酸碱平衡37.ppt
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1、第三章酸碱平衡和酸碱平衡紊乱Acid-base balance and acid-base disturbance,河北医科大学病生教研室齐 杰,本章要解决的问题,1.什么是酸碱平衡紊乱,机体对酸碱平衡是怎样进行调节的?2.一个病人的pH等于7.4,他有没有酸碱失衡?为什么?3.一个病人的pH、PaCO2、HCO3-均正常,他有没有酸碱失衡?为什么?4.分析一个酸碱平衡紊乱病例的基本思路?5.代谢性酸中毒有哪些特点?对机体有何影响?6.呼吸性酸中毒有哪些特点?对机体有何影响?7.怎样判断一个病例是单纯型还是混合型酸碱失衡?,生理情况下血浆的pH值为多少?7.357.45生理意义?维持细胞正常生
2、理功能PH的稳定如何维持主要靠缓冲系统、肺和肾的调节,引 言,酸碱平衡Acid-base balance,动脉血pH:7.357.45,酸的来源,碱的来源,体内调节系统,维持正常的代谢和生理功能,酸碱平衡,生理条件下,机体自动处理酸碱物质的含量和比例,维持体液酸碱度相对稳定的能力。pH7.357.45,酸碱平衡紊乱,病理情况下,机体出现酸碱超负荷、严重不足或(和)调节机制障碍,而导致机体内环境酸碱度的稳定性被破坏的过程,称为酸碱平衡紊乱。,酸碱平衡紊乱,酸碱的自稳态 反映酸碱平衡常用指标 单纯型酸碱平衡紊乱 混合型酸碱平衡紊乱,第一节 酸碱的自稳态,体内酸碱物质的种类和来源酸碱平衡的调节,(一
3、)酸性物质的种类和来源,挥发酸(volatile acid)固定酸(fixed acid),(Source of acid),二、体内酸、碱的来源,机体代谢产生 摄入(食物、药物),1、挥发酸,:H2CO3,(volatile acid),(一)酸性物质的来源,在碳酸酐酶的作用下生成CO2从肺排出体外,故称之。,(一)酸性物质的来源,1315 mol/d,运动,发热,代谢率提高,脱氢、脱羧,挥发酸的特点,1、产量大,是酸的主要来源,2、产量受代谢性因素影响大,3、可挥发,调节快(CA),H2SO4 H3PO4尿酸 甘油酸丙酮酸 乳酸三羧酸 酮体,固定酸(非挥发酸)除H2CO3以外的酸,不能直接
4、转变为气体由肺呼出,而只能经肾排出体外。,嘌呤 类,脂 肪 代 谢,糖 氧 化,硫酸,磷酸,尿酸,乳酸,酮体,三羧酸,肾代谢,2、固定酸(fixed acid):50-100mmol/d,1、摄 入,(1)蔬菜或水果 有机酸盐,如:橘橼酸钠,草酸钠(2)碱性药物.,(二)碱性物质的来源,2、代谢,(二)碱性物质的来源,三、体内碱的种类和来源,2、NH3,机体产酸多于产碱临床上酸中毒多于碱中毒,四、机体酸碱平衡的调节,1、体液(血液)的缓冲作用2、组织细胞(RBC)的调节作用3、呼吸的调节作用4、肾的调节作用,1.1 缓冲对的概念,1、血液的缓冲作用(buffer action),体液中的弱酸(
5、缓冲酸)及其共轭的碱(缓冲碱)所构成的具有对强酸或强碱进行缓冲作用的配对物。,缓冲机制(Mechanism of buffer),HCl+NaHCO3NaCl+H2CO3CO2+H2O,NaOH+H2CO3NaHCO3+H2O,接受H+或释放H+,将强酸或强碱转变成弱酸或弱碱;减轻pH变动的程度。,1.2 全血中各缓冲系统的含量与分布,53%,HCO3-/H2CO3,特点:1、含量最高 2、HCO3-/H2CO3决定血液PH值 3、开放性 4、只能缓冲比H2CO3强的酸,1.,Henderson-Hasselbalch方程,=6.1+1.3=7.4,只要二者的比值不变,就能保证血液的pH为7.
