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1、临床医学专业八年制卫生部规划教材人民卫生出版社 Peoples Medical Publishing House第七章第七章 酸碱平衡紊乱酸碱平衡紊乱 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
2、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+NH3H2PO4- 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. 物质代谢的终产物生成碳酸物质代谢的终产物生成碳酸（代谢过程产生最多的酸）可以CO2形式由肺排出的酸（即碳酸）称挥发酸（挥发酸（ volatile acidvolatile acid） 。细胞内碳酸酐酶（
3、红细胞、肾小管上皮细胞、肺泡上皮细胞、胃粘膜上皮细胞）催化CO2与水结合生成H2CO3 碳酸酐酶 碳酸酐酶 CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3Acid-Base Disturbance2.2.物质代谢的中间产物组成物质代谢的中间产物组成固定酸（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.食物或药物是固定酸的另一来源食物或药物是固定酸的另一来源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
4、（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 HPrKPr K2HPO4HPr KH2PO4 KHb KHbO2 KHCO3 H
5、Hb HHbO2 H2CO3 ECF： ； ； ；ICF（一般细胞）： ； ； （红细胞） ： ； ； Acid-Base Disturbance表7-1 全血的五种缓冲系统 Acid-Base Disturbance表7-2 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HCO3- 18Hb-及HbO2-35Pr -7HPO4 -553%Acid-Base Disturbance（1 1）NaHCONaHCO3 3/H/H2 2COCO3 3是血液中最重要的是血液中最重要的缓冲系统缓冲系统 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
6、可由肾脏 排出，H2CO3 可由呼吸调节）；HCl+NaHCO3 NaCl+H2CO3NaOH+ 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24 h。 酶酶 Cl-e, H+iK+e, H+i 细胞膜有多种离子转运蛋白，不同细胞
7、内外可进 行H+-K+、H+-Na+、Cl-HCO3- 等双向离子交换。一般细胞：H+ H+ K+Rbc内：CO2 CO2 CO2 H2OHCO3- H+ HHb/HHbO2Cl- Hb-/HbO2-Acid-Base Disturbance2.2.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）。（4 4）代谢性酸中毒持续较久时，骨盐溶解也参与缓）代谢性酸中毒持续较久时，骨盐溶解也参与缓 冲调节冲调节（造成骨质疏松）。 Ca3(PO4)2+4H+ 3Ca2+2H2PO4-组织细胞缓冲调节的特点：首先通过细胞膜内外的离子
8、交换以维持电中性， 然后由ICF缓冲对缓冲。将胞外的酸、碱度变化转移 到胞内，减轻了ECF酸碱度变化，使ICF发生与ECF同性质酸碱度变化，同时引起继发性离子紊乱。Acid-Base DisturbancePaCO2 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H2CO3（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.呼吸中枢至肺功能正常时方能发挥代偿
9、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 h24 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
10、、补充消耗。肾脏对酸碱平衡的调节方式主要有四种: Acid-Base Disturbance1.1.HH+ +NaNa+ +交换交换: : 主要在近端小管进行，占其泌H+的2/3Acid-Base Disturbance2.2.主动泌主动泌HH+ +：主要在远端小管和集合管的闰细胞进行， 也占近曲小管泌H+的 1/3。Acid-Base Disturbance3.3.产产NHNH3 3、排泌排泌 NHNH4 4+ +：近端小管（产NHNH4+的主要 场所）的NH4+-Na+交换与远端小管泌NH3Acid-Base Disturbance4.4.远端小管的远端小管的KK+ +-Na-Na+ +交
11、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。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 Disturbance2.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
12、强大而持久，但启动慢，数小时后方 开始发挥作用，35天可达最大代偿。 Acid-Base Disturbance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、pHpH是反映酸碱度的指标是反映酸碱度的指标溶液溶液HH+ + 的负对数即的负对数即pHpH。1. pH1. pH由由Henderson-Henderson-HasselbalchHasselbalch方程式计算方程式计算pH = pKa+lgHCO3-/
13、 H2CO3 H2CO3 =PaCO2pH= 6.1+lg HCO3-/ 0.03 PaCO2=6.1+lg24/1.2=6.1+lg20/1=6.1+1.3=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 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HCO3- pH PaCO2 Acid-Base Disturbance(2)血液pH受代谢和呼吸两方面因素的影响：由代谢因因素（素（HCO3- ）改变引起的酸碱平衡紊乱称为）改变引起的酸碱平衡紊乱称为代谢性代谢性 ，由呼吸由呼吸 性因素（性因素（PaCO2 ）改变引起的酸碱平衡紊乱称为改
14、变引起的酸碱平衡紊乱称为呼吸性呼吸性 。 Acid-Base Disturbance(1) 血液pH主要取决于HCO3-与PaCO2 的比值：比值减小为酸中毒，比值增大为碱中毒。 (3) 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。 经过代偿变化后，维持了HCO3-与PaCO2的比值 不变，pH回到正常范围内，称为代偿性酸碱平衡紊乱 。如果经过代偿变化后，pH不能回到正常范围内，就称之为失代偿性酸碱平衡紊乱。病因引起HCO3-原发性改变，称为代谢性酸碱平 衡紊乱（为代碱，为代酸）；病因引起PaCO2原发性改 变，称为呼吸性酸碱平衡紊乱（为呼酸，为呼碱）Acid-Base Disturbance体内 HCO3-和PaCO2的变化都存在两种可能，病 因引起 的原发性变化，或代偿引起的继发性变化。2. 2. 正常动脉血
