第4章 酸碱平衡和酸碱平衡紊乱

慢性阻塞性肺部疾患(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)，支气管哮喘等则是慢性呼吸性酸中毒的常见原因。

4．胸廓病变 胸部创伤、严重气胸或胸膜腔积液、严重胸廓畸形等均可严重影响通气功能，引起呼吸性酸中毒。

5．肺部疾患 如心源性急性肺水肿，重度肺气肿、肺部广泛性炎症、肺组织广泛纤维化、通气功能障碍合并急性呼吸窘迫综合征等，均可因通气障碍而发生呼吸性酸中毒。

6．CO2吸入过多 较为少见，如在通风不良的环境下，使空气中CO2含量升高，而吸入CO2过多，或人工呼吸器管理不当通气量过小而使CO2排出困难。 (二)分类

呼吸性酸中毒按病程可分为两类

1．急性呼吸性酸中毒 常见于急性气道阻塞，急性心源性肺水肿，中枢或呼吸肌麻痹引起的呼吸暂停等。

2. 慢性呼吸性酸中毒 见于气道及肺部慢性炎症引起的COPD及肺广泛性纤维化或肺不张时，一般指PaCO2高浓度潴留持续达24小时以上者。 （三）机体的代偿调节

当体内产生大量H2CO3时，由于碳酸氢盐缓冲系统不能缓冲挥发酸，血浆其它缓冲碱含量较低，缓冲H2CO3的能力极为有限。而且呼吸性酸中毒发生的最主要的环节是肺通气功能障碍，所以呼吸系统往往不能发挥代偿作用，主要靠血液非碳酸氢盐缓冲系统和肾代偿。

1．急性呼吸性酸中毒时，由于肾的代偿作用十分缓慢，因此主要靠细胞内外离子交换及细胞内缓冲，这种调节与代偿十分有限，常表现为代偿不足或失代偿状态。

细胞内外离子交换和细胞内缓冲作用是急性呼吸性酸中毒时的主要代偿方式。血红蛋白系统是呼吸性酸中毒时较重要的缓冲体系。急性呼吸性酸中毒时由于CO2在体内潴留，使血浆H2CO3浓度不断升高，而HCO3-对H2CO3并无缓冲能力，因而H2CO3离解为H+和3-后，H+与细胞内K+进行交换，进入细胞内的H+可被蛋白质缓冲，血浆HCO3-浓度可有所增加，有利于维持[HCO3-]与[H2CO3]的比值；此外，血浆中的CO2迅速弥散入红细胞，在碳酸酐酶的作用下，与水生成H2CO3，再解离为H+和HCO3-。H+主要被血红蛋白和氧合血红蛋白缓冲，HCO3-则与血浆中Cl-交换，结果为血浆HCO3-有所增加，而C1-则降低。但这种离子交换和缓冲十分有限，往往PaCO2每升高10mmHg(1.3kPa)，血浆HCO3-仅增高0.7～lmmol/L，不足以维持HCO3-／H2CO3的正常比值，所以急性呼吸性酸中毒时pH往往低于正常值，呈失代偿状态。

2．慢性呼吸性酸中毒时，由于肾的代偿，可以呈代偿性的。由于PaCO2和H+浓度升高，可增强肾小管上皮细胞内碳酸酐酶和线粒体中谷氨酰胺酶活性，促使小管上皮排泌H+和NH4+同时增加对HCO3-的重吸收。这种作用的充分发挥常需3～5天才能完成，因此急性呼吸性酸中毒来不及代偿，而在慢性呼吸性酸中毒时，由于肾的保碱作用较强大，而且随PaCO2

升高，HCO3-也呈比例增高，大致PaCO2每升高10mmHg(1.3kPa)，血浆HCO3-浓度增高3.5～4.0 mmol/L，能使HCO3-／H2CO3比值接近20：1，因而在轻度和中度慢性呼吸性酸中毒时有可能代偿。

长期呼吸性酸中毒时，由于糖酵解的限速酶—磷酸果糖激酶受制抑制，因此可减少细胞内乳酸的产生，这也是一种代偿机制。

呼吸性酸中毒血气分析的参数变化如下；

PaCO2增高，pH降低。通过肾等代偿后，代谢性指标继发性增加，AB、SB、BB值均升高，AB>SB，BE正值加大。

（四）对机体的影响

呼吸性酸中毒时，由于PaCO2升高可引起一系列血管运动和神经精神方面的障碍。 1．CO2直接舒张血管的作用 高浓度的CO2能直接引起脑血管扩张，使脑血流增加、颅内压增高，不过高浓度CO2又能刺激血管运动中枢，间接引起血管收缩，且其强度大于直接的扩血管作用；但是由于脑血管壁上无α受体，故CO2潴留可引起脑血管舒张，脑血流量增加，因此常引起持续性头痛，尤以夜间和晨起时为甚。

