第五节 判断酸碱平衡紊乱的病理生理基础

熟悉、掌握分析判断酸碱失衡的基本思路和方法,及时、正确地分析判断酸碱平衡紊乱的类型,有利于制订正确有效的治疗方案,采取有效的护理措施。目前,分析判断酸碱失衡,主要依靠血气分析诊断。在诸多的血气分析指标中,pH、HCO3-浓度和PaCO2是三个最重要的变量,可据此协助判断有无酸碱平衡紊乱以及紊乱的类型。一般应遵循以下规律:

1.根据pH变化确定是酸中毒还是碱中毒

pH<7.35为酸中毒,pH>7.45则为碱中毒。

2.根据病史和原发性失衡判断是呼吸性还是代谢性酸碱平衡紊乱

根据病史和(或)Henderson-Hassalbalch 方程式中 pH、PaCO2、HCO3-浓度三个变量之间的关系,综合判断PaCO2和HCO3-哪个是原发改变,哪个是继发改变。病史中如有通气障碍或通气过度的情况,PaCO2的变化为原发性改变,该患者可能出现呼吸性酸碱平衡紊乱;如病史中存在固定酸增多/减少或HCO3-减少/增多的情况时,则HCO3-浓度的变化为原发性改变,该患者可能出现代谢性酸碱平衡紊乱。各种单纯型酸碱平衡紊乱的发病环节和检测指标的变化见表3-4。

表3-4 单纯型酸碱平衡紊乱发病环节和检测指标的变化
∗高钾血症所致代谢性酸中毒时尿液pH↑;∗∗低钾血症所致代谢性碱中毒时尿液pH↓
3.根据代偿情况判断是单纯型还是混合型酸碱平衡紊乱

PaCO2和HCO3-浓度变化方向相反者为酸碱一致型混合型酸碱平衡紊乱;PaCO2和HCO3-浓度变化方向一致者可能为酸碱混合型酸碱平衡紊乱或某种单纯型酸碱平衡紊乱。单纯型酸碱平衡紊乱的继发性代偿变化与原发性变化同向,但继发性代偿变化是有一定限度的。机体对单纯型酸碱平衡紊乱的代偿能力受到多种因素的综合制约。例如,代谢性碱中毒时,通过代偿,肺通气量下降,使PaCO2升高,但其升高有一定限度,到55mmHg就不再上升。这是因为PaCO2升高和缺氧会兴奋呼吸中枢,使肺通气量维持于一定水平,不会无限下降。因此在单纯型酸碱平衡紊乱时,机体的代偿变化不会超过代偿预计值。如果代偿变化超过了代偿预计值则为混合型酸碱平衡紊乱。各种单纯型酸碱失衡的代偿计算公式见表3-5。

表3-5 单纯型酸碱失衡的预计代偿公式
注:①“Δ”为变化值;②代偿极限:指单纯型酸碱失衡所能达到的最小值或最大值;③代偿时限:指体内达到最大代偿反应所需的时间
4.根据AG值判断有无潜在的代谢性酸碱平衡紊乱及其类型

AG值是区别代谢性酸中毒的标志,也是判断单纯型或混合型酸碱平衡紊乱的重要指标。AG大于正常值提示存在有AG增高型代谢性酸中毒。目前多以AG>16mmol/L,作为判断是否有AG增高型代谢性酸中毒的界限。单纯的AG增高型代谢性酸中毒,AG增高部分与血浆HCO3-浓度减少部分相等,即△AG=△[HCO3-]。混合有代谢性碱中毒时,因有血浆HCO3-浓度增加,使得实测的血浆HCO3-浓度减少不明显。出现△AG>△[HCO3-],提示合并有代谢性碱中毒。

根据血气报告,比照酸碱图,可以快速、准确地判断酸碱失衡的类型。酸碱图是各种不同酸碱平衡紊乱时动脉血pH(或H浓度)、PaCO2和HCO3-浓度三个变量关系的相关坐标图,为临床上酸碱失衡的正确诊断提供简便手段。图3-9纵坐标代表PaCO2,横坐标代表pH(或H浓度),根据这两项参数及其与斜形等位线的交汇点,可查出中线的血浆HCO3-浓度值和左上角的BE值,从而判断单纯型或双重混合型酸碱失衡。各参数交汇点落在相应线区内时,为图示的单纯型酸碱平衡紊乱;如果落在线区外,则为相邻两个图示的单纯型酸碱失衡的并发,即呼吸性和代谢性混合型酸碱失衡。

图3-9 各种类型酸碱平衡紊乱时血浆pH、PaCO 2及HCO 3 -变化

理论与实践

酸碱平衡紊乱的分析判断

试用所学知识及判断酸碱平衡紊乱的基本思路,分析以下病例:

病例1:某慢性心力衰竭患者,因下肢水肿服用利尿剂治疗 2周,血 pH 7.52,PaCO2 58mmHg,SB 46mmol/L。该患者发生何种酸碱平衡紊乱?

