血气、电解质和酸碱平衡分析中山一院呼吸内科病例分析COPD急性加重期重度并Ⅱ型呼衰患者,入院时:pH7.182,PaO248mmHg,PaCO254mmHg,HCO3-20,Cl-96、K5.8、Na+140、AG=140-(96+20)=24mmol/L你的诊断?第一部分血气分析的相关基础理论一、定义:血气分析是指用血气分析仪对动脉血氧分压(PaO2)和二氧化碳分压(PaCO2)作测定。由于机体的酸碱平衡与血气、血中酸碱成份和电解质有不可分割的关系,因此,临床血气分析包括对动脉血血气、酸碱成份和静脉血电解质三者的同步检测和综合分析。二、常用指标血气分析包括以下三方面内容,即:•血气分析——PaO2、PaCO2;•酸碱成份——HCO3-、PH(H+);•电解质成份——K+、Na+、Cl-。1、动脉血氧分压(PaO2)•定义:指溶解于动脉血中的氧所产生的压力。•意义:它反映肺通气(摄氧)和换气功能。•正常值:80~100mmHg(海平面)•低氧血症:PaO2≤79mmHg60~79mmHg为轻度;40~59mmHg为中度;40mmHg为重度。(PaO2与年龄负相关。60+岁老人PaO2=100-0.4×年龄)2、动脉血二氧化碳分压(PaCO2)•定义:指溶解在动脉血中的CO2所产生的压力。•意义:CO2在体内主要由肺代谢,它反映机体对酸碱调节的呼吸因素,是反映肺通气功能的唯一实用指标。•正常值:35~45mmHg(40mmHg、海平面)•异常:PaCO2≥46mmHg为呼酸(46~60mmHg为轻度,61~80mmHg中度,80mmHg为重度);PaCO2≤34mmHg为呼碱。3、实际碳酸氢根(HCO3-)•定义:是血浆中测定的HCO3-量。•意义:它反映机体酸碱调节的代谢因素,主要由肾调节。•正常值:21~27mmol/L,均值24mmol/L。•异常:HCO3-27mol/L为代碱;21mol/L为代酸。4、动脉血pH•定义:是动脉血中H+浓度的负对数值。•正常值:7﹒4(7.35~7.45)•异常:7.45为失代偿碱中毒(呼碱或代碱);7.35为失代偿酸中毒(呼酸或代酸)。5、血清K+•正常值:3.5~5.3mmol/L•异常:≥5.4mmol/L为高钾血症;≤3.4mmol/L为低钾血症。6、血清Na+•正常值:135~145mmol/L•异常:≥146mmol/L为高钠血症;≤134mmol/L为低钠血症。7、血清Cl-正常值:95~105mmol/L异常:≤94mmol/L为低氯血症;≥106mmol/L为高氯血症。三、血气、电介质与酸碱平衡三者的关系(一)电中性原理定义:血气、电介质、酸碱成分三者相互影响,相互依赖,受电中性原理(即细胞外阴阳离子总量必须相等;各种酸碱成分比值必须适当)支配,使机体血液pH维持在7.35~7.45这一狭窄范围,它是血气分析的基本原理。意义:电中性表示平衡、代偿,它是生命的重要特征。(二)离子交换--它主要在细胞内外和肾小管内外进行,参与对血pH的调节,受电中性原理支配。1、H+、N+、K+三者相互交换①代酸时如图A.②代碱时如图B.③低血K+性碱中毒如图C.图A、代酸—细胞外液H+↑(pH↓)(原发)1H+3K+2Na+继发离子交换结果:血H+↓pH↑伴血K+↑图B、代碱—细胞外液HCO3-↑(pH↑)(原发)1H+2Na+3K+继发离子交换结果:血K+↓、血H+↑pH↓3K+1H+H+2Na+K+继发离子交换使血K+↑而H+↓即pH↑—碱中毒图C、原发性低钾血症—低钾性碱中毒2、Cl-和HCO3-交换二者是细胞外液主要的阴离子,是负相关,当HCO3-↑或↓时,通过“氯离子转移”机制,必然导致Cl-等量↓或↑,使两者之和维持在130mmol/L。[小结]①酸碱失衡与电解质紊乱常互为因果;②高Cl-、高K+血症可致代酸;③低Cl-、低K+可致代碱;④酸中毒→血K+↑;⑤碱中毒→血K+↓.