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血气分析有助于代谢性碱中毒的诊断。血浆HCO3-原发性增高，致使SB、AB、BB增高，BE正值加大，失偿时pH升高。血浆PCO2有一定程度的代偿性升高。
代谢性碱中毒时肾泌H+减少HCO3-排出增多，尿液呈碱性，但是缺钾性碱中毒时肾小管泌H+增加，尿液呈酸性。
代谢性碱中毒患者检测尿液中Cl-的浓度有助于代谢性碱中毒产生的病因分析(表1)。
呕吐或应用利尿剂的患者血容量减少时，肾脏会最大限度地保留Cl-，尿液中Cl-的浓度一般低于15mmol/L;而盐皮质类固醇过多或HCO3-在体内过多的患者。一般多伴有血容量扩张，尿液中Cl-的浓度超过20mmol/L，代谢性碱中毒时尿液中Cl-浓度比Na+浓度更有助于判定其血容量的变化。血容量不足时HCO3-和Na+的重吸收必然增强，其重吸收能力可以从正常的26～28mmol/L提高到36mmol/L。代谢性碱中毒患者血HCO3-的浓度可以超过36mmol/L，此时尽管存在血容量不足，仍然表现有尿Na+浓度升高。而尿Cl-浓度却可以保持在低水平。但是如果同时存在肾功能不全或严重低血钾，由于远端肾单位Cl-重吸收减少，此时尽管有血容量不足，但尿Cl-浓度可能是增高的。因此，通过尿Cl-浓度判定血容量的改变也不是绝对的。
临床出现低血钾的表现、心电图示：下波低平、出现U波，严重时ST段下降和T波倒置。