第二节 反映酸碱平衡的常用指标及酸碱平衡紊乱的分类
pH和H＋是酸碱度的指标。由于血液中H＋很少，因此目前广泛采用H＋浓度的负对数即pH来表示血液的酸碱度。
正常人动脉血pH为7.35~7.45，pH<7.35为酸中毒（acidosis）；pH>7.45为碱中毒（alkalosis）。但 pH本身不能区分酸碱平衡紊乱的类型。
根据Henderson-Hassalbalch方程式，血液pH：
按照该公式，p Ka为常量（6.1），pH主要取决于血液中[HCO3-]/[H2 CO3]的比值，即使两者绝对值发生变化，只要比值维持2 0：1，lg[HCO3-]/[H2 CO3]=1.3，p H即可维持在正常范围（7.35~7.45，平均 7.4）（图3-4）。
pH正常有3种可能：①没有酸碱平衡紊乱；②代偿性酸中毒或碱中毒时；③同时存在酸中毒和碱中毒，且程度大体相当时，pH也可以在正常范围。
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1908年，劳伦斯•约瑟夫•亨德森（L J Henderson）在研究碳酸的缓冲能力时提出亨德森方程。1916年，卡尔•阿尔伯特•哈塞尔巴尔赫（K A Hasselbalch）将其写为对数形式，并用于研究血液中碳酸引起的代谢性酸中毒。该方程使用pKa（酸解离常数）描述pH的变化。它可以用来估算缓冲体系的pH。
Henderson-Hasselbalch方程式显示了血液的pH取决于血液中[HCO3-]与[H2 CO3]的比值。不论[HCO3-]或[H2 CO3]发生了什么变化，只要其比值保持20∶1不变，pH即可维持在正常范围（7.35~7.45，平均7.40）。这就揭示了临床上何以有的病例存在有代谢性酸中毒，或代谢性碱中毒，或呼吸性酸中毒，或呼吸性碱中毒时，pH仍可维持在正常范围的道理。
公式中的分子部分[HCO3-]反映的是代谢性酸碱平衡及其失常的情况，称为代谢性因素，其主要通过肾脏进行调节；公式中的分母部分是[H2 CO3]，反映呼吸性酸碱平衡及其失常的情况，称为呼吸性因素，主要通过肺进行调节。因此，pH受到代谢和呼吸双因素的共同影响，即与肾和肺的功能密切相关。
在公式中，pH、HCO3-、PaCO2三量相关。只要测出其中两个数值，就可根据该公式计算出第三个数值。举例如下：假设患者的血pH=7.40，PaCO2=40mmHg，试计算出[HCO3-]值。按照Henderson-Hassalbalch公式，则 7.4=6.1＋lg[HCO3-]/[H2 CO3]，[HCO3-]应等于24mmol/L。
动脉血CO2分压（arterial partial pressure of carbon dioxide，PaCO2）指以物理状态溶解在动脉血中的CO2分子产生的张力。正常值为33~46mmHg，平均40mmHg。PaCO2是反映酸碱平衡呼吸状态的主要指标。PaCO2增高，表示有CO2潴留，见于呼吸性酸中毒或肺对代谢性碱中毒的代偿调节；PaCO2降低，表示有CO2呼出过多，见于呼吸性碱中毒或肺对代谢性酸中毒的代偿调节。
标准碳酸氢盐（standard bicarbonate，SB）指全血在标准条件下（温度38℃，Hb氧饱和度100%，用PCO2为40mmHg的气体平衡）测得的血浆HCO3-浓度。由于排除了呼吸的影响，所以SB是反映酸碱平衡代谢因素的指标。SB正常值为22~27mmol/L，平均24mmol/L。SB升高，见于代谢性碱中毒或者肾脏对慢性呼吸性酸中毒的代偿调节；SB降低，见于代谢性酸中毒或者肾脏对慢性呼吸性碱中毒的代偿调节。
实际碳酸氢盐（actual bicarbonate，AB）是指在隔绝空气的条件下，在实际体温、血氧饱和度和PaCO2条件下测得的血浆HCO3-浓度。因而AB既受呼吸因素的影响，也受代谢因素的影响。在正常情况下AB=SB。两者数值均高表明有代谢性碱中毒，两者数值均低表明有代谢性酸中毒。如果AB≠SB，则两者的差值反映呼吸对酸碱平衡的影响：AB>SB，提示有CO2潴留；AB<SB，提示有CO2呼出过多。
缓冲碱（buffer base，BB）指血液中一切具有缓冲作用的负离子碱的总和，包括HCO3-、HbO2、Hb-和 Pr-等，通常以氧饱和的全血在标准状态下测定，正常值为45~52mmol/L（平均48mmol/L）。缓冲碱数值是反映代谢性因素的指标。代谢性酸中毒时BB减少，而代谢性碱中毒时BB升高。
