RRS | Lecture 17

شوف يا عم، المحاضرة دي تحت إشراف الدكتورة مروة عبد العزيز، وهي بتتكلم عن حاجة مهمة جداً اللي هي الـ Acid-Base Balance أو توازن الحمض والقلوي في الجسم. الموضوع ده مهم عشان جسمنا يفضل شغال تمام من غير ما يحصل له أي مشاكل.

أول حاجة لازم نعرفها هي الـ Acid-Base Homeostasis، ودي ببساطة يعني إن الجسم بيحافظ على مستوى ثابت من الحمض والقلوي، وده اللي بيضمن إن كل حاجة في جسمك شغالة زي الفل.

النظام التنفسي له دور مهم في الـ Acid-Base Balance ده. يعني مثلاً، لما بتتنفس، الجسم بيطلع ثاني أكسيد الكربون، والعملية دي بتساعد على ضبط مستوى الحمض والقلوي في الدم. شوف بقى، لو حصل أي خلل في التنفس، مستوى الحموضة في الجسم ممكن يتغير، وده بيأثر على حاجات كتير في جسمك.

تعال نفهم بقى تأثير الـ pH على تنظيم التنفس. الـ pH ده مقياس لحموضة أو قلوية الدم. لو الـ pH تغير، الجسم بيحاول يعدل التنفس عشان يرجع كل حاجة لمستواها الطبيعي. شوف إزاي كل حاجة مترتبة؟

فيه حاجة اسمها Respiratory Alkalosis ودي بتحصل لما يبقى في نقص في ثاني أكسيد الكربون بسبب التنفس السريع مثلاً. ده بيخلي الدم أكثر قلوية. وعلى النقيض، Respiratory Acidosis بتحصل لما يبقى في زيادة في ثاني أكسيد الكربون بسبب التنفس البطيء، وده بيخلي الدم أكثر حمضية.

هقولك على حاجة كده، عشان تعرف تفرق بينهم: Respiratory Alkalosis يعني نقص في ثاني أكسيد الكربون، وده بيخلي الدم قاعدي شوية. أما Respiratory Acidosis يعني زيادة في ثاني أكسيد الكربون، وده بيخلي الدم حمضي.

دي النقاط الأساسية اللي كانت في الـ slide ده. الموضوع ده مهم قوي عشان نفهم إزاي الجسم بيتعامل مع الحاجات دي ويحافظ على التوازن.

شوف يا عم، الـ Acid-Base Balance ده موضوع مهم جداً في الجسم بتاعنا، وده بيحدد عن طريق تركيز الـ hydrogen ions في الدم. يعني ببساطة ده إللي بيخلي جسمك في حالة توازن ما بين الأحماض والقلويات.

تعال نفهم بقى، عشان الجسم يكون في حالة توازن أو homeostasis، لازم يكون فيه توازن ما بين دخول أو إنتاج الـ hydrogen ions وخروجهم من الجسم. يعني لازم كل حاجة تكون ماشية بانتظام، زي لما بتزبط ساعة المنبه عشان تصحى في معادك.

الدم في الشرايين العادية بيكون فيه pH ما بين سبعة تلاتة خمسة وسبعة أربعة خمسة، وده معناه إن المتوسط بيكون سبعة أربعة. الـ pH ده هو اللي بيقيس تركيز الـ hydrogen ions، وبنحسبه بطريقة رياضية باستخدام الـ logarithm scale. الموضوع زي لما بتقيس المسافة بالكيلومتر.

دي نقطة مهمة قوي، ليه لازم الـ pH يفضل ثابت في المدى ده؟ لأن أي تغيير صغير في الـ pH ممكن يعمل مشاكل كبيرة، زي لما ترمي حجر في مية هادية. ليه بقى؟ أول حاجة، معظم الإنزيمات في جسمك بتشتغل في مدى ضيق من الـ pH. تاني حاجة، الـ pH بيأثر على الإلكتروليتات زي الـ Na+, K+, Cl-. تالت حاجة، بيأثر على وظيفة الهرمونات. وآخر حاجة، بيأثر على القابلية للاستثارة في الخلايا العصبية والعضلية.

هقولك على حاجة كده، الـ Acid-Base homeostasis ده بيكون ليه شقين: كيميائي وفسيولوجي. الشق الكيميائي ده زي خط الدفاع الأول، وده بيشمل المواد اللي بتعمل كـ buffers سواء برا أو جوه الخلايا. أما الشق الفسيولوجي فده بيعدل التكوين بتاع الـ acid-base عن طريق إخراج الأحماض المتطايرة من الرئة والأحماض الثابتة من الكلى. فهمت كده الدنيا ماشية إزاي؟

شوف يا عم، الـ slide ده بيتكلم عن حتة مهمة في الفسيولوجيا بتاعت التنفس. فيه جزئية عن الـ carbonic acid اللي هو حمض الكربونيك ده بيقدر يتحول تاني لـ carbon dioxide، واللي هو غاز. عشان كده بنسميه volatile acid، يعني حمض متطاير. واللي بيتحكم في تركيزه في الدم هي الرئة من خلال عملية التنفس، يعني لما تاخد نفس وتطلع نفس.

بقى كل الأحماض التانية اللي في الدم زي lactic acid وfatty acids وketone bodies، دول كلهم nonvolatile acids، يعني مش متطايرين زي الحمض الأولاني.

