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血液气体分析与酸碱平衡测定血气分析的目的血液中气体:O2,CO2血液中酸碱:H+,HCO3-,HPO4-等电解质:Na+,K+,Ca++,CL-标本的采集部位隔绝空气大气压安静状态针管抗凝吸氧浓度血红蛋白体温标本的采集动脉血液气体分析指标动脉血氧分压动脉血氧饱和度混合静脉血氧分压动脉血氧含量动脉血二氧化碳分压pH值碳酸氢盐缓冲碱碱剩余血浆总二氧化碳含量二氧化碳结合力动脉血氧分压（PaO2）定义：是血液物理溶解的氧分子所产生的压力。正常值：12.6～13.3Kpa（95～100mmHg）老年人参考值：60岁＞80mmHg70岁＞70mmHg80岁＞60mmHg90岁＞50mmHg临床意义：判断有否缺氧及其程度,由于氧离曲线的特点，它作为缺氧的指标远较血氧饱和度为敏感。PaO280～60mmHg轻度缺氧。60～40mmHg中度缺氧。＜40mmHg重度缺氧㈡肺泡－动脉氧分压差（PA-aO2或AaDO2）定义：指肺泡氧分压（PAO2）与动脉血氧分压（PaO2）之差值。正常值：吸空气时约为1.333～2.0kPa（10～15mmHg）(儿童：＜5mmHg;青年：＜8mmHg)；吸纯氧时约为3.32～10.0kPa（25～75mmHg），此值可受年龄因素影响,AaDO2＝2.5＋（0.21×年龄）,如60岁的AaDO2＝2.5＋12.6=15.1mmHg，年老者的A-aDO2最高可以达到30mmHg。意义：AaDO2是判断肺换气功能正常与否的一个依据。如有弥散障碍、通气/血流比例失调及肺内动静脉分流时，除PaO2下降外，尚有PA-aO2增高。肺外病变如呼吸中枢和神经肌肉疾病等所致的呼吸衰竭（通气功能障碍），肺泡气体交换功能正常，而进入肺内气体少了，虽有PaO2下降，但PA-aO2正常。而由于肺内动静脉分流时的PA-aO2下降，吸纯氧也难以纠正。㈢动脉血氧饱和度（SaO2）定义：SaO2是指动脉血氧与Hb结合的程度，HbO2占全部Hb的百分比值。氧容量：被分析血液中Hb所能携带氧的最大量，不包括物理溶解的O2；血红蛋白实际结合的氧量称为氧含量，反映血液中实际氧含量。正常值：95～98％当PO2降低时O2Sat也随之降低；当PO2增加时，O2Sat也相应增加。PaO2与SaO2关系以PO2值为横座标，血氧饱和度为纵座标作图，求得血液中HbO2的O2解离曲线，称为HbO2解离曲线。解离曲线为“S”形，PO2由100下降至60mmHg，其O2Sat变化不大。60mmHg已处在曲线陡直位置，PO2稍有下降，可导致SaO2急剧下降。混合静脉血氧分压较动脉血低约60mmHg，处在曲线的陡直位置，氧分压稍有上升即可导致氧与血红蛋白的大量结合。pH、PaCO2、温度、红细胞内2，3二磷酸甘油酸（2，3-DPG）含量等因素影响解离曲线的位置。血氧饱和度达到50％时相应的PO2称为P50，P50约3.55kPa(26.6mmHg)。是Hb对O2亲和力大小的标志。酸中毒时P50增大，解离曲线右移，有利于O2离解→组织；碱中毒时P50减小，解离曲线左移；一氧化碳中毒，P50减小。㈤动脉血氧含量（CaO2）定义：血氧含量（CaO2）指每100ml血液实际结合的氧量，包括与血红蛋白结合及溶解于血液中的氧量。反映动脉血携氧量的综合性指标正常值：8.55～9.45mmol/L(19～21ml/dl)。所以100ml每循环一次，约释放5ml氧。㈣混合静脉血氧分压定义：指物理溶解于全身各部位静脉血中的氧的压力。正常值：4.7～6.0kPa（35～45mmHg），平均40mmHg。意义：可作为组织缺氧程度的一个指标。㈥动脉血二氧化碳分压（PaCO2）定义：血液中物理溶解的CO2的压力。PCO2与H2CO3关系：PCO2×α=H2CO3（37℃时α系数0.03）正常值：4.7～6.0kPa（35～45mmHg）。