专科(生物化学)第13章 酸碱平衡
生物化学与体内酸碱平衡

生物化学与体内酸碱平衡在生物学中,酸碱平衡是维持生命体内正常功能的重要因素。
生物体内的酸碱平衡主要通过生物化学反应来调节。
本文将介绍生物化学与体内酸碱平衡的关系,并探讨生物体内的酸碱平衡调节机制。
一、酸碱平衡的重要性酸碱平衡是维持生物体内正常生理功能的基础之一。
生物体内的许多生化过程以及蛋白质、酶的结构与功能都受到酸碱环境的影响。
一旦体内的酸碱平衡被打破,生物体的正常功能将受到严重影响甚至导致疾病的发生。
二、生物化学与体内酸碱平衡的关系1. 生物体内的酸碱物质生物体内存在多种酸碱物质,包括弱酸、强酸、弱碱和强碱。
这些物质可以通过酸碱反应相互转化,维持体内酸碱平衡。
2. 酸碱平衡调节机制(1)呼吸系统调节呼吸系统通过调节呼出的CO2水平来维持体内酸碱平衡。
当体内酸性过高时,呼吸系统会快速呼出CO2,降低体内的酸度;相反,当体内碱性过高时,呼吸系统则减慢呼出CO2,提高体内酸度。
(2)肾脏调节肾脏是体内酸碱平衡的主要调节器官。
肾脏通过排泄酸性或碱性物质来调节体内酸碱平衡。
当体内酸性过高时,肾脏会排泄酸性物质如H+和NH4+以增加体内碱性;相反,当体内碱性过高时,则排泄碱性物质如HCO3-。
三、生物体内的酸碱平衡紊乱1. 酸中毒酸中毒是指体内酸性过高,血液pH低于正常范围的情况。
常见的酸中毒原因包括呼吸性酸中毒和代谢性酸中毒。
酸中毒会导致疲劳、呼吸深快、心律失常等症状。
2. 碱中毒碱中毒是指体内碱性过高,血液pH高于正常范围的情况。
常见的碱中毒原因包括呼吸性碱中毒和代谢性碱中毒。
碱中毒会导致肌肉无力、呼吸浅慢、血压下降等症状。
四、保持体内酸碱平衡的方法1. 饮食调节合理的饮食可以帮助维持体内酸碱平衡。
摄入富含碱性成分的食物如水果、蔬菜,减少酸性食物如肉类、乳制品的摄入可以有益于平衡体内酸碱环境。
2. 养成健康生活习惯养成健康的生活习惯有助于维持体内酸碱平衡。
保持充足的睡眠、适当的运动,避免过度劳累和精神紧张。
酸碱平衡1

肉类、禽蛋类、鱼类等动物性食物及面粉、
大米、花生等,一般为酸性;某些提炼很纯 的油脂、糖、淀粉等列为中性食物。
二、 碱性物质的来源
体内碱性物质的主要来源,这类物质产生的Na+和K +能 与体液中HCO3 -结合,冲 总之, 固定酸↑ 缓冲碱↓ _ 肺调节 [HCO3 ] ↓ 比值↓ [H2CO3] ↑ pH↓
[H2CO3]↓
_ [HCO3 ]
↓ [H2CO3] ↓
比值和pH恢复 缺陷 但肺不能直接 _ 或接近正常 调节[HCO3 ] 有赖于肾调节 _ 血浆[HCO3 ]绝 对量仍有改变
血液缓冲 相反, 固定碱↑ 缓冲酸↓ _ [HCO3 ] ↑ 比值↑ 肺调节 [H2CO3] ↓ pH↑ _ [HCO3 ] ↑ [H2CO3]↑ [H2CO3] ↑ 比值和pH恢复 缺陷 但肺不能直接 _ 或接近正常 调节[HCO3 ] 有赖于肾调节 _ 血浆[HCO3 ]绝 对量仍有改变
3.对碱性物质的缓冲作用 BOH+H2CO3 BHCO3 + H2O BNaHPO4 + H2O BOH+NaH2PO4 BOH+ HPr BPr + H2O 缓冲的结果: 强碱→ 弱碱,pH 无剧烈变化,
但缓冲酸↓, 缓冲碱↑ →比值↑→pH↑
说明:仅靠血液的缓冲不够,还须依赖其 他调节机制。
二、肺调节酸碱平衡的机制 肺主要通过调节CO 排出来控制血中 2 _ [H2CO3], 以调节[HCO3 ] /H2CO3比值, 而 达到调节机体酸碱平衡的作用
