除了腎臟和肺部，肝臟在調(diào)節(jié)酸堿平衡（ABE）中也起著重要作用。肝臟參與ABE的調(diào)節(jié)是至關(guān)重要的，因?yàn)樗谌樗岽x、尿素生成和蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮作用。肝硬化患者發(fā)生的主要酸堿失衡是呼吸性堿中毒（RAlk）。由于這些患者存在影響ABE的其他病理生理機(jī)制，因此可能會(huì)出現(xiàn)其他疾病來(lái)代償或加重原發(fā)性疾病。傳統(tǒng)的ABE評(píng)估模式無(wú)法識(shí)別和評(píng)估肝硬化患者的潛在疾病。它的不足促進(jìn)了新的理化數(shù)學(xué)模型的建立，該模型考慮了所有出現(xiàn)和影響ABE的已知參數(shù)。除了RAlk，在肝硬化患者中，代謝性堿中毒（由于低蛋白血癥）、低鈉性代謝性酸中毒、高氯性代謝性酸中毒、乳酸酸中毒和尿素代謝引起的代謝性堿中毒也是影響ABE的一些病理生理機(jī)制。
關(guān)鍵詞：酸堿平衡/肝病/肝硬化
酸堿平衡(ABE)是機(jī)體的一個(gè)重要指標(biāo)，其平衡是由細(xì)胞每天的新陳代謝（內(nèi)源性）以及食物的攝入(外源性)決定。機(jī)體內(nèi)的酸由氫離子(H+)表示，而堿則由碳酸氫根(HCO3-)表示。
腎臟和肺是調(diào)節(jié)機(jī)體ABE的主要器官。然而，近年來(lái)，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到肝臟也參與ABE的調(diào)節(jié)，且不同于腎臟和肺。探索肝臟在酸堿平衡中的作用，對(duì)于混合性ABE疾病有著重要的意義。為了了解肝病患者的ABE紊亂，下面將對(duì)ABE理論進(jìn)一步闡述。
眾所周知，血清中H+及堿基的濃度通過(guò)pH表示，pH值7.4為正常值，酸中毒時(shí)pH值<7.36,堿中毒時(shí)pH值>7.44。
1.1 ABE法則
為了描述血液中ABE，基于簡(jiǎn)單溶液（水）和混合溶液（如血液）的理化性質(zhì)的數(shù)學(xué)模型經(jīng)常被引用，在以下這些模型中，將簡(jiǎn)要介紹三種主要模型。
A. 傳統(tǒng)的ABE固定模型是由Henderson- Hasselbalch根據(jù)酸分解的化學(xué)反應(yīng)提出的
HA ?[A-]+[H+]
考慮質(zhì)量作用定律(分解常數(shù)K)，用方程表示某一時(shí)刻酸堿平衡態(tài)：
pH=pK+log[A-]/[HA]
在上述模型中，H2CO3被用作酸，分解后得到[H+]和自由基[HCO3-]，則前面的方程為：
pH=pK+log[HCO3-]/[H2HCO3]
但在上式中，由于血漿中H2CO3濃度較小(37℃時(shí)，血液中每mmHgPaCO2會(huì)溶解為0.03mEq/L CO2)，因此溶解CO2的血漿為酸性。因此，ABE的Henderson-Hassel- balch數(shù)學(xué)模型的最終方程為：
pH=pK+log[HCO3-]/[0.03xPaCO2]
在正常情況下，PaCO2是40mmHg，[HCO3-]為24mEq/ L，pKH2CO3=6.1，pH=7.4。
B. ABE的第二個(gè)理化模型是由Stewart(1983)提出的，它是基于血液屬于含CO2的溶液(其他三種是：蒸餾水、強(qiáng)離子、弱堿)的觀點(diǎn)。因此，為了計(jì)算某一特定時(shí)刻血液中[H+]的濃度及pH值，建立了強(qiáng)離子差模型(SID)。這個(gè)術(shù)語(yǔ)表示所有強(qiáng)陽(yáng)離子和所有強(qiáng)陰離子之間的區(qū)別。然而，因?yàn)閺?qiáng)陰離子優(yōu)于強(qiáng)陽(yáng)離子，所以SID是負(fù)的，而SID被認(rèn)為是代表凈不平衡正電荷的一個(gè)指標(biāo)。根據(jù)上述模型，SID由下式計(jì)算：
SID=[Na+]+[K+]+[Mg2+]+[Ca+]-[Cl-]-Lactate
由上式計(jì)算的SID沒(méi)有考慮弱酸如白蛋白、磷和二氧化碳在電荷平衡中的作用，因此最佳指標(biāo)為表觀SID(SIDa)，弱酸的作用是通過(guò)以下Figges方程計(jì)算活性SID (有效SID，SIDe)來(lái)表示的：