تعال نفهم بقى دور الـ buffers اللي هي زي الحامي كده في جسمك. الـ buffers دي بتشتغل زي الحارس الأولاني اللي بيمنع أي تغيرات سريعة في الـ pH، وبتتحرك بسرعة البرق يعني في ثواني. طيب، إيه هي الـ buffers دي؟

هقولك على حاجة كده: الـ buffers دي عبارة عن محاليل بتتكون من حاجتين: إما weak acid مع الملح بتاعه اللي مع strong base، أو weak base مع الملح بتاعه اللي مع strong acid. واللي بيخلي الـ buffer جامد إنه بيقدر يمسك أو يسيب H+ في المحلول.

الـ buffer بيشتغل بأكتر كفاءة لما الـ pH بتاع المحلول يكون مساوي أو قريب من الـ pK بتاعه. وعلشان الـ buffer يشتغل بكفاءة في إنه يقلل التغيرات في الـ pH في أي اتجاه، لازم يكون فيه كميات متساوية من الحمض والملح. يعني زي كده ما تكون في النص، لا حمضي ولا قلوي، والـ pK ده هو الـ pH اللي عنده الـ buffer بيبقى في وضعه المثالي.

الـ bicarbonate buffer system ده مثال حلو، وده بيشتغل في الـ ECF والـ plasma والـ pH هنا بيكون حوالي 7.4. النظام ده بيتكون من H2CO3 وNaHCO3. لما تضيف حمض قوي زي HCl، بيحصل تفاعل ويطلع H2CO3 وNaCl. الـ CO2 اللي بيتكون بيحفز التنفس، واللي بدوره يطرد الـ CO2 من الـ ECF. فكده الـ buffer بيقدر يحول الحمض القوي لحمض ضعيف وقاعدة. دي نقطة مهمة قوي، النظام ده بيشتغل عشان يحافظ على الجسم في حالة توازن.

شوف يا عم، هنا هنتكلم عن حاجة مهمة في الجسم وهي الـ buffers، ودي زي الحاجات اللي بتحافظ على توازن الـ pH في الدم والسوائل اللي حوالين الخلايا.

أول حاجة هنتكلم عن bicarbonate buffer. حتى لو كانت قيمة الـ pk بتاعته أقل من الـ pH بتاع البلازما والـ ECF اللي هي السائل اللي حوالين الخلايا، هو لسه أهم واحد فيهم. ليه بقى؟ هقولك:

1. أول حاجة، الـ HCO3 ده موجود بتركيز عالي لأنه ناتج عن التحولات الأيضية اللي بتنتج CO2.
2. ثاني حاجة، الرئة بتتحكم في الـ CO2 اللي بينتج، يعني لو زاد أو قل، الرئة بتظبط ده.
3. ثالث حاجة، الكلى بتقدر تتحكم في الـ HCO3.

تعال نروح للـ Phosphate buffer. ده ليه مكونات رئيسية زي HPO4 و H2PO4، وقيمة الـ pK بتاعته 6.8. في البلازما مش مهم قوي لأن تركيزه قليل، بس جواه الخلايا مهم، وخصوصًا في أنابيب الكلى. ليه؟

1. لأنه في الأنابيب الكلوية بيبقى تركيزه عالي، فبتزيد قوته.
2. السوائل في الأنابيب الكلوية بيكون الـ pH بتاعها أقل من الـ ECF، وده بيخلي الـ pH قريب من قيمة الـ pK بتاعة الـ phosphate buffer.

نيجي بقى للـ Protein Buffer System. هنا بنتكلم عن البروتينات في البلازما والهيموجلوبين، واللي بيعتبروا أهم الـ buffers في الدم. الهيموجلوبين أهم من البروتينات في البلازما لأنه موجود بكمية أكبر (150 جرام لكل لتر للهيموجلوبين مقابل 40 جرام لكل لتر للبروتينات في البلازما). والهيموجلوبين شغال جوه الخلايا وده مهم لأنه موجود بتركيز عالي داخل الخلية، وكمان قيمة الـ pK بتاعته قريبة من 7.4.

دي كانت كل المعلومات اللي مكتوبة في الـ slide، ويارب أكون وضحتها بطريقة سهلة وبسيطة.

شوف يا عم، في الـ slide ده بنتكلم عن حاجتين مهمين قوي في الـ physiology بتاع التنفس. تعال نفهم بقى الحتة دي وحدة وحدة.

أول حاجة، دور الـ Haemoglobin بقى، اللي هو البروتين اللي في الدم اللي بيشيل الأكسجين. الـ Haemoglobin ليه دور كبير في التعامل مع الـ CO2 اللي هو ثاني أكسيد الكربون. لما الـ CO2 يدخل جوه خلايا الدم الحمراء، بيتحول لحاجة اسمها H2CO3، واللي هو زي حمض كربونيك كده. ده بيتفكك ويطلع H+ اللي هو أيونات الهيدروجين. شوف بقى، عشان نحافظ على الـ pH بتاع الدم وما يعلاش وتبقى الدنيا حمضية قوي، الـ H+ بيرتبط مع الـ reduced Hb، اللي هو الـ Haemoglobin بعد ما يفرغ الأكسجين. دي نقطة مهمة قوي عشان تحافظ على توازن الـ pH في الدم.

