病理生理学酸碱平衡和酸碱平衡紊乱

1、第四章第四章 酸碱平衡和酸碱平衡紊乱酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 病生教研室病生教研室 张根葆张根葆第一节第一节 酸碱概念及酸碱的来源和调节酸碱概念及酸碱的来源和调节一、概念一、概念酸酸能提供质子（能提供质子（H）的物质的物质如：如：HCl H2SO4 H2CO3 NH 4碱碱能接受质子的任何物质能接受质子的任何物质如如: OH HCO3 Pr 二、体液酸碱物质的来源二、体液酸碱物质的来源类型及类型及来源来源挥发性酸挥发性酸H2CO3CO2H2OCO2CO2CO2固定酸固定酸H2SO4 H3PO4尿酸尿酸 甘油酸甘油酸丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸三羧酸三羧酸 酮体酮体体内物质代谢产生体内物质代谢产生食物在

2、体内转化或经氧化后生成食物在体内转化或经氧化后生成50100mmol/天天碱来源来源体内物质体内物质代谢产生代谢产生氨基酸氨基酸脱氨基脱氨基食物中所含金食物中所含金属元素在体内属元素在体内的氧化产物的氧化产物菜菜 果果 豆豆 奶奶含含 Na K Ca Mg 和和 有机酸盐有机酸盐三、酸碱平衡的调节三、酸碱平衡的调节1、缓冲系统：由弱酸和其共扼碱构成的具有缓、缓冲系统：由弱酸和其共扼碱构成的具有缓 冲酸或碱能力的混合溶液体系冲酸或碱能力的混合溶液体系 H2CO3 H HCO3弱酸弱酸共扼碱共扼碱2、肺的调节、肺的调节 改变改变CO2的排出量调节血浆碳酸浓度，的排出量调节血浆碳酸浓度， 维持血浆维

3、持血浆pH相对恒定相对恒定O2 CO2 H+CO2 H+中枢化学感受器中枢化学感受器外周化学感受器外周化学感受器延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢肺泡通气量肺泡通气量CO23、肾脏的调节、肾脏的调节 排酸（排酸（H或固定酸）或固定酸） 重吸收碱（重吸收碱（HCO3 ）近曲小管泌近曲小管泌H H 重吸收重吸收NaHCONaHCO3 3 : (H: (H-Na-Na交换交换) )Na氢泵远远曲小管泌曲小管泌H H 重吸收重吸收NaHCONaHCO3 3 （可滴定酸（可滴定酸)NH4的排出的排出3、组织细胞的调节作用、组织细胞的调节作用细胞细胞骨骼骨骼Ca3(PO4)24H3Ca22H2PO4K +HHKHC

4、O3 ClHCO3 Cl四、反映酸碱平衡状况的常用指标四、反映酸碱平衡状况的常用指标pH值动脉血动脉血CO2分压（分压（PaCO2）标准碳酸氢盐和实际碳酸氢盐标准碳酸氢盐和实际碳酸氢盐缓冲碱缓冲碱碱剩余碱剩余阴离子间隙阴离子间隙1. pH1. pH值和值和H H离子浓度离子浓度pHpKalgA-HAHCO3-H2CO3PaCO22016.11 0.30107.40(7.35-7.45)pHHCO3-H2CO32. 2. 动脉血动脉血COCO2 2分压（分压（PaCOPaCO2 2） 是血浆中呈物理溶解状态的是血浆中呈物理溶解状态的CO2分子产分子产生的张力（生的张力（PaCO2），反映肺的通气

5、状态反映肺的通气状态PaCO2与肺的通气量成反比与肺的通气量成反比正常值：正常值：33-46mmHg(40mmHg)3. 3. 标准碳酸氢盐和实际碳酸氢盐标准碳酸氢盐和实际碳酸氢盐标准碳酸氢盐标准碳酸氢盐 （standard bicarbonate,SB）全血在标准状态下所测得的血浆全血在标准状态下所测得的血浆HCO3-含量含量正常值：正常值：22-27mmol/L (24 mmol/L)意义：意义：反映代谢性酸碱紊乱反映代谢性酸碱紊乱呼吸性酸碱紊乱后的肾代偿呼吸性酸碱紊乱后的肾代偿动脉血液标本，动脉血液标本，38，血红蛋白完全氧合，用，血红蛋白完全氧合，用PCO2为为40mmHg的气体平衡后

