代谢性酸中毒

代谢性酸中毒是一种酸碱平衡紊乱，表现为血液pH值降低和血液碳酸氢盐浓度降低。在临床实践中，代谢性酸中毒是最常见的酸碱平衡紊乱之一。阴离子间隙过高和正常的代谢性酸中毒的鉴别诊断取决于血浆中是否存在未测量到的阴离子。

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原因 代谢性酸中毒

原因包括酮和乳酸的积累、肾衰竭、药物或毒素（高阴离子间隙）以及胃肠道或肾脏的 HCO3~ 损失（正常阴离子间隙）。

代谢性酸中毒的发展基于两种主要机制：H ⁺负荷（过量酸摄入）和碳酸氢盐的损失或使用 HCO3_作为缓冲剂来中和非挥发性酸。

体内H ^{+摄入量增加而补偿不足，导致两种代谢性酸中毒的发生：高氯性酸中毒和高阴离子缺乏性酸中毒。}

这种酸碱失衡是由于体内H ⁺摄入量增加的来源是盐酸（HCl）——结果导致细胞外碳酸氢盐被氯化物取代。在这种情况下，血液中氯化物浓度高于正常值会导致碳酸氢盐浓度相应下降。阴离子间隙值保持不变，与正常值一致。

^{高阴离子缺失性酸中毒是指体内其他酸（乳酸性酸中毒中的乳酸、糖尿病和饥饿引起的酮酸等）导致H +}离子摄入增加。这些有机酸取代碳酸氢盐，导致阴离子间隙 (AG) 增加。阴离子间隙每增加1 meq/l，血液中碳酸氢盐浓度就会相应下降。

值得注意的是，酸碱平衡和钾稳态之间存在着密切的关系：随着酸碱平衡紊乱的发展，K ⁺从细胞外空间转移到细胞内空间，反之亦然。血液 pH 值每降低 0.10 个单位，血清中 K ⁺的浓度就会升高 0.6 mmol/l。例如，在 pH（血液）为 7.20 的患者中，血清中 K ⁺的浓度会升高到 5.2 mmol/l。反过来，高钾血症会导致酸碱平衡紊乱的发展。血液中钾含量高会导致酸中毒，这是因为肾脏排泄酸减少，谷氨酰胺形成铵阴离子受到抑制。

尽管酸碱平衡与钾之间存在密切的联系，但其代谢紊乱在临床上表现并不明显，这与影响血清中K ⁺浓度的其他因素有关，例如肾脏的状态，蛋白质分解代谢的活性，血液中胰岛素的浓度等。因此，对于严重代谢性酸中毒的患者，即使没有高钾血症，也应该假设存在钾稳态紊乱。

代谢性酸中毒的主要原因

高阴离子间隙

• 酮症酸中毒（糖尿病、慢性酒精中毒、营养不良、饥饿）。
• 乳酸性酸中毒。
• 肾衰竭。
• 毒素代谢成酸：
• 甲醇（甲酸盐）。
• 乙二醇（草酸酯）。
• 对乙醛（乙酸盐、氯乙酸盐）。
• 水杨酸盐。
• 引起乳酸性酸中毒的毒素：CO、氰化物、铁、异烟肼。
• 甲苯（最初阴离子间隙较高，随后代谢物的排泄使间隙正常化）。
• 横纹肌溶解症（罕见）。

正常阴离子间隙

• NSO 的胃肠道损失 - （腹泻、回肠造口术、结肠造口术、肠瘘、使用离子交换树脂）。
• 输尿管乙状结肠造口术、输尿管回肠引流术。
• 肾脏HCO3丢失
• 小管间质性肾病。
• 肾小管酸中毒，1、2、4 型。
• 甲状旁腺功能亢进。
• 服用乙酰唑胺、CaCI、MgSO4。

