第三节 单纯性酸碱平衡紊乱

一、代谢性酸中毒

代谢性酸中毒（metabolic acidosis）是指细胞外液H+增加和（或）丢失而引起的以血浆浓度原发性减少为特征的酸碱平衡紊乱。

根据AG值的变化，将代谢性酸中毒分为AG增高型代谢性酸中毒和AG正常型代谢性酸中毒两类。

（一）原因和机制

1.AG增高型代谢性酸中毒AG增高型代谢性酸中毒是指，除了含氯以外的任何固定酸在血浆中浓度增大时的代谢性酸中毒。特点是：降低、AG增大，血氯正常（图4-4C）。

（1）乳酸酸中毒：任何原因引起的缺氧，都可使细胞内糖的无氧酵解增强，乳酸生成增多，引起乳酸酸中毒。常见于休克、严重贫血、肺部疾患、心跳呼吸骤停、心力衰竭等。此外，乳酸酸中毒还可见于各种原因引起的乳酸利用障碍，如严重肝脏疾患使乳酸通过糖异生合成葡萄糖和糖原障碍，导致血中乳酸堆积。

（2）酮症酸中毒：体内大量脂肪被迅速分解是引起酮症酸中毒的主要原因。见于糖尿病、严重肝病、饥饿和酒精中毒等情况。糖尿病时，因胰岛素不足，葡萄糖利用减少，脂肪分解加速，大量脂肪酸进入肝脏形成过多的酮体（酮体中的乙酰乙酸和β羟丁酸都是酸性物质），当超过外周组织的氧化能力和肾排出能力时，可发生酮症酸中毒。在长期饥饿或禁食情况下，当体内糖原被消耗后，大量动用脂肪供能，也可发生酮症酸中毒。

（3）肾脏排泄固定酸障碍：肾功能衰竭时，由于肾小球滤过率显著降低，体内代谢产生的硫酸、磷酸等固定酸排出障碍，导致体内H+、硫酸根和磷酸根浓度增加，浓度因缓冲H+而降低。

（4）水杨酸中毒：阿司匹林等水杨酸类药物呈酸性，如果大量摄入可引起酸中毒。

上述原因均可引起体内固定酸过多。这些固定酸的H+被缓冲，使血浆浓度降低，其酸根（如乳酸根、β羟丁酸根、乙酰乙酸根、、、水杨酸根等）升高，这部分酸根均属于未测定的阴离子，所以AG值增大，而Cl-值正常，故又称为正常血氯代谢性酸中毒。

2.AG正常型代谢性酸中毒AG正常型代谢性酸中毒是指各种原因引起血浆浓度降低并伴有Cl-浓度代偿性升高，而AG无明显变化的一类代谢性酸中毒。特点是：降低、AG正常、血氯增高，所以又称为高血氯型代谢性酸中毒（图4-4B）。

（1）消化道丢失：肠液、胰液和胆汁中的含量均高于血浆，因此，严重腹泻、肠瘘、胆道瘘、肠道引流等均可引起大量丢失。随着血液和原尿中浓度的降低，肾小管H+-Na+交换和重吸收减少，而Na+以NaCl的形式重吸收增多，使血Cl-升高。

（2）肾脏泌H+功能障碍：肾小管性酸中毒（renal tubular acidosis, RTA）是一种以肾小管排H+和重吸收NaHCO3障碍为主的疾病，而肾小球功能正常。其中Ⅱ型肾小管性酸中毒（RTA-Ⅱ）的发病环节是近曲小管上皮细胞重吸收能力降低，主要是负责H+-Na+交换的转运体功能障碍或碳酸酐酶活性降低，导致重吸收减少、排出增多。由于重吸收减少，Na+以NaCl的形式吸收增多，使血Cl-浓度升高。Ⅰ型肾小管性酸中毒（RTA-Ⅰ）是由于集合管泌H+功能障碍，造成H+在体内蓄积，导致血浆浓度进行性降低，血Cl-浓度代偿性升高。此外，碳酸酐酶抑制剂（乙酰唑胺等）的大量使用，醛固酮的分泌不足或肾小管对其反应性降低，亦可引起肾泌H+功能障碍。上述原因引起的酸中毒，尿液呈碱性或中性。