6、的气体平衡后 实际碳酸氢盐实际碳酸氢盐(actual bicarbonate, AB)隔绝空气的血标本在在保持其原有隔绝空气的血标本在在保持其原有PCO2和血氧和血氧饱和度的状态下测得的饱和度的状态下测得的HCO3-含量含量意义：意义：受呼吸和代谢两方面的影响受呼吸和代谢两方面的影响当当ABSB 24mmol/L时，正常时，正常AB ，SB 同时升高或降低，反映代谢因素同时升高或降低，反映代谢因素 AB SB，表示表示CO2有潴留，合并呼吸因素有潴留，合并呼吸因素 AB SB，表示表示CO2排出过多，合并呼吸因素排出过多，合并呼吸因素4. 4. 缓冲碱（缓冲碱（buffer base,BBbu

7、ffer base,BB） 包括血液中一切具有缓冲作用的阴离子总和包括血液中一切具有缓冲作用的阴离子总和正常值：正常值：45-52mmol/L (48)意义：意义：反映代谢性因素的指标反映代谢性因素的指标5. 5. 碱剩余（碱剩余（base excessbase excess，BEBE） 在标准条件下，用酸或碱滴定全血标本至在标准条件下，用酸或碱滴定全血标本至 pH7.40时所需的酸或碱的量时所需的酸或碱的量正常值：正常值：-3.0 3.0mmol/L意义：意义：反映代谢性因素的变化反映代谢性因素的变化BE负值增加，代谢性酸中毒负值增加，代谢性酸中毒BE正值增加，代谢性碱中毒正值增加，代谢性碱

8、中毒 用酸滴定，得正值，碱过多用酸滴定，得正值，碱过多 用碱滴定，得负值，酸过多用碱滴定，得负值，酸过多6. 6. 阴离子间隙（阴离子间隙（anion gap,AGanion gap,AG） 血浆中未测定的阴离子与未测定的阳离子的差值血浆中未测定的阴离子与未测定的阳离子的差值AG UA UCNa (Cl-HCO3-) 140 （104 24）12mmol/L （10-14）反映代谢性酸中毒的指标（反映代谢性酸中毒的指标（AG增高型）增高型）第二节第二节 酸碱平衡紊乱的类型酸碱平衡紊乱的类型pHHCO3-H2CO3酸中毒酸中毒碱中毒碱中毒代谢性代谢性酸中毒酸中毒碱中毒碱中毒呼吸性呼吸性酸中毒酸中

9、毒碱中毒碱中毒第三节第三节 单纯性酸碱平衡紊乱单纯性酸碱平衡紊乱一、代谢性酸中毒一、代谢性酸中毒（metabolic acidosismetabolic acidosis） 概念：血浆概念：血浆HCO3-原发性减少，原发性减少，pH下降下降1 1、原因机制：、原因机制：HCO3 -减少或减少或H增多增多（1）HCO3 -丢失过多丢失过多肠道液丧失、肾小管酸中毒、肠道液丧失、肾小管酸中毒、烧伤血浆渗出烧伤血浆渗出（2）固定酸增多固定酸增多乳酸酸中毒、酮症酸中毒乳酸酸中毒、酮症酸中毒肾功能障碍、酸物摄入过多肾功能障碍、酸物摄入过多（3）其它其它血液稀释、高钾血症血液稀释、高钾血症反常性碱性尿反常性

10、碱性尿2 2、代酸的分类、代酸的分类 AG增高型代酸（血氯正常）增高型代酸（血氯正常）NaAGHCO3-Cl -常见原因常见原因摄入酸过多：摄入酸过多： 水杨酸水杨酸 产酸增加：产酸增加： 乳酸乳酸 酮症酸中毒酮症酸中毒 排酸减少：肾小球滤过率严重减少排酸减少：肾小球滤过率严重减少AG AG正常型代酸（高血氯）正常型代酸（高血氯）NaAGHCO3-Cl -常见原因常见原因摄入酸过多：摄入酸过多： 服用含氯酸性药服用含氯酸性药 排酸减少：肾衰但小球滤过率尚可排酸减少：肾衰但小球滤过率尚可 肾小管性酸中毒肾小管性酸中毒 碳酸酐酶抑制剂碳酸酐酶抑制剂HCO3 - 丢失：丢失： 腹泻腹泻 肠道引流肠道

