第十五章----酸堿平衡(2024062025)

1、第十五章 酸堿平衡 學習目標及根本要求1掌握酸堿平衡的概念及血液、肺臟、腎臟、組織細胞對酸堿緩沖和平衡調(diào)節(jié) 的作用機制。2 熟悉體內(nèi)酸堿物質(zhì)的產(chǎn)生、 揮發(fā)性酸及固定酸的概念、 酸堿平衡失調(diào)的類型。 3了解判斷酸堿平衡失調(diào)的生化指標及臨床意義。正常人血液，平均值為 7.4。機體通過物質(zhì)代謝不斷產(chǎn)生內(nèi)源性酸性和少量的堿 性物質(zhì)，也有一定數(shù)量的外源性酸堿物質(zhì)進入體內(nèi)，均可影響血液pH 值。機體通過體液中的緩沖體系的緩沖作用和肺、腎的調(diào)節(jié)作用，排出過多的酸或堿，從而維持機 體 pH 值內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，稱為酸堿平衡 acid-base balance 。因各種原因致使體液的 pH 值相對穩(wěn)定性遭到破壞就稱

2、為酸堿平衡紊亂 acid-base imbalance。第一節(jié) 酸堿物質(zhì)的來源 體液中的酸性物質(zhì)和堿性物質(zhì)主要是組織細胞在物質(zhì)分解代謝過程中產(chǎn)生的，其 中產(chǎn)生最多的是酸性物質(zhì)，僅小局部為堿性物質(zhì)。一、酸性物質(zhì)的來源 體內(nèi)酸性物質(zhì)主要來自糖、脂類、蛋白質(zhì)及核酸的代謝產(chǎn)物，其次是飲食和藥物 中的少量酸性物質(zhì)。體內(nèi)物質(zhì)代謝產(chǎn)生的酸性物質(zhì)可分為兩大類：一、揮發(fā)性酸 volatile acid 成人體內(nèi)每天通過糖、脂肪和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的分解代謝產(chǎn)生約 300400LC02，可以通過兩種方式與水結(jié)合生成約 15 mol H2CO3。一種是與組織間液 和血漿中的水直接結(jié)合生成 H2CO3,即卩C02溶解于

3、水生成H2CO3；另一種是在紅細胞、 腎小管上皮細胞、胃粘膜上皮細胞和肺泡上皮細胞內(nèi)經(jīng)碳酸酐酶CA丨的催化與水結(jié)合生成H2CO3。H2CO3是體內(nèi)酸的主要來源，因其分解產(chǎn)生的CO2可由肺呼出而被 稱之為揮發(fā)性酸。通過肺進行的 CO2呼出量調(diào)節(jié)也稱之酸堿的呼吸性因素調(diào)節(jié)。二、固定酸 fixed acid 機體內(nèi)由含硫氨基酸分解代謝產(chǎn)生的硫酸；含磷有機物磷蛋白、核苷酸、磷脂 等分解代謝產(chǎn)生的磷酸；糖酵解產(chǎn)生的乳酸；脂肪分解產(chǎn)生的乙酰乙酸、禺羥丁酸等酸性物質(zhì)， 因不能由肺呼出而只能通過腎臟由尿液排出， 故稱為固定酸或非揮發(fā)酸 n0n-volatile acid,人體每天生成的固定酸所離解產(chǎn)生的 H+

4、與揮發(fā)酸相比要少得多，約為5090 mmol。通過腎進行排酸保堿的調(diào)節(jié)也稱之酸堿的代謝性因素調(diào)節(jié)。二、堿性物質(zhì)的來源 體內(nèi)通過三大營養(yǎng)物質(zhì)的分解代謝產(chǎn)生的堿性物質(zhì)并不多， 但人們攝入的蔬菜和 水果中含有有機酸鹽 如檸檬酸鹽、 蘋果酸鹽等，在體內(nèi)經(jīng)過生物氧化可分解成 CO2 和H2O，剩下的Na+和K+進入體液與HCOJ結(jié)合成具有堿性的碳酸氫鹽，因此蔬菜、 水果是成堿食物。物質(zhì)代謝過程中也有堿性物質(zhì)如NH3的產(chǎn)生，但數(shù)量較少。第二節(jié) 酸堿平衡調(diào)節(jié) 正常情況下，體內(nèi)各種來源的酸性物質(zhì)多于堿性物質(zhì)。因此，機體對酸堿平衡的 調(diào)節(jié)主要是針對酸而進行。 機體對酸堿平衡的調(diào)節(jié)作用主要是由三大調(diào)節(jié)體系的調(diào)節(jié)

