酸堿平衡和酸堿平衡紊亂-1603

1病理生理學(xué)第四章酸堿平衡和酸堿平衡紊亂

Acid-baseBalanceandAcid-baseDisturbances福建中醫(yī)藥大學(xué)林信富酸堿平衡紊亂（Acid-basedisturbance）

因酸堿負(fù)荷過度、不足或調(diào)節(jié)機(jī)制障礙導(dǎo)致體液酸堿度穩(wěn)定性失衡的病理過程3體液pH胃液0.9～1.5尿液5.0～6.0動(dòng)脈血7.35～7.45腦脊液7.31～7.34胰液7.8～8.04第一節(jié)酸堿的概念及酸堿物質(zhì)的來源和調(diào)節(jié)一、酸堿的概念

酸：能釋放H+的物質(zhì)，堿：能接受H+的物質(zhì)。酸總是與相應(yīng)的堿形成共軛體。H2CO3H++HCO3-NH4+H++NH3H2PO4-H++HPO42-HPr

H++Pr-二、酸性物質(zhì)的來源（Sourceofacid）

酸主要由體內(nèi)代謝產(chǎn)生

61.揮發(fā)酸（volatileacid）：碳酸

是體內(nèi)代謝過程產(chǎn)生最多的酸。細(xì)胞內(nèi)（腎小管、肺泡上皮、胃黏膜上皮細(xì)胞、RBC）碳酸酐酶催化CO2與水結(jié)合生成H2CO3

碳酸酐酶碳酸酐酶CO2+H2OH2CO3H++HCO3－2.固定酸（fixedacid)非揮發(fā)酸只能通過腎由尿排出的酸性物質(zhì)，如蛋白、糖、脂肪分解產(chǎn)生的H3PO4、H2SO4、尿酸、乳酸、丙酮酸、乙酰乙酸、β-羥丁酸?！鶖z入的酸性物質(zhì)食物和飲料酸性藥物(氯化銨、水楊酸)Acid-BaseDisturbance酸主要由體內(nèi)代謝產(chǎn)生（二）堿主要來自食物

蔬菜和水果中所含的有機(jī)酸鹽多為堿性鹽如：檸檬酸鹽、蘋果酸鹽和草酸鹽等體內(nèi)代謝過程產(chǎn)生少量堿，如NH3。

體內(nèi)堿的生成量遠(yuǎn)少于酸。Acid-BaseDisturbance思考與拓展聽說過酸性體質(zhì)嗎？什么是酸性體質(zhì)？酸性體質(zhì)與酸中毒一樣嗎？如何看待酸性體質(zhì)，包括其危害與預(yù)防？酸性體質(zhì)理論認(rèn)為蔬菜水果對機(jī)體有利是因?yàn)樗鼈兛梢蕴峁┤鯄A性物質(zhì)。你的觀點(diǎn)呢？你能更加科學(xué)、系統(tǒng)地闡述酸性體質(zhì)與堿性體質(zhì)的理論嗎？有興趣向大家展示嗎？三、酸堿平衡的調(diào)節(jié)血液的緩沖作用肺的調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外離子交換的調(diào)節(jié)作用腎的調(diào)節(jié)（一）血液緩沖HCl+NaHCO3→NaCl+H2CO3→CO2+H2O

NaOH+H2CO3→NaHCO3+H2O接受H+或釋放H+

，減輕pH變動(dòng)的程度

血液緩沖:HPr

Pr－H2PO4HPO42-－H2CO3(1)HCO3－(20)

pH∝特點(diǎn)含量多；反應(yīng)快；不徹底，直接受腎、肺調(diào)節(jié)。

Hb-HHb

HbO2-

HHbO2

緩沖系統(tǒng)：由弱酸和其共扼堿構(gòu)成的具有緩沖酸或堿能力的混合溶液體系。全血中各緩沖系統(tǒng)的含量與分布

緩沖系統(tǒng)占全血比例%血漿HCO3-

35開放性緩沖中和固定酸細(xì)胞內(nèi)HCO3-

18Hb-及HbO2-35RBC緩沖揮發(fā)酸Pr-7腎和細(xì)胞內(nèi)HPO4-5細(xì)胞內(nèi)弱堿性環(huán)境53%①緩沖能力強(qiáng)，含量占體液總緩沖量一半以上②開放性調(diào)節(jié)：

