臨床生物化學:第四節(jié)　酸堿平衡紊亂

正常人血液的酸堿度即pH值始終保持在一定的水平，其變動范圍很小。血液酸堿度的相對恒定是機體進行正常生理活動的基本條件之一。機體每天在代謝過程中，均會產(chǎn)生一定量的酸性或堿性物質(zhì)并不斷地進入血液，都可能影響到血液的酸堿度，盡管如此，血液酸堿度仍恒定在pH7.35-7.45之間。健康機體是如此，在疾病過程中，人體仍是極力要使血液pH恒定在這狹小的范圍內(nèi)。之所以能使血液酸堿度如此穩(wěn)定，是因為人體有一整套調(diào)節(jié)酸堿平衡的機制，首先依賴于血液內(nèi)一些酸性或堿性物質(zhì)并以一定的比例的緩沖體系來完成，而這種比例的恒定，卻又有賴于肺和腎等臟器的調(diào)節(jié)作用，把過剩的酸或堿給予消除，使體內(nèi)酸堿度保持相對平衡狀態(tài)。機體這種調(diào)節(jié)酸堿物質(zhì)含量及其比例，維持血液pH值在正常范圍內(nèi)的過程，稱為酸堿平衡。

體內(nèi)酸性或堿性物質(zhì)過多，超出機體的調(diào)節(jié)能力，或者肺和腎功能障礙使調(diào)節(jié)酸堿平衡的功能障礙，均可使血漿中HCO₃^-與H₂CO₃濃度及其比值的變化超出正常范圍而導致酸堿平衡紊亂如酸中毒或堿中毒。酸堿平衡紊亂是臨床常見的一種癥狀，各種疾患均有可能出現(xiàn)。

一、酸堿平衡紊亂的診斷指標

近20年來由于酸堿m.quanxiangyun.cn/sanji/平衡理論的認識不斷深入，檢測技術(shù)的不斷提高以及血氣分析儀器的廣泛使用，使有關(guān)酸堿測定不僅準確快速而且微量化，現(xiàn)已成為臨床日常重要的診療手段。為了正確診斷酸堿中毒的需要，對有關(guān)的酸堿中毒診斷指標的理論及臨床意義列于表5-2。

二、酸堿平衡紊亂

正常狀態(tài)下，機體有一套調(diào)節(jié)酸堿平衡的機制。疾病過程中，盡管有酸堿物質(zhì)的增減變化，一般不易發(fā)生酸堿平衡紊亂，只有在嚴重情況下，機體內(nèi)產(chǎn)生或丟失的酸堿過多而超過機體調(diào)節(jié)能力，或機體對酸堿調(diào)節(jié)機制出現(xiàn)障礙時，進而導致酸堿平衡失調(diào)。

表5-2 成人血氣分析參數(shù)值及臨床意義

^*：（A)為動脈，（V)為靜脈

如果血漿HCO₃^-/H₂CO₃比值＜20/1，pH值有低于正常下限（7.35)的傾向或＜7.35，稱為酸中毒（Acidosis)。由于HCO₃/H₂CO₃比值＞20/1pH高于正常上限（7.45)或＞7.45，稱為堿中毒（Alkalosis)。根據(jù)酸堿紊亂產(chǎn)生的原因，又可進一步分類，因血漿HCO₃^-水平下降造成的酸中毒，稱為代謝性酸中毒（Metabolicacidosis)，HCO₃^-增多產(chǎn)生的堿中毒，稱為代謝性堿中毒。如因H₂CO₃增多使血漿pH值下降者，稱為呼吸性酸中毒（respiratoryacidosis)。因H₂CO₃減少所造成的堿中毒稱為呼吸性堿中毒。在發(fā)生酸堿紊亂后，機體的調(diào)節(jié)機制勢必加強，以恢復(fù)HCO₃^-/H₂CO₃比值到正常水平，此為代償過程。經(jīng)過代償后，如果HCO₃^-/H₂CO₃比值恢復(fù)到20/1，血漿pH值仍可維持在正常范圍，稱為代償型酸堿中毒，屬于臨床認為的輕型酸堿中毒。如果經(jīng)過代償仍不能恢復(fù)到正常比值，血漿pH值必將發(fā)生明顯變化。并超出正常值范圍，稱為失代償型酸堿中毒。

血液酸堿度是用[H⁺]或pH來表示，其高低值取決于血液中H₂CO₃^-與H₂CO₃的多少，三者的數(shù)值密切相關(guān)，可用Henderson-Hasselbalch(H-H)方程來表示，即：

