第十三章 酸堿平衡

第十三章酸堿平衡(Acid-BaseBalance)酸堿平衡是指機體通過一系列的調節(jié)作用，最后將多余的酸性或堿性物質排出體外，使體液pH值維持在相對恒定范圍內的過程。

調節(jié)方式體液的緩沖作用肺對CO2呼出的調節(jié)腎對H+或NH4+排出的調節(jié)

第一節(jié)體內酸堿物質的來源(OriginofAcidandAlkaliMaterialInBody)

在化學反應中，凡能釋放出H+的化學物質稱為酸，如HCl、H2SO4、H2CO3、NH4+等；反之，凡能接受H+的化學物質稱為堿，如OH-、NH3、HCO3-等。一個酸總是與相應的堿形成一個共軛體系，如H2CO3H++HCO3-等。一、酸性物質的來源(一)揮發(fā)性酸(碳酸)

二、堿性物質的來源

成人每天可產生約350L(約15mol)的CO2，可在紅細胞內生成碳酸，是體內酸的主要來源。成人每天產生乳酸、丙酮酸、β-羥丁酸、乙酰乙酸、磷酸和硫酸等固定酸約50～100mmol。食物、藥物如醋酸、阿司匹林等也呈酸性。

(二)非揮發(fā)性酸(固定酸)堿性物質主要來源于食物，如檸檬酸和蘋果酸的鉀鹽或鈉鹽等，故蔬菜和水果稱為成堿食物。體內酸性物質的來源多于堿性物質，故對酸堿平衡的調節(jié)以對酸的調節(jié)為主。

第二節(jié)酸堿平衡的調節(jié)(AdjustmentofAcid-baseBalance)一、血液的緩沖作用1.血漿中的緩沖體系

NaHCO3Na2HPO4Na-PrH2CO3NaH2PO4H-Pr

(Pr:血漿蛋白)2.紅細胞中的緩沖體系

KHCO3K2HPO4K-HbK-HbO2H2CO3KH2PO4H-HbH-HbO2

(Hb:血紅蛋白HbO2:氧合血紅蛋白)(一)血液的緩沖體系全血各緩沖體系的比較緩沖體系占全血緩沖能力的百分數(%)HbO2和Hb35有機磷酸鹽3無機磷酸鹽2血漿蛋白質7血漿碳酸氫鹽35紅細胞碳酸氫鹽18(二)血液的緩沖機制

1.血漿pH值取決與血漿中[NaHCO3]/[H2CO3]比值。正常條件下，血漿[NaHCO3]為24mmol/L;[H2CO3]1.2mmol/L，比值：24/1.2＝20/1。2.根據亨-哈（Henderson-Hassalbach）方程式計算血漿pH值為：代入：pH=6.1＋lg20/1=6.1＋1.3=7.4pKa是H2CO3解離常數的負對數,37℃時6.1[NaHCO3][H2CO3]pH=pKa

＋lg

酸堿平衡的調節(jié)就是調節(jié)[NaHCO3]與[H2CO3]比值來維持血漿pH值相對恒定。

3.對固定酸的緩沖作用(1)H-A＋NaHCO3

Na-A＋H2CO3(固定酸)(固定酸鈉)

H2O+CO2

(2)H-A＋Na-PrNa-A＋HPr

(3)H-A＋Na2HPO4Na-A＋NaH2PO44.對堿性物質的緩沖作用(1)Na2CO3

＋H2CO32NaHCO3(2)Na2CO3

＋NaH2PO4NaHCO3

＋Na2HPO4(3)Na2CO3

＋H-PrNaHCO3＋NaPr堿性較強的Na2CO3轉變?yōu)檩^弱的NaHCO3，H2CO3是對固定堿進行緩沖的主要成分。

各組織細胞在代謝過程中產生的CO2在通過肺呼出之前主要經紅細胞中的血紅蛋白緩沖體系緩沖。5.對揮發(fā)性酸的緩沖作用

CO2+H2OH2CO3HbO2

Hb-+O2Hb-+H+

HHbH2CO3HCO3-+H+

紅細胞紅細胞血漿組織液肺泡血紅蛋白對揮發(fā)酸的緩沖作用HHbCO2碳酸酐酶Cl-Na+CO2O2CO2CO2H2OH2OHCO3-HCO3-Hb-H+HHbO2HbO2-O2Cl-K+紅細胞血漿HHbCO2碳酸酐酶Cl-Na+CO2O2CO2CO2H2OH2OHCO3-HCO3-Hb-H+HHbO2HbO2-O2Cl-K+HHb

