酸碱平衡紊乱-药学

1、酸碱平衡紊乱导言 正常的酸碱平衡及其调节 反映酸碱平衡紊乱的实验室参数 单纯性酸碱平衡紊乱 细胞外液适当的细胞外液适当的pHpH值对于维持细胞正值对于维持细胞正常代谢是必须的。生理情况下血浆的常代谢是必须的。生理情况下血浆的pHpH值为值为7.357.45.7.357.45. 细胞外液中存在一些酸性物质，也细胞外液中存在一些酸性物质，也存在一些碱性物质存在一些碱性物质, ,这些酸和碱共同决定了血液的pH值.(酸碱概念后酸碱概念后) ) 导导 言言 不仅细胞外液的不仅细胞外液的pHpH值正常，而且值正常，而且各种酸性物质和碱性物质的浓度都维各种酸性物质和碱性物质的浓度都维持在正常范围，称为酸碱平

2、衡。持在正常范围，称为酸碱平衡。 酸碱平衡(Acid-base balance): 因细胞外液中酸、碱过多或减少以及因细胞外液中酸、碱过多或减少以及 由此引起酸碱度改变的病理过程。由此引起酸碱度改变的病理过程。 酸碱平衡紊乱酸碱平衡紊乱(Acid-base disturbance) (Acid-base balance regulation) 第一节第一节 正常酸碱平衡及其调节 酸和碱的概念酸和碱的概念 细胞外液中酸和碱的来源细胞外液中酸和碱的来源 机体对酸碱平衡的调节机体对酸碱平衡的调节一、酸和碱的概念一、酸和碱的概念(Concept of acid and base) 酸酸（AcidAci

3、d）: : 能够释放出能够释放出H H+ +的物质称之为酸。的物质称之为酸。 如如: H: H2 2COCO3 3, HCl, HCl , NH , NH4 4+ + 碱（碱（Base: Base: ）能够结合能够结合H H+ +的物质称之为碱。的物质称之为碱。 HCOHCO3 3- - , NH , NH3 3、OHOH- - 强酸强酸, , 弱酸弱酸酸和碱可以互相转换 (一一)酸性物质的来源酸性物质的来源v摄入（食物、药物）摄入（食物、药物）v机体代谢产生机体代谢产生二、细胞外液中酸碱物质的来源二、细胞外液中酸碱物质的来源(Sources of acid and base)(Source

4、of acid)1. 摄 入 摄入酸性食物 摄入酸性药物氯化铵、水杨酸等酸来源酸来源2. 代谢产生代谢产生 2.1 挥发酸挥发酸 (volatile acid)CO2H2OH2CO3 CA酸来源酸来源呼吸性酸碱 平衡紊乱经肺呼出经肺呼出糖、脂肪、蛋白质氧化分解终产物是糖、脂肪、蛋白质氧化分解终产物是CO2体内主要的酸性物质体内主要的酸性物质 2.2.2 代谢产生代谢产生固定酸固定酸 (fixed acid) 有机酸有机酸: : 乳酸、肌酸乳酸、肌酸 尿酸等尿酸等H3PO4 H2SO4 经肾排出经肾排出酸来源酸来源滤过减少滤过减少 的后果的后果? (Sources of base) (二二) 碱

5、性物质的来源碱性物质的来源v摄入（主要）摄入（主要）v体内代谢产生碱性物质体内代谢产生碱性物质 食物：食物：蔬菜、瓜果蔬菜、瓜果 1. 摄入的蔬菜或水果中含有有机 酸盐,如:橘橼酸钠, 草酸钠,进入机体后,钠解离,剩余酸根可和H+结合. 2. 摄入碱性药物.摄入食物和药物 (1)(1)肠壁产生HCOHCO- -3 3作为肠液成分作为肠液成分, , 吸收入血，是血液中碱性物质的重要吸收入血，是血液中碱性物质的重要 来源来源. . (2)肾小管重吸收肾小管重吸收HCOHCO- -3 3是血液中碱性是血液中碱性 物质的重要来源物质的重要来源. . 体内产生碱 (3)(3)体内代谢产生体内代谢产生NH

6、NH3 3(Regulation of acid-base balance)(Regulation of acid-base balance) 三机体对酸碱平衡的调节三机体对酸碱平衡的调节v 缓冲系统缓冲系统 v 肺调节肺调节 v 肾调节肾调节 v 细胞调节细胞调节(一一)体液缓冲系统体液缓冲系统(Buffer systems in body fluid)(Buffer systems in body fluid) 弱酸弱酸及其共轭碱构成的具及其共轭碱构成的具有缓冲酸或碱能力的缓冲对。有缓冲酸或碱能力的缓冲对。缓冲系统缓冲系统HCO3-/H2CO3HCO-3+H+ H2CO31. 碳酸氢盐缓冲