تاني حاجة، لما نيجي عند الرئة، بيحصل العكس. الـ H+ اللي كان مرتبط مع الـ Hb بيتحرر، فبيزيد الميل بتاع الـ Hb إنه يشيل الأكسجين من الرئة، ويبقى كده جاهز إنه يوزعه على الجسم كله. يعني، زي لما بتروح تجيب حاجة من السوبرماركت، بتفضي اللي في جيبك عشان تقدر تشيل حاجات جديدة.

نيجي بقى للجزء التاني في السلايد، اللي هو دور التنفس في تنظيم التوازن الحمضي والقلوي، واللي هو Acid-base balance. هنا بنتكلم عن PCO2 اللي هو ضغط الـ CO2 في السائل خارج الخلايا. الضغط ده بيتأثر بحاجتين: أول حاجة، كمية الـ CO2 اللي الجسم بينتجها نتيجة التفاعلات، زي لما تكون بتطبخ وتطلع بخار. وتاني حاجة، معدل التنفس بتاعك، اللي هو لما تكون بتجري ورا الأتوبيس، بتتنفس بسرعة فبتطلع CO2 أكتر.

فلما يكون إنتاج الـ CO2 ثابت، يعني مش بيتغير، اللي بيحدد ضغط الـ CO2 هو معدل التنفس، يعني لو تنفسك سريع هتقلل الضغط ده في الدم، ولو تنفسك بطئ هيزيد. يعني زي ما بتقول كده، "بيدك المفتاح"، هو اللي بيديك التحكم في الضغط ده من خلال التنفس.

شوف يا عم، هقولك على حاجة كده، في الـ slide دي بيتكلم عن الـ Physiology of Respiration، يعني إيه؟ يعني العملية اللي الجسم بيستخدمها عشان يتنفس ويوازن الأحماض والقلويات في الدم.

أول حاجة، لما الـ pulmonary ventilation، يعني التهوية الرئوية، تزيد، ده بيقلل من تركيز الـ CO2 وH+ في الدم، وده بيزود الـ pH، يعني بيخلي الدم أقل حمضية. زي لما تبقى في الأسانسير وتلاقي نفسك بتتنفس بسرعة، بتنزل مستوى الـ CO2 في دمك.

لكن، لو التهوية الرئوية قلت، يعني بتاخد نفسك بطريقة أبطأ، الـ CO2 وH+ هيزيدوا في الدم، وده هيقلل الـ pH، يعني يخلي الدم أكتر حمضية. زي لما تبقى نايم ومش بتاخد نفسك بسرعة.

لما الـ pH يقل، يعني يبقى حمضي أكتر، الجسم بيسرع في التنفس عشان يتخلص من الـ CO2 الزايد ويرجع الـ pH للمستوى الطبيعي. يعني ممكن تلاقي نفسك بتتنفس بسرعة لما تكون مجهداً أو مرهقاً عشان جسمك بيحاول يعادل الأمور.

لو الـ pH زاد، يعني الدم بقى قلوي أكتر، التنفس بطيء وده بيخلي الـ CO2 يزيد في الدم، والجسم كده بيستجيب ويزود سرعة التنفس عشان يرجع التوازن.

فيه نوعين من الـ Respiratory Acid-base Imbalances. أول واحدة اسمها Respiratory Alkalosis، ودي بتحصل لما الـ PCO2 يقل والـ pH يزيد، زي لما تكون بتتنفس بسرعة جدا زي اللي بيقعد يجري ورا الأتوبيس.

والنوع التاني Respiratory Acidosis، ودي بتحصل لما الـ PCO2 يزيد والـ pH يقل، زي لما تكون قاعد في مكان ضيق ومش عارف تتنفس كويس.

الـ Respiratory Alkalosis بتحصل لما التهوية الرئوية تزيد جامد يعني hyperventilation، وده بيخلي الـ CO2 يقل، وده ممكن يحصل لما الواحد يمارس رياضة شديدة أو يكون في مكان مرتفع زي الجبل.

أما الـ Respiratory Acidosis بتحصل لما التهوية الرئوية تقل يعني hypoventilation، والـ CO2 يزيد، وده ممكن يحصل لو الواحد عنده مشاكل في التنفس أو قاعد في مكان مزدحم وضيق.

الجسم عنده طريقة يعوض بيها المشاكل دي عن طريق الكلى، يعني لو فيه Respiratory Alkalosis، الكلى بتقلل إفراز الـ H+ والـ NH4+، ولو فيه Respiratory Acidosis، الكلى بتزود إفراز الـ H+ والـ NH4+. دي الطريقة اللي الجسم بيحاول يعوض بيها أي خلل في التوازن.

شوف يا عم، إحنا هنا بنتكلم عن الـ Physiology of Respiration اللي هي زي لما بتتنفس، وبتحصل تبادل الغازات في الرئة. دلوقتي، مكتوب في الـ slide بتاعك حاجتين رئيسيتين ممكن تأثر على الموضوع ده.

أول حاجة عندك Obstruction of passages of respiratory tracts. تعال نفهم بقى، دي زي لما تكون الأنابيب اللي بتمر فيها الهوى جوه جسمك مسدودة، زي لما يكون عندك زكام جامد أو حاجة قافلة مجرى التنفس. طبعاً ده بيعمل مشكلة في دخول وخروج الهوى، واللي هو الأكسجين وثاني أكسيد الكربون.

