鈉、鉀、氯和酸堿平衡檢驗(yàn)

第十章

鈉、鉀、氯和酸堿平衡檢驗(yàn)

第一節(jié)概述第二節(jié)血清鈉、鉀、氯測(cè)定

第三節(jié)酸堿平衡

掌握

鈉、鉀、氯測(cè)定方法及注意事項(xiàng)；血?dú)夥治鲋笜?biāo)的測(cè)定方法及注意事項(xiàng)；血?dú)夥治龀Ｓ玫闹笜?biāo)參數(shù)熟悉水鹽平衡紊亂生化機(jī)理；氣體在血液中的運(yùn)輸；各型酸堿平衡紊亂的分類(lèi)和判斷了解鈉、鉀、氯、水正常代謝及調(diào)節(jié)；各個(gè)檢驗(yàn)項(xiàng)目的臨床意義和應(yīng)用。一、鈉、鉀、氯的生理作用

（一）含量和分布正常成人體內(nèi)鈉40～44mmol/kg（約1g/kg），50%分布于細(xì)胞外液，40%～45%分布于骨骼，5%～10%分布于細(xì)胞內(nèi)液，血清鈉135～145mmol/L，占血漿陽(yáng)離子總量的90%。正常成人體內(nèi)鉀49～54mmol/kg（約2g/kg），98%分布于細(xì)胞內(nèi)液，2%分布于細(xì)胞外液，血清鉀3.6～5.1mmol/L。

第一節(jié)概述

鈉、鉀這種不平衡分布主要是由細(xì)胞膜上的鈉泵（Na+－K+－ATP酶）所致。氯為細(xì)胞外液中主要陰離子，主要來(lái)自食鹽，排泄主要通過(guò)腎，100～200mmol/24h，其次是汗液和糞便，氯轉(zhuǎn)移對(duì)維持細(xì)胞內(nèi)外離子平衡起有重要作用。

（三）生理功能

1.維持體內(nèi)水和滲透壓平衡Na＋、Cl－是維持細(xì)胞外液滲透壓平衡的主要離子，而K＋、HPO42－是維持細(xì)胞內(nèi)液滲透壓平衡的主要離子。

2.維持神經(jīng)肌肉興奮性[Na＋]、[K＋]升高，可增高神經(jīng)肌肉的興奮性，而[Ca2＋]、[Mg2＋]升高，可降低神經(jīng)肌肉的興奮性。

3.調(diào)節(jié)體液酸堿平衡組成各種緩沖體系，如HCO3－和H2CO3；Na2HPO4和NaH2PO4。二、鈉、氯代謝及平衡紊亂

（一）鈉、氯代謝鈉和氯主要來(lái)自食鹽，其攝入量與個(gè)人生活習(xí)慣有關(guān)，一般為8～15g/天，遠(yuǎn)超過(guò)機(jī)體需要量，而且，機(jī)體對(duì)鈉的吸收率很高，幾乎是100%。鈉主要通過(guò)腎排泄，腎臟對(duì)鈉排泄的調(diào)節(jié)能力很強(qiáng)，腎臟對(duì)鈉的排泄可概括為：多吃多排，少吃少排，不吃不排。

（二）鈉、氯與體液平衡紊亂機(jī)體攝入的水過(guò)多或排出減少，使體液中水增多，血容量增多，稱(chēng)為水腫或水中毒。引起水腫的原因主要是ADH(抗利尿激素）分泌過(guò)多。人體體液丟失過(guò)多，造成細(xì)胞外液減少，稱(chēng)為脫水，根據(jù)水和電解質(zhì)丟失的比例不同，脫水分為高滲性脫水、等滲性脫水和低滲性脫水。三、鉀代謝及平衡紊亂（一）鉀代謝鉀主要來(lái)自蔬菜、水果及肉類(lèi)，成人需要量KCl2～3g/d，吸收率約90%。鉀主要通過(guò)腎排泄，約占80%，但腎臟對(duì)鉀的保留能力小于鈉，可概括為多吃多排，少吃少排，不吃也排。每日約有20～40mmolKCl從尿中排出（當(dāng)沒(méi)有K＋攝入時(shí)），另外，糞便和汗液也有少量K＋排出。

（二）鉀代謝平衡紊亂血清鉀濃度＜3.5mmol/L稱(chēng)為低血鉀；＞5.5mmol/L稱(chēng)為高血鉀。1.K＋平衡受物質(zhì)代謝的影響糖原、蛋白質(zhì)合成時(shí)鉀進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，反之，糖原、蛋白質(zhì)分解時(shí)鉀釋放到細(xì)胞外。2.K＋平衡受血漿[H＋]的影響酸中毒時(shí)細(xì)胞外液[H＋]↑，引起高血鉀，反之，堿中毒時(shí)細(xì)胞外液[H＋]↓，引起低血鉀。一、血清鈉、鉀測(cè)定