病理生理学—酸碱平衡

三、酸碱平衡的调节
❖ 血液的缓冲系统
❖肺
缓冲系统——由弱酸+共轭碱
❖ 组织细构胞成的缓冲对组成
❖肾
(一)血液的缓冲系统
红细胞缓冲系统 血浆缓冲系统
缓冲酸
缓冲碱
H2CO3
HCO3-+ H+
H2PO4HPr
HCO3HP- rP-O+4-+H+H+
HHb H2COH3 b- + H+
HHbO2
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
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
接受H+或释放H+ H2SON4aO+2减HN+a轻HHC2pCOHO3变3 动2的NHa2程HCOC度O3 +3 +NaH22SOO4
病理生理学—酸碱平衡
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
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
全血在标准条件下所测的血浆HCO3-的量。
SB不受呼吸因素影响, 血液温度38℃ 是判断代谢因素的指标
血红蛋白氧饱和度100% PaCO2 40mmHg
概 念
1.标准碳酸氢盐(SB)
酸碱平衡课件ppt.ppt

呼吸加深加快
CO2排出↑
㈢组织细胞的调节作用
K+ Na+
ClH+
H+
HCO3- K+
H+
H+
Na+
K+
Na+
组织细胞
㈣肾脏的调节
肾脏通过排酸(H+或固定酸)以及重吸 收碱(HCO3-)对酸碱平衡进行调节
近曲小管泌H+和对NaHCO3的重吸收 调
节 方
远曲小管泌H+和对NaHCO3的重吸收
式 近曲小管上皮细胞泌NH4+
实际碳酸氢盐(actual bicarbonate, AB)
隔绝空气的血标本在实际状态下测得的HCO3-含量
✓ 受呼吸和代谢两方面的影响
✓AB,SB 同时升高
代谢性碱中毒
✓AB,SB 同时降低
代谢性酸中毒
• AB> SB,CO2潴留
呼吸性酸中毒
• AB< SB,CO2排出过多 呼吸性碱中毒
㈣缓冲碱(buffer base, BB)
H2O
H+ + Buf -
H2CO3 HBuf
缓冲作用即刻发生,HCO3- ↑↑
细胞内外离子交换的缓冲作用
K+ H+
2-4小时起作用,易引起低钾血 症
肺的调节
H+↓ 外周化学感受器
呼吸中枢 抑制
呼吸频率幅度↓
CO2排出↓
pH↓
[HCO3-]↑ [H2CO3]↑
PaCO2 ↑
✓作用迅速,24小时达高峰 ✓代偿作用极限:PaCO2↑至55mmHg
近曲小管和集合管泌H+、重吸收HCO3-
毛细血管 K+
近曲小管上皮细胞 Na+
Na+H++ HCO3- H2CO3
CA
H2O+CO2
肾小管腔 集合管上皮细胞
酸碱平衡及酸碱平衡紊乱(高教版)

(Acid-base balance and Acid-base disturbance)
病理生理学教研室 赵灿国
第一节:酸碱的自稳态 第二节:反映酸碱平衡常用的指 标的意义 第三节:单纯型酸碱平衡紊乱 第四节 混合性酸碱失衡(自学)
第一节
酸碱的自稳态
homeostasis)
血气分析
(blood-gas
analysis parameter):
TIME
15:09
HCO3TCO2 BE SBC SAT O2CT
23.1mm/L
24.3mm/L -0.9 mm/L 23.5 mm/L 98.1% 20.7ml%
