病理生理学/正常平衡的调节

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病理生理学

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在正常情况下,人体血浆pH值平均为7.4,变动范围很小(pH7.35~7.45)。而机体每日代谢产酸量是很大的,例如,非挥发酸可达50~100毫克当量,CO2可达400升。这些酸性物质必须及时处理,否则血浆pH值不能保持正常。这就靠一整套调节机构密切协同来完成。

目录

一、化学缓冲物质的作用(化学反应可以瞬间完成)

血液中有一系列缓冲物质。根据化学上的缓冲作用原理,我们人为地把它们归纳为四个主要的缓冲对,即NaHCO3/H2CO3,Na2HPO4/NaH2PO4,B.血浆蛋白/H.血浆蛋白,B.Hb/H.Hb。它们具有很强且很迅速的缓冲酸碱度改变的能力。例如,我们将10mmol(毫克分子)的HC1加1000毫升中性蒸馏水中,其pH值可从7降至2,但同量酸加于1000毫升血浆中,其pH值的变化却很小,以致一般几乎测不出来。

每一对缓冲物质既能缓冲酯也能缓冲碱,其中以NaHCO3/H2CO3这一对最为重要,因为它的量最大。它对酸的缓冲区反应如下:

Gl0qs9e2.jpg

从上面的反应可以看出,经NaHCO3缓冲,解离度大的强酸HC1转变为解离度小的弱酸H2CO3,后者在体液中的解离度仅约为前者的1/1500。因此使[H+]大为减小。而且H2CO3还能分解为H2O和CO2,CO2又能呼出体外。医学实践中将血浆中NaHCO3称为碱贮备,以二氧化碳结合力表示之。正常值为27mmol(或毫克当量)/升或60容积%。

二、离子转移(一般在2~4小时完成)

这也是缓冲方式之一。当能改变酸碱平衡的离子如H+、HCO3-等在细胞外液中升高时,它们能进入细胞内(或进入骨内)换出与其符号相同的离子,以保持细胞外液之pH值。其变化可简单表示如下:

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进入细胞内的H+可与细胞内的化学缓冲物质起化学反应而被缓冲。根据实验研究估算,酸或碱在细胞外液增加后,一般约经2~4小时,将有1/2的量进入细胞内。所以尽管细胞内液量大于细胞外液量一倍,但二者化学缓冲总能力却大致相等,可见细胞外液中缓冲物质的浓度是高于细胞内液的。

这个事实对治疗有关。举一代谢性酸中毒病人用NaHCO3治疗时的情况为例:

病人体重=60公斤

细胞外液量=0.20×60=12升

治疗前血浆[HCO3-]=13mmo1(或毫克当量)/升

给NaHCO3量=100mmo1

Gl0qs6yr.jpg

病人治疗后实测血浆[HCO3-]=16.7mmol/升

实践证明,上述规律是较为可靠的。因此在纠正酸碱中毒时应考虑离子转移这一变化。计算输液量时要将这一变化估计在内。

三、呼吸调节

呼吸调节(一般10~30分钟即可将轻度的一次性变动代偿过来)。[H+]增高和[CO2]增高,均能剌激呼吸中枢;H+还对颈动脉体主动脉体的化学感受器起刺激作用,这都可引起呼吸加深加快,使CO2排出增加。从上面介绍的缓冲反应来看,每排出一个CO2分子,也就等于清除了一个H+离子,如:

H++HCO3-→+H2CO→H2C+CO2↑(增多) 碱贮  (呼出)

四、肾脏调节

肾脏调节(数小时至数日完成):肾脏是酸碱平衡调节的最终保证。因为只有CO2可以通过呼吸排出体外(CO2即可代表可挥发酸H2CO3,因为CO2+H2O→H2CO3),而其它如乳酸丙酮酸、β-羟丁酸乙酰乙酸硫酸磷酸尿酸、草酸等均为非挥发酸,最终均需通过肾脏把前面三项调节所造成的变动调整过来。把过多的排出,把不足的保留下来。因此肾脏调节机体酸碱平衡的功能正常与否,关系重大。

肾脏排酸有三种形式:

(一)自由H+:虽然它决定着尿液pH值,但是其量却很少(每日只~2毫克当量)。尿pH为5时,[H+]为0.00001克分子,pH为8时,[H+]为0.0000000克分子。尽管它确是一种存在形式,它只是尿中大量酸性物质的一个很小部分。而肾脏排酸主要是以下二种形式。

(二)NH4-:是H+与NH3作用形成的。NH3由肾小管产生,在体内是很强的碱性物,与H+的亲和力极大。它弥散至尿中与H+结合。示意如下:

人体每日由代射所产生的非挥发酸总量约50~100mmol,其中一半以上(1/2~2/3)是以此种形式排出的。

(三)可滴定酸:是由H+与缓冲物质(主要是HPO4=作用形成的。用NaOH把尿滴定至与血浆相同之pH,即可测知可滴定酸量。可滴定酸的形式约占肾排酸总量的少一半(1/3~1/2)。

肾小管上皮细胞分泌的H+,在近曲小管几乎全部用于重吸收HCO3-;在远曲小管则几乎全部用于生成可滴定酸和NH4+。这与肾脏疾病代谢性酸中毒肾小管性酸中毒的关系密切。可滴定酸的形成示意如下:

Gl0qsacs.jpg

32 酸碱平衡紊乱 | 平衡失调的检测指标 32
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