医院第六医学中心急诊科刘树元译
//摘要
四种经典的酸碱紊乱的每一种均表现为二氧化碳张力或血浆碳酸氢盐浓度的原发变化，并伴随着代偿变量的继发反应。从经验性量化来看，这些继发反应是有方向性的，与原发变化相一致，并且随时间而变化，倾向于使原发变化对身体酸度的影响降至最低。缺乏恰当的继发反应提示有额外的酸碱紊乱共存。在这里，我们讨论了人类对每种原发酸碱紊乱的继发反应的预期强度，并为判断每个继发反应是否恰当给予提示。
//前言
酸碱紊乱的生理学方法认为，血液pH值由当前的碳酸水平（呼吸成分PaCO2）和血浆碳酸氢盐浓度（代谢成分HCO3?）决定，这是Henderson方程所规定的，即[H+]=24×PaCO2/[HCO3?]。四种典型酸碱紊乱包括呼吸紊乱（酸中*和碱中*）和代谢紊乱（酸中*和碱中*）。呼吸紊乱表现为PaCO2的原发变化，而代谢紊乱表现为血浆[HCO3?]的原发变化。
呼吸或代谢成分中的每一原发变化在体内都会引发相应代偿成分的继发反应，该反应与原发变化具有成方向性和成比例性，尽管较原发变化要小得多，因此倾向于将身体酸度的变化降至最低。这些继发反应来源于理化缓冲、通气、有机酸代谢和肾脏酸化的改变。它们在狗和人身上都已被量化，存在一致性且大小可预测，并被视为每一种典型紊乱的组成部分。缺乏恰当的继发反应提示有额外的酸碱紊乱共存。
继发反应的另一个流行的替代名词叫作“代偿”。我们不鼓励使用这个术语，因为它会引起关于部分代偿与完全代偿的混淆。而继发性反应通常能减轻原发变化对血液酸度的影响，但不能完全恢复血液酸度到控制水平。此外，在某些情况下，继发反应会产生对血液pH的不恰当影响（见下一节）。我们将呼吸性酸中*（原发性PaCO2增加）和呼吸性碱中*（原发性PaCO2减少）的继发性反应分别称为继发性高碳酸氢盐血症和继发性低碳酸氢盐血症。继发性或代偿性代谢性碱中*和继发性或代偿性代谢性酸中*也容易产生混淆和异议。同样，代谢性酸中*（原发性血浆[HCO3?]减少）和代谢性碱中*（原发性血浆[HCO3?]增加）的继发性反应分别被称为继发性低碳酸血症和继发性高碳酸血症。我们不建议分别使用继发性或代偿性呼吸性碱中*和继发性或代偿性呼吸性酸中*这样的替代术语。
继发反应的幅度和时间过程
在这里，我们对每个原发酸碱紊乱的继发反应的平均斜率（表1）和每个继发反应完成所需的时间进行了审查。为此，我们回顾了每种酸碱紊乱的所有可用的人类研究，并权衡了研究设计、方法和达到稳定状态的证据。我们可以把它们视为继发反应的一般规则。由于篇幅限制，我们只引用有限的参考文献。
呼吸性酸中*
高碳酸血症使体液酸化并滴定非碳酸氢盐缓冲液，使血浆[HCO3?]轻微升高。这种使碳酸氢盐升高的继发反应可在5-10分钟内完成，并在数小时内保持稳定。对室内环境中未麻醉正常人（吸入CO27和10%）的观察结果显示，Δ[HCO3?]/ΔPaCO2平均斜率为0.1mEq/L/mmHg；预期[HCO3?]=24+[（当前PaCO2?40）×0.1]。在由内源性高碳酸血症引起的呼吸性酸中*的患者中也得到了基本上相同的斜率。
持续的高碳酸血症可刺激肾脏酸化而导致血浆[HCO3?]增加。对于狗来说，一个新的稳定状态会在3-5天内达到。该时间模式是否适用于人类还不得而知。慢性高碳酸血症常反映肺功能逐渐恶化的过程；因此，继发反应亦与缓慢上升的PaCO2保持同步，而不会有明显的延迟。通过对慢性阻塞性肺疾病导致的慢性高碳酸血症患者的仔细观察，可以估算出Δ[HCO3?]/ΔPaCO2平均斜率为0.35mEq/L/mmHg；预期[HCO3?]=24+[（当前PaCO2?40）×0.35]。这一斜率适用于大约70mmHg以下的PaCO2。超过这个水平后，Δ[HCO3?]/ΔPaCO2的斜率趋于平坦。最近，一项研究报道了大得多的斜率，但是由于血气测量份数较少（18例患者每人只测量了一次），使其结论的有效性受到质疑。
