酸碱平衡和酸碱平衡紊酸碱平衡和酸碱平衡紊乱乱 医学知识讲座医学知识讲座n n生理情况下，机体自动处理酸碱物质的含生理情况下，机体自动处理酸碱物质的含量和比例，维持体液酸碱度相对稳定性的量和比例，维持体液酸碱度相对稳定性的能力，即维持能力，即维持pHpH在恒定范围内的过程称为在恒定范围内的过程称为酸碱平衡（体液、细胞、肺、肾）。酸碱平衡（体液、细胞、肺、肾）。n n病理情况下，机体出现酸或碱超量负荷、病理情况下，机体出现酸或碱超量负荷、严重不足或调节机制障碍，而导致机体内严重不足或调节机制障碍，而导致机体内环境酸碱度的稳定性被破坏的过程，称为环境酸碱度的稳定性被破坏的过程，称为酸碱平衡紊乱。酸碱平衡紊乱。2酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座 (Acid-base balance and its regulation)第一节第一节 酸碱平衡及其调节酸碱平衡及其调节3酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座n凡能释放出凡能释放出H+的物质是的物质是酸酸，如，如HCl、H2SO4、H2CO3、NH4+及及CH3COOHn凡能接受凡能接受H+物质是物质是碱碱，如，如OH-、SO42-、HCO3-、NH3及及CH3COO-4酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座酸与碱形成一个共轭体酸与碱形成一个共轭体n n酸释放出酸释放出H+的同时，有一种碱形成，的同时，有一种碱形成，称为共轭碱，如称为共轭碱，如H2CO3H+HCO3-n n碱接受碱接受H+时，也必然有一种酸的形成，时，也必然有一种酸的形成，如如NH3 H+NH4+5酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座v 挥发酸挥发酸(volatile acid)v 固定酸固定酸(fixed acid)一、酸碱物质的来源一、酸碱物质的来源(Sources of acid and base)(Source of acid)6酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座经肺呼出经肺呼出1.Volatile acidCO2H2OCACO2:300-400LH+:13-15molH+HCO3-7酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座 2.Fixed acidH+:50100mmol 经肾调节经肾调节8酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座(Sources of base)v摄入有机酸盐转变摄入有机酸盐转变v代谢产生碱性物质代谢产生碱性物质柠檬酸盐与柠檬酸盐与反应转反应转化为柠檬酸化为柠檬酸氨基酸脱氨氨基酸脱氨基产生基产生9酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座(Regulation of acid-base balance)二、酸碱平衡的调节二、酸碱平衡的调节v血液血液v细胞细胞v肺肺v肾肾10酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座(一一)血液缓冲系统血液缓冲系统(Buffer systems in body fluid)弱酸及其共轭碱构成的具有弱酸及其共轭碱构成的具有缓冲酸或碱能力的缓冲对。缓冲酸或碱能力的缓冲对。11酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座全血中的缓冲系统全血中的缓冲系统缓冲酸缓冲酸 缓冲碱缓冲碱H2CO3 H+HCO3-H2PO4-H+HPO42-HPr H+Pr-HHb H+Hb-HHbO2 H+HbO2-12酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座 (bicarbonate/carbon dioxide buffer system)碳酸氢盐缓冲系统碳酸氢盐缓冲系统13酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座缓冲机制(Mechanism of buffer)HCl+NaHCO3NaCl+H2CO3CO2+H2O NaOH+H2CO3NaHCO3+H2O接受接受H+或释放或释放H+，减轻减轻pH变动的程度变动的程度14酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座v缓冲能力强缓冲能力强 缓冲特点缓冲特点v只缓冲固定酸和碱只缓冲固定酸和碱 不能缓冲挥发酸不能缓冲挥发酸v开放性缓冲系统开放性缓冲系统15酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座Henderson-Hasselbalch方程方程pH=pKa+lgHCO3H2CO3=pKa+lg241.2=6.1+1.3=7.416酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座（二）细胞的调节作用（二）细胞的调节作用n n细胞内外的离子交换：细胞内外的离子交换：H+-K+、H+-Na+、Na+-K+、Cl-HCO3-(阴离子交换体）阴离子交换体）n n细胞内液缓冲系统：细胞内液缓冲系统：HCO3-/H2CO3、Hb-/HHb、HbO2-/HHbO2、HPO42-/H2PO4-(对通过离子交换进入细胞内的对通过离子交换进入细胞内的H+缓冲缓冲)17酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座碱中毒碱中毒(alkalosis)H+K+血血K+K+酸中毒酸中毒(acidosis)H+血血K+18酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座 (Mechanisms of respiratory control)（三）肺的调节（三）肺的调节机制机制 改变呼吸运动深度和频率改变呼吸运动深度和频率调节调节CO2排出量排出量调节血浆碳酸浓度调节血浆碳酸浓度延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢中枢化学感受器中枢化学感受器外周化学感受器外周化学感受器19酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座(central control)1.1.中枢化学感受器中枢化学感受器二氧化碳麻醉二氧化碳麻醉 （carbon dioxide narcosis）PaCO2 80mmHg,对呼吸中枢对呼吸中枢反而产生的抑制作用反而产生的抑制作用延髓腹外侧浅表部位延髓腹外侧浅表部位呼吸加深加快、呼吸加深加快、CO2排出增加排出增加20酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座2.2.