2．对中枢神经系统功能的影响 如果酸中毒持续较久，或严重失代偿性急性呼吸性酸中毒时可发生“CO2麻醉”，病人可出现精神错乱、震颤、谵妄或嗜睡，甚至昏迷，临床称为肺性脑病(pulmonary encephalopathy)。肺性脑病的发生机制详见呼吸衰竭章。应该指出，CO2为脂溶性，能迅速通过血脑屏障，而HCO3-则为水溶性，通过屏障极为缓慢，因而脑脊液中的pH值的降低较一般细胞外液更为显著，这可能解释为何中枢神经系统的功能紊乱在呼吸性酸中毒时较代谢性酸中毒时更为显著。

此外H+浓度增加及高血钾还可以引起心律失常。 (五)防治的病理生理基础

1．病因学治疗 去除呼吸道梗阻使之通畅或解痉，使用呼吸中枢兴奋药或人工呼吸器，对慢性阻塞性肺疾患采用控制感染、强心、解痉和祛痰。

2．发病学治疗 发病学治疗原则是改善通气功能，使PaCO2逐步下降，但对肾代偿后代谢因素也增高的患者，切忌过急地使用人工呼吸器使PaCO2迅速下降到正常，因肾对HCO3-升高的代偿功能还来不及作出反应，结果又会出现代谢性碱中毒，使病情复杂化。更应避免过度人工通气，使PaCO2降低到更危险的严重呼吸性碱中毒情况。

慢性呼吸性酸中毒时，由于有肾保碱的代偿作用，HCO3-本来已经很高，应该慎用碱性药物，特别是通气尚未改善前，错误地使用碱性药物，也可引起代谢性碱中毒．并使呼吸性酸中毒病情加重，使高碳酸血症更进一步加重。

三 、 代谢性碱中毒

代谢性碱中毒(metabolic alkalosis)是指细胞外液碱增多或H+丢失而引起的以血浆HCO3-增多为特征的酸碱平衡紊乱类型。

(一) 原因和机制

凡是使H+丢失或HCO3-进入细胞外液增多的因素，都可以引起血浆HCO3-浓度升高。正常情况下，当血浆HCO3-浓度超过26mmol/L时，肾可减少对HCO3-的重吸收，使血浆HCO3-浓度恢复正常，具有纠正代谢性碱中毒的能力。但某些因素，例如有效循环血量不足、缺氯等，可造成肾对HCO3-的调节功能障碍，使血浆HCO3-保持在高水平，维持代谢性碱中毒的存在。

1．酸性物质丢失过多

(1)经胃丢失：常见于剧烈呕吐及胃液引流使富含HCl胃液大量丢失。正常情况下胃粘膜壁细胞富含碳酸酐酶，能将CO2和H2O催化生成H2CO3，H2CO3解离为H+和HCO3-，然后H+与来自血浆中的 C1-形成HCl，进食时分泌到胃腔中，而HCO3-则返回血液，造成血浆中HCO3-一过性增高，称为“餐后碱潮”，直到酸性食糜进入十二指肠后，在H+刺激下，十二指肠上皮细胞与胰腺分泌的大量HCO3-与H+中和。病理情况下，剧烈呕吐，使胃腔内HCl丢失，来自胃壁、肠液和胰腺的HCO3-得不到H+中和而被吸收入血，造成血浆HCO3-浓度升高，发生代谢性碱中毒。

(2)经肾丢失：

1)应用利尿剂：肾小管上皮细胞也富含碳酸酐酶，使用髓袢利尿剂(速尿)或噻嗪类利尿剂时，抑制了肾髓袢升支对Cl_的主动重吸收，使Na+的被动重吸收减少，到达远曲小管的尿液流量增加，NaCl含量增高，促进远曲小管和集合管细胞泌H+泌K+增加，以加强对Na+的重吸收，Cl-以氯化铵形式随尿排出。另外，由于远端流速增加，也有冲洗作用，使小管内H+浓度急剧降低，促进了H+的排泌。，H+

