高职、专科专用医学生物化学课件-酸碱平衡调节

生物化学Biochemistry第十三章酸碱平衡调节Acid-basebalance•机体在生命活动过程中不断地产生或摄取酸性或碱性物质，机体依靠自身对酸或碱的调节功能，使体液pH值维持在相对恒定的范围内，这一过程称为酸碱平衡。•血浆pH的正常参考范围是7.35～7.45。第一节体内酸碱物质的来源酸碱的概念酸：释H+者为酸碱：受H+者为碱H2CO3H++HCO3-NH4+H++NH3H2PO3H++HPO42-HPrH++Pr-挥发酸：碳酸（H2CO3）呼吸因素→肺排除固定酸：H2SO4、H2PO4、酮体、乳酸等代谢因素→肾排除酸一、酸性物质的来源CO2+H2OH2CO3HCO3-+H+1、体内物质代谢过程中产生少量的碱氨基酸脱氨基→尿素→肾排除2、食物（蔬菜和水果）为主要来源食物钠、钾离子可与HCO3-结合成碱性盐二、碱性物质的来源机体代谢和食物产生酸挥发酸固定酸碱有机或无机酸盐氨肺H2CO3非挥发酸肾能与酸（H+）结合释放H+肾第二节体内酸碱平衡的调节占体液总缓冲能力的1/6血浆H2CO3NaHCO3,NaH2PO4Na2HPO4,HPrNaPr红细胞HHbKHb,HHbO2KHbO2,H2CO3KHCO3,KH2PO4K2HPO4一、血液的缓冲作用血浆pH的确定根据Henderson-Haselbach方程式H2CO3HCO3－pH∝=6.1+lg201=6.1+1.3=7.4=6.1+lg241.2[H2CO3]pH=pKa+lg[HCO3_]血浆PH取决于缓冲体系中共轭酸与共轭碱的浓度比，而不取决于它们的绝对浓度血浆HCO3_/H2CO3缓冲对体内重要的缓冲体系H2CO3浓度反映肺的通气状况，受呼吸过程的调节→呼吸性因素HCO3-浓度反映体内代谢状况，受肾的调节→代谢性因素1．对固定酸的缓冲作用NaHCO3/H2CO3是血浆中主要的缓冲对，主要缓冲固定酸（如硫酸、磷酸、酮体等）的作用：HA+NaHCO3Na-A+H2CO3CO2（固定酸）（固定酸钠）血浆中其它缓冲体系也有一定的作用：HA+Na－PrNa-A+H－PrHA+Na2HPO4Na-A+NaH2PO4血浆中的NaHCO3为体内的碱储备。当碱性物质进入血液后，可被H2CO3、H2PO4-、H-Pr缓冲使其碱性减弱：OH-＋H2CO3HCO3-＋H2OOH-＋H2PO4-HPO42-＋H2OOH-＋H-PrPr-＋H2O2．对碱的缓冲作用挥发酸主要由血红蛋白缓冲体系缓冲。组织细胞→促进红细胞内HbO2解离释放出O2肺泡→促进红细胞内CO2向肺泡扩散呼出3．对挥发酸的缓冲作用挥发酸的缓冲•组织细胞CO2CO2+H2OH2CO3HbO2HCO3-H-Hb＋O2HCO3-红细胞CL-CL-O2利于红细胞内HbO2解离释放出O2组织代谢产生CO2+H2OH+HCO3-HCO3-CO2+H2O呼出O2HbO2-HHb静脉动脉血液循环O2H+HHbHbO2-供组织利用大气肺外毛细血管肺毛细血管挥发酸的缓冲•通过改变呼吸运动，调节CO2排出量，控制血浆H2CO3浓度二、肺对酸碱平衡的调节作用体内产酸↑NaHCO3↓→HCO3/H2CO320/1→pH↓→刺激主动脉弓及颈动脉窦化学感受器→呼吸加深加快→CO2排出增加→HCO3/H2CO3比例恢复正常→pH恢复正常H2CO3增加→H2O+CO2↑→刺激呼吸中枢→呼吸加深加快→CO2排出增加。三、肾对酸碱平衡的调节作用肾脏对酸碱平衡的调节作用，主要是通过泌H+、泌NH3、泌K+排除多余的酸性物质、调节血浆中NaHCO3的浓度，以维持血浆pH值的恒定。Na+近端肾小管泌H+和重吸收HCO3-毛细血管上皮细胞肾小管腔H2O+CO2H+HCO3-H2CO3H2OCO2Na+H2CO3HCO3-H+CA远端肾单位泌H+和重吸收HCO3-毛细血管上皮细胞肾小管腔H2O+CO2H+Cl-H2CO3HCO3-H+CAHPO42-H2PO4-酸化毛细血管上皮细胞肾小管腔H2O+CO2H+H2CO3HCO3-H+谷氨酰胺NH3NH4++NH3NH3Na+NH4++Na+肾小管的泌氨(铵)作用CA酸碱平衡调节机制小结血液缓冲作用最快，数分钟内就可实现。缺点：缓冲能力有限肺的调节在15～30min才发挥作用。缺点：只能对碳酸进行缓冲。肾脏作用迟，需数小时才见效。优点：持续时间长，作用彻底。