第 四 章

1. 第 四 章 酸 碱 平 衡 紊 乱 Acid-base Disturbances P.46

2. 教 学 要 求 1.掌握 酸碱平衡紊乱的概念, 反映酸碱平衡状况的常 用指标及其意义,四种单纯性酸、碱中毒的概 念、原因、发病机制、分类、机体的代偿调节 和对机体的主要影响。 2.熟悉 体液酸碱物质的来源和酸碱平衡的调节,分析 判断酸碱平衡紊乱的基本方法。 3.了解 酸碱平衡紊乱防治的病理生理基础,混合性酸 碱平衡紊乱的概念、类型、原因和特点。

3. Concepts and Termsacid-base disturbance PaCO2、CO2CP、 AB 、 SB、BB、BE 、 AG metabolic (respiratory ) acidosis (alkalosis )lactic acidosis keto-acidosis renal tubular acidosis(RTA) GABA

4. 概 述酸碱平衡（acid-base balance）是机体通过自身调节酸碱平衡的机制来维持体液酸碱度相对稳定的过程。 正常机体血液的氢离子浓度：0.000,000,045 ~ 0.000,000,035 mol/L pH：7.35 ~7.45 45 ~ 35nmol/L

5. 酸碱平衡紊乱（acid-base disturbance），是指因各种原因引起机体酸性或碱性物质超负荷或严重不足，超过了机体的调节能力，或因机体调节机制发生障碍或受水、电解质代谢紊乱影响，所导致的体液内环境酸碱稳态被破坏的病理过程。

6. Acid-base disturbance is a common basic pathological process in which, because of the actions of certain causative factors, the quantitative abnormal changes of acidic or alkaline substance within the body (overload or obvious shortage) are beyond the regulative abilities of the body, or the regulative mechanisms themselves are disrupted, or the coexistence of these two situations occurs, the normal acid-base homeostasis is damaged.

7. 第一节 酸碱的概念及酸碱物质的来源和调节

8. 一、酸碱的概念 • 什么是酸？ • 什么是碱？ HCl H++ Cl- HCO3- + H+ H2CO3

9. 二、体液中酸碱物质的来源 （一）酸的来源 挥发酸与固定酸 （二）碱的来源

10. 三、体液酸碱平衡的调节机制 1.血液的缓冲作用 2.肺在酸碱平衡中的调节作用 3.组织细胞在酸碱平衡中的调节作用 4.肾在酸碱平衡中的调节作用

11. （一） 血液的缓冲作用

12. HCl H++ Cl- HCO3- + H+ H2CO3 Na ++ Cl- NaCl 什么是缓冲系统？ NaHCO3/H2CO3

13. NaOH Na ++ OH – OH - + H+ H2O H2CO3 HCO3- + H+ 什么是缓冲系统？ NaHCO3/H2CO3

14. 血液缓冲系统的组成 血浆缓冲系统： HCO3-/H2CO3、Pr-/HPr、 HPO42-/H2PO4- 红细胞缓冲系统：Hb-/HHb、HbO2-/HHbO2、 HCO3-/H2CO3、 HPO42-/H2PO4-、 有机磷酸盐

15. 分 布 缓 冲 对 占全血缓冲能 力的% 血 浆 HCO3-/H2CO3 35 Pr-/HPr 7 …… 红细胞 Hb-/HHb、HbO2-/HHbO2 35 HCO3-/H2CO3 18 …… 血液缓冲系统的组成

16. 缓冲对 占全血缓冲能力的百分比 HCO3-缓冲系 53 血浆 35 红细胞 18 非HCO3-缓冲系 47 Hb及HbO2 35 血浆蛋白 7 无机磷酸盐 3 有机磷酸盐 2 血液缓冲系统的组成 ﹡

17. （二）肺在酸碱平衡中的调节作用 主要通过改变肺泡通气量、控制挥发酸的排出起调节作用, 中枢及外周化学感受器对不同的刺激因素的敏感性、及这些因素影响延髓呼吸中枢兴奋性从而反馈调节肺泡通气量的机制。 PaCO2↑→中枢化学感受器兴奋性↑ 延髓呼吸中枢兴奋性↑ 动脉血[H+]↑→外周化学感受器兴奋性↑

