酸堿平衡與腎臟排泄

1、人體正常的生理活動和運動，除需要適宜的溫度、滲透壓等條件外，還需要保持體液酸堿平衡的相對恒定。酸堿平衡：機體通過血液緩沖系統(tǒng)、肺、腎來調(diào)節(jié)體內(nèi)酸性和堿性物質(zhì)的含量及比例，維持體液PH值恒定，稱為酸堿平衡。,,,,,,第一節(jié),酸堿物質(zhì)的來源,,人體內(nèi)的各種體液的酸堿度是不一致的，有些呈酸性，有些呈堿性。,人體內(nèi)各種體液的PH值,第一節(jié) 酸堿物質(zhì)的來源,二、體內(nèi)酸性物質(zhì)的來源,除食物、飲料和藥物中的酸性物質(zhì)外，體內(nèi)代謝產(chǎn)生的酸性物質(zhì)主

2、要有兩類：（一）碳酸（H2CO3） 糖、脂肪和蛋白質(zhì)在體內(nèi)完全氧化后，生成CO2和H2O，它們可進一步結(jié)合成為碳酸，然后解離成氫離子（H－）和碳酸氫根離子（HCO3 ）CO2＋H2O H2CO3 H ＋HCO3 除極少部分用于合成代謝外，生成的碳酸絕大部分在肺重新分解釋放CO2，然后呼出體外，故稱碳酸為揮發(fā)性酸。,,,,,,,二、固定酸,除CO2外，體內(nèi)酸性物質(zhì)的來源還包括含硫氨基酸氧化所生成的硫酸

3、，含磷的核酸、蛋白質(zhì)、磷脂分解所產(chǎn)生的磷酸，糖代謝中產(chǎn)生的乳酸和丙酮酸，脂肪酸氧化所產(chǎn)生的酮體等。由于這些酸性物質(zhì)不能變成氣體由肺呼出體外,故稱固定酸,或非揮發(fā)性酸.,體內(nèi)酸性物質(zhì)的來源,從事大強度劇烈運動時,由于糖酵解加強,乳酸生成量增加,可造成其在肌肉組織內(nèi)和血液中大量堆積,成為運動時酸性物質(zhì)的重要來源. 人體也可以從外界獲得一些酸性物質(zhì),如:調(diào)味用的醋酸、飲料中的檸檬酸，但這些外源性物質(zhì)數(shù)量很少，不是體內(nèi)酸性物質(zhì)的主要來源

4、。,三、體內(nèi)堿性物質(zhì)的來源,機體經(jīng)代謝產(chǎn)生的堿性物質(zhì)較少，體內(nèi)堿性物質(zhì)主要來自含有大量有機酸鹽和無機鹽的食物如：蔬菜、瓜果等。凡代謝產(chǎn)物能夠增加體內(nèi)氫離子（H ）含量的食物為成酸食物；能夠增加體內(nèi)HCO3含量的食物為成堿食物。,,,,,,第二節(jié) 酸堿平衡的調(diào)節(jié),人體主要依靠血液緩沖作用、肺的呼吸作用和腎臟的排泄和重吸收等調(diào)節(jié)功能，維持體液PH值的穩(wěn)定。,一、緩沖體系與緩沖作用,緩沖體系：由弱酸以及弱酸與強堿生成的鹽按一定比例組成的混合

5、溶液稱為緩沖體系。緩沖作用：緩沖體系具有緩沖酸、堿和保持相對PH值相對恒定的作用。,緩沖機理,當固定酸進入血液時，可產(chǎn)生以下反應(yīng)：HA＋NaHCO3 H2CO3 ＋NaA CO2＋H2O固定酸 當堿性物質(zhì)如Na2CO3進入血液時，可產(chǎn)生以下反應(yīng)，使其堿性減弱。Na2CO3＋H2CO3 2NaHCO3 生成過多的碳酸氫鈉可由腎臟排除體外。,,,,,,二

6、、血液緩沖體系及其調(diào)節(jié)作用,（一）血漿緩沖體系NaHCO3 H2CO3 Na2HPO4 NaH2PO4NaPr HPrPr代表蛋白質(zhì)，其中NaHCO3 H2CO3體系中的NaHCO3是血漿中主要的緩沖堿，它與H2CO3保持一定比值(20/1)，維持血液pH值恒定。(PH=7.4) 由上可知， NaHCO3 是血漿中含量最多的堿性物質(zhì)，在一定程度上可以代表對固定酸的緩沖能力，故把血漿中的碳酸氫鈉看成是血漿中