DATE FEB 04, 2004 TYPE PTID OPID PRTERIAL 0261 123
1. 急性呼酸 : 常因肾来不及代偿而表现为失代偿。
2. 慢性呼酸: 主要靠肾代偿,3~5天后继发性HCO3-↑。 △ HCO3- = 0.4 × △PaCO2 ± 3
代偿极限HCO3- = 45mmol/L
(五)血气参数( Blood-gas parameters )
PaCO2↑↑
HCO3-↑ AB↑ SB↑ BB↑ AB>SB BE正值加大
高所致的代酸;因Cl-代偿性升高,
又称血氯增高型代谢性酸中毒。(碱少)
(四) 机体的代偿(Compensation)
1. 血液的缓冲代偿调节作用
H+ + HCO3H2CO3 CO2+H2O
2. 肺的代偿调节作用(主要的代偿调节方式)
呼吸加深加快 CO2呼出↑ H2CO3↓ 维持pH相对恒定 △ PaCO2 = 1.2 × △HCO3- ± 2 代偿性
《生物化学》课后答案

第十三章 酸碱平衡
一、单项选择题
1.A 2.B 3.C 4.B 5.B
6.A 7.D 8.A 9.C 10.A
第十四章 酸碱平衡
一、单项选择题
1. B 2. A 3. C 4. A 5. C
6. B 7. D 8. C 9. B 10.B
第十五章 酸碱平衡
一、单项选择题
《生物化学》课后答案
第一章 蛋白质
一、单项选择题
1.E 2.A 3.C 4.B 5.A
6.D 7.D 8.B 9.C 10.C 11.D
第二章 核酸
一、单项选择题
1. D 2.C 3. C 4. D 5. C
6. A 7.A 8. C 9. C 10. C
11.A 12.C
第三章 酶
一、单项选择题
1. D 2. A 3.B 4.C 5.D
6.B 7.C 8.A 9.B 10.D
第四章 维生素
一、单项选择题
1.D 2.B 3.A 4.B 5.A
6.B 7.D 8.C 9.C 10.D
11.B 12.A
第五章 糖代谢
一、单项选择题:
1.B 2.D 3.A 4.A 5.B
6.B 7.A 8.C 9.B 10.D
11.D 12.C 13.C 14. B 15.D
第十章 物质代谢的练习与调节
一、单项选择题
1.D 2.B 3.A 4.A 5.B 6.D
第十一章 肝的生物化学
一、单项选择题
1. A 2. B 3. B 4. C 5. C
6. D 7. C 8. A 9. D 10. C
第十二章 水和电解质的代谢
一、单项选择题
(2024年)病理生理学酸碱平衡紊乱(PPT课件)

多吃蔬菜和水果
蔬菜和水果富含维生素和矿物质, 有助于维持酸碱平衡。
控制盐分摄入
过多的盐分会导致体内水分潴留, 影响酸碱平衡,应控制盐分摄入。
25
定期体检,关注身体变化
定期体检
遵医嘱进行治疗
定期进行身体检查,包括血液检查、 尿液检查等,以便及时发现酸碱平衡 紊乱的迹象。
如果已经被诊断为酸碱平衡紊乱,应 按照医生的建议进行治疗和管理。
14
04
常见疾病与酸碱平衡 紊乱关平衡紊乱
2024/3/26
慢性阻塞性肺疾病(COPD)
01
导致CO2潴留,引发呼吸性酸中毒。
支气管哮喘
02
急性发作时,过度通气导致呼吸性碱中毒。
急性呼吸窘迫综合征(ARDS)
03
严重低氧血症,导致呼吸性酸中毒。
16
肾脏疾病与代谢性酸碱平衡紊乱
2024/3/26
电解质检查
测定血液中钠、钾、氯等离子 浓度,了解电解质平衡情况。
尿常规检查
观察尿液pH值、比重等指标, 辅助判断酸碱平衡紊乱类型。