Hb-+H+HbO2H++HCO3-H2CO3O2H2O+CO2呼出吸入肺二、肺對酸堿平衡的調節(jié)作用

(一)通過呼出CO2以維持[NaHCO3]/[H2CO3]的比值。

(二)動脈血PCO2

增高或pH值及PO2

降低時，呼吸中樞興奮，呼吸加深加快，CO2呼出增多。三、腎對酸堿平衡的調節(jié)作用

(一)H+-Na+交換

1．NaHCO3的重吸收

CO2H2OH2CO3-HCO3腎小管上皮細胞H2OCO2H2CO3碳酸酐酶H+HCO3-Na+NaHCO3腎小管液(原尿)NaHCO3+NaH+血液血漿[NaHCO3]低于28mmol/L時，原尿中NaHCO3可完全被重吸收。當超過此值時，則不能完全吸收，多余部分隨尿排出體外。2．尿液的酸化

正常[Na2HPO4]/[NaH2PO4]＝4:1。原尿保持此比值，終尿排出NaH2PO4增加而比值變小，尿液pH值降低的過程稱為尿液的酸化。-HPO4腎小管上皮細胞H2OCO2H2CO3碳酸酐酶H+HCO3-Na+NaHCO3腎小管液(原尿)Na2HPO4+NaH+血液Na+2NaH2PO4終尿(二)NH4+-Na+交換腎小管上皮細胞H2OCO2H2CO3碳酸酐酶H+HCO3-Na+NaHCO3腎小管液(原尿)NaCl+NaCl氨基酸、谷氨酰胺NH3H+NH3NH4Cl終尿血液-嚴重酸中毒時NH4+

排出增加，腎小管泌NH3與泌H+可相互促進。尿液酸性愈強，NH3分泌愈多；尿液呈堿性時，NH3的分泌減少甚至停止。(三)K+-Na+交換腎遠曲小管具有K+-Na+交換作用，K+-Na+交換與H+-Na+交換有競爭性抑制作用，高血鉀時常伴有酸中毒；低血鉀時常伴有堿中毒。尿尿細胞血液腎小管細胞HK+++H+H+H+K+K+K堿中毒低血鉀高血鉀酸中毒K+K+K+H+H+H+++KH腎小管細胞血液細胞細胞血液腎小管細胞HK+++H+H+H+K+K+K酸中毒高血鉀低血鉀堿中毒K+K+K+H+H+H+++KH腎小管細胞血液細胞尿尿四、其他組織細胞對酸堿平衡的調節(jié)(一)細胞內外的離子交換酸中毒時，肌肉、骨骼每3個H+入胞內伴有1個K+和2個Na+出胞外而導致高血鉀。(二)骨組織對酸堿平衡的調節(jié)作用

1.長期代謝性酸中毒時，體液[H+]增加，使骨細胞鈣鹽溶解增加，Ca3(PO4)2從骨組織進入血漿，并與H2CO3發(fā)生反應

。

3.骨細胞釋放出1分子Ca3(PO4)2可緩沖4個H+，由于大量的骨鹽溶解，最終可能引起骨骼的嚴重軟化。2PO43-＋

2H2CO32HPO42-

＋

2HCO3-2PO43-

＋

4H+2H2PO4-2.所生成的2分子HCO3-再中和2個H+，生成2分子H2CO3，2分子HPO42-又可結合2個H+生成2分子H2PO4-。第三節(jié)酸堿平衡失調

一、酸堿平衡失調的基本類型[NaHCO3]

20[H2CO3]

1pH7.35～7.45=代償性代謝性酸中毒代償性代謝性堿中毒代償性呼吸性酸中毒代償性呼吸性堿中毒[NaHCO3]

20[H2CO3]

1pH<7.35酸中毒

<失代償性代謝性酸中毒失代償性呼吸性酸中毒pH>7.45堿中毒

[NaHCO3]

20[H2CO3]

1>失代償性代謝性堿中毒失代償性呼吸性堿中毒

(Acid-BaseDisturbance)(一)血漿pH值血漿pH值范圍為7.35～7.45，平均為7.40。pH值＞7.45為失代償性堿中毒；pH值＜7.35為失代償性酸中毒。(二)血漿二氧化碳分壓(PCO2)

血漿PCO2是指物理溶解于血漿的CO2產生的張力，正常范圍為4.5～6.0kPa，平均為5.3kPa。

(三)實際碳酸氫鹽(AB)和標準碳酸氫鹽(SB)

1.AB是指在隔絕空氣測得血漿的真實[NaHCO3]。2.SB是在標準條件下測得的血漿的[NaHCO3]。3.AB＞SB，表明PCO2＞5.3kPa；AB＜SB，表明PCO2＜5.3kPa。二、酸堿平衡的主要生化診斷指標是指血液中具有緩沖作用的負離子堿的總和，如HCO3-、HPO4-等。正常值為50mmol/L±5mmol/L。BB可反映代謝性酸堿紊亂。(四)緩沖堿(buffer