第一節(jié) 酸堿物質(zhì)的來源 一、體液中酸堿物質(zhì)的來源 酸的來源 揮發(fā)酸 碳酸是體內(nèi)唯一的揮發(fā)酸 固定酸 機體產(chǎn)生的固定酸主要包括蛋白質(zhì)分解代謝產(chǎn)生的硫酸、磷酸和尿酸；糖酵解產(chǎn)生的甘油酸、丙酮酸和乳酸，糖氧化過程生成的三羧酸；脂肪代謝產(chǎn)生的β-羥丁酸和乙酰乙酸 機體有時會攝入一些酸性食物，或服用酸性藥物氯化銨、水楊酸等，成為固定酸的另一來源 一般情況下固定酸的主要來源是蛋白質(zhì)的分解代謝，因此，體內(nèi)固定酸的生成量與食物中蛋白質(zhì)的攝入量成正比 堿的來源 體內(nèi)堿性物質(zhì)主要來自于食物 蔬菜、瓜果所含的有機酸鹽，如檸檬酸鹽、蘋果酸鹽和草酸鹽（主要是Na?或K?鹽） 體內(nèi)代謝過程也可產(chǎn)生堿性物質(zhì)，如氨基酸脫氨基產(chǎn)生的氨，可經(jīng)肝代謝后生成尿素，故對體液的酸堿度影響不大 第二節(jié) 酸堿平衡的調(diào)節(jié) 一、血液的緩沖作用 主要有碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)、磷酸鹽緩沖系統(tǒng)、血漿蛋白緩沖系統(tǒng)、血紅蛋白和氧合血紅蛋白緩沖系統(tǒng)五種 碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)（血液緩沖系統(tǒng)中最為重要） 緩沖能力強，是含量最多的緩沖系統(tǒng) 可進行開放性調(diào)節(jié)：碳酸能轉(zhuǎn)變成CO?，將血液緩沖調(diào)節(jié)與呼吸調(diào)節(jié)聯(lián)系在一起，HCO??能通過腎調(diào)控，由此與腎臟調(diào)節(jié)連為一體。因此，碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)的緩沖能力遠超出其化學(xué)反應(yīng)本身所能達到的程度 可以緩沖所有固定酸。但不能緩沖揮發(fā)酸 磷酸鹽緩沖系統(tǒng) 存在于細胞內(nèi)外液中，主要在細胞內(nèi)液及腎小管中發(fā)揮緩沖作用，包括血漿的NaH?PO?/Na?HPO?和細胞內(nèi)的KH?PO?/K?HPO?，含量約占全血緩沖系統(tǒng)的5%左右 蛋白質(zhì)緩沖系統(tǒng) 存在于血漿及紅細胞內(nèi)，只有當其他緩沖系統(tǒng)都被調(diào)用后，其作用才顯示出來。血漿蛋白作為陰離子而存在可通過釋放或結(jié)合H?而起緩沖作用，含量約占全血緩沖系統(tǒng)的7%。 血紅蛋白和氧合血紅蛋白緩沖系統(tǒng)含量約占全血緩沖系統(tǒng)的35%，主要在緩沖揮發(fā)酸中起作用 二、肺在酸堿平衡中的調(diào)節(jié)作用 肺在酸堿平衡中的作用是通過改變CO?的排出量來調(diào)節(jié)血漿碳酸（揮發(fā)酸）濃度，使血漿中HCO??與H?CO?比值接近正常，以保持pH相對恒定。肺泡通氣量是受延髓呼吸中樞控制的，呼吸中樞接受來自中樞化學(xué)感受器和外周化學(xué)感受器的刺激。 呼吸運動的中樞調(diào)節(jié) 呼吸中樞化學(xué)感受器對腦脊液和局部細胞外液中H?變化敏感，但血液中的H?不易通過血腦屏障，故血液pH變動對中樞化學(xué)感受器作用較小 而血液中CO?