病理生理學:第四節(jié)　堿中毒

一、代謝性堿中毒

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的劇烈嘔吐，直接丟失胃酸（HCl)。胃腺壁細胞生成HCl，H⁺是胃腺壁細胞由CO₂+H₂O→H₂CO₃→H⁺＋HCO₃^-反應而來，Cl^-則來自血漿。壁細胞中有碳酸酐酶促進此反應能迅速進行。H⁺與Cl^-在胃腺腔內形成HCl分泌入胃內。進入小腸后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^-]上升而導致代謝性堿中毒。

胃液大量丟失時可伴有Cl⁺、K⁺的丟失和細胞外液容量減少，這些因素也與此時的低謝性堿中毒發(fā)生有關。低血Cl^-時，同符號負離子HCO₃^-增多以補償之，低血K⁺時由于離子轉移而H⁺移入細胞內，細胞外液容量減少時由于醛固酮分泌增多而促進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。醛固酮能促進遠曲小管和集合管排出H⁺及K⁺,而加強Na⁺的重吸收。H⁺排出增多則由于H₂COH₃→H⁺＋HCO₃^-的反應，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)性腎上腺皮質增生或腫瘤等所引起。皮質醇等激素的生成和釋放增多，皮質醇也有鹽皮質激素的活性，故亦能導致代謝性堿中毒。③先天性腎上腺皮質增生—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)。因為這些酶缺乏而導致皮質醇合成減少，血中皮質醇水平下降反饋地引起垂體分泌過多ACTH，促進腎上腺皮質合成并分泌更多脫氧皮質酮（Deoxycorticorticosterone,DOC)和皮質酮（Corticosterone)。DOC則具有明顯的鹽皮質激素活性。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，病人無高血壓是因為其血管對血管緊張素Ⅱ的反應性降低。由于病人前列腺素分泌增多，故近年也提出交感神經興奮而使前列腺素增多從而導致腎素分泌增多的機制。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^＋恢復正常。⑤近球裝置腫瘤，其細胞能分泌大量腎素，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，由于甘草酸（Glycyrrhizic Acid)具有鹽皮質激素活性，故能引起類似醛固酮增多癥時的代謝性堿中毒。⑦細胞外液容量減少時引起醛固酮分泌增多以加強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或大量胃液喪失時。此種情況下，細胞外液每減少1升，血漿[HCO₃^-]約增加1.4mmol/L。速尿和利尿酸除可使細胞外液減少外，其抑制腎小管髓袢升支對Cl^-、Na⁺的重吸收能導致到達遠端曲管的Na⁺增多而使遠端曲管排H⁺換Na⁺過程加強，這也與代謝性堿中毒的發(fā)生有關。⑧創(chuàng)傷和手術時的應激反應時有腎上腺皮質激素分泌增多，常伴以代謝性堿中毒。

2.堿性物質攝入過多

（1)碳酸氫鹽攝入過多：例如潰瘍病人服用過量的碳酸氫鈉，中和胃酸后導致腸內NaHCO₃明顯升高時，特別是腎功能有障礙的病人由于腎臟調節(jié)HCO₃^-的能力下降可導致堿中毒。此外，在糾正酸中毒時，輸入碳酸氫鈉過量也同樣會導致堿中毒。

