病理生理学—酸碱平衡
病理生理学~酸碱平衡紊乱
分析题
某糖尿病患者，化验结果显示：血pH 7.30，PaCO2 31mmHg，SB 16mmol/L，血Na+ 140mmol/L，血Cl104mmol/L。 请分析其酸碱平衡紊乱类型并说明诊断 依据。
AG增高型代谢性酸中毒
pH：降低表明患者有失代偿性酸中毒。 病史：患者有糖尿病史，可能因糖和脂肪代谢 紊乱而使酮体生成增多，引起酮症酸中毒。
正常值: 24 mmol/L
意义: 原发性 ——代碱 原发性 ——代酸
4.实际碳酸氢盐 (actual bicarbonate AB)
概念：实际条件下测得的血浆HCO3-浓度
隔绝空气 实际血氧饱和度 PaCO2
正常值：24 mmol/L
意义：原发性 ——代碱 原发性 ——代酸
AB=SB
细胞外液
[H＋] H＋+Pr-→HPr
血[K＋]
K＋
acidosis → hyperkalemia
4. 肾的代偿
(renal compensation)
泌H+
泌NH4+
碳酸酐酶 谷氨酰胺酶
重吸收HCO3-
尿呈酸性
一般代谢性酸中毒, 尿液都为酸性, 但是高 血钾引起酸中毒时会出现碱性尿。
化验指标：AG＝Na+－HCO3-－Cl-＝140-16104=20，AG明显增大，与糖尿病时酮体增加、 有机酸阴离子增加的病史相符。 HCO3-是原发性降低，PaCO2为代偿性降低， 为代谢性酸中毒，与pH变化和病史相符合。
二、呼吸性酸中毒
(Respiratory acidosis)
概念(concept)
酸碱平衡和酸碱平衡紊乱
病理生理学-酸碱平衡紊乱
常用指标及意义
1. pH 动脉血pH 7.35～7.45
❖ 无酸碱平衡紊乱 pH正常 ❖ 代偿性酸碱平衡紊乱
❖ 酸碱中毒并存相互抵消
意义: pH↓:失代偿性酸中毒 pH↑:失代偿性碱中毒
治疗原发病
(treatment of primary disease)
应用碱性药物（注意补钾和钙）
(supplement of base)
二、呼吸性酸中毒
(Respiratory acidosis)
以血浆H2CO3浓度原发性增高和 pH降低为特征的酸碱平衡紊乱。
(一) 原因与机制
❖ CO2排出减少
PaCO2 10mmHg HCO3－代偿性 4 mmol/L
(三) 对机体的影响
与代酸相同，但CNS症状更明显 ❖ 中枢酸中毒明显 ❖ 脑血流量增加 ❖ 缺氧
(四) 防治的病理生理基础
治疗原发病
增加肺泡通气量 应用碱性药物 在肺通气未改善前慎用NaHCO3
三、代谢性碱中毒
(Metabolic alkalosis)
Cl-
HCO3AG
AG
HCO3-
UA UC
UA UC
正常
AG增大 型代酸
2. AG正常型代酸
(metabolic acidosis with normal anion gap)
特点: ❖ 血浆HCO3－减少
❖血Cl－含量代偿性增加
❖ AG正常 又称高血Cl－性代谢性酸中毒
Na+
Na+
Cl-
(病理生理学)酸碱平衡计算
酸碱失衡判断解题思路
一、看pH，确定是否存在酸碱中毒 二、看HCO3-/PaCO2的变化，判断哪一个为原 发因素，哪一个为继发因素。
如果HCO3-/PaCO2变化方向相反，即一个升高，一个下降， 则可判定两个独立因素分别引起了体内酸碱失衡，两个都