上式中pKa是常數(shù)，只有[HCO₃^-]/[/H₂CO₃]為20/1時，其pH值才能保持7.40±0.05，如果[HCO₃^-]量減少或者增加，機體將通過多種途徑進行調(diào)節(jié)，使[HCO₃^-]量恢復(fù)到正常范圍。機體酸堿中毒代償程度如表5-3所示：

表5-3 酸堿中毒代償程度

（一)酸中毒

根據(jù)引起酸中毒原因可分為代謝性酸中毒和呼吸性酸中毒。

⒈代謝性酸中毒常見原因有：①酸性代謝產(chǎn)物如乳糖酮體等產(chǎn)物增加；②酸性物質(zhì)排障礙，如腎功能不全，尿液酸化不夠；③堿丟物過多，如腹瀉或重吸收HCO₃^-障礙。

過多代謝產(chǎn)物如乳酸、酮體進入血液后，機體通過多種途徑進行調(diào)節(jié)，首先是血漿緩沖對HCO₃^-/H₂CO₃的緩沖作用：

緩沖結(jié)果使血漿中HCO₃^-含量減少、CO₂增多、PCO₂升高，經(jīng)肺調(diào)節(jié)，刺激呼吸中樞，加快呼吸，排出過多的CO₂。與此同時，腎也進行調(diào)節(jié)，排酸保堿，以增加HCO₃^-的重吸收，其結(jié)果是：

代償：

血漿中HCO₃^-降低，H₂CO₃也隨之降低，在低水平保持[HCO₃^-]/[H₂CO₃]＝20/1，血[HCO₃^-]低于正常水平，pH值仍在正常范圍，即為代償型代謝性酸中毒．

如果酸性產(chǎn)物繼續(xù)增加，并超過肺和腎的調(diào)節(jié)能力，其結(jié)果是：

失代償：

此時，血漿pH值下降至7.35以下者，稱為失代償型代謝性酸中毒。

腎調(diào)節(jié)酸堿平衡發(fā)揮的作用較晚，然而是極為重要并且是較為徹底的調(diào)節(jié)措施。腎主要通過H⁼-Na交換，K⁺-Na⁼交換以及排出過多的酸，達到調(diào)節(jié)的目的。

⒉呼吸性酸中毒由于肺部病變，使排出的CO₂減少，使CO₂潴留于體內(nèi)，PCO₂升高，H₂CO₃濃度增加，即：

血液pH值有降低趨勢，嚴重時，pH＜7.35，這種因呼吸原因引起的酸中毒稱為呼吸性酸中毒。呼吸性酸中毒患者，由于呼吸功能障礙，此時依賴于肺部再進行調(diào)節(jié)是不太可能，因此必須依賴于腎臟，排H⁺保Na⁺作用加強，腎小管回吸收Na⁺增加，而NaHCO₃也隨之吸收加強，補充血中NaHCO₃，從而使血中NaHCO₃濃度有一定程度的升高，有可能使血pH恢復(fù)正常范圍，即

代償：

若pH值仍在正常范圍，僅PCO₂和TCO₂升高，此時稱為代償型呼吸性酸中毒。如病情繼續(xù)m.quanxiangyun.cn/wszg/發(fā)展嚴重，H₂CO₃濃度增加，血中PCO₂、TCO₂、H₂CO₃增加，經(jīng)過代償，HCO₃^-濃度也在增加，但H₂CO₃濃度增加速度高于HCO₃^-濃度的增長，使血液pH值小于7.35，所以稱為代償型呼吸酸中毒，即：

失代償：

呼吸性酸中毒患者，由于腎臟排H⁺保Na⁺的作用加強，重吸收NaHCO₃入血增加，此時，在血HCO₃^-濃度正常情況下使HCO₃^-濃度再升高，并高出正常值。這就是呼吸性酸中毒患者血生化指標的特點即呼吸性酸中毒患者，血HCO₃^-濃度是升高而不是降低的。

⒊代謝性堿中毒由于堿性物質(zhì)進入體內(nèi)過多或生成過多，或酸性物質(zhì)產(chǎn)生過少而排出過多引起血漿HCO₃^-濃度升高，使血漿pH有升高的趨勢，稱為代謝性堿中毒。臨床多見于：

