CO2是影响呼吸强弱的重要因素之一。适当浓度的CO2兴奋呼吸中枢,浓度过高则起抑制作用。
正常情况下,24小时内由肺排出CO2约400~450ml,对维持
机体酸碱平衡状态起重要作用。日常工作中需区分以下几个不同的概念。
二氧化碳总量(TCO2)
二氧化碳分压(pCO2)
二氧化碳结合力(CO2CP)
是指未经正常人肺泡平衡过的,在温度37℃条件下所测得血浆内CO2的总量。它包括溶于血浆中的CO2,主要是来自HCO3-及H2CO3中的CO2,其次为物理溶解于血浆的CO2,仅为前者的1/20。故TCO2是存在于血浆中的H2CO3、CO22-、[HCO3-]、蛋白质氨基甲酸酯所含CO2的总和,即血浆中一切形式的CO2的总和。
2.
直接测定或按以下公式计算:
TCO2= [HCO3-]+pCO2×0.03
pH=pK+log[HCO3-]/ α×pCO2
3.TCO2参考值:24~29 mmol/L。
4.临床意义: TCO2受呼吸和代谢双重因素影响,当CO2潴留或体内HCO3-增多时,TCO2均上升,当CO2或HCO3-减少时,TCO2则下降 。
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是指物理溶解在血浆中的CO2的张力。是反映呼吸性酸碱平衡的重要指标。因为CO2具有较强的弥散能力,故pCO2基本上可以反映肺泡的CO2压力 。
通常取动脉血在37℃不接触空气的情况下用血气分析仪直接测定pCO2。
1.正常血液中的CO2, 结合状态(HCO3-)占95%,其余5%以溶解状态存在。
pCO2×0.03=[H2CO3],(0.03为血浆内CO2在37℃时的溶解系数α)
从Henderson—Hasselbalch方程:pH=pK+log[HCO3-]/ α
×pCO2中可以看出pH与pCO2之间的关系 :当pCO2增高时,pH降低,为呼吸性酸中毒;pCO2降低时,则pH升高,为呼吸性碱中毒。
2.pCO2参考值:
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动脉血pCO2:4.6~6.0kPa,与肺泡pCO2相同。
男4.76~6.20kPa;女4.32~5.81kPa
>2岁3.99~5.99kPa
新生儿3.99~5.99kPa
婴儿及儿童:<2岁3.99~4.66kPa
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静脉血pCO2:5.3~7.3kPa。
3.临床意义:因CO2弥散力很强,能自由地从肺泡弥散至血液中,故血浆内pCO2与肺泡内pCO2经常维持平衡。动脉血pCO2实际反映了肺泡内pCO2,二者基本相符。
动脉血pCO2与溶解于血浆中CO2量有关,它反映肺泡通气量的水平,亦即反映CO2产生和排出二者的关系
,故能反映出酸碱平衡中的呼吸性因素。在CO2产生无改变的情况下,如呼吸深快,CO2排出增多,则pCO2下降,示通气过度;反之,若通气量不足,CO2在体内潴留,pCO2将上升。CO2潴留(通气不足)与通气过度均有原发与继发之分,均可由PCO2高低影响血液的酸碱度,导致呼吸性酸中毒或碱中毒。原发是指呼吸因素异常引起,也就是呼吸性酸中毒或碱中毒;继发是由于代谢因素改变而引起的CO2潴留或通气过度。前者需要改善呼吸功能,后者属于机体的代偿机制。测定pCO2有助于某些疾病的诊断与鉴别诊断(如肺性脑病与肝昏迷);了解呼吸衰竭的程度,选择治疗方法与考核治疗效果。
pCO2高低与病情的关系:pCO2能较准确地反映呼吸功能状态。pCO2>6kPa为高碳酸血症,提示通气不足,示有CO2潴留,为呼吸性酸中毒;<5.99kPa,为低碳酸血症,提示通气过度,示CO2排出过多,为呼吸性碱中毒; pCO2>4.66kPa时可出现呼吸衰竭,>7.32kPa是诊断呼吸衰竭的标志之一;当pCO2升至10.64kPa以上,出现中枢神经的抑制症状,临床上称“二氧化碳麻醉”,首先表现为神经反应迟钝、头痛、定向力障碍,进而出现精神错乱、昏睡、半昏迷至昏迷,甚至发生抽搐。当pCO2升至15.96kPa时,几乎不可避免地出现昏迷,伴足底反射消失,瞳孔一般缩小,颅内压升高,危及生命,pCO2升高对病情的影响程度,与个体有明显差异,与CO2潴留产生的快慢有直接的关系。当CO2急剧潴留(急性呼吸衰竭),即使pCO2未超过10.64kPa,亦可出现昏迷。
pCO2增高:示CO2在肺内积聚,血浆内氢离子浓度则增加。见于代偿性呼吸性酸中毒及失代偿性呼吸性酸中毒。
