由于固定酸(非挥发酸)产生过多、排出障碍，或由于体内失碱过多，使血浆HCO ₃ ^-原发性减少，并导致pH降低者称为代谢性酸中毒。

严重腹泻、胆道和肠道瘘管或肠道引流等，使含HCO ₃ ^-的碱性肠液大量丢失(正常人肠液含HCO ₃ ^-量约为50mmol/L)，血Cl ^-代偿性增高，形成高氯性代谢性酸中毒。因消化道丢失HCO ₃ ^-，使血浆和肾小球滤液中的HCO ₃ ^-减少，肾小管管腔膜H ⁺-Na ⁺交换减少，故Na ⁺与更多的Cl ^-一起被重吸收；同时在血浆HCO ₃ ^-不足的情况下，回肠和结肠吸收Cl ^-增多，因而导致血氯浓度增高。此外，大量使用碳酸酐酶抑制剂，可使肾小管泌H ⁺和对HCO ₃ ^-回收减少，引起HCO ₃ ^-从尿液中丢失。

乳酸是糖酵解的终产物，在缺氧条件下，葡萄糖分解为丙酮酸后，在乳酸脱氢酶催化作用下生成乳酸。任何原因引起的缺氧，都可以使细胞内糖的无氧酵解增强而产生的乳酸增加，发生乳酸性酸中毒。常见于休克、心搏骤停、低氧血症、严重贫血、肺水肿和心力衰竭等。此外，严重的肝脏疾病使乳酸利用障碍亦可引起血浆乳酸过高。当血乳酸浓度>2mmol/L，乳酸/丙酮酸>10时称为乳酸酸中毒。临床上将乳酸酸中毒分为A型(乳酸产生过多型)和B型(乳酸清除不足型)。A型多由于组织绝对或相对缺氧而引起，即由于组织供氧不足或耗氧过多所致，如低氧血症、休克、贫血、心力衰竭等原因所致组织供氧不足，或剧烈运动、抽搐、严重哮喘等原因所致组织耗氧过多，使大量丙酮酸转化为乳酸，产生乳酸酸中毒。B型是由于肝硬化等肝脏疾病使乳酸转化为丙酮酸减少，导致乳酸堆积(B ₁型)；或由于药物与毒素干扰组织代谢所致(B ₂型)；或由于某些先天性疾病使糖酵解障碍而乳酸产生过多所致(B ₃型)。

见于体内脂肪被大量动员的情况下，常见于糖尿病、饥饿和酒精中毒等。糖尿病时由于胰岛素不足，使葡萄糖利用减少，脂肪分解加速，大量脂肪酸进入肝脏，形成过多的酮体(其中β-羟丁酸和乙酰乙酸为酸性物质)，当其超过了外周组织的氧化能力及肾脏排出能力时可发生酮症酸中毒。在饥饿或禁食情况下，当体内糖原消耗后，大量动用脂肪供能，也可出现酮症酸中毒。

大量摄入阿司匹林可引起水杨酸中毒，经过缓冲使得HCO ₃ ^-浓度降低，水杨酸根潴留。长期或大量服用含氯的盐类药物如氯化铵、盐酸精氨酸等，在体内容易解离出HCl，也通过缓冲使HCO ₃ ^-浓度降低。

肾小球滤过率严重降低时，体内固定酸不能由尿中排泄，特别是硫酸和磷酸在体内积蓄，H ⁺浓度增加而导致HCO ₃ ^-被缓冲丢失，硫酸根和磷酸根浓度在血中增加。同时因肾小管功能损伤，肾小管上皮细胞泌H ⁺和泌NH ₄ ⁺能力减退，因而发生代谢性酸中毒。

其发病环节是近端肾小管上皮细胞重吸收HCO ₃ ^-功能下降，正常情况下由肾小球滤出的HCO ₃ ^-约90%在近曲小管被重吸收。Ⅱ型肾小管酸中毒时，由于Na ⁺-H ⁺转运体功能障碍，碳酸酐酶活性降低，HCO ₃ ^-在近曲小管的重吸收减少，尿中排出增多，导致血浆HCO ₃ ^-浓度降低。

