由于醫(yī)學(xué)對人體酸堿障礙研究已有百年歷史,問題比較復(fù)雜,揭示其變化及規(guī)律是逐步的。因而存在著一些不同的看法和概念。在學(xué)習(xí)酸堿平衡障礙問題時,有些基本概念需要澄清,否則文獻上的一些不同的命名和定義將給初學(xué)者帶來困艱甚至混亂。在這里將介紹一些學(xué)習(xí)關(guān)系重大的基本概念。
一、什么是酸?什么是堿?
(一)定義在探討人體酸堿平衡障礙的文獻中,對于酸和堿有三種不同的定義。我們在書籍、雜志中,經(jīng)?梢砸姷饺N定義混用,甚至并用,容易導(dǎo)致混亂。三種定義如下:
1.酸是陰離子,堿是陽離子
堿(mEq/L血漿) | 酸(mEq/L血漿) | ||
Na+ | 142 | HCO3- | 27 |
K+ | 4(5) | Cl- | 101(103) |
Ca++ | 5 | HPO4= | 2 |
Mg++ | 2 | SO4- | 1 |
153(154) | RCOO- | 6(5) | |
蛋白- | 16 | ||
153(154) |
2.酸是固定陰離子,堿是固定陽離子
堿 | 酸 |
Na+ | Cl- |
K+ | HPO4= |
Ca++ | SO4- |
Mg++ | RCOO- |
蛋白- |
“固定”是與“可揮發(fā)”相對應(yīng)而言的,意即不能揮發(fā)的意思。如HCO3-可以生成CO2而從呼吸排出,即為可揮發(fā)的,因而不列入酸這一項中。其實這個定義是為了糾正前一個定義中把HCO3-作為酸這一明顯錯誤的。HCO3-在體液pH條件下系一堿性物質(zhì),它能結(jié)合H+以減少[H+]的濃度。
3.酸是H+供給者,堿是接受者或OH-供給者
上述三種定義中的第三種是合理的,它與化學(xué)上的概念一致,也真正反映體內(nèi)離子的化學(xué)作用。即在體內(nèi)能解離生成H+者為酸,能接受H+者為堿。體液pH值就是反映體液中H+離子濃度的。酸堿平衡障礙所研究的基本變化就是[H+]在體液中的升降。醫(yī)學(xué)全在線www.med126.com
根據(jù)第三種定義則Na+、K+、Ca++、Mg++非酸亦非堿,所有表中所列的陰離子在體內(nèi)均起堿的作用。近年在酸堿平衡障礙的有關(guān)文獻中已逐步使用第三種概念以代替前二種。
(二)為什么會產(chǎn)生上述混亂?
這是因為過去很長時間內(nèi)沒有直接測定血液pH值的臨床上適用的方便而準確的方法。所使用的方法是比較煩瑣而且不夠精確。過去一直從其它離子的變動間接判斷血液pH,所以上述混亂是歷史發(fā)展的原因造成的。
酸是陰離子、堿是陽離子的這種定義是醫(yī)學(xué)引用化學(xué)概念發(fā)生偏差造成的。我們知道在電解槽中通直流電后,鹽類電解質(zhì)的陽離子去至陰極附近,它們再吸引OH-,因而使此處溶液變堿;陰離子則去至陽極附近,再吸收H+而使此處溶液變酸。以NaCl水溶液電解為例,陰極附近有NaOH,陰極附近有HCl。最初化學(xué)上稱這些陽離子如Na+等為“形成堿的離子(Base Formers)”,而稱Cl-等陰離子o “形成酸的離子(Acid Formers)”。使用中就習(xí)以為常把這些陽離子稱為堿離子,陰離子稱為酸離子。須知,這是不正確的。
。ㄈ)如何把這三個定義聯(lián)系起來?
