็นปฏิกิริยาปรับตัวหลักของไตต่อการเพิ่มขึ้นของความเป็นกรด ซึ่งช่วยให้ไตสามารถขับไอออนไฮโดรเจนออกไปได้

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

ความไม่สมดุลของกรด-เบส

ในสภาวะทางคลินิกต่างๆ ความเข้มข้นของไอออนไฮโดรเจนในเลือดอาจเบี่ยงเบนไปจากค่าปกติ มีปฏิกิริยาทางพยาธิวิทยาหลักสองอย่างที่เกี่ยวข้องกับการละเมิดสมดุลกรด-เบส ได้แก่ ภาวะกรดเกินและภาวะด่างเกิน

ภาวะกรดเกินจะมีลักษณะคือมี pH ในเลือดต่ำ (มีความเข้มข้นของ H ⁺ สูง ) และมีความเข้มข้นของไบคาร์บอเนตในเลือดต่ำ

ภาวะด่างในเลือดมีลักษณะเฉพาะคือมีค่า pH ในเลือดสูง (ความเข้มข้นของ H ⁺ ต่ำ ) และมีความเข้มข้นของไบคาร์บอเนตในเลือดสูง

ความไม่สมดุลของกรด-เบสมีหลายประเภทและหลายแบบ ในรูปแบบปฐมภูมิหรือแบบง่าย จะสังเกตเห็นความไม่สมดุลเพียงประเภทเดียวเท่านั้น

รูปแบบง่ายๆ ของความไม่สมดุลของกรด-เบส

• ภาวะกรดเกินในระบบทางเดินหายใจ ร่วมกับการเพิ่มขึ้นของp _a CO ₂
• โรคระบบทางเดินหายใจที่มีระดับด่างในเลือดสูงเกิดขึ้นจากการลดลงของ
• ภาวะกรด เมตาโบลิกเกิดจากการลดลงของความเข้มข้นของ HCO3 _~
• ภาวะด่างในเลือดจากการเผาผลาญ เกิดขึ้นเมื่อความเข้มข้นของ HCO3 _{เพิ่ม}ขึ้น

บ่อยครั้งความผิดปกติที่กล่าวถึงข้างต้นอาจเกิดขึ้นพร้อมกันในผู้ป่วยรายหนึ่ง และถูกกำหนดให้เป็นแบบผสม ในตำราเรียนเล่มนี้ เราจะเน้นที่รูปแบบเมตาบอลิซึมง่ายๆ ของความผิดปกติเหล่านี้