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代谢性酸中毒的发病原因是什么?
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病因分类
临床上引起代谢性酸中毒的病因很多，常见的有乳酸、酮酸生成过多，肾衰竭，胃肠道大量丢失碳酸氢盐，以及肾小管酸中毒等。但H+产生过多、肾泌H+障碍和胃肠道HCO3大量丢失是代谢性酸中毒产生的基本要素。正常入每天通过代谢生成相当于50－mmol / LH+的固定酸，这些固定酸必须由肾脏排出。固定酸生成过多或肾排出障碍都可导致阴离子间隙（AC）值的增高，而肠道丢失碳酸氢盐、肾小管酸中毒等并非固定酸在体内的摊留，其AG值不增高，伴有高氯血症。因此临床根据AG的测定将代谢性酸中毒分为两大类（13-11－1），有利于病团的分析和判定。
表13—11 —1 常见代谢性酸中毒的原因
1．AG增高（正常血氯性酸中毒）
乳酸酸中毒：乳酸
酮症酸中毒：卜羟了酸
酸性物质（不含氯的或酸物质）摄入过多：如水杨酸。
甲醇或甲醛、乙二醇、三聚乙醛、甲苯、硫等。
大量横纹肌溶解
2．AG正常（高氯血症酸中毒）
消化道丢失HCO3如腹泻和瘦管
肾丢失 HCO3伏：如 II型（近端）肾小管酸中毒
肾功能障碍：如低醛固酮症（IV型肾小管酸中毒） 和I型（远端）肾小管酸中毒等
摄入过多的含氯的成酸物质：如氯化铰、高营养液等
某些酮症酸中毒（尤其是在用胰岛素治疗期间）
一、乳酸酸中毒
正常入每日产生乳酸约为15 ~ 20mmol / kg,产生的乳酸迅速为HCO3缓冲，生成乳酸盐。乳酸主要在肝脏，小部分在肾脏再被利用，有氧的情况下乳酸经乳酸脱竣酶的作用首先转变为丙酮酸，其中绝大部分（约80％）经丙酮酸脱氢酶作用形成乙酸辅酶A，再经三验酸循环转变为二氧化碳和水，仅小部分（约20％）经丙酮酸脱波酶作用催化生成葡萄糖。正常入血浆乳酸浓度为 0．5-1．5 mmol／L。如果血浆争酸浓度增高，超过4-5 mmol／L，就可诊断为乳酸酸中毒。
乳酸是糖酵解过程的终产物，在临床许多疾病过程都可使乳酸生成增多甚至导致乳酸酸中毒，特别是缺氧、氧供应不足、代谢率增高、糖酵解过程增强的情况下，氧化还原状态发生改变或发生障碍。如休克时组织器官的血液灌注减少，供氧不足，糖酵解过程增强，丙酮酸大量转变为乳酸；肝脏灌注减少，乳酸的再利用发生障碍，因此休克时常见乳酸血症及乳酸酸中毒的发生。严重的酸血症（bH＜7．10）就可以直接抑制肝脏和肾脏利用乳酸。在癫痫大发作期间血浆乳酸水平可迅速升到15 mmol／L，强体力活动时乳酸水平可高达20－25 mmol／L，此时可致暂时严重的酸血症（pH＜7.0），乳酸代谢的最大速率可达320 mmol／h。糖尿病患者饮食控制和治疗不当，发展成糖尿病酸中毒（酮症酸中毒）时，常合并乳酸酸中毒，其机理不明，可能与血容量减少引起乳酸生成增多，及丙酮酸脱氢酶活性降低；乳酸再利用障碍有关。恶性肿瘤时有的患者可发生轻度的乳酸中毒。其机制不明，通过治疗消除肿瘤后，酸中毒即可得到纠正；酒精中毒时由于肝脏葡萄糖异生作用减弱，亦可致轻度乳酸酸中毒的发生。最后，在空肠。回肠旁路和小肠切除的患者，肠道细菌过度生长的情况下，可发生一种不同类型的乳酸酸中毒即D—乳酸中毒。因肠道细菌可以把葡萄糖代谢为D—乳酸，后者被吸收后不被机体利用，因为体内只存在L—乳酸脱氢酶，它仅作用于L—乳酸。临床上应用抗生素抑制肠道过度生长的细菌，可以治疗D-平酸中毒。乳酸酸中毒的病因见表13-11一2。
