1、水、电解质代谢紊乱,第一节 正常水、电解质代谢,一、体液的容量和分布1.容量,2.分布 细胞外液约14为血浆，约34分布在细胞间隙，称为细胞间液。,血Na,: 130-150 mmol/L,血K,: 3.5-5.5 mmol/L,渗透压：280-310 mOsm/L,水在不同年龄人中所占比例不同,水在不同组织中所占比例不同,Why?,（一）水的生理功能 参与生化反应，并为生化反应的进行提供场所。良好的溶剂。调节体温。润滑作用。结合水保证各种肌肉具有独特的机械功能。保护缓冲重要器官湿润空气，便于呼吸。,二、水的生理功能与水平衡,The most essential nutrient,水的摄入,（
2、二）水平衡,水的排出,饮水,食物含水,代谢水,摄水排水,消化道排水,肾脏排水,皮肤失水,肺脏失水,正常成人每日水的摄入和排出量,（一）电解质的生理功能,CL-,电解质,有机电解质,无机电解质,主要阴离子,主要阳离子,HPO4-,HCO3-,Mg2+,K+,三、电解质的生理功能和电解质平衡,Na+,各种体液主要电解质含量(mmol/L),电解质的生理功能：1.维持神经、肌肉、心肌细胞的静息电位，并参与其动作电位的形成；2.维持体液的渗透平衡和酸碱平衡；3.参与新陈代谢和生理功能活动；4.构成组织的成分。,（二）电解质平衡1.钠平衡正常血清Na+浓度是130-150 mmol/L。排泄原则：多摄多
3、排，少摄少排。2.钾平衡正常血浆钾浓度为4.5 mmol/L。排泄原则：多吃多排，少吃少排，不吃也排。,四、水、电解质平衡的调节,在神经内分泌系统的调节下维持平衡。（一）渴感的调节作用,晶体渗透压血容量血管紧张素,渴觉中枢兴奋,渴感消失,drink,（二）抗利尿激素的调节作用,（三）醛固酮的调节,（四）“第三因子”的调节作用,“第三因子”又名“利钠激素”。,细胞外液容量,血浆利钠激素,肾小管钠重吸收,（五）心房利钠因子的调节,血容量血Na+ ,心房牵张感受器,ANF,肾素醛固酮,钠、水重吸收,限制ADH,利尿、利钠,（六）甲状旁腺激素的调节作用,血Ca2+,甲状旁腺,PTH,肾小管,Ca2+重
4、吸收,K+重吸收,Mg2+重吸收,Na+重吸收,HCO3-重吸收,HPO4-重吸收,Na+、K+、 HCO3-、 HPO4-重吸收 Mg2+重吸收,（七）降钙素,甲状腺C细胞,Calcitonin组化,高血钙、高血磷,甲状旁腺,降钙素,肾小管,破骨细胞,钙磷重吸收,钙磷释放,Men and women lose bone over the course of a lifetime,Calcitonin现在被用于治疗老年性骨质疏松,PTH和CT对钙的调节,（八）水通道蛋白(aquaporins, AQP),一组构成水通道与水通透性有关的细胞膜转运蛋白，广泛存在于生物界。发现10余年来，在哺乳动物
5、组织鉴定的AQP有9种。其组织、细胞分布有特异性，在同一细胞上分布有极性。,Hourglass model for AQP1 topology,Arrangement of loops B and E with highly conserved NPA motifs forms a single aqueous pathway through the AQP1 subunit. NPA：asparagineprolinealanine,AQP1 structure determined by electron crystallography,Top, horizontal section mi
