病理生理学-4酸碱平衡和酸碱平衡紊乱

1.酸碱的定义与来源，酸碱平衡的定义与调节 2.酸碱平衡常用指标的定义及意义 3.代谢性酸碱平衡紊乱的定义，病因，分类，机体调节与诊断治疗 4.呼吸性酸碱平衡紊乱的定义，病因，分类，机体调节与诊断治疗 5.酸碱紊乱小结

酸碱平衡生理

• 酸碱
  • 定义
    • 酸
      • 定义
        • 化学反应中能释放H的化学物质
      • 来源
        • 挥发酸
          • HCO3,最终经肺排除体外
        • 固定酸
          • 乳酸.磷酸,最终通过肾脏随尿液排出体外
    • 碱
      • 定义
        • 能接受H⁺的物质
      • 来源
        • 主要来自食物(强碱弱酸盐)
        • 体内代谢产生,氨基酸脱氨基所产生的氨
  • 来源
    • 酸
      • 来源
        • 挥发酸
          • HCO3,最终经肺排除体外
        • 固定酸
          • 乳酸.磷酸,最终通过肾脏随尿液排出体外
    • 碱
      • 来源
        • 主要来自食物(强碱弱酸盐)
        • 体内代谢产生,氨基酸脱氨基所产生的氨
• 酸碱平衡
  • 定义
    • 酸碱平衡
      • 定义
        • 生理情况下,机体能自动维持体内酸碱物质相对稳定的过程
      • 表现
        • 动脉血pH为7.35～7.45,平均值为7.40
    • 酸碱平衡紊乱
      • 定义
        • 由于各种原因引起的酸碱负荷过度.严重不足或调节机制障碍,导致体内酸碱稳态被破坏的病理过程
  • 调节
    • 血液的缓冲作用
      • 分类
        • 碳酸氢盐缓冲系统(最重要)
        • 磷酸氢盐缓冲系统
        • 血浆蛋白缓冲系统
        • 氧合血红蛋白缓冲系统
        • 血红蛋白缓冲系统
      • 特点
        • 缓冲最强最为迅速,但缓冲作用不持久
        • 缓冲所有固定酸
          • 不缓冲挥发酸
    • 肺的调节作用
      • 分类
        • 中枢调节
          • 呼吸中枢(PCO2/H浓度)
        • 外周调节
          • 主动脉体和颈动脉体(低氧,低H,多CO2)
        • 通过改变CO2的排出量来调节血浆碳酸浓度
      • 特点
        • 作用强而迅速,但仅对二氧化碳有调节作用,不能缓冲固定酸
    • 组织细胞的调节作用
      • 机制
        • H-K交换
          • 酸中毒→高钾血症
          • 碱中毒→低钾血症
        • Cl-HCO3交换
      • 特点
        • 组织细胞缓冲作用强于细胞外液
        • 起效较慢
        • 常导致电解质平衡紊乱
    • 肾的调节作用
      • 机制
        • 近曲小管泌H和重吸收HCO3
        • 远曲小管及集合管泌H和重吸收HCO3
        • NH4的排出
      • 特点
        • 反应特慢,作用持久
        • 对肾性因素所致的酸碱失调调节作用差
    • 骨骼的调节作用
      • 酸中毒→骨盐溶解→缓冲
        • 常导致骨质疏松,骨质软化
    • 肝的调节作用
      • 氨在肝脏合成尿素

