一、代谢性酸中毒
代谢性酸中毒(metabolic acidosis)指细胞外液H+增加和(或)
丢失而引起的以血浆
原发性减少伴有pH降低为特征的酸碱平衡紊乱。
(一)原因和机制
1.固定酸产生过多 主要见于乳酸酸中毒、酮症酸中毒及水杨酸中毒等,细胞外液
由于缓冲这些固定酸而浓度降低。
(1)乳酸酸中毒(lactic acidosis):乳酸酸中毒是最常见的代谢性酸中毒之一,由乳酸产生过多或去除减少所引起。任何原因引起的缺氧或组织低灌流时,都可以使细胞内糖酵解增强而引起乳酸产生增加。此外,严重的肝肾疾患使乳酸利用障碍也可引起血浆乳酸过多。休克、心搏骤停是引起乳酸酸中毒较为常见的原因,一方面由于组织缺血、缺氧以致乳酸产生增多;另一方面,肝灌流不足可导致乳酸清除障碍。
(2)酮症酸中毒(keto-acidosis):主要见于体内糖缺乏或糖利用障碍时,此时脂肪被大量动员,脂肪酸入肝,形成过多的酮体(其中β羟丁酸和乙酰乙酸为酸性物质),当超过外周组织的氧化能力及肾脏排出能力时可发生酮症酸中毒。酮症酸中毒最常见的原因为糖尿病,由于胰岛素不足,使葡萄糖利用减少,脂肪分解加速。在饥饿或禁食情况下,机体由于缺糖而大量动用脂肪供能,也可出现酮症酸中毒。此外,乙醇中毒时,过多摄入的乙醇经代谢后,也可形成酮体。
(3)水杨酸中毒:过量摄入阿司匹林(乙酰水杨酸)是引起水杨酸中毒最常见的原因。乙酰水杨酸在体内可被迅速转化成水杨酸。水杨酸盐可刺激呼吸中枢,引起通气过度及呼吸性碱中毒。
2.肾排酸障碍 严重肾功能衰竭患者,体内产生的固定酸不能由尿中排泄,在体内积蓄;而磷酸及
排泄减少,可导致肾小管上皮细胞新生
减少。此外,在肾小球滤过功能正常情况下,远端小管和集合管泌H+功能障碍,如Ⅰ型肾小管酸中毒(renal tubular acidosis,RTA)也可导致机体排酸减少。
3.
直接丢失过多 肠液、胰液和胆液中均含有丰富的
,严重腹泻、肠道瘘管或肠道引流等均可引起
大量丢失。
也可经肾脏丢失,Ⅱ型肾小管性酸中毒时,近端小管泌H+功能障碍,导致
重吸收减少而随尿液丢失,此时尿液可出现“反常性碱性尿”;应用碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺时,由于肾小管上皮细胞内碳酸酐酶活性降低,H2CO3生成速度减慢,泌H+和重吸收
也随之减少。
4.高氯血症和高钾血症 血浆Cl-浓度升高时,常导致
浓度降低。肾脏过度重吸收Cl-或机体摄入过多的含氯药物,如氯化铵、精氨酸或赖氨酸等,可引起高氯性代谢性酸中毒。高钾血症时,K+向细胞内转移,细胞内H+转移到细胞外,此时细胞内呈碱中毒状态,而细胞外则发生酸中毒。另外,高钾血症时由于肾小管上皮细胞内H+含量减少,因而泌H+减少,此时患者尿液呈碱性。
(二)分类
根据AG值的变化,代谢性酸中毒分为两类:AG增高型代谢性酸中毒和AG正常型代谢性酸中毒。
1.AG增高型代谢性酸中毒 指除了含氯以外的任何固定酸的血浆浓度增大时的代谢性酸中毒,包括乳酸酸中毒、酮症酸中毒、水杨酸中毒及肾功能衰竭时固定酸排泄障碍所引起的酸中毒。由于固定酸中的H+被
缓冲,其酸根离子(乳酸根、β羟丁酸根、乙酰乙酸根、水杨酸根、H2PO4)增高。这些酸根离子均属于未测定的阴离子,所以AG值增大。患者此时血Cl-正常,故又称正常血氯性代谢性酸中毒。
2.AG正常型代谢性酸中毒这类酸中毒常见于消化道直接丢失
、肾小管酸中毒、应用碳酸酐酶抑制剂、高钾血症及高氯血症等情况。在这些情况下,
浓度降低时常伴有血Cl-升高,故AG可保持在正常范围内,此种类型代谢性酸中毒也被称为高血氯性代谢性酸中毒。
(三)机体的代偿调节(https://www.daowen.com)
急性代谢性酸中毒主要依赖于细胞内、外缓冲系统和肺进行调节;而慢性代谢性酸中毒则主要依赖于肾脏进行调节。
