臨床化學(xué)之體液平衡紊亂及其檢查

臨床化學(xué)之體液平衡紊亂及其檢查體液平衡紊亂及其檢查體液是細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的媒介。它主要由水和溶解于水中的物質(zhì)組成，包括電解質(zhì)、小分子有機(jī)物和蛋白質(zhì)等。電解質(zhì)指無(wú)機(jī)物與部分以離子形式存在的有機(jī)物，具有維持體液滲透壓、保持體內(nèi)液體正常分布的作用，參與機(jī)體重要的生理和生化過(guò)程。非電解質(zhì)包括不能解離的物質(zhì)，如葡萄糖和尿素等。一、機(jī)體水及電解質(zhì)平衡理論、重要電解質(zhì)的檢查方法、參考值及臨床意義（一）體液中水、電解質(zhì)分布及平衡：1.水的分布及平衡人體內(nèi)含水量與年齡、性別和組織結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。成人每日水的出入量主要包括食物、飲水和代謝內(nèi)生水等，共計(jì)2500ml。影響體液動(dòng)態(tài)平衡的因素包括血漿與細(xì)胞間液和細(xì)胞間液與細(xì)胞內(nèi)液之間的滲透壓差異。水代謝平衡的調(diào)節(jié)中樞在下丘腦，口渴和抗利尿激素（ADH）等都是調(diào)節(jié)體液平衡的重要因素。2.電解質(zhì)分布及平衡電解質(zhì)在血漿、細(xì)胞間液和細(xì)胞內(nèi)液中的含量和分布不同。主要陽(yáng)離子包括Na+、K+、Ca2+和Mg2+，主要陰離子包括Cl-和HCO3-。各體液中主要的正、負(fù)離子不同，需要注意電解質(zhì)的平衡和檢查方法。總之，了解體液平衡的理論和電解質(zhì)的分布及平衡對(duì)于臨床檢驗(yàn)非常重要，可以為診斷和治療提供參考依據(jù)。細(xì)胞內(nèi)外液的鈉和鉀濃度差異由NaKATP酶（鈉泵）的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)功能維持。電解質(zhì)的作用包括維持細(xì)胞內(nèi)外滲透壓、體液的分布和轉(zhuǎn)移、參與酸堿平衡調(diào)節(jié)以及維持神經(jīng)肌肉興奮性。鈉泵通過(guò)將細(xì)胞內(nèi)液的鈉離子轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外液，將鉀離子轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)液，來(lái)完成物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。這個(gè)過(guò)程需要耗能。各體液中正、負(fù)離子總數(shù)相等，即陰陽(yáng)離子平衡。在各種體液中，Na＝HCO3＋Cl＋12（10）mmol/L。各體液中蛋白質(zhì)的含量不同，細(xì)胞內(nèi)液＞血漿＞組織間液，對(duì)維持膠體滲透壓有重要作用。各體液的滲透壓相同，摩爾滲量為294～296mOsm/L，理論滲透壓為756～760kPa。電解質(zhì)與血漿晶體滲透壓（mmol/L）的計(jì)算公式為血漿晶體滲透壓＝2（Na＋K）＋葡萄糖＋尿素。陰離子隙（AG）是指細(xì)胞外液中所測(cè)的陽(yáng)離子總數(shù)和陰離子總數(shù)之差。AG升高多見(jiàn)于代謝性酸中毒，原因包括氮質(zhì)血癥、磷酸鹽和硫酸鹽潴留、乳酸堆積和酮體堆積等。鈉的代謝調(diào)節(jié)主要通過(guò)腎臟實(shí)現(xiàn)，包括球-管平衡和腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)等。其他激素也參與了鈉的調(diào)節(jié)。鉀的代謝調(diào)節(jié)也主要通過(guò)腎臟實(shí)現(xiàn)，包括醛固酮和糖皮質(zhì)激素等因素。鉀在細(xì)胞內(nèi)外轉(zhuǎn)移的因素包括生理性和病理性因素。水平衡紊亂表現(xiàn)為總體水過(guò)少或過(guò)多，或者總體水變化不大但水分布有明顯差異。