酸碱平衡体液代谢紊乱的关系示意图 .ppt
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1、中国人民解放军316医院刘士东主任医师体液代谢紊乱的关系示意图体液代谢紊乱的关系示意图总体液总体液(60%体重体重)ICF(40%)ECF(20%)组织间液组织间液(15%)血血液液(5%)机体内环境机体内环境机体内环境机体内环境体液量体液量体液质体液质酸碱度酸碱度水代谢紊乱水代谢紊乱电解质紊乱电解质紊乱酸碱平衡紊乱酸碱平衡紊乱concept机体依靠体内各种缓冲系统和肺肾的调机体依靠体内各种缓冲系统和肺肾的调节功能,处理酸碱物质的含量和比例,以维节功能,处理酸碱物质的含量和比例,以维持持 pH pH 在恒定范围内的过程称为酸碱平衡在恒定范围内的过程称为酸碱平衡(acid-base balanc
2、e)acid-base balance)。许多因素可以引起机体酸碱超负荷或调许多因素可以引起机体酸碱超负荷或调节机制障碍,导致体液酸碱稳态破坏,称为节机制障碍,导致体液酸碱稳态破坏,称为酸碱平衡紊乱酸碱平衡紊乱(acid-base disturbance)acid-base disturbance)。第一节第一节酸碱的概念及酸碱物质的来源和调节酸碱的概念及酸碱物质的来源和调节一、酸碱的概念一、酸碱的概念二、体液酸碱物质的来源二、体液酸碱物质的来源二、酸碱平衡的调节二、酸碱平衡的调节一、酸碱的概念一、酸碱的概念 在化学反应中,凡能释放在化学反应中,凡能释放H+的化学物质称为的化学物质称为酸酸,如
3、如HCl、H2SO4、NH4+和和H2CO3等;凡能接受等;凡能接受H+的化学物质称为碱,如的化学物质称为碱,如OH-、NH3、HCO3-。一。一个酸总是与相应的碱形成一个共轭体系。例如:个酸总是与相应的碱形成一个共轭体系。例如:第一节第一节 酸碱的概念及来源和调节酸碱的概念及来源和调节二、体液中酸碱物质的来源二、体液中酸碱物质的来源正常成人每天在安静下产生正常成人每天在安静下产生CO2300-400L,形形成成H+15mol左右。左右。挥发酸通过肺进行调节挥发酸通过肺进行调节,称酸碱的呼吸性调节。称酸碱的呼吸性调节。(一一)酸的来源酸的来源1.挥发酸挥发酸(volatileacid):碳酸碳
4、酸CO2+H2OH2CO3H+HCO3-因碳酸能形成因碳酸能形成CO2从肺排出,故称挥发酸从肺排出,故称挥发酸 第一节第一节 酸碱的概念及来源和调节酸碱的概念及来源和调节2)固定酸固定酸(fixedacid)是指不能变成气体由肺呼出,而是通过肾由尿排是指不能变成气体由肺呼出,而是通过肾由尿排出的酸性物质,又称非挥发酸。出的酸性物质,又称非挥发酸。如:如:l蛋白质代谢产生的蛋白质代谢产生的硫酸硫酸、磷酸和尿酸磷酸和尿酸;l糖酵解生成的糖酵解生成的甘油酸、丙酮酸和乳酸甘油酸、丙酮酸和乳酸,糖氧化过,糖氧化过程生成的程生成的三羧酸三羧酸;l脂肪代谢产生的脂肪代谢产生的-羟丁酸和乙酰乙酸羟丁酸和乙酰乙
5、酸;l机体有时会摄入酸性食物或药物。机体有时会摄入酸性食物或药物。固定酸通过肾进行调节,称酸碱的肾性调节。固定酸通过肾进行调节,称酸碱的肾性调节。(二二)碱的来源碱的来源人体碱的生成量比酸少的多人体碱的生成量比酸少的多三、酸碱平衡的调节三、酸碱平衡的调节机体对酸碱平衡的调节包括:机体对酸碱平衡的调节包括:l血液的缓冲系统对血液的缓冲系统对H+的缓冲作用;的缓冲作用;l肺肺通通过过改改变变通通气气量量控控制制CO2的的排排出出量量,调调节节血血液中液中H2CO3的含量;的含量;l肾脏通过排酸肾脏通过排酸(H+、NH4+)和保碱和保碱(重吸收重吸收HCO3-)功能来调节血液功能来调节血液HCO3-