（3）含氯的酸性药物摄入过多：过量摄入含氯的酸性药物如氯化铵、盐酸精氨酸、盐酸赖氨酸等，可引起AG正常型代谢性酸中毒。因为这些物质在体内代谢后易解离出HCl：

（4）高钾血症：血钾增高使细胞内外H+-K+交换增强，导致细胞内H+外逸，引起代谢性酸中毒。此时，肾小管上皮细胞因细胞内H+浓度降低而泌H+减少，尿液呈碱性，即反常性碱性尿。

（二）机体的代偿调节

1．血液的缓冲作用 代谢性酸中毒时，血液中增多的H+可立即与血浆中的及其他缓冲碱发生缓冲反应，并生成H2CO3, H2CO3可转变为CO2被肺呼出，导致血浆不断地被消耗。

2．肺的代偿调节作用 血液H+浓度增加，可刺激外周化学感受器，反射性引起呼吸中枢兴奋，使呼吸加深加快。呼吸加深加快是代谢性酸中毒的主要临床表现，其代偿意义是增加CO2的排出量，使血液H2CO3浓度继发性降低，以维持[]/[H2CO3]的正常值，使pH趋向正常。呼吸的代偿反应非常迅速，酸中毒数分钟后即可见深大呼吸，12～24h可达代偿高峰，代偿达最大极限时，PaCO2可降到10mmHg。

3．肾的代偿调节作用 除了肾功能障碍和高钾血症引起的代谢性酸中毒外，其他原因引起的代谢性酸中毒，肾脏均能起代偿调节作用。代谢性酸中毒时，肾小管上皮细胞中的碳酸酐酶和谷氨酰胺酶活性增强，促使肾泌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，使血液浓度有所回升，从而起到代偿调节作用。肾的代偿作用一般在酸中毒持续数小时后开始，3～5d达到最大效应，排酸量可高达正常时的10倍左右。由此可见，肾的代偿调节能力相当强大。

4．细胞内外离子交换和细胞内缓冲 代谢性酸中毒发生2～4h后，约有1/2的H+通过H+-K+交换方式进入细胞内并被细胞内缓冲系统缓冲，而K+从细胞内移出，以维持细胞内外电平衡。所以酸中毒常引起血钾增高。

通过上述调节，如果能使[]与[H2CO3]的比值维持在20∶1，则血液pH仍在正常范围内，这种代谢性酸中毒称为代偿性代谢性酸中毒。如代偿后血液pH低于7.35，这种代谢性酸中毒称为失代偿性代谢性酸中毒。

代谢性酸中毒的血气分析参数变化：代谢性酸中毒的基本特征是血浆浓度原发性降低，所以p H、AB、SB、BB值均降低，BE为负值加大；通过呼吸代偿，PaCO2继发性下降，AB＜SB。

（三）对机体的影响

急性代谢性酸中毒主要引起心血管系统和中枢神经系统的功能障碍，慢性代谢性酸中毒还可导致骨骼系统的改变。

1．心血管系统改变

（1）心律失常：代谢性酸中毒时出现的心律失常主要与血钾升高有关。酸中毒引起血钾升高的机制：①细胞外H+通过H+-K+交换进入细胞内，将K+交换出细胞；②肾小管上皮细胞泌H+增加，排K+减少。严重高钾血症对心脏有明显的毒性作用，可引起心脏传导阻滞、心室纤维性颤动甚至心脏停搏。

（2）心肌收缩力减弱：酸中毒可引起交感-肾上腺髓质系统兴奋，肾上腺素释放增多。肾上腺素对心脏具有正性肌力作用，因此在轻度酸中毒时，主要出现心率加快、心肌收缩力增强等现象。但是随着酸中毒的加重，这一作用逐渐被增多的H+阻断，尤其在pH＜7.20时更为明显。酸中毒引起心肌收缩力减弱的机制可能为：①H+增多可竞争性地抑制Ca2+与肌钙蛋白钙结合亚单位结合，从而抑制心肌收缩；② H+增多可影响细胞外Ca2+的内流，使心肌兴奋时Ca2+内流受阻；③H+增多干扰了肌浆网对Ca2+的释放，使心肌兴奋时Ca2+浓度迅速升高受抑。这些作用均影响心肌兴奋-收缩偶联，使心肌收缩力减弱。

（3）血管对儿茶酚胺的反应性降低：酸中毒时，外周血管尤其是毛细血管前括约肌对儿茶酚胺的反应性降低，引起血管扩张。大量毛细血管网开放可使回心血量减少、血压下降，出现低血压和休克。所以，休克时，要先纠正酸中毒才能改善血流动力学。