碱剩余（base excess，BE）是指在标准条件下（37~38℃，PCO2 40mmHg，氧饱和度100%），将 1L 全血或血浆滴定到pH 7.4所需的酸或碱的量。若需用酸滴定，则表示被测血液的碱过多，BE用正值表示；如需用碱滴定，说明被测血液的碱缺失，BE用负值来表示。全血BE正常值范围为（0±3）mmol/L，BE不受呼吸因素的影响，是反映代谢因素的指标，代谢性酸中毒时BE负值增加，代谢性碱中毒时BE正值增加。
阴离子间隙（anion gap，AG）是指血浆未测定阴离子（UA）与未测定阳离子（UC）的差值（AG=UA-UC）。UA包括体内各种有机酸（如：乳酸、β-羟丁酸、乙酰乙酸等）和无机酸（如：Pr-、HPO42-、SO42-等）酸根阴离子。细胞外液中阴阳离子总数相等，从而维持电中性。阳离子=已测定阳离子（Na＋、K＋）＋UC=Na＋＋K＋＋UC（图3-5），由于细胞外液 K＋较少，可以忽略不计。 总阴离子=已测定阴离子（Cl-、HCO3-）＋UA，即 Cl-＋HCO3-＋UA。 可得出 Na＋＋UC=Cl-＋HCO3-＋UA，因而：AG=UA-UC=Na＋-（Cl-＋HCO3-）=140-（104＋24）=12
AG 正常值为（12±2）（10~14）mmol/L。
AG反映血浆固定酸含量。AG降低在酸碱平衡紊乱分析中意义不大，而AG增大，多是由有机酸或无机酸阴离子体内蓄积引起，可以用于区分代谢性酸中毒的类型和混合型酸碱平衡紊乱。目前一般以AG>16mmol/L作为判断AG增高型代谢性酸中毒的标准。
理论与实践
血气分析是指对各种气体、液体中不同类型的气体和酸碱性物质进行分析的技术过程。其标本可以来自血液、尿液、脑脊液及各种混合气体等，但临床应用最多的还是血液。血液标本包括动脉血、静脉血和混合静脉血等，其中又以动脉血气分析的应用最为普遍。
过去因为医院条件所限，判断缺氧只能靠临床症状估计，而酸碱失衡亦仅仅根据症状和二氧化碳结合力（CO2 CP）来判断。由于临床症状和CO2 CP受很多因素影响，可靠性较差，其临床价值有限，自从开展血气分析以后已基本弃用。目前，动脉血气分析在临床各科低氧血症和酸碱失衡的诊断、救治中，已经成为了必不可少的医疗设备。低氧血症是常见并随时可危及患者生命的并发症，许多疾病均可引起。然而，单凭临床症状和体征，无法对低氧血症及其程度作出准确的判断和估价。动脉血气分析是唯一可靠的诊断低氧血症和判断其程度的指标。在危重病救治过程中，酸碱失衡也是继低氧血症之后较常见的临床并发症，及时诊断和纠正酸碱失衡对危重病的救治有着相当重要的意义。动脉血气分析也是唯一可靠的判断和衡量人体酸碱平衡状况的指标。
动脉血气分析临床应用范围：
1.医生根据患者病情初步判断有缺氧和（或）酸碱平衡失调者，需查血气分析。
2.临床各科的急危重症一般都伴有程度不等的缺氧和（或）酸碱失衡，原则上均需查血气分析跟踪病情变化。
3.各种诊断不明的疑难杂症，查血气分析可提示氧供和酸碱平衡状态的信息，从而可拓展思路，有助于明确诊断。
注意事项：
1.采血量不宜过多，单查血气分析约需1ml，如血气分析加电解质、肾功能、血糖等项目约需2ml。若血量过多、抗凝不足，将影响检验的准确性。
2.采血后需立即排空气泡，再将针尖刺入橡皮塞封闭针孔，以免接触空气造成检验结果失真，并尽快送检。
3.标本送检时需附上患者实时的体温、吸氧浓度或吸氧流量（L/min）及最近的血红蛋白量等参数。
酸碱平衡紊乱可分为单纯型酸碱平衡紊乱和混合型酸碱平衡紊乱。如果患者体内只有一种酸碱平衡紊乱存在，为单纯型酸碱平衡紊乱（simple acid-base disturbance），如是两种或两种以上的酸碱平衡紊乱同时存在，则为混合型酸碱平衡紊乱（mixed acid-base disturbance）。根据血液pH的高低，可以把酸碱平衡紊乱分为两种：pH降低称为酸中毒，pH升高称为碱中毒。根据引起酸碱平衡紊乱的原因不同，可以把单纯型酸碱平衡紊乱分为四种：呼吸性酸中毒、呼吸性碱中毒、代谢性酸中毒和代谢性碱中毒。
在单纯型酸中毒或碱中毒时，由于机体的调节，虽然体内酸性或碱性物质的含量已经发生改变，但通过机体的代偿，使得[HCO3-]/[H2 CO3]比值保持在20∶1，则血液pH仍可维持在正常范围之内，此为代偿性酸中毒或代偿性碱中毒；如果血液pH低于或高于正常范围，则为失代偿性酸中毒或失代偿性碱中毒。
问题与思考
pH偏离正常范围，表示有酸碱平衡紊乱；如pH正常，能否排除酸碱平衡紊乱的可能性？为什么？