18. CO2+H2O H2CO3 CA HCO3-+ H+ Cl- Cl- HCO3-

19. （三）组织细胞对酸碱平衡的调节作用。 主要是通过细胞内外离子的交换的方式进行： 细胞 H＋ [H＋] K＋ K + HCO3－Cl－ HCO3－Cl－

20. （四）肾在酸碱平衡中的调节作用 • 肾小管的泌H+和重吸收HCO3- 的作用; • 对碱性磷酸盐的酸化作用; • 排NH4+作用

21. CO2+H2O H2CO3 CA Na++HCO3- H ++HCO3- HCO3- + H+ H2CO3- CO2+H2O +Na Na+ H + K+ Na+ HCO3- （近端）肾小管的泌H+和重吸收HCO3- 的作用

22. CO2+H2O H2CO3 Na2HPO42- Na+Na+ HPO4- HCO3- + H+ Cl- Na+ H2PO4- （远端肾小管和集合管）对碱性磷酸盐的酸化作用

23. NaCl 谷氨酰胺→谷氨酸+NH3 Na++Cl- α- 酮戊二酸+ NH3 NH3 H + NH 4 ++ Cl- +Na K+ Na+ HCO3- 排NH4+作用 （酸中毒时主要在近端肾小管，严重时也在远端肾小管和集合管进行）

24. 排酸保碱的方式 部 位 及 机 制 作 用 以H+-Na+ 交换方式 泌H+及重吸收NaHCO3 (继发性主动转运) 部位：近曲小管、髓袢升支粗段及远曲小管上皮细胞泌H+ 机制：管腔膜H+-Na+反向转运体将细胞内H+与管腔液中的Na+交换； 基侧膜Na+-HCO3-同向转运体则将细胞内的NaHCO3重吸收入血。 ①以此方式泌H+量约占近曲小管总泌H+量的2/3； ②因分泌到小管腔中的H+与原尿中的HCO3-结合成H2CO3，后者在CA作用下所释放出的CO2又进入小管上皮细胞中，故小管腔中尿液的pH基本不变； ③近曲小管重吸收的NaHCO3约为肾小球滤出量的80～90%。 以排酸性磷酸盐的 方式促进泌H+及重 吸收碱（HCO3-） (通过H+-ATP酶及 H+-K+-ATP酶的主 动转运泌H+，使 原尿中的Na2HPO4 转化为NaH2PO4) 部位：集合管闰细胞泌H+ 机制：管腔膜H+-ATP-酶直接泌H+及H+-K+-ATP酶将细胞内H+与管腔液中的K+交换； 部位：近曲小管上皮细胞泌H+ 机制：管腔膜H+-ATP酶直接泌H+ 上述细胞基侧膜以Cl--HCO3- 交换方式将细胞内的HCO3- 重吸收入血。 ①为集合管泌H+的主要方式；以此方式泌H+ 约占近曲小管总泌H+量的1/3； ②以此方式泌H+使原尿中的Na2HPO4 转化为NaH2PO4故使尿液酸化，小 管液的流动又有利于H+ 的进一步分 泌； ③以此方式一部分HCO3- 重吸收入血 以排NH4+方式促进 泌H+及重吸收碱 （NaHCO3、HCO3-） (通过NH4+-Na+交换 方式进行继发性主 动转运；也以上述 主动转运方式泌H+， 但分泌的H+与管腔 液中的NH3结合形 成NH4+) 部位：近曲小管上皮细胞泌NH3和NH4+ 机制：管腔膜①NH4-Na+反向转运体将细胞内H+与NH3结合形成的NH4+与管腔液中的Na+交换，②H+-ATP酶直接分泌H+, H+再与上皮细胞内扩散到管腔液中的NH3结合形成NH4+； 基侧膜Na+-HCO3-同向转运体则将细胞内的NaHCO3重吸收入血。 部位：集合管上皮细胞泌NH3： 机制：管腔膜分泌的H+与上皮细胞内扩散到管腔液中的NH3结合形成NH4+； 基侧膜以Cl--HCO3-交换方式将细胞内的HCO3-重吸收入血。 ①近曲小管上皮细胞是主要的产NH3、泌NH4+场所， 同时有NaHCO3重吸收； ②当小管液pH降到4.8、磷酸盐的缓冲作用微弱时，集合管上皮细胞不仅泌H+、而且泌NH3增加，NH3与H+在小管液中结合形成NH4+ 随尿排出，因而促进了H+的分泌和碱的重吸收。 肾脏在酸碱平衡调节中的作用