2．中枢神经系统改变 代谢性酸中毒对中枢神经系统功能的影响主要表现为抑制，可出现乏力、倦怠、嗜睡、昏迷等症状。其发生机制为：①能量供应不足。酸中毒时参与生物氧化的酶类活性受到抑制，导致ATP生成减少，脑组织能量供应不足；②γ-氨基丁酸生成增多。γ-氨基丁酸是中枢神经系统主要的抑制性递质，参与维持中枢兴奋、抑制的平衡。酸中毒时谷氨酸脱羧酶活性增强，使抑制性神经递质γ-氨基丁酸生成增多（图4-5），加重中枢神经系统的抑制效应。

3．骨骼系统改变 骨骼钙盐的分解有利于对H+的缓冲。在慢性代谢性酸中毒时（如慢性肾功能衰竭伴酸中毒患者），骨骼钙盐的不断释放影响骨骼发育，延迟小儿生长，可引起肾性佝偻病。成人可引起纤维性骨炎、骨质疏松、骨软化症等。

（四）防治原则

治疗代谢性酸中毒的基本原则是：密切观察病情，防治原发疾病，去除引起代谢性酸中毒的原因，注意纠正水、电解质紊乱，恢复有效循环血量，改善肾功能等。

代谢性酸中毒的基本特征是血浆浓度原发性降低，所以NaHCO3是纠正代谢性酸中毒的首选药物。补碱的剂量和方法应根据病情而定，一般在血气监护下分次补碱，剂量宜小不宜大。如轻度代谢性酸中毒（[]＞16mmol/L）时，可少补，甚至不补。一方面，通过防治原发疾病，酸中毒可以减轻；另一方面，肾脏有很强的排酸保碱作用，通过自身调节，也可减轻酸中毒。另外，其他碱性药物如乳酸钠等也常用来纠正代谢性酸中毒。乳酸钠通过肝脏可转化为，但在肝功能不良或乳酸酸中毒时不宜使用。

代谢性酸中毒不仅使细胞内K+外流引起高血钾，而且可使血中游离钙增多。但是，当酸中毒被纠正后，一方面，K+重新返回细胞内，可出现低血钾；另一方面，在碱性条件下Ca2+又与血浆蛋白结合生成结合钙，使游离钙减少，有时可出现手足抽搐。因此，在纠正酸中毒时，应防治低血钾和血中游离钙降低的症状。

二、呼吸性酸中毒

呼吸性酸中毒（respiratory acidosis）是指CO2排出障碍或吸入过多引起的以血浆H2CO3（PaCO2）浓度原发性升高为特征的酸碱平衡紊乱。

根据CO2潴留的时间，呼吸性酸中毒可分为急性呼吸性酸中毒和慢性呼吸性酸中毒两类。慢性呼吸性酸中毒一般是指CO2潴留持续24h以上的呼吸性酸中毒。

（一）原因和机制

引起呼吸性酸中毒的原因有CO2排出障碍或CO2吸入过多。临床上以肺通气功能障碍引起的CO2排出受阻为多见。

1.CO2排出障碍

（1）呼吸中枢抑制：颅脑外伤、脑肿瘤、脑炎、脑血管意外及一些药物如麻醉剂、镇静剂等的大量使用或不当使用，均可引起呼吸中枢抑制，导致肺通气量减少，CO2潴留。

（2）呼吸肌功能障碍：见于脊髓灰质炎、多发性神经炎、有机磷中毒、重症肌无力、低钾血症或家族性周期性麻痹、高位脊髓损伤等。这些病变会使呼吸运动减弱或丧失，导致CO2潴留。

（3）肺部疾病：这是引起呼吸性酸中毒的最常见原因。它包括肺部广泛性炎症、肺气肿、肺纤维化、肺水肿、慢性阻塞性肺疾病、支气管哮喘等。这些病变均能严重妨碍肺通气。

（4）气道阻塞：异物堵塞气道、喉头痉挛或水肿、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）、支气管哮喘等是引起慢性呼吸性酸中毒的常见原因。

