中南大学病理生理学水电解质代谢紊乱

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1、(physiologic basis of water and sodium balance)第一节第一节 水、钠代谢的生理学基础水、钠代谢的生理学基础一、体液的容量和分布一、体液的容量和分布(Volume and distribution of body fluid)体液体液（ body fluid）是由水和溶解于是由水和溶解于其中的电解质、低分子有机化合物以其中的电解质、低分子有机化合物以及蛋白质组成。及蛋白质组成。Total body water (TBW)60% 细胞内液细胞内液40 细胞外液细胞外液组织间隙组织间隙15组织液组织液血浆血浆5%Transcellular fluid(t

2、hird space) 2 年龄年龄影响体液容量的因素影响体液容量的因素胖瘦、性别胖瘦、性别小儿体液的特点小儿体液的特点二、水的功能与平衡二、水的功能与平衡1 1、水的生理功能、水的生理功能促进物质代谢促进物质代谢调节体温调节体温润滑作用润滑作用结合水结合水2 2、水平衡、水平衡（1) 1) 正常人每日水的摄入和排出量正常人每日水的摄入和排出量 ( (体内、外水交换体内、外水交换) )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皮肤不感蒸发皮肤不感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

3、度6 68g8g）水自由通过水自由通过, ,蛋白质、蛋白质、NaNa 、K K、Ca Ca 2+2+等不等不能自由通过能自由通过蛋白质等大分蛋白质等大分子物质受限子物质受限, ,水水和电解质自由和电解质自由交换交换细胞内外、血管内外水的交换细胞内外、血管内外水的交换(2) (2) 各体液间的水交换各体液间的水交换三、电解质的分布、功能及钠的平衡三、电解质的分布、功能及钠的平衡电解质电解质( ( ) )：以离子状态溶于以离子状态溶于体液中的各种无机盐或有机物。体液中的各种无机盐或有机物。1. 1. 电解质在体内的分布电解质在体内的分布表表 2 21 1 细胞内、外液的主要电解质成份细胞内、外液的

4、主要电解质成份渗透压渗透压(osmotic pressure)的概念：它是由溶液的概念：它是由溶液中溶质的微粒所产生的渗透效应形成的，取决中溶质的微粒所产生的渗透效应形成的，取决于溶质的于溶质的微粒数微粒数，与，与微粒的大小微粒的大小无关。无关。 体液的渗透压体液的渗透压1 mol/L 1 mol/L 非电解质溶液非电解质溶液 1 Osm/L 1 Osm/L的渗透压的渗透压1 mol/L 1 mol/L 电解质溶液：电解质溶液： 1 mol/L NaCl1 mol/L NaCl溶液溶液 2 Osm /L 2 Osm /L的渗透压的渗透压 1 mol/L CaCl1 mol/L CaCl2 2溶

5、液溶液 3 Osm /L 3 Osm /L的渗透压的渗透压 血浆总渗透压血浆总渗透压：指血浆中的阴离子、阳离子：指血浆中的阴离子、阳离子以及非电解质分子所产生的渗透压的总和。以及非电解质分子所产生的渗透压的总和。 正常范围是：正常范围是： 280280310 mOsm/L310 mOsm/L。血浆胶体渗透压：血浆胶体渗透压：指血浆蛋白质分子所产生的渗透压。指血浆蛋白质分子所产生的渗透压。特点：特点： 1. 1. 产生的渗透压是产生的渗透压是 1.5 mOsm/L1.5 mOsm/L。 2. 2. 在维持血管内外体液交换和血容量方面起在维持血管内外体液交换和血容量方面起 重要作用。重要作用。血浆

