血气分析与酸碱平衡紊乱

,第十二章,血气分析与酸碱平衡紊乱,1,酸碱平衡：机体将体液酸碱度维持在一定的狭小范围内，称为酸碱平衡。,定义：,超出上述正常范围，机体即处于酸碱平衡紊乱状态，包括酸中毒（acidosis）或碱中毒（alkalosis）,2,血气分析（analysis of blood gas）与酸碱指标测定是临床急救和监护病人的一组重要生化指标，尤其对呼吸衰竭和酸碱平衡紊乱病人的诊断治疗起着关键的作用。,意义：,利用血气分析仪可直接测定测定出血液氧分压（PO2）、二氧化碳分压（PCO2）和pH值三个主要项目，并由这三个指标计算出其它酸碱平衡相关的诊断指标，从而对病人体内酸碱平衡、气体交换及氧合作用作出比较全面的判断和认识。,3,一、气体在血液中的运输,（一）血液中的气体分压,根据Dalton（道尔顿）定律，混合气体的总压强等于各气体分压强之和(P=Pi)。气体分压强可由下式计算：,气体分压强=混合气体总压强该气体容积百分比,这一定律在血气分析仪的标准气体校正及测量方法控制方面有实用价值。,4,定义：,溶解度系数：指压力为760mmHg(101kPa)和特定温度时1ml液体中溶解气体的毫升数。,根据Henry（亨利）定律，在一定温度下某种气体在血液中的溶解量与其分压呈正比，而且随温度升高其数值减少。气体的溶解量用溶解度系数(Bunsen coefficient)表示。,5,（二）氧的运输,1氧的运输与氧解离曲线,血红蛋白(hemoglobin Hb) 对氧的运输：,血浆中PO2的改变会直接影响O2与Hb结合。因此，在血气分析中，PO2以成为最有意义的指标之一。,血氧饱和度：,血液中HbO2的量与Hb总量（包括Hb和HbO2）之比,血氧饱和度=HbO2/（Hb+HbO2）,6,氧解离曲线（Oxygen dissociation curve）,以血氧饱和度对PO2作图，所得的曲线称为氧解离曲线。,氧解离曲线呈S型具有重要的生理意义:,7,8,P50表示Hb对O2的亲和力，P50是指Hb氧饱和度达到50%时的PO2正常为3.52kPa,成人参考值为3.33-3.87kPa。P50增大，表明Hb对O2的亲和力降低，需要更高的氧分压才能达到50%的血氧饱和度，曲线右移P50减小，表明Hb对O2的亲和力增高，达到50%的血氧饱和度所需压分压降低，曲线左移,2.影响氧解离曲线的主要因素,（1）H+浓度和PCO2：,Bohr（玻尔）效应：pH对氧解离曲线（或Hb与O2的亲和力）的影响,PCO2的增加或降低与H+浓度增减的影响完全一致。pH降低，PCO2 升高，氧解离曲线右移，pH增高，PCO2 降低，氧解离曲线左移,Bohr效应具有重要的生理意义。,9,（2）2,3-二磷酸甘油酸（2,3-DPG）的影响：,COO-PO3H2 COOH CHOH,HC-O-PO3H2 CH2O-PO3H2 CH2O-PO3H2,缺氧可导致体内糖酵解作用加强，红细胞内产生的2,3-DPG增加，有利于释放更多的O2供组织利用。从平原到高原地区或1500m以上高空时，体内红细胞中2,3-DPG浓度增加，使组织能获得足够的O2 以适应高原环境。贫血或肺气肿病人的红细胞亦可代偿性增加2,3-DPG的浓度，以利于组织获得更多的O2 。,10,（三） CO2的运输,1. CO2从组织进入血液后的变化过程:,组织细胞代谢不断产生CO2，由组织扩散入血浆，其中少量溶于水中形成H2CO3，绝大部分CO2向红细胞内扩散，在红细胞内碳酸酐酶（carbonic anhydrase， CA）作用下与水结合成H2CO3 。另有一部分CO2与Hb结合成氨基甲酸血红蛋白（HbNHCOOH）。