血气分析与酸碱失衡课件

1、血气分析与酸碱失衡1血气分析与酸碱失衡血气分析与酸碱失衡血气分析与酸碱失衡2概述概述血气分析与酸碱失衡3血气分析血气分析(Blood gas analysis)(Blood gas analysis) 系指用血气分析仪测定血中所存系指用血气分析仪测定血中所存在的进行气体交换的氧和二氧化碳以在的进行气体交换的氧和二氧化碳以及有关酸碱平衡指标的参数。严格的及有关酸碱平衡指标的参数。严格的说，血气分析是指使用血气分析仪对说，血气分析是指使用血气分析仪对动脉血氧分压和二氧化碳分压的测定。动脉血氧分压和二氧化碳分压的测定。血气分析与酸碱失衡4 酸是指能释放出酸是指能释放出H H+ +的物质，如的物质，如

2、H H2 2COCO3 3、HClHCl、H H2 2SOSO4 4等。等。 酸酸 碱碱 质子质子 HCl ClHCl Cl- - + H + H+ + 碱是指能吸收碱是指能吸收H+H+的物质，如的物质，如HCOHCO3 3- -、ClCl- -、SOSO4 42-2-等。等。酸碱的概念酸碱的概念 血气分析与酸碱失衡5 1.1.生命活动使细胞内外环境的生命活动使细胞内外环境的H+H+升高升高或降低，生理情况下依靠机体本身的调或降低，生理情况下依靠机体本身的调节机制，体液的节机制，体液的H+H+浓度恒定地维持在浓度恒定地维持在ph7.35ph7.357.457.45，这个过程称为，这个过程称为酸

3、碱平衡酸碱平衡。 从定义中可以看出：正常人体液是从定义中可以看出：正常人体液是7.407.40左右，属于弱碱性，而不是中性的。左右，属于弱碱性，而不是中性的。 2.2.如果体内酸或如果体内酸或/ /和碱产生过多或不和碱产生过多或不足，引起血液氢离子浓度的改变，称为足，引起血液氢离子浓度的改变，称为 酸碱平衡失常，简称酸碱平衡失常，简称酸碱失衡酸碱失衡。酸碱平衡与酸碱平衡与酸碱失衡酸碱失衡血气分析与酸碱失衡6 既往称为代谢性酸中毒伴代偿性呼吸性既往称为代谢性酸中毒伴代偿性呼吸性碱中毒，现称为代谢性酸中毒伴代偿性低碱中毒，现称为代谢性酸中毒伴代偿性低碳酸血症或简称单纯代谢性酸中毒，同理，碳酸血症或

4、简称单纯代谢性酸中毒，同理，呼吸性酸中毒伴代偿性代谢性碱中毒，现呼吸性酸中毒伴代偿性代谢性碱中毒，现称为呼吸性酸中毒伴代偿性高碱酸血症或称为呼吸性酸中毒伴代偿性高碱酸血症或简称单纯呼吸性酸中毒。简称单纯呼吸性酸中毒。酸碱平衡失常的命名酸碱平衡失常的命名血气分析与酸碱失衡7体液酸碱物质的来源体液酸碱物质的来源血气分析与酸碱失衡8 1.1.挥发性酸挥发性酸：代表：碳酸：代表：碳酸 COCO2 2+H+H2 2O HO H2 2COCO3 3 H H+ + + HCO + HCO3 3 正常成人在安静状态下，每天约生成正常成人在安静状态下，每天约生成COCO2 2300300400L400L，如全部

5、生成，如全部生成H H2 2COCO3 3可释放出可释放出15L H+ 15L H+ ，也就，也就是是15mol H15mol H+ + 。 碳酸为体内酸性物质的最主要来源。碳酸为体内酸性物质的最主要来源。两种酸及其来源两种酸及其来源碳酸酐酶碳酸酐酶 血气分析与酸碱失衡9 2.固定酸固定酸：也称非挥发酸。不能变成气：也称非挥发酸。不能变成气体由肺呼出，仅通过肾脏排出。食物在体体由肺呼出，仅通过肾脏排出。食物在体内转化或经氧化后生成，如：内转化或经氧化后生成，如： 糖酵解糖酵解: : 甘油酸、丙酮酸、乳酸甘油酸、丙酮酸、乳酸 糖氧化糖氧化: : 三羧酸三羧酸 脂肪代谢脂肪代谢: -: -羟丁酸、

