你必看的 酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 第一篇
第一节 酸碱物质的来源一、体液中酸碱物质的来源
1. 酸的来源
a. 挥发酸
i. 碳酸是体内唯一的挥发酸
b. 固定酸
i. 机体产生的固定酸主要包括蛋白质分解代谢产生的硫酸、磷酸和尿酸；糖酵解产生的甘油酸、丙酮酸和乳酸，糖氧化过程生成的三羧酸；脂肪代谢产生的β-羟丁酸和乙酰乙酸
ii. 机体有时会摄入一些酸性食物，或服用酸性药物氯化铵、水杨酸等，成为固定酸的另一来源
iii. 一般情况下固定酸的主要来源是蛋白质的分解代谢，因此，体内固定酸的生成量与食物中蛋白质的摄入量成正比
2. 碱的来源
a. 体内碱性物质主要来自于食物
i. 蔬菜、瓜果所含的有机酸盐，如柠檬酸盐、苹果酸盐和草酸盐（主要是Na⁺或K⁺盐）
b. 体内代谢过程也可产生碱性物质，如氨基酸脱氨基产生的氨，可经肝代谢后生成尿素，故对体液的酸碱度影响不大
第二节 酸碱平衡的调节
一、血液的缓冲作用
主要有碳酸氢盐缓冲系统、磷酸盐缓冲系统、血浆蛋白缓冲系统、血红蛋白和氧合血红蛋白缓冲系统五种
1. 碳酸氢盐缓冲系统（血液缓冲系统中最为重要）
a. 缓冲能力强，是含量最多的缓冲系统
b. 可进行开放性调节：碳酸能转变成CO₂，将血液缓冲调节与呼吸调节联系在一起，HCO₃⁻能通过肾调控，由此与肾脏调节连为一体。因此，碳酸氢盐缓冲系统的缓冲能力远超出其化学反应本身所能达到的程度
c. 可以缓冲所有固定酸。但不能缓冲挥发酸
2. 磷酸盐缓冲系统
a. 存在于细胞内外液中，主要在细胞内液及肾小管中发挥缓冲作用，包括血浆的NaH₂PO₄/Na₂HPO₄和细胞内的KH₂PO₄/K₂HPO₄，含量约占全血缓冲系统的5%左右
3. 蛋白质缓冲系统
a. 存在于血浆及红细胞内，只有当其他缓冲系统都被调用后，其作用才显示出来。血浆蛋白作为阴离子而存在可通过释放或结合H⁺而起缓冲作用，含量约占全血缓冲系统的7%。
b. 血红蛋白和氧合血红蛋白缓冲系统含量约占全血缓冲系统的35%，主要在缓冲挥发酸中起作用
二、肺在酸碱平衡中的调节作用
肺在酸碱平衡中的作用是通过改变CO₂的排出量来调节血浆碳酸（挥发酸）浓度，使血浆中HCO₃⁻与H₂CO₃比值接近正常，以保持pH相对恒定。肺泡通气量是受延髓呼吸中枢控制的，呼吸中枢接受来自中枢化学感受器和外周化学感受器的刺激。
1. 呼吸运动的中枢调节
a. 呼吸中枢化学感受器对脑脊液和局部细胞外液中H⁺变化敏感，但血液中的H⁺不易通过血脑屏障，故血液pH变动对中枢化学感受器作用较小
b. 而血液中CO₂能迅速通过血脑屏障，使化学感受器周围H⁺浓度升高，从而使呼吸中枢兴奋
c. 由于脑脊液中碳酸酐酶（CA）较少，所以对CO₂的反应有一定延迟
d. PaCO₂的正常值为40mmHg，PaCO₂只需升高2mmHg，就可刺激中枢化学感受器，出现肺通气增强的反应，从而降低血中H₂CO₃浓度实现反馈调节。如果PaCO₂进一步增加超过80mmHg以上时，呼吸中枢反而受到抑制，产生CO₂麻醉
2. 呼吸运动的外周调节
a. 外周化学感受器有主动脉弓特别是颈动脉窦感受器，能感受低氧、H⁺浓度和CO₂的刺激。PaCO₂需升高10mmHg才能刺激外周化学感受器，所以外周化学感受器与中枢化学感受器相比，反应较不敏感。
b. PaCO₂升高或降低，主要通过延髓呼吸中枢化学感受器发挥调节作用，外周化学感受器主要感受低氧，反射性引起呼吸中枢兴奋，使呼吸加深加快，增加CO₂排出量。但PaO₂过低对呼吸中枢的直接效应是抑制
三、组织细胞在酸碱平衡中的调节作用
1. 细胞的缓冲作用主要是通过离子交换进行的，如H⁺-K⁺ 、H⁺-Na⁺、 Na⁺-K⁺交换以维持电中，红细胞、肌细胞和骨组织均能发挥这种作用。
2. 当细胞外液H⁺过多时，H⁺弥散入细胞内，而K⁺从细胞内移出；反之，当细胞外液H⁺过少时， H⁺由细胞内移出，而K⁺从细胞外移入，所以酸中毒时，往往可伴有高血钾，碱中毒时可伴有低血钾。