分析:①该患者pH升高,表明为失代偿性碱中毒;②患者因水肿服用利尿剂治疗,利尿剂常因肾失H过多以及缺K等因素导致代谢性碱中毒,根据血pH和病史考虑为代谢性碱中毒,血浆HCO3-增高为原发性的,PaCO2增高为继发性的变化;③根据代偿预计公式,计算PaCO2代偿预计值应为(55.4±5)mmHg,实测值为58mmHg,实测值在代偿预计值范围内,故为单纯性代谢性碱中毒,PaCO2的增高是代偿性的。

病例2:某肝性脑病患者,血 pH 7.47,PaCO2 26.6mmHg,[HCO3-]19.3mmol/L。该患者发生何种酸碱平衡紊乱?

分析:①该患者pH升高,表明为失代偿性碱中毒;②根据病史,患者患肝性脑病,可考虑为呼吸性碱中毒,PaCO2下降为原发性的,[HCO3-]下降为继发性变化;③根据代偿预计公式,计算[HCO3-]代偿预计值应为(17.3±2.5)mmol/L,实测值为19.3mmol/L,实测值在代偿预计值范围内,故为单纯性呼吸性碱中毒,[HCO3-]的下降是代偿性的。

病例3:某糖尿病患者呼吸深快,pH 7.20,AB 4mmol/L,PaCO2 16mmHg。该患者发生何种酸碱平衡紊乱?为何会出现呼吸深快?

分析:①该患者 pH 7.20,低于正常,表明为失代偿性酸中毒;②AB降低,仅为4mmol/L,PaCO2 16mmHg,低于正常。根据病史,患者患糖尿病,因葡萄糖利用障碍使脂肪分解加速,产生大量酮体,血中固定酸增加,血浆中HCO3-因缓冲固定酸而被消耗,故AB降低为原发性变化,PaCO2降低为代偿性变化,符合代谢性酸中毒的特征;③根据代偿预计公式,计算PaCO2代偿预计值在代偿范围内,故患者为单纯型代谢性酸中毒;④呼吸深快的机制和意义:血浆H浓度升高,刺激外周化学感受器反射性兴奋呼吸中枢,引起呼吸加深加快,肺通气量增加,CO2排出增多,使PaCO2代偿性降低,以使[HCO3-]/[H2 CO3]比值保持在20∶1,维持血pH稳定。

病例4:某肾衰竭患者因无尿放置了导尿管,两天后出现发热,尿常规检查白细胞和细菌阳性。血气检查结果为:pH 7.32,PaCO2 20mmHg,[HCO3-]10mmol/L。该患者发生何种酸碱平衡紊乱?

分析:①该患者pH7.32,低于正常,表明有酸中毒;②pH、PaCO2和[HCO3-]均降低,引起pH降低的原发因素可以是PaCO2升高或[HCO3-]降低,结合病史患者有肾衰竭,故可考虑为代谢性酸中毒;③根据代偿预计公式,患者若是单纯型代谢性酸中毒,其PaCO2应为(23.2±2)mmHg,此患者PaCO2 20mmHg,低于代偿预计值,表明患者不是单纯型代谢性酸中毒,而是合并呼吸性碱中毒,为二重性酸碱平衡紊乱。

病例5:某肺心病经过治疗的患者,pH 7.4,PaCO2 57mmHg,[HCO3-]40mmol/L。该患者发生何种酸碱平衡紊乱?

