病理生理學(xué)/代謝性酸中毒
醫(yī)學(xué)電子書(shū) >> 《病理生理學(xué)》 >> 酸堿平衡紊亂 >> 酸中毒 >> 代謝性酸中毒 |
病理生理學(xué) |
|
代謝性酸中毒(Metabolic Acidosis)的特征是血漿[HCO-]原發(fā)性減少。
代謝性酸中毒又可根據(jù)AG是否增加分為二類(lèi):AG增加類(lèi)代謝性酸中毒,病人血漿[Cl-]水平正常,亦即文獻(xiàn)上經(jīng)常提到的正常血氯性代謝性酸在毒。AG正常類(lèi)代謝性酸中毒,病人血漿[Cl-]水平卻升高,亦即文獻(xiàn)上經(jīng)常提到高血氯性代謝性酸中毒(見(jiàn)圖6-2)。這其間的關(guān)系我們?cè)诒菊挛次膊糠纸榻B清楚。
圖6-2 正常和代謝性酸中毒時(shí)的負(fù)離子間隙改變類(lèi)型
(一)原因和機(jī)制
1.酸性物質(zhì)產(chǎn)生過(guò)多
(1)乳酸酸中毒:乳酸酸中毒(Lactic Acidosis)可見(jiàn)于各種原因引起的缺氧,其發(fā)病機(jī)制是缺氧時(shí)糖酵解過(guò)程加強(qiáng),乳酸生成增加,因氧化過(guò)程不足而積累,導(dǎo)致血乳酸水平升高。這種酸中毒很常見(jiàn)。臨床上伴有缺氧的病人休克、嚴(yán)重貧血、呼吸暫停、心臟停搏、CO中毒、氰化物中毒、癲癇發(fā)作及過(guò)于劇烈的運(yùn)動(dòng)、灑精中毒時(shí)的心臟呼吸抑制、嚴(yán)重肝病時(shí)肝臟對(duì)乳酸代謝障礙、糖尿病病人的糖氧化障礙、白血病時(shí)可能出現(xiàn)的惡性細(xì)胞糖酵解和加強(qiáng)等等均經(jīng)常遇到。
乳酸酸中毒的特點(diǎn):
血液中乳酸濃度升高,例如嚴(yán)重休克病人動(dòng)脈血乳酸水平升高10倍以上。
血液中[乳酸-]/[丙酮酸-]比值增大(正常血漿乳酸濃度約1mmol/L,丙酮酸濃度約0.1mmol/L,二者比值為10:1)。
AG增大,血氯正常。故屬于AG增加類(lèi)正常血氯性代表謝性酸中毒。此種酸中毒血漿乳酸濃度??沙^(guò)6mmol/L,高者可達(dá)12mmol/L。[乳酸根-]是未測(cè)定負(fù)離子之一,其增加當(dāng)使負(fù)離子間隙增加。這種病人丙酮酸也有增加。
(2)酮癥酸中毒:酮癥酸中毒(Ketoacidosis)是本體脂大量動(dòng)用的情況下,如糖尿病、饑餓、妊娠反應(yīng)較長(zhǎng)時(shí)間有嘔吐癥狀者、酒精中毒嘔吐并數(shù)日少進(jìn)食物者,脂肪酸在肝內(nèi)氧化加強(qiáng),酮體生成增加并超過(guò)了肝外利用量,因而出現(xiàn)酮血癥。酮體包括丙酮、β-羥丁酸、乙酰乙酸,后兩者是有機(jī)酸,導(dǎo)致代謝性酸中毒。這種酸中毒也是AG增加類(lèi)正常血氯性代謝性酸中毒。
因胰島素缺乏而發(fā)生糖尿病的病人,可以出現(xiàn)嚴(yán)重的酮癥酸中毒,甚而致死。因?yàn)檎r(shí)人體胰島素對(duì)抗脂解激素,使指解維持常量。當(dāng)胰島素缺乏時(shí),脂解激素如ACTH、皮質(zhì)醇、胰高血糖素及生長(zhǎng)激素等的作用加強(qiáng),大量激活脂肪細(xì)胞內(nèi)的脂肪酶,使甘油三酯分解為甘油和脂肪酸的過(guò)程加強(qiáng),脂肪酸大量進(jìn)入肝臟,肝臟則生酮顯著增加。