تاني حاجة، Pneumonia دي اللي هي التهاب في الرئة، وده بيقلل من الـ pulmonary surface area اللي هي المساحة اللي بيحصل فيها تبادل الغازات. شوف يا عم، دي نقطة مهمة قوي لأنك محتاج مساحة كافية عشان الأكسجين يدخل الدم وثاني أكسيد الكربون يطلع منه. وأي حاجة تانية بقى بتتدخل مع تبادل الغازات زي مثلاً لما تكون الرئة مش شغالة كويس لأي سبب تاني، بتأثر برضه.

وده كان كل اللي مكتوب في الـ slide ده، مفيش صور أو رسومات تشرح الكلام ده أكتر، فإحنا بس نشرح اللي مكتوب.

إيه الأخبار يا خويا! النهاردة هنشرح المحاضرة اللي بتتكلم عن الـ Acid-Base Balance. ده موضوع مهم في الفسيولوجيا، وهنركز على دور الجهاز التنفسي فيه.

"Prof.Marwa Abd Elaziz Physiology of Respiration 0 Lecture 17: Acid-Base Balance Code: RRS-209 By Prof. Marwa Abd Elaziz Ahmed"

دي محاضرة من دكتورة ماروة عبد العزيز في مادة فسيولوجيا التنفس، والمحاضرة رقم 17 بتتكلم عن التوازن الحمضي القاعدي. الكود بتاع المحاضرة هو RRS-209.

"Learning Objective: Knowledge: ➢ Know the acid-base homeostasis."

الهدف التعليمي الأول إنك تعرف الـ acid-base homeostasis. يعني إيه الكلام ده؟ التوازن الحمضي القاعدي هو الحالة اللي بيحافظ فيها الجسم على مستوى معين من الحموضة والقاعدية في الدم والسوائل الأخرى. ده بيكون مهم جداً علشان العمليات الحيوية تشتغل بشكل طبيعي.

"➢ Understand role of respiratory system in acid-base balance"

الهدف التاني إنك تفهم دور الجهاز التنفسي في التوازن الحمضي القاعدي. الجهاز التنفسي بيلعب دور مهم في تنظيم مستوى الـ pH في الدم عن طريق التحكم في مستوى ثاني أكسيد الكربون. لما بيتغير مستوى ثاني أكسيد الكربون، ده بيأثر على حموضة الدم.

"➢ Understand how ph can affect the regulation of respiration."

الهدف التالت هو إنك تفهم إزاي الـ pH ممكن يأثر على تنظيم التنفس. يعني إيه؟ يعني لما مستوى الـ pH يتغير، ده بيأثر على مستقبلات معينة في الجسم، وده بيؤدي لتغير في معدل وعمق التنفس.

"➢ know the definitions and causes of the respiratory alkalosis, acidosis"

الهدف الرابع إنك تعرف التعريفات والأسباب بتاعة الـ respiratory alkalosis والـ respiratory acidosis. الـ respiratory alkalosis هو حالة بيكون فيها الدم أقل حموضة من الطبيعي نتيجة فقدان كبير لثاني أكسيد الكربون، والـ respiratory acidosis هو حالة بيكون فيها الدم أكتر حموضة نتيجة تراكم ثاني أكسيد الكربون.

"Intellectual: ➢ Can compare between the respiratory alkalosis, acidosis"

الهدف الفكري هنا إنك تقدر تقارن بين الـ respiratory alkalosis والـ respiratory acidosis. يعني إيه؟ يعني تكون عارف الفروق بينهم من حيث الأسباب والأعراض وطرق العلاج.

"Acid-base balance is defined by the concentration of hydrogen ions in the blood."

➤ يعني إيه الكلام ده؟ الـ Acid-base balance أو توازن الحمض والقاعدة بيتحدد عن طريق تركيز الـ Hydrogen ions اللي موجودة في الدم. الـ Hydrogen ions دي هي اللي بتحدد إذا كان الدم حمضي أو قاعدي.

"In order to achieve homeostasis, there must be a balance between the intake or production of hydrogen ions and the net removal of hydrogen ions from the body."

➤ عشان نوصل لحالة الـ Homeostasis واللي هي التوازن الداخلي في الجسم، لازم يكون في توازن بين كمية الـ Hydrogen ions اللي الجسم بيدخلها أو بينتجها وبين اللي الجسم بيتخلص منه. يعني لازم الجسم يعرف يحافظ على مستوى معين من الـ Hydrogen ions عشان الأمور تفضل مستقرة.

"The blood plasma within arteries normally has a pH between 7.35 and 7.45, with an average of 7.40"

➤ الـ Blood plasma اللي في الشرايين عادة بيكون الـ pH بتاعها ما بين 7.35 و7.45، والرقم المتوسط هو 7.40. الرقم ده مهم جداً إنه يفضل ثابت عشان الجسم يقدر يشتغل بشكل طبيعي.

