1病理生理學第四章酸堿平衡和酸堿平衡紊亂

Acid-baseBalanceandAcid-baseDisturbances福建中醫藥大學林信富酸堿平衡紊亂（Acid-basedisturbance）

因酸堿負荷過度、不足或調節機制障礙導致體液酸堿度穩定性失衡的病理過程3體液pH胃液0.9～1.5尿液5.0～6.0動脈血7.35～7.45腦脊液7.31～7.34胰液7.8～8.04第一節酸堿的概念及酸堿物質的來源和調節一、酸堿的概念

酸：能釋放H+的物質，堿：能接受H+的物質。酸總是與相應的堿形成共軛體。H2CO3H++HCO3-NH4+H++NH3H2PO4-H++HPO42-HPr

H++Pr-二、酸性物質的來源（Sourceofacid）

酸主要由體內代謝產生

61.揮發酸（volatileacid）：碳酸

是體內代謝過程產生最多的酸。細胞內（腎小管、肺泡上皮、胃黏膜上皮細胞、RBC）碳酸酐酶催化CO2與水結合生成H2CO3

碳酸酐酶碳酸酐酶CO2+H2OH2CO3H++HCO3－2.固定酸（fixedacid)非揮發酸只能通過腎由尿排出的酸性物質，如蛋白、糖、脂肪分解產生的H3PO4、H2SO4、尿酸、乳酸、丙酮酸、乙酰乙酸、β-羥丁酸。※攝入的酸性物質食物和飲料酸性藥物(氯化銨、水楊酸)Acid-BaseDisturbance酸主要由體內代謝產生（二）堿主要來自食物

蔬菜和水果中所含的有機酸鹽多為堿性鹽如：檸檬酸鹽、蘋果酸鹽和草酸鹽等體內代謝過程產生少量堿，如NH3。

體內堿的生成量遠少于酸。Acid-BaseDisturbance思考與拓展聽說過酸性體質嗎？什么是酸性體質？酸性體質與酸中毒一樣嗎？如何看待酸性體質，包括其危害與預防？酸性體質理論認為蔬菜水果對機體有利是因為它們可以提供弱堿性物質。你的觀點呢？你能更加科學、系統地闡述酸性體質與堿性體質的理論嗎？有興趣向大家展示嗎？三、酸堿平衡的調節血液的緩沖作用肺的調節細胞內外離子交換的調節作用腎的調節（一）血液緩沖HCl+NaHCO3→NaCl+H2CO3→CO2+H2O

NaOH+H2CO3→NaHCO3+H2O接受H+或釋放H+

，減輕pH變動的程度

血液緩沖:HPr

Pr－H2PO4HPO42-－H2CO3(1)HCO3－(20)

pH∝特點含量多；反應快；不徹底，直接受腎、肺調節。

Hb-HHb

HbO2-

HHbO2

緩沖系統：由弱酸和其共扼堿構成的具有緩沖酸或堿能力的混合溶液體系。全血中各緩沖系統的含量與分布

緩沖系統占全血比例%血漿HCO3-

35開放性緩沖中和固定酸細胞內HCO3-

18Hb-及HbO2-35RBC緩沖揮發酸Pr-7腎和細胞內HPO4-5細胞內弱堿性環境53%①緩沖能力強，含量占體液總緩沖量一半以上②開放性調節：

HCl+NaHCO3NaCl+H2CO3呼吸調節

NaOH+H2CO3H2O+NaHCO3腎臟調節③可緩沖所有固定酸，不能緩沖揮發酸。Acid-BaseDisturbanceNaHCO3/H2CO3緩沖系統的特點（二）肺的調節：

呼出CO2調節血漿碳酸濃度PaCO2↑中樞化學R呼吸加深加快CO2排出↑PaCO2↑PaO2↓pH↓外周化學R呼吸中樞pH↓作用較快；代償能力有限；只對揮發性酸有效。離子交換2H+K+Na+