是原发因素，这种情况说明病人发生了二重酸碱失衡
如果HCO3-/PaCO2变化方向一致，即同步升高或同步下 降，则需判断HCO3-和PaCO2两个因素哪一个是原发因素， 哪一个是继发.PH 3.变化的幅度
三、预测代偿公式并计算AG：如计算结果显示代表
继发因素的指标数值在代偿范围之内，则说明患者只有 单纯性酸碱失衡。相反，代表继发因素的指标数值在代 偿范围之外，则说明患者有二重酸碱失衡存在，可判定 为二重酸碱失衡；
值得注意的是如果在计算AG时，AG是升高的，那么在判 别酸碱失衡时，一定要注意对HCO3-进行补偿。因为导致 AG升高的酸性物质中和了血中的HCO3-。血中实际的 HCO3-应比检测值要高，碱补偿量为增高的AG值（△AG）： △AG=AG-12。
病理生理学课件酸碱平衡紊乱代偿公式
了解患者的病史及可能诱发酸碱平衡紊乱的因素 ，如肺部疾病、肾脏疾病、糖尿病等。
实验室检查
动脉血气分析是判断酸碱平衡紊乱的重要依据， 包括pH值、PaCO2、HCO3-等指标。
代偿公式计算
通过代偿公式计算，可以初步判断酸碱平衡紊乱 的类型及严重程度。但需要注意的是，代偿公式 仅适用于单纯性酸碱平衡紊乱，对于混合性酸碱 平衡紊乱的判断有一定的局限性。
肺脏代偿
肾脏代偿
呼吸加深加快，排出更多CO2，减少体内 H2CO3生成，从而减轻酸中毒。
肾小管上皮细胞中的碳酸酐酶和谷氨酰胺酶 活性增加，促进HCO3-重吸收和生成，同 时减少H+的排出，从而减轻酸中毒。
代谢性碱中毒及代偿机制
代谢性碱中毒定义
由于细胞外液碱增多或H+丢失而引起的以 原发性HCO3-升高和PH值升高为特征的 酸碱平衡紊乱。
呼吸性酸碱平衡紊乱判断依据
01
病史及临床表现
了解患者有无呼吸系统疾病、中枢神经系统疾病等病史，观察患者有无
呼吸困难、意识障碍等表现。
02
动脉血气分析
测定PaCO2、HCO3-等指标，判断呼吸性酸碱平衡公式
根据动脉血气分析结果，利用酸碱失衡预计代偿公式计算预计代偿值，
06
病例分析与讨论
病例一：呼吸性酸中毒代偿分析
患者情况
老年男性，因慢性阻塞性肺疾病（ COPD）急性加重入院，血气分析 提示呼吸性酸中毒。
代偿机制
呼吸性酸中毒时，机体通过增加肾 脏远曲小管和集合管对HCO3-的 重吸收，减少H+的排出，使血浆 HCO3-浓度升高，以维持酸碱平 衡。
代偿公式
预计代偿公式为 ΔHCO3- = 0.35 × ΔPaCO2（mmHg），实际
病理生理学：酸碱平衡和酸碱平衡紊乱习题与答案
一、单选题1、人体中H+的主要来源是（）A.磷酸释放的H+B.糖酵解过程产生的H+C.脂肪代谢产生的H+D.碳酸释放的H+正确答案：D解析：酸性物质最主要的来源是挥发酸——碳酸。
2、机体的正常代谢必须处于（）A.弱酸性的体液环境B.弱碱性的体液环境C.强酸性的体液环境D.中性的体液环境正确答案：B解析：正常的体液pH范围是7.35-7.45，弱碱性。
3、血液中缓冲固定酸最强的缓冲对是（）A. Hb-/HHbB.HbO2/HHbO2C.HCO3-/H2CO3D. Pr-/ HPr正确答案：C解析：碳酸盐是血液中最主要的缓冲系统，可以缓冲固定酸，不能缓冲挥发酸。