酸碱平衡常用指标

• PH
  • 定义
    • 溶液中H浓度的负对数
  • 意义
    • 只反映酸碱失衡后的结果
      • 正常:7.35－7.45
        • ＜7.35
          • 酸中毒
        • ＞7.45
          • 碱中毒
      • [HCO3]/[H2CO3]＝20/1,pH=7.4
    • 不反映酸碱失衡的原因
      • 数值正常,可能
        • 代偿性酸碱平衡紊乱
          • 呼酸-肾代偿
          • 代酸-肾.肺代偿
        • 混合型酸碱平衡紊乱
          • 呼酸+代碱
• 动脉血二氧化碳分压PaCO2
  • 定义
    • 物理溶解在动脉血浆中的二氧化碳分子产生的张力
  • 意义
    • 反映肺的通气状态
      • 肺通气↓,PaCO2↑
      • 肺通气↑.PaCO2↓
    • 呼吸性指标
      • 正常
        • 33－46mmHg(平均40)
          • ＜33mmHg
            • 呼碱或代偿后代酸
          • ＞46mmHg
            • 呼酸或代偿后代碱
• 标准碳酸氢盐SB
  • 定义
    • 标准条件下测得的血浆HCO3浓度
      • 标准条件:38℃.Hb完全氧合.PCO2=40mmHg
  • 意义
    • 反映代谢因素的影响
• 实际碳酸氢盐AB
  • 定义
    • 实际条件下测得的血浆HCO3浓度
      • 实际条件:隔绝空气,实际血氧饱和度,实际PCO2
  • 意义
    • 反映呼吸代谢两方面的影响
• 意义
  • AB=SB,22-27mmol/L(24)
    • 正常
  • AB>SB(CO2潴留)
    • SB>正常
      • 代碱,代偿后的呼酸
    • SB=正常
      • 呼酸
  • AB<SB(CO2排出过多)
    • SB<正常
      • 代酸,代偿后的呼碱
    • SB=正常
      • 呼碱
• 缓冲碱BB
  • 定义
    • 标准条件下血液中一切具有缓冲作用的负离子碱的总和
  • 意义
    • 代谢性指标
      • 正常:45－52mmol/L(48)
        • 增加
          • 代碱
        • 减少
          • 代酸
• 碱剩余BE
  • 定义
    • 标准条件下,用酸或碱滴定1L全血标本至pH为7.40时所需酸或碱的量
  • 意义
    • 代谢性指标
      • 用酸→碱剩余→正值→代碱
      • 用碱→酸剩余→负值→代酸
• 阴离子间隙AG
  • 定义
    • 血浆中未测定的阴离子(UA)与未测定的阳离子(UC)的差值
      • 血浆中未测定的阴离子(UA)与未测定的阳离子(UC)的差值
  • 意义
    • 正常
      • 12±2mmol/L
    • 反映血浆固定酸含量
    • 区分代酸类型及诊断混合型

