4电解质与酸碱平衡紊乱的生物化学检验

电解质与酸碱平衡紊乱的生物化学检验1临床检验教研室龚晓华1、掌握电解质平衡紊乱、酸碱平衡紊乱的类型、判断及临床病例分析；血气分析指标的定义、计算及临床意义；钠钾氯及常见血气分析指标的参考区间2、熟悉血气分析及钠钾氯方法学评价；正常体液及酸碱平衡的调节3、了解混合性酸碱平衡紊乱本章教学要求：2第一节概述3体液:机体内存在的液体。包括水和溶解于其中的物质，正常成人体液占体重的60％体液以细胞膜为界分为：（1）细胞内液（intracellularfluid，ICF）占40％（2）细胞外液（extracellularfluid，ECF）占20％A.血管内液5％B.组织液15％各部位体液之间受机体生理机制的调节处于动态平衡4一、水平衡及其紊乱水平衡:每天进入机体的水，经机体代谢在体液间转移交换，最后等量地排出体外，使各部分体液保持动态平衡的过程。水机体摄入体内物质氧化产生肾小管重吸收尿液排出皮肤蒸发排出呼吸排出肠道排出去路来源5基本原因：水摄入和水排出不相等，不能维持体内水的动态平衡。水平衡紊乱的表现：①总体水过少或过多；②总体水变化不大，但水的分布有明显异常。水平衡紊乱多伴有体液中电解质的改变及渗透压的变化。水平衡紊乱（一）脱水（总体水过少）脱水是由于水摄入过少和/或水丢失过多而引起细胞外液减少。根据血浆钠浓度的变化分为高渗性、等渗性和低渗性脱水三种。61．高渗性脱水（1）以细胞外液中水丢失为主（2）原因：进水量不足、高热出汗过多、胃肠道和泌尿道丢失增加（3）临床表现：细胞外液渗透压升高，细胞内液的水向细胞外转移，表现出细胞内脱水，引起剧烈口渴、体温上升以及各种神经精神症状（记忆力减退、烦躁、谵妄以至昏迷），同时还有尿量减少，体重明显下降。（4）特点：细胞外液量和细胞内液量均减少，尿量减少血浆Na+浓度＞150mmol/L72．低渗性脱水（1）以细胞外液中电解质丢失为主（2）原因见左图。（3）临床表现：细胞外液渗透压降低，水份由血液经组织间液流向ICF，表现为细胞内水肿，出现恶心、呕吐、四肢麻木无力以及眼球凹陷、皮肤干燥及弹性降低、颜面瘦削等脱水貌。（4）特点细胞外液减少，细胞内液增加血浆Na+浓度130mmol/L严重者因循环血量急剧减少易发生肾衰竭83．等渗性脱水主要是细胞外液的丢失，丢失的电解质和水基本平衡，血浆渗透压仍维持在正常水平。原因：如烧伤、失血及胃肠液的丢失等，各部分液体之间无明显水的转移。93．等渗性脱水特点（1）细胞外液减少，细胞内液正常，血浆渗透压正常（2）血浆Na+浓度130--150mmol/L（3）由于细胞外液量减少，造成有效循环血容量减少和循环障碍，表现出尿少、口渴、血压下降等临床表现。10（二）水过多和水中毒当机体摄入水过多或排出减少，使体液中水增多、血容量增多以及组织器官水肿。按照体液晶体渗透压的不同，水过多可分为高渗性（盐中毒）、等渗性（水肿）和低渗性（水中毒）三种。临床上最常见的是水肿，一般水增加使体液超过体中的10%以上时，可出现水肿症状。1112二、电解质平衡体液中的电解质：（1）有机电解质：蛋白质和有机酸等。（2）无机电解质：主要是无机盐。血液中重要的电解质有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HCO3-、HPO42-、H2PO4-等微量元素。细胞外液阳离子：Na+阴离子：Cl-、HCO3-细胞内液阳离子:K+、Mg2+阴离子：无机磷酸根（一）钠平衡钠离子是ECF含量最多的阳离子，是ECF渗透压的最主要决定因素。体内钠的来源：食物中的NaCl，一般摄入Na+大于其需要量，人体不会缺Na+和Cl-。Na+排出：90%的Na+经肾随尿排出，少量由粪和汗液排出。细胞外液钠浓度的改变可由水或/和钠的变化而引起，故钠平衡紊乱常伴有水平衡紊乱。13（二）钾平衡人体K+主要来自食物。蔬菜、果品、肉类均含有丰富的K+。