3. Cl⁻-HCO₃⁻的交换也很重要因为CI⁻是可以自由交换的阴离子，当HCO₃⁻升高时，它的排出可由CI⁻-HCO₃⁻交换来完成。红细胞Cl⁻-HCO₃⁻阴离子交换体对急性呼吸性酸碱紊乱的调节起重要作用
4. 此外，肝脏可以通过合成尿素清除NH₃参与调节酸碱平衡，骨骼的钙盐分解也可对H⁺起到一定的缓冲作用。
5. 骨骼缓冲可能引起骨质脱钙，骨质软化等病理变化，因此，它并非是生理性的酸碱平衡调节方式。
四、肾在酸碱平衡中的调节作用
肾主要调节固定酸，具体是通过肾小管上皮细胞的排H⁺、排氨和重吸收Na⁺、HCO₃⁻等来实现。（排酸保碱）
1. 近曲小管泌H⁺和对NaHCO₃的重吸收
a. 肾小球滤液中NaHCO₃，含量与血浆相等，其中85%~90%在近曲小管被重吸收，其余部分在远曲小管和集合管被重吸收。正常情况下，随尿液排出体外的NaHCO₃仅为滤出量的0.1%，即几乎无NaHCO₃的丢失。
b. HCO₃⁻重吸收是通过H⁺-Na⁺交换机制：近曲小管细胞在主动分泌H⁺的同时，从管腔中回收Na⁺两者转运方向相反，称H⁺-Na⁺交换或H⁺-Na⁺逆向转运，在这种H⁺-Na⁺交换时常伴有HCO₃⁻的重吸收。
c. 肾小管细胞内富含碳酸酐酶(CA)，能催化H₂O和CO₂结合生成H₂CO₃并解离出H⁺和HCO₃⁻。细胞内H⁺经管腔膜Na⁺-H⁺载体与滤中Na⁺交换，并与滤过的HCO₃⁻结合成H₂CO₃，再迅速分解成CO₂和H₂O，H₂O则随尿排出，CO₂又弥散回肾小管上皮细胞，进入细胞内的Na⁺经基膜侧钠泵主动转运入血，使细胞内Na⁺浓度维持在10-30mmol/L的低水平，有利于管腔内Na⁺弥散入肾小管上皮细胞，并促进H⁺的分泌。而肾小管上皮细胞内的HCO₃⁻经基侧膜的Na⁺-HCO₃⁻转运体(同向载体)进入血液循环。
d. Na⁺-HCO₃⁻逆向载体和Na⁺-HCO₃⁻同向载体的转运属于钠依赖性继发性主动转运，是一个继发性耗能过程，所需的能量来源于上皮细胞基底侧膜上的Na⁺-K⁺-ATP酶，即钠泵。钠泵通过的消耗ATP将细胞内Na⁺的泵出多于K⁺的泵入，使细胞内Na⁺浓度维持在10～30mmol/L的低水平，有利于官腔内Na⁺弥散入肾小管上皮细胞，并促进H⁺的分泌，Na⁺进入上皮细胞内增多则有利于Na⁺和HCO₃⁻的重吸收。
2. 远曲小管及集合管泌H⁺和对NaHCO₃的重吸收
a. 远曲小管和集合管的闰细胞也可分泌H⁺，此细胞又称泌氢细胞，它并不能转运Na⁺，是一种非Na⁺依赖性的泌氢，这种借助于H⁺-ATP酶的作用向管腔泌氢，同时在基侧膜以Cl⁻-HCO₃⁻交换的方式重吸收HCO₃⁻称为远端酸化作用。
b. 远曲肾小管泌H⁺到集合管管腔后，可与管腔滤液中的碱性HPO₄²⁻结合形成可滴定酸H₂PO₄⁻使尿液酸化。HPO₄²⁻转变为H₂PO₄⁻的过程道常称为滴定，因此把H₂PO₄⁻称为可滴定酸。但这种缓冲是有限的，当尿液叫降至4.8左右时，两者比值由原来的4:1变为1:99，几乎尿液中所有酸盐都已转变为H₂PO₄⁻，已不能进一步发挥缓冲作用了。
c. 远端小管及集合管还存在Na⁺-H⁺交换和Na⁺-K⁺交换，尿中的K⁺，主要是由远曲小管和集合管分泌的。一般当有Na⁺的主动吸收时，才会有K⁺的分泌,两者的转运方向相反，称为K⁺-Na⁺交换。H⁺-Na⁺交换和K⁺-Na⁺交换有相互抑制现象。当机体发生酸中毒时，小管分泌H⁺浓度增加,Na⁺-H⁺交换加强，Na⁺-K⁺交换抑制,造成血中K⁺浓度增高。
3. NH⁺的排出
a. 铵(NH₄⁺)的生成和排出是pH依性的，即酸中毒越严重，尿排NH₄⁺量越多。近曲小管上皮细胞是产生NH₄⁺的主要场所,主要由谷氨酰胺酶水解谷氨酰胺产生，谷氨酰胺→NH₃+谷氨酸、谷氨酸→NH₃+α-酮戊二酸。 中毒越严重,谷氨酰胶酶的活性也越高，产生氨和产生α-戊二酸也越多。
