病理生理學/代謝性堿中毒

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病理生理學

酸堿平衡紊亂
- 堿中毒
  - 代謝性堿中毒
  - 呼吸性堿中毒

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(yīng)而來，Cl^-則來自血漿。壁細胞中有碳酸酐酶促進此反應(yīng)能迅速進行。H⁺與Cl^-在胃腺腔內(nèi)形成HCl分泌入胃內(nèi)。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NaHCO₃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(guān)。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(zhuǎn)移而H⁺移入細胞內(nèi)，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(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）。因為這些酶缺乏而導致皮質(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(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(zhì)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(guān)。⑧創(chuàng)傷和手術(shù)時的應(yīng)激反應(yīng)時有腎上腺皮質(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，中和胃酸后導致腸內(nèi)NaHCO₃明顯升高時，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(jīng)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(jīng)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(yīng)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(nèi)以維持電中性，故導致代謝性堿中毒（此時細胞內(nèi)卻是酸中毒，當然細胞內(nèi)沖物質(zhì)可以緩沖進入細胞內(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(diào)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(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，因為緩沖堿總量并不能減少，還是要靠腎臟的代償調(diào)節(jié)。

2.離子交換此時細胞內(nèi)H⁺向細胞外移動，K⁺則移向細胞內(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，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(diào)節(jié)的最終保證。與代謝性酸中毒時的代償反應(yīng)正好相反，此時腎小管上皮細胞排H⁺減少，產(chǎn)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(nèi)［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(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(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,其機制是血漿pH值升高時血漿結(jié)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(jīng)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(jīng)系統(tǒng)中γ－氨基丁酸減少有關(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［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(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。其機制是離子轉(zhuǎn)移造成的。堿中毒時細胞內(nèi)H⁺移向細胞外以平衡細胞外減少的H⁺，同時K⁺移向細胞內(nèi)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(nèi)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(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。