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文档简介

电解质与酸碱平衡紊乱的生物化学检验11、掌握电解质平衡紊乱、酸碱平衡紊乱的类型、判断及临床病例分析;血气分析指标的定义、计算及临床意义;钠钾氯及常见血气分析指标的参考区间2、熟悉血气分析及钠钾氯方法学评价;正常体液及酸碱平衡的调节3、了解混合性酸碱平衡紊乱本章教学要求:2第一节概述体液:机体内存在的液体。包括水和溶解于其中的物质,正常成人体液占体重的60%体液以细胞膜为界分为:(1)细胞内液(intracellularfluid,ICF)占40%(2)细胞外液(extracellularfluid,ECF)占20%

A.血管内液5%

B.组织液15%各部位体液之间受机体生理机制的调节处于动态平衡3一、水平衡及其紊乱水平衡:每天进入机体的水,经机体代谢在体液间转移交换,最后等量地排出体外,使各部分体液保持动态平衡的过程。水机体摄入体内物质氧化产生肾小管重吸收尿液排出皮肤蒸发排出呼吸排出肠道排出去路来源4

基本原因:水摄入和水排出不相等,不能维持体内水的动态平衡。水平衡紊乱的表现:①总体水过少或过多;②总体水变化不大,但水的分布有明显异常。水平衡紊乱多伴有体液中电解质的改变及渗透压的变化。水平衡紊乱5(一)脱水(总体水过少)

脱水是由于水摄入过少和/或水丢失过多而引起细胞外液减少。根据血浆钠浓度的变化分为高渗性、等渗性和低渗性脱水三种。61.高渗性脱水(1)以细胞外液中水丢失为主(2)原因:进水量不足、高热出汗过多、胃肠道和泌尿道丢失增加(3)

临床表现:细胞外液渗透压升高,细胞内液的水向细胞外转移,表现出细胞内脱水,引起剧烈口渴、体温上升以及各种神经精神症状(记忆力减退、烦躁、谵妄以至昏迷),同时还有尿量减少,体重明显下降。(4)特点:细胞外液量和细胞内液量均减少,尿量减少血浆Na+浓度>150mmol/L72.低渗性脱水(1)以细胞外液中电解质丢失为主(2)原因见左图。(3)临床表现:细胞外液渗透压降低,水份由血液经组织间液流向ICF,表现为细胞内水肿,出现恶心、呕吐、四肢麻木无力以及眼球凹陷、皮肤干燥及弹性降低、颜面瘦削等脱水貌。(4)特点

细胞外液减少,细胞内液增加血浆Na+浓度<130mmol/L严重者因循环血量急剧减少易发生肾衰竭83.等渗性脱水主要是细胞外液的丢失,丢失的电解质和水基本平衡,血浆渗透压仍维持在正常水平。原因:如烧伤、失血及胃肠液的丢失等,各部分液体之间无明显水的转移。93.等渗性脱水特点(1)细胞外液减少,细胞内液正常,血浆渗透压正常(2)血浆Na+浓度130--150mmol/L(3)由于细胞外液量减少,造成有效循环血容量减少和循环障碍,表现出尿少、口渴、血压下降等临床表现。10(二)水过多和水中毒

当机体摄入水过多或排出减少,使体液中水增多、血容量增多以及组织器官水肿。按照体液晶体渗透压的不同,水过多可分为高渗性(盐中毒)、等渗性(水肿)和低渗性(水中毒)三种。临床上最常见的是水肿,一般水增加使体液超过体中的10%以上时,可出现水肿症状。11二、电解质平衡体液中的电解质:(1)有机电解质:蛋白质和有机酸等。(2)无机电解质:主要是无机盐。血液中重要的电解质有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HCO3-、HPO42-、H2PO4-等微量元素。

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:无机磷酸根12(一)钠平衡钠离子是ECF含量最多的阳离子,是ECF渗透压的最主要决定因素。体内钠的来源:食物中的NaCl,一般摄入Na+大于其需要量,人体不会缺Na+和Cl-。Na+排出:90%的Na+经肾随尿排出,少量由粪和汗液排出。细胞外液钠浓度的改变可由水或/和钠的变化而引起,故钠平衡紊乱常伴有水平衡紊乱。13(二)钾平衡人体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+2~3g,其中98%存在于细胞内液,仅有2%存在于细胞外液。维持钾的梯度平衡依赖于细胞膜上的钠钾泵来维持两者正常梯度,使细胞排钠储钾。食物中所含的钾90%在消化道以离子的形式吸收,排泄主要通过肾脏随尿排出。钾的代谢特点为多吃多排、少吃少排、不吃也排,因此长期禁食患者或K+的摄入不足,容易出现低钾血症。14