⑴嘔吐：使酸性胃液大量丟失，腸液的HCO₃^-重吸收增多。因為正常健康人胃粘膜的壁細胞，藉助碳酸酐酶的催化產(chǎn)生H₂CO₃，再解離為H⁺為HCO₃^-。H⁺從壁細胞中分泌入胃液與來自血漿中的Cl^-結(jié)合成鹽酸（HCl)，而壁細胞中的HCO₃^-則重吸收入血漿與Na⁺結(jié)合成NaHCO₃。向胃液中每排泌1分子HCl，則血中同時就多吸收1分子的NaHCO₃，所以正常人在飯后血中出現(xiàn)暫時性的NaHCO₃增高，這種現(xiàn)象稱為“堿潮”。腸粘膜上皮細胞同樣生成H₂CO₃，并解離成H⁺和HCO₃^-，HCO₃^-進入血液，當消化液丟失過多，NaHCO₃未被HCl中和就重吸收，故血漿中NaHCO₃含量增加。

⑵低鉀低氯血癥：使紅細胞和腎小管上皮細胞內(nèi)HCO₃^-進入血漿增多，又由于排K⁺保Na⁺減弱，排H⁺保Na⁺加強，從而由腎重吸收入血的NaHCO₃增多，導致堿中毒。

⑶輸入堿性藥物過多：血漿中[HCO₃^-]增加，[HCO₃]/[H₂CO₃]＞20/1，pH有升高的趨勢，甚至＞7.45，導致如下變化：

血液生化指標：pH≥7.45，SB明顯升高，TCO₂顯著增加，BE往正值加大，PCO₂升高，Cl^-和K⁺減少。由于酸排出減少，NaHCO₃排出增多，尿為堿性，尿NH₄⁺也減少。但是當K⁺缺乏時H⁺-Na⁺交換加強，則有反向酸性尿。

⒋呼吸性堿中毒由于過度換氣，CO₂排出過多，使血漿PCO₂降低，血漿[HCO₃^-]/[H₂CO₃]＞20/1，pH有升高的趨勢，這一現(xiàn)象即為呼吸性堿中毒。

因血液CO₂減少，使H₂CO₃濃度降低，CO₂彌散入腎小管細胞量減少，分泌H⁺離子入腎小管腔也減少，H⁺-Na⁺交換減弱，HCO₃^-回吸收量減少，導致血漿中[HCO₃^-]水平也降低，血漿[HCO₃^-]/[H₂CO₃]在低水平正常水平下保持20/1，pH值仍在正常范圍，此時屬于代償型呼吸性堿中毒，即：

如果，呼吸仍處于過度換氣，CO₂排出過多，PCO₂降低，血漿HCO₃^-濃度無法與PCO₂降低相平衡超過腎臟的代償能力，其結(jié)果造成失代償型呼吸型呼吸性堿中毒，此時pH＞7.45，即：

失代償：

呼吸性堿中毒血液生化指標為血漿pH≥7.45，PCO₂明顯降低，TCO₂減少，Cl^-增高。K⁺輕度降低，AG輕度增高。

⒌混合性酸堿平衡紊亂臨床上代謝性與呼吸性酸堿中毒，往往可以同時或相繼出現(xiàn)，形成混合型酸堿平衡失調(diào)。不僅呼吸性與代謝性酸堿中毒可同時存在，甚至酸中毒與堿中毒也可能同時存在（表5-4)。

表5-4 血氣變化值一覽表

“↓”示下降；“↑”示上升；雙箭頭示病情嚴重，“―→”示往負值降低；“＋→”示往正值增加。

對于酸堿紊亂的實驗診斷，主要依賴于血氣分析儀檢測系列酸堿指標。除測出血pH、PCO₂和TCO₂指標外，還可能推算出多項指標，一般有12-16項之多。根據(jù)這一系列參數(shù)，結(jié)合病人臨床癥狀，對其酸堿中毒的類型，代償程度以及治療經(jīng)過的觀察，幾乎有決定性的診斷價值。

如果沒有合適的血氣分析儀，也可通過有關(guān)參數(shù)運算出下述指標：

⑴pH＝pKa＋log[c]/αPCO₂(mmHg)

⑵[HCO₃^-]＝[αPCO₂]antilog[pH－pKa]

⑶AG＝AG＝[Na⁺]＋[K⁺]－[Cl^-]－[HCO₃^-]或

AG＝[Na⁺]－[Cl^-]－[HCO₃^-]

圖5-11 PCO₂pHBEHCO₃和TCO₂之間關(guān)系及其計算圖

⑷TCO₂＝AB＋[HCO₃^-]或者

＝AB＋0.03·PCO₂(mmHg)

⑸PCO₂(mmHg)(TCO₂-AB)/0.03

另外，血pH、PCO₂和[HCO₃^-]有關(guān)數(shù)據(jù)也可以從Siggaard-Andersen圖（圖5-11)直接查出。