6、乙酰乙酸。羟丁酸、乙酰乙酸。 上述物质分解代谢产生的上述物质分解代谢产生的H+H+每日仅有每日仅有0.050.050.1mol0.1mol，与挥发性酸的产量相比，与挥发性酸的产量相比，可谓可谓“九牛一毛九牛一毛”。血气分析与酸碱失衡10 来源一：体内物质代谢产生来源一：体内物质代谢产生氨基酸脱氨基氨基酸脱氨基 来源二：食物中所含金属元素在体内的氧化产物：来源二：食物中所含金属元素在体内的氧化产物：柠檬酸盐、苹果酸盐。柠檬酸盐、苹果酸盐。 人体内碱性物质的产量在数十人体内碱性物质的产量在数十 molmol左右，与酸性左右，与酸性物质的产量相比，相差甚远。物质的产量相比，相差甚远。 既然人体每天产

7、生的大量的酸而很少的碱，那既然人体每天产生的大量的酸而很少的碱，那为什么没有发生酸中毒呢为什么没有发生酸中毒呢? ?这是因为机体有酸碱平衡这是因为机体有酸碱平衡的调节系统。的调节系统。碱的来源碱的来源血气分析与酸碱失衡11酸碱平衡调节系统酸碱平衡调节系统 机体抵御酸碱冲击依靠四大调节系统（机体抵御酸碱冲击依靠四大调节系统（四四大防线大防线） 血液缓冲系统血液缓冲系统 组织细胞的调节组织细胞的调节 肺的调节肺的调节 肾的调节肾的调节 其中肺和肾是调节系统的主力军。其中肺和肾是调节系统的主力军。血气分析与酸碱失衡12 血液缓冲系统由弱酸及其共轭碱构成，遇强血液缓冲系统由弱酸及其共轭碱构成，遇强酸时

8、碱来缓冲，把它变成弱酸，减少酸时碱来缓冲，把它变成弱酸，减少H H+ +的电离；的电离；遇强碱时酸来缓冲，把它变成弱碱，减少遇强碱时酸来缓冲，把它变成弱碱，减少OHOH的的电离。如电离。如:HCl + NaHCO:HCl + NaHCO3 3 NaCl + HNaCl + H2 2O +COO +CO2 2（COCO2由肺呼出由肺呼出) )血液缓冲系统血液缓冲系统包括四个小类：碳酸氢盐缓冲系包括四个小类：碳酸氢盐缓冲系统、血红蛋白缓冲系统、血浆蛋白缓冲系统和磷统、血红蛋白缓冲系统、血浆蛋白缓冲系统和磷酸盐缓冲系统。其中最重要的是碳酸氢盐缓冲系酸盐缓冲系统。其中最重要的是碳酸氢盐缓冲系统（含量最

9、多，易于调节）其特点是反应迅速，统（含量最多，易于调节）其特点是反应迅速，即刻开始，作用不持久，约即刻开始，作用不持久，约3030分钟结束。分钟结束。 防线一：血液缓冲系统防线一：血液缓冲系统血气分析与酸碱失衡13 离子交换：主要是离子交换：主要是H H+ + K K+ +， ClClHCOHCO3 3交换交换。防线二：组织细胞的调节防线二：组织细胞的调节 H H+ + K K+ +交换交换2Na+1H+细胞外高细胞外高H H+ +时时3K+H+H+H+H+H+H+H+H+H+血气分析与酸碱失衡14 为什么细胞内是为什么细胞内是K K+ +被移出而不是其它离子呢？被移出而不是其它离子呢？呢？原

