第三節(jié) 單純性酸堿平衡紊亂

一、代謝性酸中毒

代謝性酸中毒（metabolic acidosis）是指細胞外液H+增加和（或）丟失而引起的以血漿濃度原發(fā)性減少為特征的酸堿平衡紊亂。

根據(jù)AG值的變化，將代謝性酸中毒分為AG增高型代謝性酸中毒和AG正常型代謝性酸中毒兩類。

（一）原因和機制

1.AG增高型代謝性酸中毒AG增高型代謝性酸中毒是指，除了含氯以外的任何固定酸在血漿中濃度增大時的代謝性酸中毒。特點是：降低、AG增大，血氯正常（圖4-4C）。

（1）乳酸酸中毒：任何原因引起的缺氧，都可使細胞內(nèi)糖的無氧酵解增強，乳酸生成增多，引起乳酸酸中毒。常見于休克、嚴重貧血、肺部疾患、心跳呼吸驟停、心力衰竭等。此外，乳酸酸中毒還可見于各種原因引起的乳酸利用障礙，如嚴重肝臟疾患使乳酸通過糖異生合成葡萄糖和糖原障礙，導致血中乳酸堆積。

（2）酮癥酸中毒：體內(nèi)大量脂肪被迅速分解是引起酮癥酸中毒的主要原因。見于糖尿病、嚴重肝病、饑餓和酒精中毒等情況。糖尿病時，因胰島素不足，葡萄糖利用減少，脂肪分解加速，大量脂肪酸進入肝臟形成過多的酮體（酮體中的乙酰乙酸和β羥丁酸都是酸性物質(zhì)），當超過外周組織的氧化能力和腎排出能力時，可發(fā)生酮癥酸中毒。在長期饑餓或禁食情況下，當體內(nèi)糖原被消耗后，大量動用脂肪供能，也可發(fā)生酮癥酸中毒。

（3）腎臟排泄固定酸障礙：腎功能衰竭時，由于腎小球濾過率顯著降低，體內(nèi)代謝產(chǎn)生的硫酸、磷酸等固定酸排出障礙，導致體內(nèi)H+、硫酸根和磷酸根濃度增加，濃度因緩沖H+而降低。

（4）水楊酸中毒：阿司匹林等水楊酸類藥物呈酸性，如果大量攝入可引起酸中毒。

上述原因均可引起體內(nèi)固定酸過多。這些固定酸的H+被緩沖，使血漿濃度降低，其酸根（如乳酸根、β羥丁酸根、乙酰乙酸根、、、水楊酸根等）升高，這部分酸根均屬于未測定的陰離子，所以AG值增大，而Cl-值正常，故又稱為正常血氯代謝性酸中毒。

2.AG正常型代謝性酸中毒AG正常型代謝性酸中毒是指各種原因引起血漿濃度降低并伴有Cl-濃度代償性升高，而AG無明顯變化的一類代謝性酸中毒。特點是：降低、AG正常、血氯增高，所以又稱為高血氯型代謝性酸中毒（圖4-4B）。

（1）消化道丟失：腸液、胰液和膽汁中的含量均高于血漿，因此，嚴重腹瀉、腸瘺、膽道瘺、腸道引流等均可引起大量丟失。隨著血液和原尿中濃度的降低，腎小管H+-Na+交換和重吸收減少，而Na+以NaCl的形式重吸收增多，使血Cl-升高。

（2）腎臟泌H+功能障礙：腎小管性酸中毒（renal tubular acidosis, RTA）是一種以腎小管排H+和重吸收NaHCO3障礙為主的疾病，而腎小球功能正常。其中Ⅱ型腎小管性酸中毒（RTA-Ⅱ）的發(fā)病環(huán)節(jié)是近曲小管上皮細胞重吸收能力降低，主要是負責H+-Na+交換的轉(zhuǎn)運體功能障礙或碳酸酐酶活性降低，導致重吸收減少、排出增多。由于重吸收減少，Na+以NaCl的形式吸收增多，使血Cl-濃度升高。Ⅰ型腎小管性酸中毒（RTA-Ⅰ）是由于集合管泌H+功能障礙，造成H+在體內(nèi)蓄積，導致血漿濃度進行性降低，血Cl-濃度代償性升高。此外，碳酸酐酶抑制劑（乙酰唑胺等）的大量使用，醛固酮的分泌不足或腎小管對其反應性降低，亦可引起腎泌H+功能障礙。上述原因引起的酸中毒，尿液呈堿性或中性。

（3）含氯的酸性藥物攝入過多：過量攝入含氯的酸性藥物如氯化銨、鹽酸精氨酸、鹽酸賴氨酸等，可引起AG正常型代謝性酸中毒。因為這些物質(zhì)在體內(nèi)代謝后易解離出HCl：

