动物病理学-酸碱平衡

因酸碱负荷过度、不足或因酸碱负荷过度、不足或调节机制障碍导致体液酸碱度调节机制障碍导致体液酸碱度稳定性失衡的病理过程称为酸稳定性失衡的病理过程称为酸碱平衡紊乱。碱平衡紊乱。第一节第一节 酸碱平衡的调酸碱平衡的调节节v 挥发酸挥发酸v 固定酸固定酸v 摄入酸摄入酸代谢产生代谢产生CO2，可转变成碳酸，经肺可转变成碳酸，经肺呼出，称之为挥发酸。呼出，称之为挥发酸。CO2+H2O H2CO3 H+HCO-3 代谢产物：硫酸，磷酸，尿酸，甘代谢产物：硫酸，磷酸，尿酸，甘油酸，丙酮酸，乳酸，三羧酸，乙油酸，丙酮酸，乳酸，三羧酸，乙酰乙酸。酰乙酸。酸性食物，氯化铵，水杨酸等药物酸性食物，氯化铵，水杨酸等药物（一）酸的来源（一）酸的来源v代谢产生代谢产生v食物摄入食物摄入氨基酸脱氨基产生氨氨基酸脱氨基产生氨(NH3 3)H2CO3解离后的解离后的HCO-3 有机酸盐有机酸盐:蔬菜、瓜果中蔬菜、瓜果中的的柠檬酸盐、苹果酸盐经柠檬酸盐、苹果酸盐经三羧酸循环可生成三羧酸循环可生成NaHCONaHCO3 3、KHCOKHCO3 3（二）碱的来源（二）碱的来源v医源输入医源输入口服或静脉输入口服或静脉输入NaHCO3血浆血浆:特点：反映迅速，作用不持久特点：反映迅速，作用不持久碳酸缓冲系统占全血缓冲系统总量的碳酸缓冲系统占全血缓冲系统总量的53%53%特点：特点：可以缓冲所有的固定酸，不能缓冲挥发酸；可以缓冲所有的固定酸，不能缓冲挥发酸；缓冲能力强，是细胞外液含量最高的缓冲系缓冲能力强，是细胞外液含量最高的缓冲系统；统；缓冲潜力大，能通过肺和肾对缓冲潜力大，能通过肺和肾对H H2 2COCO3 3和和HCOHCO3 3 的的 调节，使缓冲物质易于补充和排出。调节，使缓冲物质易于补充和排出。HCO3H2CO3NaOH+HCICI-=H2O=H2CO3+NaHCO3+特点：效能高，但只对挥发酸有作用特点：效能高，但只对挥发酸有作用 调节呼吸运动调节呼吸运动感受感受PaO2、pH、PaCO2变化变化 增加或减少增加或减少CO2 的排出的排出NaHCO3重吸收重吸收磷酸盐酸化磷酸盐酸化氨的排泄氨的排泄特点：反应慢，但作用时间长特点：反应慢，但作用时间长HCOHCO3 3NaNa+HCOHCO3 3H2OH H+HH2 2COCO3 3H2OCOCO2 2COCO2 2HCOHCO3 3CACAHCO3Na+Na+H H+NaNa+COCO2 2血管血管肾小管上皮肾小管上皮肾小管腔肾小管腔肾小管上皮细胞肾小管上皮细胞 管腔膜基侧膜肾小管腔肾小管腔 管周管周管周管周 毛细血管毛细血管毛细血管毛细血管H2OCO2H2CO3CAH+H+Na2HPO4NaH2PO4 Na+Na+HPO42-Na+Na+HCO3-NaHCONaHCO3 3NHNH3 3谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺 NHNH4 4+NaNa+HCOHCO3 3NaNa+NaNa+NaCINaCIH H+COCO2 2HH2 2OOHCOHCO3 3H H+NHNH3 3NaNa+CICI-CICI-血管血管肾小管上皮肾小管上皮肾小管腔肾小管腔 K+与与H+的离子交换作用的离子交换作用特点：缓冲力强，但易导致钾异常特点：缓冲力强，但易导致钾异常细胞外细胞外H H+HH+进入细胞内进入细胞内K K+和和NaNa+移出细移出细胞外胞外电中性（酸中毒时高钾血症）电中性（酸中毒时高钾血症）细胞外细胞外H