其他检查
如肝功能、肾功能等相关检查 ,以排除其他疾病引起的酸碱
平衡紊乱。
20
诊断思路建立和实施步骤
详细询问病史
了解患者症状、既往病史、用药史等,为诊 断提供线索。
23
保持良好生活习惯,避免诱发因素
规律作息
保证充足的睡眠时间,避 免熬夜和过度劳累。
2024/3/26
适量运动
进行适量的有氧运动,如 散步、慢跑、游泳等,以 增强身体抵抗力。
避免吸烟和饮酒
烟草和酒精会对身体造成 损害,影响酸碱平衡,应 尽量避免。
24
病理生理学—酸碱平衡

(三)组织细胞的调节
通过细胞内外离子交换进行调节
H+
Cl-
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 HCO3-
Cl-
毛细血管
HCO3-
H+
H2CO3 CA
H2O + CO2
上皮细胞
ATP HPO42H+ 酸 化 H2PO4-
肾小管腔
远曲小管 特点
泌氢方式:H+泵——尿液酸化 HCO3-重吸收方式:Cl--HCO3-交换
近曲肾小管的泌铵作用
谷氨酰胺
谷氨酰胺HNCaO+谷酰酶3氨胺- NH+H+3
NNHH3 4+ Na+
pH正常: 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
代谢性因素(碱)
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。 受肺、肾调节。
(二)肺在酸碱平衡中的调节
通过改变CO2的排出量来调节血挥浆发碳酸酸浓度
PaO2 PaCO2
1.中枢化学感受p器H
2.外周化学感受器PaCO2
>40mmHg且<80mmHg,兴奋 > 80mmHg,抑制(CO2麻醉)
pH
6.8
death
[H+]
160
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KHb+H2CO3
Hb02
KHCO3+HHb
Hb+ 02
血浆
组织液
内流
(2)在肺部:
血液运行至肺部时。HHb与02结合成HHb02,后者 与KHCO3作用生成KHbO2和H2CO3,H2CO3再分解成CO2 呼出: HHb+ 02
HHb02+KHCO3
HHb02
KHbO2+ H2CO3
但肺不能调节NaHCO3的浓度,NaHCO3浓度 的恢复还需要肾进行调节。
三、肾对酸碱平衡的调节
肾通过重吸收与再生NaHCO3以及排出过多 的碱来调节血中NaHCO3浓度,以维持 [NaHCO3]/[ H2CO3]的正常比值。
这种调节作用是:由肾小管细胞的
泌氢、泌氨、泌钾及重吸收钠作用来完 成的。
血浆PH值可按亨德森一哈塞巴方程式计算: [ NaHCO3] PH=pKa+lg [ H2CO3] 式中的 pKa是H2CO3解离常数的负对数,在 37℃时为 6.l,将此值与[NaHCO3]/[H2CO3]的比值代入上式. pH=6.l+lg 20/l=6.l+1.3=7.4
血浆通过肾小球滤过而产生的原尿其 pH未变,仍 为7.4左右,[Na2HPO4]/[ NaH2PO4]的比值
也与血浆相同,为4/l。
当原尿流经肾小管时,肾小管细胞分泌出 的 H+与 Na2HPO4中的 Na+进行交换, Na2HPO4转变成 NaH2PO4随尿排出。 被重吸收的Na+则与肾小管细胞内的HCO3- 一起转运入血液形成NaHCO3。
糖、脂肪和蛋白质彻底氧化的终产物是二氧化碳和 水,两者化合生成碳酸(CO2+ H2O→ H2CO3 )。