（4）高鉀血癥：血鉀增高使細胞內(nèi)外H+-K+交換增強，導致細胞內(nèi)H+外逸，引起代謝性酸中毒。此時，腎小管上皮細胞因細胞內(nèi)H+濃度降低而泌H+減少，尿液呈堿性，即反常性堿性尿。

（二）機體的代償調(diào)節(jié)

1．血液的緩沖作用 代謝性酸中毒時，血液中增多的H+可立即與血漿中的及其他緩沖堿發(fā)生緩沖反應，并生成H2CO3, H2CO3可轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2被肺呼出，導致血漿不斷地被消耗。

2．肺的代償調(diào)節(jié)作用 血液H+濃度增加，可刺激外周化學感受器，反射性引起呼吸中樞興奮，使呼吸加深加快。呼吸加深加快是代謝性酸中毒的主要臨床表現(xiàn)，其代償意義是增加CO2的排出量，使血液H2CO3濃度繼發(fā)性降低，以維持[]/[H2CO3]的正常值，使pH趨向正常。呼吸的代償反應非常迅速，酸中毒數(shù)分鐘后即可見深大呼吸，12～24h可達代償高峰，代償達最大極限時，PaCO2可降到10mmHg。

3．腎的代償調(diào)節(jié)作用 除了腎功能障礙和高鉀血癥引起的代謝性酸中毒外，其他原因引起的代謝性酸中毒，腎臟均能起代償調(diào)節(jié)作用。代謝性酸中毒時，腎小管上皮細胞中的碳酸酐酶和谷氨酰胺酶活性增強，促使腎泌H+、泌和重吸收增多，尿中可滴定酸和排出增多，尿液呈酸性；重吸收增多，使血液濃度有所回升，從而起到代償調(diào)節(jié)作用。腎的代償作用一般在酸中毒持續(xù)數(shù)小時后開始，3～5d達到最大效應，排酸量可高達正常時的10倍左右。由此可見，腎的代償調(diào)節(jié)能力相當強大。

4．細胞內(nèi)外離子交換和細胞內(nèi)緩沖 代謝性酸中毒發(fā)生2～4h后，約有1/2的H+通過H+-K+交換方式進入細胞內(nèi)并被細胞內(nèi)緩沖系統(tǒng)緩沖，而K+從細胞內(nèi)移出，以維持細胞內(nèi)外電平衡。所以酸中毒常引起血鉀增高。

通過上述調(diào)節(jié)，如果能使[]與[H2CO3]的比值維持在20∶1，則血液pH仍在正常范圍內(nèi)，這種代謝性酸中毒稱為代償性代謝性酸中毒。如代償后血液pH低于7.35，這種代謝性酸中毒稱為失代償性代謝性酸中毒。

代謝性酸中毒的血氣分析參數(shù)變化：代謝性酸中毒的基本特征是血漿濃度原發(fā)性降低，所以p H、AB、SB、BB值均降低，BE為負值加大；通過呼吸代償，PaCO2繼發(fā)性下降，AB＜SB。

（三）對機體的影響

急性代謝性酸中毒主要引起心血管系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能障礙，慢性代謝性酸中毒還可導致骨骼系統(tǒng)的改變。

1．心血管系統(tǒng)改變

（1）心律失常：代謝性酸中毒時出現(xiàn)的心律失常主要與血鉀升高有關。酸中毒引起血鉀升高的機制：①細胞外H+通過H+-K+交換進入細胞內(nèi)，將K+交換出細胞；②腎小管上皮細胞泌H+增加，排K+減少。嚴重高鉀血癥對心臟有明顯的毒性作用，可引起心臟傳導阻滯、心室纖維性顫動甚至心臟停搏。

（2）心肌收縮力減弱：酸中毒可引起交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)興奮，腎上腺素釋放增多。腎上腺素對心臟具有正性肌力作用，因此在輕度酸中毒時，主要出現(xiàn)心率加快、心肌收縮力增強等現(xiàn)象。但是隨著酸中毒的加重，這一作用逐漸被增多的H+阻斷，尤其在pH＜7.20時更為明顯。酸中毒引起心肌收縮力減弱的機制可能為：①H+增多可競爭性地抑制Ca2+與肌鈣蛋白鈣結合亞單位結合，從而抑制心肌收縮；② H+增多可影響細胞外Ca2+的內(nèi)流，使心肌興奮時Ca2+內(nèi)流受阻；③H+增多干擾了肌漿網(wǎng)對Ca2+的釋放，使心肌興奮時Ca2+濃度迅速升高受抑。這些作用均影響心肌興奮-收縮偶聯(lián)，使心肌收縮力減弱。

（3）血管對兒茶酚胺的反應性降低：酸中毒時，外周血管尤其是毛細血管前括約肌對兒茶酚胺的反應性降低，引起血管擴張。大量毛細血管網(wǎng)開放可使回心血量減少、血壓下降，出現(xiàn)低血壓和休克。所以，休克時，要先糾正酸中毒才能改善血流動力學。

