酸碱平衡紊乱

第二节、反映酸碱平衡的指标及酸碱失衡的分类
一、常用指标及其意义
• （三）反映代谢性因素的指标有两类 • 1. 排除呼吸因素影响的代谢指标
• 即是指标准条件下测取的代谢指标（动脉血样品在 38℃、 血氧饱和度100%、用PaCO240 mmHg的气体平衡后测）。 • （1）缓冲碱（buffer base, BB） • 在标准条件下 1升动脉血中具有缓冲作用的碱性物质的总量 （包括血浆和血细胞内）。正常值：45-52 mmol/L。代酸和 慢性呼碱时BB减少，代碱和慢性呼酸时BB增多。
第一节、酸碱的自稳态
三、酸碱平衡的调节
• 上述因素共同维持酸碱平衡，但在作用时间和强度上有差 别： • 血液缓冲最为迅速，但不持久 • 肺的调节效能大，也很迅速，数分钟内开始发挥作用， 30 分钟达峰，但仅能调节挥发酸 • 细胞的缓冲能力较强，但约3-4h后才发挥作用 • 肾脏调节更慢，数小时发挥作用，3-5天才达峰，但其作用 强大且持久，能有效排除固定酸
第一节、酸碱的自稳态
二、体液酸碱物质的来源
• （一）酸主要由体内代谢产生 • 3. 食物或药物是固定酸的另一来源：
• 摄入酸性食物（如乙酸）或服用酸性药物（如水杨酸）， 成为酸的另一来源，但量较少。
第一节、酸碱的自稳态
二、体液酸碱物质的来源
• （二）碱主要来自食物 • 特别是蔬菜、瓜果中的有机酸盐，如柠檬酸盐、苹果酸盐、 草酸盐，均可接受 H+ 转化为柠檬酸、苹果酸和草酸，进一 步代谢为 CO2和H2O，而金属盐离子则可与 HCO3-结合生成 碱性盐。 • 正常情况下，人体碱的生成量比酸少的多。
• 缓冲能力强，总含量占血液缓冲总量一半以上
• 可以进行开放性调节：CO2和通过肺排除；HCO3-能通过肾 调节 • 仅缓冲固定酸，挥发酸的缓冲主要靠非碳酸氢盐缓冲系统， 特别是血红蛋白、氧合血红蛋白系统，磷酸盐系统主要在 细胞内液发挥作用，蛋白质缓冲系统存在于细胞内，最后 发挥作用
第一节、酸碱的自稳态
第二节、反映酸碱平衡的指标及酸碱失衡的分类
一、常用指标及其意义
• （三）反映代谢性因素的指标有两类 • 1. 排除呼吸因素影响的代谢指标
• （2）碱剩余（base excess, BE）
• 在标准条件下 1 升动脉血加酸或碱滴定到 pH7.4 时，所用的 酸或碱量（需用酸表明血液碱多，以“ + ”值表示；需用碱 表明血液酸多，以“ - ”值表示）。 • 标准条件下动脉血中所含碱量较正常多或少多少。
• 正常值：0±3 mmol/L (-3 ~ +3 mmol/L)
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一、常用指标及其意义
• （三）反映代谢性因素的指标有两类 • 1. 排除呼吸因素影响的代谢指标
• （3）标准碳酸氢盐（standard bicarbonate, SB）
• 在标准条件下1升动脉血中的 HCO3-含量。 • 正常值：22-27 mmol/L（24±3 mmol/L）
第一节、酸碱的自稳态
三、酸碱平衡的调节
• （四）组织细胞通过膜内外的离子交换和细胞内液的缓冲 系统起调节作用 • 细胞的缓冲作用首先通过细胞膜上的离子交换后实现。红 细胞、肌细胞、骨组织均能发挥这种作用 • 细胞膜可进行H+-K+交换（酸中毒伴有高钾血症的另一个原 因）、 Cl--HCO3-交换、 H+-Na+交换、 Na+-K+交换。通过上 述交换，将细胞外的酸碱失衡转至细胞内，再通过胞内的 缓冲系统（血红蛋白系统、氧合血红蛋白系统、磷酸盐系 统、蛋白质系统）缓冲，这种缓冲作用约3-4h显现出来
• 1. pH主要取决于HCO3-/PaCO2，pH=7.4时HCO3-/PaCO2为 20：1。比值减小发生酸中毒，比值增大发生碱中毒
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一、常用指标及其意义