6、晶体渗透压：血浆晶体渗透压：指血浆中的晶体物质微粒指血浆中的晶体物质微粒( (主要是电主要是电 解质离子解质离子) )所产生的渗透压。所产生的渗透压。特点：特点：1. 1. 占血浆渗透压的绝大部分占血浆渗透压的绝大部分 2. 2. 在维持细胞内外体液交换方面起重要作用。在维持细胞内外体液交换方面起重要作用。渗透压平衡的自身调节：渗透压平衡的自身调节： 正常时：正常时：血管内外、细胞内外的渗透压是相等的血管内外、细胞内外的渗透压是相等的。失衡时失衡时再平衡：再平衡：低渗溶液中的水向高渗溶液流动。低渗溶液中的水向高渗溶液流动。 2. 2. 电解质的功能电解质的功能 维持体液的渗透压和酸碱平衡。维持

7、体液的渗透压和酸碱平衡。维持细胞的静息电位、参与动作电位形成。维持细胞的静息电位、参与动作电位形成。参与新陈代谢和生理功能活动参与新陈代谢和生理功能活动 。摄入摄入: : 100200 mmol/d 100200 mmol/d WHO WHO：5656克克/ /天。天。 几乎全部经小肠吸收。几乎全部经小肠吸收。排出排出: : 肾、皮肤等。肾、皮肤等。 ECF 50%130150 mmol/LICF 10%10mmol/L骨质骨质 40%40%3. 3. 钠的平衡钠的平衡粗调节粗调节: :渴感渴感血浆晶体渗透压的升高血浆晶体渗透压的升高 有效血容量的减少有效血容量的减少血管紧张素血管紧张素II

8、II的增多的增多四、水、钠平衡的调节四、水、钠平衡的调节 细调节细调节:抗利尿激素抗利尿激素(antidiuretic hormone ，ADH)水通道蛋白水通道蛋白 ( aquaporins，AQP)心房利钠肽心房利钠肽( atrial natriuretic peptide ，ANP) 醛固酮醛固酮(aldosterone，ADS)抗利尿激素的调节作用抗利尿激素的调节作用图图2-2 ADH2-2 ADH的作用机制的作用机制基底膜侧基底膜侧管腔侧管腔侧醛固酮的调节醛固酮的调节保钠，保水，保钠，保水，排钾，排氢排钾，排氢又叫心房肽又叫心房肽(atriopeptin)，是一组由心房是一组由心房肌

9、细胞产生的多肽，约由肌细胞产生的多肽，约由21332133个氨基酸个氨基酸组成。有利钠利尿的作用。组成。有利钠利尿的作用。一组构成水通道，并与水通透有关的细胞膜转运蛋白。一组构成水通道，并与水通透有关的细胞膜转运蛋白。 第二节第二节 水、钠代谢紊乱水、钠代谢紊乱(Disturbances ofwater and sodium balance)一、脱水一、脱水(Dehydration) 体液容量减少体液容量减少(2%)(2%)。 body water deficit 低渗性低渗性高渗性高渗性 等渗性等渗性1、概念、概念失钠失钠失水失水血清钠血清钠130mmol/L失钠失钠ECFECF高渗高渗口渴

10、口渴ADH ADH 少尿，尿比重少尿，尿比重 ECFECF减少不明显减少不明显早期无休克早期无休克ADSADS不增多不增多尿钠尿钠 晚期明显晚期明显ADS ADS 尿钠尿钠口干 CNSCNS功能障碍功能障碍脱水热脱水热自我输液自我输液细胞内脱水细胞内脱水因皮肤蒸发水因皮肤蒸发水减少引起的体减少引起的体温上升。温上升。4 4、高渗性脱水分型、高渗性脱水分型5 5、高渗性脱水防治原则、高渗性脱水防治原则1 1、概念、概念失水失水失钠失钠 血清钠血清钠130150mmol/L130150mmol/L血浆渗透压血浆渗透压280310mOsm/L280310mOsm/L细胞外液减少细胞外液减少三三) )

11、正常血钠性体液容量减少正常血钠性体液容量减少 ( (等渗性脱水等渗性脱水, isotonic dehydration ), isotonic dehydration )等渗性脱水等渗性脱水丢失丢失(lost isotonic fluid) v 胃肠道丢失胃肠道丢失(gastrointestinal losses) v 皮肤丢失皮肤丢失(skin losses)v 液体积聚在第三间隙液体积聚在第三间隙(accumulate in third space)2 2、原因、原因 3 3、等、等渗性脱水对机体的影响渗性脱水对机体的影响ECFECF渗透压正常，血渗透压正常，血NaNa+ + 正常正常醛固酮