H+H H+移出细胞外移出细胞外 K K+和和NaNa+进入细胞进入细胞电中性（碱中毒时低钾血症）电中性（碱中毒时低钾血症）慢性代谢性酸中毒慢性代谢性酸中毒骨钙盐分解骨钙盐分解CaCa3 3(PO(PO4 4)2 2 利于利于H H+的缓冲的缓冲H负荷负荷即 时数分钟数小时数小时数天缓慢肺呼吸肺呼吸肾脏肾脏骨骼骨骼血液血液血浆血浆缓冲缓冲对对红细胞红细胞Hb缓冲对缓冲对其它其它缓冲对缓冲对调节频率和调节频率和深度，改变深度，改变肺泡通气量肺泡通气量骨盐溶解骨盐溶解排排H、泌、泌NH3重吸收重吸收HCO3 H2CO3 H2OCO2Ca2H2PO4 排出固定酸排出固定酸保保 碱碱 排出体外排出体外体细胞体细胞24小时小时HK交换交换细胞内细胞内缓冲对缓冲对细胞外液细胞外液 H正常调节正常调节正常调节正常调节正常调节正常调节病理作用必要时起作用必要时起作用对对固固定定酸酸缓缓冲冲缓冲输送缓冲输送挥发酸挥发酸慢性代谢性酸中毒时的代偿第二节第二节 单纯性酸碱平衡障碍单纯性酸碱平衡障碍代谢性碱中毒代谢性碱中毒代谢性酸中毒代谢性酸中毒呼吸性酸中毒呼吸性酸中毒呼吸性碱中毒呼吸性碱中毒HH2 2COCO3 3 HCOHCO3 3 pH 代谢性代谢性呼吸性呼吸性酸中毒：酸中毒：pHpH值低于正常值下限值低于正常值下限碱中毒：碱中毒：pHpH值高于正常值上限值高于正常值上限代偿性酸、碱中毒：代偿性酸、碱中毒：发生中毒后，由于各调节机制的代偿作发生中毒后，由于各调节机制的代偿作用，使用，使pH保持在正常范围之内的一种状态。保持在正常范围之内的一种状态。失代偿性酸、碱中毒：失代偿性酸、碱中毒：发生中毒后，发生中毒后，pH超出正常范围的一种状超出正常范围的一种状态。态。中毒中毒pH 101pH 100.5代偿代偿=7.41.pH2.二氧化碳分压二氧化碳分压(PCO2)（partial pressure of carbon dioxide）3.标准碳酸氢盐标准碳酸氢盐（SB)(standard bicarbonate)血液血液pH的确定的确定24 24 H H2 2COCO3 3 HCO HCO3 3 pH=pKa +lg=6.1+=6.1+lglg 1.21.2 (mmolmmol/L)/L)=6.1+=6.1+lglg2020 1 1=6.1+1.3=6.1+1.3=7.4 7.4 机体耐受范围：机体耐受范围：6 6.87.8亨德森和哈塞巴亨德森和哈塞巴(HendersonHassalbach)方程式方程式:(laboratory tests)1.pH2.二氧化碳分压二氧化碳分压(PCO2)（partial pressure of carbon dioxide）3.标准碳酸氢盐标准碳酸氢盐（SB)(standard bicarbonate)l l呼呼呼呼吸吸吸吸性性性性碱碱碱碱中中中中毒毒毒毒l l代代代代偿偿偿偿后后后后的的的的代代代代谢谢谢谢性性性性酸酸酸酸中中中中毒毒毒毒血浆中呈物理溶解状态血浆中呈物理溶解状态血浆中呈物理溶解状态血浆中呈物理溶解状态的的的的C C C C分子产生的张力分子产生的张力分子产生的张力分子产生的张力呼吸性呼吸性指标指标正常值正常值正常值正常值3346mm3346mm3346mm3346mmg g g g（4.396.25kPa4.396.25kPa4.396.25kPa4.396.25kPa）平均值平均值40404040mmHgmmHgmmHgmmHg（5.32kPa5.32kPa5.32kPa5.32kPa）C C潴留潴留PaCOPaCO2 2 PaCOPaCO2 2 COCO呼出过多呼出过多l l呼呼呼呼吸吸吸吸性性性性酸酸酸酸中中中中毒毒毒毒l l代代代代偿偿偿偿后后后后的的的的代代代代谢谢谢谢性性性性碱碱碱碱中中中中毒毒毒毒(laboratory tests)1.pH2.