7、系统碳酸氢盐缓冲系统(bicarbonate / carbon dioxide buffer system)(bicarbonate / carbon dioxide buffer system) 缓冲机制缓冲机制(Mechanism of buffer) HCl+NaHCO3NaCl+H2CO3CO2+H2O NaOH + H2CO3NaHCO3 + H2O接受接受H+ +或释放或释放H+ + ，将强酸或强碱，将强酸或强碱转变成弱酸或弱碱；减轻转变成弱酸或弱碱；减轻pH变动变动的程度。的程度。碳酸氢盐缓冲系统碳酸氢盐缓冲系统HCO3-/H2CO3特点特点:浓度高浓度高; ; 开放性。开放性。

8、 HCO3-与与H2CO3的浓度比决定血液的浓度比决定血液pH. 肺肺排出排出CO2肾肾重吸收重吸收HCO3-= 6.1 +1.3 = 7.42. 磷酸盐缓冲系统磷酸盐缓冲系统 (phosphate buffer system) Na2HPO4 / NaH2PO4 特点特点: 主要在肾和细胞内发挥作用主要在肾和细胞内发挥作用特点特点: 在血浆中发挥作用在血浆中发挥作用, ,占占7%.7%. 3. 蛋白质缓冲系统蛋白质缓冲系统 (protein buffer system) Pr/HPrHb-/HHb、HbO2-/HHbO2 4. 血红蛋白缓冲对血红蛋白缓冲对 (hemoglobin buffe

9、r system) 特点特点: RBC特有特有 缓冲挥发酸缓冲挥发酸( ) 缓冲对可存在于血浆中、缓冲对可存在于血浆中、 细胞内和细胞内和脑脊液中。脑脊液中。 血浆对酸的缓冲能力比对碱的缓冲能酸的缓冲能力比对碱的缓冲能力强力强. . 脑脊液的缓冲能力最差脑脊液的缓冲能力最差. . 因此：因此：pH=Pka+lgpH=Pka+lg HCO HCO- -3 3/H/H2 2COCO3 3 (Role of respiratory system)(二二) 呼吸系统的调节作用呼吸系统的调节作用 调节血浆调节血浆CO2和和碳酸的浓度碳酸的浓度脑脊液脑脊液H H+ +PaCOPaCO2 2刺激中枢化学感受

10、器刺激中枢化学感受器PaCOPaCO2 2 H H+ +PaOPaO2 2刺激外周化学感受器刺激外周化学感受器呼吸中枢兴奋呼吸中枢兴奋呼吸呼吸肺在酸碱平衡中的调节作用肺在酸碱平衡中的调节作用通过改变肺泡通气量来控制二氧化碳的排出量通过改变肺泡通气量来控制二氧化碳的排出量维持维持HCO3-/ H2CO3比比 值值特点特点(三三)肾的调节作肾的调节作用用(role of renal regulation) 调节血浆调节血浆HCO3- -浓度浓度 CO2+H2O H2CO3CA+ H+HCO-3H+-Na+ 交换体交换体Na+Na+HCO3-H2CO3CO2H2ONa-K+交换交换CO2+H2O H

11、2CO3CA+ H+HCO-3H+-K+ ATP酶酶K+H H+ + ATPATP酶酶Cl-HPO42-H2PO4-尿液酸化尿液酸化谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸NH3 NH3 -酮戊二酸酮戊二酸HCO3 -Na+Na+H+NH4+H+NH4+ 作用强大，但发挥作用慢，因此只对作用强大，但发挥作用慢，因此只对慢性慢性 酸碱平衡紊乱有调节作用。调节血浆酸碱平衡紊乱有调节作用。调节血浆中的中的HCOHCO- -3 3 的量，对代谢性和呼吸性酸碱的量，对代谢性和呼吸性酸碱平衡紊乱均可发挥作用。平衡紊乱均可发挥作用。 HCO3-红细胞红细胞 肌细胞肌细胞Role of cells)Role of cel