HCl+NaHCO3NaCl+H2CO3呼吸調(diào)節(jié)

NaOH+H2CO3H2O+NaHCO3腎臟調(diào)節(jié)③可緩沖所有固定酸，不能緩沖揮發(fā)酸。Acid-BaseDisturbanceNaHCO3/H2CO3緩沖系統(tǒng)的特點(diǎn)（二）肺的調(diào)節(jié)：

呼出CO2調(diào)節(jié)血漿碳酸濃度PaCO2↑中樞化學(xué)R呼吸加深加快CO2排出↑PaCO2↑PaO2↓pH↓外周化學(xué)R呼吸中樞pH↓作用較快；代償能力有限；只對揮發(fā)性酸有效。離子交換2H+K+Na+

HCO3-Cl-特點(diǎn)反應(yīng)較慢、緩沖能力強(qiáng)、常引起血漿離子濃度變化（三）組織細(xì)胞的調(diào)節(jié)紅細(xì)胞組織部位或原發(fā)改變血漿CO2CO2+H2OH2CO3注：CA為碳酸酐酶CA氯離子轉(zhuǎn)移Cl-Cl-HCO3-H+CAHCO3-紅細(xì)胞對揮發(fā)酸的緩沖（氯離子轉(zhuǎn)移）被紅細(xì)胞內(nèi)的緩沖系統(tǒng)緩沖（Hb緩沖對最主要）。（四）腎臟調(diào)節(jié)

排酸：排泄固定酸保堿：重吸收、維持血漿HCO3-濃度

18特點(diǎn)作用慢、強(qiáng)、持久；排酸（固定酸）保堿作用重要。途徑一：NaHCO3重吸收（H+-Na+交換）近曲小管－Na+HCO3－H+H2CO3H2OCO2CAHCO3-K+K+Na+Na+

H2CO3

HCO3-

CA

H2O+CO2

Na+Na+

H+途徑二磷酸鹽緩沖，酸化尿液HPO42－HPO42－H2OH+OH－H+H+ATP酶H2PO4－CO2HCO3－CAHCO3－遠(yuǎn)端腎單位Cl－Cl－途徑三：氨的分泌NH3谷氨酰氨NH4+Na+

HCO3－HCO3－K+K+Na+Na+NH3近、遠(yuǎn)端腎單位GTGT谷氨酸α–酮戊二酸Na+Na+H+H+H++H＋負(fù)荷即時(shí)數(shù)分鐘數(shù)小時(shí)數(shù)小時(shí)數(shù)天緩慢肺呼吸腎臟骨骼血液血漿緩沖對紅細(xì)胞Hb緩沖對其它緩沖對調(diào)節(jié)頻率和深度，改變肺泡通氣量骨鹽溶解排H＋、泌NH3重吸收HCO3－

H2CO3H2O＋CO2Ca2＋＋H2PO4排出固定酸保堿排出體外體細(xì)胞2～4小時(shí)H＋－K＋交換細(xì)胞內(nèi)緩沖對細(xì)胞外液

H＋正常調(diào)節(jié)正常調(diào)節(jié)正常調(diào)節(jié)病理作用必要時(shí)起作用對固定酸緩沖緩沖輸送揮發(fā)酸慢性代謝性酸中毒時(shí)的代償23第二節(jié)酸堿平衡紊亂的類型及常用指標(biāo)Classificationofacid-basedisturbancesandlaboratorytests一、酸堿平衡紊亂的分類respiratory[HCO3-]↓[HCO3-]↑PaCO2↑PaCO2↓metabolicmetabolicrespiratorypHacidosisalkalosis按pH分按原因分單純性：代酸、代堿、呼酸、呼堿混合性：雙重性、三重性25二、常用檢測指標(biāo)（