呼吸性碱中*
低碳酸血症使体液碱化并滴定非碳酸氢盐缓冲液，使血浆[HCO3?]降低。这种使碳酸氢盐降低的继发反应可在5-10分钟内完成，并在数小时内保持稳定。正常个体自主过度通气或接受小手术的麻醉患者的控制性过度通气，20-分钟的低碳酸血症产生的Δ[HCO3?]/ΔPaCO2平均斜率为0.2mEq/L/mmHg；预期[HCO3?]=24?[（40?当前PaCO2）×0.2]。
如果低碳酸血症持续存在，则由于肾脏酸化受到抑制而导致血浆[HCO3?]进一步降低，可在2-3天内会出现新的稳定状态。对暴露于低氧环境（6天）的正常志愿者和未麻醉的脊髓或头部损伤并进行控制性过度通气（7-11天）的患者的研究显示，Δ[HCO3?]/ΔPaCO2平均斜率为0.4mEq/L/mmHg；预期[HCO3?]=24?[（40?当前PaCO2）×0.4]。
代谢性酸中*
原发性低碳酸氢钠血症引起酸血症，刺激中枢和外周化学感受器，引起潮气量和呼吸频率增加，后者更常见。这种使血碳酸降低的继发反应终伴随着代谢性酸中*，无论是在使用氯化铵的正常志愿者中，还是存在各种合并症（如腹泻、电解质代谢紊乱或肾功能衰竭）的患者当中。虽然在不同的研究中通气改变的大小有很大的不同，但似乎与酸中*的原因无关。结合大部分已发表的研究，得出ΔPaCO2/Δ[HCO3?]的平均斜率为1.2mmHg/mEq/L；预期PaCO2=40?[（24?当前[HCO3?]）×1.2]。
继发性反应在代谢性酸中*发生后30-分钟内出现；达到稳定状态的时间（以及纠正代谢性酸中*后的消退时间）取决于酸中*的进展的速度。比如在霍乱患者中，当血浆[HCO3?]缓慢下降或缓慢纠正（如24小时内变化6mEq/L）时，呼吸反应与血浆[HCO3?]水平保持同步。相反，当代谢性酸中*迅速发生或纠正时，呼吸反应达到稳态或者消失需要11-24小时。
代谢性碱中*
与代谢性酸中*引起的继发性低碳酸血症的广泛认识相反，代谢性碱中*引起的继发性高碳酸血症的存在本身是有争议的。在一些早期研究中，确实发现这些患者没有高碳酸血症，并将其归因于方法学问题和纳入了有刺激通气紊乱的患者。此外，在快速静脉输注碳酸氢钠（一种急性代谢性碱中*模型）时观察到了反常性通气增强，也让我们产生了困惑；这种过度通气反应是由碳酸氢盐分解成二氧化碳引起的，是很短暂的，很快转化为碱诱导的低通气。
随后的研究证实，代谢性碱中*引起的碱血症会持续抑制肺泡通气，主要是潮气量减少。对于使用利尿剂、呕吐或胃吸引所引起的代谢性碱中*患者的观察得出了ΔPaCO2/Δ[HCO3?]平均斜率为0.7mmHg/mEq/L；预期PaCO2=40+（当前[HCO3?]-24）×0.7。与早期观点相反，低氧血症和低钾都不能阻止这种反应。继发性高碳酸血症达到稳态的时间仍不确定。虽然研究表明达到充分的低通气反应可能需要24-36小时，但这种滞后可能不会发生在缓慢进展的代谢性碱中*患者中。
注意事项
在评估酸碱紊乱的继发反应是否恰当时，有几个注意事项。
时间进程
如前所述，在人体内继发反应的完成和消除的时间过程存在相当大的不确定性。如果单纯原发紊乱的继发反应没有足够的时间来发展或消除，可能会错误地诊断为混合酸碱紊乱。
置信区间
