代謝性堿中毒(Metabolic Alkalosis)的特征是血漿[HCO3-]原發(fā)性增多。
(一)原因和機(jī)制
1.氫離子丟失過多
(1)胃液丟失:常見于幽門梗阻或高位腸梗阻時(shí)的劇烈嘔吐,直接丟失胃酸(HCl)。胃腺壁細(xì)胞生成HCl,H+是胃腺壁細(xì)胞由CO2+H2O→H2CO3→H++HCO3-反應(yīng)而來,Cl-則來自血漿。壁細(xì)胞中有碳酸酐酶促進(jìn)此反應(yīng)能迅速進(jìn)行。H+與Cl-在胃腺腔內(nèi)形成HCl分泌入胃內(nèi)。進(jìn)入小腸后HCl與腸液、胰液、膽汁等堿性消化液中的NaHCO3中和。堿性液的分泌是受H+入腸的剌激引起的。因此,如果HCl因嘔吐而丟失,則腸液中www.med126.comNaHCO3分泌減少,體內(nèi)將有潴留;再者,已分泌入腸的NaHCO3不被HCl中和,勢必引起腸液中[HCO3-]升高而使其重吸收增加。這就使血中[HCO3-]上升而導(dǎo)致代謝性堿中毒。
胃液大量丟失時(shí)可伴有Cl+、K+的丟失和細(xì)胞外液容量減少,這些因素也與此時(shí)的低謝性堿中毒發(fā)生有關(guān)。低血Cl-時(shí),同符號(hào)負(fù)離子HCO3-增多以補(bǔ)償之,低血K+時(shí)由于離子轉(zhuǎn)移而H+移入細(xì)胞內(nèi),細(xì)胞外液容量減少時(shí)由于醛固酮分泌增多而促進(jìn)Na+重吸收而促使H+和K+排出,這些均能引起代謝性堿中毒。
(2)腎臟排H+過多:腎臟排出H+過多主要是由于醛固酮分泌增加引起的。醛固酮能促進(jìn)遠(yuǎn)曲小管和集合管排出H+及K+,而加強(qiáng)Na+的重吸收。H+排出增多則由于H2COH3→H++HCO3-的反應(yīng),HCO3-生成多,與Na+相伴而重吸收也增加,從而引起代謝性堿中毒,同時(shí)也伴有低鉀血癥。
醛固酮分泌增加見于下列情況:①原發(fā)性醛固酮增多癥。②柯興綜合征(Cushint’s Syndrome)—常由垂體分泌ACTH的腫瘤、原發(fā)性腎上腺皮質(zhì)增生或腫瘤等所引起。皮質(zhì)醇等激素的生成和釋放增多,皮質(zhì)醇也有鹽皮質(zhì)激素的活性,故亦能導(dǎo)致代謝性堿中毒。③先天性腎上腺皮質(zhì)增生—可分為兩型,17-羥化酶缺乏型(非男性化)和11-羥化酶缺乏型(男性化)。因?yàn)檫@些酶缺乏而導(dǎo)致皮質(zhì)醇合成減少,血中皮質(zhì)醇水平下降反饋地引起垂體分泌過多ACTH,促進(jìn)腎上腺皮質(zhì)合成并分泌更多脫氧皮質(zhì)酮(Deoxycorticorticosterone,DOC)和皮質(zhì)酮(Corticosterone)。DOC則具有明顯的鹽皮質(zhì)激素活性。④Bartter綜合征—這是以近球裝置增生而腎素分泌增多為特點(diǎn)的綜合征。通過腎素→血管緊張素→醛固酮系統(tǒng)引起醛固酮分泌增多,病人無高血壓是因?yàn)槠溲軐?duì)血管緊張素Ⅱ的反應(yīng)性降低。由于病人前列腺素分泌增多,故近年也提出交感神經(jīng)興奮而使前列腺素增多從而導(dǎo)致腎素分泌增多的機(jī)制。例如使用消炎痛抑制前列腺素合成,可以降低病人腎素及醛固酮水平,并使代謝性堿中毒及Na+、K+恢復(fù)正常。⑤近球裝置腫瘤,其細(xì)胞能分泌大量腎素,引起高血壓及代謝性堿中毒。⑥甘草及其制劑長期大量使用時(shí),由于甘草酸(Glycyrrhizic Acid)具有鹽皮質(zhì)激素活性,故能引起類似醛固酮增多癥時(shí)的代謝性堿中毒。⑦細(xì)胞外液容量減少時(shí)引起醛固酮分泌增多以加強(qiáng)Na+重吸收而保容量,可引起代謝性堿中毒。常見于速尿、利尿酸等髓袢利尿劑尿時(shí)或大量胃液喪失時(shí)。此種情況下,細(xì)胞外液每減少1升,血漿[HCO3-]約增加1.4mmol/L。速尿和利尿酸除可使細(xì)胞外液減少外,其抑制腎小管髓袢升支對(duì)Cl-、Na+的重吸收能導(dǎo)致到達(dá)遠(yuǎn)端曲管的Na+增多而使遠(yuǎn)端曲管排H+換Na+過程加強(qiáng),這也與代謝性堿中毒的發(fā)生有關(guān)。⑧創(chuàng)傷和手術(shù)時(shí)的應(yīng)激反應(yīng)時(shí)有腎上腺皮質(zhì)激素分泌增多,常伴以代謝性堿中毒。
