ઍસિડ-બેઝ સંતુલન

ઍસિડ-બેઝ સંતુલન (acid-base balance) : ધમનીમાંના લોહીનું અમ્લતાપ્રમાણ (pH) 7.38થી 7.42 વચ્ચે રાખવાની વ્યવસ્થા. શરીરમાં ચયાપચયી ક્રિયાઓથી, ખોરાકમાંના પદાર્થોના શોષણથી તથા રોગો કે વિકારોને લીધે ઍસિડ અને/અથવા આલ્કલીના ઉત્પાદન, ઉત્સર્ગ (excretion) કે ચયાપચયી ઉપયોગમાં ફેરફારો થાય તો તેમના પ્રમાણમાં વધઘટ થાય છે અને લોહીનું અમ્લતાપ્રમાણ બદલાય છે તથા ક્યારેક તે જીવનજોખમી સ્વરૂપ પણ ધારણ કરે છે. શરીરનું આંતરિક સંતુલન (homeostasis) જાળવવા સંતુલક પ્રણાલીઓ (buffer systems), શ્ર્વસનતંત્ર અને મૂત્રપિંડ મહત્વની કામગીરી બજાવે છે.

સંતુલક પ્રણાલીઓ : મંદ ઍસિડ અને મંદ આલ્કલીની જોડ સંતુલક પ્રણાલી બનાવે છે. તે તીવ્ર ઍસિડ કે આલ્કલીને મંદ ઍસિડ કે આલ્કલીમાં રૂપાંતરિત કરે છે (આકૃતિ 1). આ પ્રકારનો રાસાયણિક પ્રતિભાવ ક્ષતિપૂરક (compensatory) હોય છે. તે થોડીક સેકંડોમાં કાર્યરત બને છે. મુખ્ય સંતુલક પ્રણાલીઓની જોડ 4 છે. (1) કાર્બોનિક ઍસિડ (H₂CO₃) અને બાયકાર્બોનેટ(HCO₃)ના આયનો, (2) ફૉસ્ફેટ પ્રણાલી, (3) હીમોગ્લોબિન-ઑક્સિહીમોગ્લોબિન તથા (4) પ્રોટીન પ્રણાલી કાર્બોનિક ઍસિડ – બાયકાર્બોનેટ પ્રણાલી લોહીમાં કાર્ય કરે છે, જ્યારે ફૉસ્ફેટ પ્રણાલી (NaH₂PO₄/Na₂HPO₄) મૂત્રપિંડની દૂરસ્થ મૂત્રકનલિકાના કોષોમાં કાર્ય કરે છે.

રક્તકોષોમાંના હીમોગ્લોબિન(Hb)ના અણુઓ કાર્બોનિક ઍસિડના હાઇડ્રોજન આયનો સાથે સંયોજાઈને મંદ ઍસિડ (HbH) બનાવે છે (આકૃતિ 2). જ્યારે પેશીમાંની કેશવાહિનીઓમાં લોહી ધમનિકા(arteriole)ના છેડાથી લઘુશિરા (vanule) તરફ વહે છે ત્યારે તેમાંનો ઑક્સિહીમોગ્લોબિનમાંનો પ્રાણવાયુ (O₂) છૂટો પડે છે અને અંગારવાયુ(CO₂)ના અણુઓ રક્તકોષમાં પ્રવેશીને કાર્બોનિક ઍસિડ (H₂CO₃) બનાવે છે. પ્રાણવાયુના અણુ વગરનો હીમોગ્લોબિનનો અણુ કાર્બોનિક ઍસિડના હાઇડ્રોજન આયન (H⁺) સાથે સંયોજાઈને અમ્લતાપ્રમાણને સંતુલિત કરે છે. શરીરના કોષો અને લોહીના પ્લાઝમામાં અઢળક પ્રોટીનના અણુઓ હોય છે. પ્રોટીનમાંના ઍમિનોઍસિડનું કાબૉર્ક્સિલ જૂથ (COOH) ઍસિડ રૂપે અને ઍમિનો જૂથ (NH₂) આલ્કલી રૂપે કાર્ય કરે છે અને આમ એક સંતુલક પ્રણાલીની જોડ બનાવે છે. આ પ્રોટીન ઍસિડ અને આલ્કલી બંનેને સંતુલિત કરે છે.