二氧化碳分压二氧化碳分压(PCO2)（partial pressure of carbon dioxide）3.标准碳酸氢盐标准碳酸氢盐（SB)(standard bicarbonate)定义：定义：是指全血在标准条件下是指全血在标准条件下（即（即（即（即:温度在温度在温度在温度在 3738373837383738，血红蛋白氧饱和度为，血红蛋白氧饱和度为，血红蛋白氧饱和度为，血红蛋白氧饱和度为100%100%100%100%，用，用，用，用 PaCOPaCOPaCOPaCO2 2 2 2 40mmHg 40mmHg 40mmHg 40mmHg的气体平衡）的气体平衡）的气体平衡）的气体平衡）所测得的所测得的 血浆血浆HCOHCO-3 3含量。含量。正常值正常值:2227mmol:2227mmolL L，平均为平均为24mmol/L24mmol/L。判断代谢因判断代谢因素的指标素的指标SBSB代谢性碱中毒代谢性碱中毒代谢性碱中毒代谢性碱中毒SBSB代谢性酸中毒代谢性酸中毒代谢性酸中毒代谢性酸中毒呼酸呼酸呼酸呼酸呼碱呼碱呼碱呼碱肾代偿肾代偿肾代偿肾代偿继发性继发性继发性继发性SBSB或或或或 5.缓冲碱缓冲碱（BB）(buffer base)6.碱剩余（碱剩余（BE）和碱缺失（和碱缺失（BD）(base excess and base deficiency)4.实际碳酸氢盐实际碳酸氢盐（A B）(actual bicarbonate)7.阴离子间隙阴离子间隙（AG）(anion gap)概念：概念：是指隔绝空气的血液标本，是指隔绝空气的血液标本，在实际在实际PaCOPaCO，实际体温和血氧饱实际体温和血氧饱 和度条件下测得的血浆和度条件下测得的血浆HCOHCO3 3-浓度浓度。呼吸和代谢呼吸和代谢呼吸和代谢呼吸和代谢两方面因素两方面因素两方面因素两方面因素的影响的影响的影响的影响正常时情况正常时情况 SB=AB SB=AB 两值均高见于代碱，两值均低见于代酸两值均高见于代碱，两值均低见于代酸ABABSBSB见于呼酸见于呼酸5.缓冲碱缓冲碱（BB）(buffer base)6.碱剩余（碱剩余（BE）和碱缺失（和碱缺失（BD）(base excess and base deficiency)4.实际碳酸氢盐实际碳酸氢盐（A B）(actual bicarbonate)7.阴离子间隙阴离子间隙（AG）(anion gap)以氧饱和的全血在标准状态下测定以氧饱和的全血在标准状态下测定正常值为正常值为4552mmol/L，平均值为平均值为48mmol/L BB可见于代谢性碱中毒可见于代谢性碱中毒BB可见于代谢性酸中毒可见于代谢性酸中毒血液中一切具有血液中一切具有缓冲作用的负离缓冲作用的负离子碱的总和子碱的总和反映代谢因素反映代谢因素的指标的指标5.缓冲碱缓冲碱（BB）(buffer base)6.碱剩余（碱剩余（BE）(base excess)4.实际碳酸氢盐实际碳酸氢盐（A B）(actual bicarbonate)7.