5、作用血液緩沖體系的緩沖作用、 肺對酸堿平衡的呼吸性因素的調(diào)節(jié)作用和腎對酸堿 平衡的代謝性因素的調(diào)節(jié)作用來共同完成的。一、血液緩沖體系的緩沖作用 體外進入體內(nèi)或體內(nèi)代謝產(chǎn)生的酸、堿性物質(zhì)先后進入血液，被血液緩沖體系buffer system作用，轉(zhuǎn)變?yōu)檩^弱的酸或堿，這稱為血液的緩沖作用。雖然整個體 液對酸堿的緩沖能力是血液的 6 倍，但血液作為機體的流動組織迅速溝通細胞間液和 內(nèi)液，從而及時反映了體內(nèi)的酸堿平衡狀況。一、血液緩沖體系血液緩沖體系包括血漿緩沖體系和紅細胞緩沖體系， 都是由弱酸和其相對應的弱 酸鹽所組成。血漿緩沖體系由碳酸氫鹽緩沖對NaHCO3/H2CO3、磷酸氫鹽緩沖對Na2HPO

6、4/NaH2PO4和血漿蛋白緩沖對NaPr/HPr組成。紅細胞緩沖對那么由復原 血紅蛋白緩沖對KHb/HHb、氧合血紅蛋白緩沖對KHbO2/HHbO2、碳酸氫鹽緩 沖對KHCO3/H2CO3和磷酸氫鹽緩沖對K2HPO4/KH2PO4組成。上述七對緩沖 對實際上是由三個緩沖體系即碳酸氫鹽緩沖體系、磷酸鹽緩沖體系和蛋白質(zhì)包括 HHb、HHbO2緩沖體系所組成。這些緩沖對中，血漿中以NaHCO3/H2CO3 緩沖體系最為重要，紅細胞中以KHbO2/HHbO2、 KHb/HHb 緩沖體系最為重要。碳酸氫鹽緩沖對所以重要，是因為其 含量多， 約占血漿緩沖對含量的 50%以上；緩沖能力大， 血漿中 50%

7、以上的緩沖作用 由它完成，NaHCO3是體內(nèi)緩沖固定性酸的主要物質(zhì)，又稱堿儲。廣破酸氫盤緩沖體系NaHCOR廠血漿緩沖休乘 < 磷酸鹽孃沖體系Na2HPO4NaH2PO4'血漿蛋白煖沖體系r Na-PrlH-Pr血液緩沖體系<嚴碳酸氫鹽媛沖體系1：HC6MaCO3匕虹£胞緩沖體系 < 磷酸鹽緩沖體系嗎HpqI血紅蛋白緩沖體系"KHb ' 'K HhQg H-Hb |H_HhQ圖15-1全血各緩沖體系表15-1全血各緩沖體系的比擬緩沖體系占全血緩沖能力的百分數(shù)%HHbO2 和 HHb35有機磷酸鹽3無機磷酸鹽2血漿蛋白質(zhì)7血漿碳酸氫鹽

8、35紅細胞碳酸氫鹽18二、血液的緩沖機制血漿緩沖體系中碳酸氫鹽緩沖體系能迅速與進入血液的固定酸、堿起反響，以減弱血液pH的急劇變化。碳酸氫鹽緩沖體系可經(jīng)呼吸調(diào)節(jié)CO2分壓以調(diào)節(jié)碳酸濃度，可經(jīng)腎調(diào)節(jié)碳酸氫鈉濃度，因此，也稱碳酸氫鹽緩沖對為開放性緩沖對。從而使緩沖 體系不斷得到補充與調(diào)整，保持了持續(xù)的緩沖效應。動脈血pH值等于時測得血漿中的 HCO3-的濃度平均為24mmol/L, H2CO3的濃度 約為1.2 mmol/L，兩者比例為20 : 1。血漿pH值等于時按亨德森-哈塞巴Henderson-Hasselbach 方程計算得到NaHCO3/H 2CO3兩者比例也為 20： 1。pH = p

9、ka + lgNaHCO3H2CO3 .pH = 6.1 + Ig =6.1 + 1.3 = 7.4式中：pka是碳酸的一級解離常數(shù)，在 37C。由上式可見，只要NaHCO3/H2CO3的濃度比為20/1,血漿的pH值即可維持在7.4。也即血漿的pH值是否維持在7.4,可由血漿中NaHCO3/H2CO3的濃度比是否維持在20/1來準確反映。故體液對酸堿的緩沖作用及肺、腎對酸堿平衡的調(diào)節(jié)作用， 可以圍繞維持血漿NaHCO3/H 2CO3的濃度比值為20/1來進行。如果任何一方的濃 度發(fā)生改變，只要另一方作相應的增減，維持二者20/1的比值，那么血漿的pH值仍為7.4, 這就是代償性調(diào)節(jié)的精髓所在

