三、代谢性碱中毒

三、代谢性碱中毒

代谢性碱中毒（metabolic alkalosis）是指细胞外液碱增多和（或）H+丢失而引起的原发性增多、血液pH有升高趋势的病理过程。

根据Henderson-Hasselbalch公式，各种原发疾病导致浓度升高，血浆/H2CO3比值＞20∶1，从而导致pH升高。

（一）原因和机制

血浆主要是代谢过程中产生的CO2水化为H2CO3解离生成，或肾脏重吸收及再生而来。正常状况下的产生和肾脏对其重吸收处于动态平衡中，不会发生代谢性碱中毒。凡是使H+丢失或进入细胞外液增多的因素，都可以引起血浆浓度升高。正常情况下，当血浆浓度＞26mmol/L时，肾可减少对的重吸收，使血浆浓度恢复正常，具有纠正代谢性碱中毒的能力。

1.酸性物质丢失过多

（1）经胃丢失：常见于剧烈呕吐及胃液引流使富含HCl的胃液大量丢失（图5-8）。正常情况下胃黏膜壁细胞富含碳酸酐酶，能将CO2和H2O催化生成H2CO3，H2CO3解离为H+和，然后H+与来自血浆中的Cl-形成HCl，进食时分泌到胃腔中，而则返回血液，造成血浆中一过性增高，称为“餐后碱潮”，直到酸性食糜进入十二指肠后，在H+刺激下，十二指肠上皮细胞与胰腺分泌的大量与H+中和。病理情况下，剧烈呕吐，使胃液丢失所引起的代谢性碱中毒的机制：①胃液中H+丢失，使来自肠液和胰腺的得不到H+中和而被吸收入血，造成血浆浓度升高；②胃液中Cl-丢失，血Cl-浓度降低致肾小球滤过液中的Cl-浓度也降低，Na+更易以NaHCO3而非NaCl的形式被肾小管重吸收，导致血浓度升高，可引起低氯性碱中毒；③胃液中K+丢失，通过细胞内K+外移、细胞外H+内移及促进肾小管H+-Na+交换等方式可引起低钾性碱中毒；④胃液大量丢失引起有效循环血量减少，也可通过继发性醛固酮增多，而醛固酮具有保Na+排K+排H+的作用，进而引起代谢性碱中毒。

图5-8　剧烈呕吐引起代谢性碱中毒的病理生理学机制

（2）经肾丢失

1）应用利尿剂：正常时近曲小管和髓袢升支主动吸收小管液中的Cl-，在肾小管液与细胞间隙之间形成电位差，进而促进Na+的重吸收。使用髓袢利尿剂（呋塞米）或噻嗪类利尿剂时，抑制了肾髓袢升支对Cl-的主动重吸收，使Na+的被动重吸收减少，到达远曲小管的尿液流量增加，NaCl含量增高，促进远曲小管和集合管细胞泌H+泌K+及重吸收增加，以加强对Na+的重吸收，而Cl-以氯化铵形式随尿排出。另外，由于肾小管远端流速增加，也有冲洗作用，使肾小管内H+浓度急剧降低，促进了H+的排泌。因此，利尿剂的使用不当可形成低氯性碱中毒。

2）肾上腺皮质激素过多：肾上腺皮质增生或肿瘤可引起原发性肾上腺皮质激素分泌增多，细胞外液容量减少、创伤等刺激可引起继发性醛固酮分泌增多，这些激素尤其是醛固酮可通过刺激集合管泌氢细胞的H+-ATP酶（氢泵），促进H+排泌，也可通过保Na+排K+导致低钾血症促进H+排泌，而造成低钾性碱中毒。此外，糖皮质激素过多如库欣（Cushing）综合征也可发生代谢性碱中毒，因为皮质醇也有盐皮质激素活性。

2.过量负荷　由于正常的肾脏对的排泌非常高效，因此过量负荷很少引起慢性代谢性碱中毒。而一些治疗手段，如消化道溃疡病患者服用过多的NaHCO3；或矫正代谢性酸中毒时滴注过多的NaHCO3；摄入乳酸钠、乙酸钠之后或大量输入含柠檬酸盐抗凝的库存血，这些有机酸盐在体内代谢可产生NaHCO3，这些医源性因素容易引起暂时性、急性代谢性碱中毒。目前，碳酸钙治疗慢性肾脏疾病患者高磷血症也是引起代谢性碱中毒的一个常见医源性病因。脱水时只丢失H2O和NaCl造成浓缩性碱中毒（contraction alkalosis）。以上病因均可使血浆NaHCO3浓度升高。但应指出，肾具有较强的排泄NaHCO3的能力，只有当肾功能受损后服用大量碱性药物时才会发生代谢性碱中毒。