水平衡紊亂往往伴隨有體液中電解質(zhì)的改變及滲透壓的變化。脫水是指人體體液丟失造成細(xì)胞外液的減少，可分為高滲性、等滲性和低滲性脫水。1）高滲性脫水是指失水大于失電解質(zhì)的情況，常見(jiàn)于飲水不足或高溫作業(yè)大量出汗等情況。其特點(diǎn)為體液電解質(zhì)濃度增加，滲透壓升高，血漿Na濃度大于150mmol/L或Cl與HCO3濃度之和大于140mmol/L；細(xì)胞外液量減少；細(xì)胞內(nèi)水向細(xì)胞外液轉(zhuǎn)移，造成細(xì)胞內(nèi)液明顯減少。2）等滲性脫水是指失水等于失鹽的情況，常見(jiàn)于嘔吐和腹瀉等喪失消化液的情況。其特點(diǎn)為體液電解質(zhì)濃度改變不大，滲透壓保持正常，血漿Na濃度為130~150mmol/L或Cl與HCO3濃度之和為120~140mmol/L；細(xì)胞外液量減少，細(xì)胞內(nèi)液量正常；細(xì)胞外液量減少可導(dǎo)致血容量不足，血壓下降、外周血液循環(huán)障礙等。3）低滲性脫水是指失鹽大于失水的情況，常見(jiàn)于只補(bǔ)充水分而未補(bǔ)充喪失的電解質(zhì)的情況，如胃腸道消化液的喪失（腹瀉、嘔吐等）以及大量出汗情況下。其特點(diǎn)為細(xì)胞外液的滲透壓低于正常，血漿Na濃度小于130mmol/L或Cl與HCO3濃度之和小于120mmol/L；細(xì)胞外液量減少，細(xì)胞內(nèi)液量增多，體重稍有減輕。2）水過(guò)多可分為高滲性、等滲性和低滲性三種類型。水腫是等滲性水過(guò)多的一種表現(xiàn)，常見(jiàn)于細(xì)胞外液量（主要是組織液）增多，而滲透壓仍在正常范圍。一般當(dāng)增加的體液量超過(guò)體重的10%以上時(shí)，可出現(xiàn)水腫臨床表現(xiàn)。常見(jiàn)的水腫原因包括ADH分泌過(guò)多、充血性心力衰竭、腎功能障礙、肝硬化等。1）鈉平衡紊亂常伴有水平衡紊亂。低鈉血癥是指血漿鈉濃度小于135mmol/L的情況。血漿鈉濃度是血漿滲透濃度（Posm）的主要決定因素，Posm降低導(dǎo)致水向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移，進(jìn)而出現(xiàn)細(xì)胞水腫，嚴(yán)重者有可能出現(xiàn)腦水腫和消化道紊亂。低鈉血癥的原因包括攝入少、丟失多、水絕對(duì)或相對(duì)增多?？煞譃槟I性和非腎性原因兩大類，腎性原因包括滲透性利尿、腎上腺功能低下以及急、慢性腎功能衰竭等，非腎性原因見(jiàn)于嘔吐、腹瀉、腸瘺、大量出汗和燒傷等疾病過(guò)程。細(xì)胞內(nèi)鉀的轉(zhuǎn)移方式有多種，例如在大面積燒傷或組織細(xì)胞破壞時(shí)，細(xì)胞內(nèi)鉀會(huì)大量釋放到血液中；而在代謝性酸中毒時(shí)，細(xì)胞內(nèi)鉀則會(huì)向細(xì)胞外轉(zhuǎn)移，同時(shí)腎小管上皮細(xì)胞分泌H增加，泌K減少，導(dǎo)致鉀潴留于體內(nèi)。在測(cè)定鈉鉀時(shí)，可采用血清、肝素鋰抗凝血漿、汗、糞便、尿及胃腸液等樣品。然而，鉀測(cè)定結(jié)果會(huì)受到溶血的干擾，因?yàn)榧t細(xì)胞中的鉀比血漿中高二十幾倍，所以在采樣時(shí)需嚴(yán)格防止溶血。此外，全血未及時(shí)分離或冷藏也會(huì)導(dǎo)致血鉀上升。測(cè)定鉀、鈉和氯的方法包括火焰光度法、離子選擇電極法、冠醚法和酶法。其中，火焰光度法可用于測(cè)定血清、尿液、腦脊液及胸腹水的Na和K，具有結(jié)果準(zhǔn)確可靠、廣泛應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)?；瘜W(xué)測(cè)定法主要利用復(fù)環(huán)王冠化合物如穴冠醚或球冠醚（冠醚）等離子載體，通過(guò)選擇性結(jié)合不同直徑的金屬離子來(lái)測(cè)定離子濃度。離子選擇電極法則是一種電化學(xué)傳感器，通過(guò)敏感膜將離子活度轉(zhuǎn)換成電位信號(hào)，從而測(cè)定未知溶液的離子活度。酶法則利用鈉依賴的β-半乳糖苷酶催化人工底物ONPG，從而測(cè)定鈉的含量。