26.4: توازن الحمض القاعدي

Last updated
Save as PDF

Page ID: 203023

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

أهداف التعلم

حدد أقوى نظام عازل في الجسم
اشرح الطريقة التي يؤثر بها الجهاز التنفسي على درجة الحموضة في الدم

يعتمد الأداء الفسيولوجي السليم على توازن دقيق للغاية بين تركيزات الأحماض والقواعد في الدم. يتم قياس توازن الحمض باستخدام مقياس pH، كما هو موضح في الشكل\(\PageIndex{1}\). تسمح مجموعة متنوعة من أنظمة التخزين المؤقت للدم وسوائل الجسم الأخرى بالحفاظ على نطاق ضيق لدرجة الحموضة، حتى في مواجهة الاضطرابات. المخزن المؤقت هو نظام كيميائي يمنع التغيير الجذري في درجة الحموضة السائلة عن طريق تثبيط التغيير في تركيزات أيون الهيدروجين في حالة زيادة الحمض أو القاعدة. الأكثر شيوعًا، تكون المادة التي تمتص الأيونات إما حمضًا ضعيفًا، يأخذ أيونات الهيدروكسيل، أو قاعدة ضعيفة تستهلك أيونات الهيدروجين.

الشكل\(\PageIndex{1}\): مقياس درجة الحموضة. يوضح هذا الرسم البياني أين تقع العديد من المواد الشائعة على مقياس الأس الهيدروجيني.

أنظمة عازلة في الجسم

تتميز الأنظمة العازلة في جسم الإنسان بالكفاءة العالية، وتعمل الأنظمة المختلفة بمعدلات مختلفة. لا يستغرق الأمر سوى ثوانٍ حتى تقوم المواد الكيميائية العازلة في الدم بإجراء تعديلات على درجة الحموضة. يمكن للجهاز التنفسي ضبط درجة الحموضة في الدم لأعلى في دقائق عن طريق إخراج ثاني _أكسيد الكربون من الجسم. يمكن للنظام الكلوي أيضًا ضبط درجة الحموضة في الدم من خلال إفراز أيونات الهيدروجين (H ⁺) والحفاظ على البيكربونات، ولكن هذه العملية تستغرق ساعات إلى أيام حتى يكون لها تأثير.

تشمل الأنظمة العازلة التي تعمل في بلازما الدم بروتينات البلازما والفوسفات ومخازن البيكربونات وحمض الكربونك. تساعد الكلى في التحكم في توازن الحمض القاعدي عن طريق إفراز أيونات الهيدروجين وتوليد البيكربونات التي تساعد في الحفاظ على درجة الحموضة في بلازما الدم ضمن المعدل الطبيعي. تعمل أنظمة عازلة البروتين في الغالب داخل الخلايا.

مخازن البروتين في بلازما الدم والخلايا

يمكن أن تعمل جميع البروتينات تقريبًا كمخازن. تتكون البروتينات من الأحماض الأمينية التي تحتوي على مجموعات أمينية موجبة الشحنة ومجموعات كربوكسيل سالبة الشحنة. يمكن للمناطق المشحونة من هذه الجزيئات أن تربط أيونات الهيدروجين والهيدروكسيل، وبالتالي تعمل كمخازن. يمثل التخزين المؤقت بالبروتينات ثلثي قوة التخزين المؤقت للدم ومعظم التخزين المؤقت داخل الخلايا.

الهيموجلوبين كمخزن

الهيموجلوبين هو البروتين الرئيسي داخل خلايا الدم الحمراء ويمثل ثلث كتلة الخلية. أثناء تحويل ثاني _أكسيد الكربون إلى بيكربونات، يتم تخزين أيونات الهيدروجين المحررة في التفاعل بواسطة الهيموجلوبين، والذي يتم تقليله عن طريق تفكك الأكسجين. يساعد هذا التخزين المؤقت في الحفاظ على درجة الحموضة الطبيعية. يتم عكس العملية في الشعيرات الدموية الرئوية لإعادة تشكيل ثاني _أكسيد الكربون، والذي يمكن أن ينتشر بعد ذلك في الأكياس الهوائية ليتم الزفير في الغلاف الجوي. تمت مناقشة هذه العملية بالتفصيل في الفصل الخاص بالجهاز التنفسي.