成人每日约需K+2～3g，其中98%存在于细胞内液，仅有2%存在于细胞外液。维持钾的梯度平衡依赖于细胞膜上的钠钾泵来维持两者正常梯度，使细胞排钠储钾。食物中所含的钾90%在消化道以离子的形式吸收，排泄主要通过肾脏随尿排出。钾的代谢特点为多吃多排、少吃少排、不吃也排，因此长期禁食患者或K+的摄入不足，容易出现低钾血症。14※钾平衡紊乱与否，要考虑钾总量和血钾浓度。由于钾总量的98%存在于细胞内，血清钾浓度并不能准确反映体内总钾的情况，因此要特别注意总体钾含量不变，而K+在体液的不同部位发生转移对血钾浓度的影响。影响血钾浓度的因素有（1）血液酸碱紊乱造成细胞内外的H+-K+交换（2）细胞外液受稀释时，血钾降低，浓缩时，血钾增高（3）手术患者输注葡萄糖，K+伴随葡萄糖进入细胞内，造成血钾降低。1516思考题有，因为细胞内钾浓度与血钾浓度相差40倍，因此溶血时会导致血钾的含量明显增高，故血液标本采集时一定要避免溶血。（三）氯平衡※氯是细胞外液中主要阴离子，血浆浓度为98~108mmol/L。※氯主要来源于食物中的Nacl,肾脏是氯的主要排出途径。氯在体内的变化基本与钠一致。※血清氯水平一般与碳酸氢盐水平呈相反关系。——Cl-与HCO3-为细胞外的两个主要阴离子，机体为了重新吸收和再生更多的碳酸氢盐，就必须从尿中排出更多的氯以维持电解质平衡。1718第二节水和电解质平衡紊乱一、体液钠标本的收集与处理血清、肝素化的抗凝全血、尿液和其它体液均可作为血钠测定的标本。测定血钠时，血清、血浆样本可以在2-4℃或冰冻存放，红细胞中钠的含量仅为血浆中的1/10,即使溶血对血钠浓度的测定也不会有太大的影响。19检测方法原子吸收分光光度法火焰发射分光光度法离子选择电极法（最常用的方法）分光光度法20离子选择电极法是当今定量测定钠、钾浓度常用的方法，通常选用对Na+或K+敏感的玻璃膜电极或用缬氨霉素膜制成的，K+电极Na+电极离子交换膜的主要成分是硅酸锂。分为直接法和间接法。电解质排斥效应：血浆中固体物质部分（血脂和蛋白质）约占总体的7%，水相占93%，电解质均在水相中存在，因固体物质改变，引起水相改变，使电解质测定结果不真实的情况称为电解质排斥效应。21参考区间血钠：135-145mmol/L临床意义1、高钠血症：血浆中Na+145mmol/L。因摄入钠过多或水丢失过多而引起。根据发生的原因和机制，分为浓缩性和潴留性两种。浓缩性较常见，主要见于水排出过多而无相应的钠丢失（如水样泻、尿崩症、出汗过多）和糖尿病病人由于水随大量糖尿排出。高钠血症时，细胞外液渗透压升高，细胞内水向细胞外转移，病人出现口渴等细胞内脱水症状。222、低钠血症：血浆中Na+130mmol/L。可由水增多或钠减少引起，临床上常见于水增多引起的。（1）肾性因素肾功能损害排钠增多引起：渗透性利尿、肾上腺功能低下、肾素生成障碍以及急、慢性肾功能衰竭等。（2）非肾性因素常见于循环血容量减少继发ADH大量分泌导致水潴留引起的稀释性低钠血症。如肝硬化腹水、心衰、呕吐、腹泻、肠瘘、大量出汗和烧伤等。低钠血症时血浆渗透压降低，引起水分向细胞内转移，出现细胞水肿，严重者可出现脑水肿。23二、体液钾参考区间血钾：3.5-5.5mmol/L临床意义1、高钾血症：血清钾高于5.5mmol/L。常见原因：（1）钾输入过多：输入某些药物、过多库存血等。（2）钾排泄障碍：肾小管酸中毒等（3）细胞内钾向细胞外转移：大面积烧伤、挤压伤等242.低钾血症：血清钾低于3.5mmol/L常见原因：（1）钾摄入不足——长期低钾饮食、禁食、吸收不良等。（2）钾排出增多：①胃肠道丢失——如严重呕吐、腹泻等。②肾脏丢失——见于肾功能衰竭多尿期等。（3）分布异常—细胞外钾进入细胞内，造成低血钾。（4）血浆稀释25三、体液氯检测方法库伦滴定法硫氰酸汞比色法离子选择电极法（最常用的方法）酶法26参考区间血氯：98-108mmol/L临床意义增高：高钠血症、高氯性代谢性酸中毒、过量注射生理盐水等。