酸堿平衡紊亂病理生理學(xué)課件

關(guān)于酸堿平衡紊亂病理生理學(xué)第1頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三一、酸堿平衡的概念第2頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三酸堿平衡在機(jī)體產(chǎn)生或攝入一定量的酸性或堿性物質(zhì)后，通過調(diào)節(jié)使體液pH相對穩(wěn)定的過程，稱為機(jī)體的酸堿平衡（acidbasebalance）。正常人動脈血血漿pH范圍為7.35~7.45。第3頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三

什么是酸？

什么是堿？在一個化學(xué)反應(yīng)中，凡能釋放出H+的物質(zhì)，稱為酸。強(qiáng)酸：HCl、H2SO4、H3PO4等。弱酸：H2CO3、CH3COOH（乳酸）等。在一個化學(xué)反應(yīng)中，凡能接受H+的物質(zhì)，稱為堿。強(qiáng)堿：NaOH、KOH等。弱堿：NaHCO3、NH3、CH3COONa等。第4頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三二、酸堿平衡的維持與調(diào)節(jié)第5頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三糖酵解產(chǎn)生乳酸脂肪分解可產(chǎn)生酮酸含硫氨基酸代謝可產(chǎn)生硫酸嘌呤化合物經(jīng)代謝可產(chǎn)生尿酸核酸代謝可產(chǎn)生磷酸各種高分子物質(zhì)經(jīng)代謝產(chǎn)生大量CO2，它與水生成H2CO3；可經(jīng)肺呼吸排出。Volatileacids每天可產(chǎn)生300~400LCO2，相當(dāng)于15mol的H+。各種高分子物質(zhì)含有氮、硫、磷等元素，經(jīng)代謝可產(chǎn)生尿酸、硫酸和磷酸等。

不能經(jīng)肺排出?？赏ㄟ^腎臟排出。

Fixedacids每天產(chǎn)生的固定酸所含H+約為50~100mmol。體內(nèi)氨基酸脫氨基產(chǎn)生NH3；蔬菜、瓜果中的檸檬酸鹽、蘋果酸鹽經(jīng)三羧酸循環(huán)可生成NaHCO3、KHCO3。正常機(jī)體酸性物質(zhì)的來源多正常機(jī)體堿的來源少例：*注：血漿pH為7.40時，其[H+]僅為40nmol/L。第6頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三由于正常人體每日酸的來源遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于堿的來源，因此機(jī)體對酸堿平衡的調(diào)節(jié)主要是對體內(nèi)產(chǎn)生的大量H+負(fù)荷的代償和調(diào)節(jié)。第7頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三H＋負(fù)荷細(xì)胞外液肺呼吸細(xì)胞內(nèi)液腎臟骨骼血漿緩沖對紅細(xì)胞頻率和深度變化調(diào)節(jié)肺泡通氣量細(xì)胞內(nèi)緩沖對排H＋、泌NH3重吸收HCO3－骨鹽溶解H＋－K＋交換Hb緩沖對其它緩沖對Ca2＋＋H2PO4慢性代謝性酸中毒時的代償H2CO3CO2排出固定酸保堿細(xì)胞外液

H＋排出體外即時數(shù)分鐘數(shù)小時2～4小時數(shù)小時數(shù)天緩慢第8頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三緩沖系統(tǒng)的組成體液緩沖系統(tǒng)是指由各種弱酸及其共軛的堿構(gòu)成的不同緩沖對所形成的對H＋負(fù)荷能起緩沖作用的系統(tǒng)。細(xì)胞內(nèi)、外液中均有碳酸氫鹽（HCO3－）及非碳酸氫鹽（Buf－）兩種緩沖系統(tǒng)。弱酸鹽的主要陽離子在細(xì)胞外液是Na＋，在細(xì)胞內(nèi)液是K＋。第9頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三細(xì)胞內(nèi)外液的主要緩沖對構(gòu)成細(xì)胞外液血漿NaHCO3/H2CO3NaPr/HPr*Na2HPO4/NaH2PO4

細(xì)胞間液NaHCO3/H2CO3Na2HPO4/NaH2PO4細(xì)胞內(nèi)液**

KPr/HPrK2HPO4/KH2PO4KHCO3/H2CO3

有機(jī)磷酸鹽紅細(xì)胞

KHb/HHbKHbO2/HHbO2K2HPO4/KH2PO4KHCO3/H2CO3*HPr：蛋白質(zhì)；**主要指肌細(xì)胞。第10頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三