由于 HCO3 通过肺部时能重新分解出 CO2呼出体 外,故将H2CO3称为挥发性酸。
成人每日约产生CO2300~400L,如全部生成H2CO3 , 再折算成H+的量约相当于15mol的H+ ,是体内产 生量最多的酸性物质。
管细胞内的 HCO3-一起转运入血液形成
NaHCO3。
可见,NaHCO3的重吸收是和H+-Na+交换紧
密联系在一起的。
肾对NaHCO3的重吸收有一定的阈值,约为
28mmol/L。当血中NaHCO3的浓度超过肾阈
时,肾小管细胞对NaHCO3的重吸收减少,
随尿排出的NaHCO3增多。 相反,如血中 NaHCO3浓度低于23 mmol/L
的分解代谢,部分来自食物、药物及饮
料等。正常膳食情况下体内产生的酸性
物质多于碱性物质。
一、酸性物质的来源
l.体内物质代谢产生
体内的组织蛋白、脂肪、糖、核酸进 行分解代谢以及成酸食物(以糖、脂肪、 蛋白质为主要成分的食物)在体内的氧 化过程产生大量酸性物质。 可分为挥发性酸和固定酸两类:
(一)挥发性酸(碳酸)
二、肺对酸碱平衡的调节
肺可通过CO2排出量的增减来调节血中H2CO3的 浓度,以维持[NaHCO3]/[H2CO3]的正常 比值。 肺的呼吸作用受呼吸中枢的控制,而呼吸中 枢的兴奋性又与血液的二氧化碳分压(P CO2) 及PH有关。
PH 血液中酸 NaHCO3 H2CO3 H2CO3 PCO2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
血浆中的NaHCO3主要用于缓冲固定酸,
其含量多少在一定程度上可以代表机体
对固定酸的缓冲能力。
故习惯上把血浆中NaHCO3的含量称为机
体的“碱储”,临床常用二氧化碳结合
力(CO2-CP)来表示碱储的多少。
2.对碱性物质的缓冲作用
碱性物质(BOH)进入血液后,主要被 H2CO3缓冲: BOH+H2CO3 BHCO3+H2O
时,原尿中的NaHCO3几乎全部重吸收,以
保留体内的NaHCO3。
通过NaHCO3的重吸收,可免除NaHCO3的
丢失而稳定其在血中的浓度,但仍未进
行直接排酸和补充血液缓冲固定酸所消
耗的NaHCO3。 而排酸和补充NaHCO3则需要通过肾再生
NaHCO3的方式来解决。
2.NaHCO3的再生
(1)尿液酸化( H+一Na + 交换)
内的HCO3-一起转运至血液形成NaHCO3。
经尿液酸化和泌氨作用的方式转运入血 的NaHCO3与肾小管滤液中的“重吸收” 不同,它是由肾小管细胞重新生成的,
故称为NaHCO3的再生。
通过上述过程可排出过多的酸性物质,
又可补充消耗的NaHCO3,故可有效地调
节酸碱平衡。
(3)肾小管K+及Na+的重吸收 ( K+-Na+交换) K+-Na+交换和 H+ -Na+可以相 互竞争,故 能影响体内的酸碱平衡。
血钾浓度升高时,K+-Na+交换增强而H+- Na+交换减弱,H+排出减少易堆积产生酸中毒。 当酸中毒时,则H+-Na+交换增强而K+ -Na+ 交换减弱,K+排出减少易堆积导致高血钾。 由此可见,高血钾和酸中毒可以互为因果。 同理, 低血钾和碱中毒也可以互为因果。
四、其它组织细胞对酸碱平衡的调节 (略)
血浆的PH取决于碳酸氢盐缓冲对中两种成分的 浓度比值而不是取决于它们的绝对浓度。
只要 NaHCO3与 H2CO3浓度之比为 20/1,血浆 的 pH即为 7.4; 如若一方浓度改变,而另一方作相应增减,使 比值仍维持在20/1,则血浆PH仍7.4 当此比值发生改变时,血浆PH值也随之而改变。