能迅速通過血腦屏障，使化學(xué)感受器周圍H?濃度升高，從而使呼吸中樞興奮 由于腦脊液中碳酸酐酶（CA）較少，所以對CO?的反應(yīng)有一定延遲 PaCO?的正常值為40mmHg，PaCO?只需升高2mmHg，就可刺激中樞化學(xué)感受器，出現(xiàn)肺通氣增強的反應(yīng)，從而降低血中H?CO?濃度實現(xiàn)反饋調(diào)節(jié)。如果PaCO?進一步增加超過80mmHg以上時，呼吸中樞反而受到抑制，產(chǎn)生CO?麻醉 呼吸運動的外周調(diào)節(jié) 外周化學(xué)感受器有主動脈弓特別是頸動脈竇感受器，能感受低氧、H?濃度和CO?的刺激。PaCO?需升高10mmHg才能刺激外周化學(xué)感受器，所以外周化學(xué)感受器與中樞化學(xué)感受器相比，反應(yīng)較不敏感。 PaCO?升高或降低，主要通過延髓呼吸中樞化學(xué)感受器發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，外周化學(xué)感受器主要感受低氧，反射性引起呼吸中樞興奮，使呼吸加深加快，增加CO?排出量。但PaO?過低對呼吸中樞的直接效應(yīng)是抑制 三、組織細胞在酸堿平衡中的調(diào)節(jié)作用 細胞的緩沖作用主要是通過離子交換進行的，如H?-K? 、H?-Na?、 Na?-K?交換以維持電中，紅細胞、肌細胞和骨組織均能發(fā)揮這種作用。 當細胞外液H?過多時，H?彌散入細胞內(nèi)，而K?從細胞內(nèi)移出；反之，當細胞外液H?過少時， H?由細胞內(nèi)移出，而K?從細胞外移入，所以酸中毒時，往往可伴有高血鉀，堿中毒時可伴有低血鉀。 Cl?-HCO??的交換也很重要因為CI?是可以自由交換的陰離子，當HCO??升高時，它的排出可由CI?-HCO??交換來完成。紅細胞Cl?-HCO??陰離子交換體對急性呼吸性酸堿紊亂的調(diào)節(jié)起重要作用 此外，肝臟可以通過合成尿素清除NH?參與調(diào)節(jié)酸堿平衡，骨骼的鈣鹽分解也可對H?起到一定的緩沖作用。 骨骼緩沖可能引起骨質(zhì)脫鈣，骨質(zhì)軟化等病理變化，因此，它并非是生理性的酸堿平衡調(diào)節(jié)方式。 四、腎在酸堿平衡中的調(diào)節(jié)作用 腎主要調(diào)節(jié)固定酸，具體是通過腎小管上皮細胞的排H?、排氨和重吸收Na?、HCO??等來實現(xiàn)。（排酸保堿） 近曲小管泌H?和對NaHCO?的重吸收 腎小球濾液中NaHCO?，含量與血漿相等，其中85%~90%在近曲小管被重吸收，其余部分在遠曲小管和集合管被重吸收。正常情況下，隨尿液排出體外的NaHCO?僅為濾出量的0.1%，即幾乎無NaHCO?的丟失。 HCO??重吸收是通過H?-Na?交換機制：近曲小管細胞在主動分泌H?的同時，從管腔中回收Na?兩者轉(zhuǎn)運方向相反，稱H?-Na?交換或H?-Na?逆向轉(zhuǎn)運，在這種H?-Na?交換時常伴有HCO??的重吸收。 腎小管細胞內(nèi)富含碳酸酐酶(CA)，能催化H?O和CO?結(jié)合生成H?CO?并解離出H?和HCO??。細胞內(nèi)H?經(jīng)管腔膜Na?-H?載體與濾中Na?交換，并與濾過的HCO??結(jié)合成H?CO?，再迅速分解成CO?和H?O，H?O則隨尿排出，CO?又彌散回腎小管上皮細胞，進入細胞內(nèi)的Na?