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血气及酸碱平衡紊乱的理论、检查指标、参考值及临床意义

　　血液气体运输及血液pH：血液的pH、氧的运输、二氧化碳的运输。

　　血气分析各种指标的定义及临床意义：酸碱度、CO2总量、碳酸氢盐 HCO3-、缓冲总碱(BB)、碱剩余(BE)、二氧化碳分压(PaCO22)、动脉血氧分压(PaO2)、动脉血氧饱和度(SaO2 )、

　　阴离子隙(AG)。

　　酸碱平衡紊乱分类及判断：酸中毒、碱中毒、混合型酸碱平衡紊乱、酸碱平衡紊乱的判断。

　　(一)血液气体运输及血液pH

　　血气概述：

　　血液中的气体即血气。

　　主要指02、C02(与物质代谢和气体交换有关)

　　血气的临床应用：

　　通过测定血液的pH、PO2、PCO2和碳酸氢盐(HCO3-)等指标来评价心肺功能状况和酸碱平衡状态，常用于下列疾病或状况：

　　(1)急慢性呼吸衰竭病情及疗效评估;

　　(2)脑神经的障碍对呼吸及代谢的影响;

　　(3)肾脏疾患;

　　(4)心脏疾患;

　　(5)内分泌及代谢疾患;

　　(6)消化道疾患;

　　(7)麻醉;

　　(8)术后管理;

　　(9)监护治疗;

　　(10)呼吸窘迫综合征;

　　(11)中毒及感染性疾患。

　　血液pH

　　血液是一种缓冲液，它的pH计算根据Henderson-Hasselbalch方程(简称H-H方程)。

　　pH=pKa+log(A/HA)。

　　机体主要通过调节HCO3-与H2C03的比值以维持人体内环境的酸碱平衡。

　　机体通过血液中的缓冲体系、细胞内外的离子交换、肺的呼吸及肾脏的排酸保碱功能等多种调节机制对酸碱平衡进行调节，使血液pH稳定在7.35～7.45之间。

　　1.血液O2的运输与HbO2解离曲线

　　(1)大气中的氧进入肺泡及其毛细血管的过程：

　　1)大气与肺泡间-压力差

　　2)肺泡与肺毛细血管之间-氧分压差

　　氧运输的两种方式：

　　97%～98%02与Hb结合成氧合血红蛋白(Hb02)的形式存在，并由肺部往组织进行运送。

　　极少量以物理溶解形式在血液中存在。

　　当PO2升高时，O2与Hb结合，PO2降低时O2与Hb解离。

　　肺部PO2高(13.3kPa)，Hb与O2结合而释放CO2。

　　组织中PCO2高，PO2低，(2.66～7.32kPa)O2从HbO2中释放到组织细胞供利用。

　　计算得知Hb携带O2的能力要比血浆溶解的量高81倍。

　　(2)氧解离曲线

　　①血液中所含的O2总量称为氧容量。

　　与Hb结合的氧称为氧结合量，氧结合量的多少取决于Hb量的多少。

　　Hb与O2可逆结合的本质及解离程度主要取决于血液的PO2。PO2越高，变成HbO2量就越多，反之亦然。

　　②血液中HbO2量与Hb总量(包括Hb和HbO2)之比称为血氧饱和度(SO2)。

　　③若以PO2值为横坐标，血氧饱和度为纵坐标作图，求得血液中Hb02的O2解离曲线，称为HbO2解离曲线。

　　④血氧饱和度达到50%时相应的PO2称为P50。

　　表明P50是表明Hb对氧亲和力大小或对氧较敏感的氧解离曲线的位置。

　　常P50正常参考值为3.54kPa。

　　↓P50↓Hb对氧的亲和力↑，曲线左移。

　　↑P50↑Hb对氧的亲和力↓，曲线右移。

　　(3)影响氧运输的因素主要有

　　①pH：

　　当血液pH降为7.20时，P50↑，Hb与氧的亲和力降低，氧解离曲线右移，释放氧增加。

　　pH上升至7.6时，P50↓，Hb对氧亲和力增加，曲线左移，这种因pH改变而影响Hb携氧能力的现象称为Bohr效应。

　　②温度：

　　温度降低，Hb与氧结合更加牢固，氧解离曲线左移;

