内科学：肾脏内科分册（第2版）最新章节_余学清著

第五节
代谢性酸中毒

代谢性酸中毒（metabolic acidosis）是指机体内氢离子（H ⁺ ）升高，碳酸氢根（）浓度降低的病理过程。正常人每日约产生1mmol/（kg·d）的氢离子。内源性酸生成过多、碳酸氢根丢失或酸排泄障碍均可导致代谢性酸中毒。酸血症（相对于酸中毒）定义为动脉pH较低（<7.35），可由代谢性酸中毒、呼吸性酸中毒或两者共同引起。

根据电中和原理，细胞外液中阴、阳离子总当量数相等，故已测定阳离子［Na ⁺ ］+未测定阳离子［UC］=已测定阴离子未测定阴离子［UA］（图2-5-1）。

图2-5-1　阴离子间隙（AG）、未测定阳离子（UC）、未测定阴离子（UA）

知识点

未测定阴离子（undetermined anion，UA）包括阴离子蛋白质、无机磷酸根（）、硫酸根（）和有机的酮酸、乳酸或尿毒症有机阴离子、外源性水杨酸或可产生有机酸的毒素等。阴离子间隙（anion gap，AG）是指血浆中UA与未测定阳离子（undetermined cation，UC）浓度间的差值，即AG=UA-UC或，正常范围（9±3） mmol/L。在正常受试者中，白蛋白是造成血清AG中UA的主要物质，它在生理pH范围内具有净负电荷，因此，低蛋白血症患者中，预期的AG“正常”值必须向下调整。血清白蛋白浓度每降低10g/L（1g/dl），血清AG减少2.5mmol/L。

一、代谢性酸中毒常见病因（图2-5-2）

图2-5-2　代谢性酸中毒常见病因

AG.阴离子间隙；RTA.肾小管酸中毒。

每日饮食中蛋白质代谢产生50～100mmol酸（主要是硫酸和磷酸）。这些酸的排泄有两个过程（硫酸盐和磷酸盐）：被肾小球滤过并以钠盐形式排出；氢离子由远端肾单位通过酸分泌过程排出。当肾功能完好时，这两个过程成功排出硫酸和磷酸的阴离子、氯离子。

二、代谢性酸中毒的诊断

代谢性酸中毒是指血清pH下降、血清碳酸氢根浓度异常降低（<22mmol/L，不同临床实验室阈值可有差异）。在伴有混合酸碱紊乱（而非简单酸碱紊乱）的患者中代谢性酸中毒的诊断更为复杂。在这类患者中，当血清碳酸氢根浓度低于应有水平时（即使该值在正常范围内），亦应诊断代谢性酸中毒。假设慢性呼吸性酸中毒（以高碳酸血症和血清碳酸氢根浓度代偿性升高为特征）的患者出现腹泻，粪便中碳酸氢根的丢失会降低血清碳酸氢根浓度，产生代谢性酸中毒，因为基线值升高，血清碳酸氢根浓度可能仍然在“正常”范围内或以上（图2-5-3）。

知识点

代谢性酸中毒的诊断流程可以简单地总结为：①病史+体格检查→②验证动脉血气→③确定呼吸补偿是否合适→④阴离子间隙（AG）→ΔAG/Δ［］比值→⑤尿液分析（尿阴离子间隙/尿渗透间隙，即UAG/UOG）。

图2-5-3　代谢性酸中毒诊疗流程

AG.阴离子间隙；UC.未测定阳离子；UA.未测定阴离子；PCO ₂ .二氧化碳分压。

临床病例1

患者，男性，57岁，因“恶心、呕吐3d，伴少尿1d”入院。3d前，无明显诱因出现恶心、呕吐，呕吐物为胃内容物，每日3～4次，无发冷、寒战，无腹痛腹泻，在当地医院予以补液、抗感染等对症处理，1d前症状加重，呕吐频发，8～10次/d，尿少，尿量约500ml/d，并逐渐出现烦躁、意识障碍，急诊送入院。既往“高血压”病史5年。体格检查：体温35.5°C，心率96次/min，血压86/51mmHg，意识模糊，皮肤巩膜无黄染，两侧瞳孔直径4.0mm，对光反射迟钝，腹软，未见肠型蠕动波，全腹无明显压痛及反跳痛，无腹肌紧张，墨菲征阴性，移动性浊音阴性。血常规：白细胞计数12.8×10 ⁹ /L，中性粒细胞百分比78.5%，红细胞计数4.3×10 ¹² /L，血红蛋白109g/L，血小板计数335×10 ⁹ /L。肾功能：血尿素氮32mmol/L，肌酐325μmol/L。血清电解质：钠138mmol/L，钾4.8mmol/L，氯96mmol/L，碳酸氢根12mmol/L。动脉血气分析：pH 7.28，二氧化碳分压（PCO ₂ ） 26mmHg，碳酸氢根12mmol/L。