12、ls)H+K+ HCO3-特点特点Cl-H+K+ 酸中毒酸中毒碱中毒碱中毒Cl-Cl-HCO3-交换交换红细胞红细胞组织部位或原发改变注：注：CACA为碳酸酐酶为碳酸酐酶CACA（）被红细胞内的缓被红细胞内的缓冲系统缓冲（冲系统缓冲（HbHb缓冲对最主要）缓冲对最主要）氯离子转移氯离子转移 C l 来源来源1 1 血液缓冲血液缓冲2 2 肺调节肺调节3 3 肾调节肾调节4 4 细胞调节细胞调节E E. . 碳酸释出的碳酸释出的HH+ +酸碱失衡类型酸碱失衡类型酸碱失衡类型酸碱失衡类型 第二节第二节 常用检测指标及其意义常用检测指标及其意义 Laboratory tests 1. pH概念概念:

13、 溶液中溶液中H+浓度的负对数。浓度的负对数。正常值正常值:动脉血动脉血pH 7.357.45 pHPKalogHCO3H2CO3 Paco2PKa logHCO3 PaCO2HCO3pH 正常正常代偿性代偿性混合型混合型2.动脉血二氧化碳分压动脉血二氧化碳分压 (PaCO2) partial pressure of carbon dioxide概念概念: 物理溶解在动脉血浆中的物理溶解在动脉血浆中的 CO2分子所产生的张力分子所产生的张力。正常值正常值: 5.32kPa（40mmHg） 范围：范围：mmHg mmHg HH2 2COCO3 3: 40 X 0.03=1.2mmol/L: 40

14、 X 0.03=1.2mmol/L（1mmHg = 0.133kPa）反映呼吸性因素反映呼吸性因素46 mmHg:33 mmHg: () () 3. 3.标准碳酸氢与实际碳酸氢标准碳酸氢与实际碳酸氢 平均值平均值: 24 mmol/L; 范围范围:2227 mmol/L; 反映代谢性因素反映代谢性因素反映代谢、呼吸因素反映代谢、呼吸因素4.缓冲碱缓冲碱(buffer base BB) 正常值正常值: 48 48 mmol/L, 范围范围:4552 mmol/L概念概念:血液中一切具有缓冲血液中一切具有缓冲 作用的阴离子碱总量。作用的阴离子碱总量。 （在标准条件下测定）（在标准条件下测定）缓冲碱

15、改变的意义：反映代谢因素缓冲碱改变的意义：反映代谢因素BBBB增大增大, , 代谢性碱中毒代谢性碱中毒 BBBB降低降低, , 代谢性酸中毒代谢性酸中毒 5.碱剩余碱剩余 (base excess BE)正常值正常值: 03 mmol/L概念概念: 标准条件下，将标准条件下，将1升全血或血浆升全血或血浆滴定到滴定到 pH 7.47.4所需的酸或碱的量。所需的酸或碱的量。BEBE改变的意义改变的意义: :反映代谢因素反映代谢因素BE BE 正值增大正值增大: : 代谢性碱中毒代谢性碱中毒 BE BE 负值增大负值增大 : : 代谢性酸中毒代谢性酸中毒 6. 阴离子间隙阴离子间隙(anion ga

16、p ，AG) 血浆中未测定阴离子血浆中未测定阴离子(UA)(UA)与未测与未测 定阳离子定阳离子(UC)(UC)的差值。的差值。(anion gap)Na+14010424根据电中性定律：根据电中性定律： Na+ +UC= (HCO3-+Cl-) +UA AG=UA-UC =Na+-(HCO3-+Cl-) =122 mmol/L问问: AG增高常见于什么情况增高常见于什么情况? BB缓冲碱缓冲碱48酸碱失衡类型酸碱失衡类型(Simple acid-base disturbance) 第三节第三节 单纯性酸碱平衡紊乱单纯性酸碱平衡紊乱酸碱平衡紊乱分类:单纯型酸碱平衡紊乱单纯型酸碱平衡紊乱呼吸性因

17、素呼吸性因素呼酸呼酸 PaCO2呼碱呼碱 PaCO2代谢性因素代谢性因素代酸代酸 HCO3-代碱代碱 HCO3-混合型酸碱平衡紊乱混合型酸碱平衡紊乱以上都是原发性改变 (Metabolic acidosis) 一、代谢性酸中毒一、代谢性酸中毒概念概念(concept): 以血浆以血浆 HCO3- 原发性减少以及由此原发性减少以及由此引起的引起的pH降低降低 为特征的酸碱平衡紊乱。为特征的酸碱平衡紊乱。 Na+Na+AGNa+正常和代谢性酸中毒时正常和代谢性酸中毒时AGHCOHCO- -HCOHCO- -HCOHCO- -AGAG Causes and Mechanism肠液中肠液中HCOHCO

