酸碱平衡和酸碱平衡紊乱

接受H+或释放H+ ， 减轻pH变动的程度
8
（一）血液缓冲系统的组成（5种）
分 布 缓冲碱－－缓冲酸
HCO3------H2CO3
Pr-----HPr HPO42------H2PO4……
占全血缓冲能力 的%
35
7
血
浆
红细胞
Hb------HHb HbO2------HHbO2 HCO3------H2CO3 HPO42------H2PO4-、 有机磷酸盐 ……
20
21
§2 酸碱平衡紊乱的 类型及常用指标
22
一、酸碱平衡紊乱的类型
(Classification of acid-base disturbances)
PH
酸中毒
原发性变化
代谢性酸中毒 呼吸性酸中毒
[HCO3-] ↓
PaCO2↑
[HCO3-] ↑
碱中毒
代谢性碱中毒
呼吸性碱中毒
PaCO2↓
pH =pKa+lg [HCO3-]/[H2CO3]

What is acid?
– 来源：三大代谢、饮食
释放H+
经肺排出
1.挥发酸(Volatile acid) CO2+H2O↔H2CO3→H++HCO32.固定酸(fixed acid)
乳酸、磷酸等
经肾排出

What is base?
接受H+
5
– 来源：饮食（蔬菜、水果等）、代谢（氨基酸）
二、体液酸碱平衡的调节机制
AG
AG增大型正常血氯性 代谢性酸中毒
HCO3-
UC
UA
AG
正常
AG正常型高血氯性 代谢性酸中毒
36

呼吸性指标：
– PaCO2

代谢性指标：
– SB, BB, BE

两方面均有影响：
– pH, AB

AG的意义：
– 区分代谢性酸中毒类型，诊断混
合型酸碱平衡紊乱
37
血气分析

血气即物理状态溶解在血液中的氧气和二氧化碳，常
乳酸酸中毒 酮症酸中毒
碱少
严重肾衰 Ⅰ型肾小管性酸中毒（RTAⅠ）
3.外源性固定酸摄入过多，HCO3-缓冲消耗
水杨酸中毒 含氯的成酸性药物摄入过多
4.高血钾：使细胞外H+↑,HCO3-↓
42
代谢性酸中毒
酸多
1．固定酸产生过多，HCO3-缓冲消耗

Lactic acidosis
– 乳酸生成过多：休克、心衰、缺氧；
3.排NH4+作用
Na+-HCO3载体 NH4+-Na+ 交换体
(NH4+ -Na+交换)
近曲小管为主
18
3.排NH4+作用
(NH3弥散)
Cl--HCO3交换体
19
四种调节机制在作用时间和强度上的差别：
血液缓冲系统： 反应迅速；但缓冲作用不持久。 组织细胞的缓冲： 作用强，3－4h起作用，但易造成电解质紊乱 肺的调节： 效能最大，30min达高峰；但仅对CO2有作用 肾的调节： 对排固定酸及保碱作用大；但起效慢（3-5天）
Cl--HCO3交换体
缓冲作用有限
远端酸化
16
可滴定酸 尿液中含有H2PO4-和其他有机酸，它们所结
合的H+量，可用NaOH溶液来滴定，将尿液
滴定到pH7.4时所消耗的NaOH的mEq数就 是可滴定酸的值； 正常人为20～40mEq（mmol），约占机体 每天所产生的固定酸的总量的40%。
17
28
二、常用指标及其意义
4.标准碳酸氢盐（standard bicarbonate,SB） 和实际碳酸氢盐（actual bicarbonate,AB）

实际碳酸氢盐 (AB)是指隔绝空气的血液标本，在 实际PCO2和SO2条件下测得的血浆HCO3-的浓度。

正常值：等于SB 意义：AB受呼吸和代谢两方面因素影响。
第
四 章
酸碱平衡和酸碱平衡紊乱
Acid-base Balance and Disturbances
1
概 述
酸碱平衡（acid-base balance）
是机体通过自身调节酸碱平衡的机制来维持体液
酸碱度相对稳定的过程。
正常机体血液的[H+]：
0.000000035 ~ 0.000000045 mol/L (35 ~ 45nmol/L) pH：7.35 ~7. 45
26
二、常用指标及其意义 3.CO2结合力（CO2CP）
是指（静脉）血浆中呈化学结合状态的CO2的量。