,CO2的等氢（isohydric）运输,11,12,红细胞内产生的H2CO3迅速解离为等摩尔的H+和HCO3-，随着HCO3-浓度不算增加，HCO3-便顺浓度差扩散入血浆，成为血液运输CO2的主要形式。同时，等摩尔的Cl-由血浆转移进入红细胞，以维持电荷平衡，这一现象成为氯离子转移。在组织部位里，HbO2解离释放O2,部分HbO2变成去氧Hb后与CO2结合生成氨基甲酸血红蛋白，后者在细胞内也会生成等摩尔的H+,上述反应产生的H+大部分和血红蛋白结合，生成酸式血红蛋白，缓冲了pH的变化。因此Hb也是血液中pH强有力的缓冲剂。,2CO2由肺呼出的变化过程:,13,二、血气分析的测定原理及方法,（一）血液pH、PCO2、PO2电极的基本结构及工作原理,（二）血气分析测量方法,（三）血气分析的质量控制,14,三、血气分析常用指标与参数,1酸碱度（pH） pH表示血液的酸碱度，即血液中H+的负对数。,pH=pKa+log,根据HendersenHasselbalch方程（H-H方程）可计算出血液的pH。,【参考范围】动脉血pH 7.357.45,15,H2CO3取决于dco2溶解量，dCO2=溶解系数xPco2,2氧分压,氧分压（partial pressure of oxygen，PO2）是指血浆中物理溶解的O2所产生的张力。,PO2是缺氧的敏感指标，肺通气和换气功能障碍可造成PO2下降。动脉血氧分压（PaO2）的正常参考范围为75-100mmHg，低于55mmHg时，常见于呼吸衰竭，低于30mmHg可危及生命。,16,3二氧化碳分压二氧化碳分压（partial pressure of carbon dioxide， PCO2）是指物理溶解在血液中的CO2所产生的张力。临床上PCO2是呼吸性酸、碱中毒的诊断指标。,pH=pKa+log,在HH方程中H2CO3代表了呼吸成分，并直接影响pH值，即：,17,18,【参考范围】动脉血PCO2：3545mmHg（4.67-6.0kPa）【临床意义】45mmHg 高碳酸血症，提示肺通气不足，见于呼酸或代碱代偿期。新生儿常常由于胎儿宫内窘迫或新生儿窒息造成一过性酸血症，脐动脉PCO2可高达58mmHg，一般数小时可恢复，但早产儿恢复较慢,4血红蛋白,血红蛋白（Hb）的主要功能是运输O2和CO2，同时又是血液中很重要的缓冲物质。Hb可用于BE、SB、SO2等参数的计算。因此在血气分析时是一个重要参数。,成年男性 120160g/L成年女性 110150g/L新生儿 170200g/L,【参考范围】,19,5二氧化碳总量 二氧化碳总量（total carbon dioxide contentTCO2）指血浆中各种形式存在的CO2的总含量，其中大部分（95%）是HCO3-结合形式，少量是物理溶解的CO2（5%），还有极少量以碳酸、蛋白氨基甲酸酯及CO32-等形式存在。是代谢性酸碱中毒指标 ，但受呼吸及代谢两方面影响。,TCO2（mmol/L）= HCO3-（mmol/L）+PCO2（mmHg）0.03,【参考范围】2328mmol/L,20,【临床意义 】增高见于代碱或呼酸降低见于代酸或呼碱,6实际碳酸氢盐 实际碳酸氢盐（actual bicarbonate，AB）指血浆中HCO3-的实际浓度。即指未接触空气的血液在37时分离的血浆中HCO3-的含量。是代谢性酸碱中毒指标 ，但受呼吸及代谢两方面影响。 【参考范围】2227mmol/L 7标准碳酸氢盐 标准碳酸氯盐（standard bicarbonate，SB）指在37时用PCO2为40mmHg及PO2为100mmHg的混合气体平衡后测定的血浆HCO3-的含量。