理論上，SIDa和SIDe的差值應(yīng)為0(溶液中電荷的平衡)。如果沒(méi)有電平衡，則用離子間隙(SAG) [SIG = SIDa - SIDe]表示：
C. 第三個(gè)理化模型是Gilfix為了解釋和評(píng)價(jià)ABE而開(kāi)發(fā)的，因?yàn)镾tewart的模型不容易應(yīng)用于日常臨床實(shí)踐。該模型引入了“堿剩余”(BE)一詞，包括以下參數(shù)：i) 水(H2O)[特別是鈉(Na+)(稀釋和濃縮)，ii) 氯(Cl-)，iii) 白蛋白(Alb)，iv) 乳酸(lactate)和v) 未測(cè)量陰離子(UMA)。BE指示的正值或負(fù)值分別表示堿化或酸化（圖1）。
圖1. ABE中離子正常值的示意圖
I.與濃縮引起的代謝性堿中毒(MAlk)相反，液體過(guò)多造成血液稀釋引起Na+濃度變化，導(dǎo)致代謝性酸中毒(MAc)。BENa+是由這個(gè)方程計(jì)算出來(lái)的：
BENa+= 0.3x[Na+實(shí)測(cè)-Na+正常](mEq/L)
參數(shù)0.3是由SID(正常值40mEq/L)和血清[Na+](正常值140mEq/L,Na+<133mEq/L為低鈉血癥)得出的結(jié)果。
ii. HCO3-濃度的變化，(小于22mEq /L可導(dǎo)致酸中毒，大于26mEq /L可導(dǎo)致堿中毒)，伴隨著Cl-濃度的逆向改變，分別導(dǎo)致高氯性MAc(Cl- >109mEq /L)和低氯性MAlk的出現(xiàn)。BECl-是由這個(gè)方程計(jì)算出來(lái)的：
BECl-= Cl-正常-[Cl-實(shí)測(cè)x Na+正常/ Na+實(shí)測(cè)](mEq/L)
iii.白蛋白屬于非揮發(fā)性酸類。因此，低蛋白血癥意味著酸(弱酸)的丟失，從而導(dǎo)致低蛋白血癥代謝性堿中毒(MAlk)的出現(xiàn)。BEAlb是由這個(gè)方程計(jì)算出來(lái)的：
BEAlb= （0.148 x pH-0.818）x（Alb正常-Alb實(shí)測(cè)）（mmol/L）
BEAlb> 5mmol /l為低蛋白血癥堿中毒
iv.乳酸生成增加，導(dǎo)致高乳酸血癥出現(xiàn)乳酸代謝性酸中毒(MAc)。BElactate是由這個(gè)方程計(jì)算出來(lái)的：
BElactate= Lactate正常- Lactate實(shí)測(cè)（mmol/L）
v.BE值不僅僅與水, Na+，Cl-，白蛋白，乳酸的變化有關(guān)，同時(shí)也受UMA(如酮類、有機(jī)酸類)的影響。BEUMA是由這個(gè)方程計(jì)算出來(lái)的：
BEUMA= BE總-[BENa++BECl-+BEAlb+BENa++BElactate](mEq/L)
鈣、鎂、鉀、磷元素在ABE中的作用不明顯，它們的濃度與鈉、氯相比較低。BEUMA≤-5mEq/L在臨床上認(rèn)為存在未測(cè)量陰離子。
1.2 肝臟和ABE
肝臟通過(guò)四種病理生理機(jī)制參與ABE的調(diào)控：a)乳酸代謝；b)白蛋白穩(wěn)態(tài)；c)酮體的生成和d)尿素的產(chǎn)生
1.3 肝病中的酸化和堿化因素
綜上所述，肝臟參與了ABE的調(diào)節(jié)。然而肝臟疾病(肝硬化、ICU患者肝硬化、急性或慢性肝衰竭伴或不伴肝硬化)會(huì)出現(xiàn)各種ABE紊亂。此外，由于肝損傷(腎功能衰竭引起和肝性腦病)對(duì)其他器官或系統(tǒng)的損害會(huì)加重已經(jīng)存在的ABE紊亂。一些研究表明評(píng)價(jià)ABE紊亂的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，可能無(wú)法檢測(cè)肝病中復(fù)雜的ABE紊亂。相反，使用上述理化模型可揭示肝病中潛在的ABE紊亂。接下來(lái)，我們將簡(jiǎn)要介紹在肝病特別是肝硬化中與ABE有關(guān)的酸化和堿化因素。
1)堿化的因素
圖2. 肝病患者過(guò)度換氣及呼吸性堿中毒的原因：肝性胸水、肝性腦病、孕酮和雌二醇水平升高以及肝肺綜合征和門脈性肺動(dòng)脈高壓可導(dǎo)致過(guò)度換氣。