正常值：23-31mmol/L
平均27 mmol/L，或50-70容积%
意义：主要反映血浆中HCO3-的含量
CO2CP↑：代谢性碱中毒，或代偿后的呼吸性酸中毒，
CO2CP↓: 代谢性酸中毒，或代偿后的呼吸性碱中毒。
2
酸碱平衡紊乱（acid-base disturbance）
指由于各种原因引起的酸碱超量负荷或 严重不足或调节机制障碍,而导致体液 内环境酸碱度稳定性失衡的病理过程。
3
§1 酸碱的概念及酸碱物质的 来源和调节
(Acid-base balance and its regulation )
4
一、酸碱的概念和来源
（2）含氯的成酸性药物摄入过多： 如NH4Cl、HCl、盐酸精aa、盐酸赖aa 2NH4Cl + CO2 → (NH2)2CO (尿素) + 2HCl + H2O 在HCO3-因缓冲H+而减少的同时，血浆[Cl-]也增高
32
二、常用指标及其意义
6.碱剩余（base excess，BE）
是指在标准条件下将 1L 全血或血浆滴定到 pH=7.4 时所用的
酸或碱的mmol数。若需用酸滴定，表示血液的缓冲碱过多，
即碱剩余，用正值表示（ +BE）；若需用碱滴定，表示血
液的缓冲碱不足，即碱缺失（base deficit），用负值表 示（-BE）；若无需滴定，血pH=7.4，BE=0。
血液缓冲系统 组织细胞的缓冲 肺的调节 肾的调节
6
（一）血液缓冲系统 什么是缓冲系统？
NaHCO3/H2CO3
HCl Na + + ClH++ ClH2CO3 NaCl
HCO3- + H+
接受H+或释放H+ ， 减轻pH变动的程度
7
（一）血液缓冲系统 什么是缓冲系统？
NaHCO3/H2CO3
NaOH OH - + H+ H2CO3 Na + + OH – H2O HCO3- + H+

–混合性酸碱平衡紊乱： 变化方向相反而相互抵消。

pH<7.35 pH>7.45
失代偿性酸中毒 失代偿性碱中毒
25
二、常用指标及其意义 2.动脉血CO2分压（PaCO2）
是血浆中呈物理溶解状态的CO2分子产生的张力。
正常值： (33-46mmHg)，平均40mmHg；
意义：为反映呼吸性酸碱平衡紊乱的重要指标 PaCO2>46mmHg：肺泡通气不足 见于：呼吸性酸中毒；代偿后的代谢性碱中毒 PaCO2<33mmHg：肺泡通气过度 见于：呼吸性碱中毒；代偿后的代谢性酸中毒
肾小管的泌H+和重吸收HCO3- 的作用;
对碱性磷酸盐的酸化作用; 排NH4+作用
14
1. 近曲小管的泌H+和重吸收HCO3-的作用
H+ -Na+交换
Na+-HCO3载体
H+-Na+ 交换体
15
2.远曲小管和集合管泌H+、重吸收HCO3和对碱性磷酸盐的酸化作用
α 润细胞
H+-ATP酶、H+-K+ATP酶主动泌H+
用分压表示。

临床上对患者血液所做的血气分析包括pH值、PCO2、 PO2的直接测定，现多取动脉血肝素抗凝，采用血气 分析仪自动测定，并可根据测定结果有电脑根据公式 进一步计算出碳酸氢盐含量（SB、AB）、缓冲碱
（BB）、碱剩余（BE）、总二氧化碳（TCO2），还
可有血氧含量、血氧饱和度等数值。
38
34
AG=UA-UC
Cl-
=Na+-(HCO3-+Cl-)
Na+
=140-(24+104)
=12mmol/L
HCO3AG
UC
UA
正常值：12±2mmol/L
35
意义：主要用于确定和区分代谢性酸中毒及其类型， 也有助于诊断混合型酸碱平衡紊乱。
Cl-
Cl-
Na+
Na+
HCO3AG
Na+
Cl-
HCO3-
35 18
9
（一）血液缓冲系统的组成（5种）
缓冲对 HCO3-缓冲系
血浆
红细胞
占全血缓冲能力的百分比
53
35
18
非HCO3-缓冲系
Hb及HbO2
血浆蛋白
47
35 7
无机磷酸盐
有机磷酸盐
3
2
10
（一）血液缓冲系统的特点

固定酸和碱可以被所有的缓冲系统所缓冲，其
中以HCO3-/H2CO3缓冲系统最重要：


正常值：0±3mmol/L
意义：与SB相似;
代酸——BE负值增加；代碱——BE正值增加
33
二、常用指标及其意义
7.阴离子间隙（anion gap, AG）

是指血浆中未测定阴离子（UA）与未测
定阳离子（ undetermined cation ,UC ）
间的差值，也即等于可测定阳离子与可
测定阴离子的差值。
①含量最多，占血液缓冲总量的1/2以上； ②潜力最大：碳酸受呼吸的调节，碳酸氢盐能通过肾 调节，从而增加其缓冲能力。 ③可以立即缓冲所有的固定酸（但不能缓冲挥发酸）

