1、第三章第三章水和解质代谢紊乱水和解质代谢紊乱 李著华李著华 教授教授泸州医学院病理生理学教研室泸州医学院病理生理学教研室(Normal metabolism of water and electrolyte)第一节第一节水、电解质的正常代谢水、电解质的正常代谢一、体液的容量与分布一、体液的容量与分布(Volume and distribution of body fluid)体液体液(body fluid)体内的水和溶解在其中的物质。体内的水和溶解在其中的物质。体液的体液的容量与容量与分布分布（一）（一）Total body water(TBW)60%v细胞内液细胞内液Intracellula
2、r fluid(ICF)40v细胞外液细胞外液Extracellular fluid(ECF)组织间隙组织间隙15组织液组织液Interstitial fluid(ISF)血浆血浆5%PlasmaTranscellular fluid(third spacethird space)1体液的容量与分布（二）体液的容量与分布（二）Body fluid TBW(%)Adult male TBW(%)Adult femaleTBW(%)InfantNormal605070Lean706080Obese504260q性别、胖瘦、年龄性别、胖瘦、年龄水在不同年龄人中所占比例不水在不同年龄人中所占比例不同同
3、水在不同组织中所占比例水在不同组织中所占比例Why?Why?（一）水的生理功能（一）水的生理功能 l促进物质代谢（参与生化反应）；促进物质代谢（参与生化反应）；l调节体温；调节体温；l润滑作用；润滑作用；l体内溶质的溶剂；体内溶质的溶剂；l结合水保证肌肉的机械功能；结合水保证肌肉的机械功能；l缓冲保护重要器官；缓冲保护重要器官；l湿润空气，便于呼吸。湿润空气，便于呼吸。The most essential nutrientMetabolic water 8%Food water 30%Drink water 62%摄入水摄入水（intake water）（二）水平衡（二）水平衡（water b
4、alance）排出水排出水（output water）水平衡水平衡（water balance）总量摄入总量摄入2500/d总量排出总量排出2500/d二、体液中的电解质二、体液中的电解质 (Electrolyte in body fluid)血血Na 140 mmol/L血血Cl 104 mmol/L血血HCO3 24 mmol/L 正常平均值正常平均值ECF:Na+、Cl-、HCO3-ICF:K+、Mg2+、HPO42-Pr-体液体液NaNa+K K+CLCL-HCOHCO3 3-血浆血浆1404.510424细胞内液细胞内液914739唾液唾液10-302010-3015胃液胃液1485
5、40-800-15胆汁胆汁140811040肠液肠液140510030汗液汗液35-85535-850 电解质的生理功能电解质的生理功能 Physiologic function of Electrolytesv维持体液的渗透压和酸碱平衡维持体液的渗透压和酸碱平衡v维持神经、肌肉的兴奋性维持神经、肌肉的兴奋性v参与细胞动作电位的形成参与细胞动作电位的形成v构成组织的成分构成组织的成分v维持酶活性维持酶活性（酶酶-Ca2+、Mg2+、K+）v细胞信号分子细胞信号分子（如：如：Ca2+）(Water and electrolytes balance)水与电解质动态平衡水与电解质动态平衡v 体液的容
