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1、章酸碱平衡紊乱章酸碱平衡紊乱 体液酸碱度相对恒定是维持内环境稳定的重要 组成部分之一 机体自动维持体内酸碱相对稳定的过程 称为 酸碱平衡 acid base balance 因机体出现酸碱超负荷 严重不足或调节机制 障碍 导致体内酸碱稳态破坏 称为酸碱平衡紊乱 acid base disturbance 或酸碱失衡 acid base inbalance Acid Base Disturbance 第一节第一节 酸碱的酸碱的自稳态自稳态 一 酸碱的概念一 酸碱的概念 能释放H 的物质称为酸 能接受H 的物质称为 碱 酸总是与相应的碱形成一个共轭体 H2CO3 H HCO3 NH4 H NH3
2、H2PO4 H HPO42 HPr H Pr Acid Base Disturbance 二 体液酸碱物质的来源二 体液酸碱物质的来源 代谢 摄食使体内酸碱量发生变化 普通膳食条 件下 体内酸生成量远超过碱 一 酸 一 酸主要由体内代谢产生主要由体内代谢产生 1 1 挥发酸 挥发酸 volatile acidvolatile acid 可以CO2形式由肺排出的酸 即碳酸 是体内代谢 过程产生最多的酸 细胞内碳酸酐酶 红细胞 肾小管上皮细胞 肺泡上皮细 胞 胃黏膜上皮细胞 催化CO2与水结合生成H2CO3 碳酸酐酶 碳酸酐酶 CO2 H2O H2CO3 H HCO3 Acid Base Dist
3、urbance 2 2 固定酸 固定酸 fixed acidfixed acid 只能通过肾由尿排出的酸性物质 如蛋白 糖 脂肪分解产生的H3PO4 H2SO4 尿酸 乳酸 丙 酮酸 乙酰乙酸 羟丁酸等 3 3 摄入的酸摄入的酸性物质性物质 食物和饮料中含有的乙酸及酸性药物 氯化铵 水 杨酸 等 Acid Base Disturbance 二 碱 二 碱主要来自食物主要来自食物 特别是蔬菜和水果中所含的有机酸盐 柠檬酸盐 苹果酸盐和草酸盐 多为碱性盐 体内代谢过程可生成少量的碱性物质 如NH3 体内碱的生成量远少于酸 Acid Base Disturbance 三 酸碱平衡的调节三 酸碱平衡的
4、调节 一 体液的缓冲 一 体液的缓冲 bufferbuffer 作用作用 缓冲对缓冲对 溶液里存在弱酸和其相对应的盐 具有 减轻溶液轻度pH变化的能力 1 1 体液中的缓冲对体液中的缓冲对 NaHCO3 Na2HPO4 NaPr H2CO3 NaH2PO4 HPr KPr K2HPO4 HPr KH2PO4 KHb KHbO2 KHCO3 HHb HHbO2 H2CO3 ECF ICF 一般细胞 红细胞 Acid Base Disturbance 全血的五种缓冲系统 Acid Base Disturbance 全血中各缓冲系统的含量与分布 缓冲系统占全血缓冲系统 血浆HCO3 35 细胞内HC
5、O3 18 Hb 及HbO2 35 Pr 7 HPO4 5 53 Acid Base Disturbance 1 1 NaHCONaHCO 3 3 H H 2 2 COCO 3 3 缓冲对作用最强缓冲对作用最强 含量占体液总缓冲量一半以上 与呼吸和泌尿功能紧密相联 NaHCO3可由肾脏 排出 H2CO3 可由呼吸调节 HCl NaHCO3 NaCl H2CO3 NaOH H2CO3 NaHCO3 H2O 仅缓冲体内的固定酸 2 2 HbHb缓冲对作用占第二位 主要缓冲挥发酸缓冲对作用占第二位 主要缓冲挥发酸 碳酸酐酶 CO2进入Rbc HCO3 和H H 与Hb 氨基结合 氨基甲酸血红蛋白 该