2.堿性物質(zhì)攝入過多
(1)碳酸氫鹽攝入過多:例如潰瘍病人服用過量的碳酸氫鈉,中和胃酸后導(dǎo)致腸內(nèi)NaHCO3明顯升高時(shí),特別是腎功能有障礙的病人由于腎臟調(diào)節(jié)HCO3-的能力下降可導(dǎo)致堿中毒。此外,在糾正酸中毒時(shí),輸入碳酸氫鈉過量也同樣會(huì)導(dǎo)致堿中毒。
(2)乳酸鈉攝入過多:經(jīng)肝臟代謝生成HCO3-。見于糾正酸中毒時(shí)輸乳酸鈉溶液過量。
(3)檸檬酸鈉攝入過多:輸血時(shí)所用液多用檸檬酸鈉抗凝。每500毫升血液中有檸檬酸鈉16.8mEq,經(jīng)肝代謝性可生成HCO3-。故大量輸血時(shí)(例如快速輸入3000~4000毫升)可發(fā)生代謝性堿中毒。
3.缺鉀
各種原因引起的血清鉀減少,可引起血漿NaHCO3增多而發(fā)生代謝性堿中毒。其機(jī)理有①血清K+下降時(shí),腎小管上皮細(xì)胞排K+相應(yīng)減少而排H+增加,換回Na+、HCO3-增加。此時(shí)的代謝性堿中毒,不像一般堿中毒時(shí)排堿性尿,它卻排酸性尿,稱為反常酸性尿。②血清鉀下降時(shí),由于離子交換,K+移至細(xì)胞外以補(bǔ)充細(xì)胞外液的K+,而H+則進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)以維持電中性,故導(dǎo)致代謝性堿中毒(此時(shí)細(xì)胞內(nèi)卻是酸中毒,當(dāng)然細(xì)胞內(nèi)沖物質(zhì)可以緩沖進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的H+)。
4.缺氯:由于Cl-是腎小管中唯一的容易與Na+相繼重吸收的陰離子,當(dāng)原尿中[Cl-]降低時(shí),腎小管便加強(qiáng)H+、K+的排出以換回Na+,HCO3-的重吸收增加,從而生成NaHCO3。因此低氯血癥時(shí)由于失H+、K+而NaHCO3重吸收有增加,故能導(dǎo)致代謝性堿中毒。此時(shí)病人尿Cl-是降低的。另外,前述之速尿及利尿酸能抑制髓袢升支粗段對(duì)Cl-的主動(dòng)重吸收從而造成缺Cl-。此時(shí)遠(yuǎn)端曲管加強(qiáng)排H+、K+以換回到達(dá)遠(yuǎn)端曲管過多的Na+。故同樣可導(dǎo)致代謝性堿中毒。此時(shí)病人尿Cl-是升高的。
嘔吐失去HCl,就是失Cl-,血漿及尿中Cl-下降,通過上述原尿中Cl-降低機(jī)制促使代謝性堿中毒發(fā)生。
(二)機(jī)體的代償調(diào)節(jié)
1.細(xì)胞外液緩沖 代謝性堿中毒時(shí)體液[H+]降低,[OH-]升高,則OH-+H2CO3→HCO3-+H2O,OH-+HPr-→Pr-+H2O,以緩沖而減弱其堿性。體液中NaHCO3升高可與其它緩沖對(duì)起緩沖反應(yīng)雖可使NaHCO3有所降低,但其它緩沖堿卻有所增加。NaHCO3+Hpr→NaPr+H2CO3,NaHCO3+Na2HPO4→Na2HPO4+H2CO3。因而其緩沖效果不明顯,因?yàn)榫彌_堿總量并不能減少,還是要靠腎臟的代償調(diào)節(jié)。
2.離子交換 此時(shí)細(xì)胞內(nèi)H+向細(xì)胞外移動(dòng),K+則移向細(xì)胞內(nèi),故代謝性堿中毒能引起低血鉀。