（5）胸廓病变：胸部创伤、严重气胸、胸腔积液、胸腔粘连、胸廓畸形（如脊柱后、侧凸等）均可导致肺通气功能障碍，体内CO2排出受阻。

（6）呼吸机使用不当：常因通气量过小而导致呼吸性酸中毒。

2.CO2吸入过多 在某些通风不良的环境中，如矿井、坑道等，有时因空气中CO2浓度过高，致机体吸入过多，引起呼吸性酸中毒，但比较少见。

（二）机体的代偿调节

呼吸性酸中毒的主要环节是肺通气功能障碍，所以呼吸性酸中毒时，呼吸系统往往难以发挥代偿调节作用。体内升高的PaCO2（或H2CO3），也不能靠碳酸氢盐缓冲系统缓冲，血浆的缓冲碱含量较低，缓冲H2CO3的能力极为有限，因此，呼吸性酸中毒时，机体起主要代偿调节作用的是以下两种机制。

1．细胞内外离子交换和细胞内缓冲 这是急性呼吸性酸中毒的主要代偿方式。急性呼吸性酸中毒时，由于肾脏的代偿作用起效十分缓慢，体内不断增多的CO2主要靠细胞内外离子交换和细胞内缓冲。其缓冲机制如下。

（1）H+-K+离子交换：急性呼吸性酸中毒时，潴留的CO2使血浆H2CO3浓度不断升高，H2CO3解离为H+和。H+通过H+-K+交换进入细胞内进而被蛋白质缓冲系统缓冲，K+交换出细胞以维持电中性，导致血钾增高；而则留在细胞外液起一定的代偿作用。

（2）红细胞的缓冲作用：血浆中急剧增加的CO2弥散入红细胞，在碳酸酐酶的催化下生成H2CO3，进而解离为H+和。H+被血红蛋白缓冲系统缓冲，与血浆中的Cl-交换从红细胞逸出，导致血浆浓度增加，而血Cl-浓度降低（图4-6）。

但是这种代偿作用十分有限。因为PaCO2每升高10mmHg，血浆仅代偿性地升高0.7～1.0mmol/L，难以维持血浆[]/[H2CO3]的正常值。所以急性呼吸性酸中毒时pH常低于正常值，处于失代偿状态。急性呼吸性酸中毒的预测代偿公式为：Δ[]↑=0.1ΔPaCO2±1.5。

2．肾的代偿调节作用 这是慢性呼吸性酸中毒的主要代偿方式。在PaCO2和H+浓度升高时，肾小管上皮细胞内碳酸酐酶和线粒体中谷氨酰胺酶活性增强，促使肾小管上皮细胞泌H+、泌和重吸收作用增加，达到增强排酸保碱的目的。肾的代偿起效慢，3～5d后才达到高峰，因此，急性呼吸性酸中毒时肾往往来不及代偿；但在慢性呼吸性酸中毒时，肾可发挥强大的排酸保碱作用。大约PaCO2每升高10mmHg，血浆代偿性升高3.5～4.0mmol/L，能使血浆[]/[H2CO3]的值接近20∶1。因此，轻、中度慢性呼吸性酸中毒患者有时可处于代偿阶段。慢性呼吸性酸中毒的代偿情况可通过代偿公式的计算来判断：Δ[]↑=0.35ΔPaCO2±3。

呼吸性酸中毒的血气分析参数变化如下：

PaCO2原发性升高，p H降低，代偿性升高，AB、SB、BB值均增大，AB＞SB, BE正值增大。

急性呼吸性酸中毒时，由于肾脏来不及发挥代偿作用，反映代谢因素的指标如SB、BB、BE等可在正常范围内。

（三）对机体的影响

呼吸性酸中毒对机体的影响和代谢性酸中毒基本相同，但其影响程度更为严重。

1．对中枢神经系统的影响 呼吸性酸中毒尤其是急性呼吸性酸中毒引起的中枢神经系统功能紊乱较代谢性酸中毒更为严重，其主要机制为：①CO2易通过血脑屏障。CO2为脂溶性物质，能迅速通过血脑屏障，引起脑内H2CO3浓度增高；而是水溶性的，通过血脑屏障极为缓慢，因而呼吸性酸中毒时，脑脊液pH降低的程度较一般细胞外液更为显著，这可能是呼吸性酸中毒引起的中枢神经系统功能紊乱较代谢性酸中毒更为严重的原因之一。②CO2扩张脑血管。CO2能直接扩张血管，但高浓度CO2能刺激血管运动中枢，间接引起血管收缩，其强度大于直接的扩血管作用。但由于脑血管壁上无α受体，故CO2潴留可直接扩张脑血管，使脑血流量增加，引起颅内高压、脑水肿等。患者可出现持续性头痛，这种头痛以晨起、夜间为重。

