酸碱平衡与血气分析

酸碱平衡与血气分析刘光河酸碱平衡动脉血气用于测定pH反映氢离子浓度◆7.35-7.45PaCO2反映二氧化碳（肺通气）◆35-45过度通气；通气不足PaO2动脉血中的氧◆80-100氧饱和度携带氧的血红蛋白比例◆95-99%碱剩余血液中缓冲物的含量◆高–碱中毒病因：抗酸药，快速输血，静脉输注碳酸氢盐◆低–酸中毒病因：腹泻碳酸氢根主要由肾脏调节的酸碱平衡◆由肾脏分泌和产生22-27;碳酸水平的20倍；低水平表明为代谢性酸中毒；高为代谢性碱中毒酸碱平衡维持酸碱平衡的三个系统：细胞内和细胞外缓冲系统肾脏的调节作用肺的调节作用最重要的pH缓冲系统包括血红蛋白，碳酸（是CO2溶解后形成的弱酸）和碳酸氢盐（其对应的弱碱）缓冲系统。碳酸氢盐缓冲系统作用效果好，因为其各组分的浓度可以独立调节。这一缓冲系统包括两个重要组分，即CO2和HCO3_.肺通过调节肺泡通气量对血液中的CO2分压(pCO2)进行调节肾脏通过调节碳酸的排泄和碳酸氢盐的重吸收调节HCO3-的浓度Henderson-Hasselbalch公式pH=pK(6.1)+logHCO3-0.03xpCO2血气分析仪可直接测量pH值和pCO2。HCO3-的浓度可根据Henderson-Hasselbalch公式算出。从公式中可以看出，pH值取决于HCO3-的浓度与pCO2的比值，并非由两者之一单独决定。以下是该公式的一个简化形式，它明确地表示了三个值之间的关系。如果您能够记住这个简化公式，它有助于您理解本单元后面所讲到的代偿性改变部分。pH~HCO3-pCO2HHCOCOHCOOH33222201HCOCOH332HHCOCOH332发生很缓慢，一般在数小时内开始，而完全代偿需要3～5d呼吸代偿的调节在几分钟内开始，而完全代偿需要12-24小时血气报告上的数值指标血液气体值pHpCO2pO2温度校正值pHpCO2pO2氧状态SaO2酸碱状态HCO3-SBEABEpH值：pH是［H+］的负对数。是反映体液总的酸碱度的指标，受呼吸和代谢两个因素影响，正常动脉血pH为7.35～7.45。静脉血pH较动脉血低0.03～0.05。氢离子浓度(［H+］)：为40±4nmol/LPCO2：系指血浆中物理溶解的CO2所产生的压力，是反映呼吸性酸碱紊乱的指标。正常动脉血PCO235～45mmHg(1mmHg=0.133kPa)，平均40mmHg。PaO2：为血液中以物理溶解状态存在的氧气的含量。正常值97～100mmHg。P50:当血氧饱和度为50%时的血氧分压值。SaO2:反映化学结合状态存在的氧气含量。正常值：98～100%HCO3-：即实际碳酸氢盐(acutebicarbonate,AB)，指隔绝空气条件下实际测得的HCO3-值，是反映代谢性酸碱紊乱的指标。SB:即标准碳酸氢盐(standardbicarbonate,SB)，指标准条件下测得的HCO3-值，其意义和AB相同。BE：即碱剩余(baseexcess,BE)是在排除呼吸因素影响的条件下，反映血浆碱储增减的量，因而是反映代谢性酸碱紊乱的指标。正常值±3mmol/L。AG：)(3CLHCONaAG酸碱平衡酸血症当血液的pH值7.35时，称为酸血症。碱血症当血液的pH值7.45时，称为碱血症。常见的酸碱失衡酸中毒这是一个使酸性物质在体内蓄积的过程但并不一定导致pH值异常从Henderson-Hasselbalch公式中可以看出，HCO3-浓度的降低或pCO2的升高均可以诱发酸中毒：pH~HCO3-pCO2当两种情况只发生一种时，可以导致酸血症如果在酸中毒的同时发生碱中毒，那么最后的pH值可能等于、高于或低于正常值碱中毒这是一个使碱性物质在体内蓄积的过程但并不一定导致pH值异常从Henderson-Hasselbalch公式中可以看出，HCO3-浓度的升高或pCO2的降低均可以诱发碱中毒：pH~HCO3-pCO2当两种情况只发生一种时，可以导致碱血症如果在碱中毒的同时发生酸中毒，那么最后的pH值可能等于、高于或低于正常值碱剩余发生酸中毒时，负性的碱剩余提示存在代谢性酸中毒。