11、引流 ClHCO3 -HCO3 -3 3、代酸时机体的代偿调节、代酸时机体的代偿调节 血液的缓冲血液的缓冲HH HCO3-H2CO3CO2 H2O肺肺H Buffer HBuf 缓冲作用即刻发生，缓冲作用即刻发生，HCO3-被不断消耗被不断消耗特点特点 细胞内的缓冲细胞内的缓冲 HK 特点特点2-4小时起作用，易引起高钾血症小时起作用，易引起高钾血症代酸肺的调节代酸肺的调节特点特点H颈动脉体颈动脉体主动脉体的主动脉体的化学感受器化学感受器反射反射呼吸呼吸中枢中枢兴奋兴奋增加呼吸增加呼吸频率频率幅度幅度排出排出CO2数分钟后启动，数分钟后启动，30分钟见效，分钟见效，12-24小时达高峰小时达高

12、峰有限，当有限，当CO2过低或因通气过度氧交换过少可过低或因通气过度氧交换过少可抑制呼吸中枢抑制呼吸中枢HCO3-PaCO2pH代酸肾脏的代偿调节作用代酸肾脏的代偿调节作用 加强泌加强泌H 、泌泌NH4，回吸收回吸收HCO3-H HCO3-特点特点起效慢，起效慢，3-5天达高峰，天达高峰，有一定的局限性，有一定的局限性，如对肾脏疾病引起的代酸代偿作用差如对肾脏疾病引起的代酸代偿作用差反映酸碱平衡的常用指标的变化趋势反映酸碱平衡的常用指标的变化趋势 通过代偿调节，血液通过代偿调节，血液pH可在正常范围内可在正常范围内，为为 代偿性代谢性酸中毒代偿性代谢性酸中毒 经代偿，经代偿，pH下降下降，失代

13、偿性代谢性酸中毒，失代偿性代谢性酸中毒 原发性变化是：原发性变化是：SB降低，降低，AB降低，降低， BB降低，降低，BE负值增加负值增加 继发性变化是：继发性变化是：PaCO2降低，血降低，血K升高升高 4 4、代酸对机体的影响、代酸对机体的影响主要是针对主要是针对心血管心血管、中枢神经中枢神经系统和系统和呼吸呼吸的影响的影响心血管心血管室性心律失常室性心律失常心肌收缩力减弱心肌收缩力减弱血管对儿茶酚胺反应性降低血管对儿茶酚胺反应性降低高钾血症高钾血症H升高升高钙代谢障碍钙代谢障碍中枢神经系统中枢神经系统抑制状态：乏力，倦怠、嗜睡抑制状态：乏力，倦怠、嗜睡 意识障碍、昏迷、死亡意识障碍、昏迷

14、、死亡 谷氨酸脱羧酶活性增强，谷氨酸脱羧酶活性增强， -氨基丁酸增多氨基丁酸增多氧化磷酸化抑制，氧化磷酸化抑制，ATP减少减少供血不足，脑血管扩张供血不足，脑血管扩张呼吸系统呼吸系统代偿时兴奋，代偿时兴奋，Kussmaul呼吸；失代偿时抑制呼吸；失代偿时抑制骨骼系统骨骼系统 骨骼释放出钙盐影响生长发育骨骼释放出钙盐影响生长发育小儿纤维性骨炎和佝偻病小儿纤维性骨炎和佝偻病成人则可发生骨质软化病成人则可发生骨质软化病二、呼吸性酸中毒（二、呼吸性酸中毒（respiratory acidosis） 概念：由于概念：由于CO2排出障碍或排出障碍或CO2吸入过多，吸入过多， 使血浆中使血浆中PaCO2原发

15、性升高，导致原发性升高，导致pH下降下降 原因：原因： 呼吸系统功能障碍呼吸系统功能障碍CO2排出减少排出减少 分类：分类：急性呼酸急性呼酸慢性呼酸慢性呼酸呼酸机体的代偿调节呼酸机体的代偿调节急性呼酸急性呼酸代偿调节代偿调节细胞内外离子交换细胞内外离子交换细胞内缓冲细胞内缓冲慢性呼酸慢性呼酸 代偿调节代偿调节肾脏的代偿调节肾脏的代偿调节 不易完全代偿不易完全代偿可完全代偿可完全代偿PaCO2增加增加10, HCO3-增加增加3.5急性呼酸的代偿调节急性呼酸的代偿调节CO2RBCCO2H2OH2CO3HHCO3-Hb(O2)-HHb(O2)Cl-HCO3-Cl-特点特点代偿有限，代偿有限，CO2