6、的浓度;的浓度;l通过细胞内外离子交换对酸碱平衡调节。通过细胞内外离子交换对酸碱平衡调节。第一节第一节 酸碱的概念及来源和调节酸碱的概念及来源和调节缓冲系统由弱酸缓冲系统由弱酸(缓冲酸缓冲酸)及其相对应的缓冲碱构成。及其相对应的缓冲碱构成。(一)血液的缓冲作用(一)血液的缓冲作用全血的五种缓冲系统全血的五种缓冲系统缓冲酸缓冲酸缓冲碱缓冲碱H2CO3HCO3-+H+H2PO4-HPO42-+H+HPrPr-+H+HHbHb-+H+HHbO2HbO2-+H+血液的缓冲系统可以缓冲所有的固定酸,其中血液的缓冲系统可以缓冲所有的固定酸,其中以碳酸氢盐缓冲系统最重要,因为以碳酸氢盐缓冲系统最重要,因为含
7、量最多含量最多;开放性开放性;潜力大。潜力大。缓冲体系缓冲体系占全血缓冲系占全血缓冲系%血浆血浆HCO3-35红细胞红细胞HCO3-18HbO2及及Hb35磷酸盐磷酸盐5血浆蛋白血浆蛋白7碳酸氢盐缓冲碳酸氢盐缓冲系统不能缓冲挥系统不能缓冲挥发酸,挥发酸主发酸,挥发酸主要靠非碳酸氢盐要靠非碳酸氢盐缓冲系统缓冲。缓冲系统缓冲。(一)血液的缓冲作用(一)血液的缓冲作用通通过过改改变变CO2的的排排出出量量,来来调调节节血血浆浆H2CO3的的含含量量;使使血血浆浆中中HCO3-与与H2CO3比比值值接接近近正正常常,以以保保持持pH相对恒定。相对恒定。当当PaCO2升高或升高或pH降低时,刺激中枢和外
8、周化学降低时,刺激中枢和外周化学感受器,反射性兴奋呼吸中枢,呼吸加深加快,增加感受器,反射性兴奋呼吸中枢,呼吸加深加快,增加CO2排出量,使排出量,使PaCO2和血浆和血浆H2CO3降低。降低。但当但当PaCO2增加到增加到80mmHg时,反而抑制呼吸。时,反而抑制呼吸。(二)肺在酸碱平衡调节中的作用(二)肺在酸碱平衡调节中的作用细胞的缓冲作用主要是通过离子交换进行的,如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+交换以维持电中性。交换以维持电中性。如细胞外液如细胞外液H+增高时,增高时,H+进入细胞内,而细胞进入细胞内,而细胞内的内的K+则移出细胞外。则移
9、出细胞外。Cl-HCO3-交换也很重要,因为交换也很重要,因为Cl-是可以自由交是可以自由交换的阴离子,当换的阴离子,当HCO3-升高时,只能由升高时,只能由Cl-HCO3-交交换来完成。换来完成。(三)组织细胞对酸碱平衡的调节作用(三)组织细胞对酸碱平衡的调节作用病人体重病人体重60公斤公斤细胞外液量细胞外液量0.2060=12升升治疗前血浆治疗前血浆HCO3=13mmo1/升升给给NaHCO3量量100mmo1病人治疗后实测血浆病人治疗后实测血浆HCO316.7mmol/升升因此在纠正酸碱中毒时应考虑离子转移这一变因此在纠正酸碱中毒时应考虑离子转移这一变化。计算输液量时要将这一变化估计在内
10、。化。计算输液量时要将这一变化估计在内。调节固定酸:通过泌调节固定酸:通过泌H+、NH4+和重吸收和重吸收HCO3-来调节血浆来调节血浆HCO3-浓度,以保持浓度,以保持pH相对恒定。相对恒定。l近端肾小管泌近端肾小管泌H+和对和对HCO3-重吸收重吸收l远端肾小管和集合管泌远端肾小管和集合管泌H+和对和对HCO3-重吸收重吸收lNH4+的分泌,以促进的分泌,以促进H+的排出的排出(四)肾在酸碱平衡调节中的作用(四)肾在酸碱平衡调节中的作用HCO3-Na+H+H2CO3H2OCO2CACAHCO3-CO2H2O+CACAH2CO3H+K+K+Na+Na+Na+HCO3-HCO3-Na+1.1.