6、量体液的容量(volume)v 化学成分化学成分(composition)v 渗透压渗透压(osmotic pressure)v 分布分布(distribution)相对恒定相对恒定1、钠平衡、钠平衡:正常血清正常血清Na+浓度：浓度：130-150 mmol/L。排泄原则：多摄多排，少摄少排。排泄原则：多摄多排，少摄少排。2、钾平衡、钾平衡:正常血正常血清清浓度：浓度：4.5 mmol/L。排泄原则：多吃多排，少吃少排，不吃也排。排泄原则：多吃多排，少吃少排，不吃也排。(一一)体液的渗透压体液的渗透压(Osmotic pressure of body fluid)血浆渗透压血浆渗透压：280
7、310 mmol/L(mOsm/L)什么是渗透压什么是渗透压?1.1.细胞内外水的运动细胞内外水的运动 (water movement between outside-inside of cell)Na蛋白质Ca2+K自由通过自由通过不能自由通过不能自由通过H2O细胞细胞l一组构成一组构成水通道水通道与与水通透性水通透性有关的有关的细胞膜转运蛋白细胞膜转运蛋白，广，广泛存在于生物界。发现泛存在于生物界。发现1010余余年来，在哺乳动物组织鉴定年来，在哺乳动物组织鉴定的的AQPAQP有有9 9种。其组织、细胞种。其组织、细胞分布有特异性，在同一细胞分布有特异性，在同一细胞上分布有极性。上分布有极
8、性。2.2.血管内外水的运动血管内外水的运动 (water movement between outside-inside of capillary)水和电解质自由通过水和电解质自由通过蛋白质等大分子物质受限蛋白质等大分子物质受限H2ONa+K+Ca2+蛋白质蛋白质有机物有机物毛细血管Daily intake(ml/day)Daily output(ml/day)Drinking 1300 Urine 1500Water in food 900 Lungs 400Water of oxidation 300 Skin 500Stool 100Total 2500 Total 25003.体内外
9、水的运动体内外水的运动(Water movement between outside-inside of body)v每日最低尿量每日最低尿量500ml500mlv呼吸道失水呼吸道失水v皮肤不显性蒸发皮肤不显性蒸发生理需水量生理需水量:1500ml/day(从尿排代谢废物从尿排代谢废物35g/35g/日日 最大浓度最大浓度6 68g8g）四、水与钠平衡的调节四、水与钠平衡的调节 (Regulation of water and sodium balance)（一）（一）渴感渴感(thirst)渴中枢渴中枢ECF 晶体渗透压 血容量血容量 血管紧张素血管紧张素渴感消失渴感消失drink （二）（
10、二）抗利尿激素抗利尿激素 (antidiuretic hormone,ADH)ECF渗透压渗透压有效循有效循环血量环血量渗透压渗透压感受器感受器ADH肾肾重吸重吸收水收水ECF量量渗透压渗透压容量感受器容量感受器 （三）（三）醛固酮醛固酮 (aldosterone)有效循有效循环血量环血量醛固酮醛固酮肾肾 重重 吸吸 收收Na+H2OECF量量低血低血Na+高血高血 K+“第三因子第三因子”又名又名“利钠激素利钠激素”。细胞外液细胞外液容量容量血浆利钠血浆利钠激素激素肾小管钠肾小管钠重吸收重吸收 第二节第二节 水、钠代谢紊乱水、钠代谢紊乱类型类型（Classification）v脱脱 水水(d
11、ehydration)v水过多水过多(water excess)高渗性高渗性 低渗性低渗性 等渗性等渗性水中毒水中毒水水 肿肿v低钠血症低钠血症（hyponatremia)：血清血清Na+浓度浓度150 mmol/L一、一、脱水脱水(Dehydration)体液容量减少体液容量减少(2%)(2%)。body water deficit 低容量性高钠血症低容量性高钠血症(hypovolemic hypernatremia)(一一)高渗性脱水高渗性脱水(hypertonic dehydration)v water losssodium lossv serumNa+150 mmol/L v plas