4、机体内碱性物质的来源不包括（）A.蔬菜B.肾小管细胞泌氨C.肉类D.氨基酸脱氨基正确答案：C解析：蔬菜和水果含有的有机酸盐经体内代谢后形成碱性物质。
肉类主要含蛋白质、脂肪，代谢后产生酸性物质。
5、参与机体酸碱平衡调节的不包括（）A.血液B.肝脏C.肺脏D.肾脏正确答案：B解析：体内酸碱平衡调节包括血液、细胞、肺、肾和骨骼的调节作用。
二、判断题1、体内酸性物质主要来源于固定酸。
（）正确答案：×解析：酸性物质主要来源于挥发酸碳酸。
2、蔬菜中的草酸盐是体内碱性物质的来源。
（）正确答案：√解析：草酸盐、柠檬酸盐和苹果酸盐均是食物中的碱性物质来源。
3、挥发酸主要是通过血液来调节。
（）正确答案：×解析：挥发酸主要通过肺调节，固定酸主要通过肾调节。
（）4、NH4+属于碱性物质。
正确答案：×解析：NH4+属于酸，NH3是碱。
5、 Na+-K+交换是细胞调节机体酸碱平衡的方式之一。
（）正确答案：√解析：Na+-K+交换和H+ -Na+交换存在竞争性抑制，可以通过影响H+-Na+调节H+。
酸碱平衡的知识点内容总结
酸碱平衡的知识点内容总结1. 酸碱平衡的定义酸碱平衡是指人体内液体的酸碱度维持在一定范围内的生理状态。
pH值是衡量酸碱度的指标，它是表示液体酸碱程度的数值。
在正常情况下，血液的pH值应该维持在7.35-7.45之间，这个范围被称为酸碱平衡的正常范围。
2. 酸碱平衡的重要性酸碱平衡对于维持机体内部环境的稳定以及细胞正常功能都是非常重要的。
如果体内液体的酸碱度发生偏离，会影响到各种生物化学反应的进行，导致细胞和器官功能异常，严重时还会威胁生命。
3. 生理调节机制酸碱平衡主要受到血液、肾脏和呼吸系统的调节。
血液通过缓冲系统可以快速调节酸碱度，而肾脏则可以通过排泄酸性物质和生成碱性物质来维持酸碱平衡。
呼吸系统则通过呼吸速度的调节来调节血液中二氧化碳的浓度，从而影响血液的酸碱度。
4. 酸碱失衡的原因酸碱失衡是指体内液体的酸碱度偏离正常范围，分为呼吸性酸碱失衡和代谢性酸碱失衡两种。
呼吸性酸碱失衡通常由呼吸系统功能异常引起，如肺部疾病或神经系统损伤。
代谢性酸碱失衡则主要与肾脏调节功能障碍有关，如代谢性酸中毒和代谢性碱中毒等。
5. 与健康和疾病的关系酸碱失衡与多种疾病的发生和发展密切相关，如糖尿病酮症酸中毒、肾功能不全导致的代谢性酸中毒等。
此外，一些生活方式和饮食习惯也会影响酸碱平衡，长期的饮食不平衡或过度运动都有可能导致酸碱失衡，对健康造成影响。
总之，酸碱平衡是一个复杂的生理调节过程，在保持人体内部环境稳定和细胞正常功能方面发挥着极其重要的作用。
对酸碱平衡的深入了解能够帮助我们更好地保持健康，预防疾病的发生。
因此，加强对酸碱平衡的学习和认识，对于每个人来说都是非常有意义的。
生理学课件酸碱平衡
肺部疾病对酸碱平衡影响
1 2
慢性阻塞性肺疾病（COPD）
COPD患者由于气道受阻和肺泡弹性降低，导致 肺泡通气量减少，CO2排出受阻，容易引发呼吸 性酸中毒。
支气管哮喘
支气管哮喘发作时，气道痉挛导致通气障碍， CO2排出减少，同样可能引发呼吸性酸中毒。
3
肺水肿
肺水肿时，肺泡内液体增多，影响肺泡通气量， 使CO2排出减少，可能导致酸碱失衡。
感谢观看
生理意义
磷酸盐缓冲系统在细胞内液和细胞外液中均存在，对于维 持细胞内外酸碱平衡具有重要作用。