其发病环节是集合管的泌H ⁺功能降低，H ⁺在体内蓄积，导致血浆HCO ₃ ^-浓度进行性下降。

各种原因引起细胞外液K ⁺增多时，在肾小管较多的K ⁺与Na ⁺进行交换，而减少了H ⁺-Na ⁺交换，从而使H ⁺排出减少，血浆H ⁺浓度增高，pH降低而致代谢性酸中毒。而在远曲小管由于小管上皮分泌H ⁺减少，尿液呈碱性，引起反常性碱性尿。

当快速大量地输入不含HCO ₃ ^-的液体时，机体血液中的HCO ₃ ^-会被稀释，使其浓度下降。

根据AG值的变化，将代谢性酸中毒分为两类：高AG型代谢性酸中毒和正常AG型代谢性酸中毒。

以产生过多的酸为特征，是指除了含氯以外的任何固定酸在血浆中浓度增大时的代谢性酸中毒。如乳酸酸中毒、酮症酸中毒、肾性酸中毒、磷酸和硫酸排泄障碍在体内蓄积和水杨酸中毒等。其固定酸的H ⁺被HCO ₃ ^-缓冲，其酸根(乳酸根、β-羟丁酸根、乙酰乙酸根、H ₂ PO ₄ ^-、 、水杨酸根)增高。这部分酸根均属未测定阴离子，故AG值增大。此型的特点为AG升高，HCO ₃ ^-降低，Cl ^-正常，且△AG↑=△HCO ₃ ^-↓。

当HCO ₃ ^-浓度降低，而同时伴有Cl ^-浓度代偿性升高时，则呈正常AG型或高血氯型代谢性酸中毒。常见于腹泻所致消化道直接丢失HCO ₃ ^-，轻度或中度肾衰竭泌H ⁺减少，肾小管性酸中毒HCO ₃ ^-重吸收减少或泌H ⁺障碍，使用碳酸酐酶抑制剂，以及含氯的酸性盐摄入过多等情况。此型的特点为 Cl ^-升高，HCO ₃ ^-降低，AG正常，且△Cl ^-↑ =△HCO ₃ ^-↓。

许多复杂的临床情况也可出现混合型代谢性酸中毒，如严重腹泻合并休克患者，腹泻使HCO ₃ ^-丢失，血Cl ^-代偿性升高，导致高血氯型代谢性酸中毒；休克时组织细胞缺氧，乳酸产生增加，又导致高AG型代谢性酸中毒，结果出现高AG型合并高血氯型代谢性酸中毒。此时AG升高，Cl ^-升高，HCO ₃ ^-降低，且△AG↑+△Cl ^-↑=△HCO ₃ ^-↓。

酸中毒时细胞外液H ⁺增加后，血浆缓冲系统立即进行缓冲，HCO ₃ ^-及其他缓冲碱与H ⁺结合而不断被消耗。H ⁺+HCO ₃ ^-→H ₂ CO ₃→CO ₂+H ₂ O，缓冲过程中HCO ₃ ^-耗失，产生的CO ₂由呼吸道排出。结果导致HCO ₃ ^-减少，pH降低。酸中毒发生2～4小时后，通过离子交换方式细胞外2个Na ⁺、1个H ⁺进入细胞内，H ⁺被细胞内缓冲系统缓冲，3个K ⁺从细胞内逸出，导致高钾血症。

酸中毒时血液H ⁺浓度增加，刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器，反射性地引起呼吸中枢兴奋，使呼吸加深、加快，增加肺的通气量。代谢性酸中毒时当pH由7.4降到7.0时，肺泡通气量可由正常的4L/min增加到30L/min以上。呼吸加深、加快是代谢性酸中毒的主要临床表现，其代偿意义是使血液中H ₂ CO ₃浓度继发性降低，减少HCO ₃ ^-/H ₂ CO ₃比值的变化，使血液pH趋向正常。呼吸的代偿反应是非常迅速的，一般在酸中毒10分钟后就出现呼吸增强，30分钟后即发挥代偿调节作用，12～24小时达代偿高峰。

