第二节 酸碱平衡紊乱的类型及常用检测指标

一、酸碱平衡紊乱的分类

尽管机体对酸碱负荷有强大的缓冲能力和有效的调节功能，但在病理情况下，许多因素仍可以使体液酸碱度稳定性受到破坏而发生酸碱平衡紊乱。

血液pH值的高低取决于血浆 [HCO3-]/[H2CO3]。根据其变化可以将酸碱平衡紊乱分为两大类，pH值降低称为酸中毒（acidosis），亦称酸血症（acidemia）; pH值升高称为碱中毒（alkalosis），亦称碱血症（alkalemia）。血浆HCO3-含量主要受代谢性因素的影响，因此由HCO3-浓度原发性降低或增高引起的酸碱平衡紊乱，称为代谢性酸中毒（metabolic acidosis）或代谢性碱中毒（metabolic alkalosis）。而H2CO3含量主要受呼吸性因素的影响，由H2CO3浓度原发性增高或降低引起的酸碱平衡紊乱，称为呼吸性酸中毒（respiratory acidosis）或呼吸性碱中毒（respiratory alkalosis）。另外，在单纯型酸中毒或碱中毒时，在机体的调节作用下，虽然体内酸性或碱性物质的含量已经发生改变，但是血液pH值尚在正常范围之内，称为代偿性酸中毒或代偿性碱中毒。如果血液pH值高于或低于正常范围，则称为失代偿性酸中毒或失代偿性碱中毒。因此，血液pH值变动的范围可以反映机体酸碱平衡紊乱的严重程度。

临床上，同一患者可能只发生单一类型的酸碱平衡紊乱（simple acid-base disturbance），称单纯型酸碱平衡紊乱，也可能有两种或两种以上的酸碱平衡紊乱并存，称为混合型酸碱平衡紊乱（mixed acid-base disturbance）。

二、反映血液酸碱平衡的常用指标

（一）pH值和H+浓度

溶液的酸碱度取决于其中H+的浓度。由于血液H+浓度很低，约为40 nmol/L，故采用H+浓度的负对数pH（power of hydrogen）来表示溶液的酸碱度。

正常人动脉血的pH值维持在7.35～7.45，平均为7.40。静脉血pH值略低于动脉血。pH值的变化反映了酸碱平衡紊乱的性质及严重程度，pH值低于7.35表明有酸中毒，高于7.45表明有碱中毒。

血浆pH值正常也不能排除酸碱平衡紊乱。有时由于病因作用使血浆 [HCO3-]和[H2CO3]的数值已经发生改变，但通过机体的调节，[HCO3-]/[H2CO3]仍可维持或接近20/1，使血浆pH值保持在正常范围内，这种情况称为代偿性酸中毒或碱中毒。此外，在某些类型的混合型酸碱平衡紊乱时，血浆的pH值也可正常。但是仅凭血浆pH值的升高或降低，不能区分酸碱平衡紊乱是代谢性还是呼吸性的。要区分酸碱平衡紊乱是代谢性或呼吸性，需要知道 [H2CO3]或 [HCO3-]的原发变化情况。例如，血浆[HCO3-]原发性降低，导致pH值下降，即为失代偿性代谢性酸中毒；若血浆[H2CO3]原发性升高而致pH值下降，则为失代偿性呼吸性酸中毒。

（二）动脉血二氧化碳分压

动脉血二氧化碳分压（arterial partial pressure of CO2, PaCO2）是指物理溶解在动脉血浆中的CO2分子所产生的压力（张力）。

PaCO2的正常范围为4.4～6.25 kPa（33～46 mmHg），平均为5.32 kPa（40 mmHg）。PaCO2（mmHg）乘以CO2的溶解系数等于血浆H2CO3浓度（mmol/L），即40×0.03=1.2（mmol/L）。

由于CO2通过肺泡膜的弥散速度很快，所以PaCO2与肺泡内的二氧化碳分压（PACO2）基本相同，PaCO2是反映呼吸性酸碱平衡紊乱的重要指标。原发性PaCO2升高表示有CO2潴留，见于呼吸性酸中毒；原发性PaCO2降低表示肺通气过度，见于呼吸性碱中毒。在代谢性酸、碱中毒时，由于机体的代偿调节，PaCO2可继发性降低或升高。

