泌尿系統(tǒng)病理生理：鉀代謝和酸堿代謝紊亂

泌尿系統(tǒng)病理生理低鉀血癥高鉀血癥酸堿平衡紊亂HypokalemiaHyperkalemiaAcid-baseimbalance學(xué)習(xí)目標(biāo)1說出高鉀血癥和低鉀血癥的概念、原因2比較高鉀血癥和低鉀血癥對機體影響的不同點(DisturbancesofPotassiumbalance)ECF50mmol(2%)

3.5~5.5mmol/LICF3500mmol(98%)150～160mmol/L（消化道）skinStool10mmol/dayUrine90mmol/day100mmol/day一、鉀的正常代謝與鉀平衡

跨細胞轉(zhuǎn)移腎調(diào)節(jié)pump-leakmechanism多吃多排，少吃少排興奮性由靜息電位與閾電位間的距離決定Ek+=59.5lg[K+]e/[K+]i

=-59.5lg[K+]i/[K+]e靜息電位負值興奮性靜息電位負值興奮性概念(concept)Serum[K+]<3.5mmol/L低鉀血癥

(Hypokalemia)缺鉀(potassiumdeficit)：體內(nèi)鉀缺失概念(concept)Serum[K+]>5.5mmol/L高鉀血癥

(Hyperkalemia)(DisturbancesofPotassiumbalance)對代謝的影響低鉀血癥輕度血糖升高胰島素分泌減少或作用減弱直接增高血糖代謝性堿中毒（鉀進入細胞內(nèi)除外）反常性酸性尿（paradoxicalacidicurine，細胞內(nèi)酸中毒高鉀血癥代謝性酸中毒（細胞內(nèi)鉀外流除外）反常性堿性尿（paradoxicalalkalineurine），細胞內(nèi)堿中毒血漿上皮管腔尿K+↓K+K+↓H+↓K+↓Na+反常性酸性尿H+H+↑H+↑堿中毒酸性尿血鉀對神經(jīng)興奮性的影響A.正

常B.低血鉀C.高血鉀–90–65–65–65增大減小閾電位靜息膜電位膜電位到閾電位的距離神經(jīng)肌肉興奮性–25正常降低加大(超極化)減小(部分除極)升高–降低+300–30–60–90–120ABC閾電位膜電位mV超極化阻滯

(hyperpolarizedblocking)除(去)極化阻滯

(hypopolarizedblocking)形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化：①鉀缺乏超過一個月可發(fā)近端腎小管上皮細胞空泡變性，偶見于遠端腎小管上皮細胞；②間質(zhì)纖維化和小管萎縮或擴張。功能變化：①尿濃縮功能障礙：缺鉀時集合管和遠球小管上皮細胞受損，ADH與上皮細胞膜受體結(jié)合并激活A(yù)C，但cAMP生成不足；缺鉀時髓袢升支粗段對NaCl的重吸收障礙，妨礙了髓質(zhì)滲透梯度的形成。②低鉀血癥時，腎小管上皮細胞NH3生成增加，這是低鉀血癥時引起堿中毒的原因之一。對腎臟的影響膜電位（mV)+40-+20-0--20--40--60--80--100-靜息電位0期1期2期3期4期零電位閾電位+++++++++++++++++++++++++K+Na+K+Ca2+K+K+ATPK+Na+心室肌動作電位和主要離子流示意圖：心臟細胞的電生理特性及影響因素影響因素靜息電位與閾電位差距鈉通道狀態(tài)0期去極化的速度與幅度細胞的結(jié)構(gòu)進入細胞內(nèi)的Ca離子的作用4期自動去極化幅度與速度特性興奮性傳導(dǎo)性收縮性自律性心肌細胞動作電位與心電圖比較動作電位心電圖本質(zhì)細胞內(nèi)記錄單個細胞的生物電變化細胞外記錄整個心臟的生物電變化相應(yīng)關(guān)系100~120

