医学专题血气分析和水电平衡

1、血气分析与水电平衡青岛大学医学院附属医院I C U孙 运 波2021/7/20 星期二1第一部分血气分析2021/7/20 星期二2一 酸和碱的概念1 凡能释放H+的物质称为酸2 凡能接受H+的物质称为碱 酸 + 碱 盐酸 HCl H+ + Cl- 碳酸 H2CO3 H+ + HCO3-一个酸必伴有一个碱。酸碱平衡是H+平衡2021/7/20 星期二3 酸碱平衡用 H+ 浓度的负对数 H+（pH）表示，即pH = -logH+正常血液的H+ = 40 nmol/lpH =-logH+ = -log40 X10-9mol=7.4变化范围是7.357.452021/7/20 星期二4 二 意义：酸

2、碱平衡是机体保持细胞正常代谢的条件.维持酸碱平衡主要依靠两个机制1缓冲系统：通过肺脏调PCO2.使 机体的pH稳定2依靠肾脏对HCO3-的重吸收使缓 冲碱稳定2021/7/20 星期二5 三新陈代谢产生两种酸 1呼吸酸（H2CO3） 可分解为H2O+CO2。CO2由肺排除 2代谢酸。来自氨基酸、脂肪酸等 由肾脏排除。因此酸碱平衡依靠呼 吸和代谢两部 分调节。2021/7/20 星期二6四Henderson-Hasselbalch公式pH = pk + Log ( HCO3- / H2CO3 )pH = pk + Log(HCO3-/ Pco20.03) 分子反映代谢分量，分母反映呼吸分量设定无

3、酸碱紊乱（或保持比值20/1）PH = 6.1 +Log（ 24 / 1.2）= 7.42021/7/20 星期二7五：H-H公式中pH、HCO3-、PCO2 三量相关，测出两值即可得到第三值如：病人pH=7.4，PCO2=40mmHg，计算HCO3-值。按照pH= pk + Log(HCO3- /H2CO3) 则7.4= 6.1+ Log（HCO3/1.2）。 HCO3- = 24 mmol/l2021/7/20 星期二8 H+与pH的变化关系1 两者非线性关系：机体维持生命活动的 极限是H+158nmol，pH 6、8-7、82 H+与pH 的对数换算：2、3、5的对数值 分别是0.3、0

4、.4 、0.5。如H+与32nmol， 对应pH =32x10 -9=25x10 9mol= 9 0.3 x 5 =7.53 pH与 H+ 换算： pH=7.4对应 H+=40 ,当pH 每降低0.3,H+ 为40 x2=80nmol/l2021/7/20 星期二9附： H+与 K+的相互关系 0.1pH= - 0.3 K+（mmol/l） K+ = 26、2 3 pH BE与Cl-的关系 Cl- 103 - BE 可从BE判断病人血浆Cl-浓度2021/7/20 星期二10 六酸碱平衡的调节： 有三种形式 1缓冲： 2代偿： 3纠正：2021/7/20 星期二111缓冲：将强酸变弱酸。强碱变

5、弱减 2代偿：当 HCO3- / H2CO3一个值发 生变化，另个继发性改变，保持其 比值= 20 / 1（pH=7.4） 3纠正：指一个分量发生变化，由相 应器官来调节。 肺调节PCO2，肾调节HCO3-2021/7/20 星期二121 缓冲：将强酸变弱酸。强碱变弱减 缓冲作用是通过缓冲对来完成： 每个缓冲对由一弱酸和其盐组成。人体五对组成；第一对作用最大(1) 碳酸-碳酸氢钠：H2CO3/NaHCO3H+ + HCO3- H2CO3 H2O + CO22021/7/20 星期二13(2) 磷酸二氢钠-磷酸氢二钠：(3) 血浆蛋白酸-血浆蛋白根(4) 还原血红蛋白酸-还原血红蛋白根(5)氧合