其他

• 低醛固酮症。
• 高钾血症。
• 精氨酸、赖氨酸、NH Cl的肠胃外给药。
• 快速给予 NaCI。
• 甲苯（晚期表现）

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高氯性代谢性酸中毒

高氯性代谢性酸中毒的病因

• 外源性盐酸、氯化铵、氯化精氨酸负荷。当酸性溶液（盐酸、氯化铵、蛋氨酸）进入体内时发生。
• 碳酸氢盐流失或血液稀释。最常见于胃肠道疾病（严重腹泻、胰瘘、输尿管乙状结肠造口术），此时细胞外碳酸氢盐被氯化物（每毫当量毫克当量）取代，因为肾脏会保留氯化钠，努力维持细胞外液量。在这种酸中毒类型中，阴离子间隙 (AG) 始终与正常值一致。
• 肾脏酸分泌减少。在这种情况下，肾脏碳酸氢盐重吸收功能也会受损。上述变化是由于肾小管H ⁺分泌受损或醛固酮分泌不足引起的。根据受损程度，可分为肾近端小管酸中毒 (PTA)（2型）、肾远端小管酸中毒 (DTA)（1型）以及伴有醛固酮分泌不足或醛固酮分泌抵抗的4型肾小管酸中毒。

近端肾小管代谢性酸中毒（2型）

近端小管酸中毒的主要原因被认为是近端小管最大限度重吸收碳酸氢盐的能力受损，导致其流入肾单位远端的流量增加。正常情况下，近端小管会重吸收全部滤过量的碳酸氢盐（26 mEq/L），而近端小管酸中毒时重吸收的量较少，导致过量的碳酸氢盐随尿液排出（尿液呈碱性）。肾脏无法完全重吸收碳酸氢盐，导致血浆中碳酸氢盐水平降低（降低），从而导致血液pH值下降。血液中新形成的碳酸氢盐水平现在会被肾脏完全重吸收，表现为尿液反应从碱性变为酸性。在这种情况下，如果给患者注射碳酸氢盐，使其血液中的值恢复正常，尿液将再次呈碱性。该反应可用于诊断近端小管酸中毒。

^{近端小管酸中毒患者除碳酸氢盐重吸收缺陷外，常有其他近端小管功能改变（}磷酸盐、尿酸、氨基酸、葡萄糖重吸收功能受损）。血钾浓度通常正常或略有降低。

导致近端小管酸中毒的主要疾病有：

• 范康尼综合征，原发性或在遗传家族疾病范围内（胱氨酸病，Westphal-Wilson-Konovalov病，酪氨酸血症等），
• 甲状旁腺功能亢进症；
• 肾脏疾病（肾病综合征、多发性骨髓瘤、淀粉样变性、Gougerot-Sjogren综合征、阵发性睡眠性血红蛋白尿、肾静脉血栓形成、髓质囊性肾病、肾移植后）；
• 服用利尿剂-乙酰唑胺等。

远端肾小管代谢性酸中毒（1型）

^{远端肾小管酸中毒与近端肾小管酸中毒相反，重吸收碳酸氢盐的能力没有受损，但远端肾小管H +}的分泌减少，因此尿液pH值不会降至5.3以下，而尿液pH值的最低值通常为4.5-5.0。

由于远端肾小管功能障碍，远端肾小管酸中毒患者无法完全排出H ⁺，导致需要以血浆重碳酸盐为代价来中和代谢过程中产生的氢离子。因此，血液中的碳酸氢盐水平通常会略有下降。远端肾小管酸中毒患者通常不会出现酸中毒，这种情况称为不完全性远端肾小管酸中毒。在这种情况下，由于肾脏的代偿反应，H ⁺的排出完全完成，表现为氨的生成增加，从而清除了过量的氢离子。

