酸碱平衡概述

作者:James L. Lewis III, MD, Brookwood Baptist Health and Saint Vincent’s Ascension Health, Birmingham
已审核/已修订 7月 2023
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保持健康的一个重要部分是血液维持正常的酸度或碱度。任何液体,包括血液的酸度和碱度都能够用 pH 值来表示。pH 标度是从 0(强酸)到 14(强碱)。pH值 7.0 是在这个量表的中间位置,是中性。血液在正常情况下呈微碱性,pH 值的正常范围约为 7.35-7.45。为了维持身体的正常功能,血中的 pH 值要保持在 7.40。

医生通过测量血液中的 pH 值以及二氧化碳(酸)和碳酸氢盐(碱)的水平来评估患者的酸碱平衡情况。

如果出现以下情况,则血液酸度增加

  • 体内酸性化合物水平升高(通过增加摄入或生成,或者减少排泄)

  • 体内碱性化合物水平降低(通过减少摄入或生成,或者增加排泄)

当体内酸水平下降或碱水平升高时,血液碱度会升高。

控制酸碱平衡

体内这种酸度和碱度的平衡就称之为酸-碱平衡。

血液的酸碱平衡的调控是很精细的,即使是很小的异常就能给很多许多器官带来严重的影响。机体应用不同的机制来调控血液的酸碱平衡。这些机制涉及

  • 肾脏

  • 缓冲系统

肺的作用

机体用来控制血液 pH 值的一种机制是从肺中释放二氧化碳。微酸性二氧化碳是氧和营养素(所有细胞都需要)的加工处理(代谢)废物,而且由细胞不断产生。然后,从细胞流入血液。血液运载二氧化碳至肺,然后二氧化碳被呼出。当二氧化碳在血内聚集时,血液的 pH 值就会下降(酸度增加)。

脑通过控制呼吸(通气)的速率和深度来调节二氧化碳呼出量。当呼吸变快变深时,呼出的二氧化碳量增加,接着血液的pH值也会升高。通过调节呼吸的频率和深度,大脑和肺能够每时每刻地调节血液的pH值。

肾的作用

肾同样能够通过排泄多余的酸或碱来影响血液的 pH 值。肾具有某些能力来改变排泄的酸或碱的量,但是由于肾的调节作用比肺慢很多,这种代偿通常需要几天的时间。

缓冲系统

其他控制血液 pH 值的机制包括使用可避免酸度和碱度突然改变的化学缓冲液系统。pH 缓冲系统是机体本身自动产生的弱碱和弱酸的结合。这些弱酸和弱碱在正常 pH 值时保持一种平衡。pH 缓冲系统通过调节酸和碱的比例的化学作用,使溶液 pH 值的变化降到最小。

血液中最重要的 pH 缓冲系统包括碳酸(由二氧化碳溶解在水中形成)和碳酸氢盐离子(相当于弱碱)。

酸碱失衡的类型

酸碱平衡异常有两种形式:

  • 酸中毒:血液中的酸过多(或碱过少),导致血液 pH 值下降

  • 碱中毒:血液中的碱过多(或酸过少),导致血液 pH 值升高

酸中毒和碱中毒并不是一种疾病,但可以有许多不同的疾病引起。酸中毒或碱中毒是机体存在严重问题的重要提示。

酸中毒和碱中毒的类型

根据主要病因,可将酸中毒和碱中毒分为

  • 代谢性

  • 呼吸性

代谢性酸中毒代谢性碱中毒是酸或碱生成与经肾排泄失衡引起的。

呼吸性酸中毒呼吸性碱中毒是由肺部或呼吸疾病引起二氧化碳呼出变化导致的。

人们可能患有不止一种酸碱失衡。

酸碱失衡的代偿

每种酸碱失衡都会引发自动代偿机制,促使血液 pH 值恢复正常。一般来说,呼吸系统对代谢性紊乱进行代偿,而代谢机制则对呼吸性紊乱进行代偿。

起初,代偿机制可使 pH 值恢复至接近正常水平。因此,如果血液 pH 值显著改变,则意味着机体的代偿能力下降。在这些情况下,医生需紧急寻找并纠正酸碱失衡的基础病因。

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