6、血红蛋酸-氧合血红蛋白根 特点：作用发挥快，肺功能正常为基础：否则CO2蓄积并致HCO3-升高：CO2 + H2OH+ + HCO3-(20:1)HCO3-/a.PCO220/1。调节只能通过肾脏排除过多的HCO3-。代偿2021/7/20 星期二14例1：病人镇静下产CO2量200ml/分呼吸10次/分，潮气量400ml，分钟通气量4L。PCO2 40mmHg。运动时CO2产生量600ml/分（3倍）。如何维持PCO2保证分钟通气量提高3倍(12L）.(1) 增加呼吸频率：RR 30次/分.。(2)增加潮气量，Vt 1200ml.(3)联合：Vt 600 ml+ RR 20 次/分2021/

7、7/20 星期二15pH= pk + Log(HCO3- /H2CO3)呼吸加速RR由10次/分升至20次.PaCO2降为30mmHg, H2CO3降低1/4.但HCO3-+ H+ H2CO3(HCO3- H2CO3 )pH不变.又如体内H+量增加3mmol.根据3H+24HCO3-= 3 H2CO3+ 19 HCO3-3 H2CO3/0.03 + 40 = 140 mmHg经过上述相反的变化. pH不变2021/7/20 星期二16例2病人虽经提高通气量仍不能缓解，表现pH 7.31、 PaCO2 60 mmHg。CO2产生超过肺排除量，缓冲作用失效 CO2肺脏排出CO2PCO2正常 肺脏排

8、出CO2 CO2 + H2OH+ + HCO3-依靠肾排除H+吸收HCO3- ，进入代偿2021/7/20 星期二17六酸碱平衡的调节： 有三种形式 1缓冲： 2代偿： 3纠正：2021/7/20 星期二181代偿：当 HCO3- / H2CO3一个值发 生变化，另个发生继发性改变，保 持比值= 20 / 1 即pH=7. 4 2. 有两种调节方式 (1) 代谢分量代偿呼吸分量 肾代偿肺：排除或保留H+/HCO-3 (2) 呼吸分量代偿代谢分量 肺代偿肾：增加或减少CO2排除2021/7/20 星期二19 3. 特点： (1) 肺快肾慢 肺代偿始于代偿分量变化30-60 分钟开始，数小时达高峰

9、。 肾代偿始于呼吸分量变化 8-24 小时开始，5-7天达高峰 (2) 代偿有一定限度： (3) 代偿是一种生理反应。2021/7/20 星期二20举例 1 病人因MODS从外地转入我院ICU。查体：昏迷，呼吸浅快，紫绀，血气：pH7.17 PO2 55mmHg,PCO2 93mmHg, HCO3- 45mmol/l:经呼吸机治疗2周后出院。 根据肺快肾慢规律：病人重度呼吸衰竭应出现在5天以前，与转送过程无关2021/7/20 星期二214 代偿是在脏器功能正常的基础 上进行. 但有限度. Pco2 60 mmHg HCO3- 40 mmol BE 15 mmol/l 代偿是一种生理反应，不能

10、超 过原发量，即不能代偿过度。2021/7/20 星期二225酸碱代偿程度表 条件 反应 最大程度代谢性酸中毒 PaCO2 = 1.2(HCO3-) 10 mmHg代谢性碱中毒 PaCO3 = 0.7(HCO3-) 65 mmHg呼酸 - 急性 HCO3- = 0.1PaCO2 30 mmol - 慢性 HCO3- = 0.3PaCO2 45 mmol呼碱 - 急性 HCO3- = 0.2PaCO2 18 mmol - 慢性 HCO3- = 0.4PaCO2 15 mmol2021/7/20 星期二23例2 病人血气 PaCO2 20 mmHg HCO3- 20mmol. pH 7.62。急性

11、呼吸性碱中毒（肾未代偿）例3 病人血气 PaCO2 50 mmHg. HCO3- 30 mmol. pH 7.32.慢性呼吸性酸中毒（肾有代偿）2021/7/20 星期二24例7 pH = 7.4 PaCO2= 60 mmHg. BE = 8mmol。.pH示无酸碱紊乱、 PaCO2说明呼酸。BE表示代碱是代偿反应（肾代偿肺）例8 pH = 7.23 BE = -8 mmol. PaCO2 = 50 mmHg,。pH示酸血症，BE-8示代酸。 PaCO2示呼酸，为混合性酸血症 2021/7/20 星期二25六酸碱平衡的调节： 有三种形式 1缓冲： 2代偿： 3纠正：2021/7/20 星期二2

