肾脏的酸化功能(2)
(二)机体对酸负荷变化的调节反应
1.PCO2的变化
PCO2的变化主要由呼吸本身障碍所致，包括呼吸神经中枢及呼吸系统(肺、呼吸肌、气道等)。通气增加使PCO2下降见于高热、焦虑、中枢神经系统疾病、败血症、肝衰竭、妊娠及某些药物，呼吸受抑制时PCO2则上升。CO2的改变可在10分钟内影响血pH，此时血HCO3-可出现小幅度的变化，该变化为非HCO3-/CO2缓冲体系起动的结果。PCO2上升1mmHg，HCO3-增加0.1mEq/L，而下降1mmHg，HCO3-则减少0.25 mEq/L。但HCO3-最大变化不会超过4-5mEq/L。在PCO2下降时体内有机酸(如乳酸等)合成增加以缓解碱中毒的作用。PCO2急性变化时由于肾脏来不及反应，血pH的变化比较明显。在PCO2慢性变化时，肾脏通过改变HCO3-的重吸收或排泌进行代偿，使血pH尽力恢复正常，该过程需几小时到数天。在慢性PCO2减少时，每下降1 mmHg，HCO3-由于肾脏作用下降约0.4-0.5 mEq/L，主要通过泌氢速率下降，减少NH4+及TA的排泌，减少HCO3-的重吸收，使尿中HCO3-增加，尿pH上升。同时钾排出增加，出现不同程度的利钠利氯作用。低碳酸血症时，血氯增加，为氯从红细胞内转运出增加，ECF容量收缩及肾脏重吸收所致。在PCO2慢性增加时，每上升1mmHg，HCO3-增加0.25-0.5 mEq/L。该作用通过增加肾小管泌氢，HCO3-重吸收及净排酸增加，来维持高HCO3-，使血pH趋向于正常。在严重高碳酸血症时(>70mmHg)，肾脏的代偿作用可能出现超射现象(overshoot)，出现短时期的血pH呈碱中毒。其原因为CO2潴留的昼夜节律变化所致，在清晨PCO2下降快于HCO3-的相应减少。该慢性代偿的机制是增加了氢泵的数量，使H-ATPase插入到管腔膜上增加。此外肾血流动力学的作用也部分介导了PCO2上升增强HCO3-重吸收机制。
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2.非挥发性酸加入时的反应
体内代谢所产酸大部分氧化为CO2，并很快从肺排出，小部分称为非挥发性酸，从肾脏排泄。与前者相比，该部分的排泌过程较慢。每天的产生量约1 mEq/Kg体重/天，主要来源于食物的代谢，其中硫酸(sulfuric acid)占50%，来源于蛋白中的蛋氨酸、胱氨酸的代谢，可从尿中SO42-的排泄量推测其产生量。一些有机酸来源于食物中碳水化合物、脂肪、蛋白的部分代谢，尿中有机阴离子的量代表了该部分的产酸量，磷酸来源于蛋白及核酸的代谢，其中部分形成中性磷酸盐，不参与非挥发性酸的产生。高氯酸来源于阳离子性氨基酸的代谢，如赖氨酸、精氨酸、组氨酸。某些有机物在代谢过程中消耗H+，最终产生中性产物或CO2及H2O，该部分称为潜在性碱，如醋酸、乳酸、二价磷酸脂(dibasic phosphoesters)。上述所有代谢反应的综合结果为产生非挥发性酸。①酸负荷进入体内后的分布及细胞缓冲作用 急性酸负荷进入体内后，立即分布到整个细胞外液。同时ECF中的缓冲体系被启动。该过程为20-30分。第二缓冲过程为细胞内缓冲，约几个小时左右，该缓冲的作用约占一半左右，2/3通过细胞膜上的Na+/H+交换，1/3通过K+/H+交换或Cl-/ HCO3-交换。现已知细胞缓冲的场所主要在骨。在酸中毒时，骨的成分如钙、磷及羟脯氨酸大量排泌，碱(大部分以CO42-形式)被释放。细胞不仅在急性缓冲中起作用，还作为H+的临时储存处，直到肾脏代偿机制开始起动。