2．中樞神經(jīng)系統(tǒng)改變 代謝性酸中毒對中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能的影響主要表現(xiàn)為抑制，可出現(xiàn)乏力、倦怠、嗜睡、昏迷等癥狀。其發(fā)生機制為：①能量供應不足。酸中毒時參與生物氧化的酶類活性受到抑制，導致ATP生成減少，腦組織能量供應不足；②γ-氨基丁酸生成增多。γ-氨基丁酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)主要的抑制性遞質(zhì)，參與維持中樞興奮、抑制的平衡。酸中毒時谷氨酸脫羧酶活性增強，使抑制性神經(jīng)遞質(zhì)γ-氨基丁酸生成增多（圖4-5），加重中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抑制效應。

3．骨骼系統(tǒng)改變 骨骼鈣鹽的分解有利于對H+的緩沖。在慢性代謝性酸中毒時（如慢性腎功能衰竭伴酸中毒患者），骨骼鈣鹽的不斷釋放影響骨骼發(fā)育，延遲小兒生長，可引起腎性佝僂病。成人可引起纖維性骨炎、骨質(zhì)疏松、骨軟化癥等。

（四）防治原則

治療代謝性酸中毒的基本原則是：密切觀察病情，防治原發(fā)疾病，去除引起代謝性酸中毒的原因，注意糾正水、電解質(zhì)紊亂，恢復有效循環(huán)血量，改善腎功能等。

代謝性酸中毒的基本特征是血漿濃度原發(fā)性降低，所以NaHCO3是糾正代謝性酸中毒的首選藥物。補堿的劑量和方法應根據(jù)病情而定，一般在血氣監(jiān)護下分次補堿，劑量宜小不宜大。如輕度代謝性酸中毒（[]＞16mmol/L）時，可少補，甚至不補。一方面，通過防治原發(fā)疾病，酸中毒可以減輕；另一方面，腎臟有很強的排酸保堿作用，通過自身調(diào)節(jié)，也可減輕酸中毒。另外，其他堿性藥物如乳酸鈉等也常用來糾正代謝性酸中毒。乳酸鈉通過肝臟可轉(zhuǎn)化為，但在肝功能不良或乳酸酸中毒時不宜使用。

代謝性酸中毒不僅使細胞內(nèi)K+外流引起高血鉀，而且可使血中游離鈣增多。但是，當酸中毒被糾正后，一方面，K+重新返回細胞內(nèi)，可出現(xiàn)低血鉀；另一方面，在堿性條件下Ca2+又與血漿蛋白結合生成結合鈣，使游離鈣減少，有時可出現(xiàn)手足抽搐。因此，在糾正酸中毒時，應防治低血鉀和血中游離鈣降低的癥狀。

二、呼吸性酸中毒

呼吸性酸中毒（respiratory acidosis）是指CO2排出障礙或吸入過多引起的以血漿H2CO3（PaCO2）濃度原發(fā)性升高為特征的酸堿平衡紊亂。

根據(jù)CO2潴留的時間，呼吸性酸中毒可分為急性呼吸性酸中毒和慢性呼吸性酸中毒兩類。慢性呼吸性酸中毒一般是指CO2潴留持續(xù)24h以上的呼吸性酸中毒。

（一）原因和機制

引起呼吸性酸中毒的原因有CO2排出障礙或CO2吸入過多。臨床上以肺通氣功能障礙引起的CO2排出受阻為多見。

1.CO2排出障礙

（1）呼吸中樞抑制：顱腦外傷、腦腫瘤、腦炎、腦血管意外及一些藥物如麻醉劑、鎮(zhèn)靜劑等的大量使用或不當使用，均可引起呼吸中樞抑制，導致肺通氣量減少，CO2潴留。

（2）呼吸肌功能障礙：見于脊髓灰質(zhì)炎、多發(fā)性神經(jīng)炎、有機磷中毒、重癥肌無力、低鉀血癥或家族性周期性麻痹、高位脊髓損傷等。這些病變會使呼吸運動減弱或喪失，導致CO2潴留。

（3）肺部疾病：這是引起呼吸性酸中毒的最常見原因。它包括肺部廣泛性炎癥、肺氣腫、肺纖維化、肺水腫、慢性阻塞性肺疾病、支氣管哮喘等。這些病變均能嚴重妨礙肺通氣。

（4）氣道阻塞：異物堵塞氣道、喉頭痙攣或水腫、溺水等常引起急性呼吸性酸中毒。而慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease, COPD）、支氣管哮喘等是引起慢性呼吸性酸中毒的常見原因。

（5）胸廓病變：胸部創(chuàng)傷、嚴重氣胸、胸腔積液、胸腔粘連、胸廓畸形（如脊柱后、側(cè)凸等）均可導致肺通氣功能障礙，體內(nèi)CO2排出受阻。