6、反应较快 Acid Base Disturbance 3 3 组织细胞的缓冲作用 组织细胞的缓冲作用 通过细胞膜内外的离子交换和细胞内液的缓冲系 统 磷酸盐和蛋白 完成 发挥作用需2 4 h 细胞膜有多种离子转运蛋白 不同细胞内外可进 行H K H Na Cl HCO3 等双向离子交换 Acid Base Disturbance 2 2 缓冲调节的特点缓冲调节的特点 属化学反应 即刻发挥作用 但总体能力有限 缓冲 对总量有限 仅将强酸变为弱酸或强碱变为弱碱 PaCO2 脑脊液 H PaO2 PaCO2 H e 中枢化学感受器 外周化学感受器 呼吸中枢兴奋性 呼吸深快 呼出CO2 降低体内 H2
7、CO3 二 呼吸调节 二 呼吸调节 体内代谢产生的碳酸须由肺排出体外 Acid Base Disturbance 中枢化感器对PaCO2 的敏感度 外周化感器 当PaCO2 或 H e 时反向调节 呼吸调节的特点 呼吸调节的特点 1 呼吸中枢在肺功能正常时方能发挥代偿性作用 2 呼吸调节属神经反射 调节速度快 数分钟内 开始发挥作用 12 h 24 h可达最大代偿 3 生理状态体内产生的大量酸均由呼吸排出 而呼 吸调节体内酸碱量变化的能力有限 中枢兴奋性同时 受PaO2变化的影响 Acid Base Disturbance 三 肾的调节和代偿作用 三 肾的调节和代偿作用 通过调节排出酸或保留碱
8、的量 调节血浆 HCO 维持pH相对恒定 排酸排酸 通过滤出酸 泌H 排NH4 及可滴定酸 酸 性磷酸盐 排出固定酸 保碱保碱 重吸收原尿中HCO3 与H Na 交换偶联 在肾小管上皮中新生成HCO3 与泌NH4 排酸性磷 酸盐偶联 防止丢失 补充消耗 Acid Base Disturbance Acid Base Disturbance 1 近端肾小管泌H 重吸收 NaHCO3 2 远端肾小管及集合管泌H 重 吸收NaHCO3 3 排泌NH4 肾脏对酸碱平衡的调节 4 4 远端小管的远端小管的KK Na Na 交换和交换和HH Na Na 交换 交换 两种交换两种交换 之间存在竞争性抑制作用
9、 之间存在竞争性抑制作用 酸中毒时 酸中毒时 HH 分泌增多 分泌增多 KK 分泌分泌 减少减少 高血钾 而碱中毒时常伴有低血钾 高血钾 而碱中毒时常伴有低血钾 肾调节酸碱紊乱的特点 肾调节酸碱紊乱的特点 1 肾小管上皮细胞酸化时 碳酸酐酶 脱氨酶活 性 排酸保碱 肾小管上皮细胞变碱时 酶活 性抑制 直接排碱 Acid Base Disturbance 2 当体内固定酸 时 肾直接排酸 保碱 减轻体内 酸的增多 体内CO2 时 肾保碱使 HCO3 使 HCO3 H2CO3 比值恢复正常 3 肾调节作用强大而持久 但启动慢 数小时后方 开始发挥作用 3 5天可达最大代偿 Acid Base Di
10、sturbance 机体通过多种调节途径维持酸碱平衡 当体内酸碱变化程度超过机体最大代偿能力时 或调节酸碱平衡的器官功能障碍时 体内酸碱量发生明显变化 或同时酸碱比值 pH 发生明显改变 酸碱平衡紊乱 Acid Base Disturbance 一 一 Henderson HasselbalchHenderson Hasselbalch方程方程 溶液溶液 H H 的负对数即的负对数即pHpH pH pKa lg HCO3 H2CO3 H2CO3 PaCO2 pH 6 1 lg HCO3 0 03 PaCO2 6 1 lg24 1 2 7 4 第二节第二节 反映酸碱平衡的指标反映酸碱平衡的指标
11、HCO3 pH PaCO2 1 血液pH主要取决于 HCO3 与PaCO2 的比值 受肾脏调节的代谢性因素受肾脏调节的代谢性因素 受肺脏调节的呼吸性因素受肺脏调节的呼吸性因素 Acid Base Disturbance 2 当病因引起 HCO3 原发性变化时 机体代偿必 将使PaCO2发生继发性同方向变化 以维持pH恒定 反之亦然 因而 体内 HCO3 和PaCO2的变化都存在两种可 能 病因引起 的原发变化 或代偿引起的继发变化 3 病因引起 HCO3 原发性改变的 称为代谢性 为代碱 为代酸 病因引起PaCO2原发性改变 的 称为呼吸性 为呼酸 为呼碱 Acid Base Disturba