阴离子间隙阴离子间隙（AG）(anion gap)反映代谢反映代谢性的指标性的指标标准条件下用酸或碱滴标准条件下用酸或碱滴定全血标本至定全血标本至pH7.40所所需的酸或碱的量需的酸或碱的量正常值正常值正常值正常值3.0-3.0mmol/L代谢性酸中毒代谢性酸中毒代谢性碱中毒代谢性碱中毒+BE-BE5.缓冲碱缓冲碱（BB）(buffer base)6.碱剩余（碱剩余（BE）和碱缺失（和碱缺失（BD）(base excess and base deficiency)4.实际碳酸氢盐实际碳酸氢盐（A B）(actual bicarbonate)7.阴离子间隙阴离子间隙（AG）(anion gap)AG=UA-UCNa+UC=Cl-+HCO3-+UAAG=Na+-(Cl-+HCO3-)Cl-HCO3-Na+UC UAAGAG=140 (104+24)AG=12mmol/L (Metabolic acidosis)概念概念:是指血浆是指血浆 HCO3-原发性减少，原发性减少，pHpH趋向或低于正常范围下限趋向或低于正常范围下限 为特征的酸碱平衡紊乱类型。为特征的酸碱平衡紊乱类型。（一）原因和机制（一）原因和机制1、体内酸性物质增多、体内酸性物质增多（1）酸性物质生成过多）酸性物质生成过多 乳酸、酮体、氨基酸乳酸、酮体、氨基酸（2）酸性物质摄入过多）酸性物质摄入过多 氯化铵、稀盐酸、水杨酸等药物氯化铵、稀盐酸、水杨酸等药物（3）酸性物质排出障碍）酸性物质排出障碍 肾小管泌肾小管泌H+减少，减少，HCO-3重吸收较少重吸收较少（一）原因和机制（一）原因和机制1、体内酸性物质增多、体内酸性物质增多（1）酸性物质生成过多）酸性物质生成过多 乳酸、酮体、氨基酸乳酸、酮体、氨基酸（2）酸性物质摄入过多）酸性物质摄入过多 氯化铵、稀盐酸、水杨酸等药物氯化铵、稀盐酸、水杨酸等药物（3）酸性物质排出障碍）酸性物质排出障碍 肾小管泌肾小管泌H+减少，减少，HCO-3重吸收较少重吸收较少（一）原因和机制（一）原因和机制1、体内酸性物质增多、体内酸性物质增多（1）酸性物质生成过多）酸性物质生成过多 乳酸、酮体、氨基酸乳酸、酮体、氨基酸（2）酸性物质摄入过多）酸性物质摄入过多 氯化铵、稀盐酸、水杨酸等药物氯化铵、稀盐酸、水杨酸等药物（3）酸性物质排出障碍）酸性物质排出障碍 肾小管泌肾小管泌H+减少，减少，HCO-3重吸收较少重吸收较少（一）原因和机制（一）原因和机制1、体内酸性物质增多、体内酸性物质增多（1）酸性物质生成过多）酸性物质生成过多 乳酸、酮体、氨基酸乳酸、酮体、氨基酸（2）酸性物质摄入过多）酸性物质摄入过多 氯化铵、稀盐酸、水杨酸等药物氯化铵、稀盐酸、水杨酸等药物（3）酸性物质排出障碍）酸性物质排出障碍 肾小管泌肾小管泌H+减少，减少，HCO-3重吸收较少重吸收较少2、碱性物质丧失过多、碱性物质丧失过多（1）随碱性肠液丢失）随碱性肠液丢失 急性肠炎、剧烈腹泻、肠阻塞急性肠炎、剧烈腹泻、肠阻塞（2）HCO-3随尿丢失随尿丢失 醛固酮分泌较少，碳酸酐酶活性抑制醛固酮分泌较少，碳酸酐酶活性抑制（3）HCO-3随血浆丢失随血浆丢失 烧伤烧伤（二）机体的代偿调节（二）机体的代偿调节1、血液缓冲作用、血液缓冲作用2、肺脏代偿调节、肺脏代偿调节3、肾脏代偿调节、肾脏代偿调节4、细胞调节、细胞调节5、骨骼缓冲作用、骨骼缓冲作用代谢性酸中毒的血气分析参数：代谢性酸中毒的血气分析参数：指标特征指标特征:SB 、BB 、AB 、BE负值负值代偿后代偿后:PaCO2 、ABSB 肾代偿后：肾代偿后：SB 、BB （三）对机体的影响（三）对机体的影响 基本与代谢性酸中毒相似。