HCO3-Cl-特點反應較慢、緩沖能力強、常引起血漿離子濃度變化（三）組織細胞的調節紅細胞組織部位或原發改變血漿CO2CO2+H2OH2CO3注：CA為碳酸酐酶CA氯離子轉移Cl-Cl-HCO3-H+CAHCO3-紅細胞對揮發酸的緩沖（氯離子轉移）被紅細胞內的緩沖系統緩沖（Hb緩沖對最主要）。（四）腎臟調節

排酸：排泄固定酸保堿：重吸收、維持血漿HCO3-濃度

18特點作用慢、強、持久；排酸（固定酸）保堿作用重要。途徑一：NaHCO3重吸收（H+-Na+交換）近曲小管－Na+HCO3－H+H2CO3H2OCO2CAHCO3-K+K+Na+Na+

H2CO3

HCO3-

CA

H2O+CO2

Na+Na+

H+途徑二磷酸鹽緩沖，酸化尿液HPO42－HPO42－H2OH+OH－H+H+ATP酶H2PO4－CO2HCO3－CAHCO3－遠端腎單位Cl－Cl－途徑三：氨的分泌NH3谷氨酰氨NH4+Na+

HCO3－HCO3－K+K+Na+Na+NH3近、遠端腎單位GTGT谷氨酸α–酮戊二酸Na+Na+H+H+H++H＋負荷即時數分鐘數小時數小時數天緩慢肺呼吸腎臟骨骼血液血漿緩沖對紅細胞Hb緩沖對其它緩沖對調節頻率和深度，改變肺泡通氣量骨鹽溶解排H＋、泌NH3重吸收HCO3－

H2CO3H2O＋CO2Ca2＋＋H2PO4排出固定酸保堿排出體外體細胞2～4小時H＋－K＋交換細胞內緩沖對細胞外液

H＋正常調節正常調節正常調節病理作用必要時起作用對固定酸緩沖緩沖輸送揮發酸慢性代謝性酸中毒時的代償23第二節酸堿平衡紊亂的類型及常用指標Classificationofacid-basedisturbancesandlaboratorytests一、酸堿平衡紊亂的分類respiratory[HCO3-]↓[HCO3-]↑PaCO2↑PaCO2↓metabolicmetabolicrespiratorypHacidosisalkalosis按pH分按原因分單純性：代酸、代堿、呼酸、呼堿混合性：雙重性、三重性25二、常用檢測指標（

Laboratorytests）1.酸堿度（pH值）概念：溶液中[H+]的負對數正常值：7.35-7.45意義：酸堿平衡紊亂的性質及嚴重程度<7.35失代償性酸中毒>7.45失代償性堿中毒正常?代償性:如代酸時出現kussmal呼吸某些混合型：如代酸合并代堿正常，無酸堿平衡紊亂2.動脈血CO2分壓(PaCO2)血漿中物理溶解狀態的CO2分子產生的張力反映肺的通氣狀態，PaCO2與肺的通氣量成反比正常值：40mmHg(33-46)

[H2CO3]：40X0.03=1.2mmol/LPaCO2↑呼酸、代償后的代堿PaCO2↓呼堿、代償后的代酸3.標準碳酸氫鹽

（standardbicarbonate，SB）28概念：標準條件下測得的血漿HCO3-濃度標準條件：38℃；Hb完全氧合；PCO240mmHg正常值：24mmol/L意義：原發性升高——代堿

原發性降低——代酸4.實際碳酸氫鹽

（actualbicarbonate，AB）29概念：實際條件下測得的血漿HCO3-濃度實際條件：隔絕空氣；實際血氧飽和度；PCO2正常值：24mmol/L意義：原發性——代堿

原發性——代酸30AB＞SBCO2蓄積AB＜SBCO2排出過多AB=SB正常SB：代謝性因素AB：呼吸因素＋代謝性因素AB-SB：呼吸因素5.緩沖堿（bufferbase，BB）31概念：血液中一切具有緩沖作用的陰離子總量正常值：48mmol/L意義：原發性降低——代酸

原發性升高——代堿

6.堿剩余（baseexcess，BE）32概念：標準條件下，將1升全血或血漿滴定到pH7.40所需的酸或堿的量正常值：0±3mmol/L意義：BE正值增大——代堿BE負值增大——代酸

7.