عازلة الفوسفات

يوجد الفوسفات في الدم في شكلين: فوسفات ثنائي هيدروجين الصوديوم (Na ₂ H ₂ PO ₄ ^-)، وهو حمض ضعيف، وفوسفات أحادي الهيدروجين الصوديوم (Na ₂ HPO ₄ ^2-)، وهو قاعدة ضعيفة. عندما يتلامس Na ₂ ^{HPO ₄ 2-} مع حمض قوي، مثل HCl، تلتقط القاعدة أيون هيدروجين ثانٍ لتكوين الحمض الضعيف Na _{2 H ₂} PO ₄ ^- وكلوريد الصوديوم، NaCl. عندما يتلامس Na ₂ ^{HPO ₄ 2-} (الحمض الضعيف) مع قاعدة قوية، مثل هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)، يعود الحمض الضعيف مرة أخرى إلى القاعدة الضعيفة وينتج الماء. لا تزال الأحماض والقواعد موجودة، لكنها تتمسك بالأيونات.

حمض الهيدروكلوريك + Na ₂ HPO ₄ → هيدروكسيد الصوديوم ₂ PO ₄₊ كلوريد الصوديوم

(حمض قوي) + (قاعدة ضعيفة) ← (حمض ضعيف) + (ملح)

آنوه+ آن ₂ ص ₄ ← نا ₂ إتش بي أو ₄ + إتش ₂ أو

(قاعدة قوية) + (حمض ضعيف) ← (قاعدة ضعيفة) + (ماء)

مخزن حمض البيكربونات والكربونك

يعمل عازل حمض البيكربونات والكربونك بطريقة مشابهة لمخازن الفوسفات. يتم تنظيم البيكربونات في الدم بواسطة الصوديوم، وكذلك أيونات الفوسفات. عندما يتلامس بيكربونات الصوديوم (NaHCO ₃) مع حمض قوي، مثل حمض الهيدروكلوريك وحمض الكربوبيك (H ₂ CO ₃)، وهو حمض ضعيف، ويتشكل NaCl. عندما يتلامس حمض الكربونك مع قاعدة قوية، مثل NaOH، تتشكل البيكربونات والماء.

ناهكو ₃₊ حمض الهيدروكلوريك ← H ₂ CO ₃ + كلوريد الصوديوم

(بيكربونات الصوديوم) + (حمض قوي) → (حمض ضعيف) + (ملح)

_H2 _{ثاني أكسيد الكربون 3+ هيدروكسيد الصوديوم → HCO _3- + H ₂ O}

(حمض ضعيف) + (قاعدة قوية) ← (بيكربونات) + (ماء)

كما هو الحال مع عازل الفوسفات، يلتقط الحمض الضعيف أو القاعدة الضعيفة الأيونات الحرة، ويمنع حدوث تغيير كبير في درجة الحموضة. توجد أيونات البيكربونات وحمض الكربونك في الدم بنسبة 20:1 إذا كانت درجة الحموضة في الدم ضمن المعدل الطبيعي. مع وجود بيكربونات أكثر بـ 20 مرة من حمض الكربونك، فإن نظام الالتقاط هذا هو الأكثر كفاءة في تخزين التغييرات التي من شأنها أن تجعل الدم أكثر حمضية. هذا مفيد لأن معظم النفايات الأيضية في الجسم، مثل حمض اللاكتيك والكيتونات، هي أحماض. يتم التحكم في مستويات حمض الكربونك في الدم بانتهاء صلاحية ثاني _أكسيد الكربون عبر الرئتين. في خلايا الدم الحمراء، يفرض الأنهيدراز الكربوني تفكك الحمض، مما يجعل الدم أقل حمضية. بسبب هذا التفكك الحمضي، يتم إخراج ثاني _أكسيد الكربون (انظر المعادلات أعلاه). يتم التحكم في مستوى البيكربونات في الدم من خلال النظام الكلوي، حيث يتم حفظ أيونات البيكربونات في المرشح الكلوي ونقلها مرة أخرى إلى الدم. ومع ذلك، فإن مخزن البيكربونات هو نظام التخزين المؤقت الأساسي لـ IF المحيط بالخلايا في الأنسجة في جميع أنحاء الجسم.