10、因有二：一是因为细胞内呢？原因有二：一是因为细胞内K K+ +离子浓度高，离子浓度高，细胞内集中了细胞内集中了98%98%以上的以上的K K+ +，二是因为细胞膜对，二是因为细胞膜对K K+ +通透性好。通透性好。 从上面的过程及下图中可以看出，酸中毒往从上面的过程及下图中可以看出，酸中毒往往伴有高往伴有高K K+ +，而碱中毒往往伴有低，而碱中毒往往伴有低K K+ +。2Na+1H+3K3K+ +3K3K+ + 碱中毒碱中毒2Na2Na+ +1H+3K3K+ +酸中毒酸中毒3K+3K+血气分析与酸碱失衡15 Cl HCOCl HCO3 3交换交换ClClHCOHCO3 3HCO3红细胞外高红

11、细胞外高HCOHCO3 3时时红细胞外高红细胞外高ClCl时时 部位：红细胞。（组织细胞调节时红细胞有部位：红细胞。（组织细胞调节时红细胞有ClHCOClHCO3 3交换，但能力较弱；肾脏调节时肾小管交换，但能力较弱；肾脏调节时肾小管也有也有ClHCOClHCO3 3交换，能力相对较强。）交换，能力相对较强。）ClClClClHCOHCO3 3血气分析与酸碱失衡16 肺的调节是通过调节肺的调节是通过调节COCO2 2呼出量实现的。呼出量实现的。 一是一是COCO2 2通过血脑屏障，刺激中枢化学感受器，通过血脑屏障，刺激中枢化学感受器，兴奋或抑制呼吸中枢；兴奋或抑制呼吸中枢； 二是刺激外周化学感

12、受器（颈动脉窦和主动二是刺激外周化学感受器（颈动脉窦和主动脉体），反射性兴奋或抑制呼吸中枢。脉体），反射性兴奋或抑制呼吸中枢。防线三：肺的调节防线三：肺的调节延髓化学感受器延髓化学感受器颈动脉窦颈动脉窦主动脉体主动脉体血气分析与酸碱失衡17泌泌H+排酸：排酸： H+浓度浓度 肾小管内碳酸酐酶肾小管内碳酸酐酶活性活性 H2CO3 H+和和HCO3 泌氨中和酸泌氨中和酸 NH3 + H+ NH4+ HCO3再吸收再吸收（主要是肾小管泌（主要是肾小管泌H+、泌氨同时重吸收、泌氨同时重吸收HCO3，还有通过还有通过ClHCO3交换的方式）交换的方式）防线四：肾的调节防线四：肾的调节血气分析与酸碱失衡1

13、8亨德森-哈塞尔巴尔赫方程式（Henderson-Hasselbalch equation）（ 简称HH公式）HCOHCO3 3PaCOPaCO2 2phph pKapKa loglog 血气分析与酸碱失衡19 HH HH公式公式 pKa pKa = 6.1 6.1，是一个常数，是一个常数，= 0.03 = 0.03 是是COCO2 2的溶解系数，的溶解系数， HHHH公式就可以简公式就可以简化为：化为：HCOHCO3 3PaCOPaCO2 2phph 上图可以看出，上图可以看出，PHPH值和值和HCOHCO3 3成正比，和成正比，和PaCOPaCO2 2成反比，成反比，正常情况下正常情况下H

14、COHCO3 3和和PaCOPaCO2 2的的比值时为比值时为3:5 3:5 （24:4024:40的简化结果）的简化结果）H H2 2COCO3 3HCOHCO3 3血气分析与酸碱失衡20因为因为HCOHCO3 3由肾调节，是酸碱调节的代谢由肾调节，是酸碱调节的代谢因素；因素；PaCOPaCO2 2由肺调节，是酸碱调节的呼吸因由肺调节，是酸碱调节的呼吸因素。因此素。因此HHHH公式可以表达为：公式可以表达为：HCO3PaCO2ph肾肾肺肺代谢因素代谢因素呼吸因素呼吸因素 由此可以引申出四种最基本的酸碱失衡类型由此可以引申出四种最基本的酸碱失衡类型: :PaCO2 呼吸呼吸有关有关 原发原发呼

