人体主要通过体液缓冲系统调节、肺调节、肾调节和离子交换调节等四组缓冲对来维持及调节酸碱平衡。其中体液缓冲系统最敏感,它包括碳酸氢盐系统、磷酸盐系统、血红蛋白及血浆蛋白系统,尤以碳酸氢盐系统最重要;正常时,碳酸氢盐[HCO3-]/碳酸[H2CO3]为20:1。

肺调节一般在10~30分钟发挥作用,主要以CO2形式排出挥发性酸。离子交换一般在2~4小时之后发挥作用。肾调节最慢,多在数小时之后发生,但其作用强而持久,且是非挥发性酸和碱性物质排出的唯一途径(每日可排出非挥发性酸约60mmol)。体液缓冲系统和离子交换是暂时的,过多的酸或碱性物质需最终依赖肺和肾的清除。

【酸碱平衡指标】

临床上主要测定pH、呼吸性和代谢性因素三方面的指标。

(一)pH

为H+浓度的负对数值。正常动脉血pH为7.35~7.45,平均7.40,比静脉血约高0.03,受呼吸和代谢双重因素的影响。pH>7.45表示碱中毒;<7.35表示酸中毒;7.35~7.45有三种可能:①酸碱平衡正常;②处于代偿期的酸碱平衡失常;③混合型酸碱平衡失常。单凭pH不能区别代谢性或呼吸性、单纯性或复合性酸碱平衡紊乱。人体的pH可耐受范围为6.8~7.8。

(二)H+浓度

正常动脉血的H+浓度为(40±5)mmol/L,H+浓度与pH呈反对数关系。

(三)二氧化碳分压(PaCO2)

为溶解的CO2所产生的张力。正常动脉血为35~45mmHg,平均40mmHg,基本反映了肺泡中的CO2浓度,为呼吸性酸碱平衡的重要指标:增高表示通气不足,为呼吸性酸中毒;降低表示换气过度,属呼吸性碱中毒。代谢性因素也可使PaCO2呈代偿性升高或降低,代谢性酸中毒时PaCO2降低,代谢性碱中毒时升高。

(四)标准碳酸氢盐(standard bicarbonate,SB)

指在标准条件下所测得的HCO3-含量。标准条件是指在37℃条件下,全血标本与PaCO2为40mmHg的气体平衡后,使血红蛋白完全氧合所测得的HCO3-含量。正常值为22~26(平均24)mmol/L。SB不受呼吸因素的影响,反映HCO3-的储备量,是代谢性酸碱平衡的重要指标。

(五)实际碳酸氢盐(actual bicarbonate,AB)

指在实际条件下所测得的HCO3-含量。AB反映机体实际的HCO3-含量,故受呼吸因素的影响。

正常人SB=AB=22~26mmol/L。SB增高可能提示代谢性碱中毒或代偿后的呼吸性碱中毒。AB与SB的差数反映呼吸因素对HCO3-影响的强度:AB>SB表示CO2潴留,AB<SB表示CO2排出增多;AB与SB均低,而AB=SB表示尚未代偿的代谢性酸中毒,而AB<SB则可能为代偿后的代谢性酸中毒或代偿后的呼吸性碱中毒,也可能为代谢性酸中毒和呼吸性碱中毒并存;若AB与SB均高,AB=SB表示尚未代偿的代谢性碱中毒,而AB>SB则可能为代偿后的代谢性碱中毒或代偿后的呼吸性酸中毒,也可能为代谢性碱中毒合并呼吸性酸中毒。

(六)缓冲碱(buffer base,BB)

是指碳酸氢盐、血红蛋白、血浆蛋白、磷酸盐等起到缓冲作用的全部碱量的总和。BB只受血红蛋白浓度的影响,是反映代谢性酸碱平衡的又一指标,BB减少表示酸中毒,增加表示碱中毒。

(七)碱剩余(base excess,BE)或碱缺乏(base deficit,BD)

指在标准条件下,将血液标本用酸或碱滴定至pH7.4所消耗的酸量(BE)或碱量(BD),正常值0±2.3。BE说明BB增加,用正值表示;BD说明BB减少,用负值表示。BE表示代谢性碱中毒,BD表示代谢性酸中毒;BE和BD不受呼吸因素的影响。

(八)二氧化碳结合力(CO2CP)

是指血液中HCO3-和H2CO3中CO2含量的总和,正常值22~29(平均25)mmol/L。CO2CP受代谢和呼吸双重因素的影响,减少可能为代谢性酸中毒或代偿后的呼吸性碱中毒,增多可能为代谢性碱中毒或代偿后的呼吸性酸中毒。

(九)阴离子隙(anion gap,AG)

临床上常用可测定的阳离子减去可测定的阴离子之差表示,阴离子隙(mmol/L)=(Na++K+)-(HCO3-+Cl-),或=Na+-(HCO3-+Cl-)。AG正常值8~16(平均12)mmol/L,>16mmol/L常表示有机酸增多的代谢性酸中毒,<8mmol/L可能是低蛋白血症所致。

【酸碱平衡失常】

体内产生或摄入的酸性或碱性物质超越了其缓冲、中和与排除的速度和能力,在体内蓄积,即发生酸碱平衡失常。早期由于HCO3-/ H2CO3等的缓冲,尚能使其比值保持在20:1,pH和H+浓度维持在正常范围,称为代偿性酸中毒或碱中毒。当病情严重,代偿失效,HCO3-/ H2CO3比值不能保持在20:1,pH和H+浓度超过正常范围时,则发生失代偿性酸中毒或碱中毒。