第二節 酸堿平衡紊亂的類型及常用指標

一、酸堿平衡紊亂的分類

根據血液pH的變化可將酸堿平衡紊亂分為兩大類，即酸中毒（pH＜7.35）和堿中毒（pH＞7.45）。血液含量主要受代謝因素的影響，因此，由血液濃度原發性降低或增高引起的酸堿平衡紊亂，稱為代謝性酸中毒或代謝性堿中毒；H2CO3含量主要受呼吸因素影響，由血液H2CO3濃度原發性降低或增高引起的酸堿平衡紊亂，稱為呼吸性堿中毒或呼吸性酸中毒。患者體內只存在一種酸堿平衡紊亂稱為單純性酸堿平衡紊亂（simple acid-base disturbance）；若同時發生兩種或兩種以上的酸堿平衡紊亂，則稱為混合性酸堿平衡紊亂（mixed acid-base disturbance）。在單純性酸堿平衡紊亂中，由于機體的調節代償作用，雖然體內酸或堿的含量已經發生變化，但[]/[H2CO3]值仍維持在20∶1，即血液pH在正常范圍，這種單純性的酸堿平衡紊亂稱為代償性酸堿平衡紊亂；如果血液pH已偏離正常范圍，則稱為失代償性酸堿平衡紊亂。

二、反映酸堿平衡的常用指標及意義

（一）pH和H+濃度

溶液的酸堿度常用H+濃度和pH表示。由于血液H+濃度很低（平均為40nmol/L），一般采用pH來表示血液酸堿度。血液pH是指動脈血中H+濃度的負對數。正常人動脈血pH的范圍為7.35～7.45，平均7.40。pH是判斷酸堿平衡紊亂的首要檢測指標，測定pH可以反映酸堿平衡紊亂的性質和程度，如pH＜7.35為失代償性酸中毒，pH＞7.45為失代償性堿中毒。但是，通過Henderson-Hasselbalch方程，即式（4-1），可以看出血液pH主要取決于血液中[]與[H2CO3]（αPaCO2）的比值。由此可見，即使[]與[H2CO3]的絕對值已經發生變化，只要兩者的比值維持在20∶1，血pH也能保持在正常范圍內。因此，當動脈血pH在正常范圍時，可能有以下三種情況：①酸堿平衡狀態；②代償性酸堿平衡紊亂；③同時存在程度相近的混合性酸堿平衡紊亂。另外，動脈血pH本身不能區分酸堿平衡紊亂的類型，要判定是代謝性還是呼吸性酸堿平衡紊亂，還需進一步了解血漿和H2CO3濃度的具體數值和變化情況。

其中pKa為H2CO3解離常數的負對數，38℃時為6.1，比較恒定。[]主要由腎臟調節，正常平均值為24mmol/L。H2CO3濃度由CO2溶解量dCO2決定，dCO2=CO2在血中的溶解度（α）× PaCO2（Henry定律）, α為0.03, PaCO2主要由肺通氣量控制，正常平均值為40mmHg。

案例4-1分析 患者血液pH為7.40，在正常范圍內，但不能排除酸堿失衡。因為血pH主要取決于血液中[]與[H2CO3]（αPaCO2）的比值。由此可見，即使[]與[H2CO3]的絕對值已經發生變化，只要兩者的比值維持在20∶1，血液pH仍能保持在正常范圍內。因此，當動脈血pH在正常范圍時，可能有三種情況：①酸堿平衡狀態；②代償性酸堿平衡紊亂；③同時存在程度相近的混合性酸堿平衡紊亂。

（二）動脈血二氧化碳分壓

動脈血二氧化碳分壓（PaCO2）是指血漿中呈物理溶解狀態的CO2分子所產生的張力。機體代謝產生的CO2隨靜脈血回流到右心，然后通過肺血管進入肺泡，隨呼氣排出體外。由于CO2通過呼吸膜的彌散速度非常快，故PaCO2與PACO2（肺泡氣CO2分壓）非常接近，其差值可忽略不計，因此測定PaCO2可了解肺通氣情況，即PaCO2與肺通氣量成反比，通氣不足時，PaCO2升高；通氣過度時，PaCO2降低。因此，PaCO2是反映呼吸性酸堿紊亂的重要指標，正常值為33～46mmHg，平均為40mmHg。PaCO2＜33mmHg，表明通氣過度，CO2呼出過多，見于呼吸性堿中毒或代償后的代謝性酸中毒；反之，PaCO2＞46mmHg，表明通氣不足，體內有CO2潴留，見于呼吸性酸中毒或代償后的代謝性堿中毒。