緩沖作用？例：緩沖溶液含

10mmol/LNa2HPO410mmol/LNaH2PO4NaH2PO4的Ka為160因此可計(jì)算出該溶液的pH是6.80。如在此溶液中加入2mmol/LHCl，則溶液pH降至6.62。如單獨(dú)將HCl加入不含緩沖對的水溶液，使其濃度達(dá)到2mmol/L，則溶液的pH為2.70

。HAH++AKa=[H+][A][HA][H+]=Ka[HA][A]pH=pKa+lg[HA][A]第11頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)

血漿中NaHCO3/H2CO3緩沖系統(tǒng)是體內(nèi)最重要的、對固定酸具有強(qiáng)大緩沖作用的緩沖系統(tǒng)。根據(jù)Henderson-Hasselbalch方程式，血漿pH明顯與

HCO3－

/H2CO3比值有關(guān)：

pHpKa＋log（

HCO3－

/H2CO3）

pHpKa＋log（

HCO3－

/·PaCO2）

pH6.1＋log（24/0.226·5.32）

pH6.1＋log（24/1.2）

pH6.1＋1.3pH7.4（為CO2的溶解系數(shù)）第12頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三血漿紅細(xì)胞氯轉(zhuǎn)移原發(fā)改變被紅細(xì)胞內(nèi)的緩沖系統(tǒng)緩沖（Hb緩沖對最主要）。CO2CO2+H2OH2CO3H+Cl

注：CA為碳酸酐酶CACACl

HCO3HCO3紅細(xì)胞對揮發(fā)酸的緩沖第13頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三近端小管Na+-H+交換（Na+-H+exchangeofproximaltubule）使原尿中90%NaHCO3重吸收。遠(yuǎn)端小管泌H+與HCO3-重吸收（Regulationofdistaltubule）

集合管的閏細(xì)胞泌H+，但不重吸收Na+，進(jìn)入原尿中H+與HPO42-結(jié)合形成H2PO4-，使尿液酸化。閏細(xì)胞內(nèi)HCO3-與Cl-交換，HCO3-

進(jìn)入血液內(nèi)。第14頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三

NH4+排出（NH4+excretion）腎臟對NH4+排出是pH依賴性（酸中毒越嚴(yán)重，排NH4+量越多）。

●近曲小管上皮細(xì)胞是產(chǎn)NH4+的主要場所，通過Na+-NH4+交換，以NH4Cl形式排出?！窦瞎芊置贜H3進(jìn)入原尿與H+結(jié)合生成NH4Cl被排出體外。

第15頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三緩沖2．把酸（堿）排出體外肺：快，排出揮發(fā)酸。腎：較慢，但作用強(qiáng)大，排出固定酸。調(diào)節(jié)主要包括二大環(huán)節(jié)

血漿：快，以[HCO3—]/[H2CO3]

最重要，但不能緩沖揮發(fā)酸。紅細(xì)胞：快，能夠快速緩沖揮發(fā)酸。細(xì)胞內(nèi)液：略慢，先進(jìn)行胞內(nèi)外的

H+—K+交換，然后緩沖。骨骼：極慢，主要對代謝性酸中毒。1．把強(qiáng)酸（強(qiáng)堿）轉(zhuǎn)變?yōu)槿跛幔ㄈ鯄A）第16頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三三、酸堿平衡紊亂第17頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三在許多病理情況下，當(dāng)機(jī)體酸性或堿性物質(zhì)的量發(fā)生變化（過多或過少），超過機(jī)體的調(diào)節(jié)能力，使血漿pH超越正常范圍；或者由于肺、腎對酸堿平衡的調(diào)節(jié)功能發(fā)生障礙，以及因水、電解質(zhì)紊亂，使NaHCO3和H2CO3的含量，甚至[NaHCO3]/[H2CO3]的濃度比發(fā)生改變（正常為20/1），稱為酸堿平衡紊亂（acidbasedisturbance）。或酸堿平衡紊亂的基本概念第18頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三酸堿平衡紊亂的分類因代謝性因素引起HCO3改變，進(jìn)而導(dǎo)致血漿pH發(fā)生變化，稱為代謝性酸中毒（HCO3

減少）或堿中毒（HCO3

增多）。因呼吸性因素引起血液中CO2（H2CO3）含量改變，進(jìn)而導(dǎo)致血漿pH發(fā)生變化，稱為呼吸性酸中毒（H2CO3增多）或堿中毒（H2CO3減少）。指能夠影響肺泡通氣量，從而改變血液中CO2含量的因素。指除呼吸性因素以外的、能夠引起血漿HCO3—改變的因素。代謝性因素呼吸性因素血漿pH=6.1+lg