7、的堿儲備。,,,,,(二)紅細胞緩沖體系KHCO3 H2CO3K2HPO4 KH2PO4KHb HHbKHbO2 HHb02（Hb代表血紅蛋白），其中血紅蛋白緩沖系是紅細胞中的重要緩沖物質(zhì)。,,,,,,,血液緩沖體系 及其調(diào)節(jié)作用,三、肺對酸堿平衡的調(diào)節(jié)作用,肺通過CO2排出量的增加，控制體內(nèi)H2CO3濃度，以維持NaHCO3的正常比值，調(diào)節(jié)體內(nèi)酸堿平衡。 當血液Pco2增加或PH下降時，呼吸中樞

8、興奮，呼吸運動加深加快，CO2排出量增加；反之，呼吸運動變淺、變慢，CO2排出量減少。,四、腎臟排泄及其對機體酸堿平衡和水平衡的調(diào)節(jié)作用,（一）腎臟的排泄功能排泄：人體新陳代謝過程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，多余H2O和進入機體的各種異物經(jīng)血液循環(huán)運送到排泄器官并排出體外的過程。,排泄途徑,腎臟排泄及其對機體酸堿平衡 和水平衡的調(diào)節(jié)作用,腎臟在維持機體酸堿平衡中的作用,腎臟維持酸堿平衡主要是通過排出過多的酸或堿，保持血漿中的NaHCO3

9、含量，保持血液PH值的恒定。當血漿NaHCO3濃度降低時，腎臟變加強酸性物質(zhì)的排出和NaHCO3的重吸收，以恢復(fù)血漿NaHCO3的含量。相反，血漿NaHCO3過高，則增加對這些堿性物質(zhì)的排出量，使血漿NaHCO3回降到真正的含量。,腎臟調(diào)節(jié)機體酸堿平衡的過程,1、分泌H ，回收Na＋（腎小球濾液中NaHCO3重吸收） 當血漿PH值偏酸時，腎小管中碳酸酐酶能夠使小管細胞中的CO2和H2O迅速生成H2CO3，后者可進一步解離出H＋和

10、HC03－當PH值降低時，CO2＋ H2O H2CO3 H2CO3 H ＋HCO3H Na NaHCO3而H ＋HCO H2CO3 CO2＋H2O擴散入細胞內(nèi)合成H2CO3,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2、磷酸鹽酸化,正常人血漿中NaH2PO4/NaH2PO4的濃度比為4：1過程原尿流經(jīng)遠曲小管和腎小管 上皮細胞

11、分泌H＋ PH↓H Na NaH2PO4＋H NaH2PO4＋Na Na ＋ HCO3ˉ NaHCO3回收入血,,,,,,腎臟調(diào)節(jié)機體酸堿 平衡的過程,,,,,,,,,,,,3、分泌NH3,當體內(nèi)酸性物質(zhì)過多時，腎小管上皮細胞分泌的NH3與氫離子結(jié)合，生成NH4， NH4與小管液中氯化鈉中的鈉離子置換，生成氯化銨，并隨尿液排出體外。而鈉離子與碳

12、酸氫根離子結(jié)合，生成NaHCO3，重新回收入血，維持NaHCO3的穩(wěn)定作用：“排酸保堿”,,,,,腎臟調(diào)節(jié)機體酸堿 平衡的過程,4、排出多余的堿,正常情況下，血漿中NaHCO3約為22-27mmol/L血液，若其濃度在13－21mmol/L血液時，原尿中的NaHCO3全部重吸收；若超過28mmol/L血液時，重吸收減少，排出多余的NaHCO3，維持血漿中NaHCO3的正常含量。,（三）腎臟在維持

13、機體水平衡中的作用,水是人體內(nèi)重要的組成成分，是保持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、維持正常物質(zhì)代謝和生命活動的重要物質(zhì)之一。生理情況下，體內(nèi)水含量相當穩(wěn)定，攝水量與排水量保持平衡。腎臟對機體水平衡的調(diào)節(jié)能力非常強。在大量飲水時，尿量增加，可達1500－2000ml/d，稱為利尿；相反，在機體缺水時，尿量減少，僅有350－400ml/d。通過腎臟對機體水平衡的調(diào)節(jié)，無論飲水過多或過少，體內(nèi)水份和細胞外液滲透壓仍可維持或接近正常。,（四）運動對腎臟泌尿機

14、能的影響,1、運動對尿量及其成分的影響 人體活動時，尤其是劇烈運動時，機體代謝活動增強，血液發(fā)生重新分配，道成腎血流量減少，腎小球濾過率下降致使尿量減少。 劇烈運動時，機體還產(chǎn)生許多酸性代謝產(chǎn)物，所以運動后，尿pH值降低。,2、運動性蛋白尿 健康人正常情況下，尿液中僅含微量的蛋白質(zhì)，常規(guī)方法檢測不出來，被視為尿蛋白陰性；但在劇烈運動或長時間大強度運動后，尿中會出現(xiàn)蛋白質(zhì)，即尿蛋白陰性，經(jīng)一定時間休息后，尿蛋白自行消失。這種健