上述三種定義看起來是不同的,甚至截然相反,但是又都在使用。它們繁簡不同地都可解釋酸堿平衡障礙,其間的關(guān)系如何,便需說明。下列一個重要的化學(xué)緩沖反應(yīng)式可以幫助說明:
陰離子(除HCO3-外)增多為何酸中毒?——陰離子不是酸,但又有高血氯性酸中毒的說法(而Cl-是堿),這如何理解?這是因為除HCO3-以外的陰離子增加時,在維持離子平衡的過程中,最容易變動的HCO3-就減少(例如腎臟對它的重吸收減少,排出量就增加)。根據(jù)質(zhì)量作用定律,上面的化學(xué)反應(yīng)式右側(cè)的HCO3-不斷減少,反應(yīng)向右進行,生成的H+就多,體液(H+)升高,pH值下降而趨于酸中毒。
陰離子(除HCO3-外)減少如何堿中毒?——與上面者相反,此時最容易變動的HCO3-就增多,上面化學(xué)反應(yīng)式的反應(yīng)向左進行,(H+)降低,pH值上升,趨于堿中毒。醫(yī)學(xué)全在線網(wǎng)站www.med126.com
陽離子增多如何堿中毒?——通常陽離子增多是伴以最易變動的HCO3-相應(yīng)增多的,而HCO3-增多能使上述反應(yīng)式的反應(yīng)向左進行,H+被消耗而減少,pH值上升而趨于堿中毒。但有時陽離子增多并不伴有HCO3-增多,而是伴以其它陰離子如Cl-增加。此時HCO3-不增加,因而不發(fā)生堿中毒。所以說,“陽離子為堿,它的增加就會引起堿中毒”是不正確的。例如高鈉血癥、高鉀血癥并不與堿中毒等同。
陽離子減少為何酸中毒?——通常陽離子減少是伴以HCO3-相應(yīng)減少的,而HCO3-減少能使反應(yīng)向右進行,[H+]升高,pH降低而趨于酸中毒,但有時陽離子減少并不伴以HCO3-減少,因此陽離子減少不一定酸中毒的。同時,也可看出第三種定義比較精確,接觸了問題的根本。使用第三種定義,也使酸堿中毒的概念明確。
按照第三種定義,上面所列體內(nèi)陰離子均為堿,但它們的強弱不同。其強弱標準是以其接受H+的能力而定的。例如HCO3-比Cl-強的多,HCO3-是緩沖系統(tǒng)的重要緩沖堿,而Cl-則否。HCO3-接受H+生成H2CO3-,其在體內(nèi)的解離度僅為Cl-接受H+生成的HCl的1/1500。換言之HCO3-“抓住”H+抓得更牢固,而Cl-則“抓”得很不牢,因為體內(nèi)HCl幾乎全部是呈解離的。
二、什么是固定酸(Fixed Acid)?什么是固定堿(Fixed Base)?
。ㄒ)兩種定義
1.任何非揮發(fā)性的陰離子或陽離子稱固定酸或固定堿,是與可揮發(fā)性酸H2CO3(可生成CO2)相區(qū)別的。
固定堿 |
固定酸 |
Na+ |
Cl- |
K+ |
SO4= |
Ca++ |
HPO4= |
Mg++ |
RCCOO- |
|
蛋白- |
2.不參加緩沖體系起作用的陰離子或陽離子稱固定酸或固定堿。
固定堿 |
固定酸 |
Na+ |
Cl- |
K+ |
SO4= |
Ca++ |
RCCOO- |
Mg++ |
|
。ǘ)如何評價?
首先,上述兩個定義中的酸與堿仍是與“酸是陰離子,堿是陽離子”的概念相聯(lián)系的。因此,改稱固定酸為固定陰離子,固定堿為固定陽離子,比較妥當,目前已逐漸采用。其次固定陰離子分兩部分為妥,即固定陰離子和緩沖陰離子。因為在實際病例中,固定陰離子增多可能是AG增大類代謝性酸中毒,而緩沖陰離子增多則可能是代謝性堿中毒。這就是說,上述兩種定義中,以第二種定義的規(guī)定比較更有實用意義,雖然它還不完善。
最后要說明的是陽離子全是“固定的”。因此“固定”二字實無必要,以用陽離子總量這一名詞為宜。有的文獻稱為總堿量,這也是與“陽離子為堿”的舊概念相聯(lián)系的名稱,我們清楚它的含義就不會有什么誤解了。