碱剩余是指当pCO2恒定保持在5.3kPa=40mmHg【1Kpa=7.5mmHg】时将1升血的pH值滴定到7.4所需要的碱量或酸量。为什么要测量动脉血气？测量动脉血气的目的是为了：确定酸碱平衡确定氧合作用（动脉pO2可以帮助我们了解气体交换的效率）诊断和确立呼吸衰竭的严重程度（pCO2可以帮助我们了解通气情况）指导治疗，比如，当对慢性阻塞性肺病(COPD)患者进行氧疗或无创通气治疗时，或者对糖尿病酮症酸中毒患者进行治疗时。解读动脉血气结果的五步法第一步是否存在酸血症或碱血症？第二步原发性酸碱平衡紊乱是呼吸性的还是代谢性的？第三步如果是代谢性酸中毒，阴离子间隙是否升高？第四步是否存在代偿？如果有，代偿是否适度？第五步肺泡-动脉氧梯度是多少？查看动脉pO2时，要结合吸入氧浓度和动脉pCO2首先，您需要熟知正常值动脉血气正常值pCO235-45mmHgpO280-100mmHgHCO3-22-27.0mmol/l碱剩余-3.0到+3.0阴离子间隙8.0-16.0mmol/l氯离子98.0-107.0mmol/l第一步：是否存在酸血症或碱血症？查看pH值，如果pH值：7.35，则患者存在酸血症7.45，则患者存在碱血症如果pH值正常，则查看pCO2和HCO3-浓度，如果一项或两项异常，则患者可能存在混合型酸碱平衡紊乱。第二步：原发性酸碱平衡紊乱是呼吸性的还是代谢性的？查看pH、pCO2以及HCO3-浓度。如果pH值7.35，则说明酸中毒导致了酸血症，并且：如果pCO2升高，则说明存在原发性呼吸性酸中毒如果HCO3-浓度降低，则说明存在原发性代谢性酸中毒。如果pH值7.45，则说明碱中毒导致了碱血症，并且：如果pCO2降低，则说明存在原发性呼吸性碱中毒如果HCO3-浓度升高，则说明存在原发性代谢性碱中毒。实例骨科请您查看一名60岁的女性患者，该患者两周前进行了右侧髋关节置换术。她出现呼吸困难。她的动脉血气结果如下：pH:7.48pO2:8.0kPapCO2:3.2kPaHCO3-:25mmol/l。她患有哪种类型的酸碱平衡紊乱？第一步：该患者存在碱血症。第二步：她的pCO2降低，从而判断这是原发性呼吸性碱中毒。该患者有原发性呼吸性碱中毒。鉴别诊断应包括肺栓塞和医院获得性肺炎。第三步：如果是代谢性酸中毒，阴离子间隙是否升高？确定酸中毒的类型有助于将潜在病因范围缩小。阴离子间隙是什么？在人体内，阳离子和阴离子的数目是相等的。化验血液时可以测出大部分的阳离子，但只能测出少量的阴离子。因此，把所测得的阴离子和阳离子各自相加，两者的差值即为未测出的阴离子（如血浆白蛋白）量。因为Na+是主要测得的阳离子，而Cl-和HCO3-是主要测得的阴离子，则阴离子间隙的计算公式为：阴离子间隙=Na+-(Cl-+HCO3-)阴离子间隙的正常值为：8-16mmol/l。有些医院在计算阴离子间隙时将K+也计算在内。因此：阴离子间隙=(Na++K+)-(Cl-+HCO3-)如果计算时包括K+，阴离子间隙的正常值为12-20mmol/l。对于低白蛋白患者，如何纠正阴离子间隙在阴离子间隙(8-16mmol/l)中，11mmol/l往往由白蛋白组成。所以，白蛋白浓度的下降可以降低阴离子间隙的基础值。如果患者的白蛋白浓度低，当出现酸碱平衡紊乱时，反而会表现为正常的阴离子间隙，因为酸碱平衡紊乱通常会导致阴离子间隙升高。白蛋白浓度每下降10g/l，阴离子间隙就会降低2.5mmol/l。实例一名61岁的男性酒精性肝病患者因上消化道出血收入院。他的血压是90/40mmHg。他的动脉血气结果如下：白蛋白：20g/l(n=40g/l)Na+:135mmol/lK+:3.5mmol/lCl-:100mmol/lpH:7.30pCO2:3.3kPaHCO3-:20mmol/l乳酸浓度：5IU/l。他的阴离子间隙是多少？