当PaCO2大于80mmHg时，可出现CO2麻醉现象。CO2麻醉的初期症状是持续头痛、烦躁不安、焦虑等，进一步发展可表现为精神错乱、震颤、嗜睡、抽搐直至昏迷。因呼吸衰竭引起的中枢神经系统功能障碍称为肺性脑病（pulmonary encephalopathy），详见肺功能不全一章。

2．对心血管功能的影响 呼吸性酸中毒对心血管方面的影响与代谢性酸中毒相似，因为这两类酸中毒均有H+浓度的升高和由此引起的高钾血症。但呼吸性酸中毒易出现肺动脉高压，这是因为呼吸性酸中毒时常伴有缺氧，缺氧可引起肺小动脉收缩；而PaCO2升高和pH降低又可增强肺小动脉对缺氧的敏感性。

（四）防治原则

积极治疗原发病，改善肺的通气功能，促使潴留的CO2尽快排出。必要时可做气管插管、气管切开或使用人工呼吸机。慎用碱性药物，特别是通气尚未改善前。因为呼吸性酸中毒发生后，体内代偿机制已开始发挥作用，代偿性升高，此时若再给予碱性药物治疗，可引起代谢性碱中毒，加重病情。

三、代谢性碱中毒

代谢性碱中毒（metabolic alkalosis）是指细胞外液碱增多或H+丢失而引起的以血浆原发性增多为特征的酸碱平衡紊乱。

根据生理盐水治疗后是否有效，代谢性碱中毒可分为两类：盐水反应性碱中毒（saline-responsive alkalosis）和盐水抵抗性碱中毒（saline-resistant alkalosis）。盐水反应性碱中毒常见于呕吐、胃液吸引及利尿剂应用不当等情况。其症状有低氯血症、有效循环血量不足。这类碱中毒若给予等张或半张盐水治疗，既能扩充细胞外液，又能补充Cl-，促进肾脏排泄，使代谢性碱中毒得到纠正。盐水抵抗性碱中毒多见于原发性醛固酮增多症、严重低血钾、全身水肿等情况，这类代谢性碱中毒，单独用盐水治疗没有效果。

（一）原因和机制

凡能使H+丢失或进入细胞外液增多的因素均可引起代谢性碱中毒。

1.H+丢失过多

（1）经胃丢失：常见于幽门梗阻、高位肠梗阻等原因引起的剧烈呕吐和胃液引流等所致的胃液大量丢失。胃液中HCl浓度很高，胃液丢失可导致HCl大量丧失。正常胃黏膜壁细胞富含碳酸酐酶，能催化CO2和H2O生成H2CO3。H2CO3解离为H+和。H+与来自血浆的Cl-形成HCl，进食时分泌到胃腔中，而则返回血液，使血液浓度升高，称为餐后碱潮。但这种碱潮是一过性的，当酸性食糜进入十二指肠后，在H+的刺激下，十二指肠上皮细胞和胰腺生成H2CO3, H2CO3解离为H+和。H+返回入血液，与血液中的中和；而分泌入肠腔与消化液中的H+中和。这样，H+和分别在血液和消化道内得到中和，使血液pH保持相对恒定。当胃液（HCl）大量丢失时，上述平衡破坏，致使血液、肠腔中的得不到中和，造成血液浓度升高，发生代谢性碱中毒。

此外，胃液大量丢失的同时还伴有Cl-、K+的丢失和细胞外液容量减少，这些因素也参与代谢性碱中毒的发生（图4-7）。

（2）经肾丢失：①利尿剂应用不当。长期过量应用髓袢利尿剂（如呋塞米等），可抑制髓袢升支对Cl-、Na+、H2O的重吸收。Cl-重吸受抑制后，以氯化铵的形式排出体外，Cl-排出过多可引起低氯性碱中毒，此类碱中毒其尿液Cl-浓度升高；Na+重吸受抑制，使远曲小管腔内Na+含量增多，从而促进肾远曲小管和集合管泌H+、泌K+并促使NaHCO3重吸收增加，导致血浆浓度增高；H2O重吸收减少，导致远曲小管流量增大，流速加快，由于冲洗作用，小管内H+浓度急剧降低，促进小管上皮细胞排H+，导致肾排H+过多。此外，过度利尿也可导致有效循环血量不足，引起醛固酮分泌增多，发生代谢性碱中毒和低钾血症。②肾上腺皮质激素过多。过多的肾上腺皮质激素尤其是醛固酮能增强肾远曲小管和集合管对H+、K+的排泄，促进NaHCO3的重吸收，从而引起代谢性碱中毒。肾上腺皮质激素过多主要见于原发性或继发性醛固酮分泌增多症。③任何原因引起的血氯降低。在肾小管中，Cl-是唯一易于与Na+相继重吸收的阴离子。当原尿中Cl-浓度降低时，Na+相继重吸收减少，此时，肾小管必然通过加强排H+、K+以换回原尿中的Na+。Na+被重吸收后即与肾小管上皮细胞生成的一起入血，导致低氯性碱中毒，此类碱中毒其尿液中Cl-浓度降低。

