1、,孫銀平 Department of pathophysiology,Acid-Base Imbalance,酸堿平衡和酸堿平衡紊亂,酸堿平衡Acid-base balance 酸堿平衡紊亂Acid-base disturbance 單純型Simple 呼吸性酸中毒 代謝性酸中毒 呼吸性堿中毒 代謝性堿中毒 混合型Mixed,教學目標 1.掌握 機體對酸堿平衡的調(diào)節(jié)作用；常用的血氣分析指標的意義以及正常值； 2.了解 酸堿、酸堿平衡和酸堿平衡紊亂的概念、分類；體內(nèi)酸堿物質(zhì)的來源.,酸堿平衡紊亂 （acid-base disturbance） 體內(nèi)酸和/或堿發(fā)生過多或不足，或機體調(diào)節(jié)機能障礙，導

2、致機體內(nèi)環(huán)境酸堿度的穩(wěn)定性被破壞的過程。,第一節(jié) 酸堿平衡 一. 酸堿物質(zhì)的來源 1. 酸的來源 Sources of acid: ( 1）揮發(fā)性酸 volatile acid H2CO3 H2O + CO2 （2）固定酸 fixed acid (non-volatile acid),肺lung,腎kidney,含硫氨基酸 （如半胱氨酸和蛋氨酸）,脂肪不完全 氧化分解,葡萄糖,含磷的有機物 （如核苷酸，磷脂）,H2SO4,H3PO4,Lactic acid,Acetone body,2. 堿的來源 Sources of bases （1）代謝產(chǎn)物 products of metabolism

3、（small amounts）。 Such as ammonia (NH 3) （2）食物攝入 dietary intake （vegetables and fruits） sodium citrate.,正常情況下，酸 堿 Normally,acids bases,二、酸堿平衡調(diào)節(jié),機體的緩沖系統(tǒng) Buffering mechanism in the body,肺的調(diào)節(jié)The function of lung,腎臟的調(diào)節(jié)The function of kidney,組織細胞的調(diào)節(jié)The function of histiocyte,(一） 血液的緩沖系統(tǒng) Buffering mechanis

4、m in the body,Buffer acid,Buffer base,-,碳酸氫鹽緩沖對 HCO-3/H2CO3,（1）含量最高 （2）開放性,This system accounts for over 50% Of all chemical buffering,細胞外液的pH值取決于 HCO3 20 H2CO3 1,=,-,pH =,7.40,非碳酸氫鹽緩沖對 （ Non-bicarbonate salt buffering system ） 磷酸氫鹽緩沖對 Phosphate buffering system 蛋白緩沖對 Protein buffering system 血紅蛋白與氧

5、合血紅蛋白緩沖對Hemoglobin buffering system,（二）肺的調(diào)節(jié)（Regulation of lung in acid-base balance）,外周化學感受器,中樞化學感受器,呼吸中樞 Respiratory center,CO2,H+,PaCO2,腦脊液 pH,H+,（三）組織細胞的調(diào)節(jié)（Regulation of histiocyte） exchang of ions,H+ K+、H+Na+ Cl- HCO3-,（四）腎臟的調(diào)節(jié)（Regulation of kidney）,1.近曲小管,Na2CO3,HCO3-,Na,H2CO3,H +,CO2+H2O,CO2+H

6、2O,CA,H2CO3,H +,HCO3-,Na +,Na+,Na2CO3,K +,血液 blood,Na + -K + - ATPase,CA,管腔膜 Tubular lumen,CA:碳酸酐酶 carbonic anhydrase,2.遠曲小管和集合管,H2O+CO2,H+,HCO-3-,Cl-,H+ -ATP,CA,H+,HP02-4,H2CO3,blood,pH: 4.8 Tubular lumen,H2P0-4,3. NH 3 與NH+4的排出 （Excretion of ammonia and ammomium ion ）,NH4+,Glutamine,a-酮戊二酸,Glutama

7、te,H2CO3,H+,HCO3,proximal convoluted tubules,Na+,Na+,Na+,Na+,K+,NH3,NH4+,H+ ATP,NH3,H+,NH3,H+,+,NH4+,the distal tubules,1.,1.,一、pH 二、動脈血CO2分壓 三、標準碳酸氫鹽和實際碳酸氫鹽 四、緩沖堿 五、堿剩余 六、陰離子間隙,第二節(jié)酸堿平衡紊亂的類型和常用指標,1.,一、pH 二、動脈血CO2分壓 三、標準碳酸氫鹽和實際碳酸氫鹽 四、緩沖堿 五、堿剩余 六、陰離子間隙,反映酸堿平衡狀況的常用 指標及意義,一、 PH 7.35-7.45,正常 1.正常酸堿平衡 2.代