Laboratorytests）1.酸堿度（pH值）概念：溶液中[H+]的負(fù)對數(shù)正常值：7.35-7.45意義：酸堿平衡紊亂的性質(zhì)及嚴(yán)重程度<7.35失代償性酸中毒>7.45失代償性堿中毒正常?代償性:如代酸時(shí)出現(xiàn)kussmal呼吸某些混合型：如代酸合并代堿正常，無酸堿平衡紊亂2.動(dòng)脈血CO2分壓(PaCO2)血漿中物理溶解狀態(tài)的CO2分子產(chǎn)生的張力反映肺的通氣狀態(tài)，PaCO2與肺的通氣量成反比正常值：40mmHg(33-46)

[H2CO3]：40X0.03=1.2mmol/LPaCO2↑呼酸、代償后的代堿PaCO2↓呼堿、代償后的代酸3.標(biāo)準(zhǔn)碳酸氫鹽

（standardbicarbonate，SB）28概念：標(biāo)準(zhǔn)條件下測得的血漿HCO3-濃度標(biāo)準(zhǔn)條件：38℃；Hb完全氧合；PCO240mmHg正常值：24mmol/L意義：原發(fā)性升高——代堿

原發(fā)性降低——代酸4.實(shí)際碳酸氫鹽

（actualbicarbonate，AB）29概念：實(shí)際條件下測得的血漿HCO3-濃度實(shí)際條件：隔絕空氣；實(shí)際血氧飽和度；PCO2正常值：24mmol/L意義：原發(fā)性——代堿

原發(fā)性——代酸30AB＞SBCO2蓄積AB＜SBCO2排出過多AB=SB正常SB：代謝性因素AB：呼吸因素＋代謝性因素AB-SB：呼吸因素5.緩沖堿（bufferbase，BB）31概念：血液中一切具有緩沖作用的陰離子總量正常值：48mmol/L意義：原發(fā)性降低——代酸

原發(fā)性升高——代堿

6.堿剩余（baseexcess，BE）32概念：標(biāo)準(zhǔn)條件下，將1升全血或血漿滴定到pH7.40所需的酸或堿的量正常值：0±3mmol/L意義：BE正值增大——代堿BE負(fù)值增大——代酸

7.

陰離子間隙（aniongap,AG）血漿中未測定的陰離子與未測定的陽離子的差值A(chǔ)GAG＝UA－UC

＝Na＋－(Cl-＋HCO3-)

＝140－(104＋24)＝12mmol/L（10-14）AG>16mmol/L↓

AG增高型代謝性酸中毒磷酸鹽/硫酸鹽/乳酸/酮體↑水楊酸/甲醇中毒Na＋UCCl-HCO3-UA意義:反映血漿固定酸含量區(qū)分代酸的類型和混合型酸堿平衡紊亂常用指標(biāo)的意義pH酸堿度PaCO2ABSBBBBEAG代謝性酸中毒呼吸性因素代謝性因素35第三節(jié)單純型酸堿平衡紊亂（Simpleacid-basedisturbance）一、代謝性酸中毒（metabolicacidosis）概念：細(xì)胞外液[H+]↑和（或）HCO3-丟失引起的pH下降，以血漿[HCO3-]原發(fā)性↓為特征?酸多（一）原因與機(jī)制腎臟排酸保堿功能障礙：腎衰竭、腎小管酸中毒、應(yīng)用碳酸酐酶抑制劑HCO3-直接丟失過多腹瀉、腸道引流、腸道瘺管、大面積燒傷代謝功能障礙乳酸酸中毒、酮癥酸中毒其他原因外源性固定酸攝入過多、高血鉀、血液稀釋反常性堿性尿（paradoxicalbaseuria）38酸中毒病人排出堿性尿高鉀血癥：遠(yuǎn)端腎小管K+-Na+交換增加H+-Na+交換減少，泌H+減少腎小管酸中毒