12、ma osmotic pressure 310 mmol/L2.2.原因原因 (causes)(1)(1)入量不足入量不足(decrease of intake)(2)(2)丢失过多丢失过多(lost from ECF)v 水源断绝水源断绝v 丧失口渴感丧失口渴感v 进食困难进食困难 v大量大量出汗出汗v尿崩症和渗透性利尿尿崩症和渗透性利尿v呼吸道蒸发呼吸道蒸发 高参性脱水高参性脱水失水失水 失失NaNa+渴中枢渴中枢口渴口渴 血容量血容量脉速脉速,BP,BP皮肤蒸发皮肤蒸发脱水热脱水热ECF量量ECF渗透压渗透压 3.3.影响影响(effects)细胞内脱水细胞内脱水 CNS功能障碍功能障碍
13、幻觉幻觉,躁动躁动 ADH 肾重吸收水肾重吸收水尿少比重高尿少比重高血血Na+血浆渗透压血浆渗透压高参性脱水高参性脱水脱水热脱水热 (dehydration fever)因因皮肤蒸发水减少皮肤蒸发水减少引起的体温上升。引起的体温上升。严严重重脱脱水水高参性脱水高参性脱水高参性脱水高参性脱水2-5%2-5%失水量失水量体重体重5-10%5-10%失水量失水量体重体重5-10%5-10%失水量失水量体重体重轻度轻度 中度中度血血液液 组织组织细胞内液细胞内液 血浆血浆组织液组织液细胞内液细胞内液水转移水转移4 4防治的病理生理基础防治的病理生理基础(pathophysiological basis
14、 of prevention and treatment)v 及时补水及时补水v 适当补钠适当补钠补水为主补水为主补钠为辅补钠为辅高参性脱水高参性脱水低容量性低钠血症低容量性低钠血症(hypovolemic hyponatremia)(二二)低渗性脱水低渗性脱水(Hypotonic dehydration)v sodium loss water lossv serumNa+130 mmol/L v plasma osmotic pressure 150150130130130-150130-150尿钠尿钠有有减少或无减少或无减少减少治疗治疗补充水分为主补充水分为主补充高渗盐水补充高渗盐水补充低
15、渗盐水补充低渗盐水二、水过多二、水过多(Water excess)体液容量增多体液容量增多Excess of body water高容量性低钠血症高容量性低钠血症(hypervolemic hyponatremia)(一一)水中毒水中毒 (water intoxication)v 低渗性液体在体内潴留的病理过程低渗性液体在体内潴留的病理过程v serumNa+130 mmol/L v plasma osmotic pressure 回流回流Alteration in capillary hemodynamics that favors the movement of fluid from th
16、e vascular space into interstitium.发生机制发生机制v血浆胶体渗透压降低血浆胶体渗透压降低 (decreased plasma colloid osmotic pressure)摄入摄入；合成合成；丢失丢失 静脉淤血静脉淤血 动脉充血动脉充血 血浆蛋白血浆蛋白 总总 量量5g%5g%白蛋白白蛋白2.5g%2.5g%(正常正常:6-86-8 g%g%)v 微血管壁通透性微血管壁通透性(increased capillary permeability)v漏出液漏出液(transudate)(transudate)蛋白质含量低，比重低，细胞数少蛋白质含量低，比重低，