8、償性的酸堿平衡紊亂 3.某些混合性的酸堿平衡紊亂,PH 7.35 PH 7.45,酸中毒,堿中毒,二、 動脈血CO2分壓（PaCO2） 血漿中呈物理溶解狀態(tài)的CO2分子產(chǎn)生的張力。 正常：33-46mmHg 40mmHg 增高見于 降低見于,呼吸性酸中毒 代償后的代謝性堿中毒,呼吸性堿中毒 代償后的代謝性酸中毒,三 、標準碳酸氫鹽和實際碳酸氫鹽 標準碳酸氫鹽(standard bicarbonate,SB) 全血在標準條件下（溫度37-38，血紅蛋白氧飽和度100%，用PaCO2 40 mmHg的氣體平衡）所測的血漿HCO-3含量。 實際碳酸氫鹽(actual bicarbonate,AB)

9、隔絕空氣的血液標本在實際溫度、血紅蛋白氧飽和度和PaCO2條件下所測的血漿HCO-3含量。 正常：AB=SB 22-27mmol/L 24,共同點：測定HCO-3含量 AB、SB增高見于 AB、SB降低見于,代謝性堿中毒 代償后的呼吸性酸中毒,代謝性酸中毒 代償后的呼吸性堿中毒,不同點： AB ： 代謝性因素、呼吸性因素 SB ： 代謝性因素 ABSB ABSB,呼吸性酸中毒 代償后的代謝性堿中毒,呼吸性堿中毒 代償后的代謝性酸中毒,四、 緩沖堿 緩沖堿（buffer base, BB）：血液中具有緩沖作用的堿的總和。正常：45-55mmol/L BB增高見于 BB降低見于,代謝性酸中毒 代償

10、后的呼吸性堿中毒,代謝性堿中毒 代償后的呼吸性酸中毒,五 、 堿剩余 堿剩余（base excess, BE）：在標準條件下（溫度37-38，血紅蛋白氧飽和度100%，用PaCO2 40 mmHg的氣體平衡），將1L全血或血漿滴定至PH 7.40時所需的酸或堿的量。 正常：-3 +3 mmol/L,BE增高 BE降低,代謝性堿中毒 代償后的呼吸性酸中毒,代謝性酸中毒 代償后的呼吸性堿中毒,六、陰離子間隙Anion Gap (AG）,AG=UA- UC =- (Cl-+HCO3-) - ( - Na+ ) = Na+ - (Cl-+HCO3-) =140-(104+24 ) =12 10-14

11、mmol/L,Undetermined cation,Undetermined anion,10 14 mmol/L 有助于代謝性酸中毒的診斷 Diagnosis of metabolic acidosis 2. 判斷混合型酸堿平衡紊亂 Diagnosis of mixed acid-base imbalance,第三節(jié)單純性酸堿平衡紊亂 simple acid-base disturbance,HCO3 H2CO3,-,metabolic,acidosis,alkalosis,acidosis,alkalosis,Respiratory,一、代謝性酸中毒 （Metabolic acidosi

12、s）: 血漿HCO3-原發(fā)性減少而導致pH降低趨勢的酸堿平衡紊亂。 (一)病因和機制,acid,base,1.酸在體內(nèi)增多 （1）乳酸酸中毒 （2）酮癥酸中毒 （3）酸排出減少：renal failure、renal tubular acidosis-I，其發(fā)病環(huán)節(jié)是遠曲小管泌H+障礙 （4） 外源性固定酸攝入增多：水楊酸中毒、含氯的成酸性藥物,2. 血漿 HCO-3減少 （1）消化道丟失HCO-3 for example:diarrhea, ileostomy （2）腎回收HCO-3減少：近端腎小管性酸中毒(renal tubular acidosis-II ) （3）碳酸酐酶抑制劑的大量使

13、用 overdose of carbonic anhydrase inhibitor,3. 其他 高鉀血癥（Hyperkalemia） （1） H+ shift from ICF to ECF （2） Decreased excretion of H+ in kidney 血液的稀釋 dilution of blood,Cl-,Cl-,Cl-,Na+,HCO3-,AG,Na+,HCO3-,AG,Na+,HCO3-,AG,AG增大型代酸,AG正常型代酸,AG,AG,正常,（二）分類 Classification 1.AG增高型(metabolic acidosis with elevated A

14、G)：主要見于酸性物質(zhì)增多。酸排出障礙、水楊酸中毒 2.AG正常型(metabolic acidosis with nomal AG)：主要見于體內(nèi)堿性物質(zhì)丟失。以及攝入含氯的成酸性藥物。,H2SO4,H+ + SO42-,（三）代償調(diào)節(jié) compensatory regulation 1. buffer of blood： H+ HCO-3 H2CO3 H2O + CO2 2. 肺的調(diào)節(jié) regulation of lung： H+ 外周化學感受器 呼吸中樞興奮 呼吸運動 3. 組織細胞的調(diào)節(jié) regulation of cell： H+ - K+ hyperkalemia 4. 腎臟的調(diào)節(jié)