10、。進入血液中的固定酸或堿由血漿緩沖體系主要是NaHCO3/H2CO3緩沖；揮發(fā)性酸H2CO3主要由紅細胞內(nèi)的復原血紅蛋白緩沖對 KHb/HHb、氧合血紅蛋白 緩沖對KHbO2/HHbO2，通過與血紅蛋白運O2過程相偶聯(lián)的緩沖機制進行緩沖。 其 中弱酸作為酸性物質(zhì)對進入血液的堿起緩沖作用；弱酸鹽作為堿性物質(zhì)對進入血液的 酸起緩沖作用。1、對固定酸的緩沖作用代謝中產(chǎn)生的固定酸H3PO4、H2SO4、酮體等，主要由NaHCO3所緩沖，使酸性較強的固定酸轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝暂^弱的 H2CO3。HA + NaHCO3一 Na - A + H2CO固定酸固定酸鈉出0 + CO此外，血漿磷酸鹽緩沖體系及血漿蛋白緩沖體

11、系對固定酸也具有緩沖作用，均可 使酸性強的固定酸轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝暂^弱的 H2CO3,易于從肺排出。2、對堿性物質(zhì)的緩沖作用堿性物質(zhì)進入血液后，大局部被 NaHCO3/H2CO3緩沖體系中的H2CO3中和，少量堿由血漿中的HPr和H2PO4-所中和，使堿性減弱。Na?CO3 + H2CO32NaHCQ由于不斷產(chǎn)生 H2CO3，因此機體對固定堿的緩沖能力很強，其中生成過多的NaHCO3可由腎排出。CO23、對揮發(fā)性酸的緩沖作用對揮發(fā)性酸的緩沖最重要的是血紅蛋白緩沖體系的緩沖作用。體內(nèi)產(chǎn)生的 約有10%在血漿中生成H2CO3,另夕卜90%進入紅細胞。組織細胞不斷產(chǎn)生的大量 CO2擴散進入紅細胞內(nèi)，在碳酸酐

12、酶CA催化下迅 速與 出0化合生成 H2CO3，后 者解離生成 呼吸性 H+，主 要由KHb/HHb和 KHbO2/HHbO2對其進行緩沖，少數(shù)由磷酸氫鹽緩沖。與此同時，HbO2沖的02擴散到組織細胞，用于細胞內(nèi)物質(zhì)的有氧氧化。HCO3-濃度升高會彌散進入血漿，同時血 漿中有等量的Cl-從血漿進入紅細胞，以維持體液的pH值中性，此種現(xiàn)象稱為氯離子 轉(zhuǎn)移。這樣就保證了紅細胞內(nèi)生成的 HCO3-不斷進入血漿生成NaHCO3。+ -CO2 + H2O - H2CO3 - H + HCO3H+ + HbO2 HHb + O 2+ H + Hb - HHbH+ + HPO42- - H,PO4-HHb

13、+ CO 2 HHbCO 2在肺部，肺泡內(nèi)PO2高，PCO2低。于是紅細胞中HCO3 H+結(jié)合生成H2CO3, H2CO3分解為CO2隨呼吸排出體外，血漿 HCO3-向紅細胞擴散，而 Cl-從紅細胞向血 漿擴散。HHbCO2 HHb + CO 2+ -HHb - H + HbHb- + O2 HbO2H2O + CO2 *擴散到血漿 肺泡 *呼出+ - - |H + HCO3 H2CO3 一圖15-2血紅蛋白對揮發(fā)性酸的緩沖作用血液緩沖體系對酸堿緩沖作用的特點是反響非常迅速，通常在數(shù)秒鐘內(nèi)就開始發(fā)揮作用，但只能起到緩沖體液 pH值劇烈變化的作用，而不能排出多余的酸堿。二、肺對酸堿平衡的調(diào)節(jié)肺對

14、酸堿平衡的調(diào)節(jié)作用是由呼吸中樞整合中樞化學感受器和外周化學感受器 傳入的刺激信號， 通過改變呼吸頻率和呼吸幅度的方式來改變肺泡通氣量， 從而調(diào)節(jié) 血中H2CO3的濃度，以維持NaHCO3/H2CO3濃度比為20/1的正常比值來實現(xiàn)的。延髓呼吸中樞的興奮性受血液中 PCO2及pH的影響，當血漿PCO2升高或血漿 pH下降時可使呼吸中樞興奮，增加肺通氣，從而排出更多的CO2；反之，當血漿PCO2 下降或血漿 pH 升高時，呼吸中樞受抑制，呼吸運動變得淺而慢，而使血漿保存較多 的 H2CO3。肺調(diào)節(jié)酸堿平衡的特點是反響較快， 調(diào)節(jié)迅速，通常在數(shù)分鐘內(nèi)就開始發(fā)揮作用， 并在很短時間內(nèi)到達頂峰，但作用并

