代謝性酸中毒

(一)發(fā)病原因
1.高AG正常氯性代謝性酸中毒
(1)乳酸性酸中毒：乳酸性酸中毒是代謝性酸中毒的常見原因。正常乳酸是由丙酮酸在乳酸脫氫酶(LDH)的作用下，經(jīng)NADH加氫轉(zhuǎn)化而成，NADH則轉(zhuǎn)變?yōu)镹AD 。乳酸也能在LDH作用下當(dāng)NAD 轉(zhuǎn)化為NADH時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)楸?。因此決定上述反應(yīng)方向的主要為丙酮酸和乳酸兩者作為反應(yīng)底物的濃度以及NADH和NAD 的比例情況。正常葡萄糖酵解時(shí)可以產(chǎn)生NADH，但是生成的NADH可以到線粒體而生成NAD ，另外丙酮酸在丙酮酸脫氫酶(PDH)作用下轉(zhuǎn)化成乙酰輔酶A，后者再通過三羧酸循環(huán)轉(zhuǎn)化為CO2及H2O。
在正常氧化條件下，乳酸鹽可以進(jìn)入肝臟或腎臟細(xì)胞內(nèi)的線粒體，經(jīng)過α代謝途徑而生成酮酸，后者再分解為H2O和CO2并生成HCO3-。當(dāng)線粒體因?yàn)榻M織缺O(jiān)2等而功能不全時(shí)，丙酮酸容易積聚在胞漿中代謝成為乳酸鹽。正常人血乳酸水平甚低，為1～2mmol/L，當(dāng)超過4mmol/L時(shí)稱為乳酸性酸中毒。乳酸性酸中毒臨床上分為A、B兩型。
A型為組織灌注不足或急性缺氧所致，如癲癇發(fā)作、抽搐、劇烈運(yùn)動(dòng)、嚴(yán)重哮喘等可以造成高代謝狀態(tài)，組織代謝明顯過高;或者在休克、心臟驟停、急性肺水腫、CO中毒、貧血、嚴(yán)重低氧血癥等時(shí)組織供氧不足，這些情況都可使NADH不能轉(zhuǎn)化為NAD ，從而大量丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸，產(chǎn)生乳酸性酸中毒。
B型為一些常見病、藥物或毒物及某些遺傳性疾病所致。如肝臟疾病，以肝硬化為最常見。由于肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞減少，乳酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸釡p少，導(dǎo)致乳酸性酸中毒。這型乳酸性酸中毒發(fā)展常較慢，但如果在合并有組織灌注不足等情況時(shí)，酸中毒可十分嚴(yán)重;如存在慢性酒精中毒則更易出現(xiàn)，可能是飲酒使肝糖原再生減少，乳酸利用障礙所致。在惡性腫瘤性疾病時(shí)，特別為巨大軟組織腫瘤時(shí)常?？捎胁煌潭鹊娜樗嵝运嶂卸荆@是腫瘤組織生長十分旺盛、厭氧代謝明顯以及全身情況下降、營養(yǎng)障礙等綜合因素作用的結(jié)果。如果腫瘤向肝臟轉(zhuǎn)移，病情可以更為加重?；熓鼓[瘤縮小或手術(shù)切除以后，乳酸性酸中毒可得到明顯好轉(zhuǎn)。部分藥物包括雙胍類降糖藥物、果糖、甲醇、水楊酸以及異煙肼類等服用過多可造成本病，其機(jī)制是通過干擾組織對氧的利用、糖代謝紊亂等。少數(shù)先天性疾病，包括Ⅰ型糖原貯積病、果糖-1，6二磷酸酶缺乏、丙酮酸脫氫酶缺乏等，都因?yàn)樘墙徒庹系K、能量代謝不足，從而乳酸產(chǎn)生過多。
