酸↓,代碱↑。
3.碳酸氢盐HCO3-HCO3-是体内碱储的主要成分,对酸有较强的缓冲能力,在H-H方程中代表酸碱平衡的代谢性因子。其变化直接影响pH值,是判断酸碱平衡的主要参考依据,根据需要有两种可供选用指标: (1)AB(实际碳酸氢盐,actualbicarbonate)指血中HCO3-的真实含量。其变化易受呼吸因素(PCO2)影响。(未排除呼吸因素的代谢因素)
(2)SB(标准碳酸氢盐,standardbicarbonate)标准状态下测出的HCO3-的浓度。标准状态是指温度37℃,PCOmmHg,POmmHg。 不受呼吸因素的影响,代表血液中HCO3-的储备量。数值的增减反映代谢因素的变化。 正常人AB约等于SB,二者间的差别就是呼吸对HCO3-的直接影响。 参考值范围:AB:22~27mmol/L;SB:22~27mmol/L;儿童:略低。AB=SB=正常正常酸碱平衡状态AB=SB<正常代酸未代偿AB=SB>正常代碱未代偿AB>SB呼酸或代碱提示有CO2的潴留(多见于通气不足)AB<SB呼碱或代酸AB<SB则提示CO2排出过多(多见于过度通气)
4.缓冲总碱(BB)(bufferbase): 全血缓冲碱指所有能起缓冲作用的阴离子的总和。BB=HCO3-+Pr-+Hb-≈50mmol/LBB表示碱储备所有成分,更能全面反映体内中和酸的能力。 参考值:45~54mmol/L(全血)。BB降低为代酸或呼碱;BB增高为代碱或呼酸。 当BB降低而AB(HCO3-)正常时提示Hb或血浆蛋白含量降低。
5.碱剩余(BE): 标准状态(37℃、PCOmmHg、PO2为mmHg)下将1L血液滴定至pH7.4时,所需的酸量或碱量的mmol数。 血液为碱性,用酸滴定,其值为正,称碱剩余;血液为酸性,用碱滴定,其值为负,称碱不足。 因为每个人的血红蛋白和氧饱和度(SaO2)有所不同,因此BE需要加以校正: 校正BE=BE×0.3×[(~SaO2%)/](0.3为常数) 参考值:±3mmol/L(新生儿-10~-2mmol/L、婴儿-7~-1mmol/L、儿童-4~+2mmol/L) 意义: 正值增大碱血症,主要是代碱; 负值增大酸中毒,主要是代酸。
6.动脉血二氧化碳分压(PaCO2)及碳酸[H2CO3]:PCO2是血液中溶解的CO2产生的压力,PaCO2称为呼吸性因子,是呼酸、呼碱中具有决定性的重要指标,是衡量肺泡通气情况的指标。 通气量增加,CO2排出增加,PCO2下降;通气量减少,CO2排出减少,PCO2上升。 参考值: 成人:PaCO2(40±5)mmHg[5.32±0.66)kPa] 婴儿:(34±7)mmHg[(4.5±1)kPa][H2CO3]mmol/L=PaCO2×0.(0.为CO2的溶解系数)故其正常值为1.2±0.15mmol/L。 换算系数:mmHg×0.=kPa,kPa×7.5=mmHg。
临床意义:(1)45mmHg以上为高碳酸酸中毒,由于肺通气量减少,造成呼吸性酸中毒;常见于慢支、肺气肿及肺心病等。>50mmHg(6.65kPa)为呼吸衰竭;70~80mmHg(9.31~10.64kPa)引起肺性脑病。(2)低于35mmHg为低碳酸酸中毒,常见于通气过度造成的呼碱。 但代谢性酸中毒时,由于碳酸盐的消耗为了维持碳酸盐/碳酸的20/1的比例,代偿性的呼吸加深加快,可出现继发性低碳酸酸中毒;反之,代谢性碱中毒时,则可出现继发性的高碳酸碱中毒。 代谢性的酸中毒时→碳酸盐消耗→为了维持碳酸盐/碳酸的20/1→代偿性的呼吸加深加快→CO2呼出增多→继发性低碳酸血症