15、不持久。三、腎臟對酸堿平衡的調(diào)節(jié) 在正常代謝過程中，機體以產(chǎn)酸性物質(zhì)為主，經(jīng)血液緩沖后，消耗了大量碳酸氫鹽，并產(chǎn)生大量碳酸。對于NaHCO3濃度的變化要依賴腎臟的調(diào)節(jié)，使其恢復正常濃 度水平，并且要保持血漿中NaHCO3/H2CO3的濃度之比為20/1。所以，在正常情況 下，腎臟對酸堿平衡的調(diào)節(jié)過程， 實際上就是一個排酸保堿的過程。 腎臟通過 H+-Na+ 交換、NH+4-Na+交換及K+-Na+交換回收NaHCO3，從而調(diào)節(jié)酸堿平衡。一、腎小管泌H+及重吸收Na+H+- Na+交換 機體在代謝過程中，產(chǎn)酸大于產(chǎn)堿。而中和多余的酸需要保存足夠的堿儲藏(NaHCO3)，腎臟通過H+-Na+交換來

16、保存NaHCO3。1、碳酸氫鹽的重吸收：NaHCO3分子量較小，流經(jīng)腎小球時可被濾入腎小管，腎小球濾過的NaHCO3在小管液中解離為Na+和HCO3-，其中的Na+與小管上皮細胞內(nèi)的H+進行轉(zhuǎn)運交換，Na+ 進入細胞后即與小管上皮細胞內(nèi)的 HCO3- 一同轉(zhuǎn)運至血液。 H+- Na +交換是一個繼發(fā) 性耗能過程，所需的能量是由基側(cè)膜上 Na+-K+-ATP酶通過消耗ATP將細胞內(nèi)Na+的 泵出，使細胞內(nèi)Na+處于一個較低的濃度，這樣有利于小管液中 Na+與細胞內(nèi)H+轉(zhuǎn)運 交換。由于小管液中的HCO3-不易透過管腔膜，因而很難進入細胞，于是小管液中的 HCO3-先與小管上皮細胞分泌的 H+結(jié)合，

17、生成H2CO3，然后H2CO3分解，生成H2O 和CO2。高度脂溶性CO2能迅速通過管腔膜進入小管上皮細胞， 并在細胞內(nèi)碳酸酐酶CA的催化下與H2O結(jié)合生成H2CO3。H2CO3解離為HCO3和H+，H+由小管上皮 細胞分泌進入小管液中，與小管液中的Na+進行交換。然后，小管上皮細胞內(nèi)的HCO3- 與通過H+- Na+交換進入細胞內(nèi)的Na+起被轉(zhuǎn)運到血液內(nèi)，從而完成 NaHCO3的重吸收。此過程并沒有真正的排出 H+，而是將腎小球濾過的絕大局部 NaHC03進行了 重吸收，這對保持血液pH穩(wěn)定有重要意義。圖15-3 H+- Na+交換與碳酸氫鹽的重吸收2、小管液中磷酸氫鹽的酸化腎小球濾液中存在

18、兩種形式的磷酸氫鹽，即Na2HPO4和NaH2PO4，是血漿中的緩沖體系，在腎小球濾液pH為7.4的時候，兩者的比值為4:1，與正常血液中的比值 相同。當腎小管上皮細胞分泌 H+增加時，分泌的H+與腎小球濾液中的Na2HPO4別離 出的Na+進行交換，即分泌一個H+，換回一個Na+。Na+進入腎小管上皮細胞與 HC03- 一起重吸收回到血漿而形成 NaHC03,從而保證了血漿中正常的NaHC03濃度。而分 泌的H+那么與小管液中NaHP04-的結(jié)合使NaH2PO4的生成增加，這便是磷酸氫鹽的酸 化。通過磷酸氫鹽的酸化加強，可使 H+的排出增加，結(jié)果導致尿液pH降低。當尿液 pH時，使兩者比值變

19、為 1:99，此時小管液中幾乎所有的Na2HP04都已轉(zhuǎn)變成了NaH2P04o因此，磷酸氫鹽的酸化在促進H+的排出過程中起到一定的作用，但作用有 限。圖15-4 H+- Na+交換與磷酸氫鹽的酸化此外，小管液中存在的如B -羥丁酸鈉、乙酰乙酸鈉、檸檬酸鈉、乳酸鈉等少量的有機酸鈉鹽分子中的Na+，在小管液pH值降至4時，可通過腎小管細胞膜上進行的H+- Na+交換而得到回收。這一途徑在酸中毒情況下較為重要Na-A + H*HA + Na有機酸鈉鹽游離有機酸二、腎小管泌NH3及Na+的重吸收NH4+- Na+交換近曲小管除泌 H+外，還能不斷地分泌NH3。近曲小管細胞內(nèi)含有谷氨酰胺酶glutami