(三)阴离子隙(Aniongap,AG)定义:AG是细胞外液未测定的阴离子UA-和未测定的阳离子UC+的浓度差。按电中性原理:Na++K++UC+=Cl-+HCO3-+UA-,Na++K+-(HCO3-+Cl-)=UA--UC+=AG,因K+值较恒定,浓度低,对AG影响轻微可略而不计,∴AG=Na+-(Cl-+HCO3-)正常值:AG=140-(103+25)=12±4mmol/L异常:AG16mmol/L为高AG代酸图A:正常细胞外液阴阳离子示意图151mEq/L151mEq/LNa+(140)Cl-(103)HCO3-(25)UA-(23)UC+(11)图B:高AG代酸离子变化示意图151mEq/L151mEq/LNa+(140)Cl-(103)HCO3↓UA-↑UC+(11)四、酸碱平衡的调节(一)调节方式和时相1缓冲系统立即反应,30分钟基本结束;2肺调节几分钟~72h,24h达高峰;3细胞内外离子交换几小时~36h;4肾调节最强,6h~1/2周,3~4天达峰。(二)Henderson-Hassalbach(H-H)公式在调节pH的众多因素中,pH和PCO2及HCO3-关系最密切,其表达式即H-H公式:pH=PK+LogHCO3-/H2CO3=PK+LogHCO3-/α·PaCO2(H2CO3=α·PaCO2;PK=6.1;α=0.03)pH∝HCO3-/PaCO2由此可知:1、pH是随HCO3-和PaCO2两个变量变化的变量;2、pH值取决于HCO3-和PaCO2的比值,而非取决于任何一变量的绝对值。遵循电中性原理,HCO3-或PaCO2中任一变量的原发改变均可导致另一变量代偿变化,从而使该比值趋于正常的20/1,所以:3、单纯型酸碱失衡时HCO3-和PaCO2表现为同向升高或降低;4、若HCO3-和PaCO2呈反向变化,必有混合性酸碱失衡;5、若HCO3-和PaCO2明显异常而pH“正常”,考虑有混合性酸碱失衡。HCO3-由肾调节,是代谢因素,PaCO2由肺调节是呼吸因素,故可将H-H公式表达为:pH=HCO3-/PaCO2=肾/肺=代谢因素/呼吸因素。由此可见,该式体现了机体对酸碱代谢的主要调节方式即缓冲系、肾和肺的调节。结论:H-H公式集中表达了血气分析的核心内容。第二部分酸碱失衡的诊断一、单纯型酸碱失衡的诊断(一)单纯性酸碱失衡的主要病因1呼酸:气道阻塞、通气↓,CO2排出阻碍;2呼碱:通气过度,CO2排出过多。3代酸:①伴有AG↑者—如肾衰、糖尿病酮症酸中毒、乳酸中毒、外源性毒物(乙二醇、水杨酸盐、甲醇、副醛)摄入过多。②AG正常而高Cl-者—如胃肠失碱(腹泻、回肠造口术、结肠造口术);肾小管性酸中毒;过度摄入乙酰唑胺或氯化铵。4代碱:①过度应用利尿剂—噻嗪类、利尿酸、速尿等。②呕吐或胃引流致胃酸大量丢失。③肾上腺皮质功能亢进(cushingSyndrome)醛固酮过多症、外源皮质类固醇的应用。(二)诊断原则1原发失衡决定PH高低—因原发改变出现早且“量”大;而代偿改变出现晚且有限。临床根据PH和PaCO2变化可判断原发失衡:①pH↓PaCO2↑—酸中毒、且一定是呼酸;②pH↓PaCO2↓—酸中毒,且一定是代酸(PaCO2代偿性↓);③pH↑PaCO2↑—碱中毒、且一定是代碱(PaCO2代偿性↑);④pH↑PaCO2↓—碱中毒,且一定是呼碱。2血气分析结果判断必须紧密结合临床,呼吸系统疾病原发改变一般为PaCO2;而其他系统疾病原发改变则为HCO3-。例1CCP患者甲,pH7.33,PaCO256mmHg为呼酸,HCO3-30mmol/L为代偿↑;例2CCP乙并严重休克,pH7.30,PaCO225mmHg,HCO3-12mmol/L,主要矛盾为休克,其原发改变为HCO3-↓系代酸,PaCO225mmHg为代偿性↓。