其特殊的症状是：基本与代谢性酸中毒相似。其特殊的症状是：引起脑血管扩张，颅内压增高，持续性头痛。引起脑血管扩张，颅内压增高，持续性头痛。严重的造成呼吸中枢的麻痹，功能紊乱，甚至严重的造成呼吸中枢的麻痹，功能紊乱，甚至 昏迷，昏迷，“CO2麻痹麻痹”(Metabolic alkalosis)概念：概念：是指血浆是指血浆 HCO3-原发性增多，原发性增多，pHpH趋向或高于正常值上限的病理过程。趋向或高于正常值上限的病理过程。（一）原因和机制（一）原因和机制1、体内酸性物质丢失过多、体内酸性物质丢失过多（1）经肾丢失）经肾丢失 醛固酮分泌过多，噻嗪类或呋塞米等髓袢利尿剂醛固酮分泌过多，噻嗪类或呋塞米等髓袢利尿剂（2）经胃丢失）经胃丢失 剧烈呕吐、幽门阻塞，剧烈呕吐、幽门阻塞，HCO-3不能中和盐酸被吸收不能中和盐酸被吸收（一）原因和机制（一）原因和机制1、体内酸性物质丢失过多、体内酸性物质丢失过多（1）经肾丢失）经肾丢失 醛固酮分泌过多，噻嗪类或呋塞米等髓袢利尿剂醛固酮分泌过多，噻嗪类或呋塞米等髓袢利尿剂（2）经胃丢失）经胃丢失 剧烈呕吐、幽门阻塞，剧烈呕吐、幽门阻塞，HCO-3不能中和盐酸被吸收不能中和盐酸被吸收2、碱性物质摄入过多或排出障碍、碱性物质摄入过多或排出障碍（1）摄入过多）摄入过多 碱性饲料（尿素）、乳酸钠、乙酸钠，或输入过多的碱性饲料（尿素）、乳酸钠、乙酸钠，或输入过多的碱，输入柠檬酸盐抗凝血碱，输入柠檬酸盐抗凝血（2）排出障碍排出障碍 肝功能不全，鸟氨酸循环障碍，肝功能不全，鸟氨酸循环障碍，NH3不能生成尿素不能生成尿素3、缺氯、缺氯 呕吐丢失或抑制吸收，重吸收呕吐丢失或抑制吸收，重吸收HCO-3增多增多4、缺钾、缺钾 排钾保钠作用减弱，增加泌排钾保钠作用减弱，增加泌H+。细胞内外交换，。细胞内外交换，H+减少。减少。指标特征指标特征:AB 、SB 、BB 、BE正值、正值、代偿性后代偿性后:ABSB 和和PaCO2 1、血液缓冲作用、血液缓冲作用2、肺代偿调节、肺代偿调节3、肾代偿调节、肾代偿调节4、细胞缓冲调节、细胞缓冲调节（二）机体的代偿调节（二）机体的代偿调节(三三)对机体的影响对机体的影响1 1、中枢神经系统功能的改变、中枢神经系统功能的改变 初期精神兴奋，后期沉郁初期精神兴奋，后期沉郁 -氨基丁酸产生少，分解多，兴奋氨基丁酸产生少，分解多，兴奋 脑血管收缩和释氧困难，脑缺氧，沉郁脑血管收缩和释氧困难，脑缺氧，沉郁2 2、神经肌肉功能弄改变、神经肌肉功能弄改变 游离钙减少，兴奋性升高，抽搐和痉挛游离钙减少，兴奋性升高，抽搐和痉挛3 3、低血钾、低血钾 骨骼肌兴奋性降低，甚至麻痹，心肌兴奋骨骼肌兴奋性降低，甚至麻痹，心肌兴奋性增高，心律失常性增高，心律失常五、呼吸性碱中毒五、呼吸性碱中毒(Respiratory alkalosis)概念概念:是指血浆是指血浆H2CO3原发性原发性减少为特征的减少为特征的pHpH趋向或高于趋向或高于正常范围上限的病理过程。正常范围上限的病理过程。