16、升高升高10，HCO3-升高升高0.7-1，血浆血浆Cl- 下降下降呼酸时常见指标的变化趋势呼酸时常见指标的变化趋势 pH 降低，失代偿性呼酸降低，失代偿性呼酸pH 在正常范围内，在正常范围内， 代偿性呼酸代偿性呼酸 当当 PaCO2原发性升高时，原发性升高时， ABSB（升高）升高） HCO3-继发性升高，继发性升高，BE 、 BB变化不大或增加变化不大或增加 血钾升高血钾升高呼酸对机体的影响呼酸对机体的影响PaCO2升高，主要影响升高，主要影响心血管心血管，中枢神经中枢神经 急性明显急性明显 对血管对血管扩张血管扩张血管脑血管扩张脑血管扩张头痛头痛 间接作用间接作用血管运动中枢，缩血管血管

17、运动中枢，缩血管直接作用直接作用中枢神经系统的功能改变中枢神经系统的功能改变头痛，不安，震颤，头痛，不安，震颤，精神错乱，嗜睡，昏迷精神错乱，嗜睡，昏迷肺性脑病肺性脑病CO2麻醉麻醉CO2扩张脑血管，颅内压升高，扩张脑血管，颅内压升高，视神经乳头可有水肿视神经乳头可有水肿代谢性碱中毒（代谢性碱中毒（metabolic alkalosismetabolic alkalosis） 概念：血浆中概念：血浆中HCO3-原发性增多，导致原发性增多，导致pH升高升高 原因机制原因机制HH H+ +丢失，导致丢失，导致HCOHCO3 3- -相对增多相对增多 经胃丢失经胃丢失H H+ +, , 幽门梗阻，幽

18、门梗阻，胃液抽吸胃液抽吸 经肾丢失经肾丢失H H+ +，利尿剂，利尿剂， 皮质激素过多皮质激素过多 HCO3-过量负荷造成代碱过量负荷造成代碱碱性药物摄入过多碱性药物摄入过多输入大量库存血输入大量库存血脱水脱水浓缩性碱中毒浓缩性碱中毒 低钾血症低钾血症反常性酸性尿反常性酸性尿血氨升高，尿素合成障碍，血氨升高，尿素合成障碍， NHNH3 3 H H+ +NHNH4 4+ +血浆中醛固酮增多血浆中醛固酮增多代谢性碱中毒的类型代谢性碱中毒的类型盐水反应性碱中毒盐水反应性碱中毒血容量减少，低钾，低氯血容量减少，低钾，低氯盐水治疗有效盐水治疗有效盐水抵抗性碱中毒盐水抵抗性碱中毒原发性醛固酮增多，严重低钾

19、原发性醛固酮增多，严重低钾全身性水肿，全身性水肿，Cushing综合症综合症盐水治疗无效盐水治疗无效代碱时机体的代偿调节代碱时机体的代偿调节 体液的缓冲和细胞内外离子交换体液的缓冲和细胞内外离子交换 肺的代偿调节肺的代偿调节OH-H2CO3/H2PO4- HCO3-pHH K交换交换低钾血症低钾血症呼吸抑制（限度呼吸抑制（限度PaCO2 55 mmHg） 肾的代偿调节肾的代偿调节泌泌H泌泌NH4 减少，减少，HCO3 -重吸收减少重吸收减少反常性碱性尿反常性碱性尿作用不大作用不大AB 、SB、BB均升高，均升高，AB SB，BE正值加大，正值加大，pH升高升高 代碱时常用指标的变化趋势代碱时常

20、用指标的变化趋势PaCO2继发性升高继发性升高轻度无明显症状，可伴有病因带来的症状轻度无明显症状，可伴有病因带来的症状代碱对机体的影响代碱对机体的影响严重时中枢神经系统功能改变严重时中枢神经系统功能改变烦躁不安烦躁不安精神错乱精神错乱意识障碍意识障碍 氨基丁酸分解加强，生成减少氨基丁酸分解加强，生成减少 缺氧缺氧血红蛋白氧离曲线左移血红蛋白氧离曲线左移缺氧缺氧血浆游离钙降低血浆游离钙降低神经肌肉兴奋性升高：神经肌肉兴奋性升高：抽搐抽搐 惊厥惊厥低钾血症低钾血症肌肉无力肌肉无力心律失常心律失常呼吸性碱中毒呼吸性碱中毒（respiratory alkalosisrespiratory alkalo