经肾大量丢失使HCO3-大量被重吸收，以及因丧失大量含C1_的细胞外液形成低氯性碱中毒。

2) 肾上腺皮质激素过多：肾上腺皮质增生或肿瘤可引起原发性肾上腺皮质激素分泌增多，细胞外液容量减少、创伤等刺激可引起继发性醛固酮分泌增多，这些激素尤其是醛固酮可通过刺激集合管泌氢细胞的H+-ATP酶泵，促进H+排泌，也可通过保Na+排K+促进H+排泌，而造成低钾性碱中毒。此外糖皮质激素过多如Cushing综合征也可发生代谢性碱中毒，因为皮质醇也有盐皮质激素活性。

2．HCO3-过量负荷 常为医源性，如矫正代谢性酸中毒时滴注过多的NaHCO3；摄入乳酸钠、乙酸钠之后或大量输入含柠檬酸盐抗凝的库存血，这些有机酸盐在体内氧化可产生NaHCO3，1升库存血所含的柠檬酸盐可产生30 mmol HCO3-；脱水时只丢失H2O和NaCl造成浓缩性碱中毒(contraction alkalosis)，以上均可使血浆NaHCO3浓度升高。但应指出，肾具有较强的排泄NaHCO3的能力，正常人每天摄入1000mmol的NaHCO3，两周后血浆内HCO3-浓度只是较轻微上升，只有当肾功能受损后服用大量碱性药物时才会发生代谢性碱中毒。

3．H+向细胞内移动 低钾血症时因细胞外液K+浓度降低，引起细胞内K+向细胞外转移，

同时细胞外的H+向细胞内移动，可发生代谢性碱中毒，此时，肾小管上皮细胞内缺钾，K+-Na+交换减少，代之H+-Na+交换增多，H+排出增多，HCO3-重吸收增多，造成缺钾性碱中毒。一般代谢性碱中毒尿液呈碱性，但在低钾性碱中毒时，由于肾泌H+增多，尿液反而呈酸性。

此外，肝功能衰竭时，血氨过高，尿素合成障碍也常导致代谢性碱中毒。 (二)分类

目前通常按给予盐水后代谢性碱中毒能否得到纠正而将其分为两类，即盐水反应性碱中毒（saline-responsive alkalosis）和盐水抵抗性碱中毒(saline-resistant alkalosis)。

1．盐水反应性碱中毒 主要见于呕吐、胃液吸引及应用利尿剂时，由于伴随细胞外液减少、有效循环血量不足，也常有低钾和低氯存在，而影响肾排出HCO3-能力，使碱中毒得以维持，给予等张或半张的盐水来扩充细胞外液，补充Cl-能促进过多的HCO3-经肾排出使碱中毒得到纠正。

2．盐水抵抗性碱中毒 常见于全身性水肿、原发性醛固醇增多症，严重低血钾及Cushing综合征等，维持因素是盐皮质激素的直接作用和低K+，这种碱中毒病人给于盐水没有治疗效果。

(三)机体的代偿调节

1．血液的缓冲及细胞内外离子交换的缓冲代偿调节作用 代谢性碱中毒时，H+浓度降低，OH-浓度升高，OH-可被缓冲系统中弱酸(H2CO3、HHbO2、HHb、Hpr、H2PO4-)所缓冲，使HCO3-及非HCO3-(Buf-)浓度升高，同时细胞内外离子交换，细胞内H+逸出，而细胞外液K+进入细胞内，从而产生低钾血症。

2．肺的代偿调节 由于H+浓度降低，呼吸中枢受抑 （五）防治的病理生理基础

纠正代谢性碱中毒的根本途径是促使血浆中过多的HCO3-从尿中排出。但是，即使是肾功能正常的患者，也不易完全代偿。因此，代谢性碱中毒的治疗方针应该是在进行基础疾病治疗的同时去除代谢性碱中毒的维持因素。

1．盐水反应性代谢性碱中毒 对盐水反应性碱中毒患者，只要口服或静注等张(0.9％)或半张0.45％的盐水即可恢复血浆HCO3-浓度。机制是：①由于扩充了细胞外液容量，则消除了“浓缩性碱中毒”成分的作用；②生理盐水含C1—高于血浆，通过补充血容量和补充C1— 使过多的HCO3-从尿中排出；③由于远端肾单位小管液中C1—含量增加，则使皮质集合管分泌HCO3-增强。

检测尿pH和尿C1-浓度可以用来判断治疗效果。反常性酸性尿患者治疗前因肾排H+增加使尿pH多在5.5以下；细胞外液容量和血Cl-恢复后，则开始排出过剩的HCO3-，故尿pH可达7.0以上，偶尔超过8.0。这类碱中毒除利尿剂能引起C1-缺乏外，多数情况下Cl-经尿排出不多，尿Cl-浓度常在l5mmol／L以下。因此，治疗后尿pH碱化及尿Cl-浓度增高则说明治疗有效。