經(jīng)基膜側(cè)鈉泵主動轉(zhuǎn)運入血，使細胞內(nèi)Na?濃度維持在10-30mmol/L的低水平，有利于管腔內(nèi)Na?彌散入腎小管上皮細胞，并促進H?的分泌。而腎小管上皮細胞內(nèi)的HCO??經(jīng)基側(cè)膜的Na?-HCO??轉(zhuǎn)運體(同向載體)進入血液循環(huán)。 Na?-HCO??逆向載體和Na?-HCO??同向載體的轉(zhuǎn)運屬于鈉依賴性繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運，是一個繼發(fā)性耗能過程，所需的能量來源于上皮細胞基底側(cè)膜上的Na?-K?-ATP酶，即鈉泵。鈉泵通過的消耗ATP將細胞內(nèi)Na?的泵出多于K?的泵入，使細胞內(nèi)Na?濃度維持在10～30mmol/L的低水平，有利于官腔內(nèi)Na?彌散入腎小管上皮細胞，并促進H?的分泌，Na?進入上皮細胞內(nèi)增多則有利于Na?和HCO??的重吸收。 遠曲小管及集合管泌H?和對NaHCO?的重吸收 遠曲小管和集合管的閏細胞也可分泌H?，此細胞又稱泌氫細胞，它并不能轉(zhuǎn)運Na?，是一種非Na?依賴性的泌氫，這種借助于H?-ATP酶的作用向管腔泌氫，同時在基側(cè)膜以Cl?-HCO??交換的方式重吸收HCO??稱為遠端酸化作用。 遠曲腎小管泌H?到集合管管腔后，可與管腔濾液中的堿性HPO?2?結(jié)合形成可滴定酸H?PO??使尿液酸化。HPO?2?轉(zhuǎn)變?yōu)镠?PO??的過程道常稱為滴定，因此把H?PO??稱為可滴定酸。但這種緩沖是有限的，當尿液叫降至4.8左右時，兩者比值由原來的4:1變?yōu)?:99，幾乎尿液中所有酸鹽都已轉(zhuǎn)變?yōu)镠?PO??，已不能進一步發(fā)揮緩沖作用了。 遠端小管及集合管還存在Na?-H?交換和Na?-K?交換，尿中的K?，主要是由遠曲小管和集合管分泌的。一般當有Na?的主動吸收時，才會有K?的分泌,兩者的轉(zhuǎn)運方向相反，稱為K?-Na?交換。H?-Na?交換和K?-Na?交換有相互抑制現(xiàn)象。當機體發(fā)生酸中毒時，小管分泌H?濃度增加,Na?-H?交換加強，Na?-K?交換抑制,造成血中K?濃度增高。 NH?的排出 銨(NH??)的生成和排出是pH依性的，即酸中毒越嚴重，尿排NH??量越多。近曲小管上皮細胞是產(chǎn)生NH??的主要場所,主要由谷氨酰胺酶水解谷氨酰胺產(chǎn)生，谷氨酰胺→NH?+谷氨酸、谷氨酸→NH?+α-酮戊二酸。 中毒越嚴重,谷氨酰膠酶的活性也越高，產(chǎn)生氨和產(chǎn)生α-戊二酸也越多。 由于NH?是脂溶性分子，可通過細胞膜自由擴散進入小管腔，也可通過基側(cè)膜進入細胞間隙，而NH?與細胞內(nèi)碳酸解離的H?結(jié)合成NH??通過NH?-Na?交換進入管腔，由尿排出。Na?又與HCO??同向轉(zhuǎn)運進入血液循環(huán)，酸中毒嚴重時，當磷酸鹽緩沖系統(tǒng)不能緩沖時，不僅近曲小管NH??增加，遠曲小管和集合管也可泌NH?，可中和尿液中H?，并結(jié)合成NH??從尿中排泄。 綜上所述： 血液緩沖系統(tǒng)是機體維持穩(wěn)態(tài)的第一道防線，反應(yīng)最為迅速，緩沖系統(tǒng)自身會被消耗，緩沖作用不易持久 肺的調(diào)節(jié)作用效能大，也很迅速，但是肺僅對CO?