20、nase, GT，可催化谷氨酰胺glutamine水解而釋放出NH3，谷氨酰胺谷氨酸+ NH3，局部NH3還來自氨基酸的氧化脫氨基作用，谷氨酸 -酮戊二酸+NH3o產(chǎn)生的NH3具有脂溶性，它可以通過非離子擴散泌 NH3進入小管液中，也可以 與細胞內(nèi)的H+結(jié)合生成NH4+，然后由細胞分泌入小管液中，并以 NH4+- Na+交換方 式將小管液中強酸鹽分子內(nèi)的 Na+換回。強酸鹽中的Na+進入細胞，與細胞內(nèi)的HC03- 一起通過基側(cè)膜的協(xié)同轉(zhuǎn)運進入血液，從而保持血漿中正常的 NaHC03濃度。NH4+ 可與強酸鹽中的酸根離子Cl-、SO42+等結(jié)合生成銨鹽，隨尿排出。 GT的活性受 pH值影響，酸中

21、毒越嚴重，酶的活性也越高，產(chǎn)生 NH3和-酮戊二酸也越多。遠曲小管和集合管上皮細胞內(nèi)也有 GT，可使谷氨酰胺分解而釋放 NH3。NH3被 擴散泌入小管液中，并與小管液中的 H+結(jié)合生成NH4+，然后與CI-結(jié)合生成NH4CI 從尿中排出。酸中毒時，GT活性增加，近曲小管的NH4+-Na+交換與遠曲小管泌NH3 作用加強，從而加速了 H+的排出和HC03-的重吸收。圖15-5 NH4+- Na+交換和銨鹽的排泄三、腎小管泌K+及Na+的重吸收K+-Na+交換由于腎小管管腔側(cè)細胞膜上存在著主動轉(zhuǎn)運 H+和K+的載體，因而遠曲小管和集 合管既可泌H+進行H+-Na+交換；也可泌K+進行K+-Na+交

22、換。因為腎小管細胞內(nèi)的 H+和K+是競爭性地與管腔側(cè)細胞膜上的同一載體相結(jié)合，所以泌H+和泌K+是競爭性 地進行的，H+-Na+交換與K+-Na+交換過程也是相互競爭的。當 H+-Na+交換增加時， 那么K+-Na+交換減少；而當K+-Na+交換增加時，貝U H+-Na+交換減少。所以，K+-Na+交 換雖然不能直接生成NaHC03,但由于存在上述競爭作用，故能間接影響 NaHC03的 生成。例如酸中毒時，遠曲小管和集合管上皮細胞泌 H+增加，使H+-Na+交換過程加強， 結(jié)果導致H坤卡出增多和NaHC03的重吸收增加，使尿液酸化。此時，遠曲小管和集 合管泌K+減少，并可因K+的排出減少而導致

23、高鉀血癥。相反，堿中毒時，遠曲小管 和集合管上皮細胞泌H+減少，H+-Na+交換減少，結(jié)果引起H+的排出和NaHC03的重 吸收減少。與此同時，腎小管泌 K+增加，K+-Na+交換增加，并由于K+的排出增加而 導致低鉀血癥。此外，高鉀血癥時，K+-Na+交換增加而H+-Na+交換減少，易造成H + 在體內(nèi)潴留而引起酸中毒。而低鉀血癥時，K+-Na+交換減少而H+-Na+交換增加，易導 致H+從尿中喪失而引起堿中毒。圖 15-6 鉀代謝與酸堿平衡的關系腎臟通過排出過多的酸和重吸收 NaHC03，恢復血漿中NaHC03的絕對含量，其 作用特點是反響較慢，通常要在數(shù)小時后才開始發(fā)揮作用， 35 天后

24、才到達頂峰。腎 臟對酸堿平衡的調(diào)節(jié)作用一旦發(fā)揮，那么作用強且持久。四、其他組織細胞對酸堿平衡的調(diào)節(jié)除了血液緩沖體系的緩沖、 肺和腎臟對酸堿平衡的調(diào)節(jié)以外， 組織細胞對酸堿平 衡也起一定的調(diào)節(jié)作用。 組織細胞對酸堿平衡的調(diào)節(jié)作用主要是通過細胞內(nèi)外離子交 換方式進行的，如H+-K+交換、K+-Na+交換和H+-Na+交換等。例如：酸中毒時，細胞 外液中的H+向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移，使細胞外液中 H+濃度有所減少，為了維持電中性那么細胞 內(nèi)液中的K+向細胞外轉(zhuǎn)移，使細胞外液中 K+濃度升高，故常導致高血鉀。相反，堿 中毒時，細胞內(nèi)液中的H+向細胞外轉(zhuǎn)移，使細胞外液中 H+濃度有所增加，為了維持 電中性那么細胞