17、细胞数少v渗出液渗出液(exudate)(exudate)蛋白质含量高，比重高，蛋白质含量高，比重高，白细胞多白细胞多 v 淋巴回流障碍淋巴回流障碍(lymphatic obstruction)蛋白量蛋白量4050g/L 丝虫病丝虫病肿瘤等肿瘤等Na+and water are retained by the kidney.肾小球滤出钠、水肾小球滤出钠、水999999.599.5 肾小管重吸收肾小管重吸收65657070 近曲小管吸收近曲小管吸收0.50.51 1 滤出液排出滤出液排出 滤过面积滤过面积 有效循环血量有效循环血量 v 肾小球滤过率下降肾小球滤过率下降1 1）近曲小管重吸收）近曲
18、小管重吸收 （球球-管失平衡管失平衡）肾小球滤过分数增高肾小球滤过分数增高(滤过分数肾小球滤过率滤过分数肾小球滤过率/肾血浆流量肾血浆流量)球球-管平衡失调的机制管平衡失调的机制(net filtration pressure)肾小球有效滤过压肾小球有效滤过压Blood hydrostatic pressure(BHP)60 mmHg outColloid osmotic pressure(COP)-32 mmHg inCapsular pressure(CP)-18 mmHg inNet filtration pressure(NFP)10 mmHg outNFPBHP60 outCOP32
19、 inCP10 out18 in循环血量减少循环血量减少:出球小动脉收缩出球小动脉收缩入球小动脉收缩入球小动脉收缩肾小球滤过率肾小球滤过率/肾血浆流量肾血浆流量 滤过分数增加滤过分数增加因血浆从肾小球滤出增多血浆从肾小球滤出增多管周血管中胶体渗透压相对增高管周血管中胶体渗透压相对增高血流量减少，流体静压相对降低血流量减少，流体静压相对降低近曲小管重吸收钠水增多近曲小管重吸收钠水增多2 2）肾内血流重新分布）肾内血流重新分布3 3）远曲小管和集合管重吸收）远曲小管和集合管重吸收 (醛固酮醛固酮、ADH)ADH)机制机制右心功能右心功能肾血流量肾血流量Cap内压内压水肿水肿胃肠肝淤血胃肠肝淤血蛋白
20、吸收合成蛋白吸收合成血浆胶渗压血浆胶渗压GFR 钠水潴留钠水潴留肾小管重吸收肾小管重吸收醛固酮、醛固酮、ADHADH心输出量心输出量 V V淤血、淤血、V V压压What is the mechanism of hepatic edema?肾性水肿肾性水肿(renal edema)特点特点：眼睑、面部首先出现，晨起加重，傍晚减轻眼睑、面部首先出现，晨起加重，傍晚减轻。肾病性：肾病性：低蛋白血症继发性钠水潴留低蛋白血症继发性钠水潴留肾炎性肾炎性：GFR、重吸收、重吸收；血浆血浆COP 脑水肿脑水肿 (brain edema)（1 1）类型和机制）类型和机制 血管源性、细胞毒性、间质性血管源性、细
21、胞毒性、间质性 （2 2）特点：）特点：颅内压颅内压，头痛、呕吐，头痛、呕吐 视视N N乳头水肿，严重者脑疝。乳头水肿，严重者脑疝。第三节第三节 钾代谢及钾代谢障碍钾代谢及钾代谢障碍1.1.摄入摄入2.2.吸收吸收(50mmol/Kg体重体重)2%Distribution and content of potassium within body细胞内细胞内 6.6.钾平衡的调节钾平衡的调节(Regulation of potassium balance)跨细胞转移跨细胞转移肾调节肾调节1.1.激素：激素：胰岛素，儿茶酚胺胰岛素，儿茶酚胺2.2.细胞外液的细胞外液的K K+浓度浓度3.3.酸碱平
22、衡酸碱平衡影响钾在细胞内外转移的因素影响钾在细胞内外转移的因素醛固酮醛固酮:NaNa-K-K+泵活性泵活性 细胞外液的细胞外液的K K+浓度浓度酸碱平衡酸碱平衡:H H使使NaNa-K-K泵活性泵活性 远曲小管液流速加快远曲小管液流速加快影响肾排钾的因素影响肾排钾的因素概念概念 (concept)(concept)Serum K+5.5mmol/L1.1.排钾减少排钾减少(decreased K+excretion)少尿少尿(oliguria)潴钾性利尿剂潴钾性利尿剂醛固酮醛固酮v 细胞损伤细胞损伤(cell injury)v 高钾性周期性麻痹高钾性周期性麻痹 (hyperkalemic pe