11、近端肾小管近端肾小管NaNa+H H+交换交换闰闰细细胞胞2.2.远端肾单位泌远端肾单位泌H H+和和HCOHCO3 3-重吸收重吸收H+H2PO4-CO2+H2OCACAHPO4-HCOHCO3 3-ClCl-Cl-H2CO3H+HCO3-谷氨酰胺谷氨酰胺NHNH3 3酶酶谷氨酸谷氨酸-酮戊二酸酮戊二酸HCO3-Na+Na+HCO3-H2CO3K+K+Na+Na+NHNH4 4+H+Na+NHNH4 4+NHNH3 3H+3.NH3.NH4 4+的排出的排出第二节第二节酸碱平衡紊乱的类型及酸碱平衡紊乱的类型及常用指标及其意义常用指标及其意义 一、酸碱平衡紊乱的类型一、酸碱平衡紊乱的类型1.1
12、.单纯型酸碱平衡紊乱单纯型酸碱平衡紊乱根据血液根据血液pH值的高低,可将酸碱平衡紊乱分为值的高低,可将酸碱平衡紊乱分为两大类型:两大类型:pH降低为降低为酸中毒酸中毒,pH升高为升高为碱中毒碱中毒。HCO3-(代谢性因素代谢性因素)H2CO3(呼吸性因素呼吸性因素)pH=pKa+lg第二节第二节 酸碱紊乱类型及常用指标酸碱紊乱类型及常用指标HCO3-原发降低原发降低代谢性酸中毒代谢性酸中毒HCO3-原发增高原发增高代谢性碱中毒代谢性碱中毒H2CO3原发增高原发增高呼吸性酸中毒呼吸性酸中毒H2CO3原发降低原发降低呼吸性碱中毒呼吸性碱中毒。CompensationWhen a primary a
13、cid-base disorder exists,the body attempts to return the pH to normal via the“other half”of acid base metabolism.Primary metabolic disorder Respiratory compensation Primary respiratory disorder Metabolic compensationCompensationPrimary DisorderCompensatory MechanismMetabolic acidosisIncreased ventil
14、ationMetabolic alkalosisDecreased ventilationRespiratory acidosisIncreased renal reabsorption of HCO3-in the proximal tubuleIncreased renal excretion of H in the distal tubule Respiratory alkalosisDecreased renal reabsorption of HCO3-in the proximal tubuleDecreased renal excretion of H+in the distal
15、 tubule 由于机体的调节,由于机体的调节,虽然体内酸性或碱性物质的虽然体内酸性或碱性物质的含量已发生改变,含量已发生改变,但血液的但血液的pH值尚在正常范围只值尚在正常范围只内,称为内,称为代偿性酸或碱中毒代偿性酸或碱中毒。如果。如果pH值超出正常范值超出正常范围,则称为围,则称为失代偿性酸或碱中毒失代偿性酸或碱中毒。2.2.混合性酸碱平衡紊乱混合性酸碱平衡紊乱如果两种或两种以上的酸碱平衡紊乱同时存在称如果两种或两种以上的酸碱平衡紊乱同时存在称为混合型酸碱平衡紊乱。为混合型酸碱平衡紊乱。第二节第二节 酸碱紊乱类型及常用指标酸碱紊乱类型及常用指标pH是是H+浓度的负对数浓度的负对数,是表示