"How is Acid-Base balance measured ? Hydrogen ion concentration is 40 mEq /L and expressed on a logarithm scale using pH units. pH = log 1 = - log H + . H + 62"

➤ التوازن الحمضي القاعدي ده إزاي بنقيسه؟ بنقيس تركيز الـ Hydrogen ions واللي بيكون 40 ملي مكافئ لكل لتر وبيتم التعبير عنه باستخدام مقياس لوغاريتمي اسمه وحدات الـ pH. المعادلة دي pH = log 1 = - log H + . H + 62 بتوضح إزاي بنحسب الـ pH على أساس تركيز الـ Hydrogen ions.

"Why pH must be kept tightly within normal range ? Small changes in pH can produce major disturbances, because:"

➤ ليه لازم نحافظ على الـ pH في المدى الطبيعي؟ لأن أي تغيرات بسيطة فيه ممكن تسبب اضطرابات كبيرة، والسبب هو:

1- "Most enzymes act within a narrow pH ranges."

➤ معظم الـ Enzymes أو الإنزيمات بتشتغل في مدى محدد جداً من الـ pH. يعني لو الرقم ده اتغير، الإنزيمات دي ممكن ما تشتغلش كويس.

2- "The pH can also affect electrolytes (Na+, K+, Cl-)."

➤ الـ pH بيأثر كمان على الـ Electrolytes زي الصوديوم والبوتاسيوم والكلوريد. التوازن بتاعهم مهم جداً لوظائف الجسم المختلفة.

3- "pH can affect function of hormones."

➤ الـ pH كمان بيأثر على وظيفة الـ Hormones. الـ Hormones دي مواد كيميائية بتتحكم في حاجات كتير في الجسم ولو اتأثرت ممكن تسبب مشاكل صحية.

4- "pH affects the excitability of nerve and muscle cells."

➤ الـ pH بيأثر على استثارة الخلايا العصبية والعضلية. يعني لو حصل تغير في الـ pH، الخلايا دي ممكن تتأثر ويؤدي ده لمشاكل في الحركة أو الأعصاب.

"Acid-Base homeostasis involves chemical (buffers) and physiologic processes. The chemical processes represent the first line of defense to an acid or base load and include the extracellular and intracellular buffers."

➤ الـ Homeostasis أو التوازن الحمضي القاعدي بيشمل عمليات كيميائية زي الـ Buffers وعمليات فسيولوجية. العمليات الكيميائية دي بتكون أول خط دفاع ضد أي زيادة في الحمض أو القاعدة وبتشمل الـ Buffers اللي بتشتغل برا وداخل الخلايا.

"The physiologic processes modulate acid-base composition by excretion of volatile acids by the lungs and fixed acids by the kidneys."

➤ العمليات الفسيولوجية بتتحكم في تركيب الحمض والقاعدة عن طريق إخراج الأحماض المتطايرة من الرئتين والأحماض الثابتة من الكلى. ده بيساعد الجسم في الحفاظ على توازن الـ pH.

"Prof.Marwa Abd Elaziz Physiology of Respiration 2"

➤ الدكتور مروة عبد العزيز بتتكلم عن فسيولوجيا التنفس وده الجزء التاني من الموضوع.

"N.B. carbonic acid can be reconverted to carbon dioxide, which is a gas."

➤ ملحوظة: الـ Carbonic acid (حمض الكربونيك) ممكن يتحول تاني لـ Carbon dioxide (ثاني أكسيد الكربون) اللي هو غاز.

"So, carbonic acid is referred to as a volatile acid, and its concentration in the blood is controlled by the lungs through ventilation (breathing)."

➤ علشان كده، بنسمي الـ Carbonic acid حمض متطاير، وكميته في الدم بتكون متحكم فيها عن طريق الرئتين من خلال عملية التهوية أو التنفس.

"All other acids in the blood (e.g. lactic acid, fatty acids, ketone bodies, and so on) are nonvolatile acids."

➤ كل الأحماض التانية في الدم زي الـ Lactic acid (حمض اللاكتيك)، والـ Fatty acids (الأحماض الدهنية)، والـ Ketone bodies (أجسام الكيتون)، وغيرها، بتعتبر أحماض غير متطايرة.

"Role of buffers ➢ The buffers act as a first line of defense and rapidly within seconds."

➤ وظيفة الـ Buffers (المحاليل المنظمة): بتشتغل كخط دفاع أول وسريع، يعني بتشتغل في خلال ثواني.

"➢ Characters of buffers: 1-Buffers are solutions of: Weak acid and its salt with strong base OR Weak base and its salt with strong acid."

➤ خصائص الـ Buffers: أول حاجة، هي عبارة عن محاليل من حمض ضعيف وملحه مع قاعدة قوية أو قاعدة ضعيفة وملحها مع حمض قوي.

"2-Buffer is able to bind or release H+ in solution."

➤ يعني الـ Buffer يقدر يربط أو يطلق الـ H+ في المحلول.

"3-The buffer is most effective when the pH of the solution equal or near its pk."

➤ الـ Buffer بيكون أكتر فاعلية لما يكون الـ pH بتاع المحلول مساوي أو قريب من الـ pK بتاعه.

"➢ For any buffer to work most efficiently at reducing changes of pH in either direction there should be equal amounts of acid or salt."

➤ علشان الـ Buffer يشتغل بكفاءة في تقليل تغيرات الـ pH في أي اتجاه، لازم يكون فيه كميات متساوية من الحمض أو الملح.