（二）分類AG增高型：血固定酸↑→消耗AG正常型：HCO3-丟失，Cl-代償性升高Cl-AGHCO3-Cl-↑AGHCO3-Cl-AG↑HCO3-AG增高型正常AG正常型乳酸/酮癥/水楊酸中毒/腎衰輕中度腎衰/腎小管酸中毒/CA抑制劑/含氯酸性鹽↑/消化道丟失（三）機(jī)體的代償調(diào)節(jié)（Compensation）

1.血漿的緩沖及細(xì)胞內(nèi)外離子交換：H++HCO3-=H2CO340緩沖作用即刻發(fā)生，HCO3-被不斷消耗細(xì)胞外液腎小管腔[H＋]H＋+Pr-→HPr血[K＋]

K＋H＋

Na＋交換K＋

Na＋交換2-4小時(shí)起作用，易引起高鉀血癥外周化學(xué)感受器2肺的代償調(diào)節(jié)：H＋↑呼吸中樞興奮呼吸加深加快CO2排出↑作用迅速強(qiáng)大，30min見效，12-24h達(dá)高峰最大極限：PaCO2可降到10mmHgPaCO2↓[H2CO3]↓[HCO3-]↓pH↑3、腎臟的代償調(diào)節(jié)pH↑HCO3-重吸收↑HCO3-生成↑泌NH4+↑CA活性

↑谷氨酰胺酶活性

↑排出H+↑HCO3-↑泌H+↑起效慢，3-5天達(dá)高峰效率高，作用持久由腎臟疾病引起者代償作用差機(jī)體對代謝性酸中毒的代償反應(yīng)43

細(xì)胞外緩沖即刻反應(yīng)中和H+PaCO2降低細(xì)胞內(nèi)緩沖腎代償胞外H+與細(xì)胞內(nèi)K+交換排H+↑

保堿幾分鐘2～4小時(shí)3～5天代酸呼吸代償血?dú)庾兓疭B↓

AB↓BB↓、BE負(fù)值↑、pH↓繼發(fā)性變化：PaCO2↓、AB<SB、血K＋↑（四）代酸對機(jī)體的影響1、心血管系統(tǒng)1）致死性室性心律失常

H+-K+交換↑→血鉀↑→傳導(dǎo)阻滯/室顫2）心肌收縮力↓

[H+]抑制Ca2+內(nèi)流與釋放、抑制Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合↓3）血管對兒茶酚胺的反應(yīng)性↓

→血管擴(kuò)張、血壓↓→休克2、中樞神經(jīng)系統(tǒng)：代謝障礙

嚴(yán)重者呼吸、血管運(yùn)動(dòng)中樞麻痹→死亡1）pH↓→氧化酶活性↓→氧化磷酸化↓→ATP↓2）pH↓→谷氨酸脫羧酶活性↑→γ-氨基丁酸3、骨骼系統(tǒng)：慢性腎衰→骨骼鈣鹽釋放↑→小兒生長遲緩、纖維性骨炎、佝僂病、成人骨軟化癥（五）防治原則防治原發(fā)?。ɑ驹瓌t和主要措施）糾正水/電解質(zhì)紊亂(血鉀、血鈣)恢復(fù)血容量改善腎功能堿性藥物的應(yīng)用輕癥口服補(bǔ)堿(碳酸氫鈉等)重癥血?dú)獗O(jiān)護(hù)下分次補(bǔ)堿、量宜小不宜大★補(bǔ)堿時(shí)特別注意防止糾酸后發(fā)生:

低血鉀與低血鈣Ca2+

+血漿蛋白結(jié)合鈣OH-H+二、呼吸性酸中毒（Respiratoryacidosis）CO2排出障礙或吸入過多引起的pH下降，以血漿[H2CO3]原發(fā)性升高為特征㈠原因和機(jī)制：CO2排出障礙CO2吸入↑呼吸中樞抑制呼吸道阻塞呼吸肌麻痹胸廓病變肺部病變?nèi)斯ず粑魍饬俊諝庵蠧O2含量↑（二）分類※急性呼吸性酸中毒急性氣道阻塞急性心源性肺水腫中樞/呼吸肌麻痹引起的呼吸暫停※慢性呼吸性酸中毒（>24小時(shí)）慢性阻塞性肺部疾病(COPD)

