ASA2015知识更新十五动脉

ASA知识更新（十五）

动脉血气及酸碱分析——如何帮助你诊治病人

酸碱异常通常只是诸如电解质紊乱、有机酸增加、毒素、肾功能衰竭或PaCO2异常的一个标志。酸碱失衡的原因主要决定了病人预后和治疗的适当性。如果酸碱失衡导致[H+]或pH(pH7.2或7.6)大幅度改变，会由于蛋白质功能障碍导致继发性问题（心律失常、血管收缩或舒张），但这些继发性问题不太常见。

呼吸性酸碱紊乱容易理解和处理。肺泡通气不足导致高二氧化碳分压及酸中毒。肺泡过度通气导致低二氧化碳分压及碱中毒。短期治疗旨在恢复正常的肺泡通气及保证充足的氧合，通常使用机械通气和/或额外的氧供。长期治疗旨在纠正潜在的问题。呼吸性酸碱紊乱在这里不做进一步的讨论。

判断非呼吸性（代谢性）酸碱紊乱的原因和程度比较困难。非呼吸性酸碱紊乱最重要的原因是电解质紊乱(Na、Cl)、有机酸增加（乳酸、酮酸）、毒物摄入（甲醇、乙二醇、阿司匹林）和肾功能衰竭（硫酸盐，磷酸盐）。最常教授的酸碱分析方法是碳酸氢盐/阴离子间隙和碱剩余/碱不足（BE）途径。最近，Stewart将物理-化学基础原理应用于酸碱分析。Stewart发现的临床应用程序首先由Fencl和他的同事开发，后来由别人完善。Stewart-Fencl方法广泛应用于麻醉学、外科学和危重病医学，这里我们将重点讨论。

首先，我们列出了酸碱生理学中重要的血浆成分和他们的浓度，见图1。这种表示方法我们称之为Gamble图，它对于我们理解非呼吸性酸碱平衡是一种很有用的工具。阴离子显示在右侧，阳离子显示在左侧。单个矩形的高度与它所表示的物质的浓度成正比。因为所有溶液必须是电中性的，右侧和左侧列的总高度必须相等(S所有阳离子=S所有阴离子)。水在图中未显示，它呈现出非常高的浓度[H2O]=5.55*mEq/L，超过[H+]或[OH-]七个数量级。整个章节中离子浓度都以mEq/L表示。

我们把这些成分分成三组，即弱离子，强离子，水及其电离产物。

弱离子（图1绿颜色所示）在生理PH范围内不完全解离。他们包括CO2-H2O系统的解离产物[HCO3-]=24mEq/L和[CO3-2]=3.7*10-2mEq/L，白蛋白[Alb-]=12.7mEq/L和无机磷酸盐[Pi-]=2.2mEq/L。每种弱离子的解离程度取决于溶液的净pH和该弱离子的离解常数。重要的是，溶液的净pH值由下文将讨论到的其它独立因素决定。Henderson-Hasselbalch方程式描述了碳酸解离成碳酸氢盐和氢离子。方程式：K代表碳酸的解离常数，S代表CO2的溶解度。方程式的名字是为了表彰Henderson-Hasselbalch的开创性贡献。类似的方程式描述了碳酸氢盐离解离成碳酸盐，白蛋白解离成[Alb-]，以及无机磷酸盐解离成[Pi-]。需要注意的是Henderson-Hasselbalch方程式描述了pH取决于碳酸解离成碳酸氢盐。也就是说，如果我们知道这三个变量中任意两个的值(pH、[HCO3-]、PCO2)，我们可以利用方程式计算第三个值。然而，仅靠Henderson-Hasselbalch方程式并不能证明酸碱失衡的原因，因为下文将要讨论到的起重要作用的其它因素并不在解离方程式中。我们必须谨慎，不要将一个描述性方程式与可以证明因果关系相混淆。

我们可能会问自己“什么是氯化钠，或者乳酸或酮基酸的解离方程式，等同于那些刚刚讨论过的吗？”在第二组我们并不需要计算的这些以及其他物质的解离程度，因为强离子(图1棕色所示)在所有生理PH上都是完全解离的（99.9%）。强离子的正常浓度是[Na+]=,[K+]=4.3,[Ca+2]=2.5,[Mg+2]=2,[Cl-]=(单位均为mEq/L)，所有这些离子在患者中常规检测。强离子乳酸，酮基酸，以及硫酸的浓度通常都小于1mEq/L，它们的浓度通常是不测的；摄入的毒素（甲醇，乙二醇，阿司匹林）也产生强离子。有机酸和毒素通常称为未知阴离子（UA），它们是一组真正未知种类。

图1正常血浆的Gamble图。所有浓度单位均以mEq/L表示。绿色表示弱离子，棕色表示强离子，蓝色表示水解离产物。单个矩形的高度与它所表示的物质的浓度成正比。因为所有溶液必须是电中性的，右侧和左侧列的总高度必须相等(S所有阳离子=S所有阴离子)。

由于用于酸碱计算所有强离子具有相同的效果，它们的浓度概括为强离子差，[强离子差]=S[强阳离子]-S[强阴离子]。需要注意的是强离子的浓度可通过添加或移除离子或通过添加或移除水而发生改变。强离子差从正常值39mEq/L的改变在数值上等于碱剩余（正常值是BE=0mEq/L），碱剩余是指将温度在37℃，PCO2在40托（真空压强单位）的血样PH值滴定到7.40所需要的强酸或强碱的量（mEq/L）。因为它是在40托的正常PCO2下测量的，它反映了非呼吸性酸碱紊乱的总和。

水及其解离产物（图1中用蓝色标出）属于第三组。水表现出很高的浓度（[H2O]=5.55*mEq/L）和很低的解离度（[H+]=4*10-5mEq/L，[OH-]=1.1*10-3mEq/L）。尽管水的解离产物([H+]和[OH-])浓度很低，但是它们非常重要。因为在绝大多数情况下，水分子比[H+]或[OH-]浓度都大7个数量级以上，水的解离方程可简化为[H+]*[OH-]=Kw，其中Kw是取决于温度的常数。因为在恒定温度下[H+]*[OH-]=一个常数，所以如果其中一项浓度升高则另一项浓度降低。

因为篇幅有限，Stewart想法的完整发展过程超出了本介绍的范围，详细叙述在（Fencl，;Stewart，，年）中呈现。这里我们主要讲诉其分析基于的原理及主要结论。

我们刚刚讲诉了在酸碱中起重要作用的血浆成分。在这个系统中Stewart应用了三条规则：

1.质量守恒，即除非在系统中加入或减少，系统中钠，氢或白蛋白等的总量是固定的。值得注意的是，虽然氢总量是固定的，但是它可能以水，碳酸氢根，或者氢离子等的形式存在。类似于白蛋白总量是固定的，但是单体，阴离子化等各存在形式的量是变化的。

2.所有溶液是电中性的，即所有阳离子总和与所有阴离子总和相等。

3.解离平衡，如上所述，即任何情况下，不论所有弱电解质还是水，都要同时满足。

Stewart的分析显示，三个自变量（像致病因素）决定酸碱平衡:

1.PCO2；

2.弱电解质阴离子总浓度[Atot]（包括离子化及非离子化），其中在血浆中由白蛋白[Albtot]和无机磷酸盐[Pitot]组成；

3.强离子差（SID）（强电解质阳离子总和-强电解质阴离子总和）。

其他所有的酸碱变量（pH值,[H+],[OH-],[HCO3-][CO3--],[Alb-],[Pi-]等）都是因变量（不引起酸碱失衡），它们的值取决于三个自变量。

综上所述：我们







































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