代偿性呼吸性酸中毒:多见于有肺部疾患者,因有通气功能或弥散功能障碍,使血液中CO2潴留,pCO2升高,在碳酸酐酶作用下形成H2CO3增多,pH下降,呈高碳酸血症。当代偿机理使血液HCO3-增加时,标准碳酸氢盐增多。pH调整到正常范围而呈代偿性呼吸性酸中毒。
失代偿性呼吸性酸中毒:多发生在严重的或急剧的CO2潴留时,如慢性肺部疾病急性加剧时,CO2遂急剧潴留,代偿作用发生较慢,来不及进行调节。当pCO2升高达9.31~11.31kpa以上时,不能充分发挥代偿作用。呼吸中枢对pCO2失去反应,呼吸抑制进一步加重,血内pCO2继续升高,pH下降,呈失代偿性呼吸性酸中毒。
pCO2增高,常见于阻塞性肺气肿、慢性支气管炎、支气管哮喘、充血性心力衰竭、呼吸中枢疾患,吗啡、巴比妥类中毒、大脑器质性疾患。
pCO2降低:因呼吸浅快,pCO2因CO2排出增多而降低。常见于以下疾患:
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神经精神疾患:癔病、精神病、脑炎、脑膜炎、采血时精神紧张。
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缺氧:肺水肿、肺纤维化、肺炎。
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疼痛、高热、贫血、肝昏迷所致血氨增高。
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是在厌氧条件下取静脉血分离血浆再与正常人的肺泡气(pCO25.32kpa, pCO213.3kpa)平衡后的血浆CO2含量。也就是说CO2CP是指在隔绝空气的条件下,将病人血浆用正常人的肺泡气(pCO2均为5.32kpa)平衡过,所测得血浆内CO2的含量,减去已知的溶于血浆中的CO2部分所得的值。
1.CO2CP参考值:20~30mmol/L或50~70 Vol% 。
2.临床意义:表示来自碳酸氢盐与碳酸的CO2的总量,受代谢性与呼吸性两
个因素的影响。
CO2CP与标准碳酸盐(SB)的作用相似,它只反映HCO3-中的CO2含量,亦即结合状态的CO2量。 结果的高低代表了人体内HCO3-储备量的多少,亦即反映了代谢性酸碱平衡情况。如果用滴定法测定。其值即包括结合状态HCO3-中的CO2,也包括溶于血浆中的CO2,故此值与TCO2很近似 。
二氧化碳结合力测定基本代表血液中碱储备量。碱储备是血中最主要缓冲剂。碱储备的增加既可能是呼吸性酸中毒的代偿,也可能是代谢性碱中毒的直接后果。相反,碱储备减少,可能是代谢性酸中毒,或是呼吸性碱中毒的代偿。故CO2CP代表呼吸和代谢二者综合的结果。在呼吸性酸中毒并发代谢性酸中毒时。仅借CO2CP说明呼吸衰竭则不够全面。碱储备需要通过肾脏来调节
,但作用迟缓。在急性呼吸衰竭时,
CO2急剧潴留,碱储备的增加,落后于碳酸增加速度,CO2CP就偏低。
(1)增高:示代谢性碱中毒、或代偿后的呼吸性酸中毒。常见于幽门梗阻、剧烈呕吐、胃酸损失过多;或服过量碱性药物后所致之代谢性碱中毒,以及肺源性心脏病等呼吸中枢抑制疾患所致代偿性呼吸性酸中毒。
(2)减低:示碱储备不足,为代谢性酸中毒,亦可为代偿性呼吸性碱中毒。只有代谢性酸中毒,或呼吸性碱中毒才显示降低。
二氧化碳结合力降低,最常见于感染性休克,流行性出血热等病,降低越多,示病情越重且预后不良。出血热休克期、少尿期,糖尿病昏迷时降低均较显著。降低还常见于严重腹泻、肾功能衰竭、肠道瘘管等病引起的代谢性酸中毒,及各种病因引起的呼吸中枢兴奋,各种呼吸道疾患等呼吸性碱中毒。
此外服过量酸性药物(如水杨酸钠等),亦可致二氧化碳结合力降低。代谢性酸中毒的轻重,根据二氧化碳结合力降低程度分为:
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轻度酸中毒:22.45~17.96mmol/L
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中度酸中毒:17.96~13.47mmol/L
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重度酸中毒:<13.47mmol/L;
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预后极严重:<6.74mmol/L。
3.酸碱平衡失调:单靠二氧化碳结合力增减不能完全肯定酸中毒或碱中毒。呼吸性酸中毒及
碱中毒时应同时测定血液酸碱度。除原发性呼吸因素的影响,其数值增减可表示碳酸氢盐量的增减,以反映代谢性酸碱平衡失调的程度。
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