分析:①该患者pH正常,但PaCO2和[HCO3-]均偏高,提示有单纯型代偿性酸碱平衡紊乱或混合型酸碱平衡紊乱;②根据病史,患者患肺心病,可考虑为呼吸性酸中毒,PaCO2升高为原发性的,[HCO3-]升高为继发性变化;③根据代偿预计公式,计算[HCO3-]代偿预计值应为(30.8±3)mmol/L,实测值为40mmol/L,超出了代偿预计值,表示有代谢性碱中毒存在,故患者不是单纯型呼吸性酸中毒,而是合并代谢性碱中毒,为二重性酸碱平衡紊乱。

病例6:某肺心病、呼吸衰竭合并肺性脑病患者,用利尿剂、激素等治疗后,pH 7.43,PaCO2 61mmHg,[HCO3-]38mmol/L,[Na]140mmol/L,[Cl-]74mmol/L,[K]3.5mmol/L。

分析:①该患者pH略高于正常,提示有混合型酸碱平衡紊乱或单纯轻度碱中毒;②根据病史PaCO2为原发性增高,患者存在慢性呼吸性酸中毒;③计算[HCO3-]代偿预计值应为(32.4±3)mmol/L,实测值为38mmol/L,表示有代谢性碱中毒存在;④计算AG值,AG=140-38-74=28mmol/L,明显升高,提示患者还有代谢性酸中毒存在,故该患者为三重性混合型酸碱平衡紊乱,即呼吸性酸中毒合并AG增高型代谢性酸中毒和代谢性碱中毒。

(王 雯)

学习小结

生理情况下机体维持体液酸碱度的相对稳定性,即维持pH在恒定范围内的过程称为酸碱平衡。 当多种原因导致机体酸或碱超量负荷、严重不足或调节机制障碍,而出现机体内环境酸碱度的稳定性破坏,称为酸碱平衡紊乱或酸碱失衡。 反映酸碱平衡状况的常用指标包括:酸碱度(pH)、动脉血CO2分压(PaCO2)、标准碳酸氢盐(SB)、实际碳酸氢盐(AB)、缓冲碱(BB)、碱剩余(BE)、阴离子间隙(AG)。

酸碱平衡紊乱可分为单纯型酸碱平衡紊乱和混合型酸碱平衡紊乱,血液pH降低称为酸中毒,pH升高称为碱中毒。 单纯型酸碱平衡紊乱分为四种:呼吸性酸中毒、呼吸性碱中毒、代谢性酸中毒和代谢性碱中毒。 在单纯型酸中毒或碱中毒时,通过机体的代偿,使得[HCO3-]/[H2 CO3]比值保持在20∶1,则血液pH仍可维持在正常范围之内,此为代偿性酸碱失衡;如果血液pH低于或高于正常范围,则为失代偿性酸碱失衡。 机体对代谢性酸碱失衡的代偿调节包含血液的缓冲作用、肺的代偿调节、细胞内外离子交换和肾脏的代偿调节。 呼吸性酸碱失衡主要靠细胞内缓冲系统的缓冲(急性)和肾脏的代偿调节(慢性)。

急性代谢性酸中毒主要引起心血管系统、中枢神经系统功能障碍、高钾血症,而慢性代谢性酸中毒还可以导致骨骼改变等。 严重代谢性碱中毒则可引起中枢神经系统兴奋症状,伴随氧离曲线左移(缺氧)、神经肌肉兴奋性增高及低钾血症等症状。 呼吸性酸碱失衡与代谢性酸碱失衡对机体的影响是类似的,但因为CO2易透过血脑屏障和对脑血流量的直接干扰作用,呼吸性酸碱失衡时中枢神经系统的功能紊乱要比代谢性酸碱失衡时更为严重。

复习参考题

1.动脉血pH正常,是否表明无酸碱失衡? 为什么?

2.长期饥饿可引起何种酸碱平衡紊乱? 为什么?

3.剧烈呕吐常引起哪种酸碱平衡紊乱? 试分析其发生机制。

4.原发性醛固酮增多症可引起何种酸碱平衡紊乱? 为什么?

5.酸中毒对机体有何影响? 为何呼吸性酸中毒时中枢神经系统的功能紊乱要比代谢性酸中毒时更为严重?

6.试述代谢性酸中毒时机体的代偿方式。

7.急、慢性呼吸性酸中毒时机体的代偿方式有何不同? 为什么?

8.试分析酸中毒与血钾变化的相互关系及机制。

9.呼吸性酸中毒在通气尚未改善前,可否直接采用碱性药物治疗? 为什么?

10.严重低钾血症患者发生代谢性碱中毒,可否用盐水治疗? 为什么?

11.双重性混合型酸碱平衡紊乱有哪几种类型?

12.三重性混合型酸碱平衡紊乱有哪几种类型?