• （一）pH是反映酸碱度的指标 • 2. 式中[HCO3-]是受肾脏调节的代谢性因素，PaCO2是受肺 脏调节的呼吸性因素，故血 pH受代谢和呼吸两方面因素调 节。由代谢因素改变引起的酸碱平衡紊乱称代谢性酸（碱） 中毒，由呼吸因素改变引起的则称为呼吸性酸（碱）中毒 • 3. 当病因引起[HCO3-]或PaCO2任何一项原发性改变时，机 体代偿必将时另一项发生继发性同方向变化，以维持 pH恒 定。若能维持 pH在正常范围，则称为代偿性酸碱平衡紊乱； 若不能维持，则称为失代偿性酸碱平衡紊乱
• 因为血液中CO2含量的变化会直接影响[HCO3-]的量
• CO2+H2O ⇌ H2CO3 ⇌ HCO3-+H+
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第二节、反映酸碱平衡的指标及酸碱失衡的分类
一、常用指标及其意义
• （三）反映代谢性因素的指标有两类 • 3. AB和SB的差值反映了呼吸因素对酸碱平衡的影响
• 两者为不同条件下测得的同一物质（[HCO3-]）的量；
• SB仅受病因和肾代偿的影响； • AB除受病因和肾代偿影响外，还直接受PaCO2影响。
第一节、酸碱的自稳态
三、酸碱平衡的调节
• 尽管机体不断生成和摄取酸碱物质，但血液 pH值并不发生 显著变化，这是由于体液缓冲系统以及肺、肾对酸碱平衡 的调节，保持了酸碱稳态。 • （一）血液缓冲系统是维持酸碱稳态的第一线反应
• 血液缓冲系统由弱酸及相应的弱酸盐组成
第一节、酸碱的自稳态
三、酸碱平衡的调节
第一节、酸碱的自稳态
一、酸碱的概念
• 在化学反应中，凡能释放 H+ 的物质，称为酸，如 H2CO3 、 HCl、NH4+、H2SO4
• 凡能接受H+的物质称为碱，如OH-、HCO3-、NH3、SO42-
• 酸释放 H+ 的同时，必然有一种碱的形成，称为共轭碱；碱 接受 H+ 的同时，必然有一种酸的形成，故酸总是与相应的 碱形成一个共轭体系。如： • H2CO3⇌H++ HCO3H2PO4- ⇌ H++HPO42• NH4+ ⇌ H++ NH3 HPr ⇌ H++Pr-
• pH在正常范围内，可以表示无酸碱失衡，也可表示完全代 偿的酸碱失衡，或同时存在严重程度相当的酸中毒和碱中 毒，使pH变动相互抵消。故须进一步测定PaCO2和[HCO3-]
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一、常用指标及其意义
• （二）PaCO2是反映呼吸性因素的指标 • PaCO2是指血浆中呈物理溶解的CO2分子产生的张力。由于 CO2通过呼吸膜弥散快，PaCO2相当于肺泡气 CO2分压，故 测 定 PaCO2 有助 于 了解 肺 泡通气 量 的情况 。 通气不 足 ， PaCO2升高；通气过度，PaCO2降低。故PaCO2是反映呼吸 性因素的指标，正常值33-46mmHg，均值为40mmHg。 • PaCO2>46mmHg ，表示通气不足， CO2 潴留，见于呼酸或 代偿后的代碱； PaCO2<33mmHg ，表示通气过度， CO2 排 出过多，见于呼碱或代偿后的代酸。
酸碱平衡紊乱
概述
• 机体内环境必须具有适宜的酸碱度才能维持正常的代谢和 生理功能。酸碱度相对恒定是维持内环境稳态的重要组成 部分。 • 正常生理情况下，机体经常摄入酸或碱性食物，在代谢过 程中也不断生成酸或碱性产物，但依靠体内的缓冲和调节 功能仍相对恒定，表现为动脉血 pH 保持在 7.35-7.45 。这种 机体自动维持体内酸碱相对稳定的过程，称为酸碱平衡。 • 病理情况下，因酸碱超负荷、严重不足和（或）调节机制 障碍，导致体内酸碱稳态破坏，称为酸碱失衡。
三、酸碱平衡的调节
• （二）肺脏通过控制挥发酸的释出维持pH值相对恒定 • 肺通过改变肺泡通气量来控制挥发酸的释出 ，使血浆中 [H2CO3]/[HCO3-]的比值接近正常，以保持pH相对恒定 • 受延髓呼吸中枢控制，呼吸中枢接受来自中枢及外周化学 感受器的调节
第一节、酸碱的自稳态
三、酸碱平衡的调节
• 碳酸可释放 H+ ，也可形成气体 CO2 从肺排出，所以称为挥 发酸。CO2和H2O结合为H2CO3的可逆反应虽可自发进行， 但主要是在碳酸酐酶（CA）的作用下进行，CA主要存在于 红细胞、肾小管、肺泡和胃黏膜的上皮细胞。