　　温度上升，Hb对氧亲和力下降，曲线右移，释放氧增加。

　　③2，3二磷酸甘油酸：

　　2，3二磷酸甘油酸(2，3-DPG)是红细胞糖酵解的中间产物，2，3-DPG的水平直接导致Hb构象的变化，影响Hb对O2亲和性。

　　组织缺氧时，糖酵解加强，致使红细胞中2，3-DPG增加，降低了Hb与O2的亲和力，使HbO2在组织中释放出更多的02，以适应机体的需要。

　　2.C02的运输

　　血液中CO2存在形式三种：

　　物理溶解。

　　与HCO3-结合(主要)。

　　与Hb结合成氨基甲酸血红蛋白。

　　(1)物理溶解:占8.8%。

　　(2)与HCO3-结合:78%左右。

　　组织细胞代谢过程中产生的CO2进静脉端毛细血管，大部分CO2扩散入红细胞，在碳酸苷酶的作用下，生成H2CO3再解离成H+和HCO3-，并以HCO3-形式随循环进入肺部。因肺部PCO2低，PO2高，红细胞中HCO3-与H+结合生成H20和CO2，后者通过呼吸排出体外。

　　与Hb结合成氨基甲酸血红蛋白(Hb-NHCOO-)

　　占13%～l5%。

　　CO2也可以通过H+参与Bohr效应。

　　(二)血气分析各种指标的定义及临床意义

　　1.酸碱度及氢离子活度(pH及[H+] )

　　(1)血液pH代表血液的酸碱度，

　　是氢离子浓度的负对数即 pH=-lg[H+]。

　　(2)正常人动脉血的pH的参考值范围是

　　7.35～7.45，平均7.4。

　　(3)pH<7.35为酸中毒，pH>7.45为碱中毒。

　　血pH的相对恒定取决于HCO3-/H2CO3缓冲系统，此系统的比值为20:1，HCO3-或H2CO3的改变可影响pH，如两者按比例同时变化则pH不变。

　　此值是呼吸和代谢因素共同作用的结果，也是原发因素和代偿因素共同作用的结果。

　　pH异常只能说明有酸血症或碱血症，不能判断是呼吸性或代谢性的紊乱。

　　pH正常不能排除酸碱平衡紊乱。

　　2.二氧化碳总量(T-CO2)：

　　指血浆中各种形式的CO2的总和，包括HCO3-(95%)、少量物理溶解的CO2及极少量的其他形式的存在的CO2。

　　正常人动脉全血中二氧化碳总量的参考值范围是23～28mmol/L。

　　T-CO2=[HCO3-]+PCO2×0.03mmol/L。

　　在体内受呼吸和代谢两个因素的影响，主要是代谢因素的影响。

　　T-CO2是代谢性酸碱中毒的指标之一，代酸↓，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，actual bicarbonate)

　　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，standard bicarbonate)

　　标准状态下测出的HCO3-的浓度。

　　标准状态是指温度37℃，PCO240mmHg，PO2100mmHg。

　　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< 呼碱或代酸>

　　4.缓冲总碱(BB)(buffer base)：

　　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/L

　　BB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℃、PCO240mmHg、PO2为100mmHg)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×[(100～SaO2%)/100]

　　(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=PaCO2×0.0301

　　(0.0301为CO2的溶解系数)

　　故其正常值为1.2±0.15mmol/L。

　　换算系数：mmHg×0.133=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95～100mmHg，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(9.33～8.0 kPa)为中度缺氧;

　　低于60mmHg(8.0 kPa)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。

　　PaO2=102-0.33×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SO2正常不表示不缺氧。

　　9.阴离子隙

　　AG=(Na++K+)-(Cl-+HCO3-)

　　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。

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