غازات الدم

غازات الدم

غازات الدم أو غاز الدم مصطلح شائع يشير إلى تحليل غازات الدم الشرياني (بالانجليزي: Arterial Blood Gas or ABG) المستخدم لتقييم الضغوط الجزئية للغازات الذائبة في الدم، وحموضة وقاعدية الدم، وينصح دائماً بترك قراءة تحليل غازات الدم لمقدم الرعاية الصحية لصعوبة فهم نتائجه من قبل الأشخاص خارج القطاع الصحي.

يجرى تحليل غازات الدم لتفسير وتقييم اضطرابات الدورة الدموية، والجهاز التنفسي، والأيض (تحويل الطعام إلى طاقة)، وقد تختلف قيم تحليل غازات الدم الشرياني من مختبر لآخر، وتختلف أيضاً وفقاً لسن المريض مثل حالات تحليل غازات الدم للأطفال.

أنواع تحليل غازات الدم

هناك نوعين من تحليل غازات الدم، وهما:

• تحليل غازات الدم الشرياني: هو تحليل غازات الدم الذي يجرى من خلال أخذ عينة من دم أحد الشرايين، وهو النوع الأكثر شيوعاً من تحليل غازات الدم، والذي سيتم تناوله خلال المقال. يقيس هذا التحليل مدى فعالية الرئتين في نقل الأكسجين إلى الدم والتخلص من ثاني أكسيد الكربون (تبادل الغازات)، والرقم الهيدروجيني للدم، أي درجة حموضة وقاعدية الدم.

• تحليل غازات الدم الوريدي (بالانجليزي: Venous blood gas or VBG): يجرى هذا التحليل لدراسة الغازات الذائبة في الدم مثل ثاني أكسيد الكربون وحموضة وقاعدية الدم، ولكنه لا يوفر جميع المعلومات المطلوبة حول غازات الدم المطلوبة مثل الأكسجين، ولا يجرى vbg تحليل إلا في حالات محددة مثل:

1. صعوبة الحصول على دم من أحد الشرايين بسبب حركة المريض، أو ضعف النبض وغالباً ما يجرى تحليل غازات الدم الشرياني في العناية المركزة.

2. جدران الشرايين أكثر سماكة وتحتوي على عضلات أكثر من الأوردة، لذا يعد ثقب الشريان أكثر إيلاماً من ثقب الوريد، لذا قد يجرى فحص الغازات الوريدي كبديل لفحص غازات الدم الشرياني للحصول على درجة حموضة الدم والمتغيرات الأخرى التي يمكن الحصول عليها من خلال عينة الدم الوريدية.

للمزيد: تحليل إنزيمات القلب

أنواع غازات الدم

يجرى تحليل غازات الدم الشرياني من خلال أخذ عينة من من الدم من أي من الشرايين أو الشعيرات الدموية. يحتوي الدم على عدة أنواع من الغازت الذائبة وأملاح الدم التي تتأثر مستوياتها بالعديد من الحالات في الجسم، وتشمل أنواع غازات الدم التي يتم قياس ضغوطها الجزئية وحموضة وقاعدية الدم التي يتم قياس مستوياتها خلال فحص غازات الدم الشرياني على ما يلي:

الأكسجين الجزئي

يوفر تحليل غازات الدم معلومات عن مستوى ضغط الأكسجين في الدم ويعرف بالأكسجين الجزئي (PaO2)، وعلى الرغم من أنه يمكن تقييم حالة التنفس، وتشبع الدم بالأكسجين من خلال جهاز قياس الأوكسجين (الأوكسيميتر) الذي يوضع في نهاية الإصبع.

تحليل غازات الدم الشرياني يعد المعيار الرئيسي للكشف عن مستويات غازات الدم بما في ذلك الأكسجين ودرجة حموضة الدم.

ثاني أكسيد الكربون الجزئي

يوفر مستوى ضغط ثاني أكسيد الكربون الذي يظهر في تحليل غازات الدم ويعرف علمياً بثاني أكسيد الكربون الجزئي (PaCO2) معلومات عن حالة التنفس.