23、riodic paralysis)v 酸中毒酸中毒(acidosis)3.3.入钾过多入钾过多 (increased K+intake)K+H+H+酸中毒酸中毒(acidosis)H+血血K+Na+K+H+Na+1.1.对神经肌肉兴奋性的影响对神经肌肉兴奋性的影响 (effects on neuromuscular excitability)神经肌肉兴奋性先神经肌肉兴奋性先 后后 血血K K+细胞内外细胞内外 KK+差差 静息电位静息电位 阈电位阈电位兴奋性兴奋性(重度）重度）静息电位静息电位与阈电位距离与阈电位距离兴奋性兴奋性(轻度）轻度）机制机制(mechanism)静息电位等于或低静息电
24、位等于或低于阈电位使细胞兴奋性于阈电位使细胞兴奋性降低的现象。降低的现象。2.2.对心脏的影响对心脏的影响(effects on the heart)心肌传导性心肌传导性心肌兴奋性先心肌兴奋性先后后心肌自律性心肌自律性心肌收缩性心肌收缩性3期期K+外流外流,复极加速复极加速 T波高尖波高尖传导性传导性 P-R间期延长、间期延长、QRS波增宽波增宽传导阻滞及自律性传导阻滞及自律性 心律失常心律失常高钾血症时高钾血症时心电图的变化心电图的变化高血钾高血钾 酸中毒酸中毒(三三)防治的病理生理基础防治的病理生理基础(Pathophysiological basis of prevention and
25、treatment)v 减少血钾来源减少血钾来源v 促进钾移入细胞促进钾移入细胞v 对抗钾的毒性对抗钾的毒性v 排钾排钾 第四节第四节 镁代谢紊乱镁代谢紊乱 一、镁的正常代谢一、镁的正常代谢（一）体内镁的分布（一）体内镁的分布 体内镁的总含量仅次于钠、钾、钙，居第四位，体内镁的总含量仅次于钠、钾、钙，居第四位，成人约为成人约为2128g。细胞内占细胞内占99%99%（其含量仅次于钾，居第二位）（其含量仅次于钾，居第二位）绝大部分为结合镁；绝大部分为结合镁；细胞外占细胞外占1%1%，约，约1/21/2为离子镁，为离子镁，1/31/3与蛋白质结合，与蛋白质结合，剩下部分与剩下部分与HCOHCO3
26、3-、HPOHPO4 42-2-等结合。等结合。血清镁正常值为血清镁正常值为：0.751.25mmol/L。（二）镁的平衡（二）镁的平衡 摄入：摄入：来源于天然食物，含量以绿色植物最丰富，来源于天然食物，含量以绿色植物最丰富，主要由回肠和结肠吸收。主要由回肠和结肠吸收。排出：排出：肠道未吸收的镁随粪便排出，肠道未吸收的镁随粪便排出，体内多于的镁由肾脏排出。体内多于的镁由肾脏排出。调节：调节：由肾脏调节，多摄入，多排出，少摄入，少排出。由肾脏调节，多摄入，多排出，少摄入，少排出。主要通过激素来调控肾小管对镁的重吸收，主要通过激素来调控肾小管对镁的重吸收，甲状旁腺素可促进肾小管对镁的重吸收，甲状旁
27、腺素可促进肾小管对镁的重吸收，高血钙、甲状腺素、降钙素和醛固酮可降低高血钙、甲状腺素、降钙素和醛固酮可降低 肾小管对镁的重吸收。肾小管对镁的重吸收。（三）镁的生理功能（三）镁的生理功能维持细胞正常代谢和生理功能。维持细胞正常代谢和生理功能。主要维持酶活性：主要维持酶活性：（体内约有体内约有325325种酶的活化需要镁参加）种酶的活化需要镁参加）参与参与ATPATP代谢代谢（如腺苷酸环化酶）（如腺苷酸环化酶）影响蛋白质的合成，调控细胞生长影响蛋白质的合成，调控细胞生长影响细胞膜的离子转运（影响细胞膜的离子转运（NaNa+-K-K+-ATP-ATP酶、酶、CaCa2+2+-ATP-ATP酶等）酶等