12、6 纠正：指一个分量发生变化，由相应的器官来调节。 肺调节PCO2 和肾调节HCO3-。.。.。 人体产生CO2 200 ml/分(10mmol) 代谢活跃可达2000ml，但由于呼吸 加快仍保持PaCO2 =40 mmHg.。 同样肾脏排H+ 50 100mmol/L 活跃时可提高10倍.2021/7/20 星期二27CO2 肺脏排出CO2 PCO2正常CO2 肺脏排出CO2 PCO2正常HCO3- 肾排除HCO3- HCO3-正常HCO3- 肾排除HCO3- HCO3-正常保证 HCO3- / PCO2 =20/1 pH正常2021/7/20 星期二28五. 酸碱平衡紊乱的诊断1.首先了解

13、病因，发病过程. 和各种检查结果.。. 2.原发或主要的酸碱平衡.障.碍是什么. .3.是单纯还是混合性。2021/7/20 星期二29一 分 类 和 命 名1 单纯型（1）代谢性酸中毒（2）呼吸性酸中毒2 复合型（1）代谢性酸中毒（2）呼吸性酸中毒2021/7/20 星期二30二. 单纯性酸碱平衡失常的特点1.代谢性酸中毒: 原因(1) 产酸多于排酸. (2) HCO3-丢失多 (3) 代偿表现 H+H+ +HCO3- H2CO3 CO2肺排除 H+下降 pH 回升 2021/7/20 星期二312. 代谢性碱中毒:原因(1) 酸丢失多H+ H+ HCO3- H2O + CO2 下降 . (

14、2) HCO3- 摄入多HCO3-+ H+ H2O + CO2 HCO3-下降2021/7/20 星期二323 呼吸性酸中毒：原因：（1）肺泡通气量不足，CO2蓄积PCO2+ H2O H2CO3 PCO2 （2）HCO3-下降的代偿反应。HCO-3CO2+ H20HCO-3+H+PCO2升高10 mmHg、pH下降0.08单位2021/7/20 星期二33例9 某血气 pH 7.46 HCO3- 36 mmol将HCO3- 降为 26 mmol， pH预计7.31例10 某血气pH 7.26. PaCO2 60 mmHg 将PaCO2恢复40 mmHg， pH预计7.442021/7/20 星

15、期二344呼吸性碱中毒原因 过度通气PCO2 H+ + HCO-3H2CO3CO2 + H2O H+ pH 升高 每减少1mmolCO2即减少1mmol HCO-3 PCO2 每下降10mmHg、pH升高0.082021/7/20 星期二35 三诊断和分析结合病因，病程和实验室检查综合分析。主要指标是pH、PCO2和BE。诊断标准1 酸血症pH7.453 代谢性酸血症 BE 35 呼吸性酸血症 PCO2 45mmHg 6 呼吸性碱血症 PCO2 35mmHg2021/7/20 星期二36四 .分析方法：（1）根据pH决定有无酸碱中毒（2）注意 BE 与 PaCO2关系。同向. 为单纯性，反之为

16、复合性.（3）pH有倾向性。相一致的变量为.原发过程，另为代偿.。（4）代偿的速率和幅度。若继发指.标超过范围为复合型.。2021/7/20 星期二37（1）根据pH决定有无酸碱中毒7.35 7.45表示酸或碱中毒。 pH=7.45表示正常或完全代偿。（2）BE 与 PaCO2同方向变化为单纯。性，反向向变化为复合性.例11 pH = 7.31 PaCO2= 60 mmHg. BE = 8mmol.PaCO2和BE均上升表示单纯性2021/7/20 星期二38（3）pH有倾向性。相一致的变量为.原发过程，另为代偿.。例12 pH=7.31 PaCO2=60 mmHg BE=8 mmol pH与

17、PCO2变化一致表明是酸中毒 （4）代偿的速率和幅度。若继发指.标超过范围为复合型例13 pH=7.31 PaCO2=60 mmHg BE=3 mmol 提示急性呼酸。例12 pH=7.31 PaCO2=80mmHg BE=20 mmol 超过代偿限提示复合型2021/7/20 星期二39五治疗（应强调病因） 1 代谢性酸中毒： 使用5%NaHCO3纠正的用量。 (1) 根据BE 计算：BE0.25 Kg (2) 根据HCO3-：HCO3- 0.4 Kg(3) 1g NaHCO3含 HCO3- 12mmol。 1g乳酸钠相当HCO3- 9 mmol2021/7/20 星期二402 代谢性碱中毒