酸碱平衡调节机构及其调节作用和特点缓冲系统肺肾调节机制发生时间缓冲对两组分酸碱转化呼出CO2泌H+重吸收HCO3-调节作用维持H+浓度维持H2CO3浓度维持HCO3-浓度立即数分钟数小时第三节酸碱平衡失调代偿性:失代偿性:酸碱平衡失调比值正常，浓度改变比值和浓度都改变pH＞7.45-------失代偿性碱中毒pH＜7.35-------失代偿性酸中毒单纯性酸碱平衡失调:1种原发改变引起原发性原发性代谢性碱中毒代谢性酸中毒呼吸性酸中毒呼吸性碱中毒混合性酸碱平衡失调:2种或3种原发改变H2CO3(1)HCO3_(20)pH∝生化指标变化特征代谢性酸中毒代谢性碱中毒pH值↓[HCO3_]PCO2↓呼吸性碱中毒pH值↑PCO2[HCO3_]↓呼吸性酸中毒pH值↓PCO2[HCO3_]↑PCO2↑pH值↑[HCO3_]血浆[HCO3_]原发性减少所致(一)代谢性酸中毒（1）固定酸产生↑→消耗HCO3_↑•乳酸↑•酮体↑•酸性药物摄入↑急、慢性肾功能衰竭（2）固定酸排除↓（3）HCO3_丢失↑腹泻，肠瘘机体的代偿调节1.细胞外缓冲H++HCO-3H2CO32.肺的代偿调节结果：HCO-3H+呼吸加深加快结果：HCO-3H2CO3CO2H2O+CO2H2CO33.细胞内缓冲H+H++Hb-HHbK+H+浓度回降高钾血症4.肾的代偿调节排酸保碱加强结果：HCO-3H2CO3泌氨(铵)机体的代偿调节1.心血管系统心律失常心肌收缩力对机体的影响血压降低血管对儿茶酚胺反应性降低代酸高钾血症心律失常H+阻断肾上腺素作用抑制兴奋收缩偶联高钾血症心收缩力降低2.CNSATP生成减少-氨基丁酸生成增多1.心血管系统生物氧化酶活性受抑制谷氨酸脱羧酶活性增高CNS功能抑制对机体的影响血浆H2CO3原发性升高所致(二)呼吸性酸中毒呼吸中枢抑制呼吸肌麻痹呼吸道阻塞肺部病变胸廓病变肾代偿调节——慢性呼酸细胞内缓冲——急性呼酸排酸保碱加强机体的代偿调节脑与代酸相同CNS改变更明显CO2麻醉CO2直接扩张脑血管脑细胞酸中毒更严重CO2CO2HCO3-pH对机体的影响血浆HCO3-原发性增多所致(三)代谢性碱中毒（1）体内H+丢失↑•急性幽门梗阻持续呕吐•胃肠引流过度•低血钾或醛固酮分泌↑使肾泌H+↑服药（2）NaHCO3摄入↑与代酸方式相同，但方向相反机体的代偿调节1.CNSHb氧离曲线左移→缺氧-氨基丁酸减少•谷氨酸脱羧酶活性降低•-氨基丁酸转氨酶活性增高中枢神经系统兴奋症状对机体的影响2.神经肌肉系统*应激性增高，手足抽搦1.CNS血Ca2+降低-氨基丁酸减少对机体的影响2.神经肌肉系统1.CNS3.低钾血症对机体的影响血浆H2CO3原发性降低所致(四)呼吸性碱中毒精神性通气过度，如癔病人工呼吸机使用不当颅脑损伤肝昏迷、高热等与呼酸方式相同，但方向相反机体的代偿调节第四节诊断酸碱平衡生化指标反映酸碱平衡的指标1.pH2.PaCO23.SBandAB4.CO2-CP5.BB6.BE7.AG1.pH7.35～7.45（动脉血）降低：酸中毒升高：碱中毒正常：代偿性某些混合型无紊乱意义正常值单一血液PH不能判断酸碱平衡失调，血液PH正常也不能认为没有失调2.PaCO2物理溶解的CO2分子产生的张力40mmHg(35~45)反映呼吸性因素增高:CO2潴留见于呼酸或代偿后的代碱降低:CO2不足见于呼碱或代偿后的代酸意义正常值3.SB(standardbicarbonate)AB(actualbicarbonate)SB:标准条件下测定的动脉血浆HCO-3排除呼吸性因素影响只反映代谢性因素未排除呼吸性因素影响受呼吸和代谢两因素影响AB:实际条件下测定的动脉血浆HCO-3意义正常值AB=SB24mmol/L(22～27)SB增高:代碱或代偿后的呼酸HCO3-H2CO3pH∝意义正常值AB=SB24mmol/L(22～27)SB增高:代碱或代偿后的呼酸HCO3-H2CO3pH∝意义正常值AB=SB24mmol/L(22～27)SB增高:代碱或代偿后的呼酸SB降低:代酸或代偿后的呼碱AB=SB=24～27mmol/LAB＞SBCO2潴留呼吸性酸中毒AB＜SBCO2排出过多呼吸性碱中毒AB=SB＜24mmol/LAB=SB＞27mmol/L失代偿性代谢酸中毒失代偿性代谢碱中毒正常人AB与SB定义在标准条件下将1升的全血或血浆滴定至pH7.40时所用的酸或碱的量4.碱剩余(BaseExcess,BE)参考值0±3mmol/L意义反映代谢性因素的指标用酸滴定碱剩余代谢性碱中毒用碱滴定碱欠缺代谢性酸中毒HCO3-H2CO3（PaCO2）pH∝（SB）AB？ABCO2-CP？