تتأثر مستويات ثاني أكسيد الكربون بفرط التنفس أي التنفس السريع أو العميق، ويتأثر أيضاً بنقص التنفس أي التنفس البطيء أو الضحل، ودرجة حموضة الدم.

درجة الحموضة

تشير درجة الحموضة (pH level) في تحليل غازات الدم إلى توازن الأحماض والقواعد في الدم، والسبب خلف حموضة أو قاعدية الدم سواء كان تنفسي أو أيضي.

البيكربونات

البيكربونات (HCO3) هي أحد نتائج عملية الأيض وتحتوي على بعض ثاني أكسيد الكربون الذي لا يتم إرساله إلى الرئتين بل تتم إعادة تدويره في الجسم.

تحافظ البيكربونات على تنظيم درجة الحموضة والقاعدية في الدم، ويتم تنظيم مستويات البيكربونات من قبل الكلى.

رموز تحليل غازات الدم الأخرى

هناك رموز وفئات أخرى تدرج ضمن تحليل غازات الدم الشرياني، لذا سيتم تضمينها ضمن هذه الفقرة لكي تسهل فهم تحليل غازات الدم الشرياني ونتائجه في الفقرات التالية:

• الزيادة أو النقصان في القاعدية (Base excess/deficit): تتوازن درجة حموضة الدم من خلال توازن الأحماض والقواعد في الدم، لذا تعني الزياد القاعدية في تحليل غازات الدم كمية الأحماض القوية التي يجب إضافتها إلى كل لتر من الدم عند درجة حرارة 37 مئوية وضغط ثاني أكسيد كربون جزئي مساوي ل 40 مليمتر زئبقي لإعادة درجة حموضة الدم إلى الدرجة الطبيعية، أما النقصان في القاعدية فتعني كمية القواعد القوية التي يجب إضافتها للدم لكي يعود الدم إلى درة حموضته الطبيعية.

• اللاكتات أو الحماض اللبني (Lactate): تطلق اللاكتات في الدم أثناء التنفس اللاهوائي، أي التنفس الذي يحدث دون وجود أكسجين، ويشير ارتفاع اللاكتات في الدم في تحليل غازات الدم إلى نقص التأكسج (بالانجليزي: Hypoxia)، أي أن الأنسجة لا تحصل على أكسجين كافي.

• تشبع الدم بالأكسجين (بالانجليزي: Oxygen saturation or SaO2): يشير مصطلح تشبع الدم بالأكسجين في تحليل غازات الدم إلى مستويات الأكسجين في الدم التي يتم قياسها من خلال فحص الدم إذا لم يتم قياسها باستخدام الأوكسيميتر.

أسباب تحليل غازات الدم

يجرى تحليل غازات الدم الشرياني للكشف عن العديد من الاضطرابات في الجسم، ومنها:

• الربو.

• متلازمة إنتان الدم الشديد.

• نوبات الضائقة التنفسية.

• الصدمة الإنتانية.

• صدمة نقص حجم الدم.

• الحماض الكيتوني السكري.

• جلطة الرئة.

• فشل الجهاز التنفسي.

• الانسداد الرئوي المزمن.

• نقص الأكسجين عند الأطفال (الاختناق الوليدي).

• الحماض النبيبي الكلوي، أي عندما تصبح الكلى غير قادرة على إزالة الأحماض من الدم.

• السكتة القلبية.

• متلازمات التمثيل الغذائي الوراثية.

• قصور القلب.

• لتحديد كفاءة العلاج في بعض الحالات مثل التليف الرئوي.