案例4-1分析 该患者因慢性阻塞性肺疾病导致CO2排出障碍，引起呼吸性酸中毒。通过肾脏代偿，患者血中继发性增多，如同时应用排钾性利尿剂过度利尿，会造成低血钾及有效循环血量过低，引起继发性醛固酮分泌过多，也可合并产生代谢性碱中毒。

案例4-2分析 患者血钾浓度偏低的原因：①频繁呕吐导致胃液大量丢失的同时伴有Cl-、K+的丢失；②甘露醇、呋塞米均能促进肾脏排钾。

2．碱性物质摄入过多 常见于：①消化道溃疡病患者服用过量的碳酸氢钠；②纠正酸中毒时，输入过多的碳酸氢钠；③大量输入库血，因为库血常用枸橼酸盐抗凝，枸橼酸盐在体内经代谢产生。1L库血所含的枸橼酸盐经代谢可产生30mmol。但应指出，肾脏具有较强的排泄NaHCO3的能力，正常人每日摄入1000mmol的NaHCO3，两周后血浆浓度只见轻微上升。故只有当肾功能受损后，摄入过量碱性药物才会引起代谢性碱中毒。

3．缺钾 机体缺钾常可引起代谢性碱中毒。其机制为：细胞外液K+浓度降低，细胞内K+通过H+-K+离子交换移至细胞外，而细胞外H+则交换入细胞内。同时，因肾小管上皮细胞内缺钾，K+-Na+交换减弱，H+-Na+交换增强，致使肾排H+增多，引起代谢性碱中毒。一般代谢性碱中毒时尿液呈碱性，而低钾血症引起的碱中毒，因肾排H+增多，尿液反而呈酸性，称反常性酸性尿。这是缺钾性碱中毒的一个特征。

（二）机体的代偿调节

1．血液的缓冲作用 血液对代谢性碱中毒的缓冲能力较弱。这是因为：①代谢性碱中毒时，原发性增多的可被缓冲系统中的弱酸缓冲，生成H2CO3。但在大多数缓冲系统的组成中，碱性成分远多于酸性成分（如[]/[H2CO3]的值为20∶1），故血液对碱性物质的缓冲能力有限。②碱中毒时，细胞外液H+浓度降低，OH-浓度升高，OH-可被缓冲系统中的弱酸（H2CO3、、HPr、HHb、HHbO2等）缓冲，如OH-+H2CO3→+++H2O，缓冲的结果是和缓冲碱（Pr-）均增加。所以，缓冲意义不大。

2．肺的代偿调节作用 血浆H+浓度降低，可抑制呼吸中枢，呼吸变浅变慢，肺通气量降低，CO2排出减少，引起PaCO2或血浆H2CO3继发性升高，以维持[]/[H2CO3]的值接近正常。呼吸的代偿调节作用发挥较快，数分钟内即可出现，12～24h后可达代偿高峰。但是这种代偿是有限的，很少能达到完全代偿。因为当PaCO2＞55mmHg或肺通气量减少引起PaO2＜60mmHg时，可兴奋呼吸中枢，继而引起肺通气量增加。因此，PaCO2继发性上升的代偿极限是55mmHg。

3．细胞内外离子交换和细胞内缓冲 碱中毒时细胞外液H+浓度降低，细胞内H+通过H+-K+离子交换移至细胞外，细胞外K+交换入细胞，使血钾降低。同时，因肾小管上皮细胞H+浓度降低，H+-Na+交换减弱，K+-Na+交换增强，导致肾排K+增多，引起低钾血症。

4．肾的代偿调节作用 代谢性碱中毒时，肾小管上皮细胞内的碳酸酐酶和谷氨酰胺酶活性受到抑制，肾泌H+、泌减少，重吸收减少，使血浆浓度有所下降，尿呈碱性。由缺钾、缺氯和醛固酮分泌增多引起的代谢性碱中毒，因肾泌H+增多，尿液反而呈酸性，称反常性酸性尿。肾脏的代偿调节作用起效较慢，需3～5d才发挥最大效能，因此，急性代谢性碱中毒时肾的代偿调节不是主要的。