H₂CO₃/HCO₃ની જોડથી બનતી સંતુલક પ્રણાલી મુખ્યત્વે કાર્યશીલ હોવાને કારણે ઍસિડ-આલ્કલીના સૂચનાંકો (indices) ત્રણ છે. Ph, pCO₂ અને HCO₃ અથવા આલ્કલી-અધિકતા(base excess). લોહીમાંનું તેમનું સામાન્ય પ્રમાણ તથા તેમના મુખ્ય વિકારો સારણી 1 તથા આકૃતિ 3માં દર્શાવ્યા છે.

        સારણી 1 : ઍસિડ આલ્કલી સંતુલનના સૂચનાંકો અને વિકારો

સૂચનાંક	pH	pCO2	HCO3	આલ્કલી અધિકતા
સામાન્ય પ્રમાણ	7.38-7.42 mm-Hg	35-45 mmo l/L	22-26 mmol/L	0±2.5 mmo l/L
શ્વસનતંત્રીય અતિ-અમ્લતાવિકાર	↓	­­↑↑	(­↑)	(­↑)
શ્વસનતંત્રીય અતિ-આલ્કલિતાવિકાર	­↑	↓↓	(↓)	(↓)
ચયાપચયી અતિ-અમ્લતાવિકાર	↓	(↓)	↓↓	↓↓
ચયાપચયી અતિ-આલ્કલિતાવિકાર	↑­	(­↑)	↑↑­­	↑↑­­

નોંધ : તીરની દિશા વધઘટ સૂચવે છે. કૌંસમાં આપેલાં તીર આનુષંગિક ક્ષતિપૂરક સંતુલક પ્રણાલીના કાર્યની અસર સૂચવે છે.

H₂CO₃/HCO₃ની જોડનો pH સાથેનો સંબંધ હેન્ડરસન-હેસલબેકના સમીકરણથી સમજાવી શકાય છે, જો H₂CO₃ના વિઘટન(dissociation)નો અચળાંક (constant) pK હોય તો,

ગ્લુકોઝ(C₂H₁₂O₆)નું જ્યારે શરીરમાં દહન થાય ત્યારે CO₂ અને પાણી (H₂O) બને છે. લોહીમાંના રક્તકોષોમાં કાર્બોનિક એનહાઇડ્રેઝ નામના ઉત્સેચક્ધાી હાજરીમાં તેમાંથી H₂CO₃ બને છે. આ પ્રમાણે ઉત્પન્ન થયેલા ચયાપચયી ઍસિડને હીમોગ્લોબિનની મદદથી વધુ મંદ કરી ઍસિડ-આલ્કલી સંતુલન કરાય છે. આમ સમગ્ર પ્રક્રિયા નીચેનાં સમીકરણોથી સમજાવી શકાય છે :

શ્વસનતંત્ર : અતિશ્વસન(hyperventilation)ની પ્રક્રિયા દરમિયાન શ્વાસોચ્છ્વાસને ઝડપી કરીને શરીરમાંનો અંગારવાયુ (CO₂) દૂર કરે છે. તેવી જ રીતે મૂત્રપિંડ ફૉસ્ફેટ પ્રણાલી દ્વારા બાયકાર્બોનેટ આયનોની પુનર્રચના કરે છે તથા H⁺ આયનોને  તથા  રૂપે પેશાબ દ્વારા દૂર કરે છે. આમ ઍસિડ-આલ્કલી અસંતુલનના સમયે પ્રથમ સંતુલક પ્રણાલીઓ અને ત્યારબાદ શ્વસનતંત્ર અને મૂત્રપિંડ આનુષંગિક અને ક્ષતિપૂરક પ્રતિભાવ દ્વારા તેમના પ્રમાણને સંતુલિત કરવા પ્રયત્ન કરે છે. આનુષંગિક અને ક્ષતિપૂરક પ્રતિભાવોને સારણી 1માં કૌંસમાં દોરેલાં તીરો દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યા છે.

અસંતુલન વિકારો : જ્યારે pH 7.36થી ઘટે ત્યારે લોહીમાં અમ્લરુધિરતા (acidaemia) થઈ કહેવાય છે અને તેનાથી થતી શારીરિક વિક્રિયાને અતિઅમ્લતા વિકાર (acidosis) કહેવાય છે. તેવી જ રીતે જો pH 7.44થી વધે તો આલ્કલીરુધિરતા (alkalaemia) તથા અતિઆલ્કલિતા વિકાર (alkalosis) થાય છે. વિકારજન્ય મૂળભૂત કારણ શ્વસનતંત્રીય રોગ હોય તો તેવા વિકારને શ્વસનતંત્રીય અતિઅમ્લતા કે અતિઆલ્કલી વિકાર કહે છે. તેવી જ રીતે ચયાપચયના રોગો ચયાપચયી અતિઅમ્લતા કે અતિઆલ્કલિતા વિકારો કહે છે. આવા વિકારો સાદા અથવા મિશ્ર પ્રકારના હોય છે. અસંતુલન વિકારો જન્માવતા કેટલાક મુખ્ય રોગોને સારણી 2માં દર્શાવાયા છે.