تنظيم الجهاز التنفسي لتوازن الحمض القاعدي

يساهم الجهاز التنفسي في توازن الأحماض والقواعد في الجسم من خلال تنظيم مستويات حمض الكربونك في الدم (الشكل\(\PageIndex{2}\)). يتفاعل ثاني _أكسيد الكربون الموجود في الدم بسهولة مع الماء لتكوين حمض الكربونك، ومستويات ثاني أكسيد الكربون ₂ وحمض الكربونك في الدم في حالة توازن. عندما يرتفع مستوى ثاني _أكسيد الكربون في الدم (كما يحدث عندما تحبس أنفاسك)، يتفاعل ثاني _أكسيد الكربون الزائد مع الماء لتكوين حمض كربوني إضافي، مما يخفض درجة الحموضة في الدم. زيادة معدل و/أو عمق التنفس (وهو ما قد تشعر به «الرغبة» في القيام به بعد حبس أنفاسك) تسمح لك بزفير المزيد من ثاني _أكسيد الكربون. يؤدي فقدان ثاني _أكسيد الكربون من الجسم إلى تقليل مستويات حمض الكربونك في الدم وبالتالي ضبط درجة الحموضة صعودًا نحو المستويات الطبيعية. كما توقعت، تعمل هذه العملية أيضًا في الاتجاه المعاكس. يؤدي التنفس العميق والسريع المفرط (كما هو الحال في فرط التنفس) إلى تخليص الدم من ثاني _أكسيد الكربون ويقلل من مستوى حمض الكربونك، مما يجعل الدم قلويًا جدًا. يمكن علاج هذا القلاء القصير عن طريق إعادة تنفس الهواء الذي تم زفره في كيس ورقي. ستؤدي إعادة تنفس هواء الزفير إلى خفض درجة حموضة الدم بسرعة إلى وضعها الطبيعي.

الشكل\(\PageIndex{2}\): تنظيم الجهاز التنفسي لدرجة الحموضة في الدم. يمكن للجهاز التنفسي تقليل درجة الحموضة في الدم عن طريق إزالة ثاني أكسيد الكربون ₂ من الدم.

تحدث التفاعلات الكيميائية التي تنظم مستويات ثاني _أكسيد الكربون وحمض الكربونك في الرئتين عندما ينتقل الدم عبر الشعيرات الدموية الرئوية في الرئة. عادة ما تكون التعديلات الطفيفة في التنفس كافية لضبط درجة الحموضة في الدم عن طريق تغيير كمية ثاني _أكسيد الكربون التي يتم زفرها. في الواقع، فإن مضاعفة معدل التنفس لأقل من دقيقة واحدة، وإزالة ثاني _أكسيد الكربون «الإضافي»، سيزيد من درجة الحموضة في الدم بمقدار 0.2. هذا الموقف شائع إذا كنت تمارس الرياضة بجهد على مدار فترة من الزمن. للحفاظ على إنتاج الطاقة اللازم، ستنتج فائض من ثاني _أكسيد الكربون (وحمض اللاكتيك في حالة ممارسة الرياضة خارج حدود التمارين الهوائية). من أجل موازنة زيادة إنتاج الحمض، يرتفع معدل التنفس لإزالة ثاني _أكسيد الكربون. هذا يساعد على منعك من الإصابة بالحماض.

ينظم الجسم معدل التنفس باستخدام المستقبلات الكيميائية، والتي تستخدم بشكل أساسي ثاني _أكسيد الكربون كإشارة. توجد أجهزة استشعار الدم الطرفية في جدران الشريان الأورطي والشرايين السباتية. تشير هذه المستشعرات إلى الدماغ لتوفير تعديلات فورية لمعدل التنفس في حالة ارتفاع مستويات ثاني _أكسيد الكربون أو انخفاضها. ومع ذلك، توجد أجهزة استشعار أخرى في الدماغ نفسه. تؤثر التغيرات في درجة الحموضة في CSF على مركز الجهاز التنفسي في النخاع المستطيل، والذي يمكنه تعديل معدل التنفس مباشرة لإعادة درجة الحموضة إلى المعدل الطبيعي.

