臨床生物化學(xué):第四節(jié)　酸堿平衡紊亂

正常人血液的酸堿度即pH值始終保持在一定的水平，其變動(dòng)范圍很小。血液酸堿度的相對(duì)恒定是機(jī)體進(jìn)行正常生理活動(dòng)的基本條件之一。機(jī)體每天在代謝過(guò)程中，均會(huì)產(chǎn)生一定量的酸性或堿性物質(zhì)并不斷地進(jìn)入血液，都可能影響到血液的酸堿度，盡管如此，血液酸堿度仍恒定在pH7.35-7.45之間。健康機(jī)體是如此，在疾病過(guò)程中，人體仍是極力要使血液pH恒定在這狹小的范圍內(nèi)。之所以能使血液酸堿度如此穩(wěn)定，是因?yàn)槿梭w有一整套調(diào)節(jié)酸堿平衡的機(jī)制，首先依賴于血液內(nèi)一些酸性或堿性物質(zhì)并以一定的比例的緩沖體系來(lái)完成，而這種比例的恒定，卻又有賴于肺和腎等臟器的調(diào)節(jié)作用，把過(guò)剩的酸或堿給予消除，使體內(nèi)酸堿度保持相對(duì)平衡狀態(tài)。機(jī)體這種調(diào)節(jié)酸堿物質(zhì)含量及其比例，維持血液pH值在正常范圍內(nèi)的過(guò)程，稱為酸堿平衡。

體內(nèi)酸性或堿性物質(zhì)過(guò)多，超出機(jī)體的調(diào)節(jié)能力，或者肺和腎功能障礙使調(diào)節(jié)酸堿平衡的功能障礙，均可使血漿中HCO₃^-與H₂CO₃濃度及其比值的變化超出正常范圍而導(dǎo)致酸堿平衡紊亂如酸中毒或堿中毒。酸堿平衡紊亂是臨床常見(jiàn)的一種癥狀，各種疾患均有可能出現(xiàn)。

一、酸堿平衡紊亂的診斷指標(biāo)

近20年來(lái)由于酸堿m.f1411.cn/sanji/平衡理論的認(rèn)識(shí)不斷深入，檢測(cè)技術(shù)的不斷提高以及血?dú)夥治鰞x器的廣泛使用，使有關(guān)酸堿測(cè)定不僅準(zhǔn)確快速而且微量化，現(xiàn)已成為臨床日常重要的診療手段。為了正確診斷酸堿中毒的需要，對(duì)有關(guān)的酸堿中毒診斷指標(biāo)的理論及臨床意義列于表5-2。

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

^*：（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

（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(jiàn)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)m.f1411.cn/wszg/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(jiàn)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�常健康人胃粘膜的壁�?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�值一覽表

“↓”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。