比如：在酸负荷后的24小时，血pH恢复正常，而此时仅有1/4的酸负荷被排泌，3/4仍储存在胞内。细胞的另一缓冲机制是释放钾，但在有机酸中毒时，如阴离子较易进入细胞，K+的释放不明显。在慢性酸中毒时，常出现酸的正平衡，即酸的产生大于其排泌。尽管如此，血pH并不再出现进一步变化。主要为胞内的大量碱储所为，特别是骨，如：远端肾小管酸中毒等，但代价是骨分解增强，产生骨病。②呼吸系统的调节与代偿：酸负荷所致的pH下降，由化学感受器感知，经一系列神经反射，刺激通气，降低PCO2，以减缓pH的下降。该作用即为呼吸代偿。HCO3-每减少1 mEq/L，PCO2下降1.25 mmHg。PCO2的代偿下降不会低于10-12mmHg。在严重酸中毒时呼吸的代偿机制有局限性，呼吸的代偿反应约需12-24小时。③肾脏的调节与代偿：正常时肾脏每天的排酸量为55-70mEq/L，与酸的每天产生量相一致。酸负荷增加时，肾脏排酸相应增加，但增加量要小于前者。出现酸的正平衡，由细胞来缓冲(特别是骨)。肾脏的代偿通过近端小管HCO3-重吸收增加及远端NH4+及TA的排泌增加起作用。酸中毒持续进行时，尿HCO3-的排泌很快降至很低水平。近端小管重吸收的增强使到达远端的HCO3-下降至1-2mEq/L，远端小管加强泌氢，通过使NH4+及TA排泌增加，提高净排酸。此时管腔液的pH要比血pH低2个单位以上。如前所述由于TA的增加幅度远远小于NH4+的增加幅度，前者仅2-3倍，可从尿铵的量来估计酸中毒的严重度，二者相关程度很高。所致酸中毒酸的种类不同，也影响肾脏的调节反应。如在肾脏不易重吸收的可增加5-10倍，而高氯酸酸中毒时，由于易吸收，酸中毒程度就严重，不易重吸收阴离子可增加远端管腔的负电势差，促进泌氢。, http://www.100md.com(顾勇)
1.PCO2的变化
PCO2的变化主要由呼吸本身障碍所致，包括呼吸神经中枢及呼吸系统(肺、呼吸肌、气道等)。通气增加使PCO2下降见于高热、焦虑、中枢神经系统疾病、败血症、肝衰竭、妊娠及某些药物，呼吸受抑制时PCO2则上升。CO2的改变可在10分钟内影响血pH，此时血HCO3-可出现小幅度的变化，该变化为非HCO3-/CO2缓冲体系起动的结果。PCO2上升1mmHg，HCO3-增加0.1mEq/L，而下降1mmHg，HCO3-则减少0.25 mEq/L。但HCO3-最大变化不会超过4-5mEq/L。在PCO2下降时体内有机酸(如乳酸等)合成增加以缓解碱中毒的作用。PCO2急性变化时由于肾脏来不及反应，血pH的变化比较明显。在PCO2慢性变化时，肾脏通过改变HCO3-的重吸收或排泌进行代偿，使血pH尽力恢复正常，该过程需几小时到数天。在慢性PCO2减少时，每下降1 mmHg，HCO3-由于肾脏作用下降约0.4-0.5 mEq/L，主要通过泌氢速率下降，减少NH4+及TA的排泌，减少HCO3-的重吸收，使尿中HCO3-增加，尿pH上升。同时钾排出增加，出现不同程度的利钠利氯作用。低碳酸血症时，血氯增加，为氯从红细胞内转运出增加，ECF容量收缩及肾脏重吸收所致。在PCO2慢性增加时，每上升1mmHg，HCO3-增加0.25-0.5 mEq/L。该作用通过增加肾小管泌氢，HCO3-重吸收及净排酸增加，来维持高HCO3-，使血pH趋向于正常。在严重高碳酸血症时(>70mmHg)，肾脏的代偿作用可能出现超射现象(overshoot)，出现短时期的血pH呈碱中毒。其原因为CO2潴留的昼夜节律变化所致，在清晨PCO2下降快于HCO3-的相应减少。该慢性代偿的机制是增加了氢泵的数量，使H-ATPase插入到管腔膜上增加。此外肾血流动力学的作用也部分介导了PCO2上升增强HCO3-重吸收机制。