6、dway through AQP1 subunit shows 3 pore surrounded by hydrophobic residues (light green) and tandem hydrogen-binding sites (Asn-192 and Asn-76, red). Bottom, vertical section shows aqueous channel lined by functionally important residues.,AQP2 trafficking and synthesis in the collecting duct,Distribu
7、tion of aquaporins (AQP) in each nephron segment in the kidney,1,7,8,6,2,3,4,AQP expression in the human respiratory tract,1,3,4,5,AQP expression in human salivary gland,1,5,3,anti-AQP5,Sjgrens syndrome,non-Sjgrens syndrome dry eyes,体液分布与代谢紊乱的关系示意图,水代谢紊乱,电解质紊乱,酸碱平衡紊乱,第二节 水、钠代谢紊乱,水、钠代谢紊乱,高渗性脱水：失水为主,低
8、渗性脱水：失钠为主,等渗性脱水：水、钠成比例丢失,Why?,一、脱水（dehydration）,脱水是指体液容量明显减少。,什么是渗透压?,（一）高渗性脱水 定义：失水多于失钠，血清钠浓度150 mmol/L，血浆渗透压310 mOsm/L。,1.原因和机制（1）饮水不足,饮水不足,不能饮水,渴感障碍,水源断绝,（2）失水过多单纯失水失水大于失钠,单纯失水,经肺失水,经皮肤失水,经肾失水,低渗液丧失,胃肠道失液,大量出汗,低渗尿,2.对机体的影响（1）口渴感（2）ADH释放增多,细胞外液渗透压,失水失钠,渴觉中枢,渴感,细胞外液渗透压,丘脑下部,肾重吸收水,尿量,ADH,（3）细胞内液中的水向
9、细胞外转移高渗性脱水时，细胞内外液都有所减少。高渗性脱水时，细胞外液和血容量的减少不如低渗性脱水时明显，发生休克者也少。,血浆,组织液,细胞内液,（4）早期或轻症患者，尿钠含量不减少；晚期或重症患者，尿钠含量减少。（5）脑细胞脱水。（6）脱水热,脱水严重的病人，尤其是小儿，由于皮肤蒸发的水分减少，散热受到影响，引起的体温升高。,神经细胞,中枢神经系统症状,脑出血,局部脑出血,蛛网膜下出血,嗜睡、肌肉抽搐、昏迷，甚至死亡,严重脱水,对机体的影响小结,代偿,失代偿,对机体的影响小结,根据脱水程度，高渗性脱水可分为三组：,轻度 失水量为体重的2-5，尿渗透压600 mOsm/L，尿比重1.020，患
10、者粘膜干燥，汗少，皮肤弹性低，口渴，尿量少，婴幼儿患者啼哭无泪，前囟凹陷，眼球张力低下。,体重,中度 失水为体重的5-10，尿渗透压800 mOsm/L，尿比重1.025，临床表现为严重口渴，恶心，腋窝和腹股沟干燥，皮肤弹性缺乏，血液浓缩，心动过速，体位性低血压，中心静脉压下降，表情淡漠，肾功能低下，少尿，血浆肌酐和尿素氮水平升高，发生酸中毒。,重度 失水为体重的10-15，患者常发生休克，临床表现为少尿或无尿，血压下降，脉搏快而弱，肾功能受损害，血浆肌酐和尿素氮升高，血清K浓度升高，代酸严重，常可导致死亡。,体重,3.防治原则,（1） 防治原发病（2）补水为主，补钠为辅以5葡萄糖溶液为主，适