2) 酸化的因素
1.4 ABE和肝臟疾病
1.4.1 肝硬化
肝硬化患者的ABE紊亂尚不完全清楚。這是因?yàn)檫@些疾病涉及多個(gè)機(jī)制，引起原發(fā)性和代償性ABE紊亂。肝硬化ABE最常見(jiàn)的疾病是低碳酸血癥的RAlk。然而，其他疾病是由于上述機(jī)制的肝功能障礙引起的，如MAc(稀釋和高氯血癥)和MAlk(低蛋白血癥和尿素合成減少)。ABE (MAc和MAlk)的這些紊亂(相反)的結(jié)果是平衡的，且代償期的肝硬化患者沒(méi)有pH值的變化(20%)，或者不足以被評(píng)估的微小變化。這被認(rèn)為是沒(méi)有危害的ABE紊亂，盡管存在三重ABE表現(xiàn)（圖3）。
圖3（圖片錯(cuò)誤，號(hào)內(nèi)回復(fù)“酸堿”，獲取正圖）. 酸堿變化的機(jī)制與最終血液pH值表現(xiàn)示意圖。
對(duì)于低碳酸血癥的RAlk，它主要是由于腎臟HCO3-排出減少，盡管并存的低血容量(有效循環(huán)血容量減少)導(dǎo)致重吸收增加。值得注意的是，以肝臟疾病-肺血管擴(kuò)張-血液氧合降低三聯(lián)征為特征的肝肺綜合征也是肝硬化患者ABE紊亂的重要原因。這些患者出現(xiàn)肺動(dòng)脈內(nèi)吻合(分流或瘺管)，動(dòng)脈血從右至左流向靜脈網(wǎng)，最終導(dǎo)致肺動(dòng)脈高壓，隨之血?dú)?O2, CO2)發(fā)生變化。
根據(jù)臨床表現(xiàn)和病理變化的不同，這些患者表現(xiàn)為:RAlk 44.83%， MAlk 14.28%， MAc 6.12%，RAc 6.12%，MAc + MAlk 8.16%，pH值正常占20.7%。
1.4.2 ICU肝硬化患者
如前所述，在肝硬化中，MAlk(低蛋白血癥)、MAc(稀釋和高氯血癥)，與RAlk(低碳酸血癥）以及其他ABE紊亂同時(shí)存在，這些紊亂/代償?shù)慕Y(jié)果是pH保持相對(duì)不變。然而，在ICU收治的肝硬化患者中，對(duì)ABE的造成主要影響的是乳酸(>1.9-2.0mmol/L)。乳酸的增加一方面是由于生成增加(>1500mmol/天)(組織灌注不足、缺氧，因膿毒癥、高分解代謝綜合征引起細(xì)胞代謝受阻)，另一方面是由于肝臟分解代謝減少(肝功能受損、膿毒癥)。相比代償期的肝硬化患者，這些患者由于乳酸增加，MAc占主導(dǎo)地位，BE值減少(圖4)，多器官衰竭增加了死亡率。值得注意的是，一小部分乳酸在腎臟內(nèi)代謝(5%)，因此乳酸酸中毒的患者并存腎功能不全的病理改變(肝腎綜合征)。
圖4. ABE在慢性肝病患者中的應(yīng)用a)代償期肝硬化ABE影響因素;b)危重肝硬化代謝性酸中毒的影響因素;c)在急性肝衰竭中，低蛋白堿中毒對(duì)乳酸酸中毒的中和作用。BE：剩余堿；UMA：未測(cè)定陰離子
1.4.3 急性肝功能不全
大面積燒傷、急性呼吸衰竭和膿毒癥可引起急性肝衰竭。在這些病例中，乳酸生成過(guò)多主要是由于急性肝功能障礙引起的(肺組織正常)。這種情況是以應(yīng)激性高乳酸血癥為表現(xiàn)(在無(wú)氧情況下，兒茶酚胺和其他細(xì)胞因子誘導(dǎo)的大量細(xì)胞攝取葡萄糖，即糖酵解）。在輕度急性肝損傷(I, II)中，沒(méi)有觀察到明顯的pH紊亂，因?yàn)樯婕暗臋C(jī)制(代償性和失代償性)是平衡的，而在較嚴(yán)重的階段(III, IV)乳酸酸中毒主要伴有RAlk。
肝硬化患者伴呼吸性堿中毒(最常見(jiàn))、代謝性堿中毒、代謝性酸中毒、呼吸性酸中毒和混合性酸堿平衡紊亂。傳統(tǒng)模式并不足以識(shí)別臨床酸堿紊亂，由于肝硬化的病理生理機(jī)制與ABE均存在可代償空間，導(dǎo)致大量患者動(dòng)脈血pH無(wú)明顯變化。理化模型應(yīng)被用來(lái)評(píng)估特定病理情況下的酸堿平衡，在這些情況下，綜合評(píng)估潛在的ABE紊亂，有益于患者的治療。
來(lái)源：Katopodis P,Pappas EM,Katopodis KP.Acid-base abnormalities and liver dysfunction[J]. Ann Hepato,2022,27(2):100675. Doi: 10.1016/j.aohep.2022.100675.