"So, in the ideal state for resisting changes of pH in either direction, the system is ‘in the middle with the buffer salt and the acid both dissociated;"

➤ يعني في الحالة المثالية لمقاومة تغيرات الـ pH في أي اتجاه، النظام بيكون في النص مع تواجد الملح والحمض متفككين.

"the pH at which a buffer system is in this ideal state is called its pK."

➤ الـ pH اللي فيه نظام الـ Buffer بيكون في الحالة المثالية دي بنسميه الـ pK بتاعه.

"pK of the buffer: It is the pH of the buffer at which the buffer exists in equal amount of acidic and basic form."

➤ الـ pK بتاع الـ Buffer هو الـ pH اللي فيه الـ Buffer بيكون موجود في كميات متساوية من الشكل الحمضي والقاعدي.

"a-Bicarbonate buffer system: ➢ Its pK is 6.1, It acts in ECF and plasma (pH ≈ 7.4)"

➤ النظام البافر البيكربونات: الـ pK بتاعه 6.1، وبيشتغل في الـ ECF (السائل خارج الخلوي) والبلازما اللي الـ pH بتاعها حوالي 7.4.

"➢ It consists of H2CO3 and NaHCO3"

➤ بيتكون من H2CO3 (حمض الكربونيك) و NaHCO3 (بيكربونات الصوديوم).

"When a strong acid is added: HCl + NaHCO3↔ H2CO3 + NaCl"

➤ لما بنضيف حمض قوي زي HCl بيحصل تفاعل مع NaHCO3 وبيكون H2CO3 و NaCl.

"CO2 H2O CO2 released stimulates the respiration which eliminate the CO2 from the ECF."

➤ الـ CO2 اللي بيتحرر بيحفز التنفس وده بيخلص السائل خارج الخلوي من الـ CO2.

"So the buffer can replace the strong acid into a weak acid and alkali"

➤ يعني البافر يقدر يحول الحمض القوي لحمض ضعيف وقاعدة.

"Prof.Marwa Abd Elaziz Physiology of Respiration 3 When a strong base is added (NaOH): NaOH + H2CO3 ↔ NaHCO3 + H2O"

➤ هنا الدكتور بيشرح لما نضيف قاعدة قوية زي NaOH، بيحصل تفاعل كيميائي مع H2CO3 (حمض الكربونيك) وده بينتج NaHCO3 (بيكربونات الصوديوم) وH2O (مياه). ده جزء من نظام الـ bicarbonate buffer في الجسم، اللي بيحافظ على استقرار الـ pH في الدم.

"In spite of low pk pf bicarbonate buffer compared to pH of ECF and plasma, Bicarbonate buffer is the most important Buffer in plasma and ECF."

➤ بالرغم من إن الـ pK بتاع الـ bicarbonate buffer أقل من الـ pH بتاع السوائل خارج الخلايا والـ plasma، لكن الـ bicarbonate buffer ده هو الأهم في الـ plasma والـ ECF. يعني هو أكتر نظام بيقدر يتحكم في التوازن الحمضي القاعدي في الجسم.

"Explain 1- HCO3 is present in high concentration (as CO2 is formed by oxidative metabolism)."

➤ أول حاجة، البيكربونات HCO3 موجود بتركيز عالي لأن CO2 بيتكون من عمليات الأيض التأكسدي. يعني لما الجسم يحرق الأكل عشان ياخد طاقة، بينتج CO2 وده بيتحول لبيكربونات.

"2- The lung controls the resulted CO2"

➤ تاني حاجة، الرئة بتتحكم في كمية الـ CO2 الناتج. يعني الرئة بتقدر تخرج الـ CO2 الزايد من الجسم عن طريق التنفس، وده بيساعد في تنظيم التوازن الحمضي القاعدي.

"3- The kidney can control HCO3"

➤ وتالت حاجة، الكلى بتقدر تتحكم في كمية البيكربونات HCO3. يعني الكلى بتقدر تحتفظ أو تخرج البيكربونات عشان تحافظ على التوازن في الجسم.

"b- The Phosphate buffer: ➢ The major components are: HPO4 and H2PO4. pK: 6.8"

➤ نظام الفوسفات هو نوع تاني من الأنظمة اللي بتنظم التوازن الحمضي القاعدي، والمكونات الرئيسية فيه هي HPO4 وH2PO4. الـ pK بتاعه 6.8.

"In plasma, phosphate buffers are not very important because its concentrations are small. It acts intracellular fluids, BUT it is very important buffer in renal tubules."

➤ في البلازما، نظام الفوسفات مش مهم قوي لأن تركيزه قليل. لكن هو بيشتغل جوه الخلايا، وبيكون مهم جداً في الأنابيب الكلوية.

"WHY 1- Phosphate becomes greatly concentrated in the tubules, so increasing its power."

➤ ليه؟ لأن الفوسفات بيتركز بشكل كبير في الأنابيب الكلوية، وده بيزود قوته في الحفاظ على التوازن.

"2- The renal tubular fluid has a lower ph than that of the ECF, bringing the ph of the media close to the pK of the phosphate buffer."

➤ كمان، السائل في الأنابيب الكلوية بيكون الـ pH بتاعه أقل من السوائل خارج الخلايا، وده بيخلي الـ pH قريب من الـ pK بتاع نظام الفوسفات، وده بيساعده يشتغل بكفاءة.