（一）原因和机制（一）原因和机制1、中枢神经系统疾患、中枢神经系统疾患脑炎，脑外伤，脑肿瘤，脑炎，脑外伤，脑肿瘤，G-败血症等兴奋呼吸中枢败血症等兴奋呼吸中枢2、药物、药物水杨酸，铵盐类药物直接兴奋呼吸中枢水杨酸，铵盐类药物直接兴奋呼吸中枢3、低氧血症和肺疾患、低氧血症和肺疾患氧不足，刺激呼吸中枢氧不足，刺激呼吸中枢 4、机体代谢亢进、机体代谢亢进日射病，体温高，代谢增强，兴奋呼吸中枢日射病，体温高，代谢增强，兴奋呼吸中枢（二）机体的代偿调节（二）机体的代偿调节1、血液缓冲调节、血液缓冲调节2、肺代偿调节、肺代偿调节4、细胞缓冲调节、细胞缓冲调节3、肾代偿调节、肾代偿调节HCOHCO-3 3与细胞和与细胞和H-PrH-Pr释释放的放的H H+形成形成H H2 2COCO3 3肾小管泌肾小管泌H H+和和NHNH3 3减少，减少，重吸收重吸收HCOHCO-3 3减少减少呼吸减慢，较少呼吸减慢，较少COCO排排出，生成出，生成H H2 2COCO3 3H H+交换出细胞形成交换出细胞形成H H2 2COCO3 3，HCOHCO-3 3进入红细进入红细胞内减少胞外胞内减少胞外HCO-3指标特征指标特征:、PaCO2 、AB 、ABSB代偿后：代偿后：AB 、SB 、B B 呼吸性碱中毒的血气分析参数：呼吸性碱中毒的血气分析参数：第三节第三节 混合性酸碱平衡障碍混合性酸碱平衡障碍二重性酸碱平衡紊乱二重性酸碱平衡紊乱呼酸代酸呼酸代酸呼碱代碱呼碱代碱代酸呼碱代酸呼碱代酸代碱代酸代碱代碱呼酸代碱呼酸酸碱一致型酸碱一致型酸碱混合型酸碱混合型 原发失衡原发失衡 原发性变化原发性变化 继发性变化继发性变化 预计代偿公式预计代偿公式 代偿时限代偿时限代谢性酸中毒代谢性酸中毒 HCO3-PaCO2 PaCO2=1.2HCO3-2 12-24h代谢性碱中毒代谢性碱中毒 HCO3-PaCO2 PaCO2=0.7HCO3-2 12-24h 呼吸性酸中毒呼吸性酸中毒 PaCO2 HCO3-急性急性 HCO3-=0.1PaCO25 几分钟几分钟 慢性慢性:HCOHCO3-=0.35=0.35 PaCO PaCO23 3 3-5 d呼吸性碱中毒呼吸性碱中毒 PaCO2 HCO3-急性急性 HCO3-=0.2PaCO22.5 几分钟几分钟 慢性慢性 HCO3-=0.5PaCO22.5 3-5 d 酸碱失衡预计代偿公式酸碱失衡预计代偿公式1.HCO1.HCO3 3-与与PaCOPaCO2 2的变化方向的变化方向 HCOHCO3 3-与与PaCOPaCO2 2呈同向变化，混合型酸碱平衡紊乱呈同向变化，混合型酸碱平衡紊乱 pH(7.28)pH(7.28)，酸中毒酸中毒 HCO HCO3 3-(37.8)(37.8)，代碱，与代碱，与pHpH变化冲突。变化冲突。PaCOPaCO2 2(85.8)(85.8)，呼酸，与呼酸，与pHpH变化吻合。变化吻合。2.2.判断原发、继发因素判断原发、继发因素 肺心病史，可导致呼吸性酸中毒。肺心病史，可导致呼吸性酸中毒。PaCOPaCO2 2 为原发，选用慢性呼酸代偿公式。为原发，选用慢性呼酸代偿公式。病病例例：肺肺心心病病，pH7.28pH7.28，PaCOPaCO2 2 85.8mmHg85.8mmHg，HCOHCO3 3-37.8 37.8 mmolmmol/L/L，ClCl -90mmol/L 90mmol/L，NaNa+140 140 mmolmmol/L/L3.3.选用代偿公式计算选用代偿公式计算 预测预测HCOHCO3 3-=0.35(PaCO=0.35(PaCO2 2)3 3 =0.35(45.8)=0.35(45.8)3=16.033=16.033 3 实测实测HCOHCO3 3-为为37.837.8，在代偿范围高限外，在代偿范围高限外，合并碱中毒。合并碱中毒。4.4.综合判断酸碱失衡情况综合判断酸碱失衡情况 最终判断为：最终判断为：呼吸性酸中毒呼吸性酸中毒+代谢性碱中毒代谢性碱中毒