肝臟生酮增加與肉毒堿?;D(zhuǎn)移酶(Acylcarnitine transferase)活性升高有關(guān)。因?yàn)檎r(shí)胰島素對(duì)比酶具有抑制性調(diào)節(jié)作用,當(dāng)胰島毒缺乏時(shí)此酶活性顯著增強(qiáng)。這時(shí)進(jìn)入肝臟的脂肪酸形成脂肪酰輔酶A(Fatty acyl- CoA)之后,在此酶作用下大量進(jìn)入線(xiàn)粒體,經(jīng)β-氧化而生成大量的乙酰輔酶A,乙酰輔酶A是合成酮體的基礎(chǔ)物質(zhì)。正常情況下,乙酰輔酶A經(jīng)檸檬酸合成酶的催化與草酰乙酸縮合成檸檬酸而進(jìn)入三羧酸循環(huán),或經(jīng)乙酰輔酶A羧化酶的作用生成丙二酰輔酶A而合成脂肪酸,因此乙酰輔酶A合成酮體的量是很少的,肝外完全可以利用。此外,糖尿病病人肝細(xì)胞中增多的脂肪酰輔酶A還能抑制檸檬酸合成酶和乙酰輔酶A羧化酶的活性,使乙酰輔酶A進(jìn)入三羧酸循環(huán)的通路不暢,同時(shí)也不易合成脂肪酸。這樣就使大量乙酰輔酶a 肝內(nèi)縮合成酮體。
非糖尿病病人的酮癥酸中毒是糖原消耗補(bǔ)充不足,機(jī)體進(jìn)而大量動(dòng)用脂肪所致,如饑餓等。
圖6-3 糖尿病酮癥酸中毒的可能機(jī)制
圖6-4 糖尿病時(shí)酮體生成增多的機(jī)制
不論腎小管上皮細(xì)胞H+排泌減少和碳酸氫鹽生成減少還是腎小球?yàn)V過(guò)率嚴(yán)重下降,不論急性或慢性腎功能衰竭,均能引起腎性代謝性酸中毒。由于腎臟是機(jī)體酸堿平衡調(diào)節(jié)的最終保證,故腎衰的酸中毒更為嚴(yán)重,也是不得不采取血液透析措施的臨床危重情況之一。
(1)腎功能衰竭:腎功能衰竭如果主要是由于腎小管功能障礙所引起時(shí),則此時(shí)的代謝性酸中毒主要是因小管上皮細(xì)胞產(chǎn)NH3及排H+減少所致。正常腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)谷氨酰胺及氨基酸由血液供應(yīng),在谷氨酰胺酶及氨基酸化酶的催化作用下不斷生成NH3,NH3彌散入管腔與腎小管上皮細(xì)胞分泌的H+結(jié)合形成NH4+,使尿液pH值升高,這就能使H+不斷分泌入管腔,完成排酸過(guò)程。原尿中的Na+被NH4+不斷換回,與HCO3-相伴而重新入血成為NaHCO3。這就是腎小管的主要排酸保堿功能。當(dāng)腎小管發(fā)生病變從而引起此功能?chē)?yán)重障礙時(shí),即可發(fā)生酸中毒。此類(lèi)酸中毒因腎小球濾過(guò)功能無(wú)大變化,并無(wú)酸類(lèi)的陰離子因?yàn)V過(guò)障礙而在體內(nèi)潴留,其特點(diǎn)為AG正常類(lèi)高血氯性代謝性酸中毒。也就是說(shuō)HPO4=、SO4=等陰離子沒(méi)有潴留,故AG不增加,而HCO3-重吸收不足,則由另一種容易調(diào)節(jié)的陰離子Cl-代替,從而血氯上升。
腎功能衰竭如果主要是腎小球病變而使濾過(guò)功能障礙,則一般當(dāng)腎小球?yàn)V過(guò)率不足正常的20%時(shí),血漿中未測(cè)定陰離子HPO3=、SO4=和一些有機(jī)酸均可因潴留而增多。這時(shí)的特點(diǎn)是AG增加類(lèi)正常血氯性代謝性酸中毒。HPO4=濾出減少,可以使可滴定酸排出減少,從而導(dǎo)致H+在體內(nèi)潴留。
圖6-3 糖尿病酮癥酸中毒的可能機(jī)制
