第十一章 钠、钾、氯和酸碱平衡检验

1,第十一章,钠、钾、氯和酸碱平衡检验,2,第一节 钠、钾、氯代谢及其检测第二节 酸碱平衡与血气分析,本章内容概要:,3,1、掌握脂蛋白的分类及其主要功能；高脂血症的分型及血液生化特点；血脂、脂蛋白和载脂蛋白测定的原理和方法。2、熟悉各种脂蛋白的组成与结构要点；异常脂蛋白血症的原因；血脂检查前应注意的问题。3、了解载脂蛋白的种类与生理功能；各个检验项目的临床意义和应用。,教学目标和要求,4,第一节 钠、钾、氯代谢及其检测,体液中电解质以Na+，K+和Cl-的含量最高，它们在维持体液渗透平衡及酸碱平衡过程中起着重要作用。机体通过各种途径对Na+，K+和Cl- 等离子在体液中的分布进行调节，使机体各部分体液渗透压和容量维持在正常范围内。 体液中H+浓度，即酸碱度的改变也常与水和电解质平衡的改变有关。,5,、体液中的电解质及其生理功用,（一）体液电解质的分布,定义：,电解质：以体液形式存在的水都含有浓度不等的无机盐成分，这些无机盐和可溶性蛋白质常以离子形式存在，称为电解质。,分布：,细胞外液,阳离子：Na+ 阴离子：Cl-、HCO3-,细胞内液,阳离子:K+、Mg2+ 阴离子：HPO42-、蛋白质,6,7,（二）体液电解质的生理功用,正常情况下，维持细胞的渗透压及容量。,可形成缓冲体系，对体液中的酸、碱起缓冲作用，在维护体液的酸碱平衡中起重要作用。,8,体液中的Na+、K+、Ca2+、Mg2+等均可影响神经肌肉的兴奋性。,神经肌肉的兴奋性,离子浓度对心肌兴奋性也有一定的影响，它们的关系是：,心肌兴奋性,9,二、钠、氯的代谢及其平衡紊乱,（一）钠、氯代谢,来源与分布：,正常成人钠、氯的来源主要是食物中的NaCl，每日需要量约4.5-9g。60Kg重的成年人体内含Na+总量约60g左右，其中约50%存在于细胞外液，血清钠为135-145mmol/L，另有40%-45%存在于骨骼中。细胞内液中含钠量较少，约占总量的5%-10%，且主要存在于肌细胞中。氯也主要存在于细胞外液，血清中氯含量为96-105mmol/L。,10,吸收与排泄：,Na+和Cl-的排泄主要通过肾脏，少量由汗液排出。肾脏对Na+的排泄有严格的调节作用，尿中排出Na+量随摄入Na+量的多少而增减。正常人摄入过量NaCl时，可以很快由肾脏排出体外。当体内Na+减少时，Na+的排泄量可以降至很低，甚至接近于零，这对于维持体内Na+含量的恒定有重要意义。,11,（二）钠、氯与体液平衡紊乱,体液平衡主要由体液中水和电解质的含量和比例决定。,脱水：人体体液丢失造成细胞外液的减少。,水肿：当机体摄入水过多或排出减少，使体液中水增多时， 也称为水中毒,根据失水和失Na+的比例不同，可将脱水分为高渗性脱水（hypertonic dehydration）等渗性脱水（isotonic dehydration）低渗性脱水（hypotonic dehydration）,12,三、钾的代谢及其平衡紊乱,（一）钾的代谢,来源与分布：,人体K+主要来自食物。蔬菜、果品、肉类均含有丰富的K+。成人每日约需K+23g，一个60kg重的成人体内K+总量120g左右，其中98%存在于细胞内液，仅有2%存在于细胞外液。因而血清K+浓度很低，3.55.5mmol/L，而细胞内液中K+浓度为150mmol/L左右。,13,吸收与排泄：,食物中所含的钾90%在消化道以离子的形式吸收。由于食物中K+含量很丰富，很少出现K+的缺乏。K+的排泄主要通过肾脏随尿排出 。每日尿中排K+量约占排出总量的80%。肾脏排K+量可根据K+的摄入量和其它排出途径的排泄情况而变化，但对K+的控制能力不如保Na+能力强。,14,（二）钾代谢平衡紊乱,钾在细胞内外的分布受多种因素的影响。,胰岛素对K+的分布有明显的调节作用,酸碱平衡与K+的分布有密切的关系,临床上对于高血钾（hyperkalimia）病人，也常用静脉补充胰岛素和葡萄糖，促进血K+进入细胞内，从而使血K+降低。,15,四、钠、钾、氯的测定,（一）标本的采集和处理,标本类型：,血清、肝素化的抗凝全血、尿液和其它体液均可作为钠、钾测定的标本。,注意事项：,避免溶血，避免使用含钾钠的抗凝剂 ，尿标本注意防腐。,16,（二）钠、钾的测定方法,1火焰光度法,原理：,含有钠、钾的标本和助燃气进入雾化室雾化后喷入火焰,在高温作用下，钠、钾原子获得能量被激发成为激发态。不稳定的激发态原子又迅速释放出已获能量回到基态，发射出各种元素特有波长的辐射光谱。钠的辐射波长为589nm，钾的辐射波长为766nm，而常作为内标使用的锂和铯的辐射波长分别为671nm和852nm。这些金属元素发射的特异光谱经各自相应波长滤色片过滤后照射在光电池或光电管上产生电流。经放大器放大在电流表显示器上显示电流大小。标本中钠、钾浓度越大，发射的光谱强度越强，发射光谱强度直接与钠、钾浓度呈正比。,17,定量方法：,内标法：内标法是在标本稀释液中加入浓度恒定的锂或铯，同时测定钠、钾和锂（铯）浓度。根据钠、钾的电信号和锂（铯）的电信号作为定量参数进行钠、钾含量的计算。,外标法：用不同浓度的钠、钾标准液制成标准曲线，然后对血、尿标本进行测定，并从标准曲线上查得钠、钾的浓度。,内标法标本稀释度大，钠、钾测定与标准元素锂（铯）的测定同时进行，可减少由于雾化速度、火焰温度波动所引起的误差，其准确性和精密度均较外标法好，多数实验室采用内标法,18,2离子选择电极法,原理：,是当今定量测定钠、钾浓度的量常用的方法，通常选用对Na+或K+敏感的玻璃膜电极或用缬氨霉素膜制成的K+电极Na+电极离子交换膜的主要成分是硅酸锂 。,定量方法：,直接电位法 间接电位法,19,3酶动力学法,Na+的测定:主要应用钠-依赖性-半乳糖苷酶,K+的测定：应用钾-依赖性丙酮酸激酶,此法具有较好的稳定性，易于自动化，可利用全自动生化分析仪对钠钾同时测定，适合于急诊及常规检查，具有很好的发展前景。