25、外液中的K+向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移，使細胞外液中 K+濃度降低，故常導致低血 鉀。圖 15-7 酸堿平衡與鉀代謝的關系此外，肝臟可以通過合成尿素去除 NH3調(diào)節(jié)酸堿平衡，骨骼的鈣鹽分解有利于 H+ 的緩沖。第三節(jié) 酸堿平衡失調(diào) 當體內(nèi)酸或堿的產(chǎn)生過多或缺乏，腎和肺的調(diào)節(jié)功能不健全，以致消耗過多的緩 沖體系并得不到及時的補充和維持時，就會發(fā)生酸堿平衡失調(diào)。表現(xiàn)為血漿 NaHC03 與H2CO3的濃度異常。一、酸堿平衡失調(diào)的根本類型 酸堿平衡失調(diào)分為代償型和失代償型， 其根本類型有呼吸性酸中毒、 呼吸性堿中 毒、代謝性酸中毒和代謝性堿中毒。一呼吸性酸中毒呼吸性酸中毒是由于肺的呼吸功能障礙，C02呼出不暢，使

26、血漿H2CO3濃度原發(fā) 性升高。假設血漿PC02及H2CO3濃度升高時，腎小管細胞泌 H+和泌NH3作用增強， NaHC03重吸收增多，血漿NaHC03濃度相應繼發(fā)性升高，使血漿NaHC03/ H 2CO3 維持在 20/1，血漿 pH 仍維持在正常值范圍， 稱為代償性呼吸性酸中毒。 當血漿 H2CO3 濃度過高，超出機體的代償能力時，那么NaHC03/ H2CO3的比值變小，血漿pH隨之 降低至 7.35 以下，稱為失代償性呼吸性酸中毒。二呼吸性堿中毒呼吸性堿中毒是由于肺的呼吸過度，C02呼出過多，使血漿H2CO3濃度原發(fā)性降 低。假設血漿PC02及H2CO3濃度降低時，腎小管細胞泌 H+和

27、泌NH3作用減弱， NaHC03重吸收減少，血漿NaHC03濃度相應繼發(fā)性降低，使血漿NaHC03/ H 2CO3 維持在20/1，血漿pH仍維持在正常值范圍，稱為代償性呼吸性堿中毒。當血漿H2CO3 濃度過低，超出機體的代償能力時，那么NaHC03/ H2CO3的比值增大，血漿pH隨之 升高至 7.45以上，稱為失代償性呼吸性堿中毒。三代謝性酸中毒 代謝性酸中毒是由于固定酸來源過多、堿性消化液喪失過多等原因造成血漿NaHC03濃度原發(fā)性降低。當體內(nèi)固定酸增多時，血漿中的緩沖體系主要由碳酸氫 鹽緩沖體系緩沖，使酸性較強的固定酸轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝暂^弱的 H2CO3。當血漿中NaHC03 濃度降低時，腎那

28、么加強對酸的排泄及對NaHC03的重吸收作用，以恢復血漿中NaHC03 的正常濃度；H2CO3那么進一步分解成 H20及CO2，C02可經(jīng)肺呼出體外。使血漿 NaHC03/ H2CO3維持在20/1,血漿pH仍維持在正常值范圍，稱為代償性代謝性酸 中毒。當超出機體的代償能力時，血漿NaHC03/ H 2CO3的比值變小，pH隨之降低 至 7.35以下，稱為失代償性代謝性酸中毒。四代謝性堿中毒代謝性堿中毒是由于各種原因造成血漿NaHC03濃度原發(fā)性增高。當血漿中NaHC03濃度增高時，血漿pH值升高，抑制呼吸中樞興奮性，保存較多的C02，腎小管細胞泌 H +和泌NH3作用減弱，減少了NaHC03

29、的重吸收作用，使血漿NaHC03/H 2CO3維持在20/1，血漿pH仍維持在正常值范圍，稱為代償性代謝性堿 中毒。當超出機體的代償能力時，血漿NaHC03/ H2CO3的比值增大，血漿pH隨之 升高至 7.45以上，稱為失代償性代謝性堿中毒。二、 酸堿平衡的主要生化診斷指標一、血液 pH血液pH是表示血液酸堿度的指標。由于 pH是H+濃度的負對數(shù)，所以血液 pH 的上下反映的是血液中 H+7.45 之間，其平均值是 7.40。血液pH的上下取決于血漿中NaHC03/H 2CO3的比值，當HC03-/H 2CO3的比 值為20:1時，pH為7.40。當HCO3-/H 2CO3的比值大于20:a

30、lkalosis，但不能區(qū) 分是代謝性堿中毒還是呼吸性堿中毒。當HCO3-/H2CO3的比值小于20:acidosis， 但不能區(qū)分是代謝性酸中毒還是呼吸性酸中毒。 pH 正常并不能說明機體沒有酸堿平 衡紊亂，因為 pH 正常也存在于完全代償性酸堿平衡紊亂。二、動脈血二氧化碳分壓 PCO2PCO2是指物理溶解于血漿中的 CO2分子所產(chǎn)生的張力。由于 CO2通過肺泡膜的 彌散能力很強，因而動脈血PCO2 與肺泡氣 PCO2 幾乎相同。 PCO2 40mmHg 3347mmHg之間。PCO2是反映呼吸因素的可靠指標。PCO2升高46mmHg表示肺泡通氣缺乏， CO2 在體內(nèi)潴留，血漿中 H2CO3