(2)碳酸酐酶抑制劑:例如使用乙酰唑胺作為利尿時(shí),由于該藥物抑制了腎小管上皮細(xì)胞中的碳酸酐酶活性,使CO2+H2O→H2CO3→H++HCO3-反應(yīng)減弱,H+分泌減少,HCO3-重吸收減少,從而導(dǎo)致AG正常類(lèi)高血氯性酸中毒。此時(shí)Na+、K+、HCO3-從尿中排出高于正常,可起利尿作用,用藥時(shí)間長(zhǎng)要注意上述類(lèi)型酸中毒。
(3)腎小管性酸中毒:腎小管性酸中毒(Renal Tubular Acidosis, RTA)是腎臟酸化尿液的功能障礙而引起的AG正常類(lèi)高血氯性代謝性酸中毒。目前按其發(fā)病機(jī)理可分四型。
圖6-4 糖尿病時(shí)酮體生成增多的機(jī)制
Ⅰ型-遠(yuǎn)端腎小管性酸中毒(Distal RTA)。是遠(yuǎn)端小管排H+障礙引起的。此時(shí)遠(yuǎn)端小管不能形成并維持正常管內(nèi)與管周液的H+陡峭濃度差。小管上皮細(xì)胞形成H2CO3障礙,且管腔內(nèi)H+還可彌散回管周液。它可能是腎小管上皮細(xì)胞排H+的一系列結(jié)構(gòu)、功能和代謝的不正常引起的。其病因有原發(fā)性、自身免疫性、腎鈣化、藥物中毒(兩性霉素B、甲苯、鋰化合物、某些鎮(zhèn)痛劑及麻醉劑)、腎盂腎炎、尿路阻塞、腎移植、麻瘋、遺傳性疾病、肝硬化等。
Ⅱ型—近端腎小管性酸中毒(Proximal RTA)。是近端小管重吸收HCO3-障礙引起的。此時(shí)尿中有大量HCO3-排出,血漿HCO3-降低。如果我們?nèi)藶榈貙⑦@類(lèi)病人的血漿HCO3-升至正常水平并維持之,即可到腎丟失HCO3-超過(guò)濾過(guò)量的15%,這是一個(gè)很大的量。因此可導(dǎo)致嚴(yán)重酸中毒。當(dāng)血漿HCO3-顯著下降,酸中毒嚴(yán)重時(shí),病人尿中HCO3-也就很少了,用上述辦法方可觀測(cè)到其障礙之所在。此型RTA的發(fā)病機(jī)理可能系主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的能量不足所致,多系遺傳性的代謝障礙。
Ⅲ型-即Ⅰ-Ⅱ混合型,既有遠(yuǎn)端小管酸化尿的功能障礙,也有近端曲管重吸收HCO3-的障礙。
Ⅳ型-據(jù)目前資料認(rèn)為系遠(yuǎn)端曲管陽(yáng)離子交換障礙所致。此時(shí)管腔膜對(duì)H+通過(guò)有障礙。病人有低腎素性低醛固酮血癥,高血鉀。K+高時(shí),與H+競(jìng)爭(zhēng),也使腎NH4+排出下降,H+潴留。常見(jiàn)于醛固酮缺乏癥、腎臟對(duì)醛固酮反應(yīng)性降低或其他如Ⅰ型或Ⅱ型的一些原因引起。
(4)腎上腺皮質(zhì)功能低下(阿狄森氏病):一方面由于腎血流量下降,緩沖物質(zhì)濾過(guò)減少,形成可滴定酸少;另一方面由于Na+重吸收減少,NH3和H+的排出也就減少,因?yàn)镹a+的重吸收與NH3及H+的排出之間存在著一個(gè)交換關(guān)系。
3.腎外失堿腸液、胰液和膽汁中的[HCO3-]均高于血漿中的[HCO3-]水平。故當(dāng)腹瀉、腸瘺、腸道減壓吸引等時(shí),可因大量丟失[HCO3-]而引起AG正常類(lèi)高血氯性代謝性酸中毒。輸尿管乙狀結(jié)腸吻合術(shù)后亦可丟失大量HCO3-而導(dǎo)致此類(lèi)型酸中毒,其機(jī)理可能是Cl-被動(dòng)重吸收而HCO3-大量排出,即Cl--HCO3-交換所致。
