"حالت اسیدی بازی" خون چیست؟ "فشارنسبی" چیست؟ چرا آنها اهمیت دارند؟
طاهره مصطفویدر۱۴۰۳/۲/۱۸
تجزیه تحلیل گاز های خون شریانی به معنای اندازه گیری PH و فشارنسبی اکسیژن و دی اکسید کربن در خون شریانی می باشد. با توجه به این مقدارها ما می توانیم حالت توازن اسیدی بازی در خون و عملکرد ریه ها که همان تبادل گازمی باشد را ارزیابی کنیم.
درحال حاضر سوالاتی وجود دارند: منظور "حالت اسیدی بازی"در خون چیست؟ "فشارنسبی" چیست؟ چرا آنها اهمیت دارند؟ دانستن این مطالب به فهم و تجزیه مطالب کمک میکند.
تبادل گاز ریوی:
سلول های ما اکسیژن مصرف میکنند تا انرژی تولید کنند و دی اکسید کربن را دفع کنند. خون اکسیژن مورد نیازسلول ها را فراهم آورده و دی اکسید کربن اضافی را دفع می کنند. این فرآیند به توانایی ریه هایمان بستگی دارد تا خون را اکسیژن غنی سازند و آن را از دی اکسید کربن رها سازند.
تبادل گازریوی به معنای رسیدن اکسیژن ازفضا به جریان خون (اکسیژن رسانی) و دی اکسید کربن از جریان خون به فضاست (حذف CO2).
این تبادل میان کیسه های کوچک هوایی به نام آلوئول تنفسی ورگ های خونی به نام مویرگها رخ می دهند. از آنجایی که هرکدام ازآنها دارای دیواره های فوق العاده نازکی هستند و درتماس بسیارنزدیک با یکدیگرمی باشند (غشای آلوئول - مویرگ)، دی اکسید کربن و اکسیژن قادربه حرکت (انتشار) بین آنها هستند .
تبادل گازریوی: فشارهای نسبی
گازهای خون شریانی به ما کمک می کنند تا توسط سنجش فشارهای نسبی اکسیژن و دی اکسید کربن درخون شریانی کارایی تبادل گازمورد ارزیابی قرارگیرد.
فشارنسبی، میزان مشارکت یک واحد گاز از یک گاز ترکیبی (مانند هوا) را در میزان فشارکلی شرح می دهد. وقتی یک گازدرمایع حل می شود (به عنوان مثال خون)، مقدارگازحل شده بستگی به فشارنسبی دارد.
گازها از نواحی با فشارنسبی بالا به سمت نواحی با فشارنسبی پایین ترحرکت می کنند. درغشای آلوئول-مویرگ، هوا درآلوئول فشارنسبی بالاتری ازاکسیژن و فشارنسبی پایین تری ازدی اکسید کربن نسبت به خون مویرگی دارد. بنابراین مولکول های اکسیژن ازآلوئول به خون و مولکولهای دی اکسید کربن ازخون به آلوئول حرکت کرده تا بین فشارهای نسبی توازن ایجاد گردد.
نکته در مورد فشار گاز:
در سطح دریا، فشار جوی (یعنی فشار کلی گازها در جو) عبارتست از: 101 kPa ( کیلوپاسکال) یا 760 mmHg (میلی متر جیوه)
حدود 21% از هوا را O2 تشکیل می دهد، در نتیجه فاشار نسبی O2 در هوا عبارتست از: 21% از فشار جوی یا 21 کیلوپاسکال یا 160 میلی متر جیوه
گاز CO2 فقط بخش جزئی از هوا را تشکیل می دهد، در نیجه فشار نسبی گاز CO2 در هوای تنفسی قابل اغماض (ناچیز) است.
حذف دی اکسید کربن
انتشاردی اکسید کربن ازجریان خون به آلوئول انقدرموثراست که حذف دی اکسید کربن در واقع منوط به این امر است ما چقدرسریع می تواینم دی اکسید کربن را ازآلوئول دفع کنیم. بنابراین فشارنسبی دی اکسید کربن (که منعکس کننده مقدارکلی دی اکسید کربن درخون شریانی است) توسط تهویه آلوئولی )حفره دار) تعیین میگردد – تهویه آلوئولی عبارتست از میزان کلی هوایی که میان آلوئول و دنیای بیرون درهردقیقه تبادل میگردد.