يحدث فرط التنفس، أو مستويات الدم المرتفعة بشكل غير طبيعي لثاني _أكسيد الكربون، في أي حالة تعوق وظائف الجهاز التنفسي، بما في ذلك الالتهاب الرئوي وفشل القلب الاحتقاني. يمكن أن يؤدي انخفاض التنفس (نقص التهوية) بسبب أدوية مثل المورفين أو الباربيتورات أو الإيثانول (أو حتى مجرد حبس التنفس) إلى فرط التنفس. يحدث نقص كابنيا، أو انخفاض مستويات ثاني _أكسيد الكربون بشكل غير طبيعي في الدم، مع أي سبب لفرط التنفس الذي يؤدي إلى التخلص من ثاني _أكسيد الكربون، مثل سمية الساليسيلات أو ارتفاع درجات حرارة الغرفة أو الحمى أو الهستيريا.

التنظيم الكلوي لتوازن الحمض القاعدي

يعالج التنظيم الكلوي لتوازن الحمض القاعدي في الجسم المكون الأيضي لنظام التخزين المؤقت. في حين أن الجهاز التنفسي (جنبًا إلى جنب مع مراكز التنفس في الدماغ) يتحكم في مستويات حمض الكربونك في الدم عن طريق التحكم في زفير ثاني _أكسيد الكربون، يتحكم الجهاز الكلوي في مستويات الدم من البيكربونات. يمكن أن ينتج انخفاض بيكربونات الدم عن تثبيط الأنهيدراز الكربوني بواسطة بعض مدرات البول أو عن فقدان البيكربونات المفرط بسبب الإسهال. عادةً ما تكون مستويات بيكربونات الدم أقل أيضًا في الأشخاص الذين يعانون من مرض أديسون (قصور الغدة الكظرية المزمن)، حيث تنخفض مستويات الألدوستيرون، وفي الأشخاص الذين يعانون من تلف كلوي، مثل التهاب الكلية المزمن. أخيرًا، يمكن أن ينتج انخفاض مستويات البيكربونات في الدم عن مستويات مرتفعة من الكيتونات (الشائعة في داء السكري غير المُدار)، والتي تربط البيكربونات في المرشح وتمنع حفظها.

تعتبر أيونات البيكربونات، HCO ₃ ^-، الموجودة في المرشح، ضرورية لنظام عزل البيكربونات، لكن خلايا الأنبوب غير قابلة للاختراق لأيونات البيكربونات. تظهر الخطوات المتبعة في توريد أيونات البيكربونات إلى النظام في الشكل\(\PageIndex{3}\) ويتم تلخيصها أدناه:

الخطوة 1: يتم إعادة امتصاص أيونات الصوديوم من المرشح مقابل H ⁺ بواسطة آلية مضادة في الأغشية القمية للخلايا المبطنة للنبيب الكلوي.
الخطوة 2: تنتج الخلايا أيونات البيكربونات التي يمكن تحويلها إلى الشعيرات الدموية الصفاق.
الخطوة 3: عندما يكون ثاني _أكسيد الكربون متاحًا، يتم دفع التفاعل إلى تكوين حمض الكربونك، الذي يتفكك ليشكل أيون بيكربونات وأيون هيدروجين.
الخطوة 4: يمر أيون البيكربونات إلى الشعيرات الدموية الصفاق ويعود إلى الدم. يتم إفراز أيون الهيدروجين في المرشح، حيث يمكن أن يصبح جزءًا من جزيئات الماء الجديدة ويمكن إعادة امتصاصه على هذا النحو، أو إزالته في البول.

الشكل\(\PageIndex{3}\): الحفاظ على البيكربونات في الكلى. الخلايا الأنبوبية غير قابلة للنفاذ إلى البيكربونات؛ وبالتالي، يتم حفظ البيكربونات بدلاً من إعادة امتصاصها. يشار إلى الخطوات 1 و 2 لحفظ البيكربونات.

من الممكن أيضًا أن تلتقط الأملاح الموجودة في المرشح، مثل الكبريتات أو الفوسفات أو الأمونيا، أيونات الهيدروجين. في حالة حدوث ذلك، لن تكون أيونات الهيدروجين متاحة للاندماج مع أيونات البيكربونات وإنتاج ثاني _أكسيد الكربون. في مثل هذه الحالات، لا يتم حفظ أيونات البيكربونات من المرشح إلى الدم، مما سيساهم أيضًا في اختلال توازن درجة الحموضة والحماض.