16、溶液酸碱度的简明是表示溶液酸碱度的简明指标。指标。正常人动脉血正常人动脉血pH为为7.357.45,平均值平均值7.40,动脉血动脉血pH主要受血浆主要受血浆HCO3-和和H2CO3比值的影响比值的影响由由Henderson-Hassabach方程式计算:方程式计算:(一一)pH和和H+浓度浓度二、常用检测指标及其意义二、常用检测指标及其意义HCO3-H2CO3 240.0340pH=pKa+lg6.1+lg=7.4pH7.45为为碱中毒碱中毒。但不能区分。但不能区分是代谢性还是呼吸性酸碱紊乱是代谢性还是呼吸性酸碱紊乱第二节第二节 酸碱紊乱类型及常用指标酸碱紊乱类型及常用指标指血浆中呈物理溶解
17、的指血浆中呈物理溶解的CO2分子产生的张力。是分子产生的张力。是反映酸碱平衡呼吸性因素的重要指标。反映酸碱平衡呼吸性因素的重要指标。PaCO2正常值为正常值为3346mmHg,平均,平均40mmHglPCO246mmHg,表明肺泡通气不足表明肺泡通气不足,见于见于呼吸性酸中毒或代偿后代谢性碱中毒呼吸性酸中毒或代偿后代谢性碱中毒;lPCO233mmHg,表明肺泡通气过度,表明肺泡通气过度,见于见于呼吸性碱中毒或代偿后代谢性酸中毒呼吸性碱中毒或代偿后代谢性酸中毒。(二二)动脉血动脉血CO2分压(分压(PaCO2)二、常用指标及其意义二、常用指标及其意义SB(standardbicarbonate)
18、是指全血在标准条件是指全血在标准条件下测得的血浆下测得的血浆HCO3含量。由于标准化后含量。由于标准化后HCO3不受不受呼吸因素影响呼吸因素影响,因此因此SB是判断代谢性因素的指标。是判断代谢性因素的指标。正常值为正常值为22-27mmol/L,平均为,平均为24mmol/L。l代谢性酸中毒时代谢性酸中毒时SB降低;降低;l代谢性碱中毒时代谢性碱中毒时SB升高;升高;l但在呼吸性酸碱紊乱中,由于肾代偿但在呼吸性酸碱紊乱中,由于肾代偿,SB也可继也可继发性升高或降低。发性升高或降低。(三三)标准碳酸氢盐和实际碳酸氢盐标准碳酸氢盐和实际碳酸氢盐二、常用指标及其意义二、常用指标及其意义AB(actu
19、albicarbonate)是指隔绝空气的血液标是指隔绝空气的血液标本本,在实际在实际PaCO2、温度、温度及血氧饱和度条件下测得及血氧饱和度条件下测得的的血浆血浆HCO3-含量。因此受呼吸、代谢两方面影响。含量。因此受呼吸、代谢两方面影响。正常人:正常人:AB=SB=24mmol/L。两者数值均低表明有两者数值均低表明有代酸代酸,两者均高表明有,两者均高表明有代碱代碱AB与与SB的差值反应呼吸性因素对的差值反应呼吸性因素对HCO3的影响的影响若若SB正常,正常,ABSB表明有表明有CO2潴留,见于呼吸潴留,见于呼吸性酸中毒;性酸中毒;ABSB表明有表明有CO2排出增多,见于呼吸排出增多,见于
20、呼吸性碱中毒。性碱中毒。二、常用指标及其意义二、常用指标及其意义是指血液中一切具有缓冲作用的负离子碱的总是指血液中一切具有缓冲作用的负离子碱的总和。和。包括血浆和红细胞中的包括血浆和红细胞中的HCO3-、Hb-、HbO2-Pr-和和HPO42-,通常以饱和全血在标准状态下测定。,通常以饱和全血在标准状态下测定。正常值为正常值为45-52mmol/L,平均,平均48mmol/L。BB是反映代谢性因素的指标,代谢性酸中毒时是反映代谢性因素的指标,代谢性酸中毒时BB降低;代谢性碱中毒时降低;代谢性碱中毒时BB升高。升高。(四四)缓冲碱(缓冲碱(bufferbase,BB)二、常用指标及其意义二、常用
