《臨床生物化學(xué)》 二、酸堿平衡紊亂

正常狀態(tài)下，機(jī)體有一套調(diào)節(jié)酸堿平衡的機(jī)制。疾病過(guò)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(yán)重情況下，機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生或丟失的酸堿過(guò)多而超過(guò)機(jī)體調(diào)節(jié)能力，或機(jī)體對(duì)酸堿調(diào)節(jié)機(jī)制出現(xiàn)障礙時(shí)，進(jìn)而導(dǎo)致酸堿平衡失調(diào)。

表5-2 成人血?dú)夥治鰠?shù)值及臨床意義

指標(biāo)參考值臨床意義酸堿度（pH）7.35-7.45（A）*7.33-7.43（V）*＜7.35酸中毒，＞7.45堿中毒，在7.35-7.45之間，機(jī)體可能是①正?；颌诖鷥斝退釅A中毒二氧化碳分壓（pappen-heimer CO2，PCO2）4.66-6.0kPa（A）5.05-6.65kPa（V）反映肺泡PCO2值，PCO2增高示肺通氣不足（原發(fā)或繼發(fā)），CO2潴留；PCO2降低示肺通氣過(guò)度（原發(fā)或繼發(fā)），CO2排出過(guò)多氧分壓（pappenheimerO2，PO2）血紅蛋白（hemoglobin9.98-13.30kPa (A)3.99-6.65kPa（V）120-160g/L（男）判斷缺氧程度及呼吸功能，＜7.3kPa示呼吸功能衰竭與氧含量、氧容量有密切關(guān)系的一項(xiàng)參數(shù)，HbHb110-150g/L（女）降低攜O2減少，緩沖酸堿能力降低，氧含量也降低，參與BE、SB及SatO2的運(yùn)算P503.19-3.72kPa （A）P50增高，氧解離曲線右移，Hb與O2親和力降低；P50降低，氧解離曲線左移，Hb與O2親和力增高標(biāo)準(zhǔn)碳酸氫鹽（standardbicarbonate，SB）實(shí)際碳酸氫鹽（actualbicarbonate，AB）22.0-27.0mmol/L22.0-27.0mmol/L（AB＝SB）表示血液HCO3-的儲(chǔ)備量，SB增高示代謝性堿中毒；SB降低為代謝性酸中毒血液實(shí)測(cè)HCO3-量，AB＞SB為呼吸性酸中毒，AB＜SB為呼吸性堿中毒，AB增高和SB增高為代償型堿中毒；AB降低和SB降低為代償型酸中毒緩沖堿（buffer base，BBBbb 45-54mmol/L(全血）BBP 41-43mmol/L（血漿）BB降低為代謝性酸中毒或呼吸性堿中毒，BB增高為代謝性堿中毒或呼吸性酸中毒，BB降低而AB正常則提示Hb或血漿蛋白含量降低；堿剩余（堿超）（base xce-ss，BE）－3-＋3mmol/LBE為正值，表示BB增高，為代謝性堿中毒；BE為負(fù)值，表示BB降低，為代謝性酸中毒或呼吸性酸堿中毒，因代償關(guān)系，BE也可能升高或降低總CO2（total CO2，TCO2）23-27mmol/L（A）24-28mmol/L（V）與代謝因素及呼吸因素有關(guān)，主要說(shuō)明代謝因素影響酸堿平衡，因TCO2的95％為HCO3-量陰離子隙（anion gap，AG）AG＝[Na+]＋[K+]－[Cl-]為18±4mmol/L（V）AG＝[Na+]－[Cl-][HCO3-]為12±4mmol/L（V）AG增高是代謝性酸中毒AG正常的酸中毒可見于高Cl性代謝性酸中毒氧含量（oxygen content，O2Cont）7.6-10.3mmol/L（A）判斷缺氧程度和呼吸功能的指標(biāo)氧和度（O2saturation，O295％-98％（A）判斷Hb與氧親和力的指標(biāo)；H+，2，3-DPG，Sat60％~85％（V）PCO2和PO2均影響O2Sat值

*：（A）為動(dòng)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(jìn)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(jī)體的調(diào)節(jié)機(jī)制勢(shì)必加強(qiáng)，以恢復(fù)HCO3-/H2CO3比值到正常水平，此為代償過(guò)程。經(jīng)過(guò)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(rèn)為的輕型酸堿中毒。如果經(jīng)過(guò)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(lái)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(lái)表示，即：

上式中pKa是常數(shù)，只有[HCO3-]/[/H2CO3]為20/1時(shí)，其pH值才能保持7.40±0.05，如果[HCO3-]量減少或者增加，機(jī)體將通過(guò)多種途徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，使[HCO3-]量恢復(fù)到正常范圍。機(jī)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