远端肾小管酸中毒患者通常会出现低钾血症和相关并发症（生长迟缓、肾结石倾向、肾钙质沉着症）。

发生远端肾小管酸中毒的主要疾病有：

• 结缔组织系统性疾病（慢性活动性肝炎，原发性肝硬化，甲状腺炎，纤维化肺泡炎，Gougerot-Sjogren综合征）;
• 特发性高钙尿症背景下的肾钙质沉着症；甲状腺功能亢进；维生素 D 中毒；Westphal-Wilson-Konovalov 病、法布里病；肾脏疾病（肾盂肾炎；阻塞性肾病；移植肾病）；药物使用（两性霉素 B、止痛药；锂制剂）。

为了鉴别诊断近端肾小管酸中毒和远端肾小管酸中毒，使用碳酸氢盐和氯化铵负荷试验。

对于近端肾小管酸中毒患者，尿液 pH 值会随着碳酸氢盐的施用而升高，但对于远端肾小管酸中毒患者则不会出现这种情况。

如果酸中毒程度为中度，则需进行氯化铵负荷试验（参见“检查方法”）。患者以0.1 g/kg体重的剂量服用氯化铵。4-6小时内，血液中的碳酸氢盐浓度会下降4-5 mEq/L。远端肾小管酸中毒患者，尽管血浆碳酸氢盐含量下降，但尿液pH值仍保持在5.5以上；近端肾小管酸中毒患者，与健康个体一样，尿液pH值会降至5.5以下（通常低于5.0）。

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醛固酮分泌不足引起的肾小管代谢性酸中毒（4型）

低醛固酮血症以及醛固酮敏感性受损被认为是近端肾小管酸中毒的病因，且常伴有高钾血症。这可解释为醛固酮通常会增加钾离子和氢离子的分泌。因此，如果这种激素分泌不足，即使在干细胞因子 (SCF) 正常的情况下，也会出现高钾血症和尿液酸化受损。在对患者进行检查时，可能会发现与肾衰竭程度不符的高钾血症，以及尿液 pH 升高，且对氯化铵负荷的反应受损（类似于远端肾小管酸中毒）。

血清醛固酮和肾素水平降低可确诊。此外，血清醛固酮水平不会因限钠或容量不足而升高。

所呈现的症状复合体被称为选择性低醛固酮血症综合征，或者当同时检测到肾脏肾素生成减少时，被称为伴有高钾血症的低肾素性低醛固酮血症。

导致该综合症的原因：

• 肾脏损害，尤其是在慢性肾衰竭阶段，
• 糖尿病，
• 药物-非甾体抗炎药（吲哚美辛、布洛芬、乙酰水杨酸）、肝素钠；
• 老年时肾脏和肾上腺的退化变化。

高阴离子间隙代谢性酸中毒

AP（阴离子间隙）是钠浓度与氯化物和碳酸氢盐浓度之和之间的差值：

AP=[Na ⁺ ]-([Cl~]+[HCO3])。

Na ⁺、Cl~ 和 HCO ₃ ~ 在细胞外液中的浓度最高。正常情况下，钠离子的浓度比氯离子和碳酸氢盐浓度之和高出约 9-13 meq/l。负电荷的缺失通常被带负电荷的血液蛋白和其他未测量的阴离子所覆盖。这个间隙被定义为阴离子间隙。正常情况下，阴离子间隙为 12±4 mmol/l。

当血液中检测不到的阴离子（乳酸、酮酸、硫酸盐）增多时，碳酸氢盐会被这些阴离子取代，导致阴离子总量（[Cl~] + [НСO _~ ]）减少，阴离子间隙值增大。因此，阴离子间隙被认为是重要的诊断指标，其测定有助于确定代谢性酸中毒的病因。

代谢性酸中毒是由于血液中有机酸的积累引起的，其特征是高 AP 代谢性酸中毒。

高阴离子间隙代谢性酸中毒的形成原因：

• 酮症酸中毒（糖尿病，饥饿，酒精中毒）；
• 尿毒症；
• 水杨酸盐、甲醇、甲苯和乙二醇中毒；
• 乳酸性酸中毒（缺氧、休克、一氧化碳中毒等）；
• 三聚乙醛中毒。