مستويات غازات الدم الطبيعية

تشمل مستويات غازات الدم الطبيعية المرجعية في تحليل غازات الدم على ما يلي:

مكونات تحليل غازات الدم	المستوى الطبيعي
الرقم الهيدروجيني أو درجة الحموضة (pH level)	7.35 – 7.45 ويعد 7.40 الحد الفاصل بين حموضة وقاعدية الدم
الأكسجين الجزئي (PaO2)	100-75 مليمتر زئبقي
ثاني أكسيد الكربون الجزئي (PaCO2)	45-35 مليمتر زئبقي
البيكربونات (HCO3)	26-22 ملي مكافئ / لتر
الزيادة أو النقصان في القاعدية (Base excess/deficit)	4- إلى 2+
اللاكتات (Lactate)	1-0.5 مليمول/ لتر من الدم
تشبع الدم بالأكسجين (SaO2)	%100-95

للمزيد: ارتفاع ضغط الشريان الرئوي

قراءة تحليل غازات الدم

لفهم ما تعنيه القراءات في فحص غازات الدم الشرياني يجب أن تتم قراءة الأرقام استناداً على بعضها البعض، ويمكن فهم هذه القراءات من خلال ما يلي:

فشل الجهاز التنفسي

الاختلال	فشل الجهاز التنفسي النوع الأول	فشل الجهاز التنفسي النوع الثاني
​pH	↑↑ or N	↓↓ or N
PaO2	↓↓	↓↓
​PaCO2	↓↓ or N	↑↑
HCO3	N	↑↑ or N

تشمل قراءات تحليل غازات الدم التي تشير إلى فشل الجهاز التنفسي على ما يلي:

• انخفاض ضغط الأكسجين الجزئي: قد يعني انخفاض ضغط الأكسجين الجزئي (PaO2) ↓ عن 75 مليمتر زئبقي في تحليل غازات الدم أن هناك نقص في الأكسجين أو فشل الجهاز التنفسي.

• عندما يكون ضغط ثاني أكسيد الكربون الجزئي طبيعي (PaCO2) ↔️ في تحليل غازات الدم، ولكنه مترافق بانخفاض ضغط الأكسجين الجزئي (PaO2) ↓ عن 75 مليمتر زئبقي، فهذا يشير إلى الإصابة بالنوع الأول من فشل الجهاز التنفسي، أي أن هناك تلف في أنسجة الرئة يمنعها من تزويد الدم بالأكسجين الكافي.

• يشير ارتفاع الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون (PaCO2) ↑ عن 45 مليمتر زئبقي المترافق بانخفاض الضغط الجزئي للأكسجين (PaO2) ↓ عن 75 مليمتر زئبقي في تحليل غازات الدم إلى الإصابة بالنوع الثاني من فشل الجهاز التنفسي، ويحدث النوع الثاني من فشل الجهاز التنفسي عندما يكون الجهاز التنفسي غير قادر على على إزالة ثاني أكسيد الكربون بكفاءة من الجسم، مما يؤدي إلى الإصابة بفرط ثاني أكسيد الكربون (بالانجليزي: Hypercapnia).

توازن الأحماض والقواعد

كما هو مذكور في الجدول السابق فإن الدم يكون متعادل عندما تتراوح قيمة الرقم الهيدروجيني (درجة الحموضة) بين 7.35 – 7.45، أي أن الأرقام التي تقل عن 7.35 في تحليل غازات الدم تعني أن الدم حمضي، أما الأرقام التي تزيد عن 7.45 فتعني أن الدم قاعدي.

بمجرد تقرير أن الدم حمضي أم قاعدي يجب أن يتم تحديد مصدر حموضة أو قاعدية الدم، ويمكن الوصول إلى سبب التغير في تواز الأحماض والقواعد في الدم سواء كان قادماً من الجهاز التنفسي أم من عمليات الأيض من خلال الشرح والأرقام في الفقرات والجدول التالي.

		لا تعويضي
الاختلال ↓	pH	PaCO2	HCO3	Base excess/deficit
الحماض التنفسي Res.acidosis	​↓↓	​↑↑	N	​↑↑ or N
القاعدية التنفسية Res.alkalosis	​↑↑	​↓↓	​N	↑↑ or N
الحماض الأيضي Metab.acidosis	​↓↓	N	​↓↓	↓↓
القاعدية الأيضية Metab.alkalosis	↑↑	N	​↑↑	↑↑

		تعويضي
الاختلال ↓	pH	PaCO2	HCO3	Base excess/deficit
الحماض التنفسي Res.acidosis	↓↓ or N	↑↑	↑↑	​↑↑ or N
القاعدية التنفسية Res.alkalosis	↑↑ or N	​↓↓	​↓↓	​​↑↑ or N
الحماض الأيضي Metab.acidosis	​↓↓	​↓↓	​↓↓	​↓↓
القاعدية الأيضية Metab.alkalosis	↑↑	↑↑	↑↑	​↑↑

حموضة الدم التنفسية

يجب التذكر أن بقاء ثاني أكسيد الكربون في الدم يجعل الدم حمضي، وهذا يحدث عندما يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون في الدم إلى حمض الكربونيك (H2CO3).