（三）標準碳酸氫鹽和實際碳酸氫鹽

標準碳酸氫鹽（standard bicarbonate, SB）是指全血標本在標準條件（即溫度38℃，血紅蛋白氧飽和度為100%, PaCO2為40mmHg的氣體平衡）下所測得的血漿的量。正常值為22～27mmol/L，平均值為24mmol/L。由于是在標準化后測定血漿HCO-3的濃度，所以SB去除了呼吸因素的影響，是判斷代謝性因素的重要指標。代謝性酸中毒時SB降低，代謝性堿中毒時SB升高。但在呼吸性酸或堿中毒時，由于腎臟的代償也可發生繼發性增高或降低。

實際碳酸氫鹽（actual bicarbonate, AB）是指隔絕空氣的血標本，在被檢者實際的PaCO2、體溫和血氧飽和度的條件下測得的血漿濃度。AB受呼吸和代謝兩方面因素的影響。

AB、SB均為反映血漿濃度的指標，生理情況下AB等于SB。因為SB是排除呼吸因素影響的代謝指標，而AB是受呼吸因素影響的代謝指標，所以當AB與SB的變化不相等時，AB與SB的差值可以反映機體的呼吸功能。在呼吸性酸中毒時，AB＞SB；呼吸性堿中毒時AB＜SB。

（四）緩沖堿

緩沖堿（buffer base, BB）是指血液中一切具有緩沖作用的負離子（如等）的總和，通常以氧飽和的全血在標準狀態下測定，正常值為（50±5）mmol/L。代謝性酸中毒時BB減少，而代謝性堿中毒時BB升高。BB是反映代謝性酸堿紊亂的指標。

（五）堿剩余

堿剩余（base excess, BE）是指在標準條件下，用酸或堿滴定全血標本至pH為7.40時所需的酸或堿的量。若用酸滴定，才能使血液p H達7.4，則表示被測血液中堿過多，BE用正值表示；如用堿滴定，才能使血液p H達7.4，說明被測血液中酸過多，BE用負值表示。由于BE是在標準條件下測定的，所以也是一個反映代謝性因素的指標，正常值在-3.0mmol/L至3.0mmol/L之間。代謝性堿中毒時，BE正值加大；代謝性酸中毒時，BE負值加大。在呼吸性酸或堿中毒時，由于腎的代償作用，BE也可高于或低于正常。

（六）陰離子間隙

陰離子間隙（anion gap, AG）是指血漿中未測定的陰離子（undetermined anion, UA）與未測定的陽離子（undetermined cation, UC）的差值，即AG=UA-UC。由于細胞外液陰、陽離子總量相等，所以AG可以根據血漿中已測定的Na+、Cl-和算出，即AG=[Na+]-（[]+[Cl-]）=140-（24+104）=12mmol/L（圖4-4A），故AG的正常值為（12 ±2）mmol/L。病理情況下，AG可增高也可降低，但增高的意義較大，常見于乳酸堆積、酮癥酸中毒等固定酸增多的情況。目前多以AG是否大于16mmol/L，作為判斷是否存在AG增高型代謝性酸中毒的依據。但在某些情況下，如大量使用含鈉藥物、骨髓瘤患者體內本周氏蛋白過多也可引起AG增高，此時，AG增高與代謝性酸中毒無關。AG降低在判斷酸堿失衡方面意義不大，常見于血漿中未測定陰離子減少，如低蛋白血癥等，也可見于未測定陽離子（如K+、Mg2+、Ca2+等）濃度明顯增高。

總之，AG是評價酸堿平衡的重要指標，檢測AG有助于區分代謝性酸中毒的類型和診斷混合性酸堿平衡紊亂。