代谢性酸碱平衡紊乱

• 代碱
  • 定义
    • 细胞外液氢离子丢失或碱增多而引起的以血浆HCO3浓度升高,PH升高为特征的酸碱平衡失调
  • 原因
    • 酸性物质丢失过多
      • 经胃丢失
        • H丢失,使来自消化液的HCO3得不到H中和而被吸收入血
        • Cl丢失
          • 低氯性碱中毒
        • K丢失
          • 低钾性碱中毒
        • 胃液大量丢失引起有效循环血量减少， 可通过继发性醛固酮增多引起代碱
      • 经肾丢失
        • 应用利尿药
          • • 低氯性碱中毒
        • 肾上腺皮质激素过多
          • 远端小管上皮细胞H-Na,K-Na交换增加
            • 低钾性碱中毒
    • HCO3过量负荷
      • 消化道溃疡患者服用过多HCO3
      • 大量输入库存血(血中柠檬酸盐生成HCO3)
      • 浓缩性碱中毒
        • 脱水时只丢失水和NaCl,HCO3浓度↑
    • 低钾血症
      • 钾外流,氢内流
        • 肾小管低钾
          • 氢钠交换↑,钠钾交换↓
            • 排氢↑,HCO3重吸收↑
              • 低钾性碱中毒
              • 反常性酸性尿
    • 肝功能衰竭
      • 血氨过高,尿素合成障碍
  • 分类
    • 盐水反应性碱中毒
      • 定义
        • 输注盐水后能使碱中毒得到纠正的类型
      • 见于
        • 呕吐.应用利尿剂等
          • 导致细胞外液减少,有效循环血量不足或低氯造成,影响肾脏排出HCO3
            • 补充NaCl能促进HCO3排出
    • 盐水抵抗性碱中毒
      • 定义
        • 输注盐水后不能使碱中毒得到纠正的类型
      • 见于
        • 全身性水肿,原发性醛固酮增多症,严重低血钾,CuShing综合征
          • 盐皮质激素/低钾直接作用
            • 醛固酮↑
              • 刺激氢泵排H
              • 保钠排钾
  • 机体的代偿调节
    • 血液和细胞
      • 碳酸/弱酸中和OH
        • HCO3↑
      • 氢外流,钾内流
        • 低钾血症
    • 肺
      • H↓,呼吸中枢兴奋性↓
        • 呼吸浅慢
          • CO2排出↓,H2CO3↑
      • 肺代偿有限
        • 缺氧后,外周化学感受器兴奋
          • 呼吸加快
    • 肾
      • H↓,CA活性↓
        • 泌H.NH3↓,重吸收HCO3↓
          • 低钾性碱中毒,尿呈酸性
          • 尿呈碱性
  • 诊断
    • 血气参数
      • pH上升或正常
      • 原发性
        • SB.AB.BB升高,BE正值增大
      • 继发性
        • PaCO2上升,AB＞SB
  • 对机体的影响
    • 中枢神经系统兴奋
      • 烦躁.精神错乱.谵妄等
    • 氧结合↑→缺氧
      • 血红蛋白氧离曲线左移
    • H↓,Ca内流↑
      • 神经肌肉兴奋性升高
    • H↓,氢外流,钾内流
      • 肾小管内H↓
        • 氢钠交换↓,钠钾交换↑
          • 泌钾↑
            • 低钾血症
  • 防治
    • 治疗原发疾病
      • 对丧失胃液所致的代谢性碱中毒
        • 输注等渗盐水或葡萄糖盐水,既恢复了细胞外液量又补充Cl,血液稀释后HCO3很快下降并随尿排出,即可纠正轻症低氯性碱中毒
      • 低钾血症
        • 补给氯化钾,补充后K进人细胞内将其中的H*交换出来
    • 盐水反应性碱中毒
      • 给予等张或半张盐水
      • 补充CaCl2.KCl.HCl
      • 迅速中和HCO3
        • 应用0.1~0.2mol/L稀盐酸溶液,可将1molL盐酸100ml溶人0.9% NaCl或5%葡萄糖溶液1000ml中,经中心静脉导管缓慢滴人(25~50mZ/h)。每4~6小时监测血气分析及血电解质,必要时第2天可重复治疗
    • 盐水抵抗性碱中毒
      • 碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺
      • 拮抗醛固酮的药物
• 代酸
  • 定义
    • 细胞外液H增加或碳酸氢根丢失,引起的以血浆碳酸氢根原发性减少,PH下降为特征的酸碱平衡失调
  • 原因
    • 酸多
      • 固定酸产出↑
        • 乳酸酸中毒
          • 乳酸生成过多
            • 休克.贫血.肺水肿.CO中毒.心衰.缺氧→无糖酵解↑
          • 乳酸利用障碍
            • 严重肝功能障碍.酒精中毒
        • 酮症酸中毒
          • 糖尿病,饥饿,禁食
            • 葡萄糖利用障碍/供给不足致使脂肪分解加速,脂肪酸入肝形成酮体(乙酰乙酸.β-羟丁酸)↑
      • 外源性固定酸摄入过多