28、）维持心肌、骨骼肌、胃肠平滑肌的兴奋性。维持心肌、骨骼肌、胃肠平滑肌的兴奋性。二、镁代谢障碍二、镁代谢障碍（一）低镁血症（一）低镁血症(hypomagnesemia)(hypomagnesemia)1 1、概念概念：血清镁血清镁0.75mmol/L，称为低镁血症。，称为低镁血症。2 2、原因和机制：原因和机制：（1 1）摄入不足：）摄入不足：禁食、厌食、长期禁食、厌食、长期V 营养未补镁营养未补镁 （2 2）丢失过多：）丢失过多：消化道失镁：呕吐、腹泻、胃肠减压。消化道失镁：呕吐、腹泻、胃肠减压。肾失镁：利尿药（呋噻米、依他尼酸）、肾失镁：利尿药（呋噻米、依他尼酸）、高钙血症、甲状旁腺功能减退
29、、高钙血症、甲状旁腺功能减退、甲状腺功能亢进、醛固酮增多、甲状腺功能亢进、醛固酮增多、酮症酸中毒、酒精中毒等。酮症酸中毒、酒精中毒等。（3 3）进入细胞增多：）进入细胞增多：糖原合成增加时。糖原合成增加时。3 3、对机体的影响、对机体的影响 （1 1）对神经、肌肉的影响）对神经、肌肉的影响 低镁血症时：低镁血症时：镁对镁对CNSCNS、神经纤维及骨骼肌的抑制作用减弱；、神经纤维及骨骼肌的抑制作用减弱；钙进入神经轴突钙进入神经轴突；神经神经-肌肉接点乙酰胆碱释放肌肉接点乙酰胆碱释放；终板膜上乙酰胆碱受体对乙酰胆碱的敏感性终板膜上乙酰胆碱受体对乙酰胆碱的敏感性，使神，使神 经肌肉的兴奋性经肌肉的兴
30、奋性。临床表现为临床表现为：肌震颤、疼痛性肌痉挛、反射亢进、：肌震颤、疼痛性肌痉挛、反射亢进、共济失调、呕吐、腹泻等。共济失调、呕吐、腹泻等。（2 2）对心血管系统的影响）对心血管系统的影响 心肌兴奋性、自律性增高，可导致心律失常；心肌兴奋性、自律性增高，可导致心律失常；收缩外周血管，使血压升高；收缩外周血管，使血压升高；收缩冠状动脉，引起心绞痛。收缩冠状动脉，引起心绞痛。（3 3）对钾代谢的影响）对钾代谢的影响 缺镁时，尿钾排出增多，引起低钾血症。缺镁时，尿钾排出增多，引起低钾血症。（4 4）对钙的影响）对钙的影响：缺镁缺镁PTH分泌分泌骨钙释放骨钙释放 肠和肾吸收钙肠和肾吸收钙，导致低钙血
31、症。，导致低钙血症。4 4、防治原则、防治原则 治疗原发病治疗原发病、补镁（口服或肌注）补镁（口服或肌注）（静脉补镁要谨慎，防止肾损害和低血压）（静脉补镁要谨慎，防止肾损害和低血压）(二二)高镁血症高镁血症（hypermagnesemia）1 1、概念、概念：血清镁血清镁1.25mmol/L，称为高镁血症。，称为高镁血症。2 2、原因和机制、原因和机制：（1 1）摄入过多：静脉补镁过量，服用过多镁盐或含）摄入过多：静脉补镁过量，服用过多镁盐或含 镁药物镁药物 （2 2）排出减少：肾功能衰竭、肾上腺皮质和甲状腺）排出减少：肾功能衰竭、肾上腺皮质和甲状腺 功能减退功能减退 （3 3）从细胞内释出：
32、如挤压综合症）从细胞内释出：如挤压综合症、白血病化疗时、白血病化疗时 3 3、对机体的影响、对机体的影响 （1 1）对神经肌肉的影响）对神经肌肉的影响 高镁血症时，神经高镁血症时，神经-肌肉接点释放乙酰胆碱减少肌肉接点释放乙酰胆碱减少 使神经肌肉兴奋性使神经肌肉兴奋性；抑制抑制CNS。表现出：嗜睡、昏迷、。表现出：嗜睡、昏迷、健反射减退、弛缓性肌麻痹、便秘、尿潴留。健反射减退、弛缓性肌麻痹、便秘、尿潴留。（2 2）对心血管的影响）对心血管的影响 降低心肌的兴奋性，抑制房室或室内传导，降低心肌的兴奋性，抑制房室或室内传导，导致心律失常，重者可致心跳骤停；导致心律失常，重者可致心跳骤停；抑制儿茶酚胺释放，使小抑制儿茶酚胺释放，使小A、微、微A扩张，扩张，Bp。4 4、防治原则、防治原则 （1 1）积极治疗原发病，改善肾功能；）积极治疗原发病，改善肾功能；（2 2）应用钙剂拮抗镁的作用；）应用钙剂拮抗镁的作用；（3 3）透析疗法。）透析疗法。Questionsv 健康成人体内含多少水健康成人体内含多少水?v 细胞内外主要含哪些电解质细胞内外主要含哪些电解质?v 机体是如何维持水与电解质平衡的机体是如何维持水与电解质平衡的?v 脱水有哪些类型脱水有哪些类型?v 脱水病人是不是都有少尿脱水病人是不是都有少尿?v 你听说过水中毒吗你听说过水中毒吗?