小于3mV0期

QRS波群2期S-T段3期T波血[K+]↓→K+外流↓→靜息膜電位↓

↓

0期Na+內(nèi)流↓↓

0期除極化↓4期自動除極化↑↓

2期Ca2+

內(nèi)流↑心肌代謝障礙收縮性↑→興奮性↑→傳導(dǎo)性↓自律性↑

收縮性↓心肌傳導(dǎo)性心肌興奮性心肌自律性心肌收縮性先后→胞膜對K+

通透性↓膜內(nèi)外離子濃度差增大*心電圖的改變及機制

正常低鉀血癥ECG相當(dāng)動作電位ECG變化機制P波心房肌0期除極增寬除極速度減慢P-R間期延長傳導(dǎo)性↓QRS波心室肌0期除極增寬,幅小0期除極速度↓幅度↓ST段復(fù)極2期(平臺期)壓低,縮短Ca++內(nèi)流↑,2期縮短全部去極化(有效不應(yīng)期縮短)T波復(fù)極3期低平,增寬K+外流↓,3期延長U波3期末(超常期)明顯增高Purkinje纖維3期延長+300-30-60-9001234PQRST正常低鉀血[K+]↑→細胞內(nèi)外[K+]比↓→靜息電位↓→與閾電位距離↓

(5.5～7)→興奮性↑↘

低于閾電位

(7～9)→興奮性↓0期Na+內(nèi)流↓→0期除極化↓→傳導(dǎo)性↓膜對K+通

透性↑↓

4期K+外流↑→自動除極化↓→自律性↓Ca2+內(nèi)流↓收縮性↓

12心肌傳導(dǎo)性心肌興奮性先后心肌自律性心肌收縮性P波：P-R間期：T波：Q-T間期：心律失常：心電圖改變：+300-30-60-9001234PQRST正常高鉀壓低、增寬延長高尖縮短

傳導(dǎo)阻滯心臟停搏（三）防治原則低鉀血癥1.去除病因,盡量口服2.靜脈補鉀原則：(見尿補鉀,禁止靜推）

①不宜過早（尿量500ml/d以上，才靜滴）②不宜過濃（<40mmol/L）③不宜過快（10~20mmol/h）④不宜過多（<120mmol/D)（三）防治原則高鉀血癥1.治療原發(fā)病

2.降血鉀葡萄糖＋胰島素、NaHCO3

陽離子交換樹脂人工腎同時，應(yīng)立即停用含鉀藥物及食物的攝入3.注射鈣劑和Na鹽密切觀察神經(jīng)、肌肉、心律及心電圖的變化1、解釋各類酸堿平衡紊亂的概念2、說出各類酸堿平衡紊亂的常見原因3、闡述酸中毒和堿中毒對機體的影響4、比較各類酸堿中毒血氣指標(biāo)的變化5、簡述各類酸堿中毒的機體代償調(diào)節(jié)重點：各類型酸堿平衡紊亂的概念、血氣指標(biāo)和對機體的影響難點：各類型酸堿平衡紊亂的機體代償調(diào)節(jié)目標(biāo)要求蔡軍偉病理生理教研室pH=pKa+lg————[H2CO3][HCO3-][HCO3-]／[H2CO3]＝20/1Henderson-Hasselbalch公式一、酸堿平衡的調(diào)節(jié)一、酸堿平衡的調(diào)節(jié)(Acid-basebalanceanditsregulation)◆體液緩沖系統(tǒng)◆肺調(diào)節(jié)◆腎調(diào)節(jié)pH=pKa+lg————[H2CO3][HCO3-]1.近曲小管的排酸保堿2.遠曲小管的排酸保堿3.腎小管細胞泌NH4+保堿4.H+

－Na+交換腎在酸堿平衡中的調(diào)節(jié)機制：是通過腎臟尿液生成過程中的排酸保堿來調(diào)節(jié)血漿中HCO3-的量,從而使[HCO3-]／[H2CO3]≈20/11.近曲小管的排酸保堿2.遠曲小管的排酸保堿3.腎小管細胞泌NH4+保堿1.近曲小管的排酸保堿2.遠曲小管的排酸保堿3.腎小管細胞泌NH4+保堿4.H+

