在正常生理状态下，血液的酸碱度，即pH值通常维持在一个在7.4±0.5狭小的范围内，此种稳定为酸碱平衡。如果体内酸与碱产生过多或不足，引起血液pH改变，此状态称酸碱平衡紊乱。凡是由原发碳酸氢根( bicarbonate, HCO3-)下降或动脉血二氧化碳分压( arterial partial pressure of carbon dioxide ，PaCO2)升高，引起[H﹢]升高的病理生理过程称为酸中毒(acidosis) ;凡是由原发HCO3-升高或PaCO2下降，引起[H+]下降的病理生理过程称为碱中毒(alkalosis)。

·一、基础概念 ·

· 1.1 pH与H+·

pH是[H+]的负对数形式，即pH=-log[H+]，两者间负相关。在pH7.10~7.50范围内,两者近似于直线关系，即pH每变化0.01,等于[H﹢]往反方向变化1.00nmol/L。当pH为7.4时，氢离子浓度正好是40nmol/L，即0.00000040moI/L。所以为了表述方便，使用pH表示,因此，氢离子浓度越大，pH值越小（酸性），氢离子浓度越小，pH值越大（碱性）。

pH=-log[H+]=-log0.00000004=8-0.6

=7.4

· 1.2 pH、PaCO2和HCO3-·

人体体液中存在一系列重要的缓冲系统(buffersystem)，根据等氢离子原则

因此，只要通过测定缓冲系统的有关数据,即可分析体液的酸碱变化。而碳酸氢盐缓冲系统是人体中唯一能自己更新的缓冲对，且在体内储量丰富,HCO3-反映酸碱变化的代谢成分，H2CO3反映酸碱变化的呼吸成分，故临床上常以测定H2CO3/HCO3-比值作为衡量体液酸碱平衡的主要指标。即H-H方程式

其中pK为酸解离常数，即碳酸在体温为37℃时的解离常数= 6.1,而H2CO3浓度和被溶解在体内的CO2浓度成正比，其气体溶解度系数α为0.03mmol/(L.mmHg)，即体温在37℃时,CO2在血浆中的溶解浓度。

· 1.3 机体产生的酸性物质·

（1）挥发酸：机体代谢过程中产生的最多的酸性物质是碳酸，糖、脂肪和蛋白质在分解代谢中，氧化的最终产物是二氧化碳(CO2) ,CO2与水结合生成碳酸，碳酸可释出[H+],也可以变成气体CO2从肺排出体外，所以称为挥发酸。

（2）非挥发酸：在体内代谢过程中产生的一些固定酸，又称非挥发酸。如蛋白质分解代谢产生硫酸、磷酸和尿酸;糖酵解生成的甘油酸、丙酮酸和乳酸;糖氧化过程生成的三羧酸;脂肪代谢产生的β-羟丁酸和乙酰乙酸等。

· 1.4 机体产生的碱性物质·

氨基酸脱氨基所产生的氨 (NH3) ,之后经肝代谢后生成尿素。

·二、常用判断酸碱平衡的指标 ·

· 2.1 PH·

pH是指体液内氢离子浓度的负对数即pH=-log[H+]是反映体液总酸度的指标，受呼吸和代谢因素共同影响。正常值:动脉血pH7.35-7.45,平均值7.40,静脉血pH较动脉血低0.03~0.05。pH<7.35时为酸血症;pH>7.45时为碱血症。

· 2.2 PCO2·

血浆中物理溶解的二氧化碳(CO2)分子所产生的压力称为血浆二氧化碳分压(PCO2)。正常值动脉血为35~45 mmHg，平均值40mmHg。静脉血较动脉血高5~7mmHg。它是酸碱平衡呼吸因素的唯一指标。当PCO2>45mmHg时，应考虑为呼吸性酸中毒或代谢性碱中毒的呼吸代偿;当PCO2<35 mmHg时，应考虑为呼吸性碱中毒或代谢性酸中毒的呼吸代偿。

· 2.3 HCO3-·

（1）实际碳酸氢盐(AB)：是指隔绝空气的血液标本在实验条件下所测的血浆HCO3-值。正常值为22~27mmol/L,平均值24mmol/L,动脉与静脉血HCO3大致相等。它是反映酸碱平衡代谢因素的指标。HCO3<22 mmol/L, 可见于代谢性酸中毒或呼吸性碱中毒代偿; HCO3->27mmol/L,可见于代谢性碱中毒或呼吸性酸中毒代偿。（2）标准碳酸氢盐(SB)：是在标准条件下[ PCO2为40mmHg 、血红蛋白(Hb)完全饱和、温度37℃]测得的HCO3值。它是反映酸碱平衡代谢因素的指标。正常值为22~27 mmol/L,平均值24mmol/L。正常情况下AB=SB;AB↑>SB↑见于代谢性碱中毒或呼吸性酸中毒代偿;AB↓<SB↓见于代谢性酸中毒或呼吸性碱中毒代偿。

· 2.4 碱剩余·

碱剩余(BE)是表示血浆碱储量增加或减少的量。正常范围±3 mmol/L, 平均为0。BE正值时表示缓冲碱增加;BE负值时表示缓冲碱减少或缺失(basedefect,BD)。它是反映酸碱平衡紊乱代谢性因素的指标。