陰離子間隙（aniongap,AG）血漿中未測定的陰離子與未測定的陽離子的差值AGAG＝UA－UC

＝Na＋－(Cl-＋HCO3-)

＝140－(104＋24)＝12mmol/L（10-14）AG>16mmol/L↓

AG增高型代謝性酸中毒磷酸鹽/硫酸鹽/乳酸/酮體↑水楊酸/甲醇中毒Na＋UCCl-HCO3-UA意義:反映血漿固定酸含量區分代酸的類型和混合型酸堿平衡紊亂常用指標的意義pH酸堿度PaCO2ABSBBBBEAG代謝性酸中毒呼吸性因素代謝性因素35第三節單純型酸堿平衡紊亂（Simpleacid-basedisturbance）一、代謝性酸中毒（metabolicacidosis）概念：細胞外液[H+]↑和（或）HCO3-丟失引起的pH下降，以血漿[HCO3-]原發性↓為特征?酸多（一）原因與機制腎臟排酸保堿功能障礙：腎衰竭、腎小管酸中毒、應用碳酸酐酶抑制劑HCO3-直接丟失過多腹瀉、腸道引流、腸道瘺管、大面積燒傷代謝功能障礙乳酸酸中毒、酮癥酸中毒其他原因外源性固定酸攝入過多、高血鉀、血液稀釋反常性堿性尿（paradoxicalbaseuria）38酸中毒病人排出堿性尿高鉀血癥：遠端腎小管K+-Na+交換增加H+-Na+交換減少，泌H+減少腎小管酸中毒

（二）分類AG增高型：血固定酸↑→消耗AG正常型：HCO3-丟失，Cl-代償性升高Cl-AGHCO3-Cl-↑AGHCO3-Cl-AG↑HCO3-AG增高型正常AG正常型乳酸/酮癥/水楊酸中毒/腎衰輕中度腎衰/腎小管酸中毒/CA抑制劑/含氯酸性鹽↑/消化道丟失（三）機體的代償調節（Compensation）

1.血漿的緩沖及細胞內外離子交換：H++HCO3-=H2CO340緩沖作用即刻發生，HCO3-被不斷消耗細胞外液腎小管腔[H＋]H＋+Pr-→HPr血[K＋]

K＋H＋

Na＋交換K＋

Na＋交換2-4小時起作用，易引起高鉀血癥外周化學感受器2肺的代償調節：H＋↑呼吸中樞興奮呼吸加深加快CO2排出↑作用迅速強大，30min見效，12-24h達高峰最大極限：PaCO2可降到10mmHgPaCO2↓[H2CO3]↓[HCO3-]↓pH↑3、腎臟的代償調節pH↑HCO3-重吸收↑HCO3-生成↑泌NH4+↑CA活性

↑谷氨酰胺酶活性

↑排出H+↑HCO3-↑泌H+↑起效慢，3-5天達高峰效率高，作用持久由腎臟疾病引起者代償作用差機體對代謝性酸中毒的代償反應43

細胞外緩沖即刻反應中和H+PaCO2降低細胞內緩沖腎代償胞外H+與細胞內K+交換排H+↑

保堿幾分鐘2～4小時3～5天代酸呼吸代償血氣變化SB↓

AB↓BB↓、BE負值↑、pH↓繼發性變化：PaCO2↓、AB<SB、血K＋↑（四）代酸對機體的影響1、心血管系統1）致死性室性心律失常

H+-K+交換↑→血鉀↑→傳導阻滯/室顫2）心肌收縮力↓

[H+]抑制Ca2+內流與釋放、抑制Ca2+與肌鈣蛋白結合↓3）血管對兒茶酚胺的反應性↓

→血管擴張、血壓↓→休克2、中樞神經系統：代謝障礙

嚴重者呼吸、血管運動中樞麻痹→死亡1）pH↓→氧化酶活性↓→氧化磷酸化↓→ATP↓2）pH↓→谷氨酸脫羧酶活性↑→γ-氨基丁酸3、骨骼系統：慢性腎衰→骨骼鈣鹽釋放↑→小兒生長遲緩、纖維性骨炎、佝僂病、成人骨軟化癥（五）防治原則防治原發病（基本原則和主要措施）糾正水/電解質紊亂(血鉀、血鈣)恢復血容量改善腎功能堿性藥物的應用輕癥口服補堿(碳酸氫鈉等)重癥血氣監護下分次補堿、量宜小不宜大★補堿時特別注意防止糾酸后發生:

低血鉀與低血鈣Ca2+

+血漿蛋白結合鈣OH-H+二、呼吸性酸中毒（Respiratoryacidosis）CO2排出障礙或吸入過多引起的pH下降，以血漿[H2CO3]原發性升高為特征㈠原因和機制：CO2排出障礙CO2吸入↑呼吸中樞抑制呼吸道阻塞呼吸肌麻痹胸廓病變肺部病變人工呼吸器通氣量↓空氣中CO2含量↑（二）分類※急性呼吸性酸中毒急性氣道阻塞急性心源性肺水腫中樞/呼吸肌麻痹引起的呼吸暫停※慢性呼吸性酸中毒（>24小時）慢性阻塞性肺部疾病(COPD)

肺廣泛纖維化肺不張（三）機體的代償調節細胞內緩沖腎代償排H＋保HCO3-10～30min3～5d呼酸胞外H+與細胞內K+交換細胞內的緩沖和細胞內外離子交換作用迅速，急性呼酸的主要代償緩沖作用有限，不能完全代償或失代償CO2+H2OH++HCO3-Hb-↓HHbCO2+H2OH2CO3CAK+H++HCO3-H2O+CO2H2CO3CACl-腎臟的代償調節作用pH↑HCO3-重吸收↑HCO3-生成↑泌NH4+↑CA活性

↑谷氨酰胺酶活性

↑排出H+↑HCO3-↑泌H+↑起效慢，3-5天達高峰，見于慢性呼酸效率高，作用持久，輕/中度慢性呼酸可完全代償血氣分析55急性：pH↓↓PaCO2↑AB＞SB

HCO3－代償性↑1mmol/L

:PaCO2↑10mmHg慢性：pH↓

PaCO2↑AB＞SB

HCO3－代償性↑3.5mmol/L：PaCO2↑10mmHg

代償后，代謝性指標升高（四）對機體的影響與代酸相似，但中樞酸中毒明顯，CNS癥狀更明顯

二氧化碳直接舒張血管，使腦血流量增加，脂溶性二氧化碳更易通過血腦屏障56（五）防治的病理生理基礎57◎防治原發病去除呼吸道梗阻興奮呼吸中樞使用人工呼吸機◎改善通氣功能，↓PaCO2

腎臟代償：慎用人工呼吸器(以免堿中毒)慢性呼酸：慎用堿性藥物三、代謝性堿中毒（metabolicalkalosis）概念：細胞外液

堿增多和(或)H+丟失引起的pH升高，以血漿[HCO3-]原發性增高為特征（一）原因和機制：

1.酸性物質丟失過多經胃丟失：劇烈嘔吐、胃液引流H+丟失低氯性堿中毒低鉀性堿中毒血容量減少，醛固酮增多經腎丟失利尿劑：排氫、低氯性堿中毒腎上腺皮質激素過多：醛固酮-排氫、低鉀餐后堿潮2.