表13—11—2乳酸酸中毒的病因
一、乳酸生成增多
（一）丙酮酸生成过多
1.糖源分解和葡萄糖异生作用中的酶缺陷：（如型糖源贮积症缺乏糖源异生酶）
2．呼吸性碱中毒（如水杨酸中毒所致）
3．嗜铬细胞瘤
（二）丙酮酸利用障碍格而酮酸脱氢酶和丙酮酸脱验酶活性降低）
（三）氧化还原改变促进丙酮酸转变为乳酸
1.代谢率增加（如癫病发作、剧烈运动、低温寒颤、重症哮喘）
2．供氧不足伯休克＊心跳停止，急性肺水肿、一氧化碳中毒、严重低氧血症
3．氧的利用障碍填氰化物中毒）
4．D-乳酸中毒
二、原发性乳酸利用减少
见于低灌注和严重酸血症、酒精中毒和肝病
三、机理不明
见于恶性肿瘤、糖尿病、低血糖和特发性乳酸酸中毒
二、酮症酸中毒
指酮酸即乙酸乙酸和卜羟了酸生成过多而引起的代谢性酸中毒。最常见于糖尿病患者。糖尿病患者胰岛功能障碍，胰岛素分泌减少或活性降低，使糖代谢发生障碍，而脂解作用增强，游离脂肪酸大量生成，且在肝脏内游离脂肪酸优先转变为酮酸，较少转变为甘油三酯。胰岛素减少必将刺激胰高糖素释放，胰岛素分泌不足或活性降低和胰高血糖素分泌增强是糖尿病时糖及脂肪代谢障碍，酮酸大量生成的两个基本要素。
饥饿也可导致酮酸中毒，此种酮酸水平不会很高，一般不超过10mmol／L，有自身限制作用。因为饥饿时胰岛的功能并没有障碍，饥饿导致酮酸中毒后，酮血症本身可促进胰岛素分泌，后者将限制酮体的进一步生成。饮酒可促进酮酸中毒的发生，因乙醇可抑制葡萄糖异生并直接增强脂解作用。此外，一些先天性有机酸血症（如甲基丙二酸或异成酸血症）也可引起酮酸中毒，酮酸增多的机制不明。
三、肾衰竭
肾衰竭除肾本身病变引起外，还可因肾外因素引起。肾衰竭时，肾小球滤过率降低，肾小管泌H+重吸收 HCO3的功能障碍，将导致酸性代谢产物在体内储留，体内H+过多而 HCO3减少，导致代谢性酸中毒。
肾功能衰竭所致的酸中毒，血浆HCO3浓度降低多维持在 12－20mmol／L水平，过多的H+常能被骨缓冲，从而防止血浆HCO3浓度的进一步下降。肾小球滤过率降低引起酸血症的程度一般是比较轻微的，因此，肾衰竭的患者如果出现严重的代谢性酸中毒，常提示合并有其他导致酸碱平衡紊乱的原因和疾病。
四、酸性或成酸物质摄入过多
（一）水杨酸
阿司匹林（乙酸水杨酸）吸收后在体内迅速转变为水杨酸。血浆水杨酸浓度超过3mmol／L时，大多数患者可出现中毒症状。初起有耳鸣。晕眩、欧吐和腹泻，严重者有精神症状、昏迷、甚至死亡。
水杨酸中毒可引起多种酸碱平衡紊乱，如初期可因水杨酸直接刺激呼吸中枢，使PCO2下降导致呼吸性碱中毒。呼吸性碱中毒将促进糖酵解过程及乳酸的生成，最后导致代谢性酸中毒。水杨酸中毒时水杨酸增多本身对代谢性酸中毒的发生，一般认为并不起重要作用，因水杨酸是一种弱酸，水杨酸中毒主要与脑细胞中未解离的水杨酸分子的浓度有关。
（二）甲醇
甲醇吸收后在体内经醇脱氢酶催化下代谢为甲醛，后生成甲酸并导致代谢性酸中毒。因此，甲醇食入后要经过 12－36 h才出现症状。甲醇中毒的症状并非主要由代谢性酸中毒所致。其症状除恶心、头痛外，主要由于视网膜病变而引起视力下降甚至失明，严重者可发生昏迷和死亡。
（三）乙二醇
乙二醇是防冻剂的组成成分。摄入后经代谢可生成多种毒性代谢产物，如乙二醇经代谢转变为羟乙醛、羟乙酸、乙醛酸最后生成草酸，并引起代谢性酸中毒。其临床表现一般可分三个阶段，最初 12 h主要表现神经症状，从兴奋到昏迷；随后出现心、肺异常，如呼吸急促或肺水肿；最后表现肾衰竭。