11、当补充一定量的含钠溶液。,补水为主补钠为辅,（二）低渗性脱水,定义：失钠多于失水，血清钠浓度130 mmol/L，血浆渗透压280 mOsm/L。1.原因和机制（1）丧失大量消化液而只补充水份。（2）大汗后只补充水分。（3）大面积烧伤。,（4）肾脏失钠,长期使用排钠性利尿剂。急性肾功能衰竭的多尿期。Addison病（原发性慢性肾上腺皮质功能减退症）。“失盐性肾炎”患者。受损的肾小管上皮对醛固酮反应性降低。,2.对机体的影响,（1）低渗性脱水主要是细胞外液减少。（2）低渗脱水时，组织间液减少最明显。,血容量,血液浓缩,血浆胶体渗透压,组织间液进入血管,组织间液减少明显,皮肤弹性丧失眼窝和婴儿囟门
12、凹陷,血浆,组织液,细胞内液,（3）早期病人尿量不减少，严重脱水时可引起少尿。,早期渗透压,血容量,严重脱水,（4）肾外因素引起的低渗性脱水，尿钠少；肾性低渗性脱水，尿钠多。,对机体的影响小结,代偿,失代偿,对机体的影响小结,低渗性脱水分为三度：轻度 每公斤体重缺NaCl 0.5g，尿中NaCl很少或缺如，临床表现为疲乏，头晕直立时可发生昏倒。中度 每公斤体重缺NaCl 0.5-0.75g，临床表现为厌食，恶心呕吐，视力模糊，收缩压轻度降低，起立时昏倒，心率加快，脉搏细弱，皮肤弹性减弱，面容消瘦。,重度 每公斤体重缺NaCl0.75-1.25g，临床表现为表情淡漠，木僵，昏迷等神经症状，严重休
13、克。,(1)防治原发病，避免不当处理。(2)恢复细胞外液容量和渗透压：补等渗或高渗盐水，应注意纠正血钠速度不易过快。(3)防止休克：抗休克处理。,3.防治原则,等渗或高渗盐水,（三）等渗性脱水,定义：水与钠按其在正常血浆中的浓度比例丢失，或脱水后经机体调节，血钠浓度维持在130-145 mmol/L，渗透压保持在280-310 mOsm/L。1.原因（1）麻痹性肠梗阻（2）大量抽放胸、腹水，大面积烧伤，大量呕吐、腹泻，胃肠吸引。,（3）新生儿消化道先天畸形。2.对机体的影响（1） ADH和醛固酮,血容量,血容量,血压,休克、肾功能衰竭,血浆,组织液,细胞内液,（2） 细胞外液 主要丢失细胞外液
14、（组织液和血浆均减少），细胞内液量变化不大。,（3）等渗性脱水临床表现,体重下降、倦怠、少尿、口渴、肌痉、心跳快和体位性眩晕等，甚至发生休克。,注意：,等渗性脱水,高渗性脱水,低渗性脱水,失水,只补水,3.防治原则,(1)防治原发病。(2)补液：宜给12张力的溶液（0.45NaCl），因它既可补给丢失的等渗性体液，又可补充低渗性的非显性失水 。,1 2张力的溶液,脱水间的相互关系,等渗性脱水,高渗性脱水,低渗性脱水,三型脱水的比较,二、水中毒,由于过多的低渗性液体在体内潴留造成细胞内水过多，并引起重要器官功能严重障碍和相应临床表现时，称为水中毒（water intoxication）。多见于在
15、ADH分泌过多或肾脏排水功能低下的基础上，又输入过多的水分。,（一）原因1.ADH分泌过多。（1）ADH分泌异常综合征。 恶性肿瘤：胰腺癌 中枢神经系统疾病：脑脓肿、脑炎 肺疾患：肺结核、肺炎（2）药物：异丙肾上腺素、吗啡、多粘素（3）应激：交感兴奋解除副交感对ADH的抑制ADH,2.肾排水功能不足3.低渗性脱水晚期,1.细胞水肿2.脑神经细胞水肿和颅内压增高 脑症状出现较早且突出。3.尿比重较高,（二）对机体的影响,A 水肿细胞B 正常细胞C 裂孔细胞,（三）防治原则,1.防治原发病2.严格控制进水量3.促进体内水分排出，减轻脑细胞水肿：利尿剂、3-5氯化钠溶液（密切注意心功能）。,第三节
