病理生理學/代謝性鹼中毒

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病理生理學

酸鹼平衡紊亂
- 鹼中毒
  - 代謝性鹼中毒
  - 呼吸性鹼中毒

代謝性鹼中毒（Metabolic Alkalosis）的特徵是血漿［HCO₃^-］原發性增多。

(一)原因和機制

1.氫離子丟失過多

(1)胃液丟失：常見於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。進入小腸後HCl與腸液、胰液、膽汁等鹼性消化液中的NaHCO₃中和。鹼性液的分泌是受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，體內將有瀦留；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^-］上升而導致代謝性鹼中毒。

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鹼中毒發生有關。低血Cl^-時，同符號負離子HCO₃^-增多以補償之，低血K⁺時由於離子轉移而H⁺移入細胞內，細胞外液容量減少時由於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鹼中毒。

（2）腎臟排H⁺過多：腎臟排出H⁺過多主要是由於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⁺排出增多則由於H₂COH₃→H⁺＋HCO₃^-的反應，HCO₃^-生成多，與Na⁺相伴而重吸收也增加，從而引起代謝性鹼中毒，同時也伴有低鉀血症。

醛固酮分泌增加見於下列情況：①原發性醛固酮增多症。②柯興症候群（Cushint』s Syndrome）—常由垂體分泌ACTH的腫瘤、原發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，故亦能導致代謝性鹼中毒。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並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症候群—這是以近球裝置增生而腎素分泌增多為特點的症候群。通過腎素→血管緊張素→醛固酮系統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。由於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，並使代謝性鹼中毒及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鹼中毒。⑥甘草及其製劑長期大量使用時，由於甘草酸（Glycyrrhizic Acid）具有鹽皮質激素活性，故能引起類似醛固酮增多症時的代謝性鹼中毒。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，可引起代謝性鹼中毒。常見於速尿、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，這也與代謝性鹼中毒的發生有關。⑧創傷和手術時的應激反應時有腎上腺皮質激素分泌增多，常伴以代謝性鹼中毒。

2.鹼性物質攝入過多

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

（2）乳酸鈉攝入過多：經肝臟代謝生成HCO₃^-。見於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）可發生代謝性鹼中毒。

3.缺鉀

各種原因引起的血清鉀減少，可引起血漿NaHCO₃增多而發生代謝性鹼中毒。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。此時的代謝性鹼中毒，不像一般鹼中毒時排鹼性尿，它卻排酸性尿，稱為反常酸性尿。②血清鉀下降時，由於離子交換，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，故導致代謝性鹼中毒（此時細胞內卻是酸中毒，當然細胞內沖物質可以緩衝進入細胞內的H⁺）。

4.缺氯:由於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。因此低氯血症時由於失H⁺、K⁺而NaHCO₃重吸收有增加，故能導致代謝性鹼中毒。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鹼中毒。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鹼中毒發生。

（二）機體的代償調節

1.細胞外液緩衝代謝性鹼中毒時體液［H⁺］降低，［OH^-］升高，則OH^-＋H₂CO₃→HCO₃^-＋H₂O，OH^-＋HPr^-→Pr^-＋H₂O，以緩衝而減弱其鹼性。體液中NaHCO₃升高可與其它緩衝對起緩衝反應雖可使NaHCO₃有所降低，但其它緩衝鹼卻有所增加。NaHCO₃＋Hpr→NaPr＋H₂CO₃，NaHCO₃＋Na₂HPO₄→Na₂HPO₄＋H₂CO₃。因而其緩衝效果不明顯，因為緩衝鹼總量並不能減少，還是要靠腎臟的代償調節。

2.離子交換此時細胞內H⁺向細胞外移動，K⁺則移向細胞內，故代謝性鹼中毒能引起低血鉀。

3.呼吸代償代謝性鹼中毒時，由於細胞外液［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.腎臟代償代謝性鹼中毒時腎臟的代償是最主要的，它是代償調節的最終保證。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。這是對代謝性鹼中毒最為有效的代償，其它三種代償均是次要的。

需注意者，代謝性鹼中毒一般均為鹼性尿。但在低血鉀引起的鹼中毒卻反常酸性尿。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，雖為鹼中毒卻是酸性尿。

通過代償調節如能使HCO₃^-/H₂CO₃的比值保持在正常範圍內，則為代償性代謝性鹼中毒；否則，稱為失代償性代謝性鹼中毒，其血漿中反映酸鹼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鹼中毒病人常有神經肌肉應激性增高和手足搐搦症.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。當代謝性鹼中毒導致明顯低血鉀時，病人可發生肌肉無力或麻痹，腹脹甚至腸麻痹。

2.中樞神經系統功能障礙病人可有煩燥不安、精神錯亂及譫妄等症状。其機制目前認為可能與中樞神經系統中γ－氨基丁酸減少有關。γ－氨基丁酸是中樞神經系統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中樞的神經系統的興奮症状。

嚴重代謝性鹼中毒也有組織供氧不足的作用參與中樞神經系統功能障礙的發生。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，症状可有興奮直至昏迷。

3.低鉀血症代謝性鹼中毒經常伴有低鉀血症。其機制是離子轉移造成的。鹼中毒時細胞內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。故能引起低鉀血症。從前面所介紹的全部情況看，低鉀血症是代謝性鹼中毒的原因之一，而代謝性鹼中毒又能導致低鉀血症，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鹼中毒的原發病。

2.糾正低血鉀症或低氯血症，如補充KCl，NaCl、CaCl₂、NH₄Cl等。其中NH₄Cl既能糾正鹼中毒也能補充Cl^-，不過肝功能障礙患者不宜使用，因NH₄Cl需經肝代謝。

3.糾正鹼中毒可使用碳酸肝酶抑制劑如乙醯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。