※钾平衡紊乱与否,要考虑钾总量和血钾浓度。由于钾总量的98%存在于细胞内,血清钾浓度并不能准确反映体内总钾的情况,因此要特别注意总体钾含量不变,而K+在体液的不同部位发生转移对血钾浓度的影响。影响血钾浓度的因素有(1)血液酸碱紊乱造成细胞内外的H+-K+交换(2)细胞外液受稀释时,血钾降低,浓缩时,血钾增高(3)手术患者输注葡萄糖,K+伴随葡萄糖进入细胞内,造成血钾降低。

15思考题溶血对血清K测定有影响吗?有,因为细胞内钾浓度与血钾浓度相差40倍,因此溶血时会导致血钾的含量明显增高,故血液标本采集时一定要避免溶血。16(三)氯平衡※氯是细胞外液中主要阴离子,血浆浓度为98~108mmol/L。※氯主要来源于食物中的Nacl,肾脏是氯的主要排出途径。氯在体内的变化基本与钠一致。※血清氯水平一般与碳酸氢盐水平呈相反关系。——Cl-与HCO3-为细胞外的两个主要阴离子,机体为了重新吸收和再生更多的碳酸氢盐,就必须从尿中排出更多的氯以维持电解质平衡。17第二节水和电解质平衡紊乱一、体液钠标本的收集与处理血清、肝素化的抗凝全血、尿液和其它体液均可作为血钠测定的标本。测定血钠时,血清、血浆样本可以在2-4℃或冰冻存放,红细胞中钠的含量仅为血浆中的1/10,即使溶血对血钠浓度的测定也不会有太大的影响。18检测方法原子吸收分光光度法火焰发射分光光度法离子选择电极法(最常用的方法)分光光度法19离子选择电极法

是当今定量测定钠、钾浓度常用的方法,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

。分为直接法和间接法。

电解质排斥效应:血浆中固体物质部分(血脂和蛋白质)约占总体的7%,水相占93%,电解质均在水相中存在,因固体物质改变,引起水相改变,使电解质测定结果不真实的情况称为电解质排斥效应。20参考区间血钠:135-145mmol/L临床意义1、高钠血症:血浆中Na+>145mmol/L。因摄入钠过多或水丢失过多而引起。根据发生的原因和机制,分为浓缩性和潴留性两种。浓缩性较常见,主要见于水排出过多而无相应的钠丢失(如水样泻、尿崩症、出汗过多)和糖尿病病人由于水随大量糖尿排出。高钠血症时,细胞外液渗透压升高,细胞内水向细胞外转移,病人出现口渴等细胞内脱水症状。212、低钠血症:血浆中Na+<130mmol/L。可由水增多或钠减少引起,临床上常见于水增多引起的。(1)肾性因素肾功能损害排钠增多引起:渗透性利尿、肾上腺功能低下、肾素生成障碍以及急、慢性肾功能衰竭等。(2)非肾性因素常见于循环血容量减少继发ADH大量分泌导致水潴留引起的稀释性低钠血症。如肝硬化腹水、心衰、呕吐、腹泻、肠瘘、大量出汗和烧伤等。低钠血症时血浆渗透压降低,引起水分向细胞内转移,出现细胞水肿,严重者可出现脑水肿。22二、体液钾参考区间血钾:3.5-5.5mmol/L临床意义1、高钾血症:血清钾高于5.5mmol/L。常见原因:(1)钾输入过多:输入某些药物、过多库存血等。(2)钾排泄障碍:肾小管酸中毒等(3)细胞内钾向细胞外转移:大面积烧伤、挤压伤等

232.低钾血症:血清钾低于3.5mmol/L常见原因:(1)钾摄入不足——长期低钾饮食、禁食、吸收不良等。(2)钾排出增多:

①胃肠道丢失——如严重呕吐、腹泻等。

②肾脏丢失——见于肾功能衰竭多尿期等。(3)分布异常

—细胞外钾进入细胞内,造成低血钾。(4)血浆稀释24三、体液氯检测方法库伦滴定法硫氰酸汞比色法离子选择电极法(最常用的方法)酶法25参考区间血氯:98-108mmol/L临床意义增高:高钠血症、高氯性代谢性酸中毒、过量注射生理盐水等。减低:在临床上较为多见,常见原因为氯化钠的摄入不足或丢失增加。溶血、体位改变、是否静止状态、使用止血带时间长短对血氯浓度的影响很小。26第三节血气分析与酸碱平衡紊乱酸碱平衡:机体通过调节机制调节体液酸碱物质含量及其比例,维持体液pH在正常范围的过程,称为酸碱平衡。

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

血气是指血液中所含的O2和CO2

血气分析与酸碱指标测定是临床急救和监护患者的一组重要生化指标,尤其对呼吸衰竭和酸碱平衡紊乱患者的诊断和治疗起关键作用。利用血气分析仪可测定出血液pH、PO2、PCO2,并由此计算出其他指标,从而对患者体内酸碱平衡、气体交换及氧合作用做出全面诊断。血气分析28一、血液中的气体及运输29(一)

O2的运输1、运输方式化学结合:与Hb形成HbO298.5%

溶解:1.5%氧分压取决于该部分的氧2、氧结合量:全部Hb可结合的氧气量氧含量:实际与Hb结合的氧气量血氧饱和度:血液中HbO2量与Hb总量之比血氧饱和度=HbO2/(HHb+HbO2)30(二)CO2的运输血液中CO2三种存在形式1、物理溶解(8.8%):溶于水中形成H2CO3;2、HCO3-(77.8%):红细胞内碳酸酐酶(CA)作用下CO2与水结合成H2CO3,再解离成H+和HCO3-;3、氨基甲酸血红蛋白(HbNHCOOH)(13.4%)

31二、酸碱平衡的调节血液的缓冲作用肺的调节作用肾的调节作用32大多采用桡动脉采血,如采血困难,进行股动脉采血。静脉血一般在动脉采血困难时才使用静脉血PO2要低60~70mmHg(7.98~9.31kPa);PCO2要高2~8mmHg(0.27~1.06kPa)pH要低0.02~0.05.三、血气分析样本的采集33样本采集如采集桡动脉血,采血前进行(Allen’s试验)让病人抬高手臂并握拳30秒,两手同时压住手腕的尺动脉和桡动脉,松开拳头,可见手掌苍白无血色。然后松开尺动脉,在5秒钟内恢复血色为尺动脉功能正常,可以进行桡动脉的采集。3435注意事项血气标本采集采用无菌的、含肝素的1~5ml注射器,推荐使用玻璃注射器要保证抗凝剂的量(每毫升血中0.05mg肝素)收集样本时应避免血液与大气接触全血采集后,因血细胞继续进行代谢,氧气不断被消耗,二氧化碳不断产生,故应在30min内进行检测,不能时应将样本放入冰水中,但最多也不能超过2小时。36四、血气分析常用指标、参数及临床意义

目前采用血气分析仪直接测定出PH、PO2、PCO2,再由此计算出其他指标,血气分析仪由电极测量室、液气管路系统和电路系统组成。当今,血气分析仪的发展包括监护病房和床旁实验设备。37(一)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Hendersen—Hasselbalch方程(H-H方程)可计算出血液的pH。【参考区间】动脉血pH7.35~7.45

[H+]35--45nmol/L四、血气分析常用指标、参数及临床意义38【测定方法】离子选择电极法【临床意义】1、PH在参考区间(1)正常酸碱平衡(2)有酸碱平衡紊乱,完全代偿(3)同时存在强度相等的酸中毒和碱中毒2、PH超出参考区间(1)PH<7.35酸中毒(2)PH>7.45碱中毒39

二氧化碳分压(partialpressureofcarbondioxide,PCO2)是指物理溶解在血液中的CO2所产生的压力。临床上PCO2是呼吸性酸碱中毒的诊断指标。【参考区间】动脉血PCO2:35-45mmHg(4.66-5.99kPa)(二)二氧化碳分压(PCO2)【测定方法】电极法40(三)氧分压(PO2)

氧分压(partialpressureofoxygen,PO2)是指血浆中物理溶解的O2所产生的压力。

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(9.98-13.3KPa),低于55mmHg时,常见于呼吸衰竭,低于30mmHg可危及生命。41(四)氧饱和度(SO2)

氧饱和度(oxygensaturation,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:SO2=×100%=×100%