        • 水杨酸中毒
          • 水杨酸在体内直接释放出H和水杨酸根阴子,HCO3因缓冲H而减少
        • 含氯的成酸性药物摄入过多
          • • HCO3因缓冲H而减少的同时,血浆Cl浓度也增高
      • 排酸↓
        • 重度肾功能衰竭
          • 肾小球滤过率严重下降,使得固定酸(硫酸根.磷酸根及有机酸等)排出障碍,H+浓度增加
        • Ⅰ型肾小管性酸中毒(RTAI)
          • 远曲小管的泌H功能障碍,尿液不能被酸化,H在体内蓄积导致血浆HCO3浓度进行性下降
      • 高血钾
        • 钾内流,氢外流
          • 肾小管内氢↓
            • 钠氢交换↑,钠钾交换↓
              • 泌H↓,HCO3重吸收↓
                • 酸中毒
                • 尿呈碱性(反常)
    • 碱少
      • HCO3直接丢失↑
        • 腹泻.肠瘘.肠道引流等
          • 含HCO3的碱性肠液大量丢失
      • 肾脏重吸收HCO3↓
        • Ⅱ型肾小管性酸中毒(RTAⅡ)
          • 钠氢交换功能障碍,CA活性↓,HCO3在近曲小管重吸收↓,尿中HCO3排出过多
        • 过量CA抑制剂的使用
      • 血液稀释
        • 大量输入无HCO3液体
          • HCO3稀释,浓度↓
  • 分类
    • AG增高型代酸
      • 特点
        • AG增高,血氯正常(固定酸增多)
      • 原因
        • 乳酸酸中毒.酮症酸中毒.水杨酸中毒.磷酸和硫酸排泄障碍
    • AG正常型代酸
      • 特点
        • AG正常,血氯升高(HCO3直接降低)
      • 原因
        • 轻中度肾衰.肾小管性酸中毒.高钾血症.硝酸酐酶抑制药.稀释性酸中毒
  • 机体的代偿调节
    • 血液和细胞
      • 血液缓冲系统
        • 缓冲对缓冲H
          • HCO3↓
      • 细胞内外离子交换
        • 高血钾
    • 肺
      • H↑,刺激颈动脉体与主动脉体化学感受器
        • 引起呼吸加深加快,使碳酸↓
          • 库氏呼吸,代酸的主要临床表现
          • 维持[HCO3-]/[H2CO3],使PH趋于正常
    • 肾
      • 代酸时,CA和谷氨酰胺酶活性↑泌H+↑,泌NH4↑,重吸收HCO3↑,尿呈酸性
  • 对机体的影响
    • 心血管系统
      • 酸中毒,氢内流,钾外流
        • 肾小管内.氢↑
          • 氢钠交换↑,钠钾交换↓
            • 泌钾↓
              • 高血钾
                • 心律失常
      • H+竞争性地抑制Ca+与肌钙蛋白结合
      • H+影响Ca+内流
      • H+能抑制心肌细胞肌浆网摄取.储存和释放Ca+
      • 心肌收缩力减弱
      • 血管对儿茶酚胺反应性降低
        • 毛细血管前括约肌最明显
        • 血管容量扩大→回心血量减少→低血压甚至休克
    • 中枢神经系统
      • 抑制生物氧化酶活性,抑制ATP合成,供能不足
      • γ-氨基丁酸↑,抑制中枢神经系统
      • 乏力.感觉迟钝,嗜睡或昏迷
    • 骨骼系统
      • 延迟生长.佝偻病.骨软化症.易骨折
    • 呼吸(最明显)
      • 深长(代偿)(Kussmaul呼吸)
    • 电解质
      • 高血钾.高血钙
  • 诊断
    • 有严重腹泻,肠瘘休克病史,有深快呼吸
    • 血气参数
      • PH下降/正常
      • [HCO3-]原发性降低
        • SB.AB.BB减小,BE负值增大
      • 呼吸代偿,PaCO2继发性减小,AB＜SB
  • 防治
    • 预防和治疗原发疾病
      • 乳酸性酸中毒应首先纠正循环障碍、改善组织灌注、控制感染
      • 糖尿病酮症酸中毒应及时输液、应用胰岛素、纠正电解质紊乱
    • 补碱
      • 较轻的代谢性酸中毒(血浆HCO,为16-18mmol/L)
        • 常可自行纠正,不必应用碱性药物
      • 低血容量性休克所致的轻度代谢性酸中毒
        • 经补液、输血以纠正休克之后也随之可被纠正,不宜过早使用碱剂,否则反而可能造成代谢性碱中毒
        • NaHCO3溶液为高渗溶液,过快过多输人可致高钠血症和高渗透压
      • 血浆HCO,低于10mmol/L的重症酸中毒病人
        • 立即输液和用碱(碳酸氢钠)进行治疗
          • 进入体液后即离解为Na和HCO3,HCO3与体液中的H化合成H2CO3,再离解为H20及CO2,CO2则自肺部排出,从而减少体内H,使酸中毒得以改善,Na留于体内则可提高细胞外液渗透压和增加血容量
          • 首次可静脉输注5% NaHCO,溶液100~250ml,用后2~4小时复查动脉血血气分析及血浆电解质浓度,根据测定结果再决定是否需继续给药及用量
    • 纠正水电解质紊乱,改善微循环
      • 容易导致低钾血症和低钙血症,出现相应的临床表现,应及时注意防治