3.呼吸代償 代謝性堿中毒時(shí),由于細(xì)胞外液[HCO3-]升高,[H+]下降,導(dǎo)致呼吸中樞(延髓CO2敏感細(xì)胞即中樞化學(xué)感受器)及主動(dòng)脈體、頸動(dòng)脈體化學(xué)感受器興奮性降低,出現(xiàn)呼吸抑制,肺泡通氣減少,從而使血液中H2CO3上升。但這種代償有其限度,因?yàn)橥鉁p少將同時(shí)引起缺氧,缺氧對(duì)呼吸的剌激將限制此種代償。
4.腎臟代償代謝性堿中毒時(shí)腎臟的代償是最主要的,它是代償調(diào)節(jié)的最終保證。與代謝性酸中毒時(shí)的代償反應(yīng)正好相反,此時(shí)腎小管上皮細(xì)胞排H+減少,產(chǎn)NH3形成NH4+和可滴定酸排出均減少,對(duì)HCO3-的重吸收減少而使之排出增多。這是對(duì)代謝性堿中毒最為有效的代償,其它三種代償均是次要的。
需注意者,代謝性堿中毒一般均為堿性尿。但在低血鉀引起的堿中毒卻反常酸性尿。此因離子交換機(jī)制,H+進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞換出K+以補(bǔ)充低血鉀,小管內(nèi)[H+]此時(shí)是高的。因此排出也多,雖為堿中毒卻是酸性尿。
通過代償調(diào)節(jié)如能使HCO3-/H2CO3的比值保持在正常范圍內(nèi),則為代償性代謝性堿中毒;否則,稱為失代償性代謝性堿中毒,其血漿中反映酸堿平衡的指標(biāo)變化如下:
pH ↑ CO2C.P.↑
S.B. ↑ B.B. ↑
A.B.↑ B.E.正值增大
A.G.不變
(三)對(duì)機(jī)體的影響
1.神經(jīng)肌肉功能障礙急性代謝性堿中毒病人常有神經(jīng)肌肉應(yīng)激性增高和手足搐搦癥.是血漿[Ca++]下降所致,其機(jī)制是血漿pH值升高時(shí)血漿結(jié)合鈣增多而游離鈣減少。當(dāng)代謝性堿中毒導(dǎo)致明顯低血鉀時(shí),病人可發(fā)生肌肉無力或麻痹,腹脹甚至腸麻痹。
2.中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙病人可有煩燥不安、精神錯(cuò)亂及譫妄等癥狀。其機(jī)制目前認(rèn)為可能與中樞神經(jīng)系統(tǒng)中γ-氨基丁酸gydjdsj.org.cn/zhuyuan/減少有關(guān)。γ-氨基丁酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一種起抑制作用的物質(zhì),參與維持中樞興奮抑制的平衡。當(dāng)[H+]下降時(shí),谷氨酸脫羧酶活性降低,γ-氨基丁酸的生成便減少;同時(shí)γ-氨基丁酸轉(zhuǎn)氨酶活性增加,使γ-氨基丁酸分解增加。這樣就引起抑制的減弱而表現(xiàn)中樞的神經(jīng)系統(tǒng)的興奮癥狀。
嚴(yán)重代謝性堿中毒也有組織供氧不足的作用參與中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙的發(fā)生。因pH值升高時(shí)氨離曲線左移,氧合血紅蛋白在組織解離釋氧減少,故病人也有缺氧的表現(xiàn),癥狀可有興奮直至昏迷。
3.低鉀血癥代謝性堿中毒經(jīng)常伴有低鉀血癥。其機(jī)制是離子轉(zhuǎn)移造成的。堿中毒時(shí)細(xì)胞內(nèi)H+移向細(xì)胞外以平衡細(xì)胞外減少的H+,同時(shí)K+移向細(xì)胞內(nèi)以維持電中性。此過程同樣發(fā)生在腎小管上皮細(xì)胞,當(dāng)細(xì)胞內(nèi)K+增加時(shí),腎排K+也就增加。故能引起低鉀血癥。從前面所介紹的全部情況看,低鉀血癥是代謝性堿中毒的原因之一,而代謝性堿中毒又能導(dǎo)致低鉀血癥,二者可以互為因果,這一點(diǎn)是要注意的。
(四)防治原則
1.積極防治引起代謝性堿中毒的原發(fā)病。
2.糾正低血鉀癥或低氯血癥,如補(bǔ)充KCl,NaCl、CaCl2、NH4Cl等。其中NH4Cl既能糾正堿中毒也能補(bǔ)充Cl-,不過肝功能障礙患者不宜使用,因NH4Cl需經(jīng)肝代謝。