[HCO3—

]/[H2CO3]第19頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三四、酸堿平衡的評判指標(biāo)

（動脈血?dú)夥治觯┑?0頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三ArterialBloodGasSampling

動脈血?dú)鉁y定的樣本采集第21頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三pH血液pH通常是指動脈血中H＋濃度的負(fù)對數(shù)。正常值為7.35～7.45，平均為7.4。pH7.45：失代償性堿中毒pH7.35：失代償性酸中毒pH在正常范圍：正常人，無酸堿平衡紊亂存在存在代償性酸或堿中毒由于機(jī)體的代償，血漿

HCO3－

/H2CO3

比值仍維持在20/1左右，故pH在正常范圍內(nèi)。

混合性酸堿平衡紊亂同時存在使pH變化趨向相反的不同類型的酸堿平衡紊亂，由于pH變化暫時相互抵消，使所測pH尚在正常范圍。第22頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三動脈血CO2分壓（PaCO2）PaCO2是動脈血血漿中以物理狀態(tài)溶解的CO2分子所產(chǎn)生的張力。正常值：4.39～6.25kPa（33～46mmHg）平均為5.32kPa（40mmHg）血漿PaCO2的高低直接取決于肺泡通氣量，兩者呈反相關(guān)的關(guān)系。PaCO2是反映酸堿平衡呼吸性因素的指標(biāo)。第23頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三標(biāo)準(zhǔn)碳酸氫鹽

standardbicarbonate，SB指全血標(biāo)本在38℃、血紅蛋白氧飽和度100%、以PaCO2為5.32kPa的氣體平衡的條件（即標(biāo)準(zhǔn)條件）下，測得的血漿HCO3－濃度。正常范圍：22～27mmol/L，平均24mmol/L。測定NaHCO3的含量除了受代謝性因素的影響外，PaCO2增高，測得的NaHCO3也增高，反之亦然。標(biāo)本用PaCO2為5.32kPa的氣體平衡后，消除了個體實(shí)際呼吸功能狀況對PaCO2變動并進(jìn)而引起NaHCO3變動的影響，故測得的NaHCO3（SB）值僅受機(jī)體固定酸負(fù)荷、堿性物質(zhì)的攝入、排出及腎臟的排酸、保堿功能狀態(tài)（代謝性因素）的影響。第24頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三實(shí)際碳酸氫鹽

actualbicarbonate，AB指血標(biāo)本在取得至測定HCO3－濃度時，始終處于隔絕空氣的條件下，即是在被檢者實(shí)際的PaCO2和血紅蛋白飽和度條件下，測得的血漿NaHCO3濃度。測定的NaHCO3高低不僅受上述代謝性因素的影響，而且受被檢者肺通氣狀況（呼吸性因素）的影響，過度通氣使PaCO2降低，NaHCO3測定值減少；肺通氣不足，NaHCO3值增高。對同一被檢者來說，如果不存在外呼吸功能障礙，所測AB和SB應(yīng)當(dāng)相同，兩者只隨代謝性因素變化而變化。第25頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三AB與SB值的比較如果存在外呼吸功能障礙，則測得的SB和AB便有所不同，故AB與SB值的比較，可用來作為酸堿平衡中受呼吸性因素影響的指標(biāo)。.ABSB，表明有CO2潴留；ABSB，表明被檢者有過度通氣；ABSB，說明被檢者肺通氣無異常。第26頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三緩沖堿

bufferbase，BB是指血漿中具有緩沖作用的負(fù)離子的總和。這些負(fù)離子包括HCO3－（22～27mmol/L）、Hb－（6.3mmol/L）和蛋白質(zhì)陰離子（Pr－，16～18mmol/L）等。正常值：45～55mmol/L，平均為505mmol/L。BB是反映代謝性因素的指標(biāo)，與PaCO2變化無關(guān)。第27頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三堿剩余

baseexcess，BE是指全血在38℃、PaCO2為5.32kPa、血紅蛋白濃度校正為150g/L、且氧飽和度為100%的條件下，把1L全血或血漿用酸或堿滴定至pH為7.40時，所用酸或堿的量。以酸滴定時，所用酸的濃度值以“正值”表示；以堿滴定時，則以負(fù)值表示。BE的意義與BB相同。正常值：03mmol/LBE＋3mmol/L，見于代謝性堿中毒BE－3mmol/L，見于代謝性酸中毒第28頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三陰離子間隙