12、nce 一 一 pHpH值值 溶液 H 的负对数 动脉血pH 7 4 0 05 1 pH超出正常称为失 不完全 代偿性 失 不完全 代偿性 7 45为失代偿性碱中毒 7 35为失代偿性酸中毒 2 pH在正常范围内 可能为 若 HCO3 和PaCO2均正常 则无酸碱紊乱 若 HCO3 和PaCO2值已不正常 a 可能为代偿性 代偿调节不可能使代偿调节不可能使pHpH超过超过7 47 4 故若pH在7 4 7 45间为代 偿性碱中毒 pH在7 35 7 4间为代偿性酸中毒 b 可能为严重程度相当的酸中毒合并碱中毒 二 酸碱平衡的指标二 酸碱平衡的指标 Acid Base Disturbance 二
13、 反映呼吸因素 二 反映呼吸因素 PaCOPaCO 2 2 的指标 的指标 PaCO PaCO 2 2 是是物理溶解在动脉血中的CO2产生的张力 正常值 33 46 mmHg 40 5 mmHg 1 若 33 mmHg 过度通气 可能为 呼碱呼碱 病因引起其原发性变化病因引起其原发性变化 代酸代酸 代偿引起其继发性变化代偿引起其继发性变化 Acid Base Disturbance 2 若 46 mmHg CO2潴留 可能为 呼酸呼酸 病因引起其原发性变化病因引起其原发性变化 代碱代碱 代偿引起其继发性变化代偿引起其继发性变化 三 反映代谢性因素 三 反映代谢性因素 HCO HCO 3 3 的
14、指标的指标 因而该类指标分为两大类 1 1 排除呼吸因素影响的代谢指标排除呼吸因素影响的代谢指标 标准条件下测取的代谢指标 动脉血样品在38 血氧饱和度100 PCO240 mmHg条件平衡后测 1 1 缓冲碱 缓冲碱 buffer base BBbuffer base BB 在标准条件下1升动脉血中具有缓冲作用的碱性物 质的总量 包括血浆和血细胞内 正常值 50 5 mmol L 45 52 mmol L 血液中CO2含量的变化会影响 HCO HCO 3 3 的量 CO2 H2O H2CO3 HCO3 H Acid Base Disturbance 2 2 碱剩余 碱剩余 base exce
15、ss BEbase excess BE 在标准条件下1升动脉血加酸或碱滴定到pH7 4时 所用的酸或碱量 需用酸表明血液碱多 以 值表 示 需用碱表明血液酸多 以 值表示 标准条件下动脉血中所含碱量较正常多或少多少动脉血中所含碱量较正常多或少多少 正常值 0 3 mmol L 3 3 mmol L 0 的含义 3 3 标准碳酸氢盐 标准碳酸氢盐 standard bicarbonate SBstandard bicarbonate SB 在标准条件下1升动脉血中的 HCO3 含量 正常值 22 27 mmol L 24 3 mmol L Acid Base Disturbance 2 2 受呼
16、吸因素影响的代谢指标受呼吸因素影响的代谢指标 动脉血密封未经标准条件校准直接测其中碱量 实际碳酸氢盐 实际碳酸氢盐 actual bicarbonate ABactual bicarbonate AB 指1升动脉血在隔绝空气条件下测得的HCO3 量 正常值 22 27 mmol L 24 3 mmol L Acid Base Disturbance 代谢性指标变化的意义代谢性指标变化的意义 1 1 代谢性指标 可能为 代碱 病因引起其原发性升高 呼酸 代偿引起其继发性升高 代谢性指标 可能为 代酸 病因引起其原发性降低 呼碱 代偿引起其继发性降低 2 AB与SB的关系 两者为不同条件下测得的同一物质 HCO3 的量 SB仅受病因和肾代偿的影响 AB除受病因和肾代偿影响外 还直接受PaCO2影响 Acid Base Disturbance 正常时因PaCO2为40 mmHg 故AB SB 若AB SB 反映PaCO2 40 mmHg CO2潴留 PaCO2 呼酸时原发性 代碱时继发性 若AB 而SB BE正常 见于急呼酸 肾尚 未充分代偿 若AB 而SB BE也均 见于慢呼酸或代碱 Ac
