酸碱平衡调节
酸碱平衡(ABG)由 H+ 和 OH- 离子的浓度比例决定。质子浓度升高使内环境偏酸,羟基离子升高则使其偏碱。正常动脉血 pH 为 7.35–7.45,其维持依赖于两个调节水平:化学调节(缓冲系统)和生理调节(肺和肾脏)。
机体的缓冲系统
缓冲对是防止添加酸或碱时 pH 发生剧烈变化的混合物。主要的缓冲系统包括:
- 碳酸氢盐缓冲对 — 弱碳酸 H2CO3 及其盐 NaHCO3;关键的细胞外缓冲对。
- 磷酸盐缓冲对 — NaH2PO4 和 Na2HPO4 的混合物;主要在细胞内和尿液中发挥作用。
- 蛋白质缓冲对 — 蛋白质具有两性性质,归功于氨基(–NH2,呈碱性)和羧基(–COOH,呈酸性)。
- 血红蛋白缓冲对 — 在红细胞中起作用,是全血中最重要的缓冲系统。
生理代偿机制
外呼吸系统通过排出 CO2 来调节 pH:过度通气会降低 paCO2 并使 pH 向碱性方向偏移,低通气则相反。
肾脏实现三种机制:
- 改变肾小管对碳酸氢盐 HCO3- 的重吸收;
- 产酸作用 — 向肾小管腔内分泌质子;
- 产氨作用 — 分泌铵离子 NH4+,这使得排泄酸时不会导致尿液过度酸化。
阿斯特鲁普酸碱平衡指标
- pH — 正常值为 7.35–7.45。
- paCO2 — 二氧化碳分压,约为 40 mmHg;反映呼吸成分。
- SB(标准碳酸氢盐) — 在标准血氧饱和度条件下测得的血浆标准碳酸氢盐。
- BB(缓冲碱) — 血液中所有缓冲碱的总和。
- BE(碱剩余) — 缓冲碱的偏移量;实际 BB 与正常 BB 之间的差值。
- 尿可滴定酸度(TA) — 通过用 NaOH 将 24 小时尿液滴定至 pH 7.4 来测定;表征肾脏排泄游离质子的能力。
- 尿中 NH4+ 浓度 — 反映产氨作用的强度。
酸中毒:气性及非气性酸中毒
酸中毒发生于氢离子过多时。根据代偿情况,可分为代偿性(pH 7.35–7.4)和失代偿性(pH 低于 7.35)两类。
气性(呼吸性)酸中毒发生于 paCO2 原发性升高时,即由于低通气、支气管阻塞、呼吸中枢抑制引起的高碳酸血症。作为代偿,肾脏会增加碳酸氢盐的重吸收,从而使 SB 升高。
非气性酸中毒分为:
- 代谢性酸中毒 — 缺氧、糖尿病、饥饿时有机酸(乳酸、酮体)的蓄积;其特点是阴离子隙增大。
- 排泄性肾性酸中毒 — 肾小管酸中毒:H+ 分泌和 HCO3- 重吸收减少,TA 和 NH4+ 下降;由溶血、某些抗生素和抗病毒药物诱发。
- 排泄性肠源性酸中毒 — 腹泻、肠瘘时随肠内容物丢失碳酸氢盐。
- 外源性酸中毒 — 外源性酸类摄入(中毒、输入酸性溶液)。
在非气性酸中毒时,SB 下降,并通过过度通气使 paCO0(此处指代 paCO2)代偿性下降。
碱中毒:气性及非气性碱中毒
气性碱中毒形成于过度通气和 paCO2 降低时(高山缺氧、癔症、机械通气)。作为代偿,肾脏减少对 HCO3- 的重吸收,SB 下降。
非气性(代谢性)碱中毒发生于 HCO3- 原发性升高时:碱类摄入过多、呕吐丢失酸性胃内容物、醛固酮增多症。SB 升高,代偿性低通气使 paCO3(此处指代 paCO2)升高。
单纯酸碱平衡紊乱的评估算法
- 评估 pH:低于 7.35 为酸中毒,高于 7.45 为碱中毒。
- 根据 paCO 确定紊乱性质2:
- 若为酸中毒,paCO2 升高提示为气性,降低提示为非气性;
- 若为碱中毒,paCO2 降低见于气性,升高见于非气性。
- 评估 SB 和 BE:它们的偏移证实了代偿机制的启动,并有助于区分急性过程与慢性过程。
- 对于非气性酸中毒,需结合 TA、尿 NH4+、阴离子隙及临床背景明确其亚型。
关键要点
- 血液 pH 正常值为 7.35–7.45;由缓冲对、肺和肾脏进行调节。
- 主要缓冲对:碳酸氢盐、磷酸盐、蛋白质和血红蛋白缓冲对。
- 肾脏通过重吸收 HCO3-、产酸作用和产氨作用来调节 pH。
- 阿斯特鲁普法的主要酸碱平衡指标:pH、paCO2、SB、BB、BE、TA 及尿 NH4+。
- 气性酸中毒与高碳酸血症相关,气性碱中毒与低碳酸血症相关。
- 非气性酸中毒分为代谢性、排泄性肾性、肠源性和外源性酸中毒。
- 代谢性碱中毒伴随 SB 升高和代偿性低通气。
- 诊断算法:pH → paCO2 → SB/BE → 临床数据。