代谢性碱中毒时血气分析参数变化如下：代谢性碱中毒的基本特征是血浆浓度原发性升高，所以p H、AB、SB、BB值均升高，BE正值加大；通过呼吸代偿，PaCO2继发性升高，AB＞SB。

（三）对机体的影响

轻度代谢性碱中毒患者通常缺乏典型的症状和体征，临床表现常被原发疾病所掩盖。但急性或严重的代谢性碱中毒可出现如下变化。

1．对中枢神经系统的影响 急性代谢性碱中毒患者可出现烦躁不安、精神错乱、谵妄、意识障碍等中枢神经系统障碍症状。其发生机制可能为：①γ-氨基丁酸减少。碱中毒时，血液pH增高，谷氨酸脱羧酶活性降低，γ-氨基丁酸转氨酶活性增加，导致γ-氨基丁酸生成减少、分解加强（图4-5）。γ-氨基丁酸含量减少，对中枢神经系统的抑制作用减弱，从而出现兴奋症状。②脑组织缺氧。血液pH升高，使血红蛋白与氧的亲和力增强，血红蛋白氧离曲线左移，氧合血红蛋白释放氧量减少，造成组织供氧不足。脑组织对缺氧特别敏感，易出现中枢神经系统功能障碍。

2．对神经肌肉的影响 急性碱中毒患者可出现腱反射亢进、面部和肢体肌肉抽动、手足搐搦、惊厥等神经肌肉应激性增高的症状。其发生机制主要与血浆游离钙浓度降低有关。当代谢性碱中毒同时伴有低钾血症时，上述游离钙降低引起的症状可被掩盖，患者表现为肌无力、肌麻痹、腹胀甚至麻痹性肠梗阻等低钾血症症状。此时，若仅纠正低钾血症，则上述低钙引起的抽搐症状仍可发生。此外，碱中毒引起的惊厥亦可能与脑组织γ-氨基丁酸含量减少有关。

3．低钾血症 代谢性碱中毒常伴有继发性低钾血症。碱中毒引起血钾降低的主要机制为：细胞外液H+浓度降低，细胞内H+外移予以代偿，而细胞外K+被交换入细胞，使血钾浓度降低。同时，肾脏发生代偿作用，肾小管上皮细胞排H+减少，使H+-Na+交换减弱，K+-Na+交换增强，肾排K+增多，导致低钾血症。

4．血红蛋白氧离曲线左移 碱中毒时，血液H+浓度下降，使血红蛋白氧离曲线左移，血红蛋白与O2的亲和力增强，当血液流经组织时氧合血红蛋白不易将O2释出，导致组织缺氧。

（四）防治原则

积极治疗原发病，纠正碱中毒。对盐水反应性碱中毒患者，给予生理盐水治疗，以恢复有效循环血量，促进血液中过多的从尿中排出。失氯、失钾引起的代谢性碱中毒，则还需补充氯化钾。对肾上腺皮质激素过多引起的代谢性碱中毒，可用醛固酮拮抗剂，以减少H+、K+从肾脏排出。对全身性水肿患者，应尽量少用髓袢利尿剂，可给予碳酸酐酶抑制剂（如乙酰唑胺等），增加Na+和排出，纠正碱中毒和水肿。严重的代谢性碱中毒患者可酌量给予弱酸性药物或酸性药物治疗。

四、呼吸性碱中毒

呼吸性碱中毒（respiratory alkalosis）是指以肺通气过度引起血浆H2CO3（PaCO2）浓度原发性降低为特征的酸碱平衡紊乱。

呼吸性碱中毒按发病时间分为急性和慢性两类。急性呼吸性碱中毒一般是PaCO2在24h内急剧下降而导致pH升高，常见于低氧血症、高热和人工呼吸机使用不当等情况。慢性呼吸性碱中毒常见于慢性颅脑疾病、肺部疾病、肝脏疾病等引起的PaCO2持久下降。

（一）原因和机制

肺通气过度是各种原因引起呼吸性碱中毒的基本机制。常见原因如下：

1．低氧血症 吸入气体中氧分压过低或各种原因引起的外呼吸功能障碍，均可因PaCO2降低而引起通气过度。通气过度是机体对缺氧的代偿，但同时可造成CO2排出过多，发生呼吸性碱中毒。