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2.非挥发性酸加入时的反应
体内代谢所产酸大部分氧化为CO2，并很快从肺排出，小部分称为非挥发性酸，从肾脏排泄。与前者相比，该部分的排泌过程较慢。每天的产生量约1 mEq/Kg体重/天，主要来源于食物的代谢，其中硫酸(sulfuric acid)占50%，来源于蛋白中的蛋氨酸、胱氨酸的代谢，可从尿中SO42-的排泄量推测其产生量。一些有机酸来源于食物中碳水化合物、脂肪、蛋白的部分代谢，尿中有机阴离子的量代表了该部分的产酸量，磷酸来源于蛋白及核酸的代谢，其中部分形成中性磷酸盐，不参与非挥发性酸的产生。高氯酸来源于阳离子性氨基酸的代谢，如赖氨酸、精氨酸、组氨酸。某些有机物在代谢过程中消耗H+，最终产生中性产物或CO2及H2O，该部分称为潜在性碱，如醋酸、乳酸、二价磷酸脂(dibasic phosphoesters)。上述所有代谢反应的综合结果为产生非挥发性酸。①酸负荷进入体内后的分布及细胞缓冲作用 急性酸负荷进入体内后，立即分布到整个细胞外液。同时ECF中的缓冲体系被启动。该过程为20-30分。第二缓冲过程为细胞内缓冲，约几个小时左右，该缓冲的作用约占一半左右，2/3通过细胞膜上的Na+/H+交换，1/3通过K+/H+交换或Cl-/ HCO3-交换。现已知细胞缓冲的场所主要在骨。在酸中毒时，骨的成分如钙、磷及羟脯氨酸大量排泌，碱(大部分以CO42-形式)被释放。细胞不仅在急性缓冲中起作用，还作为H+的临时储存处，直到肾脏代偿机制开始起动。比如：在酸负荷后的24小时，血pH恢复正常，而此时仅有1/4的酸负荷被排泌，3/4仍储存在胞内。细胞的另一缓冲机制是释放钾，但在有机酸中毒时，如阴离子较易进入细胞，K+的释放不明显。在慢性酸中毒时，常出现酸的正平衡，即酸的产生大于其排泌。尽管如此，血pH并不再出现进一步变化。主要为胞内的大量碱储所为，特别是骨，如：远端肾小管酸中毒等，但代价是骨分解增强，产生骨病。②呼吸系统的调节与代偿：酸负荷所致的pH下降，由化学感受器感知，经一系列神经反射，刺激通气，降低PCO2，以减缓pH的下降。该作用即为呼吸代偿。HCO3-每减少1 mEq/L，PCO2下降1.25 mmHg。PCO2的代偿下降不会低于10-12mmHg。在严重酸中毒时呼吸的代偿机制有局限性，呼吸的代偿反应约需12-24小时。③肾脏的调节与代偿：正常时肾脏每天的排酸量为55-70mEq/L，与酸的每天产生量相一致。酸负荷增加时，肾脏排酸相应增加，但增加量要小于前者。出现酸的正平衡，由细胞来缓冲(特别是骨)。肾脏的代偿通过近端小管HCO3-重吸收增加及远端NH4+及TA的排泌增加起作用。酸中毒持续进行时，尿HCO3-的排泌很快降至很低水平。近端小管重吸收的增强使到达远端的HCO3-下降至1-2mEq/L，远端小管加强泌氢，通过使NH4+及TA排泌增加，提高净排酸。此时管腔液的pH要比血pH低2个单位以上。如前所述由于TA的增加幅度远远小于NH4+的增加幅度，前者仅2-3倍，可从尿铵的量来估计酸中毒的严重度，二者相关程度很高。所致酸中毒酸的种类不同，也影响肾脏的调节反应。如在肾脏不易重吸收的可增加5-10倍，而高氯酸酸中毒时，由于易吸收，酸中毒程度就严重，不易重吸收阴离子可增加远端管腔的负电势差，促进泌氢。, http://www.100md.com(顾勇)