15、酸呼酸 原发原发呼碱呼碱 HCO3 代谢代谢有关有关 原发原发代碱代碱 原发原发代酸代酸血气分析与酸碱失衡21 HCOHCO3 3是体内碱性物质的代表，是体内碱性物质的代表，PaCOPaCO2 2是体内酸性物质的代表，因此又可以将是体内酸性物质的代表，因此又可以将HHHH公式形象的表达为：公式形象的表达为：HCO3PaCO2ph=碱碱酸酸 由上可以看出，由上可以看出， HCOHCO3 3升高表示代碱，升高表示代碱， PaCOPaCO2 2升高表示呼酸，升高表示呼酸，PaCO2PaCO2决定呼酸或呼碱，决定呼酸或呼碱， HCO3HCO3决定代酸或代碱。决定代酸或代碱。血气分析与酸碱失衡22血气分

16、析仪的构成血气分析仪的构成 血气分析仪血气分析仪的结构基本一致，一般的结构基本一致，一般包括电极（包括电极（pHpH、PO2PO2、PCO2PCO2）、进样室、）、进样室、CO2CO2空气混合器、放大器元件、数字运空气混合器、放大器元件、数字运算显示器和打印机等部件。它由专门算显示器和打印机等部件。它由专门的气敏电极分别测出的气敏电极分别测出O2O2、CO2CO2和和pHpH三个三个数据，并推算出一系列参数。数据，并推算出一系列参数。血气分析与酸碱失衡23血气分析的步骤血气分析的步骤血气分析与酸碱失衡24 1.根据pH判断是酸血症或碱酸血症： pH 7.45 碱血症血气分析与酸碱失衡252.2

17、.根据根据BEBE与与PaCO2PaCO2的变量关系分析：的变量关系分析： 1 1）当）当BEBE（ HCO3）与与PaCO2PaCO2呈反向变呈反向变量时，一定为复合型酸碱平衡失常。量时，一定为复合型酸碱平衡失常。 BE BE （ HCO3） 、PaCO2PaCO2为代为代谢性酸中毒合并呼吸性酸中毒，谢性酸中毒合并呼吸性酸中毒， BE BE （ HCO3） 、PaCO2 PaCO2 为代谢性为代谢性碱中毒合并呼吸性碱中毒。碱中毒合并呼吸性碱中毒。血气分析与酸碱失衡262 2）当）当BE BE （ HCO3）与与PaCO2PaCO2呈同向变量呈同向变量时，有两种判断，一是单纯性酸碱平时，有两种

18、判断，一是单纯性酸碱平衡失常，两者的关系为原发过程和继衡失常，两者的关系为原发过程和继发代偿改变；二是复合型酸碱平衡失发代偿改变；二是复合型酸碱平衡失常。鉴别的要点是常。鉴别的要点是pHpH的倾向性、代偿的倾向性、代偿速率、幅度和限度。凡超越代偿速率、速率、幅度和限度。凡超越代偿速率、幅度或限度者为复合型酸碱平衡失常。幅度或限度者为复合型酸碱平衡失常。血气分析与酸碱失衡27 pH的倾向性 是指pH改变与BE （ HCO3）或 PaCO2改变的关系。在单纯性酸碱平衡失常中，如pH变化与一个分量（ BE/ （ HCO3）或 PaCO2）的数值相一致，则相一致的分量常为原发过程，而另一个分量则可能是