D型乳酸性酸中毒見于空-回腸短路手術(shù)或小腸切除后等。乳酸桿菌寄生于小腸下部，需要利用葡萄糖及淀粉生長，產(chǎn)生D型乳酸。正常情況下該兩種原料在小腸上部均已被吸收，因此產(chǎn)生的D型乳酸很少。該種手術(shù)后腸道常產(chǎn)生大量D型乳酸，體內(nèi)乳酸脫氫酶并不能將D型乳酸轉(zhuǎn)化為丙酮酸，因此在手術(shù)后D型乳酸大量進(jìn)入體內(nèi)，患者常在餐后特別進(jìn)食大量碳水化合物以后出現(xiàn)一些神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，包括頭暈、語言障礙、記憶喪失等類似醉酒癥狀。
(2)酮癥酸中毒：酮癥酸中毒為乙酰乙酸及β-羥丁酸在體內(nèi)(特別是細(xì)胞外液)的積聚，還伴有胰島素降低，胰高血糖素、可的松、生長激素、兒茶酚胺及糖皮質(zhì)激素等不同程度的升高，是機(jī)體對饑餓的極端病理生理反應(yīng)的結(jié)果。乙酰輔酶A在線粒體內(nèi)通過兩個(gè)途徑產(chǎn)生，即丙酮酸的氧化及脂肪酸的氧化，隨后進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化為CO2并產(chǎn)生能量。當(dāng)超出氧化能力時(shí)，兩分子乙酰輔酶A結(jié)合形成乙酰乙酸，后者可轉(zhuǎn)化為丙酮(非酶作用)或β-羥丁酸。丙酮雖為酮體，但不是酸，不影響血HCO3-，可由肺呼出。而乙酰乙酸及β-羥丁酸的積聚則影響HCO3-，出現(xiàn)酸中毒。饑餓時(shí)，脂酶活性上升，脂肪分解代謝增強(qiáng)，最終使乙酰輔酶A的生成大量增加，超出其氧化能力。
糖尿病酮癥酸中毒由胰島素相對或絕對缺乏加上高胰高血糖素水平所致，常發(fā)生在治療中突然停用胰島素或伴有各種應(yīng)激，如感染、創(chuàng)傷、手術(shù)及情感刺激等，使原治療的胰島素量相對不夠?；颊哐?、血酮明顯增加，酮體的產(chǎn)生(特別是在肝臟)超過中樞神經(jīng)及周圍組織對酮體的利用。由于大量滲透性利尿，可出現(xiàn)血容量下降。
乙醇(酒精)性酮癥酸中毒見于慢性乙醇(酒精)飲用者，停止進(jìn)食時(shí)可出現(xiàn)，常有嘔吐及脫水等誘因，其血糖水平一般低下，常同時(shí)伴有乳酸酸中毒、血皮質(zhì)醇、胰高血糖素及生長激素增加等，血三酰甘油的水平也升高。在乳酸酸中毒存在時(shí)，NADH/NAD 上升，酮體大部分以β羥丁酸形式存在，使硝普鈉反應(yīng)(一種檢測酮體的方法，主要檢測乙酰乙酸及丙酮)呈陰性。
饑餓性酮癥酸中毒為饑餓產(chǎn)生的中等度酮癥酸中毒，在開始的10～14h，血糖由糖原分解所維持。隨后糖異生即為葡萄糖主要來源，脂肪氧化分解(特別在肝臟)加速，導(dǎo)致酮癥酸中毒。運(yùn)動(dòng)和妊娠可加速該過程。
(3)藥物或毒物所致的代謝性酸中毒：主要為水楊酸類及醇類有機(jī)化合物，包括甲醇、乙醇、異丙醇等。