为了定义每种酸碱紊乱的继发反应的限度，已使用经验数据构建了置信区间。在临床实践中，血浆[HCO3?]偏离计算值（基于稳态斜率平均值计算）±3mEq/L或PaCO2偏离±5mmHg可作为临界值（表1）。超出这些临界值表示存在混合酸碱紊乱。重要的是，继发反应的计算值落在临界范围内时应被解释为与某一特定紊乱相一致的改变，而不应作为一种诊断。事实上，一组给定的酸碱值从来不能诊断特定的酸碱紊乱；建立正确的诊断必需要考虑临床相关性。例如，对于接受呼吸机支持的患者，解释酸碱数据时必须考虑到这一过程设定了PaCO2水平，因此有可能改变之前存在的酸碱状态（无论正常与否）。
已有酸碱紊乱的影响
临床医生倾向于将表1中描述的斜率同等地应用于单纯酸碱紊乱和混合紊乱患者。这种做法假定预先存在的酸碱紊乱对新叠加酸碱紊乱的继发反应不会产生影响。对狗的大量研究表明，这种假设在很大程度上是错误的。在先前存在代谢性酸中*或慢性呼吸性碱中*的狗中，Δ[HCO3?]/ΔPaCO2对急性高碳酸血症的反应要比正常动物大；而在先前存在代谢性碱中*或慢性呼吸性酸中*的狗中，Δ[HCO3?]/ΔPaCO2对急性高碳酸血症的反应要比正常动物小。同样，与正常狗相比，Δ[HCO3?]/ΔPaCO2对慢性呼吸性酸中*的反应在先前存在代谢性酸中*的狗中更大，而在在先前存在代谢性碱中*的狗中更小。正常狗和先前存在代谢性酸中*的狗对慢性低碳酸血症有相同的继发反应，但先前有代谢性碱中*的狗的继发性反应要大得多。很有可能，但仍然不确定人类是否会表现出与狗类似的反应。因此，表1所示斜率能否直接用于混合酸碱紊乱患者是不确定的。
代谢紊乱中血浆[HCO3?]的混杂影响
通常认为，伴随代谢紊乱的继发性PaCO2变化对血浆[HCO3?]没有影响（[HCO3?]会因缓冲作用而发生很小的变化）。然而，这个公式假定了肾脏能够区分原发性和继发性PaCO2变化，而只对前者做出有力的酸化反应，正如反映在慢性呼吸性碱中*和慢性呼吸性酸中*的Δ[HCO3?]/ΔPaCO2斜率（表1），对后者则没有反应。然而，在对患有代谢性酸中*或代谢性碱中*的狗进行的研究中，这一假设被证明是错误的。该研究显示肾脏会对继发性低碳酸血症或高碳酸血症产生重要的酸化反应。事实上，在代谢紊乱中，全部血浆[HCO3?]变化的40%并非来自代谢过程本身，特别在酸负荷引起的代谢性酸中*，或容量或Cl?缺失引起的代谢性碱中*，而是来自肾脏对继发生PaCO2变化没有任何区分的反应（图1）。这些肾脏反应可能不是适应性的变化，因为他们破坏了继发通气反应对血液pH值的有益影响。事实上，在某些情况下，这种非适应性变化不仅会抵消有益影响，甚至产生比完全没有通气反应时更为异常的pH值。由于狗和人之间的酸化过程非常相似，这强烈提示，这些观察结果也适用于人类。但是，在进行必要的研究之前，这种外延只能是推测性的。
图1狗代谢性酸中*（左）和代谢性碱中*（右）时血浆[HCO3-]变化的病理生理基础。仅一部分血浆[HCO3-]变化归因于原发代谢过程，其余大约占总变化的40％是由于相关的继发性低碳酸血症或高碳酸血症引起的肾脏酸化调节。这些肾脏反应是适应不良的，因为它们会破坏通气反应对血液pH的有益作用。基于Madias及其同事的数据。
文献来源
AdroguéHJ,MadiasNE.Secondaryresponsestoalteredacid-basestatus:therulesofengagement.JAmSocNephrol.;21(6):-.doi:10./ASN..
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