－Na+交換腎在酸堿平衡中的調(diào)節(jié)機制：是通過腎臟尿液生成過程中的排酸保堿來調(diào)節(jié)血漿中HCO3-的量,從而使[HCO3-]／[H2CO3]≈20/1細胞內(nèi)液組織間液血液緩沖系統(tǒng)酸堿進入肺(CO2)腎(排酸保堿)[HCO3-]/

[H2CO3]酸堿平衡(Acid-basebalance)20/1血液緩沖系統(tǒng)：反應(yīng)迅速；但緩沖作用不持久。肺的調(diào)節(jié)：效能最大，30min達高峰；但僅對CO2有作用。腎的調(diào)節(jié)：對排固定酸及保堿作用大；但起效慢（3-5d）。細胞的緩沖：作用強，3－4h起作用；但易造成電解質(zhì)紊亂

小結(jié)：細胞內(nèi)液組織間液血液緩沖系統(tǒng)酸堿進入肺(CO2)腎(排酸保堿)[HCO3-]/

[H2CO3]酸堿平衡紊亂(acid-basedisturbance)20/1過多過少類型：酸中毒、堿中毒

代謝性、呼吸性

代償性、失代償性[HCO3-]、

[H2CO3]變化有一致性代謝性因素呼吸性因素◆pH和H+濃度

由于血液中[H+]很低，常用pH表示1.pH的定義：[H+]的負對數(shù)

2.正常值：7.35～7.45（平均：7.40）極限6.9

酸中毒←︱7.35～7.45︱→堿中毒

7.8極限

[H+]45～35nmol/L二、酸堿常用指標(biāo)

(Acid-baseparameters)◆呼吸指標(biāo)——動脈血CO2分壓1.PaCO2：血漿中物理溶解狀態(tài)的CO2分子產(chǎn)生的張力。

2.正常值：33～46mmHg(平均：40mmHg)

（4.39～6.25kPa）

(平均5.32kPa)

CO2呼出過多←|33～46mmHg|→CO2潴留

[H2CO3]=PaCO2×CO2解離度二、酸堿常用指標(biāo)

(Acid-baseparameters)◆代謝指標(biāo)1.HCO3-

☆實際碳酸氫鹽(AB)：指隔絕空氣的血液標(biāo)本，在實際PaCO2，實際體溫和血氧飽和度條件下所測得的血漿HCO3-濃度☆標(biāo)準(zhǔn)碳酸氫鹽(SB)：全血在標(biāo)準(zhǔn)條件下（溫度38℃，血紅蛋白氧飽和度為100%，PaCO240mmHg的氣體平衡）所測得的血漿HCO3-濃度。AB和SB的差值反映了呼吸因素。二、酸堿常用指標(biāo)

(Acid-baseparameters)SB：代酸←｜22～27mmol/L｜→代堿

（平均:24mmol/L）正常時：AB=SBAB和SB的差值反映了呼吸因素

PaCO2↑時，AB>SB

PaCO2↓時，AB<SB二、酸堿常用指標(biāo)

(Acid-baseparameters)2.緩沖堿（bufferbase,BB）

定義：血液中一切具有緩沖作用的負離子的總和。正常值：45～52mmol/L代酸←|45～52mmol/L|→代堿二、酸堿常用指標(biāo)

(Acid-baseparameters)◆代謝指標(biāo)（平均48mmol/L）3.堿剩余（baseexess,BE）定義：標(biāo)準(zhǔn)條件下，用酸或堿滴定全血標(biāo)本至pH=7.40時所需的酸或堿的量（mmol/L）。代酸←|-

3.0

～+3.0mmol/L|→代堿◆代謝指標(biāo)二、酸堿常用指標(biāo)