大量服用水楊酸類，特別同時(shí)服用堿性藥，可以使水楊酸從胃中大量吸收，造成酸中毒。酸中毒原因除水楊酸本身為酸性物質(zhì)外，還因?yàn)樗畻钏峥梢杂绊懺S多酶代謝以及對抗前列腺素，使部分組織器官血流灌注改變等。其高AG很小部分為水楊酸本身所致，大部分為酮體及乳酸。本病常有呼吸性堿中毒，主要因?yàn)樗畻钏峥梢詮?qiáng)烈刺激呼吸中樞。
甲醇中毒主要見于服用假酒者，飲入后在肝臟經(jīng)乙醇脫氫酶轉(zhuǎn)化成甲醇。甲醇很容易透過含脂性組織，中毒后可引致嚴(yán)重神經(jīng)系統(tǒng)及視神經(jīng)損害。治療也用乙醇以競爭乙醇脫氫酶，同時(shí)給予大量葉酸。乙二醇除引起中樞癥狀以及心、肺、肝損害外，高AG由其代謝產(chǎn)物，特別是草酸、羥乙酸等所形成，同時(shí)有乳酸增加，尿中出現(xiàn)草酸鈣結(jié)晶對診斷有一定幫助。
(4)尿毒癥性：慢性腎功能衰竭患者當(dāng)GFR降至20～30ml/min以下時(shí)，高氯性代謝性酸中毒可轉(zhuǎn)變?yōu)楦逜G性代謝性酸中毒，為尿毒癥性有機(jī)陰離子不能經(jīng)腎小球充分濾過而排泄以及重吸收有所增加所致。大多數(shù)患者血HCO3-水平不致很低，多在12～18mmol/L之間，這種酸中毒發(fā)展很慢。潴留的酸由骨中的儲(chǔ)堿所緩沖，加上維生素D異常、PTH及鈣磷紊亂，可出現(xiàn)明顯的骨病。與其他高AG代謝性酸中毒相比，尿毒癥性AG不能被代謝(β羥丁酸、乙酰乙酸、乳酸等均能被代謝)，沒有潛在性HCO3-，且導(dǎo)致酸中毒的因素(腎功能的慢性毀損)不可能被去除，所以需給予一定的外源性堿性物質(zhì)，使血HCO3-緩慢回升至20～22mmol/L左右，以減輕骨的病變。
2.正常AG高氯型代謝性酸中毒 主要因HCO3-從腎臟或腎外丟失，或者腎小管泌H 減少，但腎小球?yàn)V過功能相對正常引起。無論是HCO3-丟失或腎小管單純泌H 減少，其結(jié)果都是使HCO3-過少，同時(shí)血中一般無其他有機(jī)陰離子的積聚，因此Cl-水平相應(yīng)上升，大多呈正常AG高氯型酸中毒。
(1)腎外性：
①HCO3-的丟失：主要從腸道丟失。正常腸道含HCO3-量40～60mmol/L，大量腹瀉或腸梗阻、腸道減壓、造瘺等，可造成HCO3-大量丟失導(dǎo)致高氯性代謝性酸中毒，同時(shí)常伴有低血鉀。由小腸絨毛性腺瘤引起的酸中毒可以十分嚴(yán)重。使用瀉劑成癮者也可產(chǎn)生。另外，尿液、膽汁的分泌引流也可導(dǎo)致高氯性酸中毒。如果患者合并有慢性腎臟疾病，腎臟不能充分代償性排泄過多NH4 ，可以加重酸中毒。
②尿道旁路手術(shù)：如輸尿管乙狀結(jié)腸吻合術(shù)后的患者常有明顯高氯性酸中毒，這是因?yàn)椋?br /> A.結(jié)腸可以將在吻合口處將經(jīng)輸尿管排出以及腸道產(chǎn)生的NH4 直接重吸收，然后在肝臟分解成NH3及H 。
B.乙狀結(jié)腸腸腔側(cè)有HCO3-/Cl-交換，正常情況下將HCO3-轉(zhuǎn)運(yùn)到腸腔，而Cl-重吸收;手術(shù)后由于大量含Cl-的尿液經(jīng)輸尿管進(jìn)入乙狀結(jié)腸，Cl-被大量重吸收，HCO3-大量分泌，可造成明顯高氯性酸中毒。