【参考区间】

95%-98%42(五)实际碳酸氢盐及标准碳酸氢盐实际碳酸氢盐(actualbicarbonate,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。标准碳酸氢盐(standardbicarbonate,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。【参考区间】22-27mmol/L43【临床意义】1、SB升高为代谢性碱中毒,SB降低为代谢性酸中毒2、(1)AB>SB为呼吸性酸中毒(2)AB<SB为呼吸性碱中毒(3)AB增高和SB增高为代偿性碱中毒(4)AB降低和SB降低为代偿性酸中毒44(六)碱剩余(BE)

碱剩余(baseexcess,BE)是指在37℃和PCO2为40mmHg时,将1L全血pH调整到7.40所需加入的酸量或碱量。当需要加入酸时,BE为正值,表示碱过量;若需要加入碱时,BE为负值,表示酸过量。【参考区间】-3~+3mmol/L

【临床意义】BE正值为代谢性碱中毒,BE负值为代谢性酸中毒45(七)缓冲碱(BB)

缓冲碱(bufferbase,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。由于BB不仅受Hb和血浆蛋白的影响,而且还受电解质及呼吸因素的影响。因此一般认为它不能确切反映代谢性酸碱平衡状态。BB有全血缓冲碱和血浆缓冲碱两种。【参考区间】全血缓冲碱(BBb)46-52mmol/L血浆缓冲碱(BBp)40-46mmol/L46(八)阴离子间隙(AG)

阴离子隙(aniongap,AG)是根据测定出血清阳离子总数和阴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,如无机酸(磷酸、硫酸等)、有机酸(丙酮酸、乳酸、乙酰乙酸等)。可用以下公式计算:AG(mmol/L)=Na+-[Cl-+HCO3-]【参考区间】8-16mmol/L

【临床意义】高AG型代谢性酸中毒AG增高高氯型代谢性酸中毒AG正常47(九)肺泡-动脉氧分压差(A-aDO2)

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。【参考区间】儿童期5mmHg(0.66kPa)青年期8mmHg(1.06kPa)60-80岁24mmHg(3.2kPa)【临床意义】A-aDO2升高表明存在肺换气障碍48(十)二氧化碳总量(TCO2)

二氧化碳总量(totalcarbondioxidecontentTCO2)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。

【参考范围】

23-28mmol/L【临床意义】TCO2增高见于代谢性碱中毒或呼吸性酸中毒49(十一)渗透压(mOsm)

渗透压是指支配生物膜两侧水穿过膜,使其达到一定平衡的一种压力。包括血浆晶体渗透压和血浆胶体渗透压。血浆晶体渗透压由无机盐、葡萄糖、尿素等小分子物质形成,可维持细胞内外水分的正常交换和分布;血浆胶体渗透压由蛋白质等大分子物质形成,可调节毛细血管内外水分的正常分布。50【参考范围】

275-300mOsm/(Kg.H2O)【检测方法】

冰点渗透压仪法【临床意义】

根据血浆渗透压的变化,结合患者的病史和临床资料,可判断患者是否有电解质及水平衡紊乱,并能分子其紊乱的性质51酸碱平衡:维持血液pH7.35~7.45的过程。酸碱平衡的调节机制:缓冲系统:最为敏感和迅速,H2CO3

和HCO3-是最重要的缓冲物质,正常时HCO3-/H2CO3比值为20/1;肺:一般在10~30min发挥调节作用,通过呼出CO2的多少控制H2CO3的浓度;肾脏:开始调节最慢,多在数小时以后,但作用最强时间最长,几乎是非挥发性酸和碱性物质排出的唯一途径,主要通过重吸收和排出,调节HCO3-的浓度。

酸碱平衡的调节五、酸碱平衡紊乱的判断52五、酸碱平衡紊乱的判断酸碱平衡紊乱的类型1、酸中毒:血浆中[HCO3-]/[H2CO3]比值<20/1,血浆pH则下降或低于正常值下限7.35

代谢性酸中毒:HCO3-降低造成的酸中毒呼吸性酸中毒:H2CO3增多造成的酸中毒53五、酸碱平衡紊乱的判断酸碱平衡紊乱的类型2、碱中毒:若[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54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55

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56(一)单纯性酸碱平衡紊乱代酸:原发性HCO3-降低,血浆PH下降常见原因:(1)酸性代谢产物产生增加;(2)酸性产物排泌减少,在体内大量积聚;(3)HCO3-丢失过多。1、代谢性酸中毒

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