（6）呼吸機使用不當：常因通氣量過小而導致呼吸性酸中毒。

2.CO2吸入過多 在某些通風不良的環(huán)境中，如礦井、坑道等，有時因空氣中CO2濃度過高，致機體吸入過多，引起呼吸性酸中毒，但比較少見。

（二）機體的代償調(diào)節(jié)

呼吸性酸中毒的主要環(huán)節(jié)是肺通氣功能障礙，所以呼吸性酸中毒時，呼吸系統(tǒng)往往難以發(fā)揮代償調(diào)節(jié)作用。體內(nèi)升高的PaCO2（或H2CO3），也不能靠碳酸氫鹽緩沖系統(tǒng)緩沖，血漿的緩沖堿含量較低，緩沖H2CO3的能力極為有限，因此，呼吸性酸中毒時，機體起主要代償調(diào)節(jié)作用的是以下兩種機制。

1．細胞內(nèi)外離子交換和細胞內(nèi)緩沖 這是急性呼吸性酸中毒的主要代償方式。急性呼吸性酸中毒時，由于腎臟的代償作用起效十分緩慢，體內(nèi)不斷增多的CO2主要靠細胞內(nèi)外離子交換和細胞內(nèi)緩沖。其緩沖機制如下。

（1）H+-K+離子交換：急性呼吸性酸中毒時，潴留的CO2使血漿H2CO3濃度不斷升高，H2CO3解離為H+和。H+通過H+-K+交換進入細胞內(nèi)進而被蛋白質(zhì)緩沖系統(tǒng)緩沖，K+交換出細胞以維持電中性，導致血鉀增高；而則留在細胞外液起一定的代償作用。

（2）紅細胞的緩沖作用：血漿中急劇增加的CO2彌散入紅細胞，在碳酸酐酶的催化下生成H2CO3，進而解離為H+和。H+被血紅蛋白緩沖系統(tǒng)緩沖，與血漿中的Cl-交換從紅細胞逸出，導致血漿濃度增加，而血Cl-濃度降低（圖4-6）。

但是這種代償作用十分有限。因為PaCO2每升高10mmHg，血漿僅代償性地升高0.7～1.0mmol/L，難以維持血漿[]/[H2CO3]的正常值。所以急性呼吸性酸中毒時pH常低于正常值，處于失代償狀態(tài)。急性呼吸性酸中毒的預測代償公式為：Δ[]↑=0.1ΔPaCO2±1.5。

2．腎的代償調(diào)節(jié)作用 這是慢性呼吸性酸中毒的主要代償方式。在PaCO2和H+濃度升高時，腎小管上皮細胞內(nèi)碳酸酐酶和線粒體中谷氨酰胺酶活性增強，促使腎小管上皮細胞泌H+、泌和重吸收作用增加，達到增強排酸保堿的目的。腎的代償起效慢，3～5d后才達到高峰，因此，急性呼吸性酸中毒時腎往往來不及代償；但在慢性呼吸性酸中毒時，腎可發(fā)揮強大的排酸保堿作用。大約PaCO2每升高10mmHg，血漿代償性升高3.5～4.0mmol/L，能使血漿[]/[H2CO3]的值接近20∶1。因此，輕、中度慢性呼吸性酸中毒患者有時可處于代償階段。慢性呼吸性酸中毒的代償情況可通過代償公式的計算來判斷：Δ[]↑=0.35ΔPaCO2±3。

呼吸性酸中毒的血氣分析參數(shù)變化如下：

PaCO2原發(fā)性升高，p H降低，代償性升高，AB、SB、BB值均增大，AB＞SB, BE正值增大。

急性呼吸性酸中毒時，由于腎臟來不及發(fā)揮代償作用，反映代謝因素的指標如SB、BB、BE等可在正常范圍內(nèi)。

（三）對機體的影響

呼吸性酸中毒對機體的影響和代謝性酸中毒基本相同，但其影響程度更為嚴重。

1．對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響 呼吸性酸中毒尤其是急性呼吸性酸中毒引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂較代謝性酸中毒更為嚴重，其主要機制為：①CO2易通過血腦屏障。CO2為脂溶性物質(zhì)，能迅速通過血腦屏障，引起腦內(nèi)H2CO3濃度增高；而是水溶性的，通過血腦屏障極為緩慢，因而呼吸性酸中毒時，腦脊液pH降低的程度較一般細胞外液更為顯著，這可能是呼吸性酸中毒引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂較代謝性酸中毒更為嚴重的原因之一。②CO2擴張腦血管。CO2能直接擴張血管，但高濃度CO2能刺激血管運動中樞，間接引起血管收縮，其強度大于直接的擴血管作用。但由于腦血管壁上無α受體，故CO2潴留可直接擴張腦血管，使腦血流量增加，引起顱內(nèi)高壓、腦水腫等。患者可出現(xiàn)持續(xù)性頭痛，這種頭痛以晨起、夜間為重。