运输方式：物理溶解（5％）和化学结合：A．碳酸氢盐（HCO3-，88％）；B.氨基甲酸血红蛋白（HbNHCOOH，7％）。CO2分子具有较强的弥散能力，故血液PCO2基本上反映了肺泡PCO2平均值。故PCO2是衡量肺泡通气量适当与否的一个客观指标，通气不足时增高，表示有CO2潴留；通气过度时CO2排出过多则PaCO2降低。。PCO2轻度增高时可刺激呼吸中枢增加排出CO2。PCO2达55mmHg时即抑制呼吸中枢形成呼吸衰竭危险，更高时出现CO2麻醉、昏迷。临床意义：判断呼吸衰竭的类型判断是否存在呼吸性酸碱平衡失调判断代谢性酸碱失衡的代偿反应判断肺泡通气状态：PaCO2与pH值关系PaCO2每升高或下降1．33kPa（10mmHg），pH值下降或升高0．1单位；如PaCO2从5．33kPa→2．67kPa（40mmHg→20mmHg）则pH值可从7．40升至7．60；PaCO2升高，氧离解曲线右移；PaCO2每升高1．33kPa（10mmHg），脑血流量可增加1/2。正常差异与呼吸停止时PaCO2变化：正常人站立时PaCO2比卧位时低0．45kPa（3mmHg）；睡眠时比清醒时高1．067kPa（8mmHg）；一般情况下，男比女高0．4kPa（3mmHg）；呼吸停止1min，PaCO2升高0．8～1．2kPa（6～9mmHg），如一正常人呼吸骤停5min，其PaCO2可升至13．33kPa（85mmHg，即9×5＋40）。㈦碳酸氢(bicarbonate,HCO3-)实际碳酸氢盐（AB）：是指隔绝空气的血标本，在患者实际条件下测得的碳酸氢盐含量，受呼吸性和代谢性双重因素影响。正常值22—27（24）mmol/L。标准碳酸氢盐（SB）：是指动脉血在38℃，PaCO240mmHg（5.33kPa），SaO2100%的条件下，所测的血浆碳酸氢盐的含量；排除呼吸因素后HCO3-。正常人SB、AB两者无差异。当体内其它阴离子缺乏时，〔HCO3-〕增多，代替其它阴离子而与阳离子保持平衡。意义：反映酸碱失衡AB与SB均正常，为酸碱内稳态AB=SB＜正常值，为代酸（未代偿）AB=SB＞正常值，为代碱（未代偿）ABSB呼酸ABSB呼碱（十一）pH值代表血中氢离子[H+]浓度。pH正常可能是（1）酸碱平衡;（2）代偿性单纯性;（3）混合性相消型血浆pH值主要取决于碳酸氢盐缓冲对（BHCO3/H2CO3）碳酸氢盐由肾脏调节，碳酸由肺脏调节，当二者的比值保持在20:1时，血液pH值为7.40。pH=Pka+log=6.1+log20=7.401参考值：pH7.35-7.45生理极值：pH6.8-7.8〔H+〕35-45nmol/L〔H+〕20-120nmol/L低于7.35提示酸中毒，高于7.45为碱中毒意义：pH异常可以肯定有酸碱失衡，pH正常不能排除无酸碱失衡。单凭pH不能区别是代谢性还是呼吸性酸碱失衡。㈧缓冲碱（bufferbases，BB）BB是全血具有缓冲作用的阴离子总和。包括HCO3-、血红蛋白、血浆蛋白及磷酸盐(HPO42-)。在血浆蛋白和血红蛋白稳定的情况下，它的增减决定于标准碱。可分为：血浆缓冲碱（BBp）：血浆HCO3-与Pr-组成正常值41-42mmol/L全血缓冲碱（BBb）：血浆HCO3-、Pr-和Hb组成正常值：45-55（50）mmol/L细胞外液缓冲碱（Bbecf）：血浆HCO3-、Pr-和Hb5克正常值43.8mmol/L。意义：BB增加：代谢性碱中毒BB减少：代谢性酸中毒㈨碱剩余（basesexcess，BE）定义：将隔绝空气的全血标本在38℃、PaCO25.332kPa（40mmHg）、SaO2100％标准条件下，用强酸或强碱滴定至pH为7.40时所需的酸或碱量。它反映血中碱量增多或减少的具体程度。正值表示碱剩，负值表示碱欠。正常值：±2.3mmol/L。意义：是判断代谢性酸碱失衡的客观指标之一。