1.细胞内、外缓冲系统的调节作用 代谢性酸中毒时,细胞外液中增多的H+立即被以
为主的缓冲碱缓冲。2~4h后,部分H+以离子交换方式进入细胞内被细胞内蛋白质和磷酸盐缓冲系统缓冲,在此过程中,等量K+从细胞内转移至细胞外。
缓冲所形成的H2CO3可分解出CO2,并由肺排出体外。
2.肺的调节作用 血液H+浓度增加数分钟后,即可通过颈动脉体和主动脉体外周化学感受器,反射性兴奋呼吸中枢,提高呼吸的深度和频率,增加肺的通气量。此后随着脑脊液内pH降低,中枢化学感受器逐渐开始发挥作用,12~24h后,肺部代偿可达高峰,代偿发挥最大极限作用时,
PaCO2可降到10 mmHg(1.33 kPa)。CO2排出增加有利于维持的比值,使血液pH趋向正常。
3.肾的调节作用 肾小管泌
增加是慢性代谢性酸中毒最主要的代偿机制。代谢性酸中毒时,肾小管上皮细胞中的碳酸酐酶和谷氨酰胺酶活性增强,促进肾小管泌H+和泌![]()
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,使新生成增加,以恢复细胞外液含量。肾的代偿作用较慢,一般需要3~5d才能达高峰。应该注意的是,在肾功能障碍引起的代谢性酸中毒时,肾则不能发挥代偿作用。
代谢性酸中毒的血气分析参数如下:由于
降低,所以AB、SB、BB均降低,BE负值加大,pH下降,通过呼吸代偿,PaCO2继发性下降,AB<SB。
(四)对机体的影响
代谢性酸中毒的临床表现包括两方面:H+对机体造成的损害及机体代偿活动相关的症状及体征。
1.心血管系统功能改变 心血管系统改变是代谢性酸中毒主要的临床表现。①室性心律失常:严重的代谢性酸中毒能产生致死性室性心律失常,其机制与血钾升高相关。血钾升高一方面是由于细胞外液H+进入细胞内将K+交换至细胞外;另一方面,酸中毒时肾小管上皮细胞泌H+增加,而排K+则减少。②心肌收缩力降低:酸中毒时,心肌对儿茶酚胺的反应性降低,以致心肌收缩性减弱。此外,酸中毒时,心肌细胞肌浆网转运Ca2+受到影响,心肌兴奋收缩偶联发生障碍。③血管系统对儿茶酚胺的反应性降低:H+增多时,外周血管对儿茶酚胺的反应性降低,使血管扩张,患者可出现皮肤温暖、潮红及血压下降等症状。
2.中枢神经系统功能改变 代谢性酸中毒时,中枢神经系统功能被抑制,主要表现为意识障碍、昏睡甚至昏迷,其发生机制与下列因素有关。①酸中毒时生物氧化酶类的活性受到抑制,氧化磷酸化过程减弱,致使ATP生成减少,因而脑组织能量供应不足。②脑组织内谷氨酸脱羧酶活性增强,使抑制性神经递质γ氨基丁酸增多。
3.机体代偿活动相关表现 ①呼吸中枢兴奋,以致呼吸加深加快,肺通气量增加。②肾脏泌H+和泌
增加,尿液pH降低。③慢性酸中毒时,骨骼缓冲以致钙磷释放,可引起一系列骨病,包括儿童纤维性骨炎、肾性佝偻病以及成人骨软化症。
(五)防治的病理生理基础
1.病因学治疗 积极治疗引起代谢性酸中毒的原发病,包括糖尿病、休克、肾功能衰竭、腹泻、高钾血症等。
2.纠正水和电解质紊乱某些病因(如腹泻)引起的代谢性酸中毒,可伴随K+丢失,但由于酸中毒时细胞内K+外流,低钾血症不易被发现。当酸中毒被纠正后,细胞外液中的K+重新流入细胞内,患者可出现低钾血症症状。酸中毒伴有低钙时,由于Ca2+与血浆蛋白亲和力降低,游离钙增多,可将病情掩盖。酸中毒纠正后,游离钙明显减少,则可出现手脚抽搐等症状。
3.应用碱性药物 碳酸氢钠是最常用药物,可直接补充血浆缓冲碱,作用迅速。然而目前对于AG增高型代谢性酸中毒是否给予补碱仍有争议,因为休克等原因引起的乳酸酸中毒时,补碱并不能改善组织细胞缺氧状态,反而可能引起高钠血症、渗透压升高及血红蛋白释放氧气减少等状况。一般只有在酸中毒较严重时(
)才给予补碱,轻度的代谢性酸中毒,可以少补,甚至不补。补碱应在血气监护下分次进行,避免补碱过量形成碱中毒。