18、3 3- -含量丰富含量丰富严重腹泻、肠道瘘管、肠道减压引流严重腹泻、肠道瘘管、肠道减压引流血氯增高机理：血氯增高机理：回肠和结肠的阴离子泵在分泌回肠和结肠的阴离子泵在分泌HCOHCO3 3- -时同时吸收时同时吸收ClCl- -. .原尿中原尿中HCOHCO3 3- -减少，重吸收减少，重吸收HCOHCO3 3- -减少，肾小管重吸收减少，肾小管重吸收ClCl- -增多。增多。大量丢失体液引起血液浓缩，血氯升高；大量丢失体液引起血液浓缩，血氯升高；细胞外液减少引起醛固酮分泌增加，使肾小管重吸收细胞外液减少引起醛固酮分泌增加，使肾小管重吸收NaClNaCl增多。增多。肠液中肠液中HCOHCO3

19、 3- -含量丰富含量丰富严重腹泻、肠道瘘管、肠道减压引流严重腹泻、肠道瘘管、肠道减压引流血氯增高机理：血氯增高机理：回肠和结肠的阴离子泵在分泌回肠和结肠的阴离子泵在分泌HCOHCO3 3- -时同时吸收时同时吸收ClCl- -. .大量丢失体液引起血液浓缩，血氯升高；大量丢失体液引起血液浓缩，血氯升高；细胞外液减少引起醛固酮分泌增加，使肾小管重吸收细胞外液减少引起醛固酮分泌增加，使肾小管重吸收NaClNaCl增多。增多。肾小球滤过率未降至正常的肾小球滤过率未降至正常的25以下时，以下时，HPO42-、SO42-等不潴留等不潴留。肾小管性酸中毒：肾小管性酸中毒： (renal tubular

20、acidosis, RTA) 主要包括两种类型主要包括两种类型: 型肾小管性酸中毒型肾小管性酸中毒: : 集合管主动泌集合管主动泌H H+ +功能功能 ，造成造成H H+ +在体内蓄积在体内蓄积, ,导致血浆导致血浆HCO3- 。 型肾小管性酸中毒型肾小管性酸中毒: : 碳酸酐酶活性碳酸酐酶活性, , 使近曲使近曲小管上皮细胞重吸收小管上皮细胞重吸收HCO3- 而随尿排出。而随尿排出。氯化铵、盐酸精氨酸氯化铵、盐酸精氨酸盐酸赖氨酸盐酸赖氨酸你知道什麽叫反常性碱性尿吗？你知道什麽叫反常性碱性尿吗？高血钾引起酸中毒的机制之一高血钾引起酸中毒的机制之一 K+H+pHH+高血钾引起酸中毒机制之二高血钾

21、引起酸中毒机制之二 肾小管上皮细胞肾小管上皮细胞 pHH+Na+K+泌氢减少: 反常性碱性反常性碱性尿尿K+K+H+ -K+ 竞争竞争H+ H+K+Na+NaAGHCO3-Cl -常见原因常见原因摄入酸过多：水杨酸摄入酸过多：水杨酸 产酸增加：乳酸、酮症酸中毒产酸增加：乳酸、酮症酸中毒 排酸减少：肾小球滤过率严重减少排酸减少：肾小球滤过率严重减少AGAGAG正常型代酸（高血氯）正常型代酸（高血氯）NaAGHCO3-Cl -常见原因常见原因摄入酸过多：服用含氯酸性药摄入酸过多：服用含氯酸性药 排酸减少：肾衰但小球滤过率尚可排酸减少：肾衰但小球滤过率尚可 肾小管性酸中毒肾小管性酸中毒 碳酸酐酶抑制

22、剂碳酸酐酶抑制剂HCOHCO3 3- -丢失：腹泻、肠道引流丢失：腹泻、肠道引流血液稀释、高钾血症血液稀释、高钾血症ClHCO3 -HCO3 -（二）机体的代偿调节（二）机体的代偿调节(Compensation) 1.血浆的缓冲血浆的缓冲: H+ HCO3-H2CO3 及其它缓冲对作用（及其它缓冲对作用（固定酸增多）固定酸增多）, 造成碱减少造成碱减少. 细胞外液细胞外液H H+Pr-HPr 血血K K酸中毒酸中毒高血钾高血钾 2.2.细胞的离子交换作用细胞的离子交换作用4.4.肾脏的调节肾脏的调节: : , , 泌氨泌氨 ，泌泌H H+ + 重吸收重吸收HCO3- , ,血浆中血浆中HCO3