21、sis） 概念：血浆中概念：血浆中HCO3-浓度或浓度或PaCO2原发性升高原发性升高 原因原因通气过度通气过度 代偿代偿急性：细胞内外离子交换急性：细胞内外离子交换慢性：肾脏代偿慢性：肾脏代偿 影响影响眩晕，感觉异常，意识障碍，抽搐，眩晕，感觉异常，意识障碍，抽搐，低氧血症低氧血症肺疾患：间质性肺炎肺疾患：间质性肺炎, , ARDSARDS呼吸中枢兴奋性呼吸中枢兴奋性：癔病、高热：癔病、高热, , NH3NH3人工呼吸机使用不当人工呼吸机使用不当 通气过度通气过度第四节第四节 混合性酸碱平衡紊乱混合性酸碱平衡紊乱类类 型型 原原 因因特特 点点代酸代酸+呼酸呼酸心跳呼吸骤停、心跳呼吸骤停、

22、通气障碍通气障碍PaCO2，HCO-3，PH ABSB,血血K+，AG代碱代碱+呼碱呼碱肝硬变、败血症、发热伴肝硬变、败血症、发热伴呕吐呕吐PaCO2, HCO-3 , PHABSB,血血K+呼酸呼酸+代碱代碱COPD或慢性肺心病或慢性肺心病PaCO2, HCO-3 , PH变化不大变化不大代酸代酸+呼碱呼碱糖尿病、肾衰竭伴发热等糖尿病、肾衰竭伴发热等PaCO2, HCO-3，PH变化不大变化不大代酸代酸+代碱代碱糖尿病、肾衰竭伴呕吐、糖尿病、肾衰竭伴呕吐、严重胃肠炎严重胃肠炎导致导致HCO-3或或的原因同时或的原因同时或相继发生，彼此相互抵消，相继发生，彼此相互抵消，PH和和 HCO-3变化

23、不大变化不大三重性酸碱失衡(一）呼酸一）呼酸+AG性代酸性代酸+代碱：代碱： 如慢性肺心病患者长期使用利尿剂。如慢性肺心病患者长期使用利尿剂。 PaCO2， AG， HCO-3一般一般，血，血Cl-（二）呼碱二）呼碱+AG性代酸性代酸+代碱：代碱： 如糖尿病、尿毒症患者伴呕吐、发热如糖尿病、尿毒症患者伴呕吐、发热 PaCO2，AG，一般血一般血Cl-第五节第五节 判断酸碱失衡的病生基础判断酸碱失衡的病生基础一、以一、以pH定酸、碱定酸、碱 pH 7.35 酸中毒；酸中毒； pH 7.45 碱中毒碱中毒 pH7.357.45，三种可能三种可能二二 、以原发因素（病史）定代、呼、以原发因素（病史）

24、定代、呼 代代 酸、代酸、代 碱碱 - HCO3 原发性原发性、 呼呼 酸、呼酸、呼 碱碱- PaCO2（ H2CO3）原发性原发性 、 三、以代偿预计定单、混三、以代偿预计定单、混 （1）代偿调节方向相反肯定是混合性酸碱紊乱）代偿调节方向相反肯定是混合性酸碱紊乱 （2）方向相同可能是单纯性酸碱紊乱）方向相同可能是单纯性酸碱紊乱,也有可能是混合性也有可能是混合性 酸碱紊乱。酸碱紊乱。 （3）若实测值位于代偿预计值范围，为单纯性酸碱紊乱）若实测值位于代偿预计值范围，为单纯性酸碱紊乱 若实测值超过代偿预计值若实测值超过代偿预计值, 可能是混合性酸碱紊乱。可能是混合性酸碱紊乱。 常用单纯酸碱失衡的预

25、计代偿公式常用单纯酸碱失衡的预计代偿公式 类类 型型 原发变化原发变化 代偿反应代偿反应 预计代偿公式预计代偿公式 代偿极限代偿极限 代代 酸酸 HCO3 - PaCO2 PaCO2 =1.2 HCO3 - 2 10mmHg 代代 碱碱 HCO3 - PaCO2 PaCO2 =0.7 HCO3 - 5 55mmHg 急性：急性： 呼呼 酸酸 PaCO2 HCO-3 HCO-3 =0.1 PaCO2 1.5 30mmol/L 慢性：慢性： HCO-3 =0.35 PaCO2 3 45mmol/L 急性：急性： 呼呼 碱碱 PaCO2 HCO-3 HCO-3 =0.2 PaCO2 2.5 18mmol/L 慢性：慢性： HCO-3 =0.5 PaCO2 2.5 5mmol/L例例1： 某门脉性肝硬变患者，某门脉性肝硬变患者，II级肝昏迷两天，级肝昏迷两天，PaCO2 24mmHg ；HCO3 - 16mmol/L