（一）血清鈉、鉀測(cè)定測(cè)定方法簡(jiǎn)介主要?dú)w納為化學(xué)法和物理法兩大類(lèi)。如化學(xué)法有比色法、比濁法。物理法有火焰光度法、離子選擇電極法、原子吸收光譜法、中子活化法等。第二節(jié)血清鈉、鉀、氯測(cè)定

1.火焰光度法

樣品被吸入霧化室霧化后，鈉、鉀經(jīng)火焰激發(fā)，由基態(tài)原子躍遷到激發(fā)態(tài)原子，激發(fā)態(tài)原子不穩(wěn)定，繼而以特定的光譜釋放能量返回基態(tài)，鈉、鉀發(fā)射的光譜分別為589nm和767nm。濃度與光譜強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)成正比。2.離子選擇電極法目前常用的鈉電極的敏感膜是玻璃膜，即玻璃鈉電極；鉀電極屬于流動(dòng)載體電極，是一種液膜電極，其敏感膜纈氨霉素膜。測(cè)定方法分為直接電位法和間接電位法。

①直接電位法血清樣品和標(biāo)準(zhǔn)液不經(jīng)稀釋直接作電位分析，能較真實(shí)地反映血清中離子活度，使用后要注意管道的清洗，防止堵塞。②間接電位法血清樣品和標(biāo)準(zhǔn)液用一定離子強(qiáng)度和pH的稀釋液作定量稀釋?zhuān)龠M(jìn)行電位分析，測(cè)定結(jié)果與火焰光度法接近。參考范圍：血清鈉135～145mmol/L血清鉀3.5～5.4mmol/L尿鈉成人130～260mmol·kg－1/24h尿鉀成人50～102mmol·kg－1/24h二、血清氯化物的測(cè)定

（一）血清氯化物的測(cè)定方法簡(jiǎn)介

1.滴定法能與Hg2+結(jié)合生成溶解但不解離的HgCl2，當(dāng)?shù)味ㄟ_(dá)到終點(diǎn)時(shí)，過(guò)量Hg2+與指示劑二苯卡巴腙反應(yīng)生成紫紅色的絡(luò)合物，根據(jù)硝酸汞的用量可計(jì)算出氯化物含量。Hg2+＋2Cl－HgCl2Hg2+＋二苯卡巴腙紫紅色絡(luò)合物

2.分光光度法

Cl－與硫氰酸汞反應(yīng)生成HgCl2和SCN－，后者與Fe3+反應(yīng)紅色的硫氰酸鐵。在460nm處有一吸收峰。Hg(SCN)2＋2Cl－HgCl2＋SCN－3SCN－＋Fe3+Fe(SCN)2血漿球蛋白增高會(huì)產(chǎn)生干擾出現(xiàn)混濁。

3.ISE法目前使用的氯電極大多為均相晶體膜電極，一般為AgCl晶體，也有非均相晶體膜電極，即將鹵化銀晶體分散并固定在惰性基質(zhì)上（常用的為硅橡膠）?！緟⒖挤秶垦迓然?6～108mmol/L

（二）血清氯化物的測(cè)定的臨床意義

1.血清氯化物降低

臨床上較常見(jiàn)。主要原因有NaCl的異常丟失或深入減少。如嚴(yán)重嘔吐、腹瀉、代謝性堿中毒、愛(ài)迪生病。

2.血清氯化物增高臨床上較少見(jiàn)。主要是高氯血癥性代謝性酸中毒，由于細(xì)胞外液中NaHCO3減少，為了保持電解質(zhì)平衡，腎小管重吸收氯增加。

血液pH、PCO2、PO2測(cè)定是血?dú)馑釅A分析的三項(xiàng)基本指標(biāo)。然后利用有關(guān)公式計(jì)算出其它酸堿平衡指標(biāo)。血?dú)馑釅A分析各參數(shù)是臨床急救醫(yī)學(xué)的一組重要的生化指標(biāo)，可作為酸堿平衡紊亂，呼吸衰竭及各種危重病人診斷治療的依據(jù)。近年來(lái)，有關(guān)血?dú)夥治龅睦碚摚瑴y(cè)定儀器和技術(shù)等方面都有很多新進(jìn)展，并得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。