7.动脉血氧分压(PaO2): 动脉血物理溶解氧的分压。 氧从肺泡入血后,大部分与血红蛋白结合,形成氧合血红蛋白,其结合是可逆的。正常人动脉血氧分压参考正常值范围是95~mmHg,静脉血氧分压参考正常值范围是35~40mmHg。 临床意义:反映心肺功能和缺氧程度,是缺氧的敏感指标。 肺部疾病氧分压减低,如慢支、肺气肿、肺心病。低于80~70mmHg(10.7~9.33kPa)为轻度缺氧;低于70~60mmHg(9.33~8.0kPa)为中度缺氧;低于60mmHg(8.0kPa)为重度缺氧;低于55mmHg(7.32kPa)提示呼衰;低于4kPa(30mmHg)有生命危险。 根据此指标判断缺氧程度要考虑年龄因素。PO2=-0.33×年龄(Marshall公式)。
8.动脉血氧饱和度(SaO2):SaO2=氧含量(血中实际所含溶解氧与化合氧之和)/氧容量(空气与血充分接触使血氧饱和后其所能溶解与化合的氧之和)。 参考值:动脉血95%~98%;静脉血60%~85%。 临床意义: 反映Hb结合氧的能力,主要取决于PO2,SaO2受Hb质和量的影响,<90%表示呼吸衰竭,<80%表示严重缺氧,贫血时S02正常不表示不缺氧。9.阴离子隙AG对代谢性酸中毒鉴别诊断有一定的价值。 在疾病过程中,因代谢紊乱,酸性产物增加,(如糖尿病患者酮体堆积。组织缺氧等引起乳酸堆积肾功能不全磷酸盐和硫酸盐的潴留)体液在缓冲过程中,消耗了血液中的HCO3-,机体为保持阴、阳离子平衡,在Na+、K+变化不大而阴离子酸性产物增加的情况下造成细胞内Cl-的转移,使血浆中HCO3-和Cl-之和减少,AG比值升高。
根据AG水平高低,判断代谢性酸中毒的病因,并可作为治疗的参考。
成人血气分析参考值及临床意义
指标
参考值
临床意义
酸碱度(pH)
7.35~7.45(A)7.33~7.43(V)
<7.35酸中毒,>7.45碱中毒,在7.35~7.45之间可能是正常或代偿型酸碱中毒
二氧化碳分压(PCO2)
4.66~6.0kPa(A)5.05~6.65kPa(V)
反映肺泡PCO2值,PCO2增高示肺通气不足(原发或继发),CO2潴留;PCO2降低示肺通气过度(原发或继发),CO2排出过多
氧分压(PO2)
9.98~13.30kPa(A)3.99~6.65kPa(V)
判断缺氧程度及呼吸功能,<7.3kPa示呼吸功能衰竭
P50
3.19~3.72kPa(A)
P50增高,氧解离曲线右移,Hb与O2亲和力降低P50降低,曲线左移,Hb与O2亲和力增高
血红蛋白(Hb)
~g/L(男)~g/L(女)
与氧含量、氧容量有密切关系的一项参数,Hb降低携O2减少,缓冲碱能力降低,氧含量也降低,参与BE、SB及SatO2的运算
标准碳酸氢盐(SB)
22.0~27mmol/L
表示血液HCO3-的储备量,SB增高示代谢性碱中毒,SB降低示代谢性酸中毒
实际碳酸氢盐(AB)
22.0~27mmol/L(AB=SB)
血液中实测HCO3-量,AB>SB为呼吸性酸中毒,AB<SB为呼吸性碱中毒,AB增高和SB增高为代偿性碱中毒,AB降低和SB降低为代谢性酸中毒
缓冲碱(BB)
BBb45~54mmol/L(全血)BBp41~43mmol/L(血浆)
BB降低为代谢性酸中毒或呼吸性碱中毒,BB增高为代偿性碱中毒或呼吸性酸中毒,BB降低而AB正常提示Hb或血浆蛋白含量降低
碱剩余(BE)
﹣3~+3mmol/L
BE为正值,表示BB增高,为代谢性碱中毒,BE为负值,表示BB降低,为代谢性酸中毒或呼吸性酸碱中毒,因代偿关系,BE也可能升高或降低
总CO2(TCO2)
23~27mmol/L(A)24~28mmol/L(V)
与代谢因素及呼吸因素有关,主要说明代谢因素影响酸碱平衡,因TCO%的为HCO3-量
阴离子隙(AG)
