病理生理學/什么是酸？什么是堿？

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病理生理學

酸堿平衡紊亂
- 酸堿平衡紊亂需要明確的幾個基本概念
  - 什么是酸？什么是堿？
  - 什么是固定酸？什么是固定堿?
  - 酸堿平衡障礙類型命名上的混亂
  - 鉀離子代謝與酸堿平衡障礙之間的關系
  - 酸堿平衡障礙的代償限度
  - 混合型酸堿平衡障礙分析概要

（一）定義

在探討人體酸堿平衡障礙的文獻中，對于酸和堿有三種不同的定義。我們在書籍、雜志中，經常可以見到三種定義混用，甚至并用，容易導致混亂。三種定義如下：

1.酸是陰離子，堿是陽離子

堿（mEq/L血漿）酸（mEq/L血漿）

Na⁺	142	HCO₃^-	27
K⁺	4(5)	Cl^-	101(103)
Ca⁺⁺	5	HPO₄⁼	2
Mg⁺⁺	2	SO₄^-	1
153(154)	RCOO^-	6(5)
蛋白^－	16
153（154）

2.酸是固定陰離子，堿是固定陽離子

堿	酸
Na⁺	Cl^-
K⁺	HPO₄⁼
Ca⁺⁺	SO₄^-
Mg⁺⁺	RCOO^-
蛋白^-

“固定”是與“可揮發”相對應而言的，意即不能揮發的意思。如HCO₃^-可以生成CO₂而從呼吸排出，即為可揮發的，因而不列入酸這一項中。其實這個定義是為了糾正前一個定義中把HCO₃^-作為酸這一明顯錯誤的。HCO₃^-在體液pH條件下系一堿性物質，它能結合H⁺以減少［H⁺］的濃度。

3.酸是H⁺供給者，堿是接受者或OH^-供給者

上述三種定義中的第三種是合理的，它與化學上的概念一致，也真正反映體內離子的化學作用。即在體內能解離生成H⁺者為酸，能接受H⁺者為堿。體液pH值就是反映體液中H⁺離子濃度的。酸堿平衡障礙所研究的基本變化就是［H⁺］在體液中的升降。

根據第三種定義則Na⁺、K⁺、Ca⁺⁺、Mg⁺⁺非酸亦非堿，所有表中所列的陰離子在體內均起堿的作用。近年在酸堿平衡障礙的有關文獻中已逐步使用第三種概念以代替前二種。

（二）為什么會產生上述混亂？

這是因為過去很長時間內沒有直接測定血液pH值的臨床上適用的方便而準確的方法。所使用的方法是比較煩瑣而且不夠精確。過去一直從其它離子的變動間接判斷血液pH，所以上述混亂是歷史發展的原因造成的。

酸是陰離子、堿是陽離子的這種定義是醫學引用化學概念發生偏差造成的。我們知道在電解槽中通直流電后，鹽類電解質的陽離子去至陰極附近，它們再吸引OH^-，因而使此處溶液變堿；陰離子則去至陽極附近，再吸收H⁺而使此處溶液變酸。以NaCl水溶液電解為例，陰極附近有NaOH，陰極附近有HCl。最初化學上稱這些陽離子如Na⁺等為“形成堿的離子(Base Formers)”，而稱Cl^-等陰離子o “形成酸的離子(Acid Formers)”。使用中就習以為常把這些陽離子稱為堿離子，陰離子稱為酸離子。須知，這是不正確的。

（三）如何把這三個定義聯系起來？

上述三種定義看起來是不同的，甚至截然相反，但是又都在使用。它們繁簡不同地都可解釋酸堿平衡障礙，其間的關系如何，便需說明。下列一個重要的化學緩沖反應式可以幫助說明：

陰離子（除HCO₃^-外）增多為何酸中毒？——陰離子不是酸，但又有高血氯性酸中毒的說法（而Cl^-是堿），這如何理解？這是因為除HCO₃^-以外的陰離子增加時，在維持離子平衡的過程中，最容易變動的HCO₃^-就減少（例如腎臟對它的重吸收減少，排出量就增加）。根據質量作用定律，上面的化學反應式右側的HCO₃^-不斷減少，反應向右進行，生成的H⁺就多，體液（H⁺）升高，pH值下降而趨于酸中毒。

陰離子（除HCO₃^-外）減少如何堿中毒？——與上面者相反，此時最容易變動的HCO₃^-就增多，上面化學反應式的反應向左進行，（H⁺）降低，pH值上升，趨于堿中毒。

陽離子增多如何堿中毒？——通常陽離子增多是伴以最易變動的HCO₃^-相應增多的，而HCO₃^-增多能使上述反應式的反應向左進行，H⁺被消耗而減少，pH值上升而趨于堿中毒。但有時陽離子增多并不伴有HCO₃^-增多，而是伴以其它陰離子如Cl^-增加。此時HCO₃^-不增加，因而不發生堿中毒。所以說，“陽離子為堿，它的增加就會引起堿中毒”是不正確的。例如高鈉血癥、高鉀血癥并不與堿中毒等同。

陽離子減少為何酸中毒？——通常陽離子減少是伴以HCO₃^-相應減少的，而HCO₃^-減少能使反應向右進行，［H⁺］升高，pH降低而趨于酸中毒，但有時陽離子減少并不伴以HCO₃^-減少，因此陽離子減少不一定酸中毒的。同時，也可看出第三種定義比較精確，接觸了問題的根本。使用第三種定義，也使酸堿中毒的概念明確。

按照第三種定義，上面所列體內陰離子均為堿，但它們的強弱不同。其強弱標準是以其接受H⁺的能力而定的。例如HCO₃^-比Cl^-強的多，HCO₃^-是緩沖系統的重要緩沖堿，而Cl^-則否。HCO₃^-接受H⁺生成H₂CO₃^-，其在體內的解離度僅為Cl^-接受H⁺生成的HCl的1/1500。換言之HCO₃^-“抓住”H⁺抓得更牢固，而Cl^-則“抓”得很不牢，因為體內HCl幾乎全部是呈解離的。