19、代偿改变。血气分析与酸碱失衡28代偿速率、幅度和限度 如从病因、病程、临床表现及实验室检如从病因、病程、临床表现及实验室检查已能确认其原发疾病，那么，若与原发查已能确认其原发疾病，那么，若与原发分量（分量（ BEBE或或 PaCO2PaCO2）的数值相对应的另一）的数值相对应的另一个分量（个分量（ PaCO2PaCO2或或BE BE ）的数值变化超越了）的数值变化超越了代偿的速率、幅度和限度，应判断为复合代偿的速率、幅度和限度，应判断为复合型酸碱平衡失常。型酸碱平衡失常。血气分析与酸碱失衡29 代偿速率是指代偿速率是指“肺快肾慢肺快肾慢”, ,即肺调节即肺调节起效快，肾调节来的慢。起效快，肾调

20、节来的慢。 代偿幅度是指由于代偿所造成的分量代偿幅度是指由于代偿所造成的分量改变应随原发分量的改变而变化，其幅度改变应随原发分量的改变而变化，其幅度不应超过不应超过20:120:1，即不改变，即不改变pHpH倾向于原发分倾向于原发分量的规律。量的规律。代偿速率与代偿幅度代偿速率与代偿幅度血气分析与酸碱失衡30 代偿幅度公式代偿幅度公式1 1）代酸（原发异常为）代酸（原发异常为HCOHCO3 3 ）的呼吸代偿）的呼吸代偿（PaCO2 PaCO2 ）：）： HCO HCO3 3每减少每减少1 1， PaCO2PaCO2减少减少1.21.2。2 2）代碱的呼吸代偿：）代碱的呼吸代偿： HCOHCO3

21、 3 每增加每增加1 1， PaCO2PaCO2约约升高升高0.60.6。3 3）慢性呼酸的肾代偿：）慢性呼酸的肾代偿： PaCO2PaCO2每升高每升高1010， HCOHCO3 3可增加可增加3.53.5。4 4）慢性呼碱的肾代偿：）慢性呼碱的肾代偿： PaCO2PaCO2每降低每降低1010， HCOHCO3 3可减少可减少5.65.6。血气分析与酸碱失衡31 代偿限度是指代偿不是无限的，肾或肺代偿限度是指代偿不是无限的，肾或肺代偿均有极限，凡超越其极限者也应诊断代偿均有极限，凡超越其极限者也应诊断为复合型酸碱平衡失常。一般以为复合型酸碱平衡失常。一般以PaCO2PaCO2为为15-20

22、15-20或或6060和和BEBE为为1515作为极限值。作为极限值。代偿限度代偿限度血气分析与酸碱失衡32 阴离子隙 阴离子隙（阴离子隙（AGAG）: : 是指血清中所测阳是指血清中所测阳离子和所测阴离子总数之差；即：离子和所测阴离子总数之差；即：AGAG（NaNa+ +K+K+ +） (HCO (HCO3 3- -ClCl- -) ) 。由于血清。由于血清中中KK+ + 较低，且变化较小，对较低，且变化较小，对AGAG影响不大，影响不大，故上式可简化为：故上式可简化为：AGAGNaNa+ +(HCO(HCO3 3- -ClCl- -) )，AGAG正常值是正常值是8-16mmol/L8-1

23、6mmol/L 。血气分析与酸碱失衡33 人体血清中阳离子总数人体血清中阳离子总数=Na=Na+ +UCUC，阴离，阴离子总数子总数=HCO=HCO3 3- -ClCl- -UAUA。依电中性原理，。依电中性原理，细胞外液阴离子总数必然等于阳离子总数，细胞外液阴离子总数必然等于阳离子总数，虽然各种离子成分的浓度会有变化，但阴虽然各种离子成分的浓度会有变化，但阴阳离子总数始终相等。即：阳离子总数始终相等。即：NaNa+ +UCUCHCOHCO3 3- -ClCl- -UAUA，移项并代入上式得：，移项并代入上式得：AG=UAAG=UAUCUC。即。即AGAG的真正含义为未测定阴、阳离子的真正含义