有調(diào)節(jié)作用，不能緩沖固定酸，調(diào)節(jié)范圍有限 細胞內(nèi)液的緩沖作用強于細胞外液，約3～4小時才發(fā)揮作用，通過細胞內(nèi)外離子的轉(zhuǎn)移來維持酸堿平衡，但可引起血鉀濃度的改變 腎臟的調(diào)節(jié)作用發(fā)揮較慢，但效率高，作用持久，對排出非揮發(fā)酸及保留NaHCO?有重要作用 第三節(jié) 酸堿平衡紊亂常用指標及分類 一、常用指標及意義 ㈠ PH和H?濃度 正常人動脈pH為7.35～7.45，平均值為7.40。凡pH低于7.35為失代償性酸中毒；凡pH高于7.45為失代償性堿中毒。pH值在正常范圍內(nèi)，可以表示酸堿平衡正常，也可表示處于代償性酸堿中毒階段，或同時存在程度相近的混合型酸堿中毒，使pH變動相互抵消。 ㈡ 動脈血CO?分壓 PaCO?與肺通氣量成反比，通氣不足PaCO?升高；通氣過度PaCO?降低，所以PaCO?是反映呼吸性酸堿平衡紊亂的重要指標。 正常值為33～46mmHg，平均值40mmHg。PaCO?＜33mmHg，表示肺通氣過度，CO?排出過多，見于呼吸性堿中毒或代償后的代謝性酸中毒；PaCO?＞46mmHg，表示肺通氣不足，有CO?潴留，見于呼吸性酸中毒或代償后的代謝性堿中毒。 ㈢ 標準碳酸氫鹽和實際碳酸氫鹽 標準碳酸氫鹽(SB)是指全血在標準條件下，即PaCO?為40mmHg，溫度為38℃，血紅蛋白氧飽和度為100%測得的血漿中HCO??的量。由于標準化后HCO??不受呼吸因素影響，所以是判斷代謝因素的指標。 實際碳酸氫鹽(AB)是指隔絕空氣的條件下，在實際PaCO?、體溫和血氧飽和度條件下測得血漿HCO??濃度，因而受呼吸和代謝兩方面影響。 兩者數(shù)值均低表明有代謝性酸中毒，兩者數(shù)值均高表明有代謝性堿中毒。 若SB正常，而AB＞SB時(因為SB正常，所以血漿中HCO??的量正常，故AB＞SB是由于PaCO?出現(xiàn)異常) ，表明有CO?滯留，可見于呼吸性酸中毒。反之AB＜SB則表明CO?排出過多，見于呼吸性堿中毒。SB在慢性呼吸性酸堿中毒時，由于腎臟代償作用，也可發(fā)生繼發(fā)性升高或降低。 ㈣ 緩沖堿 緩沖堿(BB)是血液中一切具有緩沖作用的負離子堿的總和。包括血漿和紅細胞中的HCO??、Hb?、HbO??、Pr?和HPO??，通常以氧飽和的全血在標準狀態(tài)下測定，正常值為45～52mmol/L(平均值為48mmol/L)。 緩沖堿也是反映代謝因素的指標，代謝性酸中毒時(HCO??原發(fā)性減少)BB減少，代謝性堿中毒時BB升高。 ㈤ 堿剩余 堿剩余(BE)也是指標準條件下，用酸或堿滴定全血標本至pH7.40時所需的酸或堿的量(mmol/L)。 若用酸滴定，使血液pH達7.40則表示血液中的堿過多，BE用正值表示；如需用堿滴定，說明被測血液的堿缺失，BE用負值來表示。 全血BE正常值范圍為-3.0～+3.0mmol/L，BE不受呼吸因素影響，是反映代謝因素的指標，代謝性酸中毒時BE負值增加；代謝性堿中毒時BE正值增加。 ㈥ 陰離子間隙 陰離子間隙(AG)是一個計算值，指血漿中未測定的陰離子(UA)與為測定的陽離子(UC)的差值，正常機體血漿中的陽離子與陰離子總量相等，均為151mmol/L，從而維持電荷平衡。 AG=UA-UC=Na?-(HCO??+Cl?)=140-(24+104)=12mmol/L AG可增高可降低，但增高的意義較大，目前多以AG＞16mmol/L作為判斷是否有AG增高代謝性酸中毒的界限