"c- Protein Buffer System: ➢ Plasma proteins and haemoglobin constitute the major chemical blood buffers."

➤ نظام البروتينات هو نظام تاني للتوازن في الدم، واللي بيشمل البروتينات في البلازما والهيموجلوبين. دول هما اللي بينظموا التوازن الحمضي القاعدي كيميائياً في الدم.

"Haemoglobin is more important than plasma protein, because there is more of it (150 g/ L for Hb, compared to 40 g L plasma protein)"

➤ الهيموجلوبين أهم من البروتينات في البلازما لأن تركيزه أعلى بكتير، حوالي 150 جرام لكل لتر للهيموجلوبين، مقارنة بـ 40 جرام لكل لتر للبروتينات البلازمية.

"Hemoglobin, works Intracellulary and It is important because it is present in high concentration inside the cell its pK = close to 7.4"

➤ الهيموجلوبين بيشتغل جوه الخلايا، وده مهم لأنه موجود بتركيز عالي جوه الخلية، والـ pK بتاعه قريب من 7.4، وده بيخليه فعال جداً في تنظيم التوازن الحمضي القاعدي.

"Role of Haemoglobin: ➢ Most of tidal CO2 are buffered by K+ to form K HCO3."

يعني إيه الكلام ده؟ هنا بيتكلم عن دور الهيموجلوبين في عملية التنفس، وبيقول إن معظم ثاني أكسيد الكربون اللي بيتكون خلال عملية التنفس بيتحول لمركب عن طريق البوتاسيوم، واللي بيبقى اسمه Potassium bicarbonate.

"➢ At the tissue level, When H + generated from the dissociation of H2CO3 inside RBCs due to the addition of CO2 from the tissues. It binds with reduced Hb and this helps to keep the ph constant. So does not increase the acidity of blood."

هنا بيشرح اللي بيحصل في مستوى الأنسجة. لما ثاني أكسيد الكربون بيدخل خلايا الدم الحمراء، بيتحول لـ Carbonic acid، واللي بيفقد بروتون H+. البروتون ده بيتفاعل مع الهيموجلوبين المخفض، وده بيساعد على تثبيت مستوى الـ pH في الدم، وبيمنع زيادة الحموضة.

"➢ At the lung level, H + Hb release H + and the affinity of Hb to O2 increases so it picks up O2 from the lung."

في مستوى الرئة، البروتون المرتبط بالهيموجلوبين بيتحرر، وده بيزود قدرة الهيموجلوبين على الارتباط بالأكسجين، عشان يقدر ياخد الأكسجين من الرئة.

"2-Role of respiration in regulation of Acid-base balance : The PCO2 of ECF is affected by: 1- The metabolic formation of CO2. 2- The rate of pulmonary ventilation."

هنا بيتكلم عن دور التنفس في تنظيم التوازن الحمضي القاعدي. بيقول إن الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون في السوائل خارج الخلية بيتأثر بحاجتين: تكوين ثاني أكسيد الكربون الأيضي، ومعدل التهوية الرئوية.

"When metabolic formation of Co2 is constant. Pulmonary ventilation is the determinant of PCO2."

لما يكون تكوين ثاني أكسيد الكربون الأيضي ثابت، يبقى معدل التهوية الرئوية هو اللي بيحدد الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون.

"Prof.Marwa Abd Elaziz Physiology of Respiration"

دي محاضرة عن فسيولوجيا التنفس مقدمة من البروفيسور مروة عبد العزيز.

"If pulmonary ventilation is increased → causes decreases of CO2 and H + concentration which leads to ↑ pH."

لما التهوية الرئوية تزيد، ده بيقلل من تركيز ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين في الدم، وده بدوره بيؤدي لزيادة في مستوى الـ pH، يعني الدم بيبقى أقل حمضية.

"If pulmonary ventilation is decreased → causes increases of CO2 and H + concentration which leads to decrease of pH."

أما لو التهوية الرئوية قلت، ده بيزود تركيز ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين في الدم، وده بيؤدي لانخفاض في الـ pH، يعني الدم بيبقى أكثر حمضية.

"When the pH drops, the respiration rate increases (State the mechanism) and this hyperventilation increases the wash out of CO2 and decreased CO2 in the blood so the carbonic acid formation in the blood decreased and PH is increased to ward normal levels which inhibit the hyperventilation so, restoring homeostasis."

لما الـ pH بينخفض، معدل التنفس بيزيد، وده بيخلي الجسم يتخلص من ثاني أكسيد الكربون بسرعة أكبر، وده بيقلل من تكوين الحمض الكربوني في الدم، فـ الـ pH بيرجع لمستواه الطبيعي، وكده الجسم بيوقف زيادة التنفس، وده بيساعد في استعادة التوازن في الجسم.

"On other hand: When pH increases, the respiration rate decreases. This hypoventilation increases the amount of CO2 retained in the blood which stimulate respiration thereby the respiration rate increases and, restores the homeostasis."

أما لو الـ pH زاد، معدل التنفس بيقل، وده بيخلي ثاني أكسيد الكربون يزيد في الدم، وده بيحفز التنفس، فـ المعدل بيرجع يزيد، وكده الجسم بيستعيد التوازن.