AG=[Na+]+[K+]-[Cl-]为18±4mmol/L(A)AG=[Na+]-[Cl-]-[HCO3-]为12±4mmol/L(A)
AG增高是代谢性酸中毒,AG正常的酸中毒可见于高Cl性代谢性酸中毒
氧含量(O2Cont)
7.6~10.3mmol/L(A)
判断缺氧程度和呼吸功能的指标
氧饱和度(O2sat)
95%~98%(A)60%~85%(V)
判断Hb与氧亲和力的指标,H+、2,3-DPG、PO2和PCO2均影响O2Sat值
(三)酸碱平衡紊乱分类及如何根据实验结果进行判断 机体调节酸碱物质含量及其比例,维持血pH在正常范围内的过程称为酸碱平衡。 正常人血液pH变动范围很小,是因为人体有一整套调节酸碱平衡的机制,主要依赖于三个方面。 体液缓冲系统:利用缓冲对的缓冲作用,使强酸碱缓冲为弱酸碱,一定范围内维持血液pH。 肺的呼吸:肺通过呼出CO2调节PCO2,即调节H2CO3浓度。 肾的调节:肾通过H+—Na+交换、HCO3-的重吸收、泌NH3作用和尿的酸化调节酸碱平衡。 疾病过程中,体内酸性或碱性物质过多,超出机体的调节能力,或者肺和肾功能障碍使调节酸碱平衡的功能障碍,均可使血浆中HCO3-与H2CO3浓度及其比值变化超出正常范围而导致酸碱平衡紊乱。 血浆的HCO3-/H2CO3比值<20/1,pH<7.35称为酸中毒。HCO3-/H2CO3比值>20/1,pH>7.45称为碱中毒。 根据酸碱紊乱产生的原因,又可进一步分类:
1.酸中毒:[HCO3-]原发性下降。 原因:①酸性代谢产物如乳酸、酮体等产物增加;②酸性物质排出障碍,如肾功能不全,尿液酸化不够;③碱丢失过多,如腹泻或重吸收HCO3障碍。 代偿型代谢性酸中毒[H+]↑→血浆缓冲→HCO3-↓/H2CO3→CO2↑、PCO2↑→刺激呼吸中枢→肺呼吸加快,CO2排出↑→肾排酸保碱(Na+-H+交换增加),增加HCO3-的重吸收低水平保持[HCO3—↓/H2CO3↓]=20/1,pH仍在正常范围。
失代偿型代谢性酸中毒 如果经过代偿不能恢复到正常比值,血浆pH发生明显改变,并超出正常值范围称为失代偿型代谢性酸中毒。([HCO3—↓↓/H2CO3↓]<20/1,pH<7.35) 肾的调节极为重要并且是较为彻底的调节措施。 肾主要通过H+-Na+交换,K+-Na+交换以及排出过多的酸达到调节的目的。
(2)呼吸性酸中毒:[H2CO3]原发性升高。 由于肺部病变,排出的CO2减少,使CO2储留于体内,PCO2升高,H2CO3浓度增加,血液pH有降低趋势,严重时,pH<7.35(即NaHCO3/H2CO3<20/1),这种因呼吸原因引起的酸中毒称为呼吸性酸中毒。 代偿型呼吸性酸中毒: 主要依赖于肾脏调节,排H+保Na+作用加强,NaHCO3重吸收加强,使血中NaHCO3浓度有一定程度的升高,有可能使[HCO3-/H2CO3]维持在20/1,使pH仍在正常范围,仅PCO2和TCO2升高,此时称为代偿型呼吸性酸中毒。 ([HCO3-↑/H2CO3↑=20/1]) 失代偿型呼吸性酸中毒: 经过代偿后H2CO3浓度增加速度若高于HCO3-浓度的增长,使血液pH小于7.35,称为失代偿型呼吸性酸中毒。([HCO3-↑/H2CO3↑↑]<20/1) 呼吸性酸中毒患者,由于肾脏排H+保Na+的作用加强,重吸收NaHCO3入血增加,使HCO3-浓度升高,并高出正常值。 呼吸性酸中毒患者血生化指标的特点:血HCO3-浓度是升高而不是降低的。