21、指标及其意义指在标准条件下,用酸或碱滴定全血标本至指在标准条件下,用酸或碱滴定全血标本至pH7.40时所用酸或碱的量时所用酸或碱的量(mmol/L)。若用酸滴定,则表。若用酸滴定,则表示被测血液碱过多示被测血液碱过多,BE用正值表示;若用碱滴定用正值表示;若用碱滴定,说说明被测血液碱缺失,明被测血液碱缺失,BE用负值表示。用负值表示。正常值范围正常值范围-3+3mmol/L。BE不受呼吸因素的影响,是反映代谢因素的指不受呼吸因素的影响,是反映代谢因素的指标。代酸时标。代酸时BE负值增大;代碱时负值增大;代碱时BE正值增大。正值增大。(五五)碱剩余(碱剩余(baseexcess,BE)二、常用指
22、标及其意义二、常用指标及其意义Na+UC=(HCO3-+Cl-)+UAUA-UC=Na+-(HCO3-+Cl-)AG=Na+-(HCO3-+Cl-)=140-(24+104)=12正常值为正常值为122mmol/L。(六六)阴离子间隙阴离子间隙(aniongap,AG)AG指血浆中未测定阴离子指血浆中未测定阴离子(UA)与与未测定阳离子未测定阳离子(UC)的差值。即:的差值。即:AG=UA-UCNa+(140)Cl-(103)UC11HCO3-(103)UA(23)血浆阴离子间隙图解血浆阴离子间隙图解 (单位(单位 mEq/L)二、常用指标及其意义二、常用指标及其意义AG可增高也可降低,可增高
23、也可降低,但增高的意义较大,可但增高的意义较大,可帮助区分代谢性酸中毒的类型和诊断混合型酸碱平帮助区分代谢性酸中毒的类型和诊断混合型酸碱平衡紊乱。衡紊乱。目前多以目前多以AG16mmol/L作为判断是否有作为判断是否有AG增高代谢性酸中毒的界限。常见于固定酸增多的情增高代谢性酸中毒的界限。常见于固定酸增多的情况:如磷酸盐和硫酸盐潴留、乳酸堆积、酮体过多况:如磷酸盐和硫酸盐潴留、乳酸堆积、酮体过多及水扬酸中毒、甲醇中毒等。及水扬酸中毒、甲醇中毒等。(六六)阴离子间隙阴离子间隙二、常用指标及其意义二、常用指标及其意义第三节第三节 单纯型酸碱平衡紊乱单纯型酸碱平衡紊乱 代谢性酸中毒代谢性酸中毒 代谢
24、性碱中毒代谢性碱中毒 呼吸性酸中毒呼吸性酸中毒 呼吸性碱中毒呼吸性碱中毒是指细胞外液是指细胞外液H+增加和增加和(或或)HCO3-丢失而引丢失而引起的起的以血浆以血浆HCO3-原发性减少为特征原发性减少为特征的酸碱平衡的酸碱平衡紊乱。紊乱。一、代谢性酸中毒一、代谢性酸中毒(metabolicacidosis)第三节第三节 单纯型酸碱平衡紊乱单纯型酸碱平衡紊乱CASE STUDY一位有一位有1010年糖尿病史的年糖尿病史的4545岁男性,因昏迷状态入岁男性,因昏迷状态入院,体检血压院,体检血压90/40mmHg90/40mmHg,脉搏,脉搏101101次次/min/min,呼吸,呼吸2828次次
25、/min/min。检验结果:检验结果:血糖血糖10.1mmol/l10.1mmol/l、-羟丁酸羟丁酸1.0mmol/L1.0mmol/L、尿素、尿素8.0mmol/L8.0mmol/L、KK+5.0mmol/L5.0mmol/L、NaNa+160mmol/L160mmol/L、ClCl-104mmol/L104mmol/L;pH7.136pH7.136、PCOPCO2 230mmHg30mmHg、POPO2 274mmHg74mmHg、BE-BE-18.0mmol/L18.0mmol/L、HCOHCO3 3-9.9mmol/L9.9mmol/L、AG35mmol/LAG35mmol/L;尿:
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