تهویه توسط بخشی دربصل النخاع به نام مرکزتنفسی تنطیم میگردد. این ناحیه شامل گیرنده های شیمیایی خاص است که فشارنسبی دی اکسید کربن حس می کند و با ماهیچه هایی که درگیرتنفس هستند مرتبط است. اگرتهویه غیرطبیعی باشد، مرکزتنفسی میزان و عمق تنفس را مطابق آن تنظیم می کند .
به طورطبیعی، ریه ها می توانند فشارنسبی دی اکسید کربن را حفظ کنند حتی درشرایطی که تولید دی اکسید کربن به طورغیرطبیعی بالاست (به عنوان مثال در مواقع عفونت خون)، درنتیجه "فشارنسبی دی اکسید کربن افزایش یافته" (افزایش دی اکسید کربن درخون) تقریبا همیشه به "تهویه آلوئول(حفره دار) کاهش یافته" دلالت دارد.
فشارنسبی دی اکسید کربن توسط تهویه کنترل میگردد و میزان تهویه به گونه ای تنظیم می گردد تا فشارنسبی دی اکسید کربن را در محدودیت های سخت حفظ کند.
اشباع اکسیژن هموگلوبین (SO2)
اکسیژن رسانی ازحذف دی اکسیدکربن پیچیده تراست. اولین گام درک این موضوع این نکته است که فشارنسبی اکسیژن درواقع بیانگر مقدار اکسیژن موجود درخون نمی باشد. بلکه فشارنسبی اکسیژن فقط میزان مولکول اکسیژن آزاد و غیر متصل – یک نسبت جزئی ازکل، را اندازه می گیرد.
درحقیقت، تقریبا همه مولکول های اکسیژن موجود در خون به پروتئینی به نام هموگلوبین متصل هستند . به همین دلیل میزان اکسیژن خون به دو عامل زیربستگی دارد:
1. غلظت هموگلوبین: این عامل تعیین می کند که ظرفیت حمل اکسیژن خون چقدراست.
2. هموگلوبین اشباع شده با اکسیژن (SO2): این عامل درصد محل های اتصال موجود درهموگلوبین است که شامل مولکول اکسیژن است - به عبارت دیگر این عامل تعیین می کند که چقدرازظرفیت حمل درحال استفاده شدن است .
فشارنسبی اکسیژن سنجش میزان اکسیژن درخون نیست درنهایت اشباع اکسیژن و غلظت هموگلوبین محتوی اکسیژن خون شریانی را تعیین می کنند.
حالا به این امرواقفیم که مقداراکسیژن خون به غلظت هموگلوبین و اشباع اکسیژن در خون بستگی دارد.
پس اهمیت فشارنسبی اکسیژن چیست؟
فشارنسبی اکسیژن به عنوان نیروی محرک مولکول های اکسیژن جهت اتصال به هموگلوبین فرض می گردد: بدین صورت، فشارنسبی اکسیژن درخون را تنظیم می کند. میزان اشباع اکسیژن ناشی از فشارنسبی اکسیژن در هر خون را نشان می دهد.
به طورکلی، هرچه فشارنسبی اکسیژن بالاترباشد، اشباع اکسیژن درهرمنحنی بالاترمی رود اما منحنی خطی نیست. خط سبز نشانگر "بخش مسطح منحنی" می باشد: تغییرات درفشارنسبی اکسیژن دراین دامنه نسبتا تاثیرکمی براشباع اکسیژن درخون دارد. در مقابل، خط قرمز نشانگر "بخش شیب دارمنحنی" می باشد: حتی کوچکترین تغییراتی درفشار نسبی اکسیژن خون دراین دامنه ممکن است تاثیرعمده ای براشباع اکسیژن درخون داشته باشد.
توجه داشته باشید که با میزان فشارنرمال اکسیژن درحد 13 کیلو پا (100 میلی متر جیوه) هموگلوبین کمابیش به طورحداکثر اشباع شد(SO2>95%).
این امربه این معناست که خون ظرفیت حمل اکسیژن خود را تمام کرده است و هرگونه افزایش دیگری درفشارنسبی اکسیژن خون شریانی به میزان معناداری محتوی اکسیژن شریانی را افزایش نخواهد داد.
فشارنسبی اکسیژن، مقداراکسیژن درخون نیست بلکه نیروی محرکه ای برای اشباع هموگلوبین با اکسیژن می باشد.وقتی هموگلوبین به حداکثر میزان اشباع اکسیژن می رسد، هر گونه افزایش بیشتر در فشار نسبی اکسیژن محتوی کسیژن خون شریانی را به طور معناداری افزایش نخواهد داد.