蛋白质缓冲系统
要点一
组成
主要由血浆中的蛋白质，如白蛋白、 球蛋白等组成。
要点二
作用机制
蛋白质分子中含有许多可解离的酸性 或碱性基团，这些基团在不同pH值 下可发生解离或结合H+，从而起到 缓冲作用。当体内酸度增加时，蛋白 质分子中的碱性基团结合H+，当体 内碱度增加时，酸性基团则释放出 H+。
诊断与治疗原则和方法
诊断方法和步骤
病史采集
详细询问患者病史，包 括症状、体征、既往病
史等。
体格检查
全面检查患者身体状况 ，特别注意呼吸、心率
、血压等生命体征。
实验室检查
通过血液、尿液等样本 的化验分析，了解酸碱
平衡状况。
影像学检查
根据病情需要，选择适 当的影像学检查方法，
如X线、CT等。
治疗原则和方法
代谢性碱中毒
原发性增多
由于细胞外液中HCO3-增加或H+丢 失导致，常见原因有胃液丧失过多、 碱性物质摄入过多等。
继发性减少
临床表现
轻度代谢性碱中毒可无明显症状，重 症患者可出现躁动、兴奋、嗜睡、昏 迷等症状，严重者可出现呼吸浅慢、 手足搐搦、腱反射亢进等。
酸碱平衡紊乱名词解释病理生理学
酸碱平衡紊乱名词解释病理生理学酸碱平衡紊乱是指体内酸碱平衡失调的一种病理生理状态。
正常情况下，人体维持着一定的酸碱平衡，即维持血液pH值在严格控制的范围内。
酸碱平衡紊乱可能导致血液和组织液中酸碱度的偏离，从而影响各种生理功能。
酸碱平衡紊乱有多种类型，可以分为酸中毒和碱中毒。
酸中毒是指体内酸性物质的累积或酸性物质的丢失所引起，主要包括代谢性酸中毒和呼吸性酸中毒。
碱中毒则是指体内碱性物质的过度积聚或碱性物质的丢失，主要包括代谢性碱中毒和呼吸性碱中毒。
病理生理学是研究疾病与病理状态对机体生理过程产生的影响和机制的学科。
对于酸碱平衡紊乱而言，病理生理学主要关注以下几个方面：
1.酸碱平衡失调对细胞功能的影响：酸碱平衡紊乱会影响细胞内外离子平衡，干扰细胞各种酶的催化作用，从而影响细胞内外代谢、信号传导等生物学过程。
2.代谢性酸中毒和碱中毒的病理生理机制：代谢性酸中毒和碱中
毒通常与身体代谢产物积聚或丢失有关。
病理生理学研究了不同疾病、药物或毒素引起酸碱平衡紊乱的具体机制。
3.呼吸性酸中毒和碱中毒的病理生理机制：呼吸性酸中毒和碱中
毒通常与呼吸系统功能异常相关，如肺功能障碍、呼吸调节失调等。
病理生理学探讨了呼吸系统疾病或损伤对酸碱平衡紊乱的影响。
4.酸碱平衡紊乱的临床表现和治疗：病理生理学还研究了酸碱平
衡紊乱的临床表现，如呼吸困难、心血管功能异常等，并探索了相应
的治疗方法，如补充碱性药物、调整通气支持等。
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K+ /Na+
酸中毒→高钾血症 碱中毒→低钾血症
HCO3-
（四）肾的调节
通过排酸保碱作用调节HCO 3浓度
近端肾小管泌H+和重吸收HCO3 – 远端肾小管泌H+和重吸收HCO3 泌氨(铵)作用
-
近端肾小管泌H+和重吸收 HCO3Na+ HCO3H+ H2CO3
Na+ HCO3Na+ H2CO3 ATP CA H+
继发性PaCO2
代谢性碱中毒
pH ∝
代谢性酸中毒
HCO3
H2CO3
HCO3
PaCO2↑
pH ∝
PaCO2↓
H2CO3
（三）SB 和AB
1.