بناءً على ما سبق فإن انخفاض الرقم الهيدروجيني (pH) ↓ إلى أقل من 7.35 مع ارتفاع الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون (PaCO2) ↑ إلى أكثر من 45 مليمتر زئبقي في تحليل غازات الدم يعني أن الجسم يحتفظ بثاني أكسيد الكربون وغير قادر على التخلص منه، مما يجعل الدم حمضي. وتشمل أسباب حموضة الدم التنفسية على ما يلي:

1. الوذمة الرئوية (تجمع السوائل في الرئة).

2. الاضطرابات العصبية العضلية (مثل التصلب العصبي المتعدد أو الحثل العضلي).

3. السمنة المفرطة.

4. الجنف، أي الاعوجاج الجانبي للعمود الفقري.

للمزيد: الرجفان البطيني

اختلال البيكربونات

يتم إنتاج البيكربونات في الكلى لتعمل على تعديل حموضة الدم والحفاظ عليها ضمن النطاق الطبيعي، ولكن تستغرق الكلى بعض الوقت لإنتاج البيكربونات، لذا عندما يعاني المريض من حموضة الدم التنفسية نتيجة لاحتفاظ الجسم بثاني أكسيد الكربون لا تتمكن الكلى من إنتاج البيكربونات بالسرعة الكافية للتخلص من حموضة الدم، وغالباً ما يرتبط التغير في ثاني أكسيد الكربون بتعويض أو عدم تعويض بمستوى البيكربونات.

يشير ارتفاع البيكربونات (HCO3) ↑ إلى أكثر من 26 ملي مكافئ/لتر في تحليل غازات الدم إلى احتفاظ الجسم بثاني أكسيد الكربون، وأن الكلى استجابت لهذا الارتفاع في الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون بإنتاج المزيد من البيكربونات لكي تحافظ على الرقم الهيدروجيني للدم متعادل.

عادةً ما يظهر ارتفاع البيكربونات في تحليل غازات الدم لدى المرضى الذين يعانون من الانسداد الرئوي المزمن، عندما تعجز الرئتين عن التخلص من ثاني أكسيد الكربون.

قاعدية الدم التنفسية

تحدث قاعدية الدم التنفسية أو القلاء التنفسي عندما يكون معدل تنفس المريض مرتفع وينفخ الكثير من ثاني أكسيد الكربون إلى الخارج، مما يتسبب في زيادة الرقم الهيدروجيني (pH) ↑ للدم عن 7.45، وانخفاض الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون (PaCO2) ↓ إلى أقل من 35 مليمتر زئبقي في تحليل غازات الدم.

من الأسباب الشائعة لقاعدية الدم فرط التنفس على سبيل المثال بسبب القلق يؤدي إلى ارتفاع الأكسجين وانخفاض ثاني أكسيد الكربون، يعاني المرضى المصابين بجلطة الرئة أيضاً من القلاء التنفسي ولكن يكون لديهم الضغط الجزئي للأكسجين منخفض والضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون منخفض أيضاً.

تشمل أسباب القلاء التنفسي على ما يلي:

1. الألم.

2. الأورام.

3. الصدمة.

4. الإفراط في التنفس.

5. فقر الدم الشديد.

6. أمراض الكبد.

7. جرعة زائدة من بعض أنواع الأدوية (مثل الساليسيلات أو البروجسترون).