呼吸性酸碱平衡紊乱

• 呼酸
  • 定义
    • CO2排出障碍或吸入过多引起的以血浆碳酸浓度原发性增高,PH下降为特征的酸碱平衡紊乱
  • 原因
    • 二氧化碳排出障碍
      • 呼吸中枢抑制
        • 颅脑损伤.脑炎.脑血管意外.呼吸中枢抑制剂(吗啡.巴比妥类)及麻醉剂用量过大或酒精中毒等
      • 呼吸道阻塞
        • 喉头痉挛和水肿.溺水.异物堵塞气管，常造成急性呼酸
        • 慢性阻塞性肺部疾患COPD.支气管哮喘等常造成慢性呼酸
      • 呼吸肌麻痹
        • 急性脊髓灰白质炎.脊神经根炎.有机磷中毒.重症肌无力.家族性周期性麻痹及重度低血钾时,呼吸运动失去动力,可造成CO2排出障碍
      • 胸廓病变
        • 胸部创伤.严重气胸或胸膜腔积液.严重胸廓畸形等严重影响通气功能
      • 肺部疾病
        • 心源性急性肺水肿.重度肺气肿.肺部广泛性炎症.肺组织广泛纤维化.通气功能障碍+急性呼吸窘迫综合征等引起通气障碍
      • 呼吸机应用不当
        • 通气量过小而使CO2排出困难
    • 二氧化碳吸入过多
      • 通风不良
        • 吸入过多CO2
  • 机体的代偿调节
    • 血液和细胞(急性)
      • RBC内外HCO3-Cl交换
        • 低氯
      • 细胞内外H-K交换
        • 高钾
    • 肾(慢性)
      • CA活性↑,肾小管上皮细胞泌H和NH3,重吸收HCO3
  • 诊断
    • 血气参数
      • pH下降或正常
      • PaCO2上升,AB＞SB
      • 继发性AB.SB.BB上升,BE正值增大
  • 对机体的影响
    • 对心.骨影响同代酸
    • CO2直接舒张血管的作用
      • 脑血管扩张→脑血流↑→颅内高压
    • 对中枢神经系统
      • 代酸症状+肺性脑病(CO2麻痹)
        • CO2易通过血脑屏障,H不易
      • 临床表现
        • 轻者
          • 头痛.视力模糊.乏力
        • 重者
          • 嗜睡.精神错乱.昏睡等
  • 防治
    • 治疗原发病,改善通气
      • 呼吸停止.气道阻塞引起者
        • 尽快插管,机械通气,可有效地改善机体通气及换气功能
      • 由吗啡导致的呼吸中枢抑制者
        • 可用纳络酮静脉注射
      • 慢性呼吸性酸中毒病人
        • 应积极治疗原发病,针对性地采取控制感染.扩张小支气管.促进排痰等措施,以改善换气功能和减轻酸中毒程度
    • 慎用碱性药物
• 呼碱
  • 定义
    • 肺通气过度引起的以血浆碳酸浓度原发性减少,PH↑为特征的酸碱平衡失调
  • 原因
    • 低氧血症
      • 吸入分氧低空气
    • 肺疾病
      • 吸气困难
    • 机体缺氧,刺激外周化学感受器(间接)
    • 呼吸中枢受到直接刺激
      • 中枢神经系统疾病.癔病.水杨酸中毒.G-杆菌败血症
    • 高代谢状态
      • 高热,甲亢
    • 呼吸机使用不当
    • 呼吸运动加强,通气不足
  • 分类
    • 急性呼碱
    • 慢性呼碱
  • 机体的代偿调节
    • 细胞内外离子交换和细胞内缓冲作用(急性)
    • 肾代偿调节(慢性)
  • 诊断
    • 血气参数
      • pH上升或正常
      • 原发性
        • PaCO2下降,AB＜SB
      • 继发性
        • BB.SB.AB下降,BE负值上升
  • 对机体的影响
    • 中枢神经
      • PaCO2↓
        • 脑血管收缩,血流↓
          • CNS功能障碍
            • 头晕,头痛,意识障碍
    • 离子交换
      • H外流,钾内流
        • Ca内流抑制
          • 低钙抽搐
        • 低钾血症
    • 糖原分解↑,消耗大量磷
      • 低磷
    • 氧离曲线左移
      • 缺氧↑
  • 防治
    • 病因治疗
    • 增加二氧化碳吸入
      • 急性呼吸性碱中毒病人可吸人含5%CO,的混合气体或嘱病人反复屏气,或用纸袋罩住口鼻使其反复吸回呼出的CO,以维持血浆HCO,浓度,症状即可迅速得到控制
    • 对症处理
      • 对精神性通气过度病人可酌情使用镇静剂
      • 对因呼吸机使用不当所造成的通气过度
        • 应调整呼吸频率及潮气量
      • 危重病人或中枢神经系统病变所致的呼吸急促
        • 可用药物阻断其自主呼吸,由呼吸机进行适当的辅助呼吸
      • 有手足抽搐的病人
        • 静脉注射葡萄糖酸钙进行治疗
• 酸碱平衡紊乱
  • 混合型酸碱平衡失调
    • 定义
      • 同一患者有两种或两种以上的单纯性酸碱平衡失调同时存在
    • 类型
      • 双重性酸碱平衡紊乱
        • 呼酸+代酸
        • 呼酸+代碱
        • 呼碱+代酸
        • 呼碱+代碱
      • 三重性酸碱平衡紊乱
        • 呼酸+代酸+代碱
        • 呼碱+代酸+代碱

