医院第六医学中心急诊科刘晓静译刘树元校
■摘要
长期以来，生理学方法一直用于评估酸碱状态。该方法将酸视为氢离子供体，将碱视为氢离子受体，机体的酸碱状态反映了净氢离子平衡与人体缓冲液的相互作用。在生理学方法中，使用碳酸/碳酸氢根缓冲对来评估酸碱状态，并通过碳酸（即PaCO2）和血清碳酸氢根水平确定血液的pH值。最近，有学者引入了物理化学方法（物理化学法），受到越来越多地欢迎，尤其是在重症医师和麻醉医师中。该方法认为，体液的酸碱状态取决于3个自变量的相互作用所导致的水的解离变化：强（完全解离）阳离子浓度之和减去强阴离子的浓度之和（强离子差）、弱酸总浓度、和PaCO2。体液中氢离子浓度和碳酸氢根浓度由这3个自变量机械地决定，被视为因变量。我们的经验表明，多数执业医师只熟悉其中一种方法，而对另一种方法了解甚少。在本酸碱电解质教学案例中，我们试图通过对比这两种评估酸碱状态的方法（生理学方法和物理化学法）来弥补这一知识鸿沟。我们首先描述两种方法的基本特征、优点和局限性，然后将两种方法应用于同一位患者。最后，基于我们的观点，做出谁是最优方法的结论。
索引词
Stewart方法；剩余碱；酸碱失衡；阴离子间隙；生理学方法；物理化学法；酸碱状态；诊断
编者注：本文是一系列典型病例讨论的一部分，这些病例着重讨论电解质酸碱平衡紊乱的诊断或治疗。
■前言
酸碱失衡的成功治疗取决于准确的诊断。反过来，准确的诊断需要2个过程：血液中酸碱变量的可靠测量和对酸碱状态数据的合理解释；仔细综合临床资料，酌情进行其他检测，以确定酸碱失衡的最主要的原因。
二十世纪初，Henderson，VanSlyke及其同事开创了评估酸碱失衡的经典方法，我们将其称为生理学方法。从20世纪50年代末开始，Astrup，Siggaard-Henderson及其同事又开发出了生理学方法的一种变体，即剩余碱方法。在我们看来，剩余碱方法没有任何优点，反而带来了一些缺点。最后，在年，Stewart提出了一个完全不同的框架，并由他的追随者进一步发展，我们称之为物理化学法。这种方法已经得到一定的普及，特别是在重症医师和麻醉医师中。
根据我们的经验，大多数医师使用单一方法评估酸碱状态，对其他方法知之甚少。这种情况会阻碍医务人员之间的沟通，并可能对患者的治疗产生不利影响，尤其是同一个机构内频繁使用所有这些方法时。我们试图通过对比两种评估酸碱状态的方法（生理学方法和物理化学法）来弥补这一知识鸿沟。我们首先描述每种方法的基本特征、优点和局限性，强调它们在实际的诊断和治疗价值上的差异。然后，将两种方法应用于同一位患者，做出我们关于哪种方法是最佳方法的结论。
■案例报告
临床病史和初始实验室数据
一名21岁的男性，有Ⅰ型糖尿病病史，近3天发生了上呼吸道感染及经口摄食不足，被送至急诊科。入院时，他反应迟钝并有严重的呼吸困难。体格检查：仰卧位血压92/40mmHg，体温38.2°C，呼吸频率22次/分，肺部呼吸音清，皮肤弹性降低。
入院时血清化验数据如下：钠，mEq/L；钾，6.0mEq/L；氯化物，94mEq/L；总二氧化碳，5mEq/L；尿素氮60mg/dL；肌酐3.2mg/dL（对应CKD-EPI[慢性肾脏病流行病学协会]肌酐方程估算的肾小球滤过率为26mL/min/1.73m2）；血糖，mg/dL；白蛋白，2.0g/dL；磷酸盐，3.4mg/dL。动脉血气（2L/min吸氧）显示：pH7.15；PaCO2，12mmHg；PaO2，96mmHg；计算出的碳酸氢盐浓度为4mEq/L。
补充检查
血酮（Acetest法）呈阳性（1：4稀释）。尿酮为3+。血清乳酸水平为1.9mEq/L。血液和支气管分泌物的培养无阳性发现。
诊断
患者的酸碱状态评估如下：
生理学方法：高阴离子间隙（AG）代谢性酸中*；
物理化学法：强离子间隙（SIG）酸中*，低蛋白血症性碱中*和呼吸性碱中*。
临床随访
该患者接受了胰岛素、静脉输液和左氧氟沙星治疗。未使用碱剂。4天后患者出院。
讨论
方框1总结了生理学方法的基本特征。这种方法接受了Br?nsted和Lowry关于“酸是氢离子供体，碱是氢离子受体”的概念，认为生物体的酸碱状态是由于净氢离子平衡（即流入量减去流出量）与机体缓冲液之间的相互作用。这一概念使复杂的生物系统变得简化，可以容易且严格地评估人体的酸碱状态。基于等氢原理，通过对单个缓冲系统的两个组分进行测量，如碳酸和碳酸氢根的测量，能够代表非碳酸氢根缓冲液的综合作用，可用于评估酸碱状态。血液pH值由Henderson方程计算，[H+]=24×PaCO2/[HCO3-]，该方程考虑了碳酸（即，PaCO2，呼吸成分）和血清碳酸氢根（代谢成分；表1）。
之所以使用碳酸/碳酸氢根缓冲对是因为它含量丰富，具有重要的生理意义，并且受体内稳态的调节。标准血气分析仪会测量pH值和PaCO2，并基此计算出血清碳酸氢根浓度。通过比较血清碳酸氢根浓度与静脉血中总二氧化碳浓度可验证该计算值。值得注意的是，大多数酸碱失衡最初因静脉总二氧化碳浓度异常被医师发现。
生理学方法可识别出4种原发的酸碱失衡（表2）。代谢紊乱以血清中碳酸氢根浓度原发变化来表示，而呼吸紊乱以PaCO2原发变化表示。每一种参数的原发变化（血清碳酸氢根浓度或PaCO2）都会导致另一参数（PaCO2或血清碳酸氢根）的继发改变，并且倾向于减缓酸度的变化。这些继发改变已在动物和人类中进行了经验性地量化。单纯性紊乱被表示为在血清中碳酸氢根或PaCO2原发改变，伴随着代偿变量适当的继发改变。当继发改变不适当时，则表明同时存在另一种酸碱失衡。混合酸碱失衡是由两种或两种以上的酸碱失衡组成。
通过评估血清AG可进一步补充关于代谢组分的解释。AG通过[Na+]-（[Cl-]+[TCO2]）计算，其中TCO2是二氧化碳总量。所有变量均在静脉血中测量（表1；图1）。由于测量方法的不同（主要是氯化物测量方法的不同），各实验室血清AG的参考值有较大差异。通常，约75％的血清AG由血清白蛋白浓度决定。通过将AG的计算值与实验室参考值进行比较，可估计患者血清AG的异常变化（ΔAG），AG参考值必须根据患者血清白蛋白浓度进行校正（方框1）。方框2显示了根据生理学方法对酸碱失衡的系统分析。
生理学方法无论在数据采集还是临床应用上都比较简单。它能够把人体的酸碱化学与生理学和病理生理学结合起来。生理学方法