حموضة الدم الأيضية

عندما يكون مصدر حموضة الدم أيضي فإن الرقم الهيدروجيني ينخفض (pH) ↓ إلى اقل من 7.35، وتنخفض البيكربونات (HCO3) ↓ إلى أقل من 22 ملي مكافئ/لتر في تحليل غازات الدم.

يمكن أن تحدث حموضة الدم الأيضية نتيجة للأسباب التالية:

1. ارتفاع اللاكتات بسبب التنفس اللاهوائي، مما يعني أن هناك نقص أكسجين ولا تتلقى الأنسجة كفايتها من الأكسجين.

2. ارتفاع الكيتونات وعادةً ما ترتفع الكيتونات لدى مرضى السكري (الحماض الدم السكري).

3. زيادة أيونات الهيدروجين في الدم، وتحدث بسبب الفشل الكلوي، أو انحلال العضلات (تلف العضلات)، أو الحماض النبيبي الكلوي عندما تفشل الكلى في إزالة الأحماض من الدم.

4. انخفاض البيكربونات، ويحدث بسبب الإسهال، أو الفشل الكلوي، أو الحماض النبيبي الكلوي.

5. الجفاف الشديد.

6. الجرعات الزائدة من بعض أنواع الأدوية.

قاعدية الدم الأيضية

يحدث القلاء الدموي أو قاعدية الدم الأيضية عندما يرتفع الرقم الهيدروجيني (pH) ↑ للدم عن 7.45، وترتفع البيكربونات (HCO3) ↑ إلى أكثر من 26 ملي مكافئ/لتر في تحليل غازات الدم، ويمكن أن تحدث قاعدية الدم الأيضية نتيجة للأسباب التالية:

• فقدان أيونات الهيدروجين بسب القيء.

• زيادة نشاط هرمون الألدوستيرون الذي يجعل الكلى تحتفظ بالماء والصوديوم، حيث تؤدي زيادة نشاط الالدوستيرون إلى فقدان أيونات الهيروجين. وتحدث زيادة نشاط الألدوستيرون نتيجة للأسباب التالية:

1. متلازمة كون.

2. السكتة القلبية.

3. مدرات البول.

4. تليف الكبد.

• الاستخدام الزائد للأدوية المضادة لحموضة المعدة.

• انخفاض مستويات البوتاسيوم.

للمزيد: الالتهاب الرئوي

المراجع

1. Castro D, Patil SM, Keenaghan M. Arterial Blood Gas. [Updated 2022 Sep 12]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 Jan-. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK536919/

2. Sood, P., Paul, G., & Puri, S. (2010). Interpretation of arterial blood gas. Indian journal of critical care medicine : peer-reviewed, official publication of Indian Society of Critical Care Medicine, 14(2), 57–64. https://doi.org/10.4103/0972-5229.68215

3. Trulock EP III. Arterial Blood Gases. In: Walker HK, Hall WD, Hurst JW, editors. Clinical Methods: The History, Physical, and Laboratory Examinations. 3rd edition. Boston: Butterworths; 1990. Chapter 49. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK371/

4. Burns G. P. (2014). Arterial blood gases made easy. Clinical medicine (London, England), 14(1), 66–68. https://doi.org/10.7861/clinmedicine.14-1-66

5. Singh, V., Khatana, S., & Gupta, P. (2013). Blood gas analysis for bedside diagnosis. National journal of maxillofacial surgery, 4(2), 136–141. https://doi.org/10.4103/0975-5950.127641

6. Williams A. J. (1998). ABC of oxygen: assessing and interpreting arterial blood gases and acid-base balance. BMJ (Clinical research ed.), 317(7167), 1213–1216. https://doi.org/10.1136/bmj.317.7167.1213

7. Yee, J., Frinak, S., Mohiuddin, N., & Uduman, J. (2022). Fundamentals of Arterial Blood Gas Interpretation. Kidney360, 3(8), 1458–1466. https://doi.org/10.34067/KID.0008102021

8. Amrita, J., & Singh, A. P. (2022). Role of arterial blood gas (ABG) as a valuable assessment tool of disease severity in SARS-CoV-2 patients. Journal of medical biochemistry, 41(1), 47–52. https://doi.org/10.5937/jomb0-30927