（2)乳酸鈉攝入過多：經肝臟代謝生成HCO₃^-。見于糾正酸中毒時輸乳酸鈉溶液過量。

（3)檸檬酸鈉攝入過多：輸血時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,經肝代謝性可生成HCO₃^-。故大量輸血時（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。其機理有①血清K⁺下降時,腎小管上皮細胞排K⁺相應減少而排H⁺增加，換回Na⁺、HCO₃^-增加。此時的代謝性堿中毒，不像一般堿中毒時排堿性尿，它卻排酸性尿，稱為反常酸性尿。②血清鉀下降時，由于離子交換，K⁺移至細胞外以補充細胞外液的K⁺，而H⁺則進入細胞內以維持電中性，故導致代謝性堿中毒（此時細胞內卻是酸中毒，當然細胞內沖物質可以緩沖進入細胞內的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，當原尿中[Cl^-]降低時，腎小管便加強H⁺、K⁺的排出以換回Na⁺，HCO₃^-的重吸收增加，從而生成NaHCO₃。因此低氯血癥時由于失H⁺、K⁺而NaHCO₃重吸收有增加，故能導致代謝性堿中毒。此時病人尿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Cl^-的主動重吸收從而造成缺Cl^-。此時遠端曲管加強排H⁺、K⁺以換回到達遠端曲管過多的Na⁺。故同樣可導致代謝性堿中毒。此時病人尿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^-降低機制促使代謝性堿中毒發(fā)生。

（二)機體的代償調節(jié)

1.細胞外液緩沖 代謝性堿中毒時體液[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起緩沖反應雖可使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，因為緩沖堿總量并不能減少，還是要靠腎臟的代償調節(jié)。

2.離子交換 此時細胞內H⁺向細胞外移動，K⁺則移向細胞內，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，由于細胞外液[HCO₃^-]升高,[H⁺]下降，導致呼吸中樞（延髓CO₂敏感細胞即中樞化學感受器)及主動脈體、頸動脈體化學感受器興奮性降低，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，因為通氣減少將同時引起缺氧，缺氧對呼吸的剌激將限制此種代償。

4.腎臟代償代謝性堿中毒時腎臟的代償是最主要的，它是代償調節(jié)的最終保證。與代謝性酸中毒時的代償反應正好相反，此時腎小管上皮細胞排H⁺減少，產NH₃形成NH₄⁺和可滴定酸排出均減少，對HCO₃^-的重吸收減少而使之排出增多。這是對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。此因離子交換機制，H⁺進入腎小管上皮細胞換出K⁺以補充低血鉀，小管內[H⁺]此時是高的。因此排出也多，雖為堿中毒卻是酸性尿。

通過代償調節(jié)如能使HCO₃^-/H₂CO₃的比值保持在正常范圍內，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)對機體的影響

1.神經肌肉功能障礙急性代謝性堿中毒病人常有神經肌肉應激性增高和手足搐搦癥.是血漿[Ca⁺⁺]下降所致,其機制是血漿pH值升高時血漿結合鈣增多而游離鈣減少。當代謝性堿中毒導致明顯低血鉀時，病人可發(fā)生肌肉無力或麻痹，腹脹甚至腸麻痹。

2.中樞神經系統(tǒng)功能障礙病人可有煩燥不安、精神錯亂及譫妄等癥狀。其機制目前認為可能與中樞神經系統(tǒng)中γ－氨基丁酸f1411.cn/zhuyuan/減少有關。γ－氨基丁酸是中樞神經系統(tǒng)的一種起抑制作用的物質，參與維持中樞興奮抑制的平衡。當[H⁺]下降時，谷氨酸脫羧酶活性降低，γ－氨基丁酸的生成便減少；同時γ－氨基丁酸轉氨酶活性增加，使γ－氨基丁酸分解增加。這樣就引起抑制的減弱而表現(xiàn)中樞的神經系統(tǒng)的興奮癥狀。

嚴重代謝性堿中毒也有組織供氧不足的作用參與中樞神經系統(tǒng)功能障礙的發(fā)生。因pH值升高時氨離曲線左移，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常伴有低鉀血癥。其機制是離子轉移造成的。堿中毒時細胞內H⁺移向細胞外以平衡細胞外減少的H⁺，同時K⁺移向細胞內以維持電中性。此過程同樣發(fā)生在腎小管上皮細胞，當細胞內K⁺增加時，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致低鉀血癥，二者可以互為因果，這一點是要注意的。

（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，如補充KCl，NaCl、CaCl₂、NH₄Cl等。其中NH₄Cl既能糾正堿中毒也能補充Cl^-，不過肝功能障礙患者不宜使用，因NH₄Cl需經肝代謝。