(Acid-baseparameters)4.陰離子間隙（aniongap,AG）

定義：血漿中未測定的陰離子（undeterminedanion,UA）與未測定的陽離子（undeterminedcation,UC）的差值，即AG=UA-UC。正常值：12±2mmol/LAG增高——酸潴留：表明有乳酸、酮體、磷酸及硫酸根等蓄積AG正?！獕A丟失：◆代謝指標(biāo)二、酸堿常用指標(biāo)

(Acid-baseparameters)三、單純型酸堿平衡紊亂

(Simpleacid-basedisorders)原發(fā)性改變只影響呼吸性因素或代謝性因素中的一個所導(dǎo)致的酸堿失衡，稱為單純型酸堿平衡紊亂pH=PKa+lg[HCO3-]／[H2CO3][HCO3-][HCO3-][H2CO3][H2CO3]pH下降pH上升代謝性酸中毒呼吸性酸中毒代謝性堿中毒呼吸性堿中毒酸堿平衡紊亂(acid-basedisturbance)（一）代謝性酸中毒

(MetabolicAcidosis)

原發(fā)性HCO3-↓,而導(dǎo)致pH↓。

◆定義（Concept）

pH=pKa+lg————[H2CO3][HCO3-]1)固定酸產(chǎn)生↑：乳酸酸中毒、酮癥酸中毒2)酸的排出↓：嚴重腎衰→體內(nèi)固定酸排出↓RTA?型→集合管泌氫減少3)外源性酸攝入過多：水楊酸中毒含氯的成酸性藥物攝入過多

1、酸多(消耗HCO3-):4)高血鉀：使細胞外H+↑

,HCO3-↓

◆代謝性酸中毒原因(Causes):酸過多,堿丟失（一）代謝性酸中毒

(MetabolicAcidosis)1)HCO3-丟失↑：腹瀉、腸瘺、腸道引流等含

HCO3-的堿性腸液大量丟失。使用碳酸酐酶(CA)抑制劑→腎重吸收HCO3-↓RTAⅡ型→碳酸酐酶活性↓，近端腎小管對HCO3-重吸收↓；3)血液稀釋性HCO3-↓：大量輸入G.S或N.S。2)HCO3-回收↓：2、堿少:◆代謝性酸中毒原因(Causes):酸過多,堿丟失◆代謝性酸中毒分類(Classification)

1.AG增高型：除氯以外的任何固定酸的血漿濃度↑所致的代酸；因AG↑，Cl-正常，又稱血氯正常型代謝性酸中毒。2.AG正常型：由于HCO3-濃度↓，引起血Cl-代償性升高所致的代酸；因Cl-代償性升高,又稱血氯增高型代謝性酸中毒。1)緩沖系統(tǒng)代償：H+＋NaHCO3===H2CO3＋Na+強酸弱酸

pH↓，[HCO3-]↓/[H2CO3]↑PH↓

呼吸中樞+呼吸加深加快，CO2呼出↑PaCO2↑PH↓

腎小管分泌H+和NH4+↑重吸收HCO3-↑PaCO2↑2)呼吸系統(tǒng)代償:3)腎臟調(diào)節(jié)：4)細胞內(nèi)外緩沖：◆代謝性酸中毒機體代償調(diào)節(jié)高血鉀、骨骼脫鈣◆代謝性酸中毒血氣參數(shù)(Blood-gasparameters)

HCO3-↓↓

PaCO2↓

AB↓

SB↓

BB↓

AB<SB

BE負值加大代償極限PaCO2=10mmHg

例題

例1.1

糖尿病患者：pH7.32,HCO3-15mmol/L,PaCO230mmHg；

預(yù)測PaCO2=1.5×15+8±2=30.5±2=28.5～32.5

實際PaCO2=30,在（28.5～32.5）范圍內(nèi)，單純型代酸

◆代償公式：預(yù)測PaCO2=1.5×[HCO3-]＋8±2

判斷：如實測PaCO2在預(yù)測PaCO2范圍之內(nèi)，單純型代酸如實測值>預(yù)測值的最大值,CO2潴留，代酸+呼酸如實測值<預(yù)測值的最小值,CO2排出過多,代酸+呼堿pH∝————[H2CO3][HCO3-]