12、醛固酮、ADH分泌分泌 尿量尿量 ECFECF减少减少 血容量血容量组织液量组织液量 ICFICF变化不明显变化不明显(1)(1)血浆渗透压和血钠的变化？血浆渗透压和血钠的变化？(2)(2)容量的变化？脱水的主要部位？容量的变化？脱水的主要部位？(3)(3)激素水平的变化？激素水平的变化？1) 1) 去掉病因去掉病因 2) 2) 补渗透压偏低的补渗透压偏低的NaClNaCl液（液（1/22/31/22/3张）张）4 4、等渗性脱水防治原则、等渗性脱水防治原则表表2-3 2-3 三型脱水的比较三型脱水的比较 水中毒水中毒水肿水肿二、体液容量增多二、体液容量增多（ Excess of body w

13、aterExcess of body water） 当给当给ADHADH分泌过多或肾脏排水功能低下分泌过多或肾脏排水功能低下的患者输入过多的水分时，则可引起水在体的患者输入过多的水分时，则可引起水在体内潴留，并伴有包括低钠血症在内的一系列内潴留，并伴有包括低钠血症在内的一系列症状和体征，即水中毒。症状和体征，即水中毒。 1 1、概念、概念( (一一) )低血钠性体液容量增多低血钠性体液容量增多 hypervolemic hyponatremia ( (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 血清血清Na

14、Na+ +130mmol/L回流回流v毛细血管流体静压增高毛细血管流体静压增高 ( (increased capillary hydrostatic pressure) )v微血管壁通透性微血管壁通透性 ( (increased capillary permeability) ) v淋巴回流障碍淋巴回流障碍(lymphatic obstruction) (lymphatic obstruction) 3 3、水肿的发病机制、水肿的发病机制0.50.51 1999999.599.5v肾小球滤过率下降肾小球滤过率下降 （decreased glomerular filtration rate） 原

15、发性原发性:肾小球病变肾小球病变 继发性继发性:有效循环血量减少有效循环血量减少 v肾血流重分布肾血流重分布 皮质肾单位血流皮质肾单位血流近髓肾单位血流相对近髓肾单位血流相对 影响球影响球- -管失衡的因素管失衡的因素( (占占85%)85%)( (占占15%)15%)v近端小管重吸收钠水增多近端小管重吸收钠水增多 肾小球滤过分数（肾小球滤过分数（filtration fractionfiltration fraction）增加）增加 心房利钠肽（心房利钠肽（ANPANP）分泌减少）分泌减少 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肾小球有效滤过压肾小球有效滤过压(

16、(net filtration pressure) )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 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

17、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v远端小管和集合管重吸收钠水增加远端小管和集合管重吸收钠水增加 ADS分泌增多分泌增多 ADH分泌增加分泌增加 v 心性水肿心性水肿( (cardiac edema) ) 左心衰左心衰心源性肺水肿心源性肺水肿呼吸困难呼吸困难端坐呼吸端坐呼吸 全身性水肿分布的特点全身性水肿分布的特点下垂性水肿下垂性水肿静脉压升高静脉压升高肝肿大肝肿大腹水腹水双下肢明显水肿双下肢明显水肿右心衰右心衰心性水肿心性水肿v 肾

18、性水肿肾性水肿 肾炎性水肿：早期眼睑和面部水肿肾炎性水肿：早期眼睑和面部水肿 肾病性水肿：三高一低肾病性水肿：三高一低v 肝性水肿肝性水肿 特点特点:腹水腹水 4 4、水肿对机体的影响、水肿对机体的影响第三节第三节 钾代谢紊乱钾代谢紊乱(Disturbances of Potassium balance)一、钾的生理功能、钾平衡及其调节一、钾的生理功能、钾平衡及其调节 ( (一一) ) 钾的生理功能钾的生理功能 v维持细胞新陈代谢，参与糖原、维持细胞新陈代谢，参与糖原、 蛋白质合成蛋白质合成v保持细胞静息膜电位，参与动作保持细胞静息膜电位，参与动作 电位的形成电位的形成v调节渗透压、酸碱平衡调