當PaCO2大于80mmHg時，可出現(xiàn)CO2麻醉現(xiàn)象。CO2麻醉的初期癥狀是持續(xù)頭痛、煩躁不安、焦慮等，進一步發(fā)展可表現(xiàn)為精神錯亂、震顫、嗜睡、抽搐直至昏迷。因呼吸衰竭引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙稱為肺性腦病（pulmonary encephalopathy），詳見肺功能不全一章。

2．對心血管功能的影響 呼吸性酸中毒對心血管方面的影響與代謝性酸中毒相似，因為這兩類酸中毒均有H+濃度的升高和由此引起的高鉀血癥。但呼吸性酸中毒易出現(xiàn)肺動脈高壓，這是因為呼吸性酸中毒時常伴有缺氧，缺氧可引起肺小動脈收縮；而PaCO2升高和pH降低又可增強肺小動脈對缺氧的敏感性。

（四）防治原則

積極治療原發(fā)病，改善肺的通氣功能，促使潴留的CO2盡快排出。必要時可做氣管插管、氣管切開或使用人工呼吸機。慎用堿性藥物，特別是通氣尚未改善前。因為呼吸性酸中毒發(fā)生后，體內(nèi)代償機制已開始發(fā)揮作用，代償性升高，此時若再給予堿性藥物治療，可引起代謝性堿中毒，加重病情。

三、代謝性堿中毒

代謝性堿中毒（metabolic alkalosis）是指細胞外液堿增多或H+丟失而引起的以血漿原發(fā)性增多為特征的酸堿平衡紊亂。

根據(jù)生理鹽水治療后是否有效，代謝性堿中毒可分為兩類：鹽水反應性堿中毒（saline-responsive alkalosis）和鹽水抵抗性堿中毒（saline-resistant alkalosis）。鹽水反應性堿中毒常見于嘔吐、胃液吸引及利尿劑應用不當?shù)惹闆r。其癥狀有低氯血癥、有效循環(huán)血量不足。這類堿中毒若給予等張或半張鹽水治療，既能擴充細胞外液，又能補充Cl-，促進腎臟排泄，使代謝性堿中毒得到糾正。鹽水抵抗性堿中毒多見于原發(fā)性醛固酮增多癥、嚴重低血鉀、全身水腫等情況，這類代謝性堿中毒，單獨用鹽水治療沒有效果。

（一）原因和機制

凡能使H+丟失或進入細胞外液增多的因素均可引起代謝性堿中毒。

1.H+丟失過多

（1）經(jīng)胃丟失：常見于幽門梗阻、高位腸梗阻等原因引起的劇烈嘔吐和胃液引流等所致的胃液大量丟失。胃液中HCl濃度很高，胃液丟失可導致HCl大量喪失。正常胃黏膜壁細胞富含碳酸酐酶，能催化CO2和H2O生成H2CO3。H2CO3解離為H+和。H+與來自血漿的Cl-形成HCl，進食時分泌到胃腔中，而則返回血液，使血液濃度升高，稱為餐后堿潮。但這種堿潮是一過性的，當酸性食糜進入十二指腸后，在H+的刺激下，十二指腸上皮細胞和胰腺生成H2CO3, H2CO3解離為H+和。H+返回入血液，與血液中的中和；而分泌入腸腔與消化液中的H+中和。這樣，H+和分別在血液和消化道內(nèi)得到中和，使血液pH保持相對恒定。當胃液（HCl）大量丟失時，上述平衡破壞，致使血液、腸腔中的得不到中和，造成血液濃度升高，發(fā)生代謝性堿中毒。

此外，胃液大量丟失的同時還伴有Cl-、K+的丟失和細胞外液容量減少，這些因素也參與代謝性堿中毒的發(fā)生（圖4-7）。

（2）經(jīng)腎丟失：①利尿劑應用不當。長期過量應用髓袢利尿劑（如呋塞米等），可抑制髓袢升支對Cl-、Na+、H2O的重吸收。Cl-重吸受抑制后，以氯化銨的形式排出體外，Cl-排出過多可引起低氯性堿中毒，此類堿中毒其尿液Cl-濃度升高；Na+重吸受抑制，使遠曲小管腔內(nèi)Na+含量增多，從而促進腎遠曲小管和集合管泌H+、泌K+并促使NaHCO3重吸收增加，導致血漿濃度增高；H2O重吸收減少，導致遠曲小管流量增大，流速加快，由于沖洗作用，小管內(nèi)H+濃度急劇降低，促進小管上皮細胞排H+，導致腎排H+過多。此外，過度利尿也可導致有效循環(huán)血量不足，引起醛固酮分泌增多，發(fā)生代謝性堿中毒和低鉀血癥。②腎上腺皮質(zhì)激素過多。過多的腎上腺皮質(zhì)激素尤其是醛固酮能增強腎遠曲小管和集合管對H+、K+的排泄，促進NaHCO3的重吸收，從而引起代謝性堿中毒。腎上腺皮質(zhì)激素過多主要見于原發(fā)性或繼發(fā)性醛固酮分泌增多癥。③任何原因引起的血氯降低。在腎小管中，Cl-是唯一易于與Na+相繼重吸收的陰離子。當原尿中Cl-濃度降低時，Na+相繼重吸收減少，此時，腎小管必然通過加強排H+、K+以換回原尿中的Na+。Na+被重吸收后即與腎小管上皮細胞生成的一起入血，導致低氯性堿中毒，此類堿中毒其尿液中Cl-濃度降低。