肺廣泛纖維化肺不張（三）機(jī)體的代償調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)緩沖腎代償排H＋保HCO3-10～30min3～5d呼酸胞外H+與細(xì)胞內(nèi)K+交換細(xì)胞內(nèi)的緩沖和細(xì)胞內(nèi)外離子交換作用迅速，急性呼酸的主要代償緩沖作用有限，不能完全代償或失代償CO2+H2OH++HCO3-Hb-↓HHbCO2+H2OH2CO3CAK+H++HCO3-H2O+CO2H2CO3CACl-腎臟的代償調(diào)節(jié)作用pH↑HCO3-重吸收↑HCO3-生成↑泌NH4+↑CA活性

↑谷氨酰胺酶活性

↑排出H+↑HCO3-↑泌H+↑起效慢，3-5天達(dá)高峰，見于慢性呼酸效率高，作用持久，輕/中度慢性呼酸可完全代償血?dú)夥治?5急性：pH↓↓PaCO2↑AB＞SB

HCO3－代償性↑1mmol/L

:PaCO2↑10mmHg慢性：pH↓

PaCO2↑AB＞SB

HCO3－代償性↑3.5mmol/L：PaCO2↑10mmHg

代償后，代謝性指標(biāo)升高（四）對機(jī)體的影響與代酸相似，但中樞酸中毒明顯，CNS癥狀更明顯

二氧化碳直接舒張血管，使腦血流量增加，脂溶性二氧化碳更易通過血腦屏障56（五）防治的病理生理基礎(chǔ)57◎防治原發(fā)病去除呼吸道梗阻興奮呼吸中樞使用人工呼吸機(jī)◎改善通氣功能，↓PaCO2

腎臟代償：慎用人工呼吸器(以免堿中毒)慢性呼酸：慎用堿性藥物三、代謝性堿中毒（metabolicalkalosis）概念：細(xì)胞外液

堿增多和(或)H+丟失引起的pH升高，以血漿[HCO3-]原發(fā)性增高為特征（一）原因和機(jī)制：

1.酸性物質(zhì)丟失過多經(jīng)胃丟失：劇烈嘔吐、胃液引流H+丟失低氯性堿中毒低鉀性堿中毒血容量減少，醛固酮增多經(jīng)腎丟失利尿劑：排氫、低氯性堿中毒腎上腺皮質(zhì)激素過多：醛固酮-排氫、低鉀餐后堿潮2.

HCO3-過量負(fù)荷

伴腎功能受損NaHCO3攝入↑(醫(yī)源性)乙酸鈉/乳酸鈉攝入↑/含檸檬酸鹽庫血脫水→濃縮性堿中毒3.H+

向細(xì)胞內(nèi)移動(dòng)

低鉀性堿中毒（alkalosisinducedbypotassiumdepletion）細(xì)胞內(nèi)酸中毒61細(xì)胞血[K＋]↓H+H+K+K＋腎小管H+Na＋交換↑K+

Na＋交換↓堿中毒低血鉀反常性酸性尿（二）分類鹽水反應(yīng)型堿中毒

補(bǔ)充等張或半張鹽水

胃液丟失、使用利尿劑

↓

ECF↓/血鉀↓/血氯↓↑→腎排HCO3-↓

鹽水抵抗型堿中毒全身性水腫、原發(fā)性醛固酮增多癥、血鉀↓↓、Cushing綜合征（三）機(jī)體的代償調(diào)節(jié)血液及細(xì)胞內(nèi)外離子交換的調(diào)節(jié)作用肺的代償調(diào)節(jié)作用腎的代償調(diào)節(jié)作用與代酸方式相同，方向相反血液及細(xì)胞內(nèi)的緩沖調(diào)節(jié)OH-↑H＋＋HCO3-H2CO3H＋＋Buf-