3.H+向细胞内移动　低钾血症时因细胞外液K+浓度降低，引起细胞内K+向细胞外转移，同时细胞外的H+向细胞内移动，可发生代谢性碱中毒。此时，肾小管上皮细胞内缺钾，K+-Na+交换减少，代之H+-Na+交换增多，H+排出增多重吸收增多，造成低钾性碱中毒。一般代谢性碱中毒尿液呈碱性，但在低钾性碱中毒时，由于肾泌H+增多，尿液反而呈酸性，称为反常性酸性尿。

4.代谢性碱中毒的维持因素　某些因素，例如有效循环血量不足、缺氯、缺钾等，可造成肾对的调节功能障碍，使血浆保持在高水平，维持代谢性碱中毒的存在。有效循环血量不足、细胞外液量减少可导致肾小球滤过率的降低，继而导致钠水重吸收增多及继发性醛固酮分泌亢进；而低氯血症导致伴随过量Na+重吸收入血的阴离子主要是；代谢性碱中毒经常伴随有低钾血症的存在，而低钾血症可进一步加重代谢性碱中毒，这是由于肾脏泌钾减少，即K+-Na+交换减少，导致H+-Na+交换增多，H+排泌增加，同时，继发性醛固酮分泌亢进导致远端小管和集合管重吸收Na+、排泌H+增多。

此外，肝衰竭时，血氨过高、尿素合成障碍也常导致代谢性碱中毒。对于慢性呼吸性酸中毒的患者，由于肾脏代偿，血浆浓度升高。如果过急地使用人工呼吸器使PaCO2迅速下降到正常，而肾脏对过多的清除较慢，此时会出现代谢性碱中毒。

（二）分类

目前通常按给予生理盐水后代谢性碱中毒能否得到纠正而将其分为两类，即盐水反应性碱中毒（saline-responsive alkalosis）和盐水抵抗性碱中毒（saline-resistant alkalosis）

1.盐水反应性碱中毒　盐水反应性碱中毒主要见于呕吐、胃液吸引及应用利尿剂时，由于伴随细胞外液减少、有效循环血量不足，也常有低钾和低氯存在，而影响肾排出能力，使碱中毒得以维持，给予等张或半张的盐水来扩充细胞外液，补充Cl-能促进过多的经肾排出使碱中毒得到纠正。

2.盐水抵抗性碱中毒　盐水抵抗性碱中毒常见于全身性水肿、原发性醛固醇增多症，严重低血钾及库欣综合征等，维持因素是盐皮质激素的直接作用和低K+，这种碱中毒患者给予盐水没有治疗效果。

（三）机体的代偿调节（图5-9）(https://www.daowen.com)

图5-9　代谢性碱中毒的病理生理学机制

1.血液的缓冲及细胞内外离子交换的缓冲代偿调节作用　代谢性碱中毒时，H+浓度降低，OH-浓度升高，OH-可被缓冲系统中弱酸（H2CO3、HHbO2、HHb、HPr、H2）所缓冲，使及非（Buf-）浓度升高。同时细胞内外离子交换，细胞内H+逸出，而细胞外液K+进入细胞内，从而产生低钾血症。

2.肺的代偿调节　呼吸的代偿反应是较快的，往往数分钟即可出现，在24h后即可达最大效应。这是由于H+浓度降低，呼吸中枢受抑制，呼吸变浅变慢，肺泡通气量减少，PaCO2或血浆H2CO3继发性升高，以维持/H2CO3的比值接近20∶1，使pH有所降低。但这种代偿是有限度的，很少能达到完全的代偿。因为随着肺泡通气量减少，不但有PaCO2升高，还有PaO2降低，PaO2降低可通过对呼吸的兴奋作用，限制PaCO2过度升高。因而即使严重的代谢性碱中毒时，PaCO2也极少能超过55mmHg，即很少能达到完全代偿。

3.肾的代偿调节　肾的代偿作用发挥较晚，血浆H+减少使肾小管上皮的碳酸酐酶和谷氨酰胺酶活性受到抑制，故泌H+和泌减少，重吸收减少，使血浆浓度有所下降，尿液呈碱性。肾在代谢性碱中毒时对排出增多的最大代偿时限往往要3～5天，所以急性代谢性碱中毒时肾代偿不起主要作用。应注意的是缺氯、缺钾和醛固酮分泌增多所致的代谢性碱中毒因肾泌H+增多，尿呈酸性，称为反常性酸性尿。

通过以上体液缓冲，肺和肾的代偿，代谢性碱中毒的血气分析参数变化规律如下：pH升高，AB、SB及BB均升高，AB＞SB，BE正值加大。由于呼吸抑制，通气量下降，使PaCO2继发性升高。