類型[HCO3-]/[H2CO3]比值[HCO3-]與[H2CO3]值正常型正常正常代償型恢復(fù)正常異常失代償型異常異常

（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(guò)多，如腹瀉或重吸收HCO3-障礙。

過(guò)多代謝產(chǎn)物如乳酸、酮體進(jìn)入血液后，機(jī)體通過(guò)多種途徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，首先是血漿緩沖對(duì)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(guò)多的CO2。與此同時(shí)，腎也進(jìn)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(guò)肺和腎的調(diào)節(jié)能力，其結(jié)果是：

失代償：

此時(shí)，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(guò)H=-Na交換，K+-Na=交換以及排出過(guò)多的酸，達(dá)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(shì)，嚴(yán)重時(shí)，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(shí)依賴于肺部再進(jìn)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(qiáng)，腎小管回吸收Na+增加，而NaHCO3也隨之吸收加強(qiáng)，補(bǔ)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(shí)稱為代償型呼吸性酸中毒。如病情繼續(xù)發(fā)展嚴(yán)重，H2CO3濃度增加，血中PCO2、TCO2、H2CO3增加，經(jīng)過(guò)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(zhǎng)，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(qiáng)，重吸收NaHCO3入血增加，此時(shí)，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(biāo)的特點(diǎn)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(jìn)入體內(nèi)過(guò)多或生成過(guò)多，或酸性物質(zhì)產(chǎn)生過(guò)少而排出過(guò)多引起血漿HCO3-濃度升高，使血漿pH有升高的趨勢(shì)，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?yàn)檎＝】等宋刚衬さ谋诩?xì)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(xì)胞中分泌入胃液與來(lái)自血漿中的Cl-結(jié)合成鹽酸（HCl），而壁細(xì)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(shí)就多吸收1分子的NaHCO3，所以正常人在飯后血中出現(xiàn)暫時(shí)性的NaHCO3增高，這種現(xiàn)象稱為“堿潮”。腸粘膜上皮細(xì)胞同樣生成H2CO3，并解離成H+和HCO3-，HCO3-進(jìn)入血液，當(dāng)消化液丟失過(guò)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(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)HCO3-進(jìn)入血漿增多，又由于排K+保Na+減弱，排H+保Na+加強(qiáng)，從而由腎重吸收入血的NaHCO3增多，導(dǎo)致堿中毒。

⑶輸入堿性藥物過(guò)多：血漿中[HCO3-]增加，[HCO3]/[H2CO3]＞20/1，pH有升高的趨勢(shì)，甚至＞7.45，導(dǎo)致如下變化：

血液生化指標(biāo)：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?yàn)閴A性，尿NH4+也減少。但是當(dāng)K+缺乏時(shí)H+-Na+交換加強(qiáng)，則有反向酸性尿。

⒋呼吸性堿中毒由于過(guò)度換氣，CO2排出過(guò)多，使血漿PCO2降低，血漿[HCO3-]/[H2CO3]＞20/1，pH有升高的趨勢(shì)，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(xì)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(dǎo)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(shí)屬于代償型呼吸性堿中毒，即：

如果，呼吸仍處于過(guò)度換氣，CO2排出過(guò)多，PCO2降低，血漿HCO3-濃度無(wú)法與PCO2降低相平衡超過(guò)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(shí)pH＞7.45，即：

失代償：

呼吸性堿中毒血液生化指標(biāo)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(shí)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(shí)存在，甚至酸中毒與堿中毒也可能同時(shí)存在（表5-4）。

表5-4 血?dú)庾兓狄挥[表

類型pHPCO2BEHCO3-pH值nmol/LmmHgkPammol/Lmmol/L正常7.35-7.4544.7-35.536-144.8-5.8＋3.0-3.022-31酸中毒代謝性代償不變↓或不變―→↓失代償＜7.35或[H+]＞44.7呼吸性代償↓―→↓↓失代償不變↑↑＋→↑＜7.35或[H+]＞44.7↑↑＋→↑↑代代償不變↑或不變＋→↑堿謝性失代償＞7.45或[H+]＜33.5↑＋→↑↑中呼代　償不變↓↓―→↓毒吸性失代償＞7.45或[H+]＜33.5↓↓―→↓↓

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

對(duì)于酸堿紊亂的實(shí)驗(yàn)診斷，主要依賴于血?dú)夥治鰞x檢測(cè)系列酸堿指標(biāo)。除測(cè)出血pH、PCO2和TCO2指標(biāo)外，還可能推算出多項(xiàng)指標(biāo)，一般有12-16項(xiàng)之多。根據(jù)這一系列參數(shù)，結(jié)合病人臨床癥狀，對(duì)其酸堿中毒的類型，代償程度以及治療經(jīng)過(guò)的觀察，幾乎有決定性的診斷價(jià)值。

如果沒(méi)有合適的血?dú)夥治鰞x，也可通過(guò)有關(guān)參數(shù)運(yùn)算出下述指標(biāo)：

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(jì)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。