• 任何使机体代谢率增加的因素（如运动、发热等）均可导 致CO2的产生增加，通过肺的调节增加CO2的呼出。通常将 肺对CO2呼出量的调节称为酸碱平衡的呼吸性调节。
• SB升高：代碱或慢性呼酸
• SB降低：代酸或慢性呼碱
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第二节、反映酸碱平衡的指标及酸碱失衡的分类
一、常用指标及其意义
• （三）反映代谢性因素的指标有两类 • 2. 受呼吸因素影响的代谢指标
• 实际碳酸氢盐（actual bicarbonate, AB）即动脉血密封未经 标准条件校准直接测其中碱量即 1升动脉血在隔绝空气条件 下测得的HCO3-量。正常值：22-27 mmol/L（24±3 mmol/L） • 意义与SB相同，即代碱或慢性呼酸AB、SB均升高；代酸或 慢性呼碱AB、SB均降低 • 但AB和SB的差值反映了呼吸因素对酸碱平衡的影响
• （三）肾脏通过调节排出固定酸或保留碱的量维持 pH相对 恒定 • 1. 近端小管以Na+-H+交换方式泌H+和重吸收HCO3• 2. 远端小管和集合管主动泌H+、酸化尿液并重吸收HCO3• α闰细胞的质子泵、Na+-H+交换、H+-K+-ATP酶，同时基侧 膜Cl--HCO3-交换。另外Na+-H+交换与Na+-K+交换互相抑制 • 3. 近端小管以非离子扩散和 Na+-NH4+ 交换方式泌 NH3 和泌 NH4+，同时保碱 • 4. 远端小管和集合管以非离子扩散泌NH3
第一节、酸碱的自稳态
二、体液酸碱物质的来源
• （一）酸主要由体内代谢产生 • 2. 物质代谢的中间产物组成固定酸：
• 不能以气体形式呼出，而只能通过肾由尿排出的酸为固定 酸，或非挥发酸。如蛋白分解产生的硫酸、磷酸、尿酸； 糖酵解产生的甘油酸、丙酮酸、乳酸；脂肪分解产生乙酰 乙酸、β-羟丁酸。一般蛋白质的分解是固定酸的主要来源， 食物中蛋白质的摄入量与固定酸的生成量成正比。 • 挥发酸每天约 13-15mol 的H+ ，固定酸每天约 50-100mmolH+。 • 固定酸通过肾进行调节，称为酸碱的肾性调节。
第一节、酸碱的自稳态
二、体液酸碱物质的来源
• 人体内的酸和碱主要来自体内细胞的分解代谢，少量可以 从体外摄取。普通膳食条件下，体内产生的酸远超过碱。 • （一）酸主要由体内代谢产生 • （二）碱主要来自食物
第一节、酸碱的自稳态
二、体液酸碱物质的来源
• （一）酸主要由体内代谢产生 • 1. 三大物质代谢的终产物生成碳酸：
第二节、反映酸碱平衡的指标及酸碱失衡的分类
一、常用指标及其意义
• （一）pH是反映酸碱度的指标 • pH 值是 H+ 浓度的负对数， pH=pKa+lg[A-]/[HA] ， HA 为弱 酸，A-为弱酸盐，pKa为弱酸解离常数的负对数 • 简化后，pH∝HCO3- /PaCO2，由此得出以下推论：
第一节、酸碱的自稳态
三、酸碱平衡的调节
• （五）其他 • 肝脏可以通过尿素的合成清除NH3来调节酸碱失衡
• 在甲状旁腺素作用下，骨骼的磷酸钙分解有利于对 H+ 的缓 冲： Ca3(PO4)2+4H+ ⇌ 3Ca2++2H2PO4。故慢性酸中毒可发 生骨质脱钙，纠正后可发生低钙血症，也可出现低钾血症， 为什么？
第二节、反映酸碱平衡的指标及酸碱失衡的分类
一、常用指标及其意义
• （一）pH是反映酸碱度的指标 • 正常动脉血pH及其变化的意义：
• 血气分析仪可以直接用 pH和 CO2电极测出 pH和PaCO2，并 计算出。 pH 低（高）于 7.35 为酸（碱）血症，提示失代偿 性酸（碱）中毒。但单凭 pH不能判断酸碱失衡的类型，不 能判定是代谢性的还是呼吸性的酸碱失衡。
• （一）血液缓冲系统是维持酸碱稳态的第一线反应 • 1. 血液缓冲系统的特点是即刻发挥作用、总体能力有限
• 缓冲调节属化学反应
• 总量有限 • 仅能将强酸碱变为弱酸碱，不能彻底清除
第一节、酸碱的自稳态
三、酸碱平衡的调节
• （一）血液缓冲系统是维持酸碱稳态的第一线反应 • 2. 碳酸氢盐缓冲系统是血液中最主要的缓冲系统，其特点：