19、节渗透压、酸碱平衡 摄入摄入 吸收吸收(50mmol/Kg体重体重)2%2%细胞内细胞内（二）钾的平衡（二）钾的平衡肾排钾特点肾排钾特点： 多吃多排，少吃少排，不吃也排多吃多排，少吃少排，不吃也排跨细胞转移跨细胞转移肾调节肾调节摄入：摄入：70-100mmol细胞外液钾量细胞外液钾量50mmol（三）钾平衡的调节（三）钾平衡的调节1 .1 .钾的跨细胞转移钾的跨细胞转移泵：指钠泵：指钠- -钾泵，钾泵，即即NaNa+ +-K-K+ +-ATP-ATP酶酶, ,将将K K+ + 泵入细泵入细胞内胞内漏：指钾离子漏：指钾离子顺浓度差通过顺浓度差通过各种各种K K+ +通道通道进入细胞外进入细胞外K

20、+i：150 mMK+e：3.5-5.5 mM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v 激素：胰岛素，儿茶酚胺激素：胰岛素，儿茶酚胺v 细胞外液的细胞外液的K K+ +浓度浓度v 酸碱平衡酸碱平衡肾小球滤过肾小球滤过(100%)(100%)近曲小管和髓袢重吸收近曲小管和髓袢重吸收(90-95%)(90-95%) 远曲小管和集合管对钾的排泄调节远曲小管和集合管对钾的排泄调节 2 .2 .肾对钾排泄的调节肾对钾排泄的调节1) 1)基膜的基膜的NaNa+ +-K-K+ +泵活性泵活性 2)2)管腔面胞膜对管腔面胞膜对K K+ +的通透性的通透性 3)3)从血液到小管腔钾的电化从血液到小

21、管腔钾的电化学梯度学梯度Na +K +K +H+主细胞主细胞闰细胞闰细胞K +血管血管肾小管腔肾小管腔影响主细胞分泌钾的因素影响主细胞分泌钾的因素远曲小管和集合管对钾的调节远曲小管和集合管对钾的调节影响远曲、集合管排钾的因素影响远曲、集合管排钾的因素 醛固酮醛固酮 细胞外液钾浓度细胞外液钾浓度 远端原尿流速远端原尿流速 酸碱平衡状态酸碱平衡状态 Na +K +K +H+主细胞主细胞闰细胞闰细胞K +血管血管小管腔小管腔3. 3. 结肠排钾和汗液排钾结肠排钾和汗液排钾概念概念 (concept) Serum K+二、低钾血症二、低钾血症 ( (Hypokalemia) )消化消化道道ECFICF

22、（）原因和机制（）原因和机制 消化消化道道ECFICFECFICFECFICF1. 摄入不足摄入不足:长期不能进食长期不能进食 钾来源减少钾来源减少不吃也排不吃也排(10mmol)Hypokalemiav经胃肠道失钾经胃肠道失钾2 2钾丢失过多钾丢失过多v经肾脏失钾经肾脏失钾 排钾性利尿剂排钾性利尿剂皮质激素、醛固酮皮质激素、醛固酮 Cushing syndrome Cushing syndrome远曲小管的原尿流速远曲小管的原尿流速镁缺失镁缺失远端肾小远端肾小管性酸中毒管性酸中毒远曲小管腔内阴离子远曲小管腔内阴离子 Na+K+Na+K+醛固酮醛固酮Mg利尿剂利尿剂2 2钾丢失过多钾丢失过多低