在代谢性酸中毒时，肾脏通过加强泌H ⁺、泌NH ₃、泌NH ₄ ⁺及回吸收HCO ₃ ^-，使HCO ₃ ^-在细胞外液的浓度有所提高，使HCO ₃ ^-/H ₂ CO ₃的比值及血液pH有所恢复。在代谢性酸中毒时，肾小管上皮细胞中的碳酸酐酶和谷氨酰胺酶活性增强，使尿中H ₂ PO ₄ ^-和NH ₄ ⁺排出增加，并重新生成HCO ₃ ^-。

1.HCO ₃ ^-原发性降低，<22mmol/L。

2.PaCO ₂代偿性降低，<40mmHg(5.33kPa)，其预计代偿值(mmHg)为=1.50×HCO ₃ ^-+8±2，但不低于代偿极限10mmHg。

3.pH<7.40。

4.AG>16mmol/L(Cl ^-正常)或AG正常(Cl ^-升高)。

单纯性代谢性酸中毒时，实测的PaCO ₂值应在预计代偿的范围内。若实测的PaCO ₂超过预计代偿值上限，则表明合并有呼吸性酸中毒；若实测的PaCO ₂低于预计代偿值下限，则表明合并有呼吸性碱中毒。

例：血气分析：pH7.30、PaCO ₂ 32mmHg、HCO ₃ ^- 15mmol/L。

判定方法：①pH7.30<7.35，表明酸中毒存在；②HCO ₃ ^- 15<22mmol/L，应考虑为代谢性酸中毒；③代谢性酸中毒时PaCO ₂代偿性降低，其预计代偿值(按代谢性酸中毒预计代偿公式)为PaCO ₂=1.50×HCO ₃ ^-(15mmol/L)+8±2=28.5～32.5mmHg，实测PaCO ₂ 32mmHg在代偿变化范围内，故为单纯型代谢性酸中毒。因pH7.30已低于正常值下限7.35，故为失代偿性代谢性酸中毒。

判定结果：代谢性酸中毒(失代偿)。

由于pH降低使细胞外H ⁺进入细胞内，细胞内K ⁺外逸，可致血K ⁺增高。同时肾小管上皮细胞泌H ⁺增加，H ⁺-Na ⁺交换增加，而K ⁺-Na ⁺交换减少，致使排K ⁺减少，以上因素均导致血K ⁺升高。一般认为血pH每下降0.1，血K ⁺上升0.6mmol/L。

高AG型代谢性酸中毒时，HCO ₃ ^-降低，AG升高，血Cl ^-正常；正常AG型代谢性酸中毒时，HCO ₃ ^-降低，AG正常，血Cl ^-代偿性升高。

严重酸中毒时可阻断肾上腺素对心脏的作用，使心肌收缩力减弱，心输出量减少，尤其在pH<7.20时更为明显。酸中毒引起心肌收缩力减弱的机制可能是：①H ⁺可竞争地抑制Ca ²⁺与肌钙蛋白钙结合亚单位的结合，影响兴奋-收缩偶联；②H ⁺阻止Ca ²⁺由细胞外进入细胞内；③H ⁺影响心肌细胞肌浆网释放Ca ²⁺，由于细胞内Ca ²⁺减少，导致心肌收缩力减弱。

代谢性酸中毒时出现的心律失常与血钾升高密切相关，高血钾时心肌的自律性降低，传导性降低，兴奋性在轻度高血钾时增高、重度高血钾时降低，收缩性因兴奋收缩偶联作用减弱而降低。重度高钾血症可导致严重的传导阻滞，并可造成严重室性心律失常，甚至心室颤动和心脏停搏。