6、4;肺和肾的调节,就是使二者的比值保持在20:1(后述)。,HCO3-/H2CO3,特点:1、含量最高 2、HCO3-/H2CO3决定血液PH值 3、开放性 4、只能缓冲比H2CO3强的酸,经肺排出,经肾排出,2.磷酸盐缓冲系统,(phosphate buffer system),Na2HPO4/NaH2PO4,特点:主要在肾和细胞内发挥作用,特点:在血浆和细胞内中发挥作用,占7%.,3.蛋白质缓冲系统,(protein buffer system),Pr/HPr,Hb-/HHb、HbO2-/HHbO2,4.血红蛋白缓冲对,(hemoglobin buffer system),特点:RBC特有
7、 缓冲挥发酸,缓冲对作用特点:,1、首先发挥作用,作用快,但有限。,2、其中碳酸氢盐缓冲对最重要,含量多(53%);可受肾、肺调节。因此:pH=Pka+lg HCO-3/H2CO3,3、只能将强酸或强碱转化为弱酸或弱碱,组织细胞的缓冲作用(Function of intracellullar buffering),细胞内外离子交换细胞内缓冲系统,2、组织细胞的调节,细胞内外离子转移和细胞内缓冲,HK交换 细胞内和血浆之间的交换,发生于机体的大部分细胞,见于各种类型的酸碱平衡紊乱。,HCO3-CL-交换(chloride shift)红细胞内和血浆之间交换,见于呼吸性酸碱平衡紊乱。,HCa2交换
8、 骨组织和血浆之间的交换,见于慢性酸中毒:Ca3(PO4)2+4H+=3Ca2+2H2PO4-,交换进入细胞内的H被细胞内的蛋白质及磷酸盐所缓冲,酸中毒高血钾(2个原因),细胞外液H,肾小管腔,碱中毒低血钾,Intracellular buffering,RBC,plasma,CO2+H2OH2CO3,CO2,呼吸性酸中毒Intracellular buffering,低氯血症,高钾血症,血H2CO3,血K,RBC,plasma,呼吸性碱中毒Intracellular buffering,高氯血症,低钾血症,调节方式,CO2,CO2,CO2,调节机制,CO2,延髓化学R呼吸中枢,呼吸运动改变,
9、肺通气量改变,PaO2 pH,外周化学R,3、肺的调节(呼吸性调节),肺通过改变CO2的排出量调节血浆碳酸浓度,来维持血浆pH相对恒定,3、肺的调节作用(呼吸性调节),*只对代谢性酸碱平衡紊乱有调节作用,使PaCO2和H2CO3 变化,维持HCO3-/H2CO3比 值。,特点,*作用较快;代偿能力较强。,*对呼吸性酸碱平衡紊乱不能调节,调节机制,代酸时:HCO-3,H+呼吸深快,PaCO2,H2CO3,维持HCO-3/H2CO3比值,代碱时:HCO-3,H+呼吸抑制,PaCO2,H2CO3,维持HCO-3/H2CO3比 值,通过呼吸频率和幅度的改变,改变 肺通气量从而改变血液中CO2及H2CO
10、3的量。,H2CO3,H2O+CO2,4、肾的调节作用(代谢性调节)(Metabolic regulation),1、H+-Na+,重吸收NaHCO3,肾小管腔原尿,2、H+泵泌H+,重吸收NaHCO3,肾小管腔原尿,近端肾小管泌NH4+,重吸收NaHCO3,肾小管腔原尿,远端肾小管泌NH4+,重吸收NaHCO3,4.4 K+-Na+交换与H+-Na+交换的竞争性抑制,远曲小管的上皮细胞与管腔之间,K+-Na+交换与H+-Na+交换存在竞争性抑制,酸中毒时 H+分泌,H+-Na+交换占优势 K+分泌,K+-Na+交换受抑制,高血钾,4、肾的调节作用(代谢性调节)(Metabolic regul
11、ation),慢性呼吸性酸碱平衡紊乱呼酸:PaCO2,H2CO3,上皮细胞内CO2,肾小管重吸收HCO-3 增多,使血浆中HCO-3 增多,高于正常,维持比值.呼碱:PaCO2,H2CO3,上皮细胞内CO2 肾小管重吸收HCO-3 减少,使血浆中HCO-3 减少,低于正常,维持比值。,肾调节的特点,肾调节的特点,3、代谢性酸碱平衡紊乱 代酸:HCO-3,H+(CA活性增强),肾小管重吸收HCO-3增多,使血浆中HCO-3 回升,趋于正常,但可能还低于正常。,代碱:HCO-3,H+,(CA活性降低),肾小管重吸收HCO-3 减少,使血浆中HCO-3趋于正常,但可能还是高于正常。,六、小结(酸碱平
12、衡的调节),体液的缓冲,使强酸或强碱变为弱酸或 弱碱,防止pH值剧烈变动;同时使 HCO3-/H2CO3出现一定程度的变化。呼吸的变化,调节血中H2CO3的浓度;肾调节血中HCO3-的浓度,使HCO3-/H2CO3二者的比值保持20:1,血液pH保持7.4。,五、呼吸性调节和代谢性调节 互为代偿,共同调节,呼吸性因素变化后(病因),代谢性因素代偿,H2CO3,HCO3-重吸收,肾代偿,H2CO3,HCO3-重吸收,肾代偿,七、各调节系统的特点,血液缓冲系统:起效迅速,只能将强酸(碱)弱强酸(碱),但不能改变 酸(碱)物质的总量;组织细胞:调节作用强大,需34h才显现 但可引起血钾浓度的异常。呼
13、吸调节:调节作用强大,起效快,30 min 可达高峰;肾调节:调节作用强大,作用持久,但起效 慢,数小时后方发挥作用,35天达高峰;,第二节酸碱平衡紊乱的类型,由此公式可知,血液酸碱平衡紊乱的基本特征是血液中HCO3-和H2CO3的异常变化。根据二者的变化情况,酸碱平衡紊乱可有以下几种类型:,Henderson-Hasselbalch方程式:,酸碱平衡紊乱的类型,1、HCO3-的变化 代谢性酸碱平衡紊乱,HCO3-的原发性 代谢性酸中毒,HCO3-的原发性 代谢性碱中毒,2、H2CO3的变化 呼吸性酸碱平衡紊乱,第三节 反映酸碱平衡的常用指标,常用血气参数,血气分析仪:判断酸碱状态的主要工具.