例1.2

肺炎休克患者：pH7.26，HCO3-16mmol/L，PaCO237mmHg；

預(yù)測PaCO2=1.5×16+8±2=32±2=30～34實際PaCO2=37,超過預(yù)測最高值34，為代酸合并呼酸

例1.3

腎炎發(fā)熱患者：pH7.39，HCO3-14mmol/L，PaCO224mmHg；

預(yù)測PaCO2=1.5×14+8±2=29±2=27～31

實際PaCO2=24,低于預(yù)測最低值27，為代酸合并呼堿

◆代謝性酸中毒對機體的影響(Effectsonorganism)1.心血管系統(tǒng)

(1)室性心律失常：與高血鉀有關(guān)(2)心肌收縮力下降竟?fàn)幮砸种艭a2+與肌鈣蛋白結(jié)合，使興奮—收縮耦聯(lián)障礙；減少Ca2+內(nèi)流；抑制心肌細胞肌漿網(wǎng)(SR)釋放Ca2+；H+↑

(3)血管平滑肌對兒茶酚胺的反應(yīng)性降低

3.代償性變化：高血鉀呼吸興奮（嚴重酸中毒抑制）一般酸性尿,但高血鉀引起酸中毒時會出現(xiàn)堿性尿。2.中樞神經(jīng)系統(tǒng)主要為抑制性表現(xiàn)：嗜睡、意識障礙、昏迷。γ-氨基丁酸生成↑（抑制性神經(jīng)遞質(zhì)）氧化磷酸化障礙→ATP↓→腦細胞能量不足

機制嚴重酸中毒抑制呼吸心血管中樞

◆代謝性酸中毒防治原則（Principleoftreatment）

1.去除病因2.補堿：NaHCO3或乳酸鈉根據(jù)BE負值決定：每負一個BE值，補0.3mmol/KgNaHCO3，分次補給。★

補堿時特別注意防止糾酸后發(fā)生:

低血鉀與低血鈣Ca2++血漿蛋白結(jié)合鈣OH-H+（二）代謝性堿中毒（Metabolicalkalosis）

◆定義：原發(fā)性HCO3-↑而導(dǎo)致的pH↑。◆原因：酸少,堿多經(jīng)胃丟失H+↑：劇烈嘔吐，胃液抽吸血NH3

：肝昏迷經(jīng)腎丟失H+↑

長期大量使用利尿劑:

速尿、噻嗪等原發(fā)性醛固酮增多癥Cushing綜合征ADS↑:1.酸少低鉀血癥:H+向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移,腎泌H+

，反常性酸性尿◆原因：酸少,堿多2.堿多堿性藥物攝入↑大量輸入含枸櫞酸鹽的庫存血大量體液丟失HCO3-代償性↑

:

ADS↑,保Na+同時保HCO3-↑

糾呼酸時,機械通氣過快◆原因：酸少,堿多2.鹽水抵抗性堿中毒：用鹽水治療無效，見于ADS

,Cushing綜合征,低血鉀◆分類①擴充細胞外液，②循環(huán)血量↑，③遠端腎單位小管液中Cl-含量↑，均可使集合管泌HCO3-↑

1.鹽水反應(yīng)性堿中毒：補充NaCl即可糾正。見于嘔吐，胃液吸引及用利尿劑◆代謝性堿中毒機體的代償調(diào)節(jié)OH-＋H2CO3===HCO3-＋H2O堿鹽pH↑[H2CO3]↓/[HCO3-]↑pH↑-呼吸中樞呼吸變淺變慢CO2呼出↓PaCO2↓(代償極限PaCO2=55mmHg)PH↑

腎小管分泌H+和NH4+↓,重吸收HCO3-↓PaCO2↓1)緩沖系統(tǒng)代償：2)呼吸系統(tǒng)代償:3)腎臟調(diào)節(jié)：4)細胞內(nèi)外緩沖：血K+↓、血Cl-↓、血Ca2+↓◆代謝性堿中毒血氣參數(shù)（Blood-gasparameters