以上为不含氯的成酸物质，摄入过多导致正常血氯性酸中毒，AG值增高。如含氯的成酸物质摄入过多，将导致高氯血症酸中毒测定AG值正常。属于后者的如氯化铰、盐酸精氨酸、盐酸赖氨酸等。氯化铰在肝内形成氨并合成尿素，而HC1则消耗血浆中的HCO3，并形成高氯血症。
五、消化道大量丢失HCO3
除胃液外，肠液包括胰液和胆汁都是碱性。因此，腹泻和肠瘦所致大量消化液丢失可引起合并高氯血症的代谢性酸中毒。长期应用缓泻剂亦可引起酸中毒发生。
六、肾小管性酸中毒
由于肾小管泌H+减少所致的代谢性酸中毒称肾小管性酸中毒。它主要分型：I型（远端）肾小管酸中毒，其基本缺陷为远端肾小管的酸化作用障碍即集合管泌H+减少，使肌和可滴定酸的排出减少对”在体内储留，导致代谢性酸中毒，血浆 HCO3可降至10 mmol／L以下。
（一）I型肾小管酸中毒
患者近端肾小管对HCO3的重吸收功能是正常的，但由于尿液pH升高，尿液中重碳酸盐的排出也可以增加。成年入患工型者少见，其尿液 pH通常都低于6．5，因此尿中HCO3丢失较少；儿童患者尿液的pH较高，HCO3的丢失量也较大，此对代谢性酸中毒的发生起一定的促进作用。常见的发生工型肾小管酸中毒的疾病见表 13一 11 一3。
表13—11—3 二型肾小管酸中毒的常见病因
一、原发性
无明显全身性疾病，包括遗传性和散发性
二、自身免疫性疾病
包括丙种球蛋白异常、慢性活动性肝炎、原发性胆汁性肝硬化、甲状腺炎、纤维性牙槽炎和舍格伦综合征
三、引起肾钙质沉着的疾病
包括特发性高钙尿、原发性甲状旁腺功能亢进。甲状腺功能亢进、维生素D中毒、遗传性果糖不耐受症、剥脱性皮炎、全身性弥漫性血管角质瘤。髓质海绵肾
四、其他肾病
包括肾盂肾炎、肾移植、尿道阻塞、麻风及药物或毒物（两性霉素B、甲苯、镇静剂、理等用起的肾病
五、其他遗传性疾病
包括椭圆形红细胞性贫血、镰刀状细胞性贫血。皮肤弹性过度综合征、进行性痉挛性截瘫、碳酸酥酶缺陷性肝硬化
（二）II型（近端）肾小管酸中毒
其基本缺陷为近端肾小管HCO3重吸收减少。血浆中HCO3浓度常轻度降低，一般在14-20 mmol／L。II型肾小管酸中毒患者近端肾小管重吸收HCO3减少主要体现在血浆或肾小球滤液中 HCO3超过17mmol／L的部分不能重吸收，如果HCO3浓度未超过17 mmol／L则全部被吸收（正常近端肾小管重吸收HCO3的限度为 26 mmol／L）。因此II型肾小管酸中毒为自限性疾病。这一点与I型大不相同，后者为进行性代谢性酸中毒。此特点有助于II型与I型的鉴别。II型肾小管酸中毒患者酸血症期间尿液pH的变化不定，当血浆HC03浓度高于重吸收阈时＞5．3，低于重吸收阈时将＜5．3。II型肾小管酸中毒常见病因见表 13-11－4。
表13一11一4 亚型肾小管酸中毒常见病因
一、伴有近端肾小管多发性功能不全（范可尼综合征）
（一）原发性 无明显全身性疾病，包括散发性和遗传性
（二）其他遗传性疾病 包括脱氨酸病。酪氨酸血症、遗传性果糖不耐受症。丙酮酸竣化酶缺陷、剥脱性皮炎和眼、脑、肾综合征
（三）伴有低钙血症和继发性甲状旁腺功能亢进的疾病如维生素D缺乏
（四）药物或毒物引起的肾病 包括过期四环素。链豚毒素、5-甲基色原酮、铅
（五）其他肾病 如肾病综合征、肾移植、舍格伦综合征、髓质海绵肾、肾静脉血栓形成、阵发性夜间血红蛋白尿
（六）多发性骨髓瘤
二、不伴有近端肾小管多发性功能不全
（一）原发性 包括散发性和遗传性
（二）骨质石化病
（三）碳酸研酶缺陷
（四）发组型先天性心脏病
（五）York-Yendt综合征