,20,【参考范围】,血清钠135145mmol/L血清钾3.55.5mmol/L尿钠 儿童5.0mmolkg-1/24h成人130260mmolkg-1/24h尿钾 儿童（1.030.7）mmol kg-1/24h成人50102mmolkg-1/24h汗液钠1040mmol/L汗液钾517mmol/L,21,（三）氯的测定,1滴定法,用标准硝酸汞溶液滴定血清或尿液中的Cl-，Cl-与Hg2+结合生成可溶性但不解离的氯化汞，当滴定到达终点时，标本中全部Cl-与Hg2+结合，过量的Hg2+与指示剂二苯卡巴腙作用生成紫红色络合物。根据硝酸汞的消耗量可以计算出氯化物的浓度。,Hg2+2Cl- HgCl2Hg2+二苯卡巴腙 紫红色络合物,原理：,评价：略,22,2比色法,利用硫氰酸汞与标本中氯离子作用，生成不易解离的氯化汞和与Cl-等当量的硫氰酸根（SCN-），SCN-与试剂Fe3+反应生成橙红色的硫氰酸铁，在460nm波长处比色，可定量测出标品中的Cl-的量。,Hg（SCN）2 +2Cl- HgCl2+2SCN-3SCN-+Fe3+ Fe(SCN)3(橙红色),原理：,评价：略,23,3电量分析法,原理：,将标本中放置银电极，在不断搅拌的条件下导入恒定电流，银电极在电压作用下不断产生银离子释放入标本溶液中，并与Cl-结合生成不溶性的AgCl沉淀。当Cl-全部与Ag+结合完毕，溶液中就会有游离Ag+出现，使溶液电导明显增加，仪器的传感器和计时器立即切断电流并计算消耗Cl-所需时间。通过测定标本中消耗Cl-所需时间，并与标准液所需时间进行比较，可换算出标本中Cl-的浓度，用mmol/L表示。,评价：略,24,4离子选择电极法,原理：,ISE法是目前测定Cl-的最好方法。氯电极常用氯化银或硫化银等物质作为膜性材料制成固态膜电极，与参比电极组合在一起形成复合电极，并与Na+、K+电极组装在同一台仪器上，使用较方便，在临床上得到了广泛使用。,25,【参考范围】,血清（浆）氯化物 96105mmol/L脑脊液氯化物 120132mmol/L尿氯化物排出量 儿童4.0mmolkg-1/24h 成人170255mmolkg-1/24h,26,第二节酸碱平衡与血气分析,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）,27,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。,28,一、气体在血液中的运输,（一）血液中的气体分压,根据Dalton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。,29,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。,30,（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）,31,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:,32,2.影响氧解离曲线的主要因素,（1）H+浓度和PCO2：,Bohr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。,Bohr效应具有重要的生理意义。,33,（2）2,3-二磷酸甘油酸的影响：,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 。,34,（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,35,2CO2由肺呼出的变化过程:,36,二、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,37,三、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 7.357.45,38,2二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：,【参考范围】动脉血PCO2：3545mmHg（4.67-6.0kPa）,39,3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。,40,4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】,41,5二氧化碳总量 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。,TCO2（mmol/L）= HCO3-（mmol/L）+PCO2（mmHg）0.03,【参考范围】2328mmol/L,42,6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。 【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。【参考范围】2227mmol/L,43,8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。【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。【参考范围】-2+3mmol/L,44,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：,10氧饱和度,SO2=,100% =,100%,【参考范围】95%-98%,45,11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）,46,12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,47,四、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。,48,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-/