15、 regulation of kidney：腎臟排酸保堿的功能增強,（四）血氣指標 PH N / AB，SB，BB，BE PaCO2 ABSB,1. 對心血管系統(tǒng)的影響 Effects on cardiovascular system： （1）心律失常（arrhythmia）：k+ （2）心肌收縮力降低（depression of myocardial contractility)：Ca2+,（五） 對機體的影響,Ca+,Ca+,-,X,X,X,（3）血管對兒茶酚胺的反應性降低（vascular resistance to the effects of catecholamine）,2. 對中

16、樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響 effects on central nervous system： 抑制inhibition （1） 能量代謝障礙 （2） Y-氨基丁酸（ GABA）增多,酸性環(huán)境下，生物氧化酶活性降低,酸性環(huán)境下， 腦內(nèi)谷氨酸脫羧酶活性增高,治療原則 Principle of treatment 1.治療原發(fā)病 2.糾正水、電解質(zhì)平衡紊亂 3.補充堿性藥物,二、 呼吸性酸中毒 （respiratory acidosis）: 血漿H2CO3原發(fā)性濃度升高而導致的酸堿平衡紊亂,（一）病因和機制 1.CO2吸入過多：較少見 2.CO2排出障礙：多見,（1）呼吸中樞的抑制 inhibition

17、of respiratory center：腦炎、腦血管意外、麻醉藥過量等。 （2）呼吸道阻塞 airway obstruction ：喉頭水腫、吸入異物等 （3）呼吸肌麻痹 paralysis of respiratory muscles：重癥肌無力、低鉀血癥等 （4）胸廓病變 （5）肺臟疾病 （6）呼吸機通氣量過小,（三） 代償調(diào)節(jié) compensatory regulation H2CO3 +HCO 3 - 1. 細胞的調(diào)節(jié) Regulation of Cell： 急性呼吸性酸中毒 acute respiratory acidosis， 血紅蛋白hemoglobin、氧合血紅蛋白oxyh

18、emoglobin buffering system,主要代償方式,！,2.腎臟的調(diào)節(jié) Regulation of kidney 腎臟排酸保堿的功能增強 chronic respiratory acidosis,主要代償方式,（四）血氣指標 PH N/ PaCO2 ， AB，SB，BB，BE . ABSB,（五） 對機體的影響 Effects on the body 1.對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響 Effect on central nervous system: CO2 麻醉（carbon dioxid narcosis): 精神錯亂、震顫、譫妄或嗜睡、昏迷等，嚴重時可危及生命。 臨床上稱為“肺性

19、腦?。╬ulmonary encephalopathy)” 2.對血管的影響 Effect on blood vessel: stretch 顱內(nèi)壓增高, 病人持續(xù)性頭疼，頭暈等,（六）Principle of treatment 1.防治原發(fā)病，祛除誘因 2.改善通氣 3.嚴重者適當應用堿性藥物，但切記一定在改善通氣的基礎上，否者會加重病情，例：給予NaH CO3 , H+ HCO-3 H2CO3 H2O + CO2,三、代謝性堿中毒 （Metabolic alkalosis）: 血漿HCO-3原發(fā)性增多為特征的酸堿平衡紊亂。 (一)原因與機制,1. 酸性物質(zhì)的丟失 （1）胃液丟失 ：,嘔吐

20、,H+,H+,H+,H+,H+,H+,(2) 經(jīng)腎臟的丟失 1) 應用利尿劑 速尿抑制髓袢升枝粗段Cl-、Na+、H2O的重吸收 遠端流速加快 促進遠端腎小管泌H+泌K+,遠端Na+增加,2) 腎上腺皮質(zhì)激素過多 a .primary aldosteronism b. secondary aldosteronism： 如肝硬化腹水患者有效循環(huán)血量減少 容量感受器醛固酮 腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)活性增強醛固酮增多 c .increase of glucocoticoid： 皮質(zhì)醇具有醛固酮的作用 Cushings syndrome,2. HCO - 3過量負荷 （1）NaH CO3 （2)