第三節(jié)酸堿平衡一、氣體在血液中的運(yùn)輸（二）氧的運(yùn)輸物理溶解1.5%血液中的O2結(jié)合形式98.5%

1.物理溶解O2

在BTPS狀態(tài)下，O2的溶解系數(shù)為0.03ml·L－1·mmHg－1。在海平面上人的肺泡氣和動(dòng)脈血平均=100mmHg，因此，每升血漿能溶解3.0ml的O2。肺泡：O2

溶于血漿紅細(xì)胞組織：紅細(xì)胞血漿O2

組織

2.化學(xué)結(jié)合O2

依賴(lài)紅細(xì)胞中Hb，Hb是一種雙相呼吸載體。肺部運(yùn)O2

組織；組織運(yùn)CO2

肺部

（1）Hb分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

Hb為一球狀分子，分子量64458，存在于紅細(xì)胞中，由四個(gè)亞基組成，α2β2，每個(gè)亞基都有一個(gè)由疏水性氨基酸圍成的“口袋”，“口袋”中結(jié)合一分子血紅素，血紅素中Fe2+能結(jié)合O2，α亞基的“口袋”略大，因此，Hb與結(jié)合均從α亞基開(kāi)始。

（2）O2與Hb結(jié)合的特點(diǎn)：

①

由慢→快，可逆，無(wú)需酶催化。

②是氧合而非氧化，F(xiàn)e2+與O2結(jié)合后仍為二價(jià)。

③1分子Hb能結(jié)合4分子O2，1gHb在理論上應(yīng)結(jié)合1.39ml，實(shí)際值只有1.34ml。

④Hb與O2結(jié)合或解離曲線呈S形，這與Hb的別構(gòu)效應(yīng)有關(guān)。血液中HbO2的量與Hb總量（包括Hb和HbO2）之比稱(chēng)為血氧飽和度：血氧飽和度（%

）=×100若以血氧飽和度對(duì)PO2作圖，所得曲線稱(chēng)為氧解離曲線。血氧飽和度為50%時(shí)相應(yīng)的PO2稱(chēng)為P50。正常為3.5kPa（26.6mmHg）。P50表示Hb與O2的親和力，P50減少，表示Hb與O2親和力增大，曲線左移；P50增大，表示Hb與O2親和力降低，曲線右移。

HbO2

總Hb10090807060504030201002.75.38.010.613.316.0

ⅡⅠⅢⅠ：pH7.6（CO2＝3.4kPa），P50減少Ⅱ：pH7.4（CO2＝5.3kPa），P50＝3.5kPaⅢ：pH7.2（CO2＝8.2kPa），P50增多pH和PCO2對(duì)血紅蛋白氧解離曲線的影響

S形氧解離曲線的生理意義：曲線上端，PO2在7.98～13.3kPa（60～100mmHg）較平坦，PO2變化對(duì)Hb氧飽和度影響小。如：PO29.31kPa（70mmHg）氧飽和度=94%PO213.3kPa（100mmHg）氧飽和度=97.4%PO219.95kPa（150mmHg）氧飽和度=100%

曲線中、下端，PO2在2.66～7.98kPa（20～60mmHg）最陡峭，PO2變化對(duì)Hb氧飽和度影響大。如：7.98kPa（60mmHg）氧飽和度=90%3.99kPa（30mmHg）氧飽和度=55%釋放更多O2供組織利用。

（3）影響氧解離曲線的主要因素

pH對(duì)氧解離曲線的影響稱(chēng)為Bohe效應(yīng)。[H+]、PCO2、2，3-DPG↑，均可使Hb與O2親和力降低，P50增大，曲線右移。這樣使血液流經(jīng)組織時(shí)（組織[H+]、PCO2↑），使組織獲得的O2比單純PO2↓時(shí)更多。在血液流經(jīng)肺部時(shí)（[H+]、PCO2↓），Hb與O2親和力增大，曲線左移，氧飽和度↑，運(yùn)O2↑。Bohe效應(yīng)的生理意義。