需要注意的是，氯的測(cè)定方法中整合滴定法誤差較大，而離子選擇電極法雖然具有優(yōu)點(diǎn)，但電極壽命有限，會(huì)隨著使用時(shí)間的增加而老化。酶法測(cè)鉀的原理是利用對(duì)丙酮酸激酶的激活作用，催化磷酸烯醇式丙酮酸變?yōu)槿樗?，同時(shí)消耗還原型輔酶Ⅰ。在波長(zhǎng)340nm處測(cè)量NADH的吸光度下降。酶法測(cè)氯的原理是利用氯使α-淀粉酶與鈣離子結(jié)合變成有活性的形式，然后與α和β葡萄糖苷酶共同催化人工合成底物2-氯-4-硝基苯酚-β-D麥芽庚糖苷（CNP-G7）使其水解產(chǎn)生2-氯4-硝基苯酚，此產(chǎn)物在波長(zhǎng)405nm處有最大吸收。血氯濃度與α-淀粉酶活性成正比，同時(shí)也與2-氯-4-硝基苯酚的生成量成正比。酶法的優(yōu)點(diǎn)是不需要特殊儀器，但價(jià)格較貴。陰離子間隙的描述錯(cuò)誤的是D，臨床上以AG降低多見(jiàn)。使細(xì)胞內(nèi)鉀向細(xì)胞外轉(zhuǎn)移引起高鉀血癥的是B，代謝性酸中毒。高滲性脫水引起血漿容量減少，組織間液容量減少，細(xì)胞內(nèi)液容量減少。關(guān)于電解質(zhì)的敘述錯(cuò)誤的是D，嚴(yán)重創(chuàng)傷時(shí)血鉀濃度明顯升高。目前臨床上最為簡(jiǎn)便和準(zhǔn)確的血清[Cl]測(cè)定方法是C，離子選擇電極法。血?dú)饧八釅A平衡紊亂是臨床常見(jiàn)問(wèn)題。檢查指標(biāo)包括pH、pCO2、HCO3-等。正常值為pH7.35-7.45，pCO235-45mmHg，HCO3-22-26mmol/L。酸堿平衡紊亂的類型包括代謝性酸中毒、代謝性堿中毒、呼吸性酸中毒和呼吸性堿中毒。常見(jiàn)的原因包括腎功能不全、肺功能不全、糖尿病酮癥酸中毒等。血?dú)饧八釅A平衡紊亂的檢查結(jié)果可以幫助醫(yī)生進(jìn)行診斷和治療決策。1.酸堿度及氫離子活度（pH及[H]）：血液pH代表血液的酸堿度，即pH＝-lg[H]。正常人動(dòng)脈血pH的參考值為7.35～7.45。pH＜7.35為酸血癥，pH＞7.45為堿血癥。血pH的相對(duì)恒定取決于HCO3/H2CO3緩沖系統(tǒng)，此系統(tǒng)的比值為20:1。pH異常只能說(shuō)明有酸血癥或堿血癥，不能判斷是呼吸性或代謝性的，pH正常不能排除酸堿平衡紊亂。2.二氧化碳總量（T-CO2）：是指血漿中各種形式的CO2的總和，包括HCO3（95%）、少量物理溶解的CO2及極少量的其他形式的存在的CO2。參考值為24～32mmol/L，平均28mmol/L（動(dòng)脈全血中）。T-CO2是代謝性酸堿中毒的指標(biāo)之一，代酸↓，代堿↑。3.碳酸氫鹽（HCO3）：HCO3是體內(nèi)堿儲(chǔ)的主要成分，對(duì)酸有較強(qiáng)的緩沖能力，其變化直接影響pH，是判斷酸堿平衡的主要參考依據(jù)。根據(jù)需要有兩種可供選用指標(biāo)：AB（實(shí)際碳酸氫鹽）和SB（標(biāo)準(zhǔn)碳酸氫鹽）。參考值為AB：22～27mmol/L；SB：22～27mmol/L；兒童略低。一般認(rèn)為AB＝SB＝正常為正常酸堿平衡狀態(tài)。AB＝SB＜正常代酸未代償，AB＝SB＞正常代堿未代償，AB＞SB呼酸或代堿，AB＜SB呼堿或代酸。正常人AB約等于SB，二者間的差別就是呼吸對(duì)HCO3的直接影響，如果AB＞SB則提示有CO2的潴留（多見(jiàn)于通氣不足）；AB＜SB則提示CO2的過(guò)度清除（多見(jiàn)于通氣過(guò)度）。4.氧分壓（PaO2）：代表肺泡-毛細(xì)血管膜的氧分壓差，是評(píng)價(jià)肺功能和氧合能力的指標(biāo)之一。參考值為80～100mmHg，低于80mmHg為低氧血癥。PaO2的降低可見(jiàn)于肺部疾病、循環(huán)衰竭、高原缺氧等情況。5.氧飽和度（SaO2）：血紅蛋白中結(jié)合氧的比例，是評(píng)價(jià)氧合能力的指標(biāo)之一。參考值為95%～100%，低于90%為低氧血癥。SaO2的降低可見(jiàn)于肺部疾病、循環(huán)衰竭、高原缺氧等情況。