تتنافس أيونات الهيدروجين أيضًا مع البوتاسيوم للتبادل مع الصوديوم في الأنابيب الكلوية. في حالة وجود المزيد من البوتاسيوم عن المعتاد، سيتم تبادل البوتاسيوم، بدلاً من أيونات الهيدروجين، وسيدخل البوتاسيوم المتزايد إلى المرشح. عند حدوث ذلك، يشارك عدد أقل من أيونات الهيدروجين في المرشح في تحويل البيكربونات إلى ثاني _أكسيد الكربون ويتم حفظ كميات أقل من البيكربونات. إذا كان هناك قدر أقل من البوتاسيوم، فإن المزيد من أيونات الهيدروجين تدخل المرشح ليتم استبدالها بالصوديوم ويتم حفظ المزيد من البيكربونات.

أيونات الكلوريد مهمة في تحييد الشحنات الأيونية الموجبة في الجسم. في حالة فقدان الكلوريد، يستخدم الجسم أيونات البيكربونات بدلاً من أيونات الكلوريد المفقودة. وبالتالي، يؤدي فقدان الكلوريد إلى زيادة امتصاص البيكربونات بواسطة النظام الكلوي.

اضطرابات...

توازن الحمض القاعدي: الحماض الكيتوني

يحدث الحماض السكري، أو الحماض الكيتوني، بشكل متكرر في الأشخاص الذين يعانون من داء السكري الذي لا يتم التحكم فيه بشكل جيد. عندما لا تستطيع أنسجة معينة في الجسم الحصول على كميات كافية من الجلوكوز، فإنها تعتمد على تكسير الأحماض الدهنية للحصول على الطاقة. عندما تقطع مجموعات الأسيتيل سلاسل الأحماض الدهنية، تتحد مجموعات الأسيتيل بعد ذلك بشكل غير إنزيمي لتكوين أجسام كيتون وحمض أسيتوأسيتيك وحمض بيتا هيدروكسي بوتيريك والأسيتون، وكلها تزيد من حموضة الدم. في هذه الحالة، لا يتم تزويد الدماغ بما يكفي من الوقود - الجلوكوز - لإنتاج كل ATP الذي يحتاجه ليعمل.

يمكن أن يكون الحماض الكيتوني شديدًا، وإذا لم يتم اكتشافه وعلاجه بشكل صحيح، يمكن أن يؤدي إلى غيبوبة السكري، والتي يمكن أن تكون قاتلة. من الأعراض المبكرة الشائعة للحماض الكيتوني التنفس العميق والسريع حيث يحاول الجسم التخلص من ثاني أكسيد الكربون والتعويض عن الحماض. ومن الأعراض الشائعة الأخرى رائحة الفم الكريهة بسبب زفير الأسيتون. تشمل الأعراض الأخرى جفاف الجلد والفم واحمرار الوجه والغثيان والقيء وآلام المعدة. علاج غيبوبة السكري هو تناول السكر أو حقنه؛ الوقاية منه هي الإدارة اليومية المناسبة للأنسولين.

يمكن للشخص المصاب بالسكري ويستخدم الأنسولين أن يبدأ الحماض الكيتوني في حالة عدم تناول جرعة من الأنسولين. من بين الأشخاص المصابين بداء السكري من النوع 2، فإن الأشخاص المنحدرين من أصل إسباني وأمريكي من أصل أفريقي هم أكثر عرضة للإصابة بالحماض الكيتوني من أولئك الذين ينتمون إلى خلفيات عرقية أخرى، على الرغم من أن سبب ذلك غير معروف.

مراجعة الفصل

توجد مجموعة متنوعة من أنظمة التخزين المؤقت في الجسم التي تساعد في الحفاظ على درجة الحموضة في الدم والسوائل الأخرى ضمن نطاق ضيق - بين درجة الحموضة 7.35 و 7.45. المخزن المؤقت هو مادة تمنع التغيير الجذري في درجة الحموضة السائلة عن طريق امتصاص أيونات الهيدروجين أو الهيدروكسيل الزائدة. الأكثر شيوعًا، تكون المادة التي تمتص الأيون إما حمضًا ضعيفًا، يأخذ أيون الهيدروكسيل (OH ^-)، أو قاعدة ضعيفة تستهلك أيون الهيدروجين (H ⁺). تعمل العديد من المواد كمخازن في الجسم، بما في ذلك بروتينات الخلايا والبلازما والهيموجلوبين والفوسفات وأيونات البيكربونات وحمض الكربونك. مخزن البيكربونات هو نظام التخزين المؤقت الأساسي لـ IF المحيط بالخلايا في الأنسجة في جميع أنحاء الجسم. تلعب أنظمة الجهاز التنفسي والكلى أيضًا أدوارًا رئيسية في التوازن الحمضي القاعدي عن طريق إزالة ثاني _أكسيد الكربون وأيونات الهيدروجين، على التوالي، من الجسم.