（二）CO2的運(yùn)輸物理溶解8.8%血液中CO2HCO3－77.8%化學(xué)結(jié)合91.2%

HbNHCOOH13.4%1.由組織進(jìn)入血液后的變化過(guò)程：組織→血漿CO2＋H2OH2CO3HCO3－→血漿使PCO2↑→RBC

Hb-NH2＋CO2Hb-NHCOO－＋H+CO2＋H2OH2CO3H+＋HbH-HbH+＋HPO42－H2PO4－CAH+

2.CO2在肺部的變化過(guò)程：O2

肺泡RBCHb＋O2HbO2血漿CO2

肺呼出H+＋HCO3－H2CO3H2O＋CO2

肺呼出PCO2↓Hb-NHCOO－Hb-NH2＋CO2

肺呼出RBC中HCO3－↓，血漿中HCO3－進(jìn)入RBC，Cl－轉(zhuǎn)至血漿。CA

二、血?dú)夥治龅臏y(cè)定原理（一）血液pH、PCO2、PO2電極的工作原理

1.pH電極

pH是[H+]的負(fù)對(duì)數(shù)，因此，測(cè)定pH就是測(cè)定[H+]，測(cè)量[H+]的指示電極是一個(gè)對(duì)H+敏感的玻璃電極，與普通酸度計(jì)的玻璃電極相比，測(cè)量范圍窄，精度高，能讀出pH小數(shù)后三位，體積小，樣品需要少（＜100μl）。參比電極通常為甘汞電極，血樣中H+與玻璃電極膜中的Na+交換產(chǎn)生電位差，電位差與[H+]成對(duì)數(shù)線性關(guān)系，測(cè)量血樣所產(chǎn)生的電位差與pH標(biāo)準(zhǔn)液（S）測(cè)得的電位差相比，即可求出血樣的pH值。

2.PCO2電極

CO2電極屬于氣敏電極，它是一種特殊的玻璃電極，與pH玻璃電極相比，在對(duì)H＋敏感的玻璃膜外包裹著一層允許CO2通過(guò)，但H＋、HCO3－、H2O不能通過(guò)的透氣膜（硅橡膠或聚四氟乙烯），在玻璃膜與透氣膜之間充滿著一層NaHCO3溶液。當(dāng)血樣與透氣膜接觸，血樣中CO2透過(guò)該膜擴(kuò)散到溶液中NaHCO3與H2O發(fā)生反應(yīng)。CO2＋H2OH2CO3

H＋＋HCO3－

3.PO2電極

PO2電極屬于極譜電極，它由鉑絲陰極和Ag/AgCl陽(yáng)極所組成，陰極與陽(yáng)極之間有一層磷酸鹽緩沖液，借以使兩極溝通，外包有一層聚丙烯膜，只讓血樣中的O2透過(guò)，當(dāng)血樣中O2透過(guò)聚丙烯膜到達(dá)鉑絲陰極表面則被還原。陰極O2＋4e2O2－2O2－＋H2O4OH－陽(yáng)極4Ag4Ag+＋4e4Ag+＋4Cl－4AgCl↓氧的還原反應(yīng)使陰陽(yáng)兩極之間產(chǎn)生電流，其電流強(qiáng)度與氧分壓成正比。

三、血?dú)夥治鰷y(cè)量方法

（一）血液標(biāo)本的采集與儲(chǔ)存

血?dú)馑釅A分析中標(biāo)本的采集具有十分重要意義，因標(biāo)本收集與處理不當(dāng)所引起的誤差遠(yuǎn)大于儀器分析的誤差。

1.采血前的準(zhǔn)備病人應(yīng)處于安靜、呼吸平穩(wěn)狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)與呼吸急促會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果異常。有人觀察肺功能正常的人：

呼吸平穩(wěn)靜息狀態(tài)

PO210.84±0.4kPa（81.5±3.0mmHg）PCO25.16±0.11kPa（38.8±0.8mmHg）過(guò)度換氣情況下

PO214.1±1.2kPa（106.0±9.0mmHg）PCO22.79±0.32kPa（21.0±2.4mmHg）

2.采血方法①動(dòng)脈采血法用2ml或5ml注射器吸取濃度為1000u/ml的肝素溶液0.2ml，來(lái)回抽動(dòng)針管，使管腔全部濕潤(rùn)，然后排出多余的肝素，注射器死腔殘留的肝素即可抗凝。穿刺部位，橈動(dòng)脈，淺表，易觸及，周?chē)鸁o(wú)大靜脈伴行，疼痛不明顯。其次是肱動(dòng)脈、頸動(dòng)脈。扎入動(dòng)脈，讓血液自行流入針管（不要抽吸），抽出后立即用橡皮封住針頭，隔絕空氣，來(lái)回搓動(dòng)注射器，即能抗凝，立即送檢。

②毛細(xì)血管采血法部位，耳垂、指尖、嬰兒足跟。局部熱敷（45℃）或輕輕按摩5nim，使毛細(xì)血管擴(kuò)張，局部血液循環(huán)加速，降低局部組織代謝產(chǎn)物，使血液動(dòng)脈化。3.注意事項(xiàng)①抗凝劑肝素是唯一可用的抗凝劑，常用的是肝素鈉，目前有被肝素鋰取代的趨勢(shì)。②厭氧環(huán)境最好用玻璃注射器，采血中不應(yīng)有氣泡混入，取血后應(yīng)密封，防止血液與空氣接觸。