标准碳酸氢盐 （standard bicarbonate, SB）
概 全血在标准条件下所测的血浆HCO -的量。 3 念
血液温度38℃ 血红蛋白氧饱和度100% PaCO2 40mmHg
代偿性和失代偿性酸碱平衡紊乱
代偿性
pH ∝
（ N）
HCO3
?
失代偿性
H2CO3
HCO3
pH ∝
（）
H2CO3
（二）动脉血分压（PaCO2）
概念：动脉血浆中物理溶解的CO2分子产 生的张力。 PaCO2 : 33～46mmHg (平均40mmHg)
意义：
原发性PaCO2 呼吸性酸中毒 呼吸性碱中毒 代谢性碱中毒 代谢性酸中毒
K+
H2O + CO2
上皮细胞
CO2 H2O
肾小管腔
毛细血管
近曲小管 特点
泌氢方式：H+-Na+交换 HCO3-重吸收方式：Na+-HCO3-同向转运 关键：碳酸酐酶 酸－活性增强，碱—活性降低。
远端肾单位泌H+和重吸收 HCO3-
ClHCO3H2CO3 CA H2O + CO2
毛细血管
酸碱平衡紊乱
pH: 7.35-7.45 <7.35 or >7.45——cellular function damaged <6.8 or >7.80 – life threaten
6.8 7.35 7.45
40
pH
7.8
death 160 [H+]
acidosis
alkalosis
death 16 nmol/L
AG正常型代酸
正常 AG HCO3-
AG正常型代酸
AG HCO3-
AG增高型代酸 AG
HCO3Na+
Na+
Cl-
Na+
Cl-
Cl-
（三）机体的代偿调节
血液缓冲系统的代偿 组织细胞的代偿 肺的代偿 肾的代偿
1.血液缓冲系统的代偿
H
＋
H ＋ HCO3
＋
＋
-
H2CO3 HBuf
H ＋ Buffer
正常 、单纯代谢紊乱
呼酸
呼碱
（四）缓冲碱（buffer base, BB）
概 念
血液中一切具有缓冲作用的 阴离子的总和。（标准条件测）
正常值：45－52mmol/L（平均48mmol/L） BB↑：代谢性碱中毒 意义：BB↓：代谢性酸中毒
（五）碱剩余（base excess, BE）
标准条件下，用酸或碱滴定全血标本 概 念 至pH7.40时所需的酸或碱的量。
酸碱平衡紊乱
acid-base disturbances
•酸碱负荷过度、不足 •调节障碍
常用检测指标
pH PaCO2 标准碳酸氢盐和实际碳酸氢盐 缓冲碱
碱剩余
阴离子间隙
（一）pH
概念：溶液中H+浓度的负对数 正常值：动脉血7.35－7.45
pH的计算：
pH= pKa +lg = 6.1 +lg = 6.1 + lg
［HCO3-］ ［H2CO3］
αPaCO2
［HCO3-］
24 1.2
=7.4
pH ∝
HCO3-(20)
H2CO3(1)
意义
pH<7.35
失代偿性酸中毒
pH>7.45
pH正常：
失代偿性碱中毒
正常
代偿性酸碱紊乱
混合相消性酸碱紊乱
酸碱紊乱分类
病因 → 原发性 代谢性碱中毒
代谢性因素(碱) 代谢性酸中毒 HCO3-（20） pH ∝ H2CO3（1） 呼吸性酸中毒 呼吸性因素(酸) 呼吸性碱中毒
Acid-base balance and its regulation
酸碱平衡
pH
动脉血 pH : 7.35 - 7.45
平均 : 7.40
酸碱平衡
酸碱不断产生或摄入
经过机体的调节
动脉血 pH : 7.35 - 7.45
pH
pH稳定在正常范围
平均 : 7.40
酸碱平衡及其调节
什么是酸? 什么是碱?