2．呼吸中枢受到直接刺激 许多因素可直接引起呼吸中枢兴奋，使肺通气过度。如：①癔症发作、剧烈疼痛、小儿哭闹等引起的精神性通气过度；②中枢神经系统疾病如颅脑损伤、脑炎、脑血管障碍、脑肿瘤等可刺激呼吸中枢引起通气过度；③某些药物如水杨酸、氨等可兴奋呼吸中枢；④机体代谢旺盛如高热、甲状腺功能亢进等因血温过高和机体分解代谢亢进可刺激呼吸中枢，引起肺通气过度。其他还可见于肝功能衰竭引起的血氨增高和某些细菌感染引起的败血症等，均可刺激呼吸中枢，引起肺通气过度。

3．人工呼吸机使用不当 因通气量过大而导致呼吸性碱中毒。

（二）机体的代偿

呼吸性碱中毒的主要发生机制是肺通气过度。如果引起肺通气过度的原因持续存在，那么肺的调节作用不会明显。机体需通过以下方式进行代偿。

1．细胞内外离子的交换和细胞内缓冲 这是急性呼吸性碱中毒的主要代偿方式。急性呼吸性碱中毒时，由于过度通气，CO2排出增多，使血浆H2CO3浓度迅速降低，浓度相对增高。约几分钟后，细胞内H+通过H+-K+交换逸出细胞并与细胞外结合，生成H2CO3，导致血浆浓度代偿性下降，H2CO3浓度有所回升。因细胞外K+交换入细胞，亦可引起血钾降低。此外，血浆中部分通过交换进入细胞内与H+结合，生成H2CO3。H2CO3分解为CO2和H2O。CO2自细胞弥散入血形成H2CO3，促使血浆H2CO3浓度回升。这一过程可致血Cl-浓度升高（图4-8）。

但是这种代偿十分有限，往往PaCO2每下降10mmHg，血浆浓度降低2mmol/L，难以维持[]/[H2CO3]的正常比值，所以急性呼吸性碱中毒患者往往处于失代偿状态。

急性呼吸性碱中毒的预测代偿公式为：Δ[]=0.2ΔPaCO2±2.5。

2．肾的代偿调节作用 肾的代偿调节起效慢，一般需3～5d才能达到最大效应，故它是慢性呼吸性碱中毒的主要代偿方式。慢性呼吸性碱中毒时，肾小管上皮细胞内的碳酸酐酶和谷氨酰胺酶活性降低，肾泌H+、泌和重吸收均减少，尿液呈碱性。

慢性呼吸性碱中毒时，由于肾的代偿调节和细胞内缓冲，其代偿调节作用较急性呼吸性碱中毒显著。一般PaCO2每下降10mmHg，血浆浓度下降5mmol/L，从而能有效地避免血浆pH发生大幅度升高。

慢性呼吸性碱中毒的预测代偿公式为：Δ[]=0.5ΔPaCO2±2.5。

呼吸性碱中毒的血气分析参数变化如下：

PaCO2原发性降低，血液p H升高，代偿性降低，AB、SB、BB值均降低，AB＜SB, BE负值增大。

急性呼吸性碱中毒时，由于肾脏来不及发挥代偿作用，反映代谢因素的指标如SB、BB、BE等可在正常范围内。

（三）对机体的影响

呼吸性碱中毒对机体的影响与代谢性碱中毒相似，可出现中枢神经系统功能紊乱，以及血红蛋白氧离曲线左移引起的组织缺氧、肌肉抽搐、低钾血症等。但呼吸性碱中毒引起的中枢神经系统功能障碍较代谢性碱中毒更为严重，更易出现窒息感、气促、眩晕、四肢和口周感觉异常、手足搐搦（与血浆游离Ca2+降低有关）等症状。目前认为碱中毒除与脑功能的损伤有关外，还与低碳酸血症引起脑血管收缩导致的脑血流量减少有关。据报道，PaCO2下降20mmHg，脑血流量可减少35%～40%。

（四）防治原则

积极治疗原发病，去除引起通气过度的原因。对急性呼吸性碱中毒患者可给予吸入含5% CO2的混合气体，也可用面罩或纸袋罩于患者口鼻使其再吸入呼出的气体（含CO2），以维持血浆H2CO3浓度。对精神性通气过度患者可酌情给予镇静剂。有手足抽搐的患者，可静脉补充钙剂。使用呼吸机的患者应及时调整吸、呼气比例。