（三）IV型肾小管酸中毒
是指由于醛固酮缺乏或抗醛固酮作用导致的代谢性酸中毒。醛固酮的作用是促进远端肾小管排K+、H+重吸收Na+。醛固酮缺乏时H+排出减少、K+排出也减少，肾小管上皮细胞内K+高，为了维持电中性，H+移出细胞。肾小管上皮细胞偏向碱性并阻止其NH3的生成，因此，醛固酮减少或醛固酮作用减弱必将导致代谢性酸中毒和高钾血症。此型患者酸血症期间尿液pH低于5．3。
I型与II型肾小管酸中毒患者在发病过程中也可以合并有醛固酮和K+代谢的改变，但都是继发的，且当PH得到纠正，低钾补充后醛固酮和K+代谢的改变就可得到缓解。一般不提皿型肾小管酸中毒，是因为皿型就是I型的变型。I型中的一些婴儿患者，其尿液 pH超过7.0，尿中大量HCO3丢失。更促使酸血症的发生，这种综合征即皿型肾小管酸中毒。但也有入提皿型为 I型与 II型的混合型。
I型、II型及 IV型肾小管酸中毒的发病特点及有关发病机理或假说的总结，见表13一11一5
表13-11－5 常见各型肾小管酸中毒的发病特点
七、碳酸酥酶抑制剂的应用
碳酸配酶抑制剂如乙酸峻胺（acetazol－Amide)抑制肾小管上皮细胞内的碳酸配酶活性，故细胞内HCO3生成减少，致使泌 H+和重吸收 HCO3减少，导致 AG正常型代谢性酸中毒。
机理
不论任何原因发生代谢性酸中毒，其产生主要有两种形式，H+增加或 HCO3丢失。HCO3丢失必将促进体内H+的增高。因此代谢性酸中毒的基本特征虽说是原发性的HCO3减少、继发性PCO2降低和血pH降低，但实质上还是体内H+增高。机体对体内H+增高的反应首先是代偿性反应，包括细胞外液缓冲系统的缓冲；细胞内外离子交换；呼吸调节；和肾脏泌H+重吸收HCO3的代偿。前两项的作用是最大限度地减少细胞外液H+浓度的升高；第三项是通过呼吸活动的加强，多排出挥发酸，降低体内H2 CO3（PCO2）的水平；固定酸主要通过肾脏排出，肾脏对代谢性酸中毒的调节主要是泌 H+和重吸收HCO3。肾脏泌H+增多必然要使尿液酸化，由于入尿液的pH最多降低到4．50，这就限制了游离H+的排出量，更多排出的H+需要在尿液中以酸性磷酸盐（NaH2PO4）和NH4+盐的形式排出，前者称可滴定酸，其排出量也是有一定限度的，它的增加达到一定程后即保持相对恒定，一般每日以可滴定酸形式排出的 H+为 10-40mmol，因此肾脏对H+负荷增加的重要反应是增加肾脏NH的生成量和肌的排出量。代谢性酸中毒患者见的排出量可以超过250 mmol/L。
代谢性酸中毒时，随着血液中H+的增加。HCO3-及缓冲物质不断消耗，使AB、SB及BB降低出E负值加大，pH降低；血液H+浓度增高将刺激颈动脉体化学感受器反射性兴奋呼吸中枢，使呼吸深度和频率增加，血浆H2CO3浓度降低（PCO2降低）；由于血浆H2CO3降低，使与H2CO3的比值仍基本维持20：1，使血液的PH仍维持在正常范围内，称代偿性代谢性酸中毒；细胞外液的H+增加后，经过2-4 h即可有一半的H+通过离子交换进入细胞，而K+由细胞内转移至细胞外，维持体液的电中性；并导致高血钾；代谢性酸中毒除了上述变化外，血液中HCO3-减少和pH降低，最终还是主要取决于肾脏的泌H+和重吸收HCO3-活动，疾病情况下H+的生成过多，酸性物质摄入过多、碱性物质大量丢失，肾脏本身有病变，肾脏泌H+和重吸收HCO3-发生障碍，或肾脏代偿性泌H+和重吸收HCO3-活动的增强不足以满肌体的需求，则必将导致血浆 HCO3-和pH的逐步降低，对机体产生严重的影响。