减低：在临床上较为多见，常见原因为氯化钠的摄入不足或丢失增加。溶血、体位改变、是否静止状态、使用止血带时间长短对血氯浓度的影响很小。27第三节血气分析与酸碱平衡紊乱酸碱平衡：机体通过调节机制调节体液酸碱物质含量及其比例，维持体液pH在正常范围的过程，称为酸碱平衡。超出上述正常范围，机体即处于酸碱平衡紊乱状态，包括酸中毒（acidosis）或碱中毒（alkalosis）28血气是指血液中所含的O2和CO2血气分析与酸碱指标测定是临床急救和监护患者的一组重要生化指标，尤其对呼吸衰竭和酸碱平衡紊乱患者的诊断和治疗起关键作用。利用血气分析仪可测定出血液pH、PO2、PCO2，并由此计算出其他指标，从而对患者体内酸碱平衡、气体交换及氧合作用做出全面诊断。血气分析29一、血液中的气体及运输30（一）O2的运输1、运输方式化学结合：与Hb形成HbO298.5%溶解:1.5%氧分压取决于该部分的氧2、氧结合量：全部Hb可结合的氧气量氧含量：实际与Hb结合的氧气量血氧饱和度：血液中HbO2量与Hb总量之比血氧饱和度=HbO2/（HHb+HbO2）31（二）CO2的运输血液中CO2三种存在形式1、物理溶解（8.8%）：溶于水中形成H2CO3；2、HCO3-（77.8%）：红细胞内碳酸酐酶（CA）作用下CO2与水结合成H2CO3,再解离成H+和HCO3-；3、氨基甲酸血红蛋白（HbNHCOOH）（13.4%）32二、酸碱平衡的调节血液的缓冲作用肺的调节作用肾的调节作用大多采用桡动脉采血，如采血困难，进行股动脉采血。静脉血一般在动脉采血困难时才使用静脉血PO2要低60～70mmHg(7.98～9.31kPa);PCO2要高2～8mmHg(0.27～1.06kPa)pH要低0.02～0.05.33三、血气分析样本的采集样本采集如采集桡动脉血，采血前进行（Allen’s试验）让病人抬高手臂并握拳30秒，两手同时压住手腕的尺动脉和桡动脉，松开拳头，可见手掌苍白无血色。然后松开尺动脉，在5秒钟内恢复血色为尺动脉功能正常，可以进行桡动脉的采集。3435注意事项血气标本采集采用无菌的、含肝素的1~5ml注射器，推荐使用玻璃注射器要保证抗凝剂的量（每毫升血中0.05mg肝素）收集样本时应避免血液与大气接触全血采集后，因血细胞继续进行代谢，氧气不断被消耗，二氧化碳不断产生，故应在30min内进行检测，不能时应将样本放入冰水中，但最多也不能超过2小时。3637四、血气分析常用指标、参数及临床意义目前采用血气分析仪直接测定出PH、PO2、PCO2，再由此计算出其他指标，血气分析仪由电极测量室、液气管路系统和电路系统组成。当今，血气分析仪的发展包括监护病房和床旁实验设备。（一）酸碱度（pH）pH表示血液的酸碱度，即血液中[H+]的负对数。pH=pKa+log323COHHCO根据Hendersen—Hasselbalch方程（H-H方程）可计算出血液的pH。【参考区间】动脉血pH7.35～7.45[H+]35--45nmol/L38四、血气分析常用指标、参数及临床意义39【测定方法】离子选择电极法【临床意义】1、PH在参考区间（1）正常酸碱平衡（2）有酸碱平衡紊乱，完全代偿（3）同时存在强度相等的酸中毒和碱中毒2、PH超出参考区间（1）PH7.35酸中毒（2）PH7.45碱中毒二氧化碳分压（partialpressureofcarbondioxide，PCO2）是指物理溶解在血液中的CO2所产生的压力。临床上PCO2是呼吸性酸碱中毒的诊断指标。【参考区间】动脉血PCO2：35－45mmHg（4.66-5.99kPa）40（二）二氧化碳分压（PCO2）【测定方法】电极法（三）氧分压（PO2）氧分压（partialpressureofoxygen，PO2）是指血浆中物理溶解的O2所产生的压力。PO2是缺氧的敏感指标，肺通气和换气功能障碍可造成PO2下降。动脉血氧分压（PaO2）的正常参考范围