(三)单纯型酸碱失衡预计代偿公式及其应用(“△”示实测值与正常值之差)1单纯型酸碱失衡预计代偿公式————————————————————————————-原发失衡原发改变代偿反应预计代偿公式代偿极限———————————————————————————————————-代酸HCO3-↓↓PCO2↓PCO2=1.5×HCO3-+8±210mmHg代碱HCO3-↑↑PCO2↑PCO2=40+0.9×△HCO3-±555mmHg急呼酸PCO2↑↑HCO3-↑HCO3-=24+0.07×△PCO2±1.530mmHg慢呼酸PCO2↑↑HCO3-↑HCO3-=24+0.35×△PCO2±5.5845mmHg急呼碱PCO2↓↓HCO3-↓HCO3-=24+0.2×△PCO2±2.518mmol/L慢呼碱PCO2↓↓HCO3-↓HCO3-=24+0.5×△PCO2±2.512mmol/L———————————————————————————————————2单纯型酸碱失衡预计代偿公式应用意义:①凡实测值在预计代偿范围内,说明仅存在单纯型酸碱失衡;如二者不符,提示存在二重型酸碱失衡。例3CCP患pH7.40PaCO273.5mmHg,HCO3-46mmol/L,(超过慢呼酸代偿极限45mmol/L)应该诊断为呼酸并代碱。②当HCO3-和PaCO2变化方向不一致时,不必计算肯定有二重型酸碱失衡。如例4,患者pH7.19,PaCO254mmHg,HCO3-20mmol/L应诊断为呼酸并代酸(HCO3-不升反降)。3、单纯型酸碱失衡案例分析①慢性呼酸:常见于慢性弥漫性肺病(COPD、TB、尘肺等)哮喘、支扩、胸廓病及神经呼吸肌麻痹等。例5:CCP者查pH7.33,PaCO256mmHg,HCO3-30mmol/L分析:确定原发失衡为呼吸PaCO2↑pH↓示呼酸;HCO3-代偿↑预计HCO3-=24+0.35×(56-40)±5.58=24.02~35.18mmol/L,实测值在此代偿范围内。结论:慢性呼酸②慢性呼碱,病人肺功能多无严重阻碍,见于各种原因所致通气过度。例6:某胸腔积液者,查pH7.42,PaCO229mmHg,HCO3-19mmol/L分析:原发失衡为呼吸病PaCO2↓pH↑示呼碱;HCO3-代偿↓,预计HCO3-=24+0.5×(29-40)±2.5=16-21mmol/L,实测值在预计代偿范围。结论:慢性呼碱③代酸:其原发失衡为HCO3-↓,又区分为高AG(正氯性)代酸(常见于肾衰、糖尿病酮症、乳酸酸中毒等)和高氯性(正AG性)代酸(常见于严重腹泻或使用含Cl-的药物等及混合性代酸(临床可见于严重腹泻伴乳酸中度或酮症酸中毒)。A例7尿毒症者:pH7.32,PaCO235mmHg,HCO3-18mmol/L,Na+140mmol/L,Cl-94mmol/L分析:确定原发失衡——非呼吸病者HCO3-↓为原发,且pH↓示代酸;AG=Na+-(Cl-+HCO3-)=140-(94+18)=28mmol/L16mmol/L;预计PaCO2=1.5×18+8±2=33~37mmol/L,实测值在此范围内。结论:高AG代酸B.例8:腹泻患者——pH7.30,PaCO231mmHg,HCO3-15mmol/L,Na+140mmol/L,Cl-115mmol/L分析:严重腹泻致HCO3-↓(Cl-代偿↑)pH↓示代酸,PaCO2继发↓;AG=10mol/L。结论:高氯性代酸C.高AG+高氯混合性代酸:高AG代酸时AG↑,遵循电中性原理,AG增高数=HCO3-降低数,即△AG=△HCO3-;若合并高氯性代酸,其HCO3-继续下降数=△Cl-;将两式合并,即△HCO3-=△AG+△Cl-,故一旦AG和血Cl-均↑,且△HCO3-AG,又△HCO3-△Cl-时,应诊断为高AG+高氯混合性代酸。例9:pH7.11,PaCO216mmHg、HCO3-5mmol/L、Na+14020mmol/L、Cl-1155mmol/L、AG20。分析:本例高AG和高血Cl-,其△HCO3-=△AG+△Cl-=10+10=20mmol/L△AG(10)和△Cl-(10),HCO