21、庫存血,以上情況一般發(fā)生在 腎功能不良的基礎上。,3. H+向細胞內(nèi)移動 低鉀時H+向細胞內(nèi)移動； 腎臟排H+增多,（二）分類Classification 1.鹽水反應性堿中毒 Saline-responsive alkalosis： 見于胃液的丟失和利尿劑的使用不當 2. 鹽水抵抗性堿中毒 Saline-resistant alkalosis ： 見于其它堿中毒的原因如低鉀,（三）代償調(diào)節(jié) Compensatory regulation H2CO3 +HCO 3 1.血液的緩沖：非碳酸氫鹽為主 2.肺的代償調(diào)節(jié) H+ 外周化學感受器 呼吸中樞受抑制 呼吸運動 3.組織細胞的調(diào)節(jié)： H+ -

22、K+ 交換， hypokalemia 4.腎的代償調(diào)節(jié)：腎臟排酸保堿的功能減弱,缺鉀、醛固酮增多時“反常性酸性尿”,（四）血氣分析變化 PH N / ，AB，SB，BB，BE PaCO2 ABSB,（五）對機體的影響 1.中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能改變：hyperexcitiability . （1） GABA減少,堿性環(huán)境,腦內(nèi)氨基丁酸轉氨酶活性增強、 谷氨酸脫羧酶活性降低,（2）缺氧 堿性環(huán)境下，血紅蛋白氧離曲線左移，腦細胞得不到充足的氧供應。,hypoxia of brain cells,堿中毒氧離曲線左移,2. 對神經(jīng)肌肉的影響 Ca2 + + plasma protein 3. 低鉀血癥Hyp

23、okalemia （1）堿中毒導致鉀移入細胞內(nèi)； （2）腎臟排鉀增多。,酸,堿,Binding calcuim,Principle of treatment 1.Saline-responsive alkalosis： 用半張或等張的鹽水治療有效，機制可能為 （1）消除“濃縮性堿中毒”成分的作用。 （2）改善有效循環(huán)血量。 （3）促皮質(zhì)集合管分泌HCO-3,2. Saline-resistant alkalosis ： 全身性水腫改用碳酸酐酶抑制劑； 低鉀血癥補KCl； 原發(fā)性醛固酮增多癥引用抗醛固酮藥物及補鉀。,四、呼吸性堿中毒 （Respiratory alkalosis） 血漿H2CO3

24、濃度原發(fā)性減少為特征的酸堿平衡紊亂。,（一）原因和機制 1） 低氧血癥 2）肺疾患 3）呼吸中樞受到直接刺激 NH3 4）精神性障礙 5）機體代謝旺盛 hypermetabolism 6) 人工呼吸機使用不當 misuse of assistant respiratory machine,hyperventilation,（三）機體的代償調(diào)節(jié) 1.細胞的調(diào)節(jié) 離子交換和細胞內(nèi)的緩沖。是急性的主要代償方式。 2.腎臟的調(diào)節(jié)，排酸保堿能力下降。是慢性的主要代償方式。,（四）血氣指標的變化 PH 正常或升高，PaCO2降低， 經(jīng)機體的調(diào)節(jié)，AB，SB，BB, BE降低。,（五）對機體的影響 1) C

25、NS功能障礙：易眩暈(dizziness)、四肢及口周圍感覺異常等。腦血管收縮 。 2) 神經(jīng)肌肉興奮性增高 3) 低鉀血癥hypokalemia （六）Principle of treatment 治療原發(fā)病，同時適當補充CO2,第四節(jié) 混合型酸堿平衡紊亂 呼吸性酸中毒 代謝性酸中毒 呼吸性堿中毒 代謝性堿中毒,一、雙重性酸堿失衡 （一）酸堿一致型 1.呼吸性酸中毒合并代謝性酸中毒 (1)原因：如心跳和呼吸驟停。 (2)特點：HCO3- PaCO2 呈嚴重失代償狀態(tài)，PH明顯下降，并形成惡性循環(huán)，患者SB 、 AB 及BB均降低，AB SB、血漿K+濃度升高，AG增大。,2 .呼吸性堿中毒合

26、并代謝性堿中毒 (1)原因：高熱伴嘔吐等。 (2)特點： PaCO2降低，血漿HCO3-升高，血氣指標PH明顯升高,SB、AB、BB均升高，ABSB，血漿K+濃度降低。,(二)酸堿混合型,1.呼吸性酸中毒合并代謝性堿中毒 (1)原因：如慢性阻塞性肺疾病伴嘔吐。 (2)特點：PaCO2 、 HCO3-濃度均升高而且升高的程度均已超過彼此正常代謝范圍，AB、SB、BB均升高，BE正值加大，PH變動不大，略偏高或偏低，也可在正常范圍內(nèi)。,2 .代謝性酸中毒合并呼吸性堿中毒 (1)原因：如糖尿病、腎功能衰竭或感染性休克及心肺疾病等危重病人伴有發(fā)熱時。 (2)特點：HCO3- 和PaCO2均降低，兩者不能互相代償，均小于