【问题1】

该患者目前存在哪些问题？

思路

患者恶心、呕吐3d，伴尿少1d，既往高血压病史，入院时血压86/51mmHg，考虑其频繁呕吐造成体液丢失，出现容量不足、低血压、白细胞升高、中性粒细胞百分比升高、肾功能异常等表现，目前患者可能存在感染导致的低血压休克、肾功能不全等问题。

知识点

在判断病情前，临床医生首先要做的是病史的采集及体格检查。通常可通过详细询问病史、体格检查及生化检查（血清电解质）、AG的计算等确定代谢性酸中毒的原因并指导治疗。然而，对于病情复杂的患者，代谢性酸中毒的评估通常在进行以上初步评估后，还需要注意几点，具体见图2-5-4。

图2-5-4　评估代谢性酸中毒最初的步骤

PCO ₂ .二氧化碳分压。

【问题2】

分析该患者存在酸碱平衡代谢紊乱第一步做什么？

思路

按照酸碱平衡代谢紊乱诊断流程，首先验证血气分析结果，在临床中代谢性酸中毒很容易被发现（如乳酸性酸中毒伴休克、高球蛋白血症伴腹泻、酮症酸中毒伴失控型糖尿病等）。但对于准确评估酸碱失衡及呼吸补偿程度，血气分析是十分必要的（图2-5-5）。根据［H ⁺ ］=24×（26/12） =52mmol/L，参照表2-5-1，pH应在7.28左右，故本例动脉血气验证正确（如果氢离子与pH不一致，则证明血气可能错误）。在仅有静脉血气分析的情况下，可以推算动脉血气分析结果（表2-5-2）。

图2-5-5　根据血气判断代谢紊乱类型

PCO ₂ .二氧化碳分压；↑表示升高，↓表示降低。

知识点

如何验证动脉血气结果

根据公式：；

；

可以理解为，正常情况下，此时，根据计算pH=7.4，当升高时提示酸中毒，降低时提示碱中毒。

表2-5-1　［H ⁺ ］与pH对应关系

表2-5-2　动脉血气调整

【问题3】

患者存在碱血症还是酸血症？是原发呼吸性还是代谢性紊乱？是否存在适当的呼吸代偿？

思路

血气分析pH 7.28，符合酸血症；其碳酸氢根浓度为10mmol/L，低于正常值，故为代谢性紊乱；期望的PCO ₂ =［（1.5×［］）+8］±2=［（1.5×12）+8］±2=（26±2）mmHg（本例PCO ₂ 为26mmHg，在此范围内），故本例为代谢性酸中毒（呼吸代偿）。

知识点

确定呼吸补偿是否合适，可以根据，PCO ₂ 的下降将部分缓解碳酸氢根减少引起的pH下降。代谢性酸中毒的呼吸补偿在PCO ₂ 和碳酸氢根浓度之间产生一个可重复的、相对线性的关系（图2-5-6）。代谢性酸中毒的呼吸反应开始于30min内，并在12～24h完成。此外，在所有代谢性酸中毒（如乳酸酸中毒、酮酸中毒、腹泻引起的高球蛋白血症酸中毒等）中，两者的关系非常相似。可以应用Winter公式进行判断：期望的。