مراجعة الأسئلة

س: أي مما يلي هو أهم عازل داخل خلايا الدم الحمراء؟

أ. بروتينات البلازما

ب. الهيموجلوبين

C. مخازن الفوسفات

D. بيكربونات: عازل حمض الكربونك

الإجابة: ب

س: ما هو أفضل تفسير يصف لماذا يمكن لبروتينات البلازما أن تعمل كمخازن؟

أ- تتحد بروتينات البلازما مع البيكربونات لتكوين حاجز أقوى.

بروتينات البلازما B محصنة ضد الأضرار الناجمة عن الأحماض.

C- تحتوي البروتينات على شحنات موجبة وسالبة على سطحها.

D. البروتينات قلوية.

الإجابة: ج

س: المخزن المؤقت الذي تم تعديله للتحكم في توازن الحمض القاعدي هو ________.

أ. بروتين البلازما

ب. الهيموجلوبين

C. عازل الفوسفات

D. بيكربونات: عازل حمض الكربونك

الإجابة: د

س: يتم التحكم في مستويات حمض الكربونك من خلال ________.

أ. الجهاز التنفسي

ب. النظام الكلوي

C. الجهاز الهضمي

D. معدل التمثيل الغذائي للخلايا

الإجابة: أ

س: يتم التحكم في تركيزات أيون البيكربونات في الدم من خلال ________.

أ. الجهاز التنفسي

ب. النظام الكلوي

C. الجهاز الهضمي

D. معدل التمثيل الغذائي للخلايا

الإجابة: ب

سؤال: ما التفاعل الذي يحفزه الأنهيدراز الكربوني؟

ألف - HPO ₄ ^2-+ H ⁺ ⇔ H ₂ P _4-

_{باء - ثاني أكسيد الكربون 2+ H ₂ O ⇔ H ₂ CO ₃}

C. H ₂ PO _4-+ OH ^- ⇔ HPO ₄ ^2-+ H ₂ O

د. H ₂ CO ₃ ⇔ HCO _3- + H ⁺

الإجابة: ب

أسئلة التفكير النقدي

س: وصف حفظ أيونات البيكربونات في النظام الكلوي.

A. يتم تصفية أيونات البيكربونات بحرية من خلال الكبيبة. لا يمكن أن تنتقل بحرية إلى الخلايا الأنبوبية الكلوية ويجب تحويلها إلى ثاني _أكسيد الكربون في المرشح، والذي يمكن أن يمر عبر غشاء الخلية. يتم إعادة امتصاص أيونات الصوديوم في الغشاء، ويتم طرد أيونات الهيدروجين إلى المرشح. تتحد أيونات الهيدروجين مع البيكربونات، وتشكل حمض الكربوميك، الذي يتفكك إلى غاز ثاني _أكسيد الكربون والماء. ينتشر الغاز في الخلايا الكلوية حيث يحفز الأنهيدراز الكربوني تحويله مرة أخرى إلى أيون البيكربونات الذي يدخل الدم.

س: وصف التحكم في مستويات حمض الكربونك في الدم من خلال الجهاز التنفسي.

A. يتم التحكم في مستويات حمض الكربونك في الدم من خلال الجهاز التنفسي عن طريق طرد ثاني _أكسيد الكربون من الرئتين. يمكن عكس صيغة إنتاج أيونات البيكربونات إذا انخفض تركيز ثاني _أكسيد الكربون. كما يحدث هذا في الرئتين، يتم تحويل حمض الكربوبيك إلى غاز، وينخفض تركيز الحمض. يحدد معدل التنفس كمية ثاني _أكسيد الكربون التي يتم زفرها. إذا زاد المعدل، يقل الحمض في الدم؛ وإذا انخفض المعدل، يمكن أن يصبح الدم أكثر حمضية.

مسرد المصطلحات

فرط التنفس: مستويات الدم المرتفعة بشكل غير طبيعي من ثاني _أكسيد الكربون

نقص السكر في الدم: انخفاض مستويات الدم بشكل غير طبيعي من ثاني _أكسيد الكربون