31、 濃度升高， pH 降低，為呼吸性酸中毒。 PCO2 降低 33mmHg那么表示肺泡通氣過度，CO2排出過多，血漿中H2CO3濃度下降，pH升 高，為呼吸性堿中毒。代謝性酸堿平衡紊亂時PCO2也可以發(fā)生代償性改變，在代謝性酸中毒時下降，而代謝性堿中毒時上升。三、標準碳酸氫鹽和實際碳酸氫鹽標準碳酸氫鹽standard bicarbonate SB是指血液標本在標準條件下，即在38°C 和血紅蛋白完全氧合的條件下，用PCO23-濃度。因為標準化后排除了呼吸因素的影響， 所以SB是判斷代謝因素的指標，正常值為2227mmol/L，平均為24mmol/L。代謝性 酸中毒時 SB 下降，代謝性

32、堿中毒時 SB 升高。呼吸性酸中毒經(jīng)腎臟代償后 SB 增高； 呼吸性堿中毒經(jīng)腎臟代償后 SB 降低。實際碳酸氫鹽actual bicarbonate AB丨是指隔絕空氣的血液標本，在實際 PCO2 和實際血氧飽和度條件下測得的血漿碳酸氫鹽濃度。 AB 受呼吸和代謝兩個因素影響。 正常情況下AB=SB，ABSB說明有CO2蓄積，見于呼吸性酸中毒或代償后的代謝性 堿中毒；ABvSB說明CO2呼出過多，見于呼吸性堿中毒或代償后的代謝性酸中毒。 假設兩者數(shù)值均低于正常說明有代謝性酸中毒或代償后的呼吸性堿中毒； 而兩者數(shù)值 均高于正常那么說明有代謝性堿中毒或代償后的呼吸性酸中毒。四、緩沖堿緩沖堿buff

33、er base, BB是指血液中一切具有緩沖作用的堿性物質(zhì)的總和，即人體血液中具有緩沖作用的陰離子的總和。這些陰離子包括HC03-、Pr-、HPO42-、Hb- 和HbO2-等。BB通常以氧飽和的全血測定，正常值為 4555mmol/L50i5mmol/L。BB是反映代謝因素的指標，BB減少說明代謝性酸中毒或代償后的呼吸性堿中毒；BB增高說明代謝性堿中毒抑或是代償后的呼吸性酸中毒。五、堿剩余堿剩余base excess BE指在標準條件下，即在 38 C, PC02為5.32kPa, Hb 為15g/dL, 100%氧飽和的情況下，用酸或堿將 1升全血滴定至pH=7.40時所用的酸 或堿的mm

34、ol/L數(shù)。假設需用酸滴定就表示血液中堿剩余，BE用正值BE+表示；假設需用堿滴定那么表示血液中堿缺失，BE用負值BE-表示。BE是反映代謝因素的指標，BE正常范圍為0±3mmol/L。BE正值增大見于代謝性堿中毒，也見于經(jīng)腎代 償后的呼吸性酸中毒；BE負值增大見于代謝性酸中毒，也見于經(jīng)腎代償后的呼吸性 堿中毒。六陰離子間隙陰離子間隙anion gap, AG丨指血漿中未測定的陰離子undetermined anion， UA量減去未測定的陽離子 undetermined cation, UC量的差值，即AG=UA UC。 UA 包括蛋白質(zhì)陰離子 Pr- 15mEg/L、HPO42-

35、2mEg/L、SO42- 1mEg/L和有機 酸根陰離子5mEg/L； UC包括K+、Ca2+ :5mEg/L和Mg2+。血漿中的陽離 子總量=Na+UC，陰離子總量=Cl +HCO3 +UA。血漿中的陽離子和陰離子的總當量數(shù) 相等，均約為 151mEg/L。即 AG=Na+ Cl-+HCO3-, AG 的正常值為 1014mEg/L 12± mEg/L。AG對于區(qū)分不同類型的代謝性酸中毒具有重要意義。根據(jù)AG變化，代謝性酸中毒可分為AG增高型代謝性酸中毒和 AG正常型代謝性酸中毒兩類。表15-2酸堿平衡失調(diào)的類型及某些生化指標的改變指標酸中毒堿 中 毒呼吸性代謝性呼吸性代謝性代償失