人体酸碱平衡调节的实质,就在于调整血浆中 NaHCO3和H2CO3的含量,使二者的比值保持在 20/1。
1.对固定酸的缓冲
固定酸(HA)进入血液后,主要被NaHCO3 缓冲:
HA + NaHCO3
缓冲的结果:
NaA + H2CO3
使酸性较强的固定酸转变成固定酸钠,并 生成酸性较弱的H2CO3, H2CO3进一步分解 成H2O 及CO2, CO2可经肺呼出体外从而不 致使血液的PH值发生明显的下降。
( 2)泌氨作用 ( NH4+—Na+交换)
肾小管细胞不但能分泌H+还能分泌( NH3由
谷氨酰胺水解或其他氨基酸脱氨基产生),
并且泌H+和泌NH3有相互加强作用。
分泌入管腔液中的 H+和 NH3结合成NH4+,后
者与原尿中 NaCl的Na+进行交换,所生成的
NH4Cl随尿排出,Na+被重吸收与肾小管细胞
NaHCO3、KHCO3,使碱性的碳酸氢盐增多。
所以,水果、蔬菜是成碱食物,为体内碱性物质的
主要来源。
2.体内代谢产生如氨基酸分解代谢产 生的NH3、胺类等,但量少。 3.药物如小苏打(NaHCO3)、氢氧化 铝、苯妥英钠、乳酸钠等。
第二节
酸碱平衡的调节
机体对酸碱平衡的调节,主要通过 血液的缓冲作用 协同作用 肺的呼吸功能 肾脏的重吸收和排泄功能
缓冲的结果使碱性较强的BOH转变成碱性
较弱的BHCO3,因而血液的pH值不致发生明
显的升高。
3.对挥发性酸( H2CO3 )的缓冲
(l)在组织: 血液流经组织时,组织中的CO2扩散入红细胞,经碳 酸酐酶(CA)催化与 H2O化合成H2CO3。 H2CO3主要被血红蛋白缓冲体系中的KHb缓冲,生成 KHCO3和酸性较H2CO3更弱的HHb,故使血液PH不致过 度下降: CO2+H2O H2CO3
一、血液的缓冲作用
较强的酸性或碱性物质进入血液后,被 血液稀释以及缓冲体系所缓冲,转变成
为较弱的酸性或碱性物质,使血液PH值
不致发生明显的改变。
(-)血液的缓冲体系
1.血液中缓冲体系的组成 血液是一种复杂的缓冲溶液,含有多种 由弱酸及相应的弱酸盐组成的缓冲对。 血液缓冲体系根据存在部位不同分为血 浆缓冲体系和红细胞缓冲体系。
机体从饮食中可直接摄入一些酸性物质, 如调味用的醋酸、饮料中的柠檬酸等。
某些药物如氯化铵(NH4Cl)、阿司匹林等
在体内也可产生酸,但这些外源性酸性物
质数量较少。
二、碱性物质的来源
l.成碱食物
水果、蔬菜中含丰富的有机酸盐(如苹果酸、柠檬
酸的钠盐和钾盐),其有机酸部分在体内可彻底氧
化成CO2和H2O,余下的Na+、K+可与HCO3-组成
酸碱平衡的调节过程
血液、肺、肾需共同参与缺一不可。 血液作为“先锋”反应迅速,但缓冲能力有限 且会导致NaHCO3和H2CO3浓度的改变。 肺虽也能快速调节,但只限于调节H2CO3的浓 度。 肾发挥作用较慢但强而持久,可排出多余的酸 和碱,还可调节NaHCO3浓度,因而是酸碱平 衡调节的最后一道重要防线。
第三节 酸碱平衡失常
一、酸碱平衡失常的基本类型
NaHCO3
代谢性因素 呼吸性因素
(一)呼吸性酸中毒 (二)呼吸性碱中毒 (三) 代谢性酸中毒 (四) 代谢性碱中毒
H2CO3
代偿性 失代偿性
体内酸、碱过多或肺、肾的调节功能发生
障碍,均可使血浆中NaHCO3和H2CO3的浓度
正常情况下,人体每天从肾小球滤过的 NaHCO3约有 300g,但从尿中排出的仅 为 0. 3g,是滤过量的 0.1%,说明肾 脏重吸收NaHCO3的能力很强。