小结

• 小结
  • 病因
    • 影响
      • 代偿
        • 变化
• 酸碱平衡紊乱的分析判断
  • 一简
    • 简化分数,并以箭头表示方向
      • • [HCO3－]／[PaCO2]
  • 二看pH,定酸碱
    • ＞7.45
      • 失代偿碱中毒
    • ＜7.35
      • 失代偿酸中毒
    • 正常
      • 酸碱平衡
      • 代偿性单纯性酸碱失常
      • 混合型酸碱失常
  • 三看原发病因,定呼.代
    • 病史中有'获/失酸''失/获碱'
      • 代谢性酸碱失衡
    • 病史中有肺通气过度或不足
      • 呼吸性酸碱失衡
  • 四看继发性变化,定单混
    • 量
      • 代偿预计值和限度
        • 数值在代偿预计值范围内,为单纯型
        • 数值明显超过或低于代偿预计值,为混合型
  • 五看AG,定二.三
  • 全面综合看
    • 病史.临床表现.血生化.血气等
• 混合型酸碱平衡紊乱
  • 定义
    • 同一患者有两种或两种以上的单纯性酸碱平衡失调同时存在
  • 类型
    • 双重性酸碱平衡紊乱
      • 呼酸+代酸
      • 呼酸+代碱
      • 呼碱+代酸
      • 呼碱+代碱
    • 三重性酸碱平衡紊乱
      • 呼酸+代酸+代碱
      • 呼碱+代酸+代碱