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。

二、呼吸性堿中毒

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，但一般均不嚴重。嚴重者可以有頭暈、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 甲狀腺機能亢進及發(fā)熱等時，通氣可明顯增加超過了應排出的CO₂量�？蓪е潞粑�性堿中毒，但一般也不嚴重。但都說明通氣量并非單單取決于體液中[H⁺]和Pco₂，也與代謝強度和需氧情況有關。此時的通氣過度可能是肺血流量增多通過反射性反應引起的。

3.乏氧性缺氧 乏氧性缺氧時的通氣過度是對乏氧的代償，但同時可以造成CO₂排出過多而發(fā)生呼吸性堿中毒。常見于進入高原、高山或高空的人；胸廓及肺病變如肺炎、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 革蘭氏陰性桿菌進入血路而繁殖的病人，在體溫血壓還沒有發(fā)生變化時即可出現(xiàn)明顯的通氣過度。Pco₂有低至17mmHg者。此變化非常有助于診斷。其機理尚不清楚，因為動物實驗中未能成功復制此一現(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。可能系NH₃對呼吸中樞的剌激作用引起的。當然，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。

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，此時腦內仍為代謝性酸中毒，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產量，目前認為系黃體酮對呼吸中樞的剌激作用，一些合成的黃體酮制劑也有此作用。妊娠反應期因嘔吐、飲食不足可發(fā)生酮癥酸中毒，妊娠反應期過后則可發(fā)生呼吸性堿中毒，有時引起手足搐搦。

（二)機體的代償調節(jié)

1.細胞內外離子交換和細胞內緩沖急性呼吸性堿中毒細胞內外離子交換是H⁺自細胞內液轉移至細胞外液以補充減少了的H⁺，而K⁺及Na⁺則自細胞外液轉移至細胞內液。H⁺＋HCO₃^-→H₂CO₃，補充細胞外液的HCO₃^-使之有所升高，而HCO₃^-則有所降低。

細胞內緩沖是當血漿Pco₂降低時，H₂CO₃下降，HCO₃^-/H₂CO₃比值增大,H₂CO₃^-相對增多，它可進入細胞內進行緩沖，以進入紅細胞為例其反應如下：

HCO₃^-自漿向紅細胞轉移，同時Cl^-自紅細胞向血漿轉移。血漿NaHCO₃有所減少以維持pH值不致明顯升高。H⁺可由細胞內緩沖物質如酸性磷酸鹽或HPr、HHb提供以補充細胞外液下降了的水平。這種細胞內緩沖大約紅細胞擔負1/3，其它細胞擔負2/3。

急性呼吸性堿中毒時血漿Pco₂與[HCO₃^-]二者的關系如下式所示：

△[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。當血液Pco₂下降HCO₃^-減少時，腎小管上皮細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。當然，如精神性過度通氣，當堿中毒發(fā)展至Pco₂明顯降低，[H⁺]亦隨之下降時,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)中的反饋性自我調控，不屬代償。如癔病的發(fā)作此時可能就過去了。

在慢性呼吸性堿中毒時，血漿[HCO₃^-]與Pco₂之間的關系如下式所示：

△[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明顯，概因慢性者有較充分的代償時間。但其代償也有限度，一般病人血漿[HCO₃^-]不會低于12mmol(mEq)/L。

失代償性呼吸性堿中毒反映血漿酸堿平衡的指標變化如下：

pH ↑　　　CO₂C.P.↓

S.B.　不變（有代償性減少時可略↓)

A.B.　↓

B.B..　不變（有代償性減少時可略↓)

B.E.　不變（有代償性減少時可呈負值增大)

此種堿中毒由于Cl^-向紅細胞外轉移增加，故血漿Cl^-升高。

（三)對機體的影響:

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，四肢及口周圍感覺異常等。嚴重者有意識障礙，其機理可能系Pco₂↓導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給鈣劑以增加血漿[Ca⁺⁺]。