3.糾正堿中毒 可使用碳酸肝酶抑制劑如乙酰唑胺以抑制腎小管上皮細(xì)胞中H2CO3的合成,從而減少H+的排出和HCO3-的重吸收。也可使用稀HCl以中和體液中過多的NaHCO3。大約是1mEq的酸可降低血漿[HCO3-]5mEq/L左右。醛固酮拮抗劑可減少H+、K+從腎臟排出,也有一定療效。
呼吸性堿中毒(Respiratory Alkalosis)的特征是血漿[H2CO3]原發(fā)性減少。
(一)原因和機(jī)制
1.精神性過度通氣 這是呼吸性堿中毒的常見原因,但一般均不嚴(yán)重。嚴(yán)重者可以有頭暈、感覺異常,偶爾有搐搦。常見于癔病發(fā)作患者。
2.代謝性過程異常 甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)及發(fā)熱等時(shí),通氣可明顯增加超過了應(yīng)排出的CO2量?蓪(dǎo)致呼吸性堿中毒,但一般也不嚴(yán)重。但都說明通氣量并非單單取決于體液中[H+]和Pco2,也與代謝強(qiáng)度和需氧情況有關(guān)。此時(shí)的通氣過度可能是肺血流量增多通過反射性反應(yīng)引起的。
3.乏氧性缺氧 乏氧性缺氧時(shí)的通氣過度是對(duì)乏氧的代償,但同時(shí)可以造成CO2排出過多而發(fā)生呼吸性堿中毒。常見于進(jìn)入高原、高山或高空的人;胸廓及肺病變?nèi)?a class="channel_keylink" href="/tcm/2009/20090113023751_77901.shtml" target="_blank">肺炎、肺栓塞、氣胸、肺淤血等引起胸廓、肺血管或肺組織傳入神經(jīng)受剌激而反射性通氣增加的病人;此外,有些先天性心臟病患者,由于右至左分流增加而導(dǎo)致低張性低氧血癥也能出現(xiàn)過度通氣。這些均引起血漿H2CO3下降而出現(xiàn)呼吸性堿中毒。
4.中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾患 腦炎、腦膜炎、腦腫瘤、腦血管意外及顱腦損傷病人中有的呼吸中樞受到剌激而興奮,出現(xiàn)通氣過度。
5.水楊酸中毒 水楊酸能直接剌激呼吸中樞使其興奮性升高,對(duì)正常剌激的敏感性也升高。因而出現(xiàn)過度通氣。
6.革蘭氏陰性桿菌敗血癥 革蘭氏陰性桿菌進(jìn)入血路而繁殖的病人,在體溫血壓還沒有發(fā)生變化時(shí)即可出現(xiàn)明顯的通氣過度。Pco2有低至17mmHg者。此變化非常有助于診斷。其機(jī)理尚不清楚,因?yàn)閯?dòng)物實(shí)驗(yàn)中未能成功復(fù)制此一現(xiàn)象。
7.人工呼吸過度。
8.肝硬化 肝硬化有腹水及血NH3升高者可出現(xiàn)過度通氣?赡芟礜H3對(duì)呼吸中樞的剌激作用引起的。當(dāng)然,腹水上抬橫隔也有剌激呼吸的作用,但是非肝硬化的腹水病人卻無過度通氣的反應(yīng)。
9.代謝性酸中毒突然被糾正例如使用NaHCO3糾正代謝性酸中毒,細(xì)胞外液[HCO3-]濃度迅速升至正常,但通過血腦漿屏障很慢,約12~24小時(shí),此時(shí)腦內(nèi)仍為代謝性酸中毒,故過度通氣仍持續(xù)存在。這就造成H2CO3過低的呼吸性堿中毒。
10.妊娠 有中等程度的通氣增加,它超過CO2產(chǎn)量,目前認(rèn)為系黃體酮對(duì)呼吸中樞的剌激作用,一些合成的黃體酮制劑也有此作用。妊娠反應(yīng)期因嘔吐、飲食不足可發(fā)生酮癥酸中毒,妊娠反應(yīng)期過后則可發(fā)生呼吸性堿中毒,有時(shí)引起手足搐搦。
(二)機(jī)體的代償調(diào)節(jié)