图2-5-6　PCO ₂ 与［HCO ₃ ^- ］的关系

PCO _2. 二氧化碳分压。

【问题4】

如何通过血清AG来帮助识别酸中毒的原因和计算存在高AG患者的ΔAG/ ［］比率？引起本例代谢性紊乱的原因是什么？

思路

按照AG计算公式计算：AG =［Na ⁺ ］-（［Cl ^- ］+［］）=138-（96+12）=30↑。

ΔAG =测量AG-10；

ΔAG +测量［］=正常［］；

ΔAG/Δ［］=（30-10）/（24-12） =20/12=1.67。

参考表2-5-3，故本例为休克引起的乳酸酸中毒导致的高AG代谢性酸中毒（呼吸代偿性）。

表2-5-3　应用ΔAG/Δ［HCO ₃ ^- ］判断酸碱平衡原则

注：AG，阴离子间隙。

知识点

通过增加酸生成而产生代谢性酸中毒的疾病通常导致血清AG的增加；而其他疾病常导致高氯性代谢性酸中毒。因此，血清AG有助于代谢性酸中毒病因的鉴别诊断。高AG代谢性酸中毒患者中，AG的升高常与碳酸氢盐的下降相一致。这种关系定义为ΔAG/Δ［］差距，即ΔAG/Δ［］=1；然而，在酮症酸中毒和D-乳酸酸中毒等疾病状态下，常失去碳酸氢根的减少和AG的增加之间的预期1：1关系，故根据ΔAG/Δ［］比值可以判断隐匿的酸碱失衡（表2-5-3）。

临床病例2

患者，女性，19岁，因“四肢无力2d”入院。2d前出现四肢无力，无法站立及持物，无恶心、呕吐，伴有腹泻，5～6次/d，无便血，无发热、寒战等。休息后未缓解，为进一步诊治来院。家属诉其滥用泻药。体格检查：体温36°C，心率80次/min，血压90/60mmHg，神志清，精神差，皮肤巩膜无黄染，两侧瞳孔等大等圆，直径3.0mm，对光反射灵敏，四肢肌力3级，肌张力正常，感觉对称，巴宾斯基征阴性，腱反射对称活跃。血气分析：pH 7.30，碳酸氢根14mmol/L，PCO ₂ 29mmHg。钠133mmol/L，氯108mmol/L，钾2.4mmol/L。尿钠35mmol/L，钾15mmol/L，氯70mmol/L。

【问题5】

该患者存在哪种酸碱平衡代谢紊乱？

思路

患者pH 7.30↓，推断存在酸血症；其碳酸氢根14mmol/L较正常明显下降，故为代谢性紊乱；期望的PCO ₂ =［（1.5×［］）+8］±2=［（1.5×14）+8］±2=（29±2）mmHg（本例PCO ₂ 29mmHg，在此范围内），故为代谢性酸中毒（呼吸代偿性）。按照公式计算其AG，AG=［Na ⁺ ］-（［Cl ^- ］+［］） =138-（96+12） =11mmol/L（正常值），故进一步分析本例为正常AG代谢性酸中毒（呼吸代偿性）。

知识点

正常AG（高氯血症）代谢性酸中毒由碳酸氢根的丢失及肾脏排酸减少（GFR相对正常）共同导致。常见原因：①尿液、胰腺液、粪便等体液的丢失，使碳酸氢根浓度下降，而氯离子浓度相对稳定；②摄入或灌注氯化氢或产生氯化氢的化合物（氯化铵、精氨酸、氯化钙）；③纠正机体低血容量，大量摄入含氯液体（如等渗盐水）。

【问题6】

引起此种代谢紊乱的原因是什么？

思路

计算其尿AG，UAG=35+15-70=-20mmol/L，UAG<0提示胃肠道液体丢失（如腹泻），故本例为腹泻引起的碳酸氢根胃肠丢失导致的正常AG代谢性酸中毒（呼吸代偿性）。

知识点

正常情况下，随着尿液酸化，尿液中铵离子增加，增加了UC。UC超过UA，所以尿UAG为负值（表2-5-4，图2-5-7）。远端肾小管酸中毒无尿酸化，没有酸性的尿液，就没有任何东西可以从氨中驱动铵离子的形成。在4型RTA中，尿液pH足够低，但是高钾血症阻碍了氨的释放，所以无底物产生铵离子。尿UAG=［U _Na +］+［U _K +］-［U _Cl ^- ］，UAG<0提示胃肠道液体丢失（如腹泻）；UAG>0提示存在肾性丢失（如RTA）（图2-5-8）。尿渗透间隙（urine osmolal gap，UOG）=Uosm-［2× +UUN+UGLU］；Uosm=2× +UUN+UGLU；尿氨 =Uosm-［2×（［U _Na +］+［U _K +］）+UUN+UGLU］；肾功正常； ≤ 25mmol/L肾脏泌氨异常）。其中UUN表示尿尿素氮，UGLU表示尿葡萄糖。

