(一)疾病的原因

1.高AG正常氯代谢性酸中毒

(1)乳酸性酸中毒:乳酸性酸中毒是代谢性酸中毒的常见原因。正常的乳酸是在乳酸脱氢酶(LDH)的作用下，由NADH将丙酮酸氢化形成的，NADH转化为NAD。当NAD在LDH的作用下转化为NADH时，乳酸也可以转化为丙酮酸。因此，上述反应方向主要由作为反应底物的丙酮酸和乳酸的浓度以及NADH与NAD的比例决定。葡萄正常糖酵解过程中，可以产生NADH，但产生的NADH可以到达线粒体产生NAD。此外，丙酮酸在丙酮酸脱氢酶(PDH)的作用下转化为乙酰辅酶a，然后通过三羧酸循环转化为CO2和H2O(图1)。

在正常氧化条件下，乳酸可进入肝脏或肾脏细胞内的线粒体，通过α代谢途径生成酮酸，分解为H2O和CO2、HCO3-。当线粒体因缺氧而功能不全时，丙酮酸容易在细胞质中积累并代谢为乳酸。正常血乳酸水平很低，1 ~ 2 mmol/L，超过4mmol/L时，称为乳酸性酸中毒。乳酸性酸中毒临床上分为A型和b型两种。

A型由组织灌注不足或急性缺氧引起，如癫痫发作、惊厥、剧烈运动、严重哮喘等。，可引起高代谢，组织代谢明显过高；或休克时组织供氧不足、心脏骤停、急性肺水肿、一氧化碳中毒、贫血、严重低氧血症等。，均可使NADH无法转化为NAD，从而大量丙酮酸转化为乳酸，导致乳酸性酸中毒。

B型是由一些常见病、药物或毒物以及一些遗传性疾病引起的。如肝病，肝硬化最常见。由于肝实质细胞减少，乳酸向丙酮酸的转化减少，导致乳酸酸中毒。这种类型的乳酸性酸中毒通常发展缓慢，但如果伴有组织灌注不足，酸中毒可能非常严重。如果有慢性酒精中毒，更容易发生，可能是饮酒导致肝糖原再生减少，乳酸利用障碍。在恶性肿瘤疾病中，尤其是巨大软组织肿瘤，常出现不同程度的乳酸性酸中毒，是肿瘤组织生长旺盛、无氧代谢明显、全身衰退、营养失调等综合因素作用的结果。如果肿瘤转移到肝脏，病情会恶化。化疗或手术切除后，乳酸酸中毒可明显改善。一些药物，包括双胍类、果糖、甲醇、水杨酸、异烟肼等，如果服用过多，会引起这种疾病，其机制是干扰组织对氧的利用，糖代谢紊乱。少数先天性疾病，包括ⅰ型糖原累积病、果糖-1，6二磷酸酶缺乏症、丙酮酸脱氢酶缺乏症等。，都是由于糖酵解障碍和能量代谢不足，导致乳酸产生过多。

空回肠短路手术或小肠切除后可见D型乳酸酸中毒。乳酸菌寄生在小肠下部，需要与葡萄糖和淀粉一起生长才能产生D型乳酸。正常情况下，两种原料已经在小肠上部被吸收，所以产生的D-乳酸很少。这种手术后，肠道内往往会产生大量的D型乳酸，体内的乳酸脱氢酶无法将D型乳酸转化为丙酮酸。因此，D型乳酸在手术后大量进入体内，患者在饭后大量食用碳水化合物后，往往会出现一些神经系统症状，包括头晕、语言障碍、记忆力减退等类似的醉酒症状。

(2)酮症酸中毒:酮症酸中毒是体内(特别是细胞外液)乙酰乙酸和β-羟丁酸的积聚，伴有胰岛素减少，胰高血糖素、可的松、生长激素、儿茶酚胺和糖皮质激素不同程度的增加，是机体对饥饿的极端病理生理反应的结果。乙酰辅酶a通过丙酮酸氧化和脂肪酸氧化两种途径在线粒体中产生，然后进入三羧酸循环氧化成CO2并产生能量。当超过氧化能力时，两个乙酰辅酶a分子结合形成乙酰乙酸，它可以转化为丙酮(非酶作用)或β-羟基丁酸。丙酮虽然是酮体，但不是酸，不影响血液HCO3-，可以从肺部呼出。但乙酰乙酸和β-羟丁酸的积累影响HCO3-，导致酸中毒。饥饿时脂肪酶活性增加，脂肪分解代谢增强，最后乙酰辅酶a生成量大大增加，超过其氧化能力。