案例4-1分析 該患者因慢性阻塞性肺疾病導致CO2排出障礙，引起呼吸性酸中毒。通過腎臟代償，患者血中繼發(fā)性增多，如同時應用排鉀性利尿劑過度利尿，會造成低血鉀及有效循環(huán)血量過低，引起繼發(fā)性醛固酮分泌過多，也可合并產(chǎn)生代謝性堿中毒。

案例4-2分析 患者血鉀濃度偏低的原因：①頻繁嘔吐導致胃液大量丟失的同時伴有Cl-、K+的丟失；②甘露醇、呋塞米均能促進腎臟排鉀。

2．堿性物質(zhì)攝入過多 常見于：①消化道潰瘍病患者服用過量的碳酸氫鈉；②糾正酸中毒時，輸入過多的碳酸氫鈉；③大量輸入庫血，因為庫血常用枸櫞酸鹽抗凝，枸櫞酸鹽在體內(nèi)經(jīng)代謝產(chǎn)生。1L庫血所含的枸櫞酸鹽經(jīng)代謝可產(chǎn)生30mmol。但應指出，腎臟具有較強的排泄NaHCO3的能力，正常人每日攝入1000mmol的NaHCO3，兩周后血漿濃度只見輕微上升。故只有當腎功能受損后，攝入過量堿性藥物才會引起代謝性堿中毒。

3．缺鉀 機體缺鉀常可引起代謝性堿中毒。其機制為：細胞外液K+濃度降低，細胞內(nèi)K+通過H+-K+離子交換移至細胞外，而細胞外H+則交換入細胞內(nèi)。同時，因腎小管上皮細胞內(nèi)缺鉀，K+-Na+交換減弱，H+-Na+交換增強，致使腎排H+增多，引起代謝性堿中毒。一般代謝性堿中毒時尿液呈堿性，而低鉀血癥引起的堿中毒，因腎排H+增多，尿液反而呈酸性，稱反常性酸性尿。這是缺鉀性堿中毒的一個特征。

（二）機體的代償調(diào)節(jié)

1．血液的緩沖作用 血液對代謝性堿中毒的緩沖能力較弱。這是因為：①代謝性堿中毒時，原發(fā)性增多的可被緩沖系統(tǒng)中的弱酸緩沖，生成H2CO3。但在大多數(shù)緩沖系統(tǒng)的組成中，堿性成分遠多于酸性成分（如[]/[H2CO3]的值為20∶1），故血液對堿性物質(zhì)的緩沖能力有限。②堿中毒時，細胞外液H+濃度降低，OH-濃度升高，OH-可被緩沖系統(tǒng)中的弱酸（H2CO3、、HPr、HHb、HHbO2等）緩沖，如OH-+H2CO3→+++H2O，緩沖的結果是和緩沖堿（Pr-）均增加。所以，緩沖意義不大。

2．肺的代償調(diào)節(jié)作用 血漿H+濃度降低，可抑制呼吸中樞，呼吸變淺變慢，肺通氣量降低，CO2排出減少，引起PaCO2或血漿H2CO3繼發(fā)性升高，以維持[]/[H2CO3]的值接近正常。呼吸的代償調(diào)節(jié)作用發(fā)揮較快，數(shù)分鐘內(nèi)即可出現(xiàn)，12～24h后可達代償高峰。但是這種代償是有限的，很少能達到完全代償。因為當PaCO2＞55mmHg或肺通氣量減少引起PaO2＜60mmHg時，可興奮呼吸中樞，繼而引起肺通氣量增加。因此，PaCO2繼發(fā)性上升的代償極限是55mmHg。

3．細胞內(nèi)外離子交換和細胞內(nèi)緩沖 堿中毒時細胞外液H+濃度降低，細胞內(nèi)H+通過H+-K+離子交換移至細胞外，細胞外K+交換入細胞，使血鉀降低。同時，因腎小管上皮細胞H+濃度降低，H+-Na+交換減弱，K+-Na+交換增強，導致腎排K+增多，引起低鉀血癥。

4．腎的代償調(diào)節(jié)作用 代謝性堿中毒時，腎小管上皮細胞內(nèi)的碳酸酐酶和谷氨酰胺酶活性受到抑制，腎泌H+、泌減少，重吸收減少，使血漿濃度有所下降，尿呈堿性。由缺鉀、缺氯和醛固酮分泌增多引起的代謝性堿中毒，因腎泌H+增多，尿液反而呈酸性，稱反常性酸性尿。腎臟的代償調(diào)節(jié)作用起效較慢，需3～5d才發(fā)揮最大效能，因此，急性代謝性堿中毒時腎的代償調(diào)節(jié)不是主要的。