23、钾血症型周期性麻痹低钾血症型周期性麻痹 糖原合成增强糖原合成增强-肾上腺素受体活性增强肾上腺素受体活性增强 钡中毒钡中毒急性碱中毒急性碱中毒 3 3钾进入细胞内过多钾进入细胞内过多H+ H+K+血血KK+ + K+Na+ Na+ H+1. 1. 对肌肉组织的影响对肌肉组织的影响v肌肉组织兴奋性降低肌肉组织兴奋性降低 (decreased muscular excitability)v 横纹肌溶解横纹肌溶解（二）对机体的影响（二）对机体的影响兴奋性由静息电位与阈电位间的距离决定兴奋性由静息电位与阈电位间的距离决定 Ek+= 59.5 lg K+e/ K+i静息电位负值静息电位负值 ，兴奋性，兴奋

24、性 静息电位负值静息电位负值 ，兴奋性，兴奋性超极化阻滞超极化阻滞 因静息电位与阈电位距离增大而使神经因静息电位与阈电位距离增大而使神经肌肉兴奋性降低的现象。肌肉兴奋性降低的现象。表现表现骨骼肌：骨骼肌：四肢无力软瘫，呼吸肌麻痹四肢无力软瘫，呼吸肌麻痹胃肠道平滑肌：胃肠道平滑肌：食欲不振、腹胀、食欲不振、腹胀、 麻痹性肠梗阻麻痹性肠梗阻 CNSCNS：萎靡、倦怠、嗜睡萎靡、倦怠、嗜睡超极化阻滞超极化阻滞 膜 内 外 离膜 内 外 离子 浓 度 差子 浓 度 差增大增大*心电图的改变心电图的改变PQRSTQRSQRS波：波：增宽，幅小；增宽，幅小；STST段：段： 压低，缩短；压低，缩短；T T

25、波：波： 增宽，低平；增宽，低平；U U波：波： 明显增高。明显增高。低血钾与病理性低血钾与病理性U U波的关系波的关系反常性酸性尿反常性酸性尿（三）低钾血症的防治原则（三）低钾血症的防治原则 5 5岁男孩岁男孩, ,脓血便脓血便8 8天天, ,高热高热3 3天天, ,食少食少, ,多饮多尿多饮多尿, ,近两天近两天乏力乏力, , 呼吸困难呼吸困难2 2小时入院小时入院, ,神志不清神志不清, ,口唇发绀口唇发绀, ,腹膨隆腹膨隆, ,肠鸣音消肠鸣音消 失失, , 四肢呈弛缓性瘫痪。血钠四肢呈弛缓性瘫痪。血钠140mmol/L,140mmol/L,血血钾钾2.31mmol/L, 2.31mmo

26、l/L, 血氯血氯97mmol/L97mmol/L。 除补液与抗炎外除补液与抗炎外, , 静脉输静脉输 0.3% KCl, 6h 0.3% KCl, 6h 出出 现呼吸困难缓解现呼吸困难缓解, 10h , 10h 四肢瘫痪消失四肢瘫痪消失, , 神志转清。此神志转清。此时血钾时血钾3.5mmol/L, 3.5mmol/L, 继续补钾继续补钾, , 痊愈出院痊愈出院. .1.患儿是否存在低钾血症患儿是否存在低钾血症? 是否缺钾是否缺钾?2.为什么补钾要补为什么补钾要补5天天,补快点行不行补快点行不行?为什么为什么?概念概念 (concept) Serum K+ （）原因和机制（）原因和机制 1.

27、 1. 肾排钾减少肾排钾减少GFRGFR减少减少醛固酮醛固酮（ Addison 病）病）潴钾类利尿剂潴钾类利尿剂酸中毒酸中毒缺氧缺氧组织分解：溶血、挤压综合征组织分解：溶血、挤压综合征高钾血症型周期性麻痹高钾血症型周期性麻痹3 3. 钾摄入过多钾摄入过多2.2.细胞内钾移出细胞外细胞内钾移出细胞外1. 1. 对肌肉组织的影响对肌肉组织的影响兴奋性先增高后降低兴奋性先增高后降低（二）高钾血症对机体的影响（二）高钾血症对机体的影响血血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） 静息电位等于或低于阈电静息电位等于或低于阈电位使细胞兴奋性降低的现象。位使细胞兴奋性降低的现象。*（三）高钾血症的防治原则（三）高钾血症的防治原则