25. H+-Na+交换的影响因素： ①肾小管上皮细胞内的[H+]↑，H+-Na+交换↑ ②PaCO2↑→NaHCO3重吸收↑ ③原尿中的[HCO3-]↓→NaHCO3重吸收↓ ④碳酸酐酶的活性： 抑制药：乙酰唑胺，抑制H+-Na+交换 碱中毒：小管细胞内H+↓，H+-Na+交换↓ ⑤血[K+]（血K+与肾小管上皮细胞内H+交换） ⑥血[Cl-]：（Na+重吸收的形式） ⑦ 醛固酮水平

26. 尿液中含有H2PO4-和其他有机酸，它们所结合的H+量，可用NaOH溶液来滴定，将尿液滴定到pH7.4时所消耗的NaOH的mEq数就是可滴定酸的值，正常人为20～40mEq（mmol），约占机体每天所产生的固定酸的总量的40%。尿液中含有H2PO4-和其他有机酸，它们所结合的H+量，可用NaOH溶液来滴定，将尿液滴定到pH7.4时所消耗的NaOH的mEq数就是可滴定酸的值，正常人为20～40mEq（mmol），约占机体每天所产生的固定酸的总量的40%。 可滴定酸 其他方面（如肝脏、骨组织）的调节。

27. 四种调节机制在作用时间和强度上的差别： • 血液缓冲系统反应最快，几分钟完成(3分钟)但缓冲作用不能持久； • 肺的调节作用效能最强，缓冲作用于30分钟时即达高峰，但仅对CO2有调节作用； • 细胞的缓冲能力虽强，约3～４小时才能完成，作用也有限度，常可导致血钾的异常； • 肾脏的调节作用比较缓慢，常在数小时后起作用，3～5天内才发挥最大效应，维持时间较长，对保留NaHCO3和排出非挥发性酸有重要作用。

28. 第二节 酸碱平衡紊乱的类型及反映酸碱平衡状况的常用指标及其意义 一、酸碱平衡紊乱的分类

29. Henderson-Hasselbach方程式 pH =pKa+log [HCO3-]/[H2CO3] 代谢性 因素 呼吸性 因素

30. 二、反映酸碱平衡状况的常用指标及其意义 （一）pH 和H+离子浓度 • 为血液H+离子浓度（mol/L）的负对数 • 正常值：7.35~7.45

31. 意义： pH在7.35~7.45 表示三种可能： （1）机体的酸碱平衡是正常的； （2）机体有酸碱平衡紊乱, 但处于代偿期, 血液中 [HCO3-]/[H2CO3]的比值接近20:1； （3）机体有混合性酸碱平衡紊乱, 因其中各型引起pH值变 化的方向相反而相互抵消。 pH<7.35 失代偿性酸中毒 pH>7.45 失代偿性碱中毒

32. （二）动脉血二氧化碳分压（PaCO2） 是血浆中呈物理溶解状态的CO2分子产生的张力 It refers to the partial pressure exerted by CO2 gas molecules dissolved in arterial plasma, which pressure range is normally 33～46mmHg (4.39～6.25kPa), and its average is normally 40mmHg (5.32kPa).

33. 正常值：4.39~6.25kPa(33~46mmHg) 平均5.32 kPa (40mmHg) 意义：为反映呼吸性酸碱平衡紊乱的重要指标 PaCO2>6.25kPa 为肺泡通气不足 PaCO2<4.39kPa 为肺泡通气过度

34. （三）二氧化碳结合力（CO2 combining power, CO2CP） 是指（静脉）血浆中呈化学结合状态的CO2的量。 • 正常值：23~31mmol/L 平均27 mmol/L，或50~70容积% • 意义：主要反映血浆中HCO3-的含量 CO2CP↑，可能是代谢性碱中毒或代偿后的呼吸性酸中毒，CO2CP↓，可能是代谢性酸中毒或代偿后的呼吸性碱中毒。

35. （四）标准碳酸氢盐（SB）和实际碳酸氢盐（AB） SB(standard bicarbonate)是指血液标本在38℃和血红蛋白 完全氧合条件下，用PCO2为5.32kPa(40mmHg)的气体 平衡后所测得血浆HCO3-的浓度。 • 正常值：22~27mmol/L平均为24mmol/L • 意义：反映酸碱平衡的代谢性的指标，因已排除呼吸性 • 因素的影响。