代謝性堿中毒時血氣分析參數(shù)變化如下：代謝性堿中毒的基本特征是血漿濃度原發(fā)性升高，所以p H、AB、SB、BB值均升高，BE正值加大；通過呼吸代償，PaCO2繼發(fā)性升高，AB＞SB。

（三）對機體的影響

輕度代謝性堿中毒患者通常缺乏典型的癥狀和體征，臨床表現(xiàn)常被原發(fā)疾病所掩蓋。但急性或嚴重的代謝性堿中毒可出現(xiàn)如下變化。

1．對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響 急性代謝性堿中毒患者可出現(xiàn)煩躁不安、精神錯亂、譫妄、意識障礙等中樞神經(jīng)系統(tǒng)障礙癥狀。其發(fā)生機制可能為：①γ-氨基丁酸減少。堿中毒時，血液pH增高，谷氨酸脫羧酶活性降低，γ-氨基丁酸轉(zhuǎn)氨酶活性增加，導致γ-氨基丁酸生成減少、分解加強（圖4-5）。γ-氨基丁酸含量減少，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抑制作用減弱，從而出現(xiàn)興奮癥狀。②腦組織缺氧。血液pH升高，使血紅蛋白與氧的親和力增強，血紅蛋白氧離曲線左移，氧合血紅蛋白釋放氧量減少，造成組織供氧不足。腦組織對缺氧特別敏感，易出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙。

2．對神經(jīng)肌肉的影響 急性堿中毒患者可出現(xiàn)腱反射亢進、面部和肢體肌肉抽動、手足搐搦、驚厥等神經(jīng)肌肉應激性增高的癥狀。其發(fā)生機制主要與血漿游離鈣濃度降低有關。當代謝性堿中毒同時伴有低鉀血癥時，上述游離鈣降低引起的癥狀可被掩蓋，患者表現(xiàn)為肌無力、肌麻痹、腹脹甚至麻痹性腸梗阻等低鉀血癥癥狀。此時，若僅糾正低鉀血癥，則上述低鈣引起的抽搐癥狀仍可發(fā)生。此外，堿中毒引起的驚厥亦可能與腦組織γ-氨基丁酸含量減少有關。

3．低鉀血癥 代謝性堿中毒常伴有繼發(fā)性低鉀血癥。堿中毒引起血鉀降低的主要機制為：細胞外液H+濃度降低，細胞內(nèi)H+外移予以代償，而細胞外K+被交換入細胞，使血鉀濃度降低。同時，腎臟發(fā)生代償作用，腎小管上皮細胞排H+減少，使H+-Na+交換減弱，K+-Na+交換增強，腎排K+增多，導致低鉀血癥。

4．血紅蛋白氧離曲線左移 堿中毒時，血液H+濃度下降，使血紅蛋白氧離曲線左移，血紅蛋白與O2的親和力增強，當血液流經(jīng)組織時氧合血紅蛋白不易將O2釋出，導致組織缺氧。

（四）防治原則

積極治療原發(fā)病，糾正堿中毒。對鹽水反應性堿中毒患者，給予生理鹽水治療，以恢復有效循環(huán)血量，促進血液中過多的從尿中排出。失氯、失鉀引起的代謝性堿中毒，則還需補充氯化鉀。對腎上腺皮質(zhì)激素過多引起的代謝性堿中毒，可用醛固酮拮抗劑，以減少H+、K+從腎臟排出。對全身性水腫患者，應盡量少用髓袢利尿劑，可給予碳酸酐酶抑制劑（如乙酰唑胺等），增加Na+和排出，糾正堿中毒和水腫。嚴重的代謝性堿中毒患者可酌量給予弱酸性藥物或酸性藥物治療。

四、呼吸性堿中毒

呼吸性堿中毒（respiratory alkalosis）是指以肺通氣過度引起血漿H2CO3（PaCO2）濃度原發(fā)性降低為特征的酸堿平衡紊亂。

呼吸性堿中毒按發(fā)病時間分為急性和慢性兩類。急性呼吸性堿中毒一般是PaCO2在24h內(nèi)急劇下降而導致pH升高，常見于低氧血癥、高熱和人工呼吸機使用不當?shù)惹闆r。慢性呼吸性堿中毒常見于慢性顱腦疾病、肺部疾病、肝臟疾病等引起的PaCO2持久下降。

（一）原因和機制

肺通氣過度是各種原因引起呼吸性堿中毒的基本機制。常見原因如下：

1．低氧血癥 吸入氣體中氧分壓過低或各種原因引起的外呼吸功能障礙，均可因PaCO2降低而引起通氣過度。通氣過度是機體對缺氧的代償，但同時可造成CO2排出過多，發(fā)生呼吸性堿中毒。