સારણી 2 : ઍસિડ–આલ્કલી અસંતુલન જન્માવતા કેટલાક રોગો

(ક)	સાદા વિકારો :
	(1)	ચયાપચયી અતિઅમ્લતા વિકાર : ઝાડા, સંયોગનળી (fistula), મૂત્રકનલિકાકીય અતિઅમ્લતા (renal tubular acidosis) ઍસેટાઝો- લેમાઇડ વિષતા, મધુપ્રમેહની કીટોઅમ્લતા, લૅક્ટિક અમ્લતા, અમ્લતાવાળાં ઝેર, મૂત્રપિંડીય નિષ્ફળતા.
	(2)	ચયાપચયી અતિઆલ્કલિતા વિકાર : સતત થતી ઊલટી, કોનનું સંલક્ષણ (જુઓ આલ્ડોસ્ટીરોન), કોર્ટિકોસ્ટીરૉઇડ કે ક્રુસેમાઇડનો અતિ-ઉપયોગ, નો અતિ-ઉપયોગ.
	(3)	શ્વસનતંત્રીય અતિઅમ્લતા વિકાર : મૉર્ફિન, બાર્બિચ્યુરેટ તથા નિશ્ચેતક (anaesthetic) દવાઓનો અતિપ્રયોગ, પાંસળીઓ, કરોડના મણકા કે છાતીના સ્નાયુના રોગો, ફેફસાંના રોગો, મગજના રોગો.
	(4)	શ્વસનતંત્રીય અતિઆલ્કલિતા વિકાર : ચિંતા અને અન્ય  સૌમ્ય મનોવિકારો (neurosis), યકૃત(liver)ની નિષ્ફળતા, સપૂયરુધિરતાજન્ય આઘાત (septicamia) (જુઓ આઘાત), એસ્પિરિનની વિષતા ન્યુમોનિયા, દમ, મગજના રોગો.
(ખ)	મિશ્ર વિકારો :
	(1)	ચયાપચયી અને શ્વસનતંત્રીય અતિઅમ્લતા વિકાર : હૃદય અને ફેફસાં એકસાથે કામ કરતાં અટકે, દીર્ઘકાલી અવરોધજન્ય ફેફસીરોગ (chronic obstructive pulmonary disease).
	(2)	ચયાપચયી અતિઅમ્લતા અને શ્વસનતંત્રીય અતિઆલ્કલિતા વિકાર : એસ્પિરિનની અતિમાત્રા, મધુપ્રમેહની કીટોઅમ્લતા, ચેપજન્ય આઘાત
	(3)	ચયાપચયી અતિઆલ્કલિતા અને શ્વસનતંત્રીય અતિઅમ્લતા વિકાર : દીર્ઘકાલી અવરોધજન્ય ફેફસી વિકારમાં મૂત્રવર્ધક દવા કે શ્વસનકનો ઉપયોગ
	(4)	ચયાપચયી અને શ્વસનતંત્રીય અતિઆલ્કલિતા વિકાર : ફેફસી અને યકૃત નિષ્ફળતા, અતિશય પ્રમાણમાં બહારનું લોહી ચઢાવવું.
	(5)	ચયાપચયી અતિઅમ્લતા અને અતિઆલ્કલિતા વિકારો : ઝાડા, ઊલટી, મૂત્રપિંડી નિષ્ફળતા કે લૅક્ટિક અમ્લતાના દર્દીને ઊલટીઓ થવી.

મૂળ રોગની સારવાર, શ્વસનકો(ventilators)નો ઉપયોગ તેમજ જરૂર પડ્યે નસ વાટે HCO₃ તથા અન્ય આયનોનો દવા તરીકે ઉપયોગ મહત્વની સારવાર ગણાય છે. ત્વરિત નિદાન તથા ચિકિત્સા, જીવનનું જોખમ ઘટાડવામાં ઉપયોગી રહે છે. મિશ્ર અસંતુલન વિકારોમાં નિદાન અને સારવારમાં ઘણી મુશ્કેલીઓ પડે છે.

શિલીન નં. શુક્લ

રમેશ એમ. શાહ

ભરત ત્રિવેદી