（三）标准碳酸氢盐和实际碳酸氢盐

标准碳酸氢盐（standard bicarbonate, SB）是指全血标本在标准条件下 [即温度为38℃和血红蛋白完全氧合的条件下，用PCO2为5.32 kPa（40 mmHg）的气体平衡]所测得的血浆HCO3-浓度。因已排除了呼吸性因素的影响，故SB为判断代谢性因素的指标。

实际碳酸氢盐（actual bicarbonate, AB）是指隔绝空气的血液标本，在实际PCO2和血氧饱和度条件下测得的血浆HCO3-浓度。AB受呼吸和代谢两方面因素的影响。AB与SB的差反映了呼吸因素对酸碱平衡的影响。

正常人AB=SB，正常值为22～27 mmol/L，平均为24 mmol/L。

SB在代谢性酸中毒时降低，代谢性碱中毒时升高。呼吸性酸、碱中毒时，由于肾的代偿作用，SB可继发性增高或降低。

代谢性酸中毒时，两者都降低；代谢性碱中毒时，两者都升高。在呼吸性酸碱平衡紊乱时，AB高于SB表示有CO2潴留，可见于呼吸性酸中毒；反之，AB低于SB则表示CO2呼出过多，可见于呼吸性碱中毒。

（四）缓冲碱

缓冲碱（buffer base, BB）指血浆中一切具有缓冲作用的碱性物质的总和，全血缓冲碱包括HCO3-、Hb-、HPO42-、Pr-等，通常以氧饱和的全血在标准条件下测定。正常值为45～51 mmol/L，平均为48 mmol/L。BB值是反映代谢性因素的指标，不受呼吸因素的影响。全血BB值反映血液碱的总和。代谢性酸中毒时，BB值减少；代谢性碱中毒时，BB值增加。慢性呼吸性酸碱平衡紊乱时，由于肾的代偿调节，BB值可出现继发性升高或降低。

（五）碱剩余

碱剩余（base excess, BE）是指标准条件下用酸或碱将全血标本滴定到pH值为7.4时所用的酸或碱的量，正常值为（0±3）mmol/L。测定BE时，此全血标本已用PCO2为5.32 kPa（40 mmHg）的气体平衡，排除了血液PCO2升高或降低的影响，所以它主要是反映代谢性酸碱平衡紊乱的指标。如需用酸滴定，表明受测血样缓冲碱增多，BE用正值（+BE）表示，见于代谢性碱中毒；如需用碱滴定，表明受测血样缓冲碱减少，BE用负值（-BE）表示，见于代谢性酸中毒。在慢性呼吸性酸碱平衡紊乱时，由于肾的代偿作用，BE亦可出现代偿性升高或降低。BE也可由全血BB和正常值（NBB）算出：

BE=BB-NBB=BB-48

（六）阴离子间隙

阴离子间隙（anion gap, AG）是指血浆中未测定的阴离子（undetermined anion, UA）与未测定的阳离子（undetermined cation, UC）的差值，即AG=UA-UC（图4-5）。

血浆中阴离子和阳离子总量相等，均为151 mmol/L，从而维持电荷的平衡。Na+占血浆阳离子总量的90%，称为可测定阳离子。HCO3-和Cl-占血浆阴离子总量的85%，称为可测定阴离子。血浆未测定阳离子包括K+、Ca2+和Mg2+等。血浆未测定阴离子包括Pr-、HPO42-、SO42-和有机酸阴离子。血浆阴阳离子平衡可表示为：

[Na+]+UC= [Cl-]+ [HCO3-]+UA

AG = UA-UC

= [Na+]-（[Cl-]+ [HCO3-]）

=140-（104 + 24）=12（mmol/L）

故AG的平均值为12 mmol/L，正常范围为10～14 mmol/L。

AG实质上是反映血浆中固定酸含量的指标，当HPO42-、SO42-和有机酸阴离子增加时，AG增大。AG的测定对区分不同类型的代谢性酸中毒和诊断某些混合型酸碱平衡紊乱有重要意义。

在上述各项指标中，反映血浆酸碱平衡紊乱的性质和程度的指标是pH值；反映血浆H2CO3含量的指标是PaCO2; SB和AB虽各有特点，但都是反映血浆HCO3-含量的变化；BB和BE的高低反映的是血液缓冲碱的总量。在临床工作中并不是每个患者都需要测定全部指标，因血浆的酸碱度取决于血浆HCO3-与H2CO3的浓度比，故有选择地测定反映血浆pH, H2CO3、HCO3-或缓冲碱浓度变化的相应指标，就可以分析和判断酸碱平衡紊乱的原因和类型。