他存在哪种类型的酸碱平衡紊乱？首先计算阴离子间隙：Na+-(HCO3-+Cl-)=135-(100+20)=15mmol/l。所得结果位于正常值8-16mmol/l范围之内。然后根据降低的白蛋白浓度纠正阴离子间隙：阴离子间隙=15mmol/l白蛋白浓度下降了20g/l白蛋白浓度每下降10g/l，阴离子间隙降低2.5mmol/l因此，该患者的阴离子间隙总共降低了5mmol/l校正后的阴离子间隙值为15+5=20mmol/l。从而看出，该患者存在高阴离子间隙代谢性酸中毒。鉴于患者存在高乳酸血症和低血压，所以该酸中毒可能继发于乳酸酸中毒第四步：是否存在代偿？代偿是指人体为纠正酸碱平衡紊乱而进行的一系列应答。正常的代偿途径包括：缓冲系统，其中包括血红蛋白、血浆蛋白、碳酸氢盐以及磷酸盐。这一应答可在数分钟内发生呼吸应答，可在数分钟到数小时内发生肾脏应答，可能需要一周的时间。为什么识别代偿如此重要？通过识别代偿可以帮助您将原发性酸碱平衡紊乱和继发的动脉血气改变区分开来。例如，当患者存在代谢性酸中毒时，他可能会出现过度通气，其唯一目的是通过降低pCO2来代偿代谢性酸中毒，从而产生部分代偿性代谢性酸中毒，而不可将其误认为原发性代谢性酸中毒和原发性呼吸性碱中毒。对于存在单一酸碱平衡紊乱的患者，如果酸碱平衡紊乱不严重，则可以完全代偿，最终也可以获得一个正常的pH值(7.35-7.45)。尽管pH值正常，但HCO3-和pCO2异常，也会提示您考虑混合型酸碱平衡紊乱。您可能觉得判别某一酸碱异常是混合性还是单一代偿性是一件很难的事情。但有一点非常有用，即记住原发性平衡紊乱的预期代偿程度。如果某一参数的变化超出了预期的代偿程度，则很可能是混合型酸碱平衡紊乱。和呼吸性酸碱平衡紊乱相比，代谢性酸碱平衡紊乱的代偿反应更难以预测。（需要用到预计代偿公式）代偿反应的方向和初始的化学变化方向始终一致。这是因为，代偿反应的基础是维持HCO3-浓度和pCO2的比值。请记住Henderson-Hasselbalch公式中三者之间的关系：pH~HCO3-/pCO2。对于慢性疾病，代偿的幅度会更大，从而更好地维持pH值。混合型酸碱平衡紊乱混合型酸碱平衡紊乱是指同时出现不只一种的原发性酸碱平衡紊乱。这在住院患者中常见。熟知代偿机制和代偿程度有助于您辨别这些酸碱平衡紊乱。请注意，呼吸性碱中毒和呼吸性酸中毒不可能同时存在。当出现以下情况时，您应该考虑混合型酸碱平衡紊乱：1）代偿反应出现，但存在代偿不足或代偿过度2）pCO2和HCO3-浓度出现异常，且两者变化方向相反（一者升高，一者降低）。单一酸碱平衡紊乱时，代偿反应的方向和初始异常变化的方向始终一致3）pH值正常，但pCO2或HCO3-浓度异常。单一酸碱平衡紊乱时，代偿反应很少将pH值恢复到正常水平，如果代偿后的pH值恢复正常，则考虑存在混合型酸碱平衡紊乱。就经验而言：当pCO2升高且HCO3-浓度降低时，呼吸性酸中毒和代谢性酸中毒同时存在当pCO2降低且HCO3-浓度升高时，呼吸性碱中毒和代谢性碱中毒同时存在。第五步：肺泡—动脉血氧梯度（A-a梯度）是什么？A-a梯度是指肺泡pO2计算值和动脉pO2测量值之间的差值。动脉pO2是一个关于气体交换和吸入空气中的O2浓度分数(FiO2)的函数。因而，其正常值并非恒定不变。通过计算A-a梯度，您可以确定某一动脉血氧测量值对患者的以下情况而言是否正常：海拔吸入氧浓度呼吸频率。这为评估气体交换提供了一个途径，且可以在床边进行。您还可以用它计算氧气从肺泡内弥散到动脉循环时的效率。肺泡pO2永远高于动脉pO2。对于正常人，A-a梯度介于2到4kPa之间。该梯度的升高意味着气体交换不足，当它超过4kPa时即为不正常。计算A-a梯度当在海平面水平呼吸空气时，吸入的氧分压是21kPa。进入气道后，由于上呼吸道的水蒸气饱和作用，吸入氧分压（即PiO2）降为20kPa。到达肺泡后，肺泡细胞摄取O2，取而代之的是CO2，从而进一步降低肺