4.酸或成酸性藥物攝入或輸入過(guò)多 氯化銨在肝臟內(nèi)能分解生成氨和鹽酸,用此祛痰劑日久量大可引起酸中毒。NH4Cl→NH3+H++Cl-。為AG正常類(lèi)高血氯性代謝性酸中毒。氯化鈣使用日久量大亦能導(dǎo)致此類(lèi)酸中毒,其機(jī)制是Ca++在腸中吸收少,而Cl-與H+相伴隨而被吸收,其量多于Ca++,Ca++能在腸內(nèi)與緩沖堿之一的HPO4=相結(jié)合,使HPO4=吸收減少。Ca++也能與H2PO4-相結(jié)合生成不吸收的Ca3(PO4)2和H+,而H+伴隨Cl-而被吸收。
水楊酸制劑如阿斯匹林(乙酰水楊酸)在體內(nèi)可迅速分解成水楊酸,它是一個(gè)有機(jī)酸,消耗血漿的HCO3-,引起AG增加類(lèi)正常血氯性代謝性酸中毒。
甲醇中毒時(shí)由于甲醇在體內(nèi)代謝生成甲酸,可引起嚴(yán)重酸中毒,有的病例報(bào)告血pH可降至6.8。誤飲含甲醇的工業(yè)酒精或?qū)⒓状籍?dāng)作酒精飲用者可造成中毒。我國(guó)1987年曾發(fā)生過(guò)大批中毒病例。除甲醇的其它中毒危害外,AG增加類(lèi)正常血氯性代謝性酸中毒是急性中毒的重要死亡原因之一。積極作用NaHCO3搶救的道理就在于此。
酸性食物如蛋白質(zhì)代謝最終可形成硫酸、酮酸等,當(dāng)然,在正常人并無(wú)問(wèn)題。但是當(dāng)腎功能低下時(shí),高蛋白飲食是可能導(dǎo)致代謝性酸中毒的。這也是AG增加類(lèi)正常血氯性代謝性酸中毒。
輸注氨基酸溶液或水解蛋白溶液過(guò)多時(shí),亦可引起代謝性酸中毒,特別是氨基酸的鹽酸鹽,在代謝中會(huì)分解出HCl來(lái)。這些溶液制備時(shí)pH值均調(diào)至7.4,但其鹽酸鹽能在代謝中分解出鹽酸這一點(diǎn)仍需注意。臨床上根據(jù)情況給病人補(bǔ)充一定量NaHCO3的道理就在于此。
5.稀釋性酸中毒大量輸入生理鹽水,可以稀釋體內(nèi)的HCO3-并使Cl-增加,因而引起AG正常類(lèi)高血氯性代謝性酸中毒。
(二)機(jī)體的代償調(diào)節(jié)
機(jī)體發(fā)生代謝性酸中毒時(shí),前面所提到的一整套調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將發(fā)揮代償調(diào)節(jié)作用。如能保持pH值在正常范圍內(nèi)則稱(chēng)代償性代謝性酸中毒,pH值低于正常下限則為失代償性代謝性酸中毒。
1.細(xì)胞外液緩沖酸中毒時(shí)細(xì)胞外液[H+]升高,立即引起緩沖化學(xué)反應(yīng)。以緩沖堿中HCO3-這一數(shù)量最多的為例,反應(yīng)如下:
H++HCO3-→H2CO3→H2O+CO2↑
CO2通過(guò)呼吸加強(qiáng)而排出,HCO3-減少。
2.呼吸代償 [H+]升高時(shí),剌激延腦呼吸中樞、頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體化學(xué)感受器,引起呼吸加深加快,肺泡通氣量加大,排出更多CO2。
3.細(xì)胞外離子交換 H+進(jìn)入細(xì)胞,K+出至細(xì)胞外。H+離子在細(xì)胞內(nèi)與緩沖物質(zhì)Pr-、HPO4=、Hb-等結(jié)合而被緩沖。H+亦能與骨內(nèi)陽(yáng)離子交換而緩沖。