）

PaCO2↑

HCO3-↑↑AB↑SB↑BB↑AB>SBBE正值加大代償極限PaCO2=55mmHg例3.1

幽門梗阻患者：pH7.49，HCO3-36，PaCO248；

預(yù)測PaCO2=40+0.7(36-24)±5=43.4～53.4

實際PaCO2=48,在（43.4～53.4）范圍內(nèi)，單純代堿

◆代償公式：預(yù)測PaCO2=40+0.7x△HCO3-±5

例題判斷：如實測PaCO2在預(yù)測PaCO2范圍之內(nèi)，單純性代鹼如實測值>預(yù)測值的最大值，CO2

潴留，代鹼+呼酸如實測值<預(yù)測值的最小值,CO2

排出過多,代鹼+呼鹼例3.2

敗血癥休克過度糾酸，且使用人工通氣后：

pH7.65，HCO3-

32，PaCO2

30；

預(yù)測PaCO2=40+0.7(3２-24)±5=40.6～50.6

實際PaCO2=30,低于預(yù)測最低值40.6，代堿合并呼堿

例3.3

肺心病、水腫患者大量利尿后：

pH7.40，HCO3-36，PaCO260；預(yù)測PaCO2=40+0.7(36-24)±5=43.4～53.4

實際PaCO2=60,高于預(yù)測最高值53.4，代堿合并呼酸

2.中樞神經(jīng)系統(tǒng)：3.神經(jīng)-肌肉：手足抽搐和腱反射亢進

◆代謝性堿中毒時機體的影響1.代償性變化：血K+↓、血Cl-↓、血Ca2+↓呼吸變淺變慢堿性尿（低鉀性堿中毒為反常性酸性尿）氧離曲線左移機制：γ-氨基丁酸生成↓興奮、煩躁不安、精神錯亂

機制：堿中毒時游離Ca2+↓◆代謝性堿中毒防治原則1.鹽水反應(yīng)性堿中毒：補NaCl，即可促HCO3-排出。

碳酸酐酶抑制劑：乙酰唑胺

→腎泌H+↓、重吸收HCO3-↓

2.鹽水抵抗性堿中毒一看pH,定酸中毒or堿中毒二看病史,定HCO3

–和PaCO2誰為原發(fā)or繼發(fā)改變

(or/and根據(jù)H-H公式)三看原發(fā)改變,定代謝性or呼吸性酸鹼失衡如果原發(fā)HCO3-

or

,定代謝性鹼or酸中毒如果原發(fā)PaCO2

or

,定呼吸性酸or鹼中毒四看AG,定代酸類型五看代償公式,定單純型or混合型酸鹼失衡分析酸堿失衡病例的基本思路和規(guī)律四、混合性酸堿失衡(Mixedacid-basedisorders)是指病人同時有兩種或兩種以上的酸堿失衡一、呼吸、代謝混合型Mixedrespiratory-metabolicdisorders呼酸＋代酸呼堿＋代堿呼酸＋代堿呼堿＋代酸酸堿相加型酸堿相消型(一)呼吸性酸中毒＋代謝性酸中毒1.常見原因心跳、呼吸驟停急性肺水腫（右心衰）COPD＋嚴重缺氧低鉀血癥累及心肌、呼吸肌藥物及CO中毒(respiratoryacidosis+metabolicacidosis)2.血氣特點：相加性，pH同向HCO3-↓↓pH↓↓PaCO2↑↑pH過低，遠離正常值；HCO3-與PaCO2呈反向偏移，SB↓、AB↓、BB↓、AB＞SB、K+↑、AG↑(二)呼吸性堿中毒＋代謝性堿中毒(respiratoryalkalosis+metabolicalkalosis)1.常見病因：各種危重病人1)呼堿：通氣過度

PaCO2↓、肝衰

NH3↑