36、代償代償失代償代償失代償代償失代償原發(fā)性改變H2CO3HNaHCO3 JH2CO3 JNaHCO 3 TpH正常J正常正常T正常Pco2JC02-CPffJJJJJfffSB 與 ABSB<ABSB=AB 均 JSB>ABSB=AB 均 fBE 與 BDBD負值fBE正值f小結(jié)正常人血液pH值為，平均值為，它是體內(nèi)酸堿代謝平衡的結(jié)果。正常機體不斷產(chǎn)生酸性物質(zhì)和少量堿性物質(zhì)， 來源最多的酸性物質(zhì)是由糖、脂肪、 蛋白質(zhì)等分解產(chǎn)生的CO2o CO2與H2O在碳酸酐酶作用下結(jié)合成 H2CO3，后者又可解 離成CO2從肺排出，故稱揮發(fā)性酸。代謝產(chǎn)生的乳酸、丙酮酸、酮體、硫酸、尿酸、 磷酸等稱

37、固定酸或不揮發(fā)性酸。 機體代謝產(chǎn)生的堿性物質(zhì)少于酸性物質(zhì)，有氨基酸分解產(chǎn)生的NH3，水果蔬菜中的草酸鉀、檸檬酸鉀代謝產(chǎn)生的碳酸氫鹽等。也有一定數(shù) 量的外源酸堿物質(zhì)進入體內(nèi)，均可影響血液pHo機體通過體液中的緩沖體系的緩沖作用和肺、腎的調(diào)節(jié)作用排出過多的酸或堿， 從而維持機體pH值內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，稱為酸堿平衡acid-base balancd。血液緩沖體 系包括碳酸氫鹽緩沖體系、磷酸鹽緩沖體系和蛋白質(zhì)包括HHb、HHbO2三個緩沖體系。血漿中以 NaHCO3/H2CO3緩沖體系最為重要，紅細胞中以KHb/HHb和KHbO2/HHbO2緩沖體系最為重要。NaHCO3是體內(nèi)緩沖固定酸的主要物質(zhì)，緩沖結(jié)

38、果 使酸性較強的固定性酸轉(zhuǎn)變成酸性較弱的揮發(fā)性H2CO3而從肺排出，當pH值維持時NaHCO3/H2CO3的比值維持20/1的關系，當NaHCO3/H2CO3比值改變時，pH值隨之 發(fā)生變化。緩沖對發(fā)揮調(diào)節(jié)作用后 NaHCO3/H2CO3比值改變，肺對酸堿平衡的調(diào)節(jié)作用主 要是通過呼吸頻率和深淺的改變調(diào)節(jié) H2CO3的濃度，以維持NaHCO3/H2CO3的正常 比值。腎臟主要通過 H+-Na+交換、NH+4-Na+交換及K+-Na+交換，回收NaHCO3，以維 持NaHCO3/H2CO3的正常比值，從而調(diào)節(jié)酸堿平衡。機體產(chǎn)酸大于產(chǎn)堿，而中和多余 的酸需要保存足夠的堿儲藏NaHCO3。腎小球濾過

39、的NaHCO3在小管液中解離為Na+ 和HCO3-，其中的Na+與小管上皮細胞內(nèi)的H+進行轉(zhuǎn)運交換，Na+進入細胞后即與小 管上皮細胞內(nèi)的 HCO3- 同轉(zhuǎn)運至血液而重新回收 NaHCO3，從而保證了血漿中正 常的NaHCO3濃度。腎小球濾液中存在 Na2HPO4和NaH2PO4，在腎小球濾液pH為 7.4的時候，兩者的比值為4:1。當腎小管上皮細胞分泌 H+增加時，分泌的H+與腎小 球濾液中的N&HP04別離出的Na+進行交換。Na+進入腎小管上皮細胞與 HC03一起 重吸收回到血漿而形成 NaHC03。當尿液pH時，使兩者比值變?yōu)?:99。近、遠曲小 管能不斷地產(chǎn)生具有脂溶性的 N

40、H3,它可以通過擴散進入小管液中， 也可以與細胞內(nèi) 的H+結(jié)合生成NH4+，然后由細胞分泌入小管液中，并以 NH4+- Na+交換方式將小管 液中強酸鹽分子內(nèi)的Na+換回。強酸鹽中的Na+進入細胞，與細胞內(nèi)的HC03-起通 過基側(cè)膜的協(xié)同轉(zhuǎn)運進入血液。NH4+可與強酸鹽中的酸根離子Cl-、SO42+等結(jié)合 生成銨鹽，隨尿排出。遠曲小管和集合管既可泌 H+進行H+-Na+交換；也可泌K+進行 K+-Na+交換，H+-Na+交換與K+-Na+交換過程是相互競爭的。K+-Na+交換雖然不能直接 生成NaHC03，但由于存在上述競爭作用，故能間接影響 NaHC03的生成。當體內(nèi)酸或堿的產(chǎn)生過多或缺乏，腎和肺的調(diào)節(jié)功能不健全，以致消耗過多的緩 沖體系并得不到及時的補充和維持時