1.細(xì)胞內(nèi)外離子交換和細(xì)胞內(nèi)緩沖急性呼吸性堿中毒細(xì)胞內(nèi)外離子交換是H+自細(xì)胞內(nèi)液轉(zhuǎn)移至細(xì)胞外液以補(bǔ)充減少了的H+,而K+及Na+則自細(xì)胞外液轉(zhuǎn)移至細(xì)胞內(nèi)液。H++HCO3-→H2CO3,補(bǔ)充細(xì)胞外液的HCO3-使之有所升高,而HCO3-則有所降低。
細(xì)胞內(nèi)緩沖是當(dāng)血漿Pco2降低時(shí),H2CO3下降,HCO3-/H2CO3比值增大,H2CO3-相對(duì)增多,它可進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行緩沖,以進(jìn)入紅細(xì)胞為例其反應(yīng)如下:
HCO3-自漿向紅細(xì)胞轉(zhuǎn)移,同時(shí)Cl-自紅細(xì)胞向血漿轉(zhuǎn)移。血漿NaHCO3有所減少以維持pH值不致明顯升高。H+可由細(xì)胞內(nèi)緩沖物質(zhì)如酸性磷酸鹽或HPr、HHb提供以補(bǔ)充細(xì)胞外液下降了的水平。這種細(xì)胞內(nèi)緩沖大約紅細(xì)胞擔(dān)負(fù)1/3,其它細(xì)胞擔(dān)負(fù)2/3。
急性呼吸性堿中毒時(shí)血漿Pco2與[HCO3-]二者的關(guān)系如下式所示:
△[HCO3-]=△Pco2×0.2±2.5
例如血漿Pco2迅速下降1.33kPa(10mmHg)(即從正常的5.33kPa(40mmHg)降至4.00kPa(300mmHg)),則[HCO3-]降低2mmol(mEq)/L左右。且[HCO3-]降低也有一定代償限度,一般急性患者下降不超過6mmol(mEq)/L,即A.B.不低于18mmol(mEq)/L。因此常為失代償者。
2.腎臟代償是慢性呼吸性堿中毒的主要代償措施。當(dāng)血液Pco2下降HCO3-減少時(shí),腎小管上皮細(xì)胞碳酸酐酶活性降低,H+的生成和排出下降。NH3→NH4+也因排出的H+下降而減少。與此同時(shí)HCO3-重吸收減少而排出增多。
呼吸性堿中毒不能依靠呼吸代償。當(dāng)然,如精神性過度通氣,當(dāng)堿中毒發(fā)展至Pco2明顯降低,[H+]亦隨之下降時(shí),呼吸中樞的興奮性將受抑制而使呼吸減慢變淺,這是發(fā)病環(huán)節(jié)中的反饋性自我調(diào)控,不屬代償。如癔病的發(fā)作此時(shí)可能就過去了。
在慢性呼吸性堿中毒時(shí),血漿[HCO3-]與Pco2之間的關(guān)系如下式所示:
△[HCO3-]=△Pco2×0.5±2.5mmol(mEq)/L
例如血漿Pco2每降低1.33kPa(10mmHg),[HCO3-]可下降約5mmol(mEq)/L。這比急性者的代償反應(yīng)明顯,概因慢性者有較充分的代償時(shí)間。但其代償也有限度,一般病人血漿[HCO3-]不會(huì)低于12mmol(mEq)/L。
失代償性呼吸性堿中毒反映血漿酸堿平衡的指標(biāo)變化如下:
pH ↑ CO2C.P.↓
S.B. 不變(有代償性減少時(shí)可略↓)
A.B. ↓
B.B.. 不變(有代償性減少時(shí)可略↓)
B.E. 不變(有代償性減少時(shí)可呈負(fù)值增大)
此種堿中毒由于Cl-向紅細(xì)胞外轉(zhuǎn)移增加,故血漿Cl-升高。
(三)對(duì)機(jī)體的影響:
急性呼吸性堿中毒病人臨床表現(xiàn)較為明顯,常有諸如窒息感,氣促,眩暈,易激動(dòng),四肢及口周圍感覺異常等。嚴(yán)重者有意識(shí)障礙,其機(jī)理可能系Pco2↓導(dǎo)致腦血管收縮而缺血,手足搐搦是血漿[Ca++]下降所致。
慢性呼吸性堿中毒癥狀輕。因代償發(fā)揮較好。
呼吸性堿中毒與代謝性堿中毒一樣,也能導(dǎo)致低鉀血癥和組織缺氧。
(四)防治原則
1.防治原發(fā)病。
2.降低病人的通氣過度,如精神性通氣過度可用鎮(zhèn)靜劑。
3.吸入含5%CO2的混合氣體,以提高血漿H2CO3濃度。
4.手足搐搦者可靜脈適量補(bǔ)給鈣劑以增加血漿[Ca++]。