2.碱中毒: (1)代谢性碱中毒: 由于碱性物质进入体内过多或生成过多,或酸性物质产生过少而排出过多,引起血浆HCO3-浓度原发升高,使血浆pH有升高的趋势,称为代谢性碱中毒。 原因:①呕吐使酸性胃液大量丢失,肠液的HCO3-重吸收增多。②低钾低氯血症: 使红细胞和肾小管上皮细胞内HCO3-进入血浆增多,又由于排K+保Na+减弱,排H+保Na+加强,由肾重吸收入血的NaHCO3增多,导致碱中毒。③输入碱性药物过多。 血液生化指标:pH>7.45,SB明显升高,TCO2显著增加,BE正值加大,PCO2高,Cl-和K+减少。 由于酸排出减少,NaHCO3排出增多,尿为碱性,尿NH3也减少。当K+缺乏时,H+-Na+交换加强,则有反向酸性尿。
(2)呼吸性碱中毒: 由于过度换气,CO2排出过多;使血浆PCO2降低,血浆[HCO3-/H2CO3]>20/1,pH有升高的趋势,这一现象即为呼吸性碱中毒。[H2CO3]原发性下降。 代偿型呼吸性碱中毒。 血液CO2↓→血H2CO3浓度↓→肾H+-Na+交换↓→HCO3-回吸收量减少→血浆[HCO3-]↓→[HCO3—↓/H2CO3↓]=20/1→pH仍在正常范围 失代偿型呼吸性碱中毒 如果呼吸仍处于过度换气,CO2排出过多,PCO2降低,血浆HCO3-浓度无法与PCO2降低相平衡,超过肾脏的代偿能力,此时pH>7.45为失代偿性。 呼吸性碱中毒血液生化指标 血浆pH>7.45,PCO2明显降低,TCO2减少,Cl-增高,K+轻度降低,AG轻度增高。
3.混合性酸碱平衡紊乱: 临床上代谢性与呼吸性酸碱中毒,往往可以同时或相继出现,形成混合型酸碱平衡失调。甚至酸中毒与碱中毒也可能同时存在。 混合性酸碱平衡失调形成的原因 (1)随着病情的进展,病情复杂化;如呼衰病人CO2升高发生呼酸,又可因缺O2导致糖代谢障碍,血乳酸升高,发生代酸; (2)治疗过程中用药引起,如肺心病心衰水肿用利尿剂,引起低钾低氯血症,在原来呼酸的基础上又发生低钾低氯碱中毒。
4.酸碱平衡紊乱的判断方法: 单纯性的酸碱平衡失调诊断并不困难,而对复杂的混合性的酸碱平衡失调的判断,要对血气分析、电解质检查结果并结合患者病史、症状、体征、治疗经过等临床资料进行综合分析,得出正确的判断结果。 在判断过程中要借助一定的方法、公式等。 单纯性酸碱平衡紊乱的类型及其主要血气分析参数的改变↑:上升;↓:下降;=:正常;-:负值;+:正值
单纯性酸碱失衡的代偿预期范围
项目
原发改变
代偿反应
预期代偿范围
代酸
HCO3-↓
PaCO2↓
HCO3-↓1,PaCO2↓1.0
代碱
HCO3-↑
PaCO2↑
HCO3-↑1,PaCO2↑0.6
急性呼酸
PaCO2↑
HCO3-↑
PaCO2↑1,HCO3-↑0.1
急性呼碱
PaCO2↓
HCO3-↓
PaCO2↓1,HCO3-↓0.2
慢性呼酸
PaCO2↑
HCO3-↑
PaCO2↑1,HCO3-↑0.35
慢性呼碱
PaCO2↓
HCO3-↓
PaCO2↓1,HCO3-↓0.5
根据电解质的检查结果常做如下判断: (1)AG>16mmol/L常常有代谢性酸中毒,在诊断三重酸碱平衡失调时一定有AG的增高。 (2)AG若正常,应看是否有血清Cl-的增加,以判断有无代酸。 (3)代酸常伴高血钾,代碱常伴低血钾。 (4)高血氯可能有代酸,低血氯可能有代碱。
三、血气分析技术 (一)仪器原理 测定血气的仪器主要由专门的气敏电极分别测出O2、CO2和pH三个数据,并推算出一系列参数。其结构组成基本一致,一般包括电极(pH、PO2、PCO2)、进样室、CO2空气混合器、放大器元件、数字运算显示器和打印机等部件。2.管道系统主要由测定室、转换盘系统、气路系统、溶液系统及泵体等组成。