aniongap，AG是指血漿中未測定的陰離子（undeterminedanion，UA）和未測定陽離子（undeterminedcation，UC）的濃度差。正常值：122mmol/L該值可以根據(jù)已測定的陽離子濃度（Na＋）與已測定的陰離子濃度（Cl－＋HCO3－）間的差值計(jì)算獲得。即：AG=Na＋－（Cl－＋HCO3－）對正常人則為：AG=140－（104＋24）；AG=12mmol/L。AG的測定對區(qū)分不同類型代謝性酸中毒和分析某些混合性酸堿平衡紊亂有重要意義。第29頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三pH——反映血漿中游離H+的濃度，是評判酸堿平衡的綜合指標(biāo)。代謝性指標(biāo)——反映血漿[HCO3—]的指標(biāo)。且排除了呼吸性因素的影響。SB（標(biāo)準(zhǔn)碳酸氫鹽）BB（緩沖堿）BE（堿剩余）呼吸性指標(biāo)——反映血漿CO2含量的指標(biāo)。PaCO2AB與SB的差值（AB>SB，表示有CO2潴留）（AB<SB，表示CO2減少）AB——受代謝性因素和呼吸性因素的雙重影響。AG——用于確定和區(qū)分代謝性酸中毒及其類型；有助于分析某些混合型酸堿平衡紊亂。第30頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三當(dāng)機(jī)體針對某種酸堿紊亂進(jìn)行代償時，因代償引起的指標(biāo)變化與原發(fā)病因引起的指標(biāo)變化同向改變。例如：單純型代謝性酸中毒時，代謝性指標(biāo)SB，BB，BE負(fù)值；此時機(jī)體可通過呼吸加深加快排出CO2進(jìn)行代償，因此代償后引起呼吸性指標(biāo)PaCO2，AB<SB。第31頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三五、酸堿平衡紊亂的發(fā)生機(jī)制第32頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三代謝性酸中毒體內(nèi)產(chǎn)生體外攝入AG增大型AG正常型酸多因?yàn)槭谴x性的所以是固定酸多固定酸的來源增多固定酸的排出減少乳酸酸中毒酮癥酸中毒水楊酸中毒：腎功能衰竭少尿、無尿階段堿少堿的來源減少——由于正常人體每日堿的來源就很少，所以不成立。堿的丟失過多經(jīng)消化道丟失：小腸液、胰液經(jīng)腎臟丟失：腎小管排酸保堿功能障礙堿的消耗過多：使用含氯成酸性藥物原發(fā)性[HCO3]第33頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三代謝性堿中毒固定酸少固定酸的來源減少固定酸的丟失過多——由于正常人體每日酸的來源遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于堿的來源，所以不成立。經(jīng)消化道丟失：胃液大量丟失經(jīng)腎臟丟失低鉀或低氯血癥鹽皮質(zhì)激素過多應(yīng)用某些利尿劑堿多堿的來源多——主要見于堿性物質(zhì)輸入過多：如NaHCO3、乳酸鈉、庫血。堿的排出減少——由于正常機(jī)體對酸堿平衡的調(diào)節(jié)主要為排酸保堿，所以不成立。原發(fā)性[HCO3]第34頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三胃液大量丟失H+丟失Cl丟失K+丟失體液丟失醛固酮第35頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三呼吸性堿中毒呼吸性酸中毒揮發(fā)酸過多揮發(fā)酸產(chǎn)生增多——正常人體每日產(chǎn)生大量的CO2，但是只要外呼吸功能良好，則不會引起CO2潴留。揮發(fā)酸排出減少：由外呼吸功能障礙引起揮發(fā)酸攝入增多：見于吸入氣CO2濃度過高揮發(fā)酸來源減少——不成立，原因見前。揮發(fā)酸過少：低氧血癥、CNS疾病、精神因素、水楊酸中毒揮發(fā)酸排出過多原發(fā)性[H2CO3]

原發(fā)性[H2CO3]第36頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三酸中毒時機(jī)體的代償機(jī)制代謝性酸中毒呼吸性酸中毒原發(fā)特點(diǎn)

HCO3-，BB,SB,AB,BE(－)

H2CO3，PaCO2AB>SB血液HA+HCO3-A-+H2CO3嚴(yán)重急性發(fā)病者可無代償；緩沖作用

血漿蛋白緩沖;紅細(xì)胞內(nèi)HbCO2+H2O緩沖及紅細(xì)胞內(nèi)外的Cl-轉(zhuǎn)移肺呼吸調(diào)節(jié)呼吸加深加快，CO2

排出增加不能代償細(xì)胞內(nèi)外離H++KPrK++HPr；子的交換及H++K2HPO4K++KH2PO4

；細(xì)胞內(nèi)緩沖K+外移，血K+濃度，細(xì)胞外H+腎臟腎性原因發(fā)病者無代償；代償調(diào)節(jié)腎能代償時：※CA活性增高，H+排出增加，分泌NH3及排出NH4+