表2-5-4　尿液分析

续表

注：RTA，肾小管酸中毒；CKD，慢性肾脏病；FEK，钾排泄分数；TTKG，钾梯度。↓表示降低，↑表示升高。

图2-5-7　尿中阴、阳离子成分

图2-5-8　通过尿液分析鉴别正常AG代谢性酸中毒原因

GFR.肾小球滤过率；UOG.尿渗透间隙；AG.阴离子间隙。↓表示降低。

三、代谢性酸中毒的治疗

（一）一般方法

逆转潜在的病理生理过程应为治疗首要任务，其次根据急性和慢性代谢性酸中毒的形式加以区别。

1.急性代谢性酸中毒

严重和有症状的急性酸血症可通过静脉注射碳酸氢钠或三羟甲基氨基甲烷［tris（hydroxymethyl） methyl aminomethane，THAM］迅速得到治疗。尽管碳酸氢钠有潜在的副作用，但它仍然是最常用的碱化剂。较轻的急性代谢性酸中毒通常不需要碳酸氢盐治疗。当病理紊乱缓解时，潴留体内的“潜在的”碳酸氢盐（乳酸、酮酸阴离子）可转化为碳酸氢盐。即使“潜在的碳酸氢盐”已经排出（存在高氯代谢性酸中毒），肾功能相对正常的患者也可以通过尿液排泄氯化铵，在较短的时间内恢复正常的酸碱状态。

2.慢性代谢性酸中毒

最常见的病因是腹泻、晚期CKD和各种形式的RTA。通常补充碳酸氢钠或碳酸钾或枸橼酸等外源碱可维持机体酸碱平衡，称为碱疗法。

知识点

碱疗法的患者获益

1.增加碳酸氢盐浓度可以减少或消除代偿性过度通气，缓解部分患者的呼吸困难。

2.慢性代谢性酸中毒可能对肌肉功能、代谢、骨骼完整性、激素水平等生理参数产生不良影响。在儿童中，纠正慢性代谢性酸中毒可恢复骨骼生长。

3.慢性远端肾小管酸中毒（Ⅰ型RTA）患者易发生肾钙质沉着和含钙肾结石，可通过适当的碳酸氢盐补充逆转。

4.肾功能不全患者慢性代谢性酸中毒加速肾功能损伤的进程，逆转酸中毒可延缓肾功能损伤的进程。

（二）碱疗法剂量

1.碳酸氢盐

（1）轻症代谢性酸中毒可通过纠正水、电解质得以改善。当患者血清碳酸氢根为18～22mmol/L时，建议口服碳酸氢钠1.0～1.5mmol/（kg·d）治疗。口服碳酸氢钠可纠正代谢性酸中毒，预防或延迟肌肉和蛋白质的代谢与尿酸代谢，降低氨的产生，延缓肾功进能损伤的进程。

（2）当碳酸氢根<15mmol/L时，应静脉滴注碳酸氢钠治疗，所需碳酸氢钠按照以下公式计算：

碳酸氢钠（ml） =［碳酸氢根正常值（mmol/L） -碳酸氢根实测值（mmol/L）］×体重（kg）×0.3。

碳酸氢根正常值为24mmol/L，0.3表示碳酸氢根在体液中的分布容积是体重的30%。补充时先给予计算量的1/3～1/2，将5%碳酸氢钠加入5%葡萄糖液或注射用水200ml中，以200ml/h速度滴注。定期复查血气分析，并根据结果调整后续补碱剂量。注意补碱过程中应静脉补充钙剂治疗，预防低钙所致手足搐搦。

2.三羟甲基氨基甲烷（THAM）

THAM是碳酸氢钠的替代品。它是一种氨基醇，其胺（NH ₂ ）部分（pK = 7.82）通过以下反应缓冲氢离子：THAM-NH ₂ + H ⁺ = ；与产生二氧化碳的碳酸氢盐不同，THAM消耗二氧化碳：THAM-NH ₂ + H ₂ O + CO ₂ = 。此外，与碳酸氢钠不同，THAM不是钠盐，因此不提供钠负荷。尿中质子化THAM盐的清除率略高于尿中肌酐的清除率。因此，THAM可以在不产生二氧化碳的情况下缓冲氢离子，但是当肾功能下降时，其效果就不那么明显了。THAM毒性包括高钾血症、低血糖和呼吸抑制，后者可能是由于中枢神经系统迅速碱化所致。THAM用于治疗因败血症、允许性高碳酸血症、糖尿病酮症酸中毒、RTA、胃肠炎和药物中毒引起的严重酸血症，是混合代谢性和呼吸性酸中毒危重患者的首选缓冲剂。使用以下公式给药：0.3mol/L THAM（ml） =干体重（kg）×（期望［］-实际［］）×1.1。