HCO3-减少
H+增多
固定酸↑
高K+血症
肾小管酸中毒
Ⅰ型肾小管酸中毒（renal tubular
acidosis, RTA Ⅰ ）
Ⅱ型肾小管酸中毒（RTA Ⅱ ）
远端肾单位泌H+障碍→Ⅰ型肾小管 酸中毒（renal tubular acidosis, RTA Ⅰ ）
ClHCO3H2CO3 CA H2O + CO2
占全血缓冲系统(％)
53 35 5 7
碳酸氢盐缓冲系统
H2CO3 HCO3-+ H+
缓 冲 方 式
H2SO4 +2 NaHCO3
接受H+或释放H+
减轻 变动的程度 NaOH + H2pH CO NaHCO3 + H2O 3
2H2CO3 + Na2SO4
碳酸氢盐缓冲系统特点
只缓冲碱和固定酸，不能缓冲挥发酸； 缓冲能力强，反应快，但自身被消耗， 作用不持久。
4.肾的代偿
CA和谷氨酰胺酶活性↑
泌H＋
泌氨
重吸收HCO3-
尿呈酸性
特点: 对肾脏疾病引起的代酸代偿作用差
UC
UA
(六)阴离子间隙(AG)
意义：
反映血浆固定酸的含量 区分代谢性酸中毒的类型
AG>16mmol/L，AG增高性代酸
小结：常用检测指标
pH值 PaCO2 AB和SB BB
慢性呼酸时，变化特点
BE
AG
?
第三节 单纯性酸碱平衡紊乱
（Simple acid-base disturbance） 代谢性酸中毒
毛细血管
ATP ×
HPO42H+ 酸 化 H2PO4肾小管腔
H+
上皮细胞
近端肾单位H+-Na+交换障碍→Ⅱ型 肾小管酸中毒（RTA Ⅱ ）
Na+ HCO3H2CO3 CA H2O + CO2
毛细血管
×
H+
Na+ HCO3H+ H2CO3 CO2 H2O
肾小管腔
上皮细胞
乳酸酸中毒 严重贫血 休克 心力衰竭 肺水肿 CO中毒
血 浆 缓 冲 系 统 红 细 胞 缓 冲 系 统
缓冲酸 H2CO3 H2PO4HPr HHb HHbO2
缓冲碱 HCO3-+ H+ -+ H+ HPO 4 HCO3Pr- + H+ H2COHb 3 - + H+ HbO2- + H+
全血中各缓冲体系含量与分布
缓冲体系
HCO3HbO2及Hb 磷酸盐 血浆蛋白
隔绝空气 实际的血红蛋白氧饱和度 实际的PaCO2
2. 实际碳酸氢盐（AB）
正常值：22 ～27mmol/L，平均24mmol/L
原发性SB ↑：代谢性碱中毒 原发性SB ↓: 代谢性酸中毒
SB 代谢因素 AB 代谢因素+呼吸因素 AB-SB: 呼吸因素
AB=SB AB>SB AB<SB
缺氧
乳酸生成 增多
血[K+] ↑
血管
机体酸中毒
肾小管上皮细胞
反常性碱性尿
管腔
H+↑
H+
K+↑
[H+]
++ K K
Na+ Na+ H+ ↓
(二）分类
特 点： AG增高型代酸 AG 正常 -减少 血 浆 HCO3 特 点： - 含 量 增加 血 Cl AG 增 大（固 定 酸 增 加） 血 浆 HCO3- 减 少 血 Cl- 含 量 正 常
P46
酸碱平衡紊乱
Acid-base balance and disbalance
温州医学院病生教研室 郝卯林
授 课 大 纲
酸 碱 平 衡 及 其 调 节 类 型 及 检 测 指 标
单 纯 性 酸 碱 平 衡 紊 乱 混 合 型 酸 碱 平 衡 紊 乱
分 析 及 判 断 方 法
第一节 酸碱平衡及其调节机制
特点: 缓冲作用即刻发生，HCO3 被不断消耗
2.组织细胞的代偿
[H＋]
血[K＋]
H＋+Pr-→HPr K＋
特点: 2-4小时起作用，易引起高钾血症
3.肺的代偿
H
＋
反射 颈动脉体 主动脉体的 化学感受器
呼吸 中枢 兴奋