挥发酸的缓冲靠非碳酸氢盐缓冲系统，特别是 Hb-及HbO2-缓冲。
11
（二）组织细胞的缓冲
主要是通过细胞内外离子的交换的方式进行。 H+ -K+、H+ -Na+交换; Cl- -HCO3-的交换
40
PaCO2↑
[HCO3-] ↑
呼吸性碱中毒
PaCO2 ↓
一、代谢性酸中毒
（metabolic acidosis）
是指细胞外液H+增加和 (或) HCO3-丢失而引起的 以血浆HCO3-原发性减少为特征的酸碱平衡紊乱，

这种酸碱平衡紊乱在临床上最常见。
41
（一）原因及发病机制
代谢性酸中毒
酸多
1.固定酸产生↑ 2.酸的排出↓
代谢性因素
23 呼吸性因素
二、常用指标及其意义
1. pH：

为血液H+离子浓度（mmol/L）的负对数 正常值：7.35-7.45 pH主要取决于[HCO3-]/[H2CO3]
24

意义：
pH在7.35-7.45表示三种可能：
–酸碱平衡； –代偿性酸、碱中毒： [HCO3-]/[H2CO3]≈20:1；

Ⅰ型肾小管性酸中毒（RTA I）时，远曲小管的
泌H+功能障碍，尿液不能被酸化， H+在体内蓄积
导致血浆HCO3-浓度进行性下降。
44
代谢性酸中毒
酸多
3.外源性固定酸摄入过多，HCO3-缓冲消耗
（1）水杨酸中毒：
摄入过多阿司匹林，乙酰水杨酸在体内直接释放出H+
和水杨酸根阴离子， HCO3-因缓冲H+而减少
29

AB与SB的差值反映呼吸性因素的影响。
–SB正常，AB>SB：表示有CO2滞留
–SB正常，AB<SB：表示有CO2排除过多
–两者均高，代碱或代偿后的呼酸
–两者均低，代酸或代偿后的呼碱
30
呼酸：实际的PaCO2↑ （即高于标准条件下的40mmHg) CO2 H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3HCO3Cl31
– 乳酸利用障碍：严重肝功能障碍、酒精中毒等。

Keto-acidosis
酮体产生过多
– 糖尿病：葡萄糖利用障碍 – 饥饿、禁食：葡萄糖供给不足致使脂肪分解加速：
乙酰乙酸、 β-羟来自百度文库酸↑。
43
代谢性酸中毒
酸多
2.肾脏泌氢功能障碍（酸的排出↓）

重度肾功能衰竭时，肾小球滤过率严重下降，使 得固定酸(硫酸根、磷酸根及有机酸等)排出障碍， H+浓度增加。
12
（三）肺的调节 改变CO2的排出量 调节血浆碳酸浓度
1.中枢调节：
PaCO2↑ 间接
中枢化学感受器兴奋性↑ 延髓呼吸中 枢兴奋性↑
改变脑脊液pH
2.外周调节： PaO2↓、 pH↓、PaCO2↑
外周化学感受器兴奋性↑
13
PaCO2>80mmHg时， 中枢抑制，CO2麻醉
（四）肾的调节


27
二、常用指标及其意义
4.标准碳酸氢盐（standard bicarbonate,SB） 和实际碳酸氢盐（actual bicarbonate,AB）

标准碳酸氢盐(SB) 是指全血在标准条件下（ 38℃，
SO2=100% ， PCO2=40mmHg ），所测得血浆 HCO3- 的浓度。

正常值：22-27mmol/L平均为24mmol/L 意义：反映酸碱平衡的代谢性指标。
§3 单纯性酸碱平衡紊乱
Henderson-Hasselbach方程式 pH =pKa+log [HCO3-]/[H2CO3] 代谢性 因素
呼吸性
因素
39
单纯性酸碱平衡紊乱的四种类型：
类型 代谢性酸中毒
呼吸性酸中毒 代谢性碱中毒
原发性变化
[HCO3-] ↓
碱质不足 高碳酸血症 碱质过多 低碳酸血症
PaCO2正常时存在 的HCO3-，即SB 原有HCO3AB
二、常用指标及其意义
5.缓冲碱（buffer base, BB）
是指血液中一切具有缓冲作用的碱性物质的总和，也即血
液中全部缓冲负离子碱的总和，包括 HCO3- 、 Hb- 和 Pr- 等，
通常以氧饱和的全血测定。

正常值：45-52mmol/L（平均48 mmol/L ） 意义：反映代谢性酸碱平衡的指标，不能反映酸碱平 衡的呼吸成分（可受贫血的影响）。