24、为未测定阴、阳离子浓度的差。浓度的差。血气分析与酸碱失衡34 根据根据AGAG是否升高，可将代酸分为高是否升高，可将代酸分为高AGAG（正常血（正常血ClCl- -）性代酸及正常）性代酸及正常AGAG（高血（高血ClCl- -）性代酸。高性代酸。高AGAG代酸时，代酸时，AGAG HCO HCO3 3- -血气分析与酸碱失衡35潜在HCOHCO3 3- - 当高AG性代酸时，AG的升高数恰好等于HCOHCO3 3- -的下降值时，既AG=HCOHCO3 3- -，于是由AG派生出一个潜在 HCOHCO3 3- -的概念。潜在HCOHCO3 3- - =AG+实测HCOHCO3 3- -。当潜在

25、HCOHCO3 3- -预计HCOHCO3 3- - 时表明有代硷存在。血气分析与酸碱失衡36 “潜在”HCO3-正常AG实测AGAG实测HCO3- 潜在潜在HCOHCO3 3- -示意图示意图血气分析与酸碱失衡37三重性酸碱失衡三重性酸碱失衡 一种呼吸性酸碱失衡与代酸和一种呼吸性酸碱失衡与代酸和代碱同时存在于同一患者体内称代碱同时存在于同一患者体内称为三重酸碱失衡。为三重酸碱失衡。分为两型：呼碱+代酸+代碱称为呼碱型三重酸碱失衡，呼酸+代酸+代碱称为呼酸型三重酸碱失衡。血气分析与酸碱失衡38 如上所述，三重酸碱失衡是在呼酸或呼如上所述，三重酸碱失衡是在呼酸或呼碱基础上合并代酸与代碱，那么为什

26、么不碱基础上合并代酸与代碱，那么为什么不是在代酸或代碱基础上合并呼酸与呼碱呢？是在代酸或代碱基础上合并呼酸与呼碱呢？大家知道，呼酸是各种原因使大家知道，呼酸是各种原因使COCO2 2排出过少排出过少形成形成COCO2 2潴留所致；而呼碱则是由于潴留所致；而呼碱则是由于COCO2 2排出排出过多，体内过多，体内COCO2 2减少引起。一个人不可能在减少引起。一个人不可能在COCO2 2排出过多的同时又存在排出过多的同时又存在COCO2 2排出过少，故排出过少，故呼酸和呼碱不可能同时存在于同一患者。呼酸和呼碱不可能同时存在于同一患者。血气分析与酸碱失衡39呼碱呼碱+ +代酸代酸+ +代碱代碱 见于

27、慢性呼衰急性发作期由于严重代酸，在见于慢性呼衰急性发作期由于严重代酸，在通过呼碱代偿的基础上又给予过量补碱；或通过呼碱代偿的基础上又给予过量补碱；或由于严重代碱，高度烦躁不安，或其它原因由于严重代碱，高度烦躁不安，或其它原因引起通气过度发生呼碱的基础上，又合并重引起通气过度发生呼碱的基础上，又合并重度低氧血症所致的代酸。度低氧血症所致的代酸。 其血气特点： PH，PaCO2，Cl，HCO3-，AG血气分析与酸碱失衡40血气血气：pH 7.47pH 7.47，PaCOPaCO2 2 28mmHg, HCO 28mmHg, HCO3 3- - 20mEq/L20mEq/L，AG 22mEq/LAG

28、 22mEq/L 分析分析1 1： HCOHCO3 3- - 20 24mEq/L 20 24mEq/L，提示代酸存在，提示代酸存在 预计预计1 1： PaCOPaCO2 2 =1.5 =1.5 HCOHCO3 3- - + 8 + 8 2 2 =1.5 =1.5 20 +8 20 +8 2 2 =30 + 8 =30 + 8 2 2=38 =38 2 2 实测实测1 1： PaCOPaCO2 2 28 (38 2812mEq/LAG=2212mEq/L，提示代酸。，提示代酸。 AGAG升高数升高数=HCO=HCO3 3- - 下降数下降数 =22 12=10mEq/L=22 12=10mEq/L 预计预计2 2： HCOHCO3 3- - =24 - 10=14mEq/L =24 - 10=14mEq/L 实测实