16、钾代谢紊乱,体钾,多摄多排少摄少排不摄也排,ECF,血钾3.5-5.5mmol/L,钾140- 160mmol/L,K+,90%,ICF,1.4%,骨钾7.6,跨细胞液钾1,钾的正常代谢,体内钾平衡的调节,1.细胞内外液间钾移动 泵-漏机制(pump-leak mechanism),2.肾排钾的能力,(1)醛固酮、血清K+(2)远端流速(3)钠重吸收后远曲小管液负电荷增加(4)细胞外液pH值,Factors influencing K+ secretion by distal tubule,(三) 钾的生理功能,1.维持新陈代谢,2.参与渗透压和酸碱平衡的调节,3 维持细胞膜静息电位和神经肌肉
17、和心肌的正常兴奋性,K+ 变化可改变静息电位和复极化速率,神经骨胳肌,心肌,Na+K+OH-兴奋性 Ca2+Mg2+H+,Na+ Ca2+ OH-兴奋性 K+ Mg2+H+,严重急性血钾浓度降低导致呼吸肌麻痹，心脏停跳于收缩期！反之，心脏停跳于舒张期！,低钾危险，高钾致命！一、低钾血症定义：血浆钾浓度低于3.5 mmol/L。（一）原因和机制1.钾摄入不足2.钾丢失过多（1）经胃肠道失钾,频繁呕吐、腹泻，胃肠吸引及肠瘘。 滥用灌肠剂或缓泻剂。,(2)肾脏排钾过多,经肾失钾: ? 利尿剂:,Na+,K+,Na+,(2)肾脏排钾过多,经肾失钾: ? 利尿剂:,Na+,K+,Na+,K+,醛固酮,皮
18、质激素,(2)肾脏排钾过多,经肾失钾: ? 利尿剂:,Na+,K+,Na+,K+,镁缺失:,醛固酮,皮质激素醛固酮,(2)肾脏排钾过多,经肾失钾: ? 利尿剂:,Na+,K+,Na+,K+,镁缺失:,醛固酮,皮质激素醛固酮,(2)肾脏排钾过多,经肾失钾: ? 利尿剂:,Na+,K+,Na+,K+,乳酸及酮症酸中毒,管腔内负电位增大,（3）经皮肤丢钾3.钾进入细胞内过多（1）低钾血症型周期性麻痹。（2）糖原合成增强。（3）急性碱中毒（4）钡中毒。 钡能特异性阻断钾从细胞内流出之孔道，抑制钾外流。,cell,钾进入细胞,K+,K+,cell,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,cell,阻断
19、钾通道,钡中毒,（二）对机体的影响,1.对肌肉组织的影响（1）肌肉组织兴奋性降低，肌肉松弛或弛缓性麻痹。,体钾,ECF,血钾3.5-5.5mmol/L,钾140- 160mmol/L,K+,90%,ICF,1.4%,骨钾7.6,跨细胞液钾1,K+e,K+i/K+e,静息电位,静息电位与阈电位间的差距,除极化障碍,兴奋性,肌无力、麻痹,急性低钾血症,细胞内钾进入细胞外,K+i/K+e变化不大,静息电位正常,兴奋性不变,慢性低钾血症,细胞外液K+、Ca2+浓度和正常骨骼肌静息膜电位(Em)与阈电位(Et)的关系,（2）横纹肌溶解,(),2.对心脏的影响：心律失常（1）对心肌兴奋性的影响。,急性低钾
20、血症,心肌细胞膜钾电导,钾外流,Em负值,Em-Et差值,兴奋所需的阈刺激,兴奋性,钙内流加速,钾外流减慢,复极2期缩短，复极化3期延长,ST段压低，T波压低增宽，T波后出现U波,（2）对心肌传导性的影响,低血钾,Em负值变小,期除极速度减慢,传导性降低,期除极幅度降低,膜电位-除极速度反应曲线,（3）对心肌自律性的影响,低钾,心肌细胞膜钾电导,舒张中期钾外流减慢,钠内流相对加速,4期自动除极化加速,自律性提高,低钾心电图的改变及机制,+30,0,-30,-60,-90,0,1,2,3,4,P,Q,R,S,T,P波： 增宽；QRS波：增宽，幅小；ST段： 压低，缩短；T波： 增宽，低平；U波：