HBuf

緩沖作用即刻發(fā)生，HCO3-

↑↑＋＋H2OK+2-4小時(shí)起作用，易引起低鉀血癥H+細(xì)胞內(nèi)外離子交換的緩沖作用外周化學(xué)感受器肺的調(diào)節(jié)H＋↓呼吸中樞抑制呼吸頻率幅度↓

CO2排出↓作用迅速，24小時(shí)達(dá)高峰代償作用極限：PaCO2↑至55mmHg[H2CO3]↑[HCO3-]↑pH↓PaCO2↑腎臟的代償調(diào)節(jié)作用pH↓HCO3-重吸收↓HCO3-生成↓泌NH4+↓CA活性

↓谷氨酰胺酶活性

↓排出H+↓HCO3-↓泌H+↓起效慢，3-5天達(dá)高峰缺氯/缺鉀/醛固酮↑→泌H+↑尿呈酸性血?dú)庾兓?8原發(fā)性：pH↑SB↑AB↑BB↑BE正值↑繼發(fā)性：PaCO2↑

血[K＋]↓（四）機(jī)體的影響CNS氧離曲線左移pH↑→谷氨酸脫羧酶活性↓→γ-氨基丁酸↓→中樞抑制作用↓煩燥不安、精神錯(cuò)亂、譫妄、意識障礙pH↑→HHb與氧親合力↑→氧離曲線左移→組織缺氧精神癥狀、昏迷（四）代堿對機(jī)體的影響N-M低鉀血癥pH↑→血漿游離鈣↓→N-M應(yīng)激性↑

腱反射亢進(jìn)、肌肉抽動(dòng)、手足搐搦H+-K+交換↑→血鉀↓腎小管細(xì)胞H+-Na+交換↓、K+-

Na+交換↑→鉀排出↑→血鉀↓N-M癥狀、心律失常（五）防治原則鹽水反應(yīng)性代堿鹽水抵抗性代堿治療原發(fā)病補(bǔ)充等張或半張鹽水補(bǔ)充KCl酌情用酸糾正pH有全身性水腫，盡量少用利尿劑，防止堿中毒使用CA抑制劑→腎排酸保堿功能↓腎上腺皮質(zhì)激素↑者，使用抗醛固酮藥物四、呼吸性堿中毒（respiratoryalkalosis）肺通氣過度引起PaCO2降低、pH升高，以血漿H2CO3濃度原發(fā)性減少為特征（一）原因和機(jī)制低氧血癥/肺部病變(高原反應(yīng)/心肺疾病/胸廓病變)呼吸中樞興奮/精神障礙(腦血管障礙/腦炎/腦外傷/腦腫瘤)機(jī)體代謝旺盛(高熱/甲亢)人工呼吸機(jī)使用不當(dāng)（二）分類急性呼吸性堿中毒：24小時(shí)人工呼吸機(jī)使用不當(dāng)、高熱、低氧血癥慢性呼吸性堿中毒慢性顱腦疾病、肺部疾病、肝部疾?。ㄈC(jī)體的代償調(diào)節(jié)1.細(xì)胞內(nèi)緩沖和細(xì)胞內(nèi)外離子交換---急性呼堿75血[H2CO3]↓HCO3-

+

H+H2CO3K+K+血[K＋]↓HCO3-HCO3-H++H2CO3CO2Cl-Cl-H+HHbRBCplasma腎臟的代償調(diào)節(jié)---慢性呼堿pH↓

HCO3-重吸收↓泌NH4+↓PaCO2

↓排出H+↓HCO3-↓泌H+↓起效慢，3-5天達(dá)高峰效率高，作用持久血?dú)庾兓?7急性：pH↑↑PaCO2↓AB＜SB

PaCO2↓10mmHg，HCO3－代償性↓2mmol/L慢性：pH↑PaCO2↓AB＞SBPaCO2↓10mmHg，HCO3－代償性↓4mmol/L（四）對機(jī)體的影響更易出現(xiàn)眩暈、四肢及口周感覺異常、意識障礙、抽