4.腎臟代償代謝性酸中毒非因腎臟功能障礙引起者,可由腎臟代償。腎臟排酸的三種形式均加強(qiáng)。
(1)排H+增加,HCO3-重吸收加強(qiáng):酸中毒時(shí)腎小管上皮細(xì)胞的碳酸酐酶活性增高,生成H+及HCO3-增多,H+分泌入管腔,換回Na+與HCO3-相伴而重吸收。顯然這是一種排酸保堿過(guò)程。
(2)NH4+排出增多:酸中毒時(shí)腎小管上皮細(xì)胞產(chǎn)生NH3增多,可能是產(chǎn)NH3的底物如谷氨酰胺此時(shí)易于進(jìn)入線(xiàn)粒體進(jìn)行代謝的緣故。NH3彌散入管腔與H+結(jié)合生成NH4+,再結(jié)合陰離子從尿排出。這是腎臟排H+的主要方式,故代償作用大。此過(guò)程伴有NaHCO3重吸收的增多。
(3)可滴定酸排出增加:酸中毒時(shí)腎小管上皮細(xì)胞H+分泌增多,能形成更多的酸性磷酸鹽。
Na2HPO4+H+→NH2PO4+Na+ (排出)?。ò镠CO3-重吸收)
Na2HPO4多帶一個(gè)H+排出,同時(shí)也有碳酸氫鈉重吸收的增加。Na2HPO4即是可滴定其量的酸性物質(zhì)。
失代償性代謝性酸中毒時(shí)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.負(fù)值增大
A.G.未測(cè)定負(fù)離子增多者A.G.增加
未測(cè)定負(fù)離子不增者B.G.不增加
(三)對(duì)機(jī)體的影響
代謝性酸中毒對(duì)心血管和神經(jīng)系統(tǒng)的功能有影響。特別是嚴(yán)重的酸中毒,發(fā)展急速時(shí)可由于這兩大重要系統(tǒng)的功能障礙而導(dǎo)致死亡。慢性酸中毒還能影響骨骼系統(tǒng)。
1.心血管系統(tǒng)功能障礙:H+離子濃度升高時(shí),心血管系統(tǒng)可發(fā)生下述變化:
(1)毛細(xì)血管前括約肌在[H+]升高時(shí),對(duì)兒茶酚胺類(lèi)的反應(yīng)性降低,因而松弛擴(kuò)張;但微靜脈、小靜脈都不如此敏感,因而仍能在一定[H+]限度內(nèi)保持原口徑。這種前松后不松的微循環(huán)血管狀態(tài),導(dǎo)致毛細(xì)血管容量不斷擴(kuò)大,回心血量減少,血壓下降,嚴(yán)重時(shí)可發(fā)生休克。
(2)心臟收縮力減弱,搏出量減少。正常時(shí)Ca++與肌鈣蛋白的鈣受體結(jié)合是心肌收縮的重要步驟,但在酸中毒H+與Ca++競(jìng)爭(zhēng)而抑制了Ca++的這種結(jié)合,故心肌收縮性減弱。既可加重微循環(huán)障礙,也可因供氧不足而加重已存在的酸中毒。
(3)心律失常:當(dāng)細(xì)胞外液[H+]升高時(shí),H+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)換出K+,使血鉀濃度升高而出現(xiàn)高鉀血癥,從而引起心律失常。此外酸中毒時(shí)腎小管上皮細(xì)胞排H+增多,競(jìng)爭(zhēng)性地抑制排K+,也是高鉀血癥的機(jī)制之一。再就是腎功能衰竭引起的酸中毒,高鉀血癥更為嚴(yán)重。此種心律失常表現(xiàn)為心臟傳導(dǎo)阻滯和心室纖維性顫動(dòng)。