外周化学感受器外周化学感受器(peripheral regulation)主动脉体和颈动脉体感受器主动脉体和颈动脉体感受器呼吸加深加快、呼吸加深加快、CO2排出增加排出增加21酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座(四四)肾的调节机制肾的调节机制(Mechanisms of renal regulation)v调节固定酸调节固定酸(排酸保碱）排酸保碱）v调节血浆调节血浆HCO3-浓度浓度v维持血液维持血液pH相对稳定相对稳定22酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座H+-Na+交换交换（85-90%85-90%HCOHCO3 3-被重吸收）被重吸收）23酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座主动泌主动泌H+24酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座产产NH3排泌排泌NH4+25酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座产产NH3排泌排泌NH4+26酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座远曲小管的远曲小管的K+-Na+交换和交换和H+-Na+交换：交换：两种交换之间存在竞争性抑制作用。酸中毒两种交换之间存在竞争性抑制作用。酸中毒时，时，H H+分泌增多，分泌增多，K K+分泌减少分泌减少 高血钾，高血钾，而碱中毒时常伴有低血钾。而碱中毒时常伴有低血钾。27酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座n n血液血液缓冲作用缓冲作用10min内完成，迅速有效，但内完成，迅速有效，但不能彻底排出酸碱，缓冲作用不能持久。不能彻底排出酸碱，缓冲作用不能持久。n n细胞细胞缓冲作用缓冲作用3-4h体现，缓冲能力较大，体现，缓冲能力较大，但可导致高但可导致高K或低或低K血症。血症。n n肺肺调节数分钟内起效，调节数分钟内起效，30min达高峰。但仅达高峰。但仅对挥发酸有作用，不能直接调节固定酸。对挥发酸有作用，不能直接调节固定酸。n n肾肾调节数小时起效，调节数小时起效，3-5天达高峰，但持续天达高峰，但持续时间长，有效地排出固定酸，回收时间长，有效地排出固定酸，回收NaHCO3。28酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座29酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座(Classification of acid-base disturbances and laboratory tests)第二节第二节 酸碱平衡紊乱的分类酸碱平衡紊乱的分类 及常用检测指标及常用检测指标30酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座(Laboratory tests)一、常用检测指标一、常用检测指标31酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座1pH概念概念:溶液中溶液中H+浓度的负对数浓度的负对数正常值正常值:动脉血动脉血pH 7.357.4532酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座 pH(正常正常)v无酸碱平衡紊乱无酸碱平衡紊乱v代偿性酸碱平衡紊乱代偿性酸碱平衡紊乱v酸碱并存、相互抵消酸碱并存、相互抵消33酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座2.2.动脉血二氧化碳分压动脉血二氧化碳分压(PaCO2)partial pressure of carbon dioxide概念概念:血浆中呈物理溶解状态的血浆中呈物理溶解状态的 CO2分子所产生的张力分子所产生的张力正常值正常值:40mmHg34酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座肺泡通气不足肺泡通气不足 PaCO2升高升高35酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座3.3.标准碳酸氢盐标准碳酸氢盐(standard bicarbonate SB)正常值正常值:24 mmol/L概念概念:标准条件下测得的血浆标准条件下测得的血浆HCO3-浓度浓度v38v血氧饱和度血氧饱和度100%vPaCO2 40mmHg36酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座4.4.实际碳酸氢盐实际碳酸氢盐(actual bicarbomate AB)正常值：正常值：24 mmol/L概念：实际条件下测得的血浆概念：实际条件下测得的血浆HCO3-浓度浓度v 隔绝空气隔绝空气v 实际血氧饱和度实际血氧饱和度v PaCO237酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座AB=SB正常正常 SB AB差值反映呼吸性因素对酸碱平衡的影响差值反映呼吸性因素对酸碱平衡的影响38酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座ABSBCO2蓄积蓄积ABSBCO2排出过多排出过多呼吸性酸中毒呼吸性酸中毒代偿后的代谢性碱中毒代偿后的代谢性碱中毒 呼吸性碱中毒呼吸性碱中毒代偿后的代谢性酸中毒代偿后的代谢性酸中毒 39酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座5.5.缓冲碱缓冲碱(buffer base BB)正常值正常值:48 mmol/L概念概念:血液中一切具有缓冲作用血液中一切具有缓冲作用 的负离子缓冲碱的总和的负离子缓冲碱的总和40酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座6.6.碱剩余碱剩余(base excess BE)正常值正常值:03 mmol/L标准条件下，用酸或碱滴定全血标准条件下，用酸或碱滴定全血标本至标本至 pH 7.47.4所需的酸或碱的量。所需的酸或碱的量。41酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座7.阴离子间隙(anion gap AG)血浆中未测定阴离子血浆中未测定阴离子(UA)与未测定阳离子与未测定阳离子(UC)的差值。的差值。概念概念（concept)42酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座阴离子间隙阴离子间隙可测定的可测定的可测定的可测定的 阳离子阳离子阳离子阳离子可测定的可测定的可测定的可测定的 阴离子阴离子阴离子阴离子未测定的未测定的未测定的未测定的 阴离子阴离子阴离子阴离子未测定的未测定的未测定的未测定的 阳离子阳离子阳离子阳离子Na+UCCl-UAAGHCO3-AG=UA-UC43酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座AG=UA-UCNa+UC=Cl-+HCO3-+UAAG=Na+-Cl-HCO3-=140-104-24 =12(mmol/L)AG固定酸固定酸(AG增高型代谢性酸中毒增高型代谢性酸中毒)磷酸根、硫酸磷酸根、硫酸根、乳酸根或根、乳酸根或水杨酸根水杨酸根44酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座(Classification of acid-base disturbances)v 酸中毒酸中毒v 碱中毒碱中毒二、酸碱平衡紊乱的分类二、酸碱平衡紊乱的分类v 代谢性代谢性v 呼吸性呼吸性 45酸碱平衡和酸碱平衡紊乱 医学知识讲座HCO3-HCO3-PaCO2PaC