21、 明显增高。,3.对肾脏的影响,（1）功能变化 尿浓缩功能障碍 NH3生成增加，近曲小管对HCO3-重吸收增强（2）形态结构变化 近端肾小管上皮细胞发生空泡变性，间质纤维化，小管萎缩或扩张。,4.对消化系统的影响5.代谢性碱中毒 反常性酸性尿,运动减弱,恶心、呕吐厌食、腹胀,K+,反常性酸性尿,慢性缺钾,NaCl,水重吸收,尿浓缩功能障碍多尿、低比重尿和烦渴,低钾时NH3,NH3与管内H+结合生成胺盐排出体外,促进上皮产生H+,同时伴随HCO3-的生成和重吸收,（三）防治原则,1.治疗原发病，恢复饮食和肾功能。2.补钾 首选口服补钾 静脉补钾注意事项：（1）见尿补钾。500ml日（2）限量限速
22、限浓度补钾。10-20mmolh、120mmol/d、 40mmol/L。（3）治疗钾缺乏勿操之过急。细胞内缺钾恢复较慢。3.积极治疗并发症。,二、高钾血症,定义：血浆钾浓度高于5.5mmol/L。（一）原因和机制1.肾排钾减少（1）肾小球滤过率减少（2）盐皮质激素缺乏（3）长期用潴钾类利尿剂。抗醛固酮利尿剂,2.细胞内钾转移到细胞外,（1）急性酸中毒,（2）缺氧,缺氧,ATP,细胞膜钠泵障碍,K+进入细胞,高钾,细胞内钾释放入血,酸中毒细胞坏死,（3）组织分解（4）高钾血症型周期性麻痹3.钾摄入过多,cell,ECF,ICF,血钾,消化道,（二）对机体的影响1.对肌肉组织的影响（1）急性高钾
23、血症,轻度高钾,K+e-K+i差变小,+外流,Em,神经肌肉兴奋性,手足感觉异常、疼痛、膝健反射亢进、轻度肌肉震颤,严重高钾,Em显著,钠通道失活,AP形成和扩布障碍,神经肌肉兴奋性反而降低,肌肉无力、膝键反射减弱，甚至出现呼吸肌麻痹,（2）慢性高钾血症,K+i也升高,K+iK+e变化不明显,兴奋性无明显改变,2.对心脏的影响 主要危害：引起室颤和心跳停止。（1）对心肌兴奋性的影响 血钾迅速轻度升高，心肌兴奋性升高； 血钾迅速显著升高，心肌兴奋性降低或消失。 心电图：T波狭窄高耸（复极化3期加速），QT间期缩短。,（2）对心肌传导性的影响,高钾,静息电位负值,期除极幅度小、速度慢,传导性,心电
24、图：P波低、增宽或消失，PR间期延长， R波降低，QRS波增宽。,（3）对心肌自律性的影响,高钾,Em负值,心肌细胞膜对钾的通透性,钾外流加速,Na+内流相对减慢,期快反应细胞自动除极,自律性,3.其它（1）刺激胰岛素释放（2）血浆肾上腺素（3）代谢性酸中毒 反常性碱性尿,高钾血症引起酸中毒时，由于肾小管排H+减少，尿液呈碱性，称为反常性碱性尿。,K+,K+,H+,H+,反常性碱性尿,高钾心电图特征：,(1) 波高尖：3相钾外向电流加速所致，在早期即可出现(2) P波和QRS波幅降低，间期增宽，S波加深：传导性下降所致(3) 多种类型的心律失常：自律性窦性心动过缓，传导性各种类型的传导阻滞：房
25、室、房内、室内传导阻滞等，折返激动室颤，心室停搏于舒张期,血浆钾浓度对心肌细胞膜电位及心电图的影响,T波低平，U波明显T波高耸S-T段压低Q-T间期缩短Q-T间期延长,10,9,8,7,5,3.5,3.0,2.5,血钾浓度(mmol/L),normal,hyperkalemia,ECG changes in hyperkalemia (A) and hypokalemia (B),（三）防治原则,1.防治原发病2.降低血钾（1）注射葡萄糖和胰岛素（2）应用碳酸氢钠（3）使钾排出体外 阳离子交换树脂、腹膜透析、血液透析3.拮抗钾的毒性：钙剂、钠盐,提高PH,拮抗K,本章重点内容,掌握三型脱水的概念、发生原因和主要临床特征及其发生机制掌握高钾血症和低钾血症的概念、发生原因和对机体的影响（重点为心脏、骨骼肌和酸碱平衡）,