（四）对机体的影响

轻度代谢性碱中毒患者通常无症状，或仅出现与细胞外液量减少或低钾血症相关的症状。但是，严重的代谢性碱中毒则可出现许多功能代谢变化。

1.中枢神经系统功能改变　由于较CO2难进入脑脊液，相较其他类型酸碱平衡紊乱，代谢性碱中毒患者较少出现中枢神经系统的症状和体征。严重代谢性碱中毒患者可出现烦躁不安、精神错乱、谵妄、意识障碍等中枢神经系统症状。这是由于碱中毒时，因pH增高，γ-氨基丁酸转氨酶活性增强，而谷氨酸脱羧酶活性降低，故γ-氨基丁酸分解加强而生成减少，对中枢神经系统抑制作用减弱，因此出现中枢神经系统兴奋表现。此外，碱中毒时氧离曲线左移可引起脑缺氧，也是其发生的机制之一。

2.血红蛋白氧离曲线左移　血液pH升高可使血红蛋白与O2的亲和力增强，以致相同氧分压下血氧饱和度增加，血红蛋白氧离曲线左移，血红蛋白不易将结合的O2释出，而造成组织供氧不足。脑组织对缺氧特别敏感，由此可出现中枢神经系统症状，严重时还可以发生昏迷。

3.对神经肌肉的影响　血清钙是以游离钙和结合钙两种形式存在的，血液pH影响两者之间的转换。游离钙Ca2+对神经肌肉的兴奋性有抑制作用。严重的急性碱中毒时血浆游离钙减少，神经肌肉的应激性就会增高，表现为腱反射亢进、面部和肢体肌肉抽动、手足搐搦、惊厥等症状。有人认为碱中毒发生惊厥，也可能与脑组织中γ-氨基丁酸减少有关。此外，若患者伴有明显的低钾血症以致引起肌肉无力或瘫痪时，则可暂不出现抽搐，但一旦低钾症状纠正后，抽搐症状即可发生。

4.低钾血症　碱中毒往往伴有低钾血症。这是由于碱中毒时，细胞外H+浓度降低，细胞内H+与细胞外K+交换；同时，由于肾小管上皮细胞在H+减少时，H+-Na+交换减弱而K+-Na+交换增强，使K+大量从尿中丢失，导致低钾血症。低钾血症除可引起神经肌肉症状外，严重时还可以引起心律失常。

（五）防治的病理生理基础

1.预防和治疗原发病　纠正代谢性碱中毒的根本途径是促使血浆中过多的从尿中排出。但是，即使是肾功能正常的患者，也不易完全代偿。因此，代谢性碱中毒的治疗方针应该是在进行基础疾病治疗的同时去除代谢性碱中毒的维持因素。

2.治疗盐水反应性碱中毒　盐水反应性代谢性碱中毒的共同发病机制是有效循环血量不足、缺钾和缺氯，故只要口服或静脉滴注等张（0.9%）或半张0.45%的盐水即可恢复血浆浓度。其机制：①由于扩充了细胞外液容量，则消除了“浓缩性碱中毒”成分的作用；②生理盐水含Cl-高于血浆，通过补充血容量和补充Cl-，使Na+重吸收减少，同时促使Na+以NaCl而非NaHCO3的形式重吸收，从而使过多的从尿中排出；③集合管上皮细胞存在Cl--交换以重吸收，由于远曲小管液中Cl-含量增加，Cl--交换减少，使排泌增强。

检测尿pH和尿Cl-浓度可以用来判断治疗效果。反常性酸性尿患者治疗前因肾排H+增加使尿pH多在5.5以下；细胞外液容量和血Cl-恢复后，则开始排出过剩的，故尿pH可达7.0以上，偶尔超过8.0。这类碱中毒除利尿剂能引起Cl-缺乏外，多数情况下Cl-经尿排出不多。因此，治疗后尿pH碱化及尿Cl-浓度增高则说明治疗有效。

虽然盐水可以恢复血浆浓度，但并不能改善缺钾状态。因此，伴有高度缺钾患者，应补充K+，补钾只有补充KCl才有效。其他阴离子如，醋酸根、柠檬酸根替代Cl-，均能促进H+排出，使碱中毒得不到纠正。

严重代谢性碱中毒可直接给予酸进行治疗。临床上也使用NaCl、KCl、盐酸精氨酸和盐酸赖氨酸治疗。对游离钙减少的患者也可补充CaCl2，总之补氯即可排出。

3.治疗盐水抵抗性碱中毒　对全身性水肿患者，应尽量少用髓袢或噻嗪类利尿剂，以预防发生碱中毒。碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺可抑制肾小管上皮细胞内的碳酸酐酶活性，因而排泌H+和重吸收减少，增加Na+和的排出，结果既达到治疗碱中毒的目的，又减轻了水肿。盐水抵抗性碱中毒同盐水反应性碱中毒一样，也可以用尿pH变化判断治疗效果。肾上腺皮质激素过多引起的碱中毒，需用抗醛固酮药物和补K+去除代谢性碱中毒的维持因素。