2．呼吸中樞受到直接刺激 許多因素可直接引起呼吸中樞興奮，使肺通氣過度。如：①癔癥發(fā)作、劇烈疼痛、小兒哭鬧等引起的精神性通氣過度；②中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病如顱腦損傷、腦炎、腦血管障礙、腦腫瘤等可刺激呼吸中樞引起通氣過度；③某些藥物如水楊酸、氨等可興奮呼吸中樞；④機體代謝旺盛如高熱、甲狀腺功能亢進等因血溫過高和機體分解代謝亢進可刺激呼吸中樞，引起肺通氣過度。其他還可見于肝功能衰竭引起的血氨增高和某些細菌感染引起的敗血癥等，均可刺激呼吸中樞，引起肺通氣過度。

3．人工呼吸機使用不當 因通氣量過大而導致呼吸性堿中毒。

（二）機體的代償

呼吸性堿中毒的主要發(fā)生機制是肺通氣過度。如果引起肺通氣過度的原因持續(xù)存在，那么肺的調(diào)節(jié)作用不會明顯。機體需通過以下方式進行代償。

1．細胞內(nèi)外離子的交換和細胞內(nèi)緩沖 這是急性呼吸性堿中毒的主要代償方式。急性呼吸性堿中毒時，由于過度通氣，CO2排出增多，使血漿H2CO3濃度迅速降低，濃度相對增高。約幾分鐘后，細胞內(nèi)H+通過H+-K+交換逸出細胞并與細胞外結合，生成H2CO3，導致血漿濃度代償性下降，H2CO3濃度有所回升。因細胞外K+交換入細胞，亦可引起血鉀降低。此外，血漿中部分通過交換進入細胞內(nèi)與H+結合，生成H2CO3。H2CO3分解為CO2和H2O。CO2自細胞彌散入血形成H2CO3，促使血漿H2CO3濃度回升。這一過程可致血Cl-濃度升高（圖4-8）。

但是這種代償十分有限，往往PaCO2每下降10mmHg，血漿濃度降低2mmol/L，難以維持[]/[H2CO3]的正常比值，所以急性呼吸性堿中毒患者往往處于失代償狀態(tài)。

急性呼吸性堿中毒的預測代償公式為：Δ[]=0.2ΔPaCO2±2.5。

2．腎的代償調(diào)節(jié)作用 腎的代償調(diào)節(jié)起效慢，一般需3～5d才能達到最大效應，故它是慢性呼吸性堿中毒的主要代償方式。慢性呼吸性堿中毒時，腎小管上皮細胞內(nèi)的碳酸酐酶和谷氨酰胺酶活性降低，腎泌H+、泌和重吸收均減少，尿液呈堿性。

慢性呼吸性堿中毒時，由于腎的代償調(diào)節(jié)和細胞內(nèi)緩沖，其代償調(diào)節(jié)作用較急性呼吸性堿中毒顯著。一般PaCO2每下降10mmHg，血漿濃度下降5mmol/L，從而能有效地避免血漿pH發(fā)生大幅度升高。

慢性呼吸性堿中毒的預測代償公式為：Δ[]=0.5ΔPaCO2±2.5。

呼吸性堿中毒的血氣分析參數(shù)變化如下：

PaCO2原發(fā)性降低，血液p H升高，代償性降低，AB、SB、BB值均降低，AB＜SB, BE負值增大。

急性呼吸性堿中毒時，由于腎臟來不及發(fā)揮代償作用，反映代謝因素的指標如SB、BB、BE等可在正常范圍內(nèi)。

（三）對機體的影響

呼吸性堿中毒對機體的影響與代謝性堿中毒相似，可出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂，以及血紅蛋白氧離曲線左移引起的組織缺氧、肌肉抽搐、低鉀血癥等。但呼吸性堿中毒引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙較代謝性堿中毒更為嚴重，更易出現(xiàn)窒息感、氣促、眩暈、四肢和口周感覺異常、手足搐搦（與血漿游離Ca2+降低有關）等癥狀。目前認為堿中毒除與腦功能的損傷有關外，還與低碳酸血癥引起腦血管收縮導致的腦血流量減少有關。據(jù)報道，PaCO2下降20mmHg，腦血流量可減少35%～40%。

（四）防治原則

積極治療原發(fā)病，去除引起通氣過度的原因。對急性呼吸性堿中毒患者可給予吸入含5% CO2的混合氣體，也可用面罩或紙袋罩于患者口鼻使其再吸入呼出的氣體（含CO2），以維持血漿H2CO3濃度。對精神性通氣過度患者可酌情給予鎮(zhèn)靜劑。有手足抽搐的患者，可靜脈補充鈣劑。使用呼吸機的患者應及時調(diào)整吸、呼氣比例。