尤其是使毛细血管前括约肌舒张，而静脉仍收缩，致使微循环容量扩大，回心血量减少，血压下降。所以治疗休克时应重视纠正酸中毒，才能改善血流动力学的障碍。

代谢性酸中毒时中枢神经系统功能障碍的主要表现是抑制，可出现意识障碍、昏迷，最后可因呼吸中枢和血管运动中枢麻痹而死亡。其发生机制与酸中毒时谷氨酸脱羧酶活性增强，使抑制介质γ-氨基丁酸生成增多有关，并与酸中毒使氧化磷酸化过程减弱而导致ATP生成减少，脑组织能量供应不足有关。

H ⁺浓度增加可刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器，反射性引起呼吸中枢兴奋，从而使呼吸加深、加快，有利于CO ₂代偿性呼出增加。此外，脑组织内H ⁺浓度增高，可通过迷走神经作用引起支气管收缩，因此纠正酸中毒有利于恢复支气管平滑肌对支气管舒张药的反应性。

慢性肾衰竭伴酸中毒时，骨骼中的钙盐不断释放到血液中用以缓冲 H ₂ CO ₃，使得[HCO ₃ ^-]/[H ₂ CO ₃]的比值增大。在儿童时期会导致纤维性骨炎和肾性佝偻病，在成年时期会导致骨软化症。

代谢性酸中毒可以导致胰岛素抵抗，肌肉分解代谢增强。

嗜睡、乏力、知觉迟钝、烦躁、精神恍惚、昏迷等，神经症状与γ-氨基丁酸增多、脑组织酸中毒、脑血管扩张、脑细胞水肿等因素有密切关系。

CO ₂结合力下降至15mmol/L(或HCO ₃ ^-下降至14mmol/L)时，常有呼吸变深、加快，若有酮症可在呼吸气味中闻到酮味，尿毒症者可闻到尿味。

食欲缺乏、恶心、呕吐等。

心率加快、心音低钝、心排血量降低、血压下降、室性心律失常、传导阻滞等。严重者可发生心室颤动与心搏骤停(多与血钾过高有关)。

病因治疗是首要治疗措施。只要消除病因，轻度的代谢性酸中毒常可自行纠正，无须使用碱性药物。

低容量休克可伴代谢性酸中毒，经过补液、输血纠正休克后，轻度代谢性酸中毒可自行纠正。

当血浆HCO ₃ ^-明显降低时，可在补液的同时，应用碳酸氢钠溶液纠正酸中毒。可直接提供HCO ₃ ^-，HCO ₃ ^-+H ⁺→H ₂ CO ₃→H ₂ O+CO ₂，CO ₂由肺排出。因此用该药纠正酸中毒时应注意保持呼吸道通畅，以利CO ₂排出。由于大部分HCO ₃ ^-在细胞外液，细胞外液约占体重的20%，并已知5%碳酸氢钠1.66ml=1mmol，因此代谢性酸中毒患者应补碳酸氢钠的量为：

以上公式所计算的补碱量，应于12小时内补给，然后再根据血气分析结果酌情处理。由于机体对碱中毒的缓冲能力较弱，而且碱中毒的危害性较大，故治疗代谢性酸中毒时切勿补碱过量，使pH保持在正常或偏酸状态较为妥当。

THAM能迅速透过细胞膜，纠正细胞内酸中毒的作用较强，此药能与H ⁺及H ₂ CO ₃结合，而使[H ⁺]与PaCO ₂降低，可用于代谢性酸中毒和呼吸性酸中毒的治疗，尤适用于限钠的患者。但THAM静脉滴注过快可引起低血压、呼吸抑制、血钙降低，而且此药碱性较强，静脉滴注时若漏出血管外，可引起组织坏死，应予注意。3.64%THAM(0.3M)为等渗液，7.28%THAM 1.66ml=1mmol。常用剂量为3.64%THAM每次4～6ml/kg静脉滴注，一日1～2次。

酸中毒纠正后，游离的钙离子减少，患者可出现手足抽搐，应静注葡萄糖酸钙以控制症状。