酮症酸中毒

它通常由于游离脂肪酸不完全氧化为二氧化碳_和水而发生，从而导致β-羟基丁酸和乙酰乙酸的生成增加。酮症酸中毒最常见的情况是糖尿病背景下发生的。由于胰岛素缺乏和胰高血糖素生成增加，脂肪分解增加，导致游离脂肪酸进入血液。同时，肝脏中酮体的形成增加（血浆酮体浓度超过 2 mmol/l）。血液中酮酸的积累导致其取代碳酸氢盐，并导致代谢性酸中毒，阴离子间隙增加。长期饥饿也会表现出类似的机制。在这种情况下，酮体取代葡萄糖成为体内的主要能量来源。

乳酸性酸中毒

乳酸酸中毒的发生是由于血液中乳酸（乳酸盐）和丙酮酸（丙酮酸盐）浓度升高。这两种酸通常由葡萄糖代谢（克雷布斯循环）产生，并被肝脏利用。在糖酵解增加的情况下，乳酸和丙酮酸的生成量会急剧增加。乳酸酸中毒最常发生在休克时期，此时由于组织在厌氧条件下供氧减少，丙酮酸会形成乳酸。当检测到血浆中乳酸水平升高，并伴有较大的阴离子间隙时，即可诊断为乳酸酸中毒。

中毒和中毒时的酸中毒

药物（乙酰水杨酸、止痛药）以及乙二醇（防冻剂成分）、甲醇、甲苯等物质中毒也可能导致代谢性酸中毒。在这些情况下，H ⁺的来源是水杨酸和草酸（乙二醇中毒时）、甲醛和甲酸（甲醇中毒时）。这些酸在体内积聚会导致酸中毒，并增加阴离子间隙。

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尿毒症

严重肾衰竭，尤其是终末期肾衰竭常伴有代谢性酸中毒。肾衰竭时酸碱平衡紊乱的发生机制复杂多样。随着肾衰竭严重程度的增加，

最初引起代谢性酸中毒的因素逐渐失去主导作用，而新的因素加入其中，成为主导因素。

因此，在中度慢性肾衰竭中，酸碱平衡紊乱的主要成因是由于功能性肾单位数量减少导致酸的总排泄量减少。由于肾实质中每日产生的内源性H ⁺不足，部分酸被碳酸氢盐中和（这是远端小管酸中毒的特征性变化）。

另一方面，在慢性肾衰竭的这个阶段，肾脏重吸收碳酸氢盐的能力可能会受到干扰，从而导致肾远端小管酸中毒等酸碱平衡紊乱。

随着严重肾衰竭的发展（SCF约25 ml/min），酸中毒发展的主要因素变为有机酸阴离子（硫酸盐，磷酸盐）的滞留，这决定了高AP患者酸中毒的发展。

终末期肾病 (ESRD) 中发生的高钾血症也对酸中毒的发生有一定作用，因为高钾血症会因谷氨酰胺形成铵受到抑制而加剧酸排泄障碍。

如果慢性肾衰竭患者出现低醛固酮症，后者会因 H ⁺分泌进一步减少和高钾血症而加剧酸中毒的所有表现。

因此，在慢性肾衰竭中，可以观察到代谢性酸中毒发展的所有变体：伴有正常钾血症的高氯性酸中毒，伴有高钾血症的高氯性酸中毒，伴有阴离子间隙增加的酸中毒。

症狀 代谢性酸中毒

重症病例的症状和体征包括恶心、呕吐、嗜睡和呼吸急促。诊断基于临床表现、动脉血气分析和血浆电解质水平。应针对潜在病因进行治疗；如果pH值非常低，可能需要静脉注射碳酸氢钠。