18、：纠正电解质紊乱(1) 常伴有缺钾;应补充KCl (2) 常伴低氯血症(HCO3-继发升高) 补充NaCl(注意高Na高渗状态) (3) 补充0.8% NH4Cl 2-3 mmol/kg , 提 高Cl- 10 mmol/kg. (4) 补充精氨酸 ,VIT C等2021/7/20 星期二413呼吸性酸中毒:改善通气+液体治疗(1) 急性呼吸性酸中毒: CPAP、IPPV(2) 慢性呼吸性酸中毒: 警惕肾代偿后 遗的代谢性碱中毒和低钾血症.4 呼吸性碱中毒:重点治疗原发病(1) 增加CO2重吸入(2) 镇静剂或肌松剂/机械通气2021/7/20 星期二42第二部分:酸碱平衡与电解质平衡2021

19、/7/20 星期二43酸碱平衡和电解质平衡之间是有相互联系的，并相互依赖。酸碱平衡失常可引起电解质失常电解质失常可引起酸碱平衡失常2021/7/20 星期二44一基本定律1电中性定律：化学作用时阴离子电荷数等于阳离子电荷数称电中性定律。在血浆、组织间液和细胞内液阴/阳离子电荷数相等153mmol/L体液间离子交换时，一个阳离子必须与一个阳离子交换， 反之亦然如：Na+ H+，K+ Na+ ，HCO3-Cl- 2021/7/20 星期二452 等渗透浓度定律 能进行水交换的肌体各区间渗透浓度必须相等。血浆/ 组织间液 /细胞内液总渗量300mOs/l。 2021/7/20 星期二46二血浆阳阴离

20、子对照图1血浆阳离子主要是Na+ 142，总数90%。K+、Ca+、Mg+稳定2Cl-是主要阴离子，101 mmol/l。连同HCO3-占总量80%。3. Pr -17 ，有机酸根离子、HPO4和 SO4=占10%化不大2021/7/20 星期二47 4 Na + K + Ca+ + Mg+ = Cl- + HCO3-+ Pr-+ RA 5 RA称残余阴离子：为HPO4= 、有 机酸根离子和SO4=之和 6 因为 HCO3-是 H-H公式中的代谢 分量, 所以把HCO3-看成连接酸碱 平衡和电解质平衡的桥梁。2021/7/20 星期二48 三酸碱平衡和 电解质平衡的关系2021/7/20 星期

21、二49一 血浆缓冲碱BB与Na+.Cl-的关系 BB指具有缓冲作用碱的总和，主要包括碳酸氢根和血浆蛋白两部分（正常41mmol/l）(1) BB=HCO3-+Pr-(2) BBNa+Cl-： Na Cl- + HCO3- +X如：HCO-3 丢失的代酸： BB、 Na，但Cl可正常。 H+增加的代酸：HCO3- ， Cl- Na正常 代谢性碱中毒，BB 升高 ： BBNa+Cl-： 如 Cl- 则 Na正常，如Cl-正常则Na 2021/7/20 星期二50 2BE与Cl-的关系 因BE可反映HCO3-的变化净量。而 HCO3-与Cl-又呈逆行变量。得到Cl- 103 - BE因此可从BE判断

22、病人血浆Cl-浓度。如：BE= -8 . Cl- = 103-(-8) = 111 mmol称之为高氯性代谢性酸中毒2021/7/20 星期二513残余阴离子(RA）与酸碱平衡按照阳阴离子图不难发现 RA =（Na+11）- (BB + Cl-） Na+ 11为总阳离子 RA= (142+11) - (41 + 101) = 11mmol/l 2021/7/20 星期二524 残余阴离子RA的临床意义:判断代谢性酸中毒的原因。(1) RA增高性酸中毒：酮症酸中毒(2) RA正常性酸中毒：HCO3- 或H+ 如：糖尿病酮症酸中毒, BE,Na , Cl 但K，pH 补充NaHCO3很重要。并 酌情补充NaCl纠正低氯。Na + +（ K