排除了呼吸因素影响，所反映的是HCO3-储备量，为代谢性酸碱平衡指标。【参考范围】2227mmol/L,21,22,【临床意义 】,SB升高代碱，降低代酸ABSB 呼酸或代碱AB正常 代碱未代偿AB=SB=正常 正常酸碱平衡,8缓冲碱 缓冲碱（buffer base ，BB）指全血中具有缓冲作用的阴离子总和，包括HCO3，Hb，血浆蛋白及少量的有机酸盐和无机磷酸盐。因受多种因素影响，不能准确反映代谢性酸碱平衡状态。增高为代碱或呼酸，降低为代酸或呼碱【参考范围】全血缓冲碱（BBb）4652mmol/L血浆缓冲碱（BBp）4046mmol/L 9碱剩余 碱剩余（base excess，BE）是指在37和PCO2为40mmHg时，将1L全血pH调整到7.40所需强酸或强碱的mmol数。加入酸时，为正值，表示碱过量，加入碱时，为负值，酸过量。为诊断代谢性酸碱平衡指标。正值代碱，负值代酸【参考范围】-2+3mmol/L,23,11阴离子隙 阴离子隙（anion gap，AG）是根据测定出血清阴离子总数和阳离子总数的差值计算而出，它表示血清中未测定出的阴离子数。可用以下公式计算：,AG（mmol/L）=Na+Cl-+HCO3-,【参考范围】 AG：8-16 mmol/L增高：代酸，表明固定算增加，如肾脏衰竭，酮症酸中毒，乳酸酸中毒 ，为高AG型代酸并非所有代酸AG值均增高。如肠瘘，肾小管病变等由于HCO3-丢失而Cl代偿增加，此时AG值变化不大，为高氯型代酸,24,氧饱和度（oxygen saturation，SO2）指血液在一定的PO2下，氧合血红蛋白（HbO2）占全部Hb的百分比，可表示为：,12氧饱和度,SO2=,100% =,100%,【参考范围】95%-98%,25,11肺泡-动脉氧分压差,肺泡-动脉氧分压差（A-aDO2）是指肺泡气氧分压与动脉血氧分压之间的差值，它是判断肺换气功能的一个指标。,A-aDO2=（,）FIO2-PaCO2,-PaO2,【参考范围】 儿童期5mmHg（0.66kPa）青年期8mmHg（1.06kPa）60-80岁24mmHg（3.2kPa）,26,四、酸碱平衡紊乱的分类及判断,（一）酸碱平衡紊乱的类型,酸中毒：血浆中HCO3-/H2CO3比值20/1，血浆pH则升高或高于正常值上限7.45。 代谢性碱中毒：HCO3-增多造成的碱中毒 。呼吸性碱中毒 ： H2CO3减少所造成的碱中毒。,27,代偿性酸中毒或代偿性碱中毒：发生酸碱平衡紊乱后，机体通过缓冲体系、呼吸及肾脏的调节作用，恢复HCO3-/H2CO3比值在20/1，血液pH维持在7.35-7.45之间,失代偿性酸中毒和失代偿性碱中毒 ：如果病情严重超出了机体能够调节的限度，尽管机体已发挥了对酸碱平衡的调节作用，仍不能使HCO3-/H2CO3比值恢复到正常范围，pH的变化超出7.35-7.45的正常值范围,28,表11-2 酸碱中毒的代偿变化,类型 HCO3-/H2CO3比值 HCO3-与H2CO3值,正常型 正常 正常代偿型 恢复正常 异常失代偿型 异常 异常,29,1代谢性酸中毒,各种原因造成的酸性代谢产物在体内积聚，如严重糖尿病造成的酮症酸中毒。肾功能衰竭造成H+排泄障碍，酸性物质在体内大量积蓄。碱性物质过多丢失，如严重腹泻或结肠炎造成肠液丢失过多，血液HCO3-浓度降低。,造成代谢性酸中毒的常见诱因有：,30,2呼吸性酸中毒,由于肺部病变，肺排出CO2能力降低，造成CO2在体内潴留，PCO2升高，H2CO3浓度增加，pH下降。临床上常见慢性支气管炎、肺气肿、其它原因造成的肺、胸廓活动受到限制或气道阻塞等。,3代谢性碱中毒,常见原因是由于呕吐造成酸性胃液的大量丢失或治疗溃疡病时碱性药物服用过多。Cl-