36. AB(actual bicarbonate)是指隔绝空气的血液标本，在实际PCO2和血氧饱和度条件下测得的血浆HCO3-的浓度。 正常值：等于SB 意义：AB受呼吸和代谢两方面因素影响。

37. CO2+H2O H2CO3 CA HCO3-+ H+ Cl- Cl- HCO3- SB

38. AB与SB的差值反映呼吸性因素的影响。 • AB>SB：表示有CO2滞留 • AB<SB：表示有CO2排除过多 • 两者均高，代碱或代偿后的呼酸 • 两者均低，代酸或代偿后的呼碱

39. （五）缓冲碱（buffer base, BB） 是指血液中一切具有缓冲作用的碱性物质的总和，也即血液中全部缓冲负离子碱的总和，包括HCO3-、Hb-和Pr-等，通常以氧饱和的全血测定。 • 正常值：45~52mmol/L（平均48 mmol/L ） • 意义：反映代谢性酸碱平衡的指标，不能反映酸碱平 衡的呼吸成分（可受贫血的影响）。

40. （六）碱剩余（base excess，BE） 是指在标准条件下将1L全血或血浆滴定到pH=7.4时所用的酸或碱的mmol数。若需用酸滴定，表示血液的缓冲碱过多，即碱剩余，用正值表示（+BE）；若需用碱滴定，表示血液的缓冲碱不足，即碱缺失（base deficit），用负值表示（-BE）；若无需滴定，血pH=7.4，BE=0。 • 正常值：0±3mmol/L • 意义：与SB相似

41. （七）阴离子间隙（anion gap, AG） 是指血浆中未测定阴离子（UA）与未测定阳离子（undetermined cation ,UC）间的差值，也即等于可测定阳离子与可测定阴离子的差值。 • 正常值：12±2mmol/L • 意义：主要用于确定和区分代谢性酸中毒及其类型，也有助于诊断混合型酸碱平衡紊乱。

42. Anion gap (AG) • It is the deference between the concentrations of unmeasured anion (UA) and unmeasured cation (UC) in plasma (AG=UA-UC). The AG value can be obtained by calculating the difference between plasma concentration of major measured cation (Na+) and the sum of the plasma concentrations of major measured anions (Cl- and HCO3-), that is, AG = [Na+] - ([Cl-] + [HCO3-]). Its normal range is 12±2 mmol/L.

43. Na+ Cl- Na+ Cl- Na+ Cl- HCO- HCO- AG HCO- UA AG UC AG

44. 第三节 单纯性酸碱平衡紊乱 Henderson-Hasselbach方程式 pH =pKa+log [HCO3-]/[H2CO3] 代谢性 因素 呼吸性 因素

45. 单纯性酸碱平衡紊乱的四种类型： 原发性变化 紊乱类型 [H2CO3]↑……高碳酸血症→呼吸性酸中毒pH在正常范围（代偿性） [H2CO3]↓……低碳酸血症→呼吸性碱中毒pH低于正常（失代偿性） 酸中毒 [HCO3-]↓…… 碱质不足 →代谢性酸中毒pH在正常范围（代偿性） 碱中毒 [HCO3-]↑…… 碱质过多 →代谢性碱中毒pH高于正常范围（失代偿性）

46. 一、代谢性酸中毒（metabolic acidosis） 其基本特征是血浆NaHCO3原发性减少，这种酸 碱平衡紊乱在临床上最常见。 It is a kind of simple acid-base disorder, which results from multiple causes and is characterized by primary reduction of [HCO3-] in plasma.

47. （一）原因及发病机制 1. AG增大型代谢性酸中毒 基本机制是由于血浆固定酸增加过多，HCO3-因中和H+而减少，而与固定酸（HA）对应的碱（A-）在体液中蓄积而致AG增大，但血氯浓度正常。

48. （1）固定酸产生过多 • Lactic acidosis乳酸生成过多：休克、心衰、缺氧乳酸利用障碍：严重肝功能障碍、酒精中毒等。

49. When oxygen's deficiency occurs due to various causes, glucose can be converted into lactic acid by the way of anaerobic glycolysis. If the increase of lactic acid exceeds the utilization ability of the liver, or if the lactic acid cannot be utilized sufficiently by the severely damaged liver, the concentration of lactic acid in blood will rise remarkably and a metabolic acidosis follows. At this time, the sodium bicarbonate in blood is consumed in the process of neutralizing increased hydrogen ions dissociated from lactic acid. Meanwhile, the latter's remainder, the radical of lactic acid, joins the AG. Therefore lactic acidosis is a kind of metabolic acidosis with a high AG.

50. Keto-acidosis酮体产生过多：糖尿病：葡萄糖利用障碍饥饿、禁食：葡萄糖供给不足致使脂肪分解加速：乙酰乙酸、 β-羟丁酸↑。