b. 由于NH₃是脂溶性分子，可通过细胞膜自由扩散进入小管腔，也可通过基侧膜进入细胞间隙，而NH₃与细胞内碳酸解离的H⁺结合成NH₄⁺通过NH⁺-Na⁺交换进入管腔，由尿排出。Na⁺又与HCO₃⁻同向转运进入血液循环，酸中毒严重时，当磷酸盐缓冲系统不能缓冲时，不仅近曲小管NH₄⁺增加，远曲小管和集合管也可泌NH₃，可中和尿液中H⁺，并结合成NH₄⁺从尿中排泄。
综上所述：
血液缓冲系统是机体维持稳态的第一道防线，反应最为迅速，缓冲系统自身会被消耗，缓冲作用不易持久
肺的调节作用效能大，也很迅速，但是肺仅对CO₂有调节作用，不能缓冲固定酸，调节范围有限
细胞内液的缓冲作用强于细胞外液，约3～4小时才发挥作用，通过细胞内外离子的转移来维持酸碱平衡，但可引起血钾浓度的改变
肾脏的调节作用发挥较慢，但效率高，作用持久，对排出非挥发酸及保留NaHCO₃有重要作用
第三节 酸碱平衡紊乱常用指标及分类
一、常用指标及意义
一 PH和H⁺浓度
正常人动脉pH为7.35～7.45，平均值为7.40。凡pH低于7.35为失代偿性酸中毒；凡pH高于7.45为失代偿性碱中毒。pH值在正常范围内，可以表示酸碱平衡正常，也可表示处于代偿性酸碱中毒阶段，或同时存在程度相近的混合型酸碱中毒，使pH变动相互抵消。
二 动脉血CO₂分压
PaCO₂与肺通气量成反比，通气不足PaCO₂升高；通气过度PaCO₂降低，所以PaCO₂是反映呼吸性酸碱平衡紊乱的重要指标。
正常值为33～46mmHg，平均值40mmHg。PaCO₂＜33mmHg，表示肺通气过度，CO₂排出过多，见于呼吸性碱中毒或代偿后的代谢性酸中毒；PaCO₂＞46mmHg，表示肺通气不足，有CO₂潴留，见于呼吸性酸中毒或代偿后的代谢性碱中毒。
三 标准碳酸氢盐和实际碳酸氢盐
标准碳酸氢盐(SB)是指全血在标准条件下，即PaCO₂为40mmHg，温度为38℃，血红蛋白氧饱和度为100%测得的血浆中HCO₃⁻的量。由于标准化后HCO₃⁻不受呼吸因素影响，所以是判断代谢因素的指标。
实际碳酸氢盐(AB)是指隔绝空气的条件下，在实际PaCO₂、体温和血氧饱和度条件下测得血浆HCO₃⁻浓度，因而受呼吸和代谢两方面影响。
两者数值均低表明有代谢性酸中毒，两者数值均高表明有代谢性碱中毒。
若SB正常，而AB＞SB时(因为SB正常，所以血浆中HCO₃⁻的量正常，故AB＞SB是由于PaCO₂出现异常) ，表明有CO₂滞留，可见于呼吸性酸中毒。反之AB＜SB则表明CO₂排出过多，见于呼吸性碱中毒。SB在慢性呼吸性酸碱中毒时，由于肾脏代偿作用，也可发生继发性升高或降低。
四 缓冲碱
缓冲碱(BB)是血液中一切具有缓冲作用的负离子碱的总和。包括血浆和红细胞中的HCO₃⁻、Hb⁻、HbO₂⁻、Pr⁻和HPO₄⁻，通常以氧饱和的全血在标准状态下测定，正常值为45～52mmol/L(平均值为48mmol/L)。
缓冲碱也是反映代谢因素的指标，代谢性酸中毒时(HCO₃⁻原发性减少)BB减少，代谢性碱中毒时BB升高。
五 碱剩余
碱剩余(BE)也是指标准条件下，用酸或碱滴定全血标本至pH7.40时所需的酸或碱的量(mmol/L)。
若用酸滴定，使血液pH达7.40则表示血液中的碱过多，BE用正值表示；如需用碱滴定，说明被测血液的碱缺失，BE用负值来表示。
全血BE正常值范围为-3.0～+3.0mmol/L，BE不受呼吸因素影响，是反映代谢因素的指标，代谢性酸中毒时BE负值增加；代谢性碱中毒时BE正值增加。
六 阴离子间隙
阴离子间隙(AG)是一个计算值，指血浆中未测定的阴离子(UA)与为测定的阳离子(UC)的差值，正常机体血浆中的阳离子与阴离子总量相等，均为151mmol/L，从而维持电荷平衡。
AG=UA-UC=Na⁺-(HCO₃⁻+Cl⁻)=140-(24+104)=12mmol/L
AG可增高可降低，但增高的意义较大，目前多以AG＞16mmol/L作为判断是否有AG增高代谢性酸中毒的界限
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