2.神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙;代謝性酸中毒時(shí)神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙主要表現(xiàn)為抑制,嚴(yán)重者可發(fā)生嗜睡或昏迷。其發(fā)病機(jī)制可能與下列因素有關(guān):(1)酸中毒時(shí)腦組織中谷氨酸脫羧酶活性增強(qiáng),故γ-氨基丁酸生成增多,該物質(zhì)對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有抑制作用:(2)酸中毒時(shí)生物氧化酶類(lèi)的活性減弱,氧化磷酸化過(guò)程也因而減弱,ATP生成也就減少,因而腦組織能量供應(yīng)不足。
3.骨骼系統(tǒng)的變化:慢性代謝性酸中毒如慢性腎功能衰竭、腎小管性酸中毒均可長(zhǎng)時(shí)間存在達(dá)數(shù)年之久,由于不斷從骨骼釋放出鈣鹽,影響小兒骨骼的生長(zhǎng)發(fā)育并可引起纖維性骨炎和佝僂病。在成人則可發(fā)生骨質(zhì)軟化病。
除以上三個(gè)主要方面的影響外,其它如呼吸功能也有改變。在代謝方面因許多酶的活性受抑制而有代謝紊亂。
(四)防治原則
1.積極防治引起代謝性酸中毒的原發(fā)病,糾正水、電解質(zhì)紊亂,恢復(fù)有效循環(huán)血量,改善組織血液灌流狀況,改善腎功能等。
2.給堿糾正代謝性酸中毒:嚴(yán)重酸中毒危及生命,則要及時(shí)給堿糾正。一般多用NaHCO3以補(bǔ)充HCO3-,去緩沖H+。乳酸鈉也可用,不過(guò)在肝功能不全或乳酸酸中毒時(shí)不用,因?yàn)槿樗徕c經(jīng)肝代謝方能生成NaHCO3。三羥甲基氨基甲烷(Tris-hydroxymethylAminomethane THAM或Tris)近來(lái)常用。它不含Na+、HCO3-或CO2。其分子結(jié)構(gòu)式為(CH2OH)3CNH2,它是以其OH-去中和H+的
例如:H2CO3+OH-→H2O+HCO3-;HCl+OH-→H2O+Cl-??蓳]發(fā)酸均能中和。因此它可以用于代謝性酸中毒、呼吸性酸中毒,也可用于混合性酸中毒病人。
它的缺點(diǎn)是用得過(guò)多過(guò)快,病人呼吸抑制能導(dǎo)致缺氧及CO2重新積累。因?yàn)樗芡瑫r(shí)迅速降低H+和Pco2之故。此外,此藥輸注時(shí)不可漏出血管外,因?yàn)樨菁ば詮?qiáng)能引起組織壞死。這些均應(yīng)在使用中加以注意。
3.處理酸中毒時(shí)的高鉀血癥和病人失鉀時(shí)的低鉀血癥:酸中毒常伴有高鉀血癥,在給堿糾正酸中毒時(shí),H+從細(xì)胞內(nèi)移至細(xì)胞外不斷被緩沖,K+則從細(xì)胞外重新移向細(xì)胞內(nèi)從而使血鉀回降。但需注意,有的代謝性酸中毒病人因有失鉀情況存在,雖有酸中毒但伴隨著低血鉀。糾正其酸中毒時(shí)血清鉀濃度更會(huì)進(jìn)一步下降引起嚴(yán)重甚至致命的低血鉀。這種情況見(jiàn)于糖尿病人滲透性利尿而失鉀,腹瀉病人失鉀等。糾正其酸中毒時(shí)需要依據(jù)血清鉀下降程度適當(dāng)補(bǔ)鉀。
嚴(yán)重腎功能衰竭引起的酸中毒,則需進(jìn)行腹膜透析或血液透析方能糾正其水、電解質(zhì)、酸堿平衡以及代謝尾產(chǎn)物潴留等紊亂。
參看
![]() ![]() |
|
關(guān)于“病理生理學(xué)/代謝性酸中毒”的留言: | ![]() |
目前暫無(wú)留言 | |
添加留言 |