· 2.5 PaO2·

动脉血氧分压(PaO2)是指血浆中物理溶解的O2分子所产生的压力,动脉血氧分压正常值为80~ 100mmHg ,其正常值随着年龄增加而下降。

预计:PaO2值(mmHg)=102-0.33x年龄(岁)±10

· 2.6 阴离子间隙·

体液的阳离子数总和与阴离子数相等。其中阳离子大部分为[Na+]，而阴离子大部分为 [C1-]和(HCO3-]。

阴离子间隙(AG)是指血清中所测定的阳离子总数和阴离子总数之差，用mmol/L表示。

因Cl-、HCO3-、Na+含量高，其余离子含量低

因此其简化公式表示为:

（1）AG降低常无临床意义。如反复检查AG确实降低,往往提示有IgG型骨髓瘤、伴钠潴留的低蛋白血症的可能。

（2）AG升高实际上是代谢性酸中毒的同义词，若患者的AG超过正常值(16mmol/L) ;往往提示有代谢性酸中毒存在，主要见于:①代谢性酸中毒;②脱水;③用含有“未测定阴离子”的钠盐治疗;④某些抗生素治疗;⑤碱中毒;⑥实验性误差;⑦低钾血症、低钙血症、低镁血症。

·三、酸碱平衡的调节 ·

酸碱平衡是维持内环境稳态的重要组成部分，人体通过体液中的缓冲系统以及肺、肾的一系列调节作用，保持了体内体液酸碱的相对稳定。

· 3.1 缓冲系统·

缓冲系统的作用能使强酸变成弱酸，强碱变成弱碱，或者变成中性盐。由于缓冲系统容量有限，因此，缓冲系统调节酸碱平衡紊乱的作用也是十分有限的。人体缓冲系统主要有以下3对缓冲对组成，即碳酸盐缓冲系、磷酸盐缓冲系、蛋白缓冲系。

· 3.2 呼吸性调节·

（1）调节方式：肺在酸碱平衡调节中的作用是通过增加或减少肺泡通气量控制CO2的排出量使血浆中HCO3/H2CO3比值维持在20/1水平。正常情况下，若体内酸产生增多，[H+]升高,肺则代偿性过度通气,CO2排出增多，保持pH仍在正常范围;若体内碱过多,[H+]降低，则呼吸是慢,减少CO2排出，维持pH在正常范围。

（2）调节特点：因中枢化学感受器与外周化学感受对H+和/或HCO3-异常敏感，因此当机体出现代谢性酸碱平衡紊乱时,肺在数分钟内即可代偿性增快或者减慢呼吸频率或幅度，以增加或减少CO2排出，可在数小时内达到高峰。但肺只能通过增加或减少CO2排出来改变血浆中H2CO3，调节范围有限。

· 3.3 肾脏调节·

肾脏通过改变排酸或保碱来维持血浆HCO3-浓度在正常范围内，以平衡血浆pH。

（1）调节方式：肾脏调节酸碱平衡紊乱的主要方式是排出[H+]和重吸收肾小球滤出液中的HCO3-。由于普通膳食条件下，正常人体内酸性物质的产生量远远超过碱性物质的产生量，因此,肾主要是针对固定酸负荷的调节。具体通过HCO3-重吸收、尿液酸化和远端肾小管泌氨 (NH3)与铵(NH4+)生成3种途径排[H+]保HCO3-。

（2）调节特点：首先肾脏调节酸碱平衡的功能完善，但作用缓慢，常需要72h才能逐步完善， 因此临床上常以代偿时间3天作为分急慢性呼吸性酸中毒的依据;其次调节酸的能力大于调节碱的能力。

·四、酸碱紊乱的判断步骤 ·

临床上常用的有三步法、四步法以及六步法

· 4.1 判断血气检测设备和标本的可靠性·

根据血气中PaCO2、HCO3-计算出H＋浓度：[H＋]＝24×PaCO2/HCO3－。之后pH =-log[H+]判断氢离子浓度与pH的是否一致。

· 4.2 明确酸碱·

即明确酸血症还是碱血症，pH＜7.35为酸血症，pH＞7.45为碱血症，当酸碱紊乱时也许pH 在正常范围，碳酸氢盐、PaCO2、阴离子间隙的改变都标志着酸碱紊乱。

· 4.3 判断呼吸性还是代谢性·

以7.40为界，看pH、PaCO2以及HCO3-的变化

（1）呼吸性酸中毒：PH↓,PaCO2↑

（2）呼吸性碱中毒：PH↑,PaCO2↓

（3）代谢性酸中毒：PH↓,HCO3-↓

（4）代谢性碱中毒：PH↑,HCO3-↑

· 4.4 明确是否发生适当的代偿·

需要明确的是，当原发性酸碱紊乱发生时，机体通过缓冲系统、呼吸系统及肾脏系统会做出一定的调节反应，但并不会将原发的酸血症/碱血症变为碱血症/酸血症。且有一定的代偿极限。

· 4.5 计算阴离子间隙（AG）·

如果存在代谢性酸中毒，则需计算AG。

AG＝钠离子浓度-碳酸氢根离子浓度-氯离子浓度＝12±2 mmol/L。

AG用于鉴别不同类型的代谢性酸中毒。

· 4.6 计算潜在的HCO3-·

如果存在AG升高，则计算潜在HCO3-，

潜在HCO3-＝（AG测定值-AG正常值）+HCO3-测定值。

若潜在HCO3-值＞27，提示存在代谢性碱中毒。

· 参考文献 ·

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