代谢性酸中毒的症状很大程度上取决于潜在病因。轻度酸血症通常无症状。较严重的酸血症（pH < 7.10）可能引起恶心、呕吐和疲劳。如果酸中毒发展迅速，pH 值较高时也可能出现症状。最典型的体征是呼吸过度（深呼吸，频率正常），反映肺泡通气量的代偿性增加。

严重急性酸血症易导致心脏功能障碍，出现低血压、休克、室性心律失常和昏迷。慢性酸血症可导致骨质疏松（佝偻病、骨软化症、骨质减少）。

診斷 代谢性酸中毒

确定代谢性酸中毒的原因首先要确定阴离子间隙。

阴离子间隙过高的原因可能在临床上显而易见（例如低血容量性休克、错过血液透析疗程），但如果原因不明，则应进行血液检查，以测定血糖、血尿素氮、肌酐和乳酸等毒素。大多数实验室会测量水杨酸盐，但甲醇和乙二醇的水平并不总是能确定，可以通过渗透压间隙的存在来推断它们的存在。

将计算出的血清渗透压（2[Na] + [葡萄糖]/18 + 血尿素氮/2.8 + 血酒精/5）从测量的渗透压中减去。差值超过10表示存在渗透活性物质，在高阴离子间隙性酸中毒的情况下，这些物质是甲醇或乙二醇。虽然摄入乙醇可导致渗透压间隙和轻度酸中毒，但不应被视为严重代谢性酸中毒的原因。

如果阴离子间隙在正常范围内，且无明显病因（例如腹泻），则应测定电解质水平并计算尿液阴离子间隙（[Na] + [K] - [CI] 正常值为 30-50 mEq/L，包括经胃肠道丢失的患者）。升高提示肾脏丢失 HCO3。

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治療 代谢性酸中毒

治疗旨在纠正潜在病因。肾衰竭患者需要进行血液透析，有时乙二醇、甲醇和水杨酸盐中毒患者也需要进行血液透析。

使用NaHCO3纠正酸血症仅适用于特定情况，在其他情况下则不安全。当代谢性酸中毒是由于HCO3丢失或无机酸蓄积（即正常阴离子间隙性酸中毒）引起时，HCO3治疗是相当安全且充分的。然而，当酸中毒是由于有机酸蓄积（即高阴离子间隙性酸中毒）引起时，关于使用HCO3的数据存在争议；在这种情况下，尚无证据表明其可以降低死亡率，并且存在一定的风险。

在初始状态下，乳酸和酮酸代谢为HCO3，因此引入外源性HCO3可导致代谢性碱中毒。在任何状态下，HCO3都可能通过抑制呼吸中枢导致Na+过多、血容量过多、低钾血症和高碳酸血症。此外，由于HCO3不能穿透细胞膜，因此无法纠正细胞内酸中毒，相反，可以观察到一种反常的恶化，因为部分引入的HCO3会转化为CO2，CO2会渗透到细胞内并水解为H+和HCO3。

碳酸氢钠 (NaHCO3) 的替代品是氨丁三醇，这是一种氨基醇，可以结合代谢酸 (H) 和呼吸酸 (HCO3)；碳酸氢钠 (Carbicarb) 是碳酸氢钠和碳酸盐的等摩尔混合物（后者与二氧化碳反应生成氧气）；二氯乙酸盐可以促进乳酸氧化。然而，这些物质的有效性尚未得到证实，并且可能导致各种并发症。

代谢性酸中毒中经常出现的钾缺乏症也应通过口服或肠外注射KCI来纠正。

因此，代谢性酸中毒的治疗在于消除由该病理过程引起的紊乱，主要通过补充足量的碳酸氢盐来实现。如果代谢性酸中毒的病因能够自行消除，则无需使用碳酸氢盐治疗，因为正常功能的肾脏能够在几天内自行恢复体内碳酸氢盐的储备。如果代谢性酸中毒无法消除（例如慢性肾衰竭），则需要长期治疗。