增多，HCO3-重吸收增多骨骼代償Ca3(PO4)2+4H+3Ca2++2H2PO4-代償結(jié)果PaCO2,HCO3-逐漸恢復(fù)BB,SB,AB,BE(+)第37頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三呼吸代償預(yù)測：paCO2(mmHg)=1.5×[HCO3-]

+82▲測定值>預(yù)測值呼吸代償不足（合并呼吸性酸中毒）▲測定值<預(yù)測值通氣過度（合并呼吸性堿中毒）代謝性酸中毒

肺炎休克患者：

pH7.26，HCO3-16mmol/L，PaCO241mmHg；

預(yù)測PaCO2=1.5×16+8±2=32±2=30～34

實(shí)際PaCO2=41糖尿病患者：

pH7.32,HCO3-15mmol/L,PaCO230mmHg；預(yù)測PaCO2=1.5×15+8±2=30.5±2=28.5～32.5；實(shí)際PaCO2=30第38頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三堿中毒時機(jī)體的代償機(jī)制代謝性堿中毒呼吸性堿中毒原發(fā)特點(diǎn)HCO3-，BB,SB,AB,BE(＋)

H2CO3，PaCO2，AB<SB血液緩沖對堿中毒作用?。篐CO3-進(jìn)入紅細(xì)胞；CO2彌散進(jìn)入血漿作用OH-+H2CO3(HPr)HCO3-(Pr-)+H2OHCO3-＋HBufH2CO3＋Buf－肺部代償血液PH（H+）呼吸變淺變慢調(diào)節(jié)CO2排出減少

PaCO2.代償作用弱或無細(xì)胞內(nèi)外細(xì)胞內(nèi)H+外移，K+轉(zhuǎn)移進(jìn)入細(xì)胞，血K+降低，離子交換氧離曲線左移，細(xì)胞糖酵解增強(qiáng)，乳酸增多，提供H+。腎臟CA、谷氨酰胺酶、氨基酸轉(zhuǎn)氨酶活性降低：產(chǎn)H+泌NH3減少；腎調(diào)節(jié)排HCO3-，尿滴定酸(H2PO4-)及NH4+減少；代償結(jié)果血H2CO3，HCO3-有所恢復(fù)慢性呼堿：BB、SB、BE(-)第39頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三呼吸代償預(yù)測公式:paCO2(mmHg)=40+0.7×HCO3-5

▲測定值>預(yù)測值合并呼吸性酸中毒▲測定值<預(yù)測值合并呼吸性堿中毒代謝性堿中毒敗血癥休克過度糾酸，并使用人工通氣后：

pH7.65，HCO3-32mmol/L，PaCO230mmHg；

預(yù)測PaCO2=40+0.7(32-24)±5=40.6～50.6

實(shí)際PaCO2=30幽門梗阻患者：

pH7.49，HCO3-36mmol/L，PaCO248mmHg；

預(yù)測PaCO2=40+0.7(36-24)±5=43.4～53.4

實(shí)際PaCO2=48第40頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三六、酸堿平衡紊亂對機(jī)體的影響第41頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三酸中毒對機(jī)體的影響代謝性酸中毒呼吸性酸中毒中樞神經(jīng)乏力、知覺遲鈍、嗜睡、昏迷急性呼酸，CO2進(jìn)入中樞，中樞系統(tǒng)功能PH，引起肺性腦病，腦血管擴(kuò)張腦血流增加，易引起腦壓，頭疼，精神癥狀，

PaCO210.7KPa呼吸抑制。

中樞PH：生物氧化酶活力，ATP合成，腦組織供能，谷氨酸脫羧酶（PH6.5）活力，γ氨基丁酸生成。水電解質(zhì)易引起血[K+]平衡心血管嚴(yán)重酸中毒引起心律失常、心收縮力，周圍血管擴(kuò)張/低血壓系統(tǒng)*高K+血癥：易致心律失常；*心肌內(nèi)H+使Ca2+內(nèi)流、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放及與鈣結(jié)合亞單位結(jié)合障礙；*血管平滑肌對兒茶酚胺反應(yīng)性降低，血管擴(kuò)張，毛細(xì)血管床開放增多;骨骼系統(tǒng)慢性腎功不全慢性代謝性酸中毒：小兒：佝僂??；大人：骨軟化癥第42頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三Increasedrateanddepthofbreathing("Kussmaulbreathing")Decreasedheartrate(br