23、-趋向趋向 正常正常3.3.呼吸调节呼吸调节: : HH 肺通气量肺通气量 COCO2 2排出排出 , ,血浆血浆H H2 2COCO3 3 维持比值维持比值. .呼吸加快加深是代酸的主要临床表现呼吸加快加深是代酸的主要临床表现 代谢性酸中毒时呼吸代偿公式 PaCOPaCO2 2= 1.2X= 1.2XHCOHCO3 3- - 2 2 或或 PaCOPaCO2 2= 1.5X= 1.5XHCOHCO3 3- - +8 +82 2 HCOHCO3 3- - 的单位为的单位为 mmolmmol/L, /L, PaCOPaCO2 2 单位为单位为mmHg mmHg (三三).实验室常用指标的变化实验

24、室常用指标的变化 (changes of laboratory test) 原发性原发性: pH SB AB BB BE 继发性继发性: PaCO2 AB SB负值负值 如经代偿血浆如经代偿血浆NaHCONaHCO3 3/H/H2 2COCO3 3的比仍的比仍降低，降低， pHpH下降下降，称为称为失代偿性代谢性酸中毒失代偿性代谢性酸中毒； 其他指标的原发性变化是：其他指标的原发性变化是：SBSB降低，降低，ABAB降低，降低， BBBB降低，降低，BEBE负值加大，负值加大， 继发性变化是：继发性变化是： PaCOPaCO2 2继发性下降，继发性下降， ABSBABSB正值正值(五五) 对机

25、体的影响对机体的影响 (Effects) 1. 中枢神经系统中枢神经系统(central nervous system) v - -氨基丁酸氨基丁酸 -氨基丁酸氨基丁酸 谷氨酸谷氨酸谷氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶 (-) - -氨基丁酸转氨酶氨基丁酸转氨酶 (+)2. 神经肌肉应激性升高神经肌肉应激性升高 (increase in neuromuscular excitability) 机制机制: pH ， 血中游离血中游离 Ca2+2+Ca2+血浆蛋白血浆蛋白OH-H+结合钙结合钙3. 3. 血红蛋白解离曲线左移血红蛋白解离曲线左移 (left-shift of oxygen (left-shif

26、t of oxygen dissociation curve) dissociation curve) v 氧离曲线左移，中枢缺氧氧离曲线左移，中枢缺氧 4. 4. 低钾血症低钾血症 (hypokalemia(hypokalemia) ) (1)细胞内外H+-K+交换,氢出细胞,钾进入细胞内. (2)肾小管排氢减少,排钾增加. (六六) 防治的病理生理基础防治的病理生理基础 治疗原发病治疗原发病(treatment of primary disease)(Pathophysiological(Pathophysiological basis of basis of prevention and

27、 treatment) prevention and treatment)纠正维持因素；补钾、补氯四、呼吸性碱中毒四、呼吸性碱中毒(Respiratory alkalosis) 概念概念(concept): 以以PaCOPaCO2 2和血浆和血浆H2CO3原发性原发性减少以及由此引起的减少以及由此引起的pH升高升高 为特征的酸碱平衡紊乱。为特征的酸碱平衡紊乱。(一一)原因与机制原因与机制 (Causes and mechanisms)v各种原因引起的通气过各种原因引起的通气过度，度，COCO2 2排出过多排出过多 1. 1.低氧血症刺激呼吸加深加快低氧血症刺激呼吸加深加快. .2.2.中枢病变中枢病变. .3.3.一些因素刺激呼吸中枢一些因素刺激呼吸中枢, ,使其兴奋使其兴奋, ,如如水杨酸、氨水杨酸、氨( (有实验可证实有实验可证实). ).4.4.发热、癔病等情况发热、癔病等情况. .4.4.呼吸机使用不当呼吸机使用不当. .常见原因有常见原因有: : ( (二二) )呼吸性碱中毒的分类呼吸性碱中毒的分类 1. 1.急性呼吸性碱中毒急性呼吸性碱中毒 2.2.慢性呼吸性碱中毒慢性呼吸性碱中毒( (三三) ) 呼吸性碱中毒时的代偿调节呼吸性碱中毒时的代偿调节(Compensation during (Compensation during respiratory alka