15、康人運動后出現(xiàn)的一次性或暫時性的尿蛋白為運動后蛋白尿。,運動對腎臟泌尿機能的影響,（五）酸堿平衡紊亂,正常人體酸性和堿性物質(zhì)的產(chǎn)生與消除保持動態(tài)平衡，血液pH值維持在7.35-7.45之間。酸堿平衡紊亂：人體因某些疾病的影響，可使機體物質(zhì)代謝和水、電解質(zhì)平衡甚至緩沖體系以及肺、腎功能受到影響，這些均可引起體內(nèi)酸性、堿性物質(zhì)過多或不足，從而產(chǎn)生酸中毒或堿中毒，這一病理過程稱為酸堿平衡紊亂或簡稱酸堿失衡。,（六）酸堿平衡檢測的主要指標,1

16、、pH值 正常人血液的pH值比較恒定，平均值為7.4，動脈血的pH值為7.35－7.45之間，靜脈血平均低0.02－0.10。 pH低于7.33為失代償性酸中毒，高于7.45為失代償性堿中毒。 pH在正常范圍內(nèi)也不一定表示沒有酸堿平衡紊亂，因為代償性的酸、堿中毒的pH正常。因此，在檢測pH值時的同時還要配合其他指標的測定，才有利于作出準確的判斷,2、CO2總量和CO2結(jié)合力 CO2結(jié)合力是指血漿中化

17、合狀態(tài)下的CO2量。 CO2在血漿中主要以HCO3ˉ的形式存在，代表體內(nèi)中和固定酸的堿量，故一般將血液中NaCO3/HCO3ˉ稱為堿儲備。在測量過程中，血漿經(jīng)與正常人的肺泡氣平衡，測得CO2總量。,酸堿平衡檢測的主要指標,3、CO2分壓,當呼吸障礙，CO2大量停留，引起呼吸性酸中毒；反之，呼吸深而快時，易造成過度呼吸，CO2排出過多，出現(xiàn)呼吸性堿中毒。故Pco2是反映酸堿平衡紊亂中呼吸因素的重要指標

18、。,酸堿平衡檢測的主要指標,4、真實碳酸氫鹽和標準碳酸氫鹽概念：真實碳酸氫鹽是指人體血漿中的HCO3ˉ真實含量。正常值為21-26mmol/L。標準碳酸氫鹽是指血漿在38°C、完全氧和及Pco2為40毫米汞柱的氣體平衡的條件下HCO3ˉ濃度。在正常情況下，SB與AB的數(shù)值相同，但在發(fā)生代謝性酸中毒時SB值降低，代謝堿中毒時SB值升高。,酸堿平衡檢測的主要指標,全血緩沖劑負離子濃度的總和組成：血漿 紅細胞中的碳

19、酸氫鹽 血紅蛋白 血漿蛋白及血漿 紅細胞中的磷酸鹽,酸堿平衡檢測的主要指標,5、緩沖堿,其中最主要的為血紅蛋白和碳酸氫鹽。正常值為45－52mmol/L。,,堿過剩＝測出的緩沖減－正常緩沖減分類：全血堿過剩 血漿堿過剩正常全血或者血漿堿的過剩量為－3.0－＋3.0mmol/L。 固定酸減少，表示代謝性堿中毒；同時固定酸過剩，表示代謝性堿酸中毒。,酸堿平衡檢測的主要指標,6、堿過剩,,第

20、三節(jié) 運動時機體酸堿平衡調(diào)節(jié)的特點,運動時骨骼肌和血液pH的變化規(guī)律運動時體內(nèi)酸性物質(zhì)的來源運動時骨骼肌細胞內(nèi)的緩沖作用,運動時骨骼肌和血液pH的變化規(guī)律,從圖中可以看出:骨骼肌細胞內(nèi)和血液pH均隨運動強度的增加表現(xiàn)出一致的下降趨勢，這是因為骨骼肌內(nèi)的酸性代謝產(chǎn)物（主要是乳酸）高于血液，而其酸堿緩沖能力低于血液所致。,,,,6.8,7.0,7.2,7.4,,,,6.2,6.4,6.6,6.8,7.0,動脈血PH值,運動強度

21、,運動強度,骨骼肌細胞PH值,,6.4,6.8,骨骼肌細胞PH值,二、運動時體內(nèi)酸性物質(zhì)的來源,1、ATP水解 ATP是骨骼肌細胞的直接能源，ATP水解時可釋放氫離子 ATP ADP＋Pi＋nH ＋能量 2、6－磷酸葡萄糖和1－磷酸甘油的生成 劇烈運動時，骨骼肌細胞內(nèi)6－磷酸葡萄糖和1－磷酸甘油累積量增多，而生成這些物質(zhì)則伴有H的釋放： 葡萄糖＋Pi 6－磷酸