正常酸碱平衡的调节

 

在正常情况下，人体血浆pH值平均为7.4，变动范围很小（pH7.35～7.45）。而机体每日代谢产酸量是很大的，例如，非挥发酸可达50～100毫克当量，CO2可达400升。这些酸性物质必须及时处理，否则血浆pH值不能保持正常。这就靠一整套调节机构密切协同来完成。

一、化学缓冲物质的作用（化学反应可以瞬间完成）

血液中有一系列缓冲物质。根据化学上的缓冲作用原理，我们人为地把它们归纳为四个主要的缓冲对，即NaHCO3/H2CO3,Na2HPO4/NaH2PO4,B・血浆蛋白/H・血浆蛋白，B・Hb/H・Hb。它们具有很强且很迅速的缓冲酸碱度改变的能力。例如，我们将10mmol（毫克分子）的HC1加1000毫升中性蒸馏水中，其pH值可从7降至2，但同量酸加于1000毫升血浆中，其pH值的变化却很小，以致一般几乎测不出来。

每一对缓冲物质既能缓冲酯也能缓冲碱，其中以NaHCO3/H2CO3这一对最为重要，因为它的量最大。它对酸的缓冲区反应如下：

从上面的反应可以看出，经NaHCO3缓冲，解离度大的强酸HC1转变为解离度小的弱酸H2CO3，后者在体液中的解离度仅约为前者的1/1500。因此使[H+]大为减小。而且H2CO3还能分解为H2O和CO2，CO2又能呼出体外。医学实践中将血浆中NaHCO3称为碱贮备，以二氧化碳结合力表示之。正常值为27mmol（或毫克当量）/升或60容积％。

二、离子转移（一般在2～4小时完成）

这也是缓冲方式之一。当能改变酸碱平衡的离子如H+、HCO3-等在细胞外液中升高时，它们能进入细胞内（或进入骨内）换出与其符号相同的离子，以保持细胞外液之pH值。其变化可简单表示如下：

进入细胞内的H＋可与细胞内的化学缓冲物质起化学反应而被缓冲。根据实验研究估算，酸或碱在细胞外液增加后，一般约经2～4小时，将有1/2的量进入细胞内。所以尽管细胞内液量大于细胞外液量一倍，但二者化学缓冲总能力却大致相等，可见细胞外液中缓冲物质的浓度是高于细胞内液的。

这个事实对治疗有关。举一代谢性酸中毒病人用NaHCO3治疗时的情况为例：

病人体重＝60公斤

细胞外液量＝0.20×60=12升

治疗前血浆[HCO3－]=13mmo1（或毫克当量）/升

给NaHCO3量＝100mmo1

病人治疗后实测血浆[HCO3－]＝16.7mmol/升

实践证明，上述规律是较为可靠的。因此在纠正酸碱中毒时应考虑离子转移这一变化。计算输液量时要将这一变化估计在内。

三、呼吸调节

呼吸调节（一般10～30分钟即可将轻度的一次性变动代偿过来）。[H＋]增高和[CO2]增高，均能剌激呼吸中枢；H＋还对颈动脉体和主动脉体的化学感受器起刺激作用，这都可引起呼吸加深加快，使CO2排出增加。从上面介绍的缓冲反应来看，每排出一个CO2分子，也就等于清除了一个H＋离子，如：

　　　H＋＋HCO3－→＋H2CO→H2C＋CO2↑
（增多） 碱贮 　　　（呼出）

四、肾脏调节

肾脏调节（数小时至数日完成）：肾脏是酸碱平衡调节的最终保证。因为只有CO2可以通过呼吸排出体外（CO2即可代表可挥发酸H2CO3，因为CO2＋H2O→H2CO3），而其它如乳酸、丙酮酸、β－羟丁酸、乙酰乙酸、硫酸、磷酸、尿酸、草酸等均为非挥发酸，最终均需通过肾脏把前面三项调节所造成的变动调整过来。把过多的排出，把不足的保留下来。因此肾脏调节机体酸碱平衡的功能正常与否，关系重大。

肾脏排酸有三种形式：

（一）自由H＋：虽然它决定着尿液pH值，但是其量却很少（每日只1～2毫克当量）。尿pH为5时，[H＋]为0.00001克分子，pH为8时，[H＋]为0.0000000克分子。尽管它确是一种存在形式，它只是尿中大量酸性物质的一个很小部分。而肾脏排酸主要是以下二种形式。

（二）NH4－：是H＋与NH3作用形成的。NH3由肾小管产生，在体内是很强的碱性物，与H＋的亲和力极大。它弥散至尿中与H＋结合。示意如下：

人体每日由代射所产生的非挥发酸总量约50～100mmol，其中一半以上（1/2～2/3）是以此种形式排出的。

（三）可滴定酸：是由H+与缓冲物质（主要是HPO4＝作用形成的。用NaOH把尿滴定至与血浆相同之pH，即可测知可滴定酸量。可滴定酸的形式约占肾排酸总量的少一半（1/3～1/2）。

肾小管上皮细胞分泌的H＋，在近曲小管几乎全部用于重吸收HCO3-；在远曲小管则几乎全部用于生成可滴定酸和NH4＋。这与肾脏疾病的代谢性酸中毒如肾小管性酸中毒的关系密切。可滴定酸的形成示意如下：