(二)标本采集、运送 (1)采血部位:血气分析的最佳标本是动脉血,常取部位是肱动脉、股动脉、前臂动脉等,也可用动脉化毛细血管血,只是PO2低于动脉血;静脉血也可供作血气测定,但与动脉血差别较大。 (2)抗凝集的选择:因需测定全血血气,所以必须抗凝,一般用肝素抗凝(最适用肝素锂,浓度为~0U/ml)。 (3)防止血标本与空气接触,应处于隔绝空气的状态。与空气接触后可使PO2升高,PCO2降低,并污染血标本。 (4)标本放置时间:宜在30min之内检测,因为全血中有活性的RBC代谢,不断地消耗O2,并产生CO2,影响结果的准确性。如30min内不能检测,应将标本置于冰水中保存,最多不超过2h。 (5)采血前应让病人在安静舒适状态,避免非静息状态造成的误差。
(三)血气分析检验质量控制 目前使用的血气分析的参考试剂按基质不同分为水剂缓冲液、全血、血液基质和人造血氟碳化合物四种。目前使用最多的是水剂缓冲液,该质控物具有稳定,使用方便等优点。 使用血气质控物时应注意: (1)室温平衡质控物,再用力振摇2~3min,使气相与液相重新平衡。 (2)开启安瓿后应立即注入仪器中检测,再观察所测结果是否失控,如在质控范围内,表明该仪器处在正常运转状态,可以用于标本检测。 (3)观察结果,如果偏离参考范围,查明原因并排除后再测。 (4)过期的质控物不能使用,无参考范围说明书的质控物不能使用,因为每个批号的质控物的参考范围存在一定的差异。
Bohr效应是指 A.PO2改变而影响Hb携氧能力的现象 B.pH改变而影响Hb携氧能力的现象 C.脂肪酸改变而影响Hb携氧能力的现象 D.温度改变而影响Hb携氧能力的现象 E.2,3-二磷酸甘油酸改变影响Hb携氧能力的现象
『正确答案』B『答案解析』Bohr效应是指pH改变而影响Hb携氧能力的现象。
实际碳酸氢根代表 A.未排除呼吸因素的代谢因素 B.排除了呼吸因素的代谢因素 C.未排除代谢因素的呼吸因素 D.排除了代谢因素的呼吸因素 E.代谢和呼吸因素的共同影响
『正确答案』A『答案解析』实际碳酸氢根代表未排除呼吸因素的代谢因素。
严重腹泻病人常引起 A.PCO2升高 B.血液pH升高 C.血〔Na+〕和〔HCO3-〕升高 D.低血钾 E.PO2升高
『正确答案』D『答案解析』严重腹泻病人常引起低血钾。
失代偿性呼吸性酸中毒 A.NaHCO3/H2CO3<20/1,原发性NaHCO3↓ B.NaHCO3/H2CO3<20/1,原发性H2CO3↑ C.NaHCO3/H2CO3<20/1,原发性NaHCO3↑ D.NaHCO3/H2CO3>20/1,原发性NaHCO3↓ E.NaHCO3/H2CO3>20/1,原发性H2CO3↑
『正确答案』B『答案解析』失代偿性呼吸性酸中毒NaHCO3/H2CO3<20/1,原发性H2CO3↑。
血气分析中表示代谢性酸碱平衡的指标是 A.pH B.PO2 C.PCO2 D.TCO2 E.[HCO3-]
『正确答案』E『答案解析』血气分析中表示代谢性酸碱平衡的指标是HCO3-。
代谢性酸中毒有时不出现 A.Na+-H+交换增加 B.Na+-K+交换减少 C.血钾可升高 D.血pH<7.35 E.血pH>7.45
『正确答案』E『答案解析』代谢性酸中毒有时不出现血pH>7.45。
代谢性酸中毒失代偿期可出现 A.血浆pH和HCO3-↓,AG和PCO2↑ B.血浆PCO2和HCO3-↓,pH和AG↑ C.血浆pH、PCO2、HCO3-均↓AG↑ D.血浆pH和PCO2↑,HCO3-和AG↓ E.血浆pH、PCO2和HCO3-、AG均↑
『正确答案』C『答案解析』代谢性酸中毒失代偿期可出现血浆pH、PCO2、HCO3-均↓AG↑。
血浆阴离子隙正常见于 A.乳酸性酸中毒 B.糖尿病酮症酸中毒 C.严重低血氧、休克 D.高氯性代谢性酸中毒 E.肾功能不全性酸中毒
『正确答案』D『答案解析』血浆阴离子隙正常见于高氯性代谢性酸中毒。
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