"There are 2 Types of Respiratory Acid-base Imbalances: Disturbances in the normal acid – base situation may be acidosis or alkalosis and results from: Respiratory malfunction, where ventilation is too great (respiratory alkalosis) or too little (respiratory acidosis)."

فيه نوعين من الاضطرابات في التوازن الحمضي القاعدي المرتبط بالتنفس: الاضطرابات دي ممكن تكون حموضة زائدة أو قلوية زائدة، والسبب في ده هو وجود خلل في التنفس، يعني التهوية بتكون زيادة عن اللازم (القلوية التنفسية) أو قليلة جدًا (الحموضة التنفسية).

"Respiratory Alkalosis: There is a decreased in PCO2, decreased in H + and increased in pH."

القلوية التنفسية بتحصل لما يكون فيه انخفاض في ضغط ثاني أكسيد الكربون، وانخفاض في الهيدروجين، وزيادة في الـ pH.

"Respiratory alkalosis Caused by an increase in alveolar ventilation(hyperventilation) and a loss of CO2 (PaCO2< 40 mm Hg) leading to a decrease in blood [H+] and [HCO3–]."

القلوية التنفسية بتحصل بسبب زيادة في التهوية الحويصلية (زيادة معدل التنفس)، وده بيخلي ثاني أكسيد الكربون يقل (لما يكون أقل من 40 ملم زئبق)، وده بيؤدي لانخفاض في تركيز الهيدروجين والبيكربونات في الدم.

"Renal compensation: Decreased excretion of H + and NH4 + , decreased reabsorption of HCO3."

الجسم بيعوض ده عن طريق الكلى، اللي بتقلل من إخراج الهيدروجين والأمونيا، وبتقلل من إعادة امتصاص البيكربونات.

"Causes: 1- Physiologically: Severe exercise and Persons who attend high altitudes 2- Diseases: Psychoneurotic patients."

الأسباب بتكون فيزيولوجية زي التمرين الشديد أو التعرض لارتفاعات عالية، أو بسبب أمراض زي الحالات النفسية العصبية.

"Respiratory acidosis Caused by a decrease in alveolar ventilation (hypoventilation) and retention of CO2 (Paco2 > 40 mm Hg), leading to an increase in blood [H+] and [HCO3–]."

الحموضة التنفسية بتحصل لما يكون فيه انخفاض في التهوية الحويصلية (قلة معدل التنفس)، وده بيخلي ثاني أكسيد الكربون يزيد في الدم (لما يكون أكتر من 40 ملم زئبق)، وده بيؤدي لزيادة في تركيز الهيدروجين والبيكربونات في الدم.

"Renal compensation: Increased excretion of H + and NH4 + and increased reabsorption"

الجسم بيعوض ده عن طريق الكلى اللي بتزيد من إخراج الهيدروجين والأمونيا، وبتزيد من إعادة امتصاص البيكربونات.

"Prof. Marwa Abd Elaziz"

➤ هنا الاسم ده بيعبر عن الأستاذة ماروا عبد العزيز، اللي غالباً هي المسؤولة عن تقديم المحاضرة أو الشريحة اللي بنتكلم عنها. ده بيدل على إن المحاضرة دي بخصوص موضوع متعلق بـ Physiology of Respiration.

"Physiology of Respiration"

➤ الموضوع الأساسي هنا هو فسيولوجيا التنفس، واللي معناها دراسة الوظائف والعمليات البيولوجية اللي بتحصل في الجسم عشان نحصل على الأكسجين ونتخلص من ثاني أكسيد الكربون. التنفس عملية حيوية أساسية في الجسم بتضمن وصول الأكسجين للأنسجة وإزالة ثاني أكسيد الكربون منها.

"of HCO₃⁻"

➤ دي إشارة لأيون البيكربونات اللي هو HCO₃⁻. البيكربونات ليه دور مهم في الحفاظ على توازن الحموضة والقلوية في الدم. ده بيحصل من خلال دوره في نظام العزل الحمضي القاعدي في الجسم، اللي بيحافظ على الأس الهيدروجيني للدم في نطاقه الطبيعي.

"1- Obstruction of passages of respiratory tracts."

➤ أول نقطة بتتكلم عن انسداد الممرات الهوائية في الجهاز التنفسي. الانسداد ده ممكن يحصل نتيجة لأسباب مختلفة زي وجود جسم غريب أو تورم في الأنسجة أو حتى بسبب أمراض مزمنة زي الربو أو التهاب الشعب الهوائية. الانسداد بيعيق تدفق الهواء وبيؤثر على كفاءة عملية التنفس.

"2- Pneumonia, decreased pulmonary surface area, and any factor interferes with gas exchange."

➤ النقطة التانية بتتكلم عن الالتهاب الرئوي وتقليل مساحة السطح الرئوي وأي عامل بيؤثر على تبادل الغازات. الالتهاب الرئوي هو عدوى بتصيب الرئتين وبتؤدي لتجمع السوائل في الحويصلات الهوائية، وده بيقلل من مساحة السطح المتاحة لتبادل الغازات. أي تقليل في مساحة السطح الرئوي أو أي عائق بيمنع الأكسجين وثاني أكسيد الكربون من الانتقال بكفاءة بين الرئتين والدم بيؤدي لمشاكل في التنفس وتبادل الغازات.