糖尿病性酸中毒是由于胰岛素相对或绝对缺乏和胰高血糖素水平高引起的，常发生在胰岛素突然停止或伴有各种应激时，如感染、创伤、手术和情绪刺激等。，使得最初治疗的胰岛素量相对不足。患者血糖和血酮明显升高，酮体的产生(尤其是肝脏)超过中枢神经系统和周围组织对酮体的利用。由于大量的渗透性利尿，血容量可能会减少。

酒精性酮症酸中毒见于慢性酒精饮酒者，可在停止进食时发生，常由呕吐和脱水诱发。其血糖水平一般较低，常伴有乳酸酸中毒，血皮质醇、胰高血糖素、生长激素升高，血甘油三酯升高。在乳酸性酸中毒时，NADH/NAD升高，大部分酮体以β羟丁酸的形式存在，使硝普钠反应(一种检测酮体的方法，主要是乙酰乙酸和丙酮)为阴性。

饥饿性酮症酸中毒是由饥饿引起的中度酮症酸中毒。在最初的10 ~ 14小时，血糖是靠糖原分解来维持的。然后糖异生是葡萄糖的主要来源，脂肪的氧化分解(尤其是肝脏)加快，导致酮症酸中毒。而运动和怀孕可以加速这个过程。

(3)药物或毒物引起的代谢性酸中毒:主要是水杨酸和醇类有机化合物，包括甲醇、乙醇、异丙醇等。

大量服用水杨酸，尤其是同时服用碱性药物，可使水杨酸从胃中大量吸收，引起酸中毒。酸中毒的原因除了水杨酸本身呈酸性外，水杨酸还能影响多种酶的代谢，抵抗前列腺素，改变某些组织器官的血液灌注。其AG高有一小部分是水杨酸本身造成的，大部分是酮体和乳酸。此病常出现呼吸性碱中毒，主要是因为水杨酸能强烈刺激呼吸中枢。

甲醇中毒主要见于服用假酒的人。喝下后在肝脏中被乙醇脱氢酶转化为甲醇。甲醇很容易通过脂肪组织，中毒会对神经系统和视神经造成严重损害。乙醇也用于竞争乙醇脱氢酶，同时给予大量叶酸。乙二醇除引起中枢症状和心、肺、肝损害外，其代谢产物尤其是草酸和乙醇酸形成高AG，乳酸增加。尿中草酸钙结晶有助于诊断。

(4)尿毒症:当慢性肾功能衰竭患者GFR降至20 ~ 30 ml/min以下时，高氯代谢性酸中毒可转化为高氯代谢性酸中毒，这是由于尿毒症有机阴离子不能通过肾小球滤过排出，重吸收增加所致。大多数患者的血液HCO3-水平不是很低，大多在12-18 mmol/l之间。这种酸中毒发展缓慢。存留的酸被储存在骨中的碱缓冲，除维生素D、PTH和钙磷紊乱外，可出现明显的骨病。与其他高AG的代谢性酸中毒相比，尿毒症AG不能代谢(β-羟丁酸、乙酰乙酸、乳酸等。可代谢)，且不存在潜在的HCO3-，导致酸中毒(肾功能慢性损害)的因素无法清除。因此，有必要给予一些外源性碱性物质，使血中HCO3-能缓慢上升到20 ~ 22 mmol/L左右，从而缓解骨骼病变。

2.正常AG高氯代谢性酸中毒主要是由于HCO3-从肾内或肾外丢失，或肾小管分泌H减少，但肾小球滤过功能相对正常。无论是HCO3-丢失还是肾小管单纯分泌H，结果都是HCO3-过少，血液中一般没有其他有机阴离子的积累，所以Cl-水平相应升高，多为正常的AG高氯性酸中毒。

(1)肾外:

①HCO 3-丢失:主要来自肠道。正常肠道含有40 ~ 60 mmol/L的HCO3-，大量腹泻或肠梗阻，需进行肠道减压、造口术等。，可导致HCO3-大量丢失，并导致高氯代谢性酸中毒，常伴有低钾血症。小肠绒毛状腺瘤引起的酸中毒可能非常严重。用泻药的瘾君子也会产生。此外，尿液和胆汁的分泌和排泄也可导致高氯性酸中毒。如果患者并发慢性肾脏病，肾脏不能充分代偿，排出过多的NH4，可加重酸中毒。

②尿道旁路手术:如输尿管乙状结肠吻合术后患者常出现明显的高氯性酸中毒，因为:

A.结肠可以直接重吸收从输尿管排出并在吻合口处肠道产生的NH4，然后在肝脏分解为NH3和H。

B.乙状结肠肠腔内有HCO3-/Cl-交换。正常情况下，HCO3-被转运到肠腔，Cl-被重吸收；术后由于大量含Cl-的尿液经输尿管进入乙状结肠，Cl-被重吸收，HCO3-被分泌，可引起明显的高氯性酸中毒。

③酸性盐类过多进入体内:主要是氯化铵、盐酸精氨酸、赖氨酸等过多进入所致。许多胃肠外营养液含有精氨酸、赖氨酸等。，代谢后可产生HCl，也可能导致酸中毒。

④慢性呼吸性碱中毒:当呼吸恢复正常时，可出现短期高氯性酸中毒。发生呼吸性碱中毒时，肾脏对NH4和TA的排泄减少，细胞外液体积略有减少，可刺激Cl-的潴留。该过程通常在2 ~ 5天内恢复正常。

(2)肾性:多数肾性高氯性酸中毒为肾小管性酸中毒。

①肾小管酸中毒。

②慢性肾功能不全:慢性肾脏病患者可出现酸中毒，肾功能进行性下降。当GFR为20 ~ 50 ml/min时，一般表现为高氯代谢性酸中毒；当降到15 ~ 20 ml/min时，就变成典型的尿毒症酸中毒(即AG偏高)。这种酸化障碍的主要原因不是远端氢分泌障碍，而是肾脏产生和排泄NH4减少。当GFR降至20ml/min以下时，PO43-、SO42-等有机阴离子开始在体内蓄积，最终酸中毒由高氯变为高AG。

(2)发病机理

1.血液缓冲和细胞内缓冲的代偿调节当发生代谢性酸中毒时，血液中增加的H可立即被血浆缓冲系统缓冲。通过上述反应，消耗了血浆HCO3-和缓冲碱，生成的H2CO3可从肺部排出。细胞内缓冲通常发生在酸中毒后2 ~ 4小时。细胞外液中增加的H转移到细胞内，被细胞内缓冲碱缓冲，而细胞内K转移到细胞外，维持细胞内外的电平衡。因此，酸中毒容易引起高钾血症。

2.肺调节血H浓度升高，刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器，反射性引起呼吸中枢兴奋，明显增加肺通气量，导致PaCO2 _ 2继发性降低，维持HCO _ 3-/H2CO _ 3比值接近正常，使血液pH值趋于正常。呼吸代偿反应非常迅速。一般酸中毒10分钟后出现呼吸增强，30分钟后达到代偿高峰。最大代偿极限是PaCO2降至10mmHg(1.33kPa)。

3.肾脏的调节除了肾功能异常引起的代谢性酸中毒外，肾脏在其他原因引起的代谢性酸中毒中起着重要的代偿作用。酸中毒时肾小管上皮细胞碳酸酐酶活性升高，促进肾小管细胞H的分泌和HCO3-的重吸收。磷酸盐酸化增加；然而，肾小管分泌物中NH4的增加是最重要的代偿机制。一般肾脏代偿在3-5天内发挥最大作用。当酸中毒发生时，钾平衡往往受到很大影响。在酸中毒早期，肾脏对K的排泄减少，但后期明显增加。这是因为酸中毒后，血钾升高，刺激醛固酮分泌，抑制近端小管对HCO3-的重吸收，使到达远端小管的滤液增加，尿钾排泄增加。