14、它能自动测出pH(或H+)和PaCO2,并根据HendersonHassalbalch公式计算出HCO3-及其他酸碱参数(blood-gas analysis parameter)。血气分析的主要理论依据:血液pH主要取决于 血液缓冲系统,尤其是碳酸氢盐缓冲系统缓冲酸与碱的比例。,1.pH,概念:溶液中H+浓度的负对数。,正常值:动脉血pH 7.357.45,意义:pH:失代偿性酸中毒 pH:失代偿性碱中毒,它只是反映酸碱度的指标,不能完全判断是否有酸碱平衡紊乱的存在及其类型.,2.动脉血二氧化碳分压(PaCO2)partial pressure of carbon dioxide,概念:物理
15、溶解在动脉血浆中的 CO2分子所产生的张力。,平均值:40mmHg范围:mmHgH2CO3:40 X 0.03=1.2mmol/L,反映呼吸因素的指标,PaCO2=PACO2 可了解肺泡通气情况。,PaCO2:H2CO3,平均值:24 mmol/L;范围:22-27 mmol/L;二者相等.,3.标准碳酸氢与实际碳酸氢(SB 与 AB),AB:实际情况下测得的血浆HCO3-浓度,(反映呼吸,代谢两因素),(排除了呼吸因素,仅反映代谢因素),影响血浆HCO3-的因素:代谢性因素;呼吸因素,SB升高:代碱、代偿后的呼酸SB降低:代酸、代偿后的呼碱,AB:代谢性因素;呼吸因素 二者差值反映PaCO2
16、(呼吸)的变化,SB:代谢性因素,二者差值反映PaCO2(呼吸)的变化,4.缓冲碱(buffer base BB),正常值:48 mmol/L,范围:4552 mmol/L,概念:标准状态下血液中具有缓冲作用的阴离子总量。,缓冲碱改变的意义,BB增大,代谢性碱中毒;呼吸性酸中毒(慢性,肾代偿)BB降低,代谢性酸中毒;呼吸性碱中毒(慢性,肾代偿),5.碱剩余(base excess BE),正常值:03 mmol/L,概念:标准条件下,将1升全血 或血浆滴定到 pH 7.4所 需的酸或碱的量。,BE改变的意义:,BE 正值增大:代谢性碱中毒或 慢性呼吸性酸中毒(肾代偿)BE 负值增大:代谢性酸中
17、毒或 慢性呼吸性碱中毒(肾代偿),PH与HCO3-成反变,与PaCO2成正变,HCO3-和PaCO2的原发改变决定PH的方向HCO3-/PaCO2的比值为20:1,PH是7.4为正常或代偿型酸碱平衡紊乱或相互抵消的混合型酸碱平衡失调;比值不能维持20:1,PH将偏离7.4,为失代偿酸碱平衡失调。比值增大为碱中毒,比值减小为酸中毒。PaCO2受呼吸调节,HCO3-受肾的调节。,根据电中性定律:Na+UC=(HCO3-+Cl-)+UA AG=UA-UC=Na+-(HCO3-+Cl-)=122 mmol/L,肾功能减退 酸性产物,乳酸血症酮血症外源性阴离子存积:甲醇中毒、水杨酸中毒,AG,AG意义大
18、,血浆中固定酸根,metabolic acidosis,特征,AG正常,Cl,Cl,碱少,正常,AG,女性,11个月,因呕吐腹泻3天入院,每天腹泻10次,地热,嗜睡,尿少。PH7.29 PaCO2 23.4mmHg,HCO3-9.8 mmol/L,BE-16.5 mmol/L,Na+131 mmol/L,K+2.26 mmol/L,CL-94 mmol/L,1、看PH,PH7.29,一定酸中毒,2、看PH与HCO3-、PaCO2 变化趋势,结合病史定原发改变,定酸碱平衡紊乱类型,3、看AG,了解代谢性酸中毒的种类,4、酸碱代偿预计公式计算,定单纯还是混合酸碱平衡紊乱,(Simple acid-
19、base disturbance),第三节 单纯性酸碱平衡紊乱,一、代谢性酸中毒(Metabolic Acidosis)(一)定义(concept)*(二)原因(causes)(三)分类(classification)*(四)机体的代偿(compensation)*(五)血气参数(blood-gas parameters)*(六)对机体的影响(effects on organism)*(七)防治原则(principle of treatment),(Metabolic acidosis),一、代谢性酸中毒,概念(concept):以血浆 HCO3-原发性减少以及由此引起的pH降低为特征的酸碱平
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