HCO3-過量負荷

伴腎功能受損NaHCO3攝入↑(醫源性)乙酸鈉/乳酸鈉攝入↑/含檸檬酸鹽庫血脫水→濃縮性堿中毒3.H+

向細胞內移動

低鉀性堿中毒（alkalosisinducedbypotassiumdepletion）細胞內酸中毒61細胞血[K＋]↓H+H+K+K＋腎小管H+Na＋交換↑K+

Na＋交換↓堿中毒低血鉀反常性酸性尿（二）分類鹽水反應型堿中毒

補充等張或半張鹽水

胃液丟失、使用利尿劑

↓

ECF↓/血鉀↓/血氯↓↑→腎排HCO3-↓

鹽水抵抗型堿中毒全身性水腫、原發性醛固酮增多癥、血鉀↓↓、Cushing綜合征（三）機體的代償調節血液及細胞內外離子交換的調節作用肺的代償調節作用腎的代償調節作用與代酸方式相同，方向相反血液及細胞內的緩沖調節OH-↑H＋＋HCO3-H2CO3H＋＋Buf-

HBuf

緩沖作用即刻發生，HCO3-

↑↑＋＋H2OK+2-4小時起作用，易引起低鉀血癥H+細胞內外離子交換的緩沖作用外周化學感受器肺的調節H＋↓呼吸中樞抑制呼吸頻率幅度↓

CO2排出↓作用迅速，24小時達高峰代償作用極限：PaCO2↑至55mmHg[H2CO3]↑[HCO3-]↑pH↓PaCO2↑腎臟的代償調節作用pH↓HCO3-重吸收↓HCO3-生成↓泌NH4+↓CA活性

↓谷氨酰胺酶活性

↓排出H+↓HCO3-↓泌H+↓起效慢，3-5天達高峰缺氯/缺鉀/醛固酮↑→泌H+↑尿呈酸性血氣變化68原發性：pH↑SB↑AB↑BB↑BE正值↑繼發性：PaCO2↑

血[K＋]↓（四）機體的影響CNS氧離曲線左移pH↑→谷氨酸脫羧酶活性↓→γ-氨基丁酸↓→中樞抑制作用↓煩燥不安、精神錯亂、譫妄、意識障礙pH↑→HHb與氧親合力↑→氧離曲線左移→組織缺氧精神癥狀、昏迷（四）代堿對機體的影響N-M低鉀血癥pH↑→血漿游離鈣↓→N-M應激性↑

腱反射亢進、肌肉抽動、手足搐搦H+-K+交換↑→血鉀↓腎小管細胞H+-Na+交換↓、K+-

Na+交換↑→鉀排出↑→血鉀↓N-M癥狀、心律失常（五）防治原則鹽水反應性代堿鹽水抵抗性代堿治療原發病補充等張或半張鹽水補充KCl酌情用酸糾正pH有全身性水腫，盡量少用利尿劑，防止堿中毒使用CA抑制劑→腎排酸保堿功能↓腎上腺皮質激素↑者，使用抗醛固酮藥物四、呼吸性堿中毒（respiratoryalkalosis）肺通氣過度引起PaCO2降低、pH升高，以血漿H2CO3濃度原發性減少為特征（一）原因和機制低氧血癥/肺部病變(高原反應/心肺疾病/胸廓病變)呼吸中樞興奮/精神障礙(腦血管障礙/腦炎/腦外傷/腦腫瘤)機體代謝旺盛(高熱/甲亢)人工呼吸機使用不當（二）分類急性呼吸性堿中毒：24小時人工呼吸機使用不當、高熱、低氧血癥慢性呼吸性堿中毒慢性顱腦疾病、肺部疾病、肝部疾病（三）機體的代償調節1.細胞內緩沖和細胞內外離子交換---急性呼堿75血[H2CO3]↓HCO3-

+

H+H2CO3K+K+血[K＋]↓HCO3-HCO3-H++H2CO3CO2Cl-Cl-H+HHbRBCplasma腎臟的代償調節---慢性呼堿pH↓

HCO3-重吸收↓泌NH4+↓PaCO2

↓排出H+↓HCO3-↓泌H+↓起效慢，3-5天達高峰效率高，作用持久血氣變化77急性：pH↑↑PaCO2↓AB＜SB

PaCO2↓10mmHg，HCO3－代償性↓2mmol/L慢性：pH↑PaCO2↓AB＞SBPaCO2↓10mmHg，HCO3－代償性↓4mmol/L（四）對機體的影響更易出現眩暈、四肢及口周感覺異常、意識障礙、抽