㈩血浆总CO2含量(totalplasmaCO2content,T-CO2)指血浆中各种形式存在的CO2的总含量，其中HCO3－结合形式占95％，物理溶解约5％，主要包括结合形式的HCO3-和物理溶解的CO2。极少量CO3=和RNH2COO-可忽略不计。TCO2是血浆中各种形式存在的CO2的总含量，正常值：28±4mmol/L。意义：TCO2＝〔HCO3－〕+PCO2×0.03mmol/L由此可见受呼吸和代谢两方面因素影响，但主要受代谢因素影响而改变。基本反映HCO3-的含量，但当CO2潴留或HCO3-增加时均可使值增加，反之降低。在判断复合性酸碱平衡失调时，其应用受限。（十二）二氧化碳结合力（Carbondioxidecombiningpower，CO2-CP）定义：是静脉血标本在分离成血浆后与二氧化碳分压（40mmHg）、氧分压（100mmHg）的正常人肺泡气平衡后，测得血浆中所含CO2总量再减去物理溶解的CO2。正常值：50—70vol%（22—31mmol/L），平均值60vol%（27mmol/L）。注：1mmol/L=2.2vol%意义：反映代谢性酸碱失衡时体内的碱储备量。二、酸碱平衡的调节酸与碱的概念：酸是指能释放出H+的物质，如H2CO3、HCl、H2SO4等。酸碱质子HClCl+H+碱是指能吸收H+的物质，如HCO3-、Cl-、SO4-2等。体液中碱性物质来源食物、药物在体内代谢后产生柠檬酸盐、苹果酸、乳酸盐等体液酸性物质来源：三大营养物质完全氧化=CO2+H2O挥发酸H2CO3（15000mmol，15000mEq）酸性物质食物、饮料、药物三大营养物质中间产物固定酸（硫酸、乳酸、丙酮酸等）(120～160mmol，60～80mEq)中性酸物质碱性物质酸碱平衡调节机制在正常膳食情况下，体内产生的酸比碱多。但在一定范围内这些酸或碱进入血液后不会引起血液的显著变化，原因在于有一系列的调节机理．包括：㈠缓冲系统：主要由弱酸及其酸性盐组成。㈡细胞内外液电解质的交换㈢肺的调节㈣肾的调节肾体液肺组织细胞㈠缓冲系统缓冲作用是指某一化学体系具有抵御外来酸碱的影响而保持pH相对稳定的能力。约10～20min完成。碳酸氢盐缓冲系（NaHCO3/H2CO3）：对保持正常的血液酸碱度起很重要作用。全血缓冲量（50%）血浆（35%）；通过CO2与肺、通过H.HCO3-与肾相联；NaHCO3/H2CO3比值反映所有其他缓冲系统对H+的缓冲状态并决定pH值血浆蛋白缓冲系（BPr/HPr）：占缓冲总量的7%，是血浆中非碳酸缓冲的主要缓冲系磷酸盐缓冲系（Na2HPO4/NaH2PO4）：占缓冲总量的5%，在肾排泌酸过程中起重要作用血红蛋白缓冲系（KHb/HHb或KHbO2/HHbO2）：占缓冲总量的35%，是碳酸的主要缓冲系，其缓冲能力较血浆蛋白大5～6倍㈡细胞内外液电解质的交换1H+、2Na+——3K+pH0.1——[K+]0.6mmol/L(方向相反。碱中毒时血K+下降；酸中毒时血K+增高)HCO3-——Cl-(氯转移，chlorideshift，代酸时血Cl-增高；代碱时血Cl-降低)血钙（Ca++）：碱中毒时，血中游离钙下降2～3h开始，约24～36h完成㈢肺的调节肺通过呼出CO2来调节血浆H2CO3的含量，维持血液BHCO3/H2CO3比值和pH稳定。肺代偿时间约10～20min开始，3～6h达高峰，12～24h完成正常机体每分钟产生CO2200ml，全部转化为碳酸，约15000mmol（15000mEq），经肺排除，为肾排酸总量的200倍左右。㈣肾的调节正常排出非挥发性酸约120～160mmol/天尿的pH值4.6～8.0调节方式：①泌H+排酸②泌氨中和酸（NH3+H+为NH4+，3/4非挥发性酸）③HCO3-再吸收调节时间：约6～18h开始，36～48h完成，72h减弱（有的5～7d达最大代偿，老年人有时长达3～4w）血浆〔K+〕，则抑制H+—Na+交换，促进H+—K+交换，尿K+排出增多，酸中毒三、血气分析的临床应用