③酸性鹽類進(jìn)入體內(nèi)過多：主要由過多進(jìn)入體內(nèi)的氯化銨、鹽酸精氨酸、賴氨酸等引起。許多腸道外營養(yǎng)液中含有精氨酸、賴氨酸等，代謝后可產(chǎn)生HCl，也有可能導(dǎo)致酸中毒。
④慢性呼吸性堿中毒：當(dāng)呼吸恢復(fù)正常時(shí)，可出現(xiàn)短暫的高氯性酸中毒。因呼吸性堿中毒時(shí)腎臟NH4 及TA排泌均減少，同時(shí)有輕度細(xì)胞外液容量減少，可刺激Cl-的潴留。該過程一般在2～5天內(nèi)恢復(fù)正常。
(2)腎性：大部分腎性高氯性酸中毒為腎小管酸中毒。
①腎小管酸中毒。
②慢性腎功能不全：慢性腎病患者隨腎功能的進(jìn)行性下降可出現(xiàn)酸中毒，當(dāng)GFR在20～50ml/min時(shí)，一般表現(xiàn)為高氯性代謝性酸中毒;降至15～20ml/min，則轉(zhuǎn)變?yōu)榈湫偷哪蚨景Y性酸中毒(即高AG性)。此類酸化障礙的主要原因不是遠(yuǎn)端泌氫障礙，而是腎臟NH4 的產(chǎn)生及排泌減少。當(dāng)GFR降至20ml/min以下時(shí)，PO43-、SO42-及其他有機(jī)陰離子開始在體內(nèi)大量積聚，最終使酸中毒從高氯轉(zhuǎn)為高AG型。
(二)發(fā)病機(jī)制
1.血液的緩沖作用及細(xì)胞內(nèi)緩沖的代償調(diào)節(jié)作用 代謝性酸中毒時(shí)，血液中增多的H+可立即被血漿緩沖系統(tǒng)所緩沖，通過上述反應(yīng)，血漿HCO3-及緩沖堿被消耗，生成的H2CO3可由肺排出。細(xì)胞內(nèi)緩沖多在酸中毒2～4h后發(fā)生，細(xì)胞外液中增多的H+向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移，為細(xì)胞內(nèi)緩沖堿所緩沖，而細(xì)胞內(nèi)K+向細(xì)胞外轉(zhuǎn)移，以維持細(xì)胞內(nèi)外電平衡，故酸中毒易引起高血鉀。
2.肺的調(diào)節(jié) 血液H+濃度增加，刺激頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體化學(xué)感受器，反射性引起呼吸中樞興奮，明顯的增加肺的通氣量，使PaCO2繼發(fā)性降低，維持HCO3-/H2CO3的比值接近正常，使血液pH值趨向正常。呼吸的代償反應(yīng)是非常迅速的，一般在酸中毒10min后就出現(xiàn)呼吸增強(qiáng)，30min后即達(dá)代償，12～24h達(dá)代償高峰，代償最大極限是PaCO2降到10mmHg(1.33kPa)。
3.腎的調(diào)節(jié) 除腎功能異常引起的代謝性酸中毒外，其他原因引起的代謝性酸中毒，腎通過排酸保堿發(fā)揮重要的代償功能。酸中毒時(shí)腎小管上皮細(xì)胞中碳酸酐酶活性增高，促進(jìn)腎小管泌H+和重吸收HCO3-增加;磷酸鹽酸化增加;但腎小管泌NH4+增加是最主要的代償機(jī)制。腎代償一般在3～5天內(nèi)發(fā)揮最大效應(yīng)。酸中毒時(shí)鉀平衡常有較大影響，酸中毒早期腎對K+排泄減少，但以后則明顯增加。這是由于酸中毒后，血鉀上升，刺激醛固酮分泌以及抑制近端小管對HCO3-的重吸收，使到達(dá)遠(yuǎn)端小管濾液增加，使尿鉀排出增加。