تهویه حفره دار و فشارنسبی
تا کنون مشاهده کردیم که چطورفشارنسبی اکسیژن خون شریانی، میزان اشباع اکسیژن درخون را تنظیم می کند.
اما چه چیزی فشارنسبی اکسیژن خون شریانی را تعیین می کند؟
سه عامل کلیدی فشارنسبی خون شریانی را تعیین می کنند:
1. تهویه حفره دار
2. همخوان سازی تهویه با تزریق وریدی
3. غلظت اکسیژن درهوای تنفسی
تهویه حفره دار
اکسیژن خیلی سریع ازآلوئول به سمت جریان خون حرکت می کند- بنابراین هرچه فشارنسبی اکسیژن حباب دار بیشتر باشد، فشارنسبی اکسیژن خون شریانی بیشترخواهد بود.
برعکس هوا درجو، هوای حفره دارشامل مقدارقابل توجهی ازدی اکسیدکربن است . دی اکسیدکربن بیشتر یعنی فشارنسبی اکسیژن کمتر (به خاطرداشته باشید که: فشارنسبی گاز منعکس کننده سهم خودش ازمقدارکلی است).
افزایش در میزان تهویه حفره دار اجازه دفع بیشتردی اکسید کربن را می دهد و سبب افزایش فشارنسبی اکسیژن حباب دارمیگردد. درمقام مقایسه، اگرتهویه کاهش پیدا کند، دی اکسیدکربن در نتیجه افت اکسیژن و کاهش فشار نسبی اکسیژن حفره دار، تجمع پیدا می کند.
درحالیکه تنفس عمیق و سریع، فشارنسبی حفره داررا به مقدارناچیزی افزایش می دهد (و آن را به فشارنسبی هوای تنفسی نزدیک ترمیسازد)، هیچ محدودیتی درمورد اینکه تا چه میزان فشارنسبی حفره دار (و درنتیجه فشارنسبی اکسیژن) می تواند در صورت تهویه نا مناسب کاهش یابد، وجود ندارد.
هم اکسیژن رسانی و هم حذف دی اکسیدکربن به تهویه حفره دار بستگی دارد: تهویه ناقص منجربه کاهش فشارنسبی اکسیژن خون شریانی و افزایش فشارنسبی دی اکسید کربن میگردد.
عدم هماهنگی و تغییر خط ترزیق/تهویه
همه خونی که درریه درحال گردش است به آلوئول با تهویه مناسب برخورد نمی کند و همه آلوئول دارای تهویه مناسب به خون تزریق نمی گردد- به خصوص در صورت ابتلا به بیماری ریوی. این مشکل تحت عنوان عدم هماهنگی تزریق/تهویه شناخته می شود.
تصورکنید اگرآلوئول دریک ناحیه از ریه به خوبی تهویه نگردد (به عنوان مثال به دلیل تجزیه یا ترکیب). خونی که ازاین آلوئول می گذرد با اکسیژن کمترو دی اکسید کربن بیشترازحدنرمال به جریان خون شریانی برمیگردد. این امرتغییرخط نام دارد .
حالا ما می توانیم با تنفس عمیق و سریع، هوای بیشتری را به داخل و خارج از آلوئول خوب باقیمانده مان جابه جا کنیم. این عمل به آنها اجازه می دهد تا دی اکسیدکربن اضافی را دفع کنند تا خونی که ازآنها می گذرد بتواند دی اکسیدکربن بیشتری را تخلیه کند. دی اکسید کربن کمتر درخون منحرف نشده دی اکسیدکربن بالاتری را درخون منحرف شده جبران می کند و فشارنسبی دی اکسید کربن را حفظ می کند.
این امر در فرایند اکسیژن رسانی به کارنمی رود. خونی که ازآلوئول خوب می گذرد قادربه حمل اکسیژن بیشترنیست زیرا هموگلبین آن قبلا با اکسیژن به میزان حدکثر اشباع شده است . بنابراین خون منحرف نشده نمی تواند سطح پایین اکسیژن درخون منحرف شده را جبران کند و در نهایت فشارنسبی اکسیژن کاهش می یابد.
ناهماهنگی ترزیق تهویه به خونی که به درستی اکسیژن رسانی نشده اجازه می دهد تا دوباره به گردش خون شریانی بازگردد، و موجب کاهش فشارنسبی اکسیژن و اشباع اکسیژن درخون می گردد.
به شرطی که تهویه کلی حفره دارحفظ گردد، عدم هماهنگی تزریق تهویه منجربه افزایش فشارنسبی در اکسیدکربن نمی گردد.(سیارک)
این مقاله علمی تحقیقی ادامه دارد............