6.氧化還原電位（EH）：代表氧化還原系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，是評(píng)價(jià)氧化還原狀態(tài)的指標(biāo)之一。參考值為-80～-20mV，數(shù)值越負(fù)表示氧化狀態(tài)越強(qiáng)，數(shù)值越正表示還原狀態(tài)越強(qiáng)。EH的改變可見(jiàn)于代謝性酸中毒、缺氧、中毒等情況。7.氧化還原動(dòng)力學(xué)指標(biāo)（Redox）：包括氧化還原電位（EH）、活性氧（ROS）、抗氧化能力（AOA）等，是評(píng)價(jià)氧化還原狀態(tài)的綜合指標(biāo)。Redox的改變可見(jiàn)于代謝性酸中毒、缺氧、中毒等情況。和[H2CO3]同時(shí)升高：代表呼吸性酸中毒。③PaCO2↓（＜35mmHg）：為低碳酸血癥，常見(jiàn)于高原反應(yīng)、肺栓塞等，由于肺通氣量增加，造成呼吸性堿中毒。＜20mmHg（2.65kPa）為呼吸衰竭；＜15mmHg（1.99kPa）引起腦缺氧。④PaCO2正常而[H2CO3]↑：為代堿，常見(jiàn)于失水、嘔吐、胃腸減壓等，由于失去酸，血液中堿性物質(zhì)相對(duì)增多。⑤PaCO2正常而[H2CO3]↓：為代酸，常見(jiàn)于嚴(yán)重腹瀉、腎小管酸中毒等，由于失去堿，血液中酸性物質(zhì)相對(duì)增多。呼出增多→代償性呼吸性堿中毒。-（2）失代償型代謝性酸中毒：[HCO3]原發(fā)性下降，PaCO2不升高1）原因：①呼吸功能不全，無(wú)法代償；②呼吸中樞抑制，如藥物中毒、腦病等。2.堿中毒：-（1）代謝性堿中毒：[HCO3]原發(fā)性升高1）原因：①堿性藥物過(guò)量，如碳酸氫鈉治療；②失液性堿中毒，如嘔吐、胃腸減壓等；③低氯性堿中毒，如腎上腺皮質(zhì)激素過(guò)量。2）代償型代謝性堿中毒[H]↓→血漿緩沖對(duì)作用→HCO3↑／H2CO3→CO2↓、PCO2↓→刺激呼吸中樞→肺呼吸減慢，CO2呼出減少→代償性呼吸性酸中毒。-（2）失代償型代謝性堿中毒：[HCO3]原發(fā)性升高，PaCO2不降低1）原因：①肺功能不全，無(wú)法代償；②呼吸中樞興奮，如低氧血癥、高熱等。綜上所述，酸堿平衡紊亂的判斷應(yīng)結(jié)合PaCO2、HCO3-、pH、電解質(zhì)等指標(biāo)進(jìn)行綜合分析。對(duì)于代償性酸堿中毒，應(yīng)注意代償?shù)某潭群退俣?，及時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整治療方案。對(duì)于失代償性酸堿中毒，應(yīng)根據(jù)病因進(jìn)行針對(duì)性治療。1.HCO3-↓可以在12～24小時(shí)內(nèi)發(fā)生，而恢復(fù)需要3～5天。2.在急性呼酸中，PaCO2會(huì)上升，而在急性呼堿中，PaCO2會(huì)下降。3.血漿緩沖系統(tǒng)中，緩沖能力最強(qiáng)的是NaHCO3/H2CO3。4.HCO3-↑可以在12分鐘內(nèi)發(fā)生，但HCO3-↓需要2～3天才能發(fā)生。5.在失代償性呼吸性酸中毒中，NaHCO3/H2CO3＜20/1，原發(fā)性H2CO3↑。6.在pH＝7.16，PCO2＝50mmHg，HCO3-＝18mmol/L的情況下，應(yīng)考慮代謝性酸中毒伴呼吸性酸中毒。7.測(cè)定血?dú)獾膬x器包括電極、進(jìn)樣室、CO2空氣混合器、放大器元件、數(shù)字運(yùn)算顯示器和打印機(jī)等部件。8.標(biāo)本采集和運(yùn)送需要注意正確的方法和條件，以保證血?dú)夥治鼋Y(jié)果的準(zhǔn)確性。標(biāo)本采集和運(yùn)送是血?dú)夥治鰴z驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)。最佳采血部位是動(dòng)脈血，常取肱動(dòng)脈、股動(dòng)脈、前臂動(dòng)脈等部位。為了測(cè)定全血血?dú)猓仨毷褂每鼓齽?，一般使用肝素抗凝，最適用肝素鋰，濃度為500～100