3.水电解质代谢紊乱.ppt

(Disturbances of water and electrolyte balance)病理生理教研室病理生理教研室 高建明高建明(Disturbances of water and sodium balance)(Normal metabolism of water and electrolyte)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)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。(Water and electrolytes balance)v体液的容量体液的容量(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Total body water(TBW)60%v细胞内液细胞内液Intracellular 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 space third space fluidfluid)1影响体液容量的因素影响体液容量的因素Body fluid TBW(%)Adult male TBW(%)Adult femaleTBW(%)InfantNormal605070Lean706080Obese504260q 年龄、性别、胖瘦年龄、性别、胖瘦二、体液的电解质二、体液的电解质(Electrolyte in body fluid)ECF:Na+、Cl-、HCO3-ICF:K+、Mg2+、HPO42-Pr-血血Na 140 mmol/L血血Cl 104 mmol/L血血HCO3 24 mmol/L 平均正常值平均正常值 三、体液的渗透压三、体液的渗透压 和水的交换和水的交换(Osmotic pressure of body fluid and water movement)(一一)体液的渗透压体液的渗透压(Osmotic pressure of body fluid)280310 mmol/L血浆渗透压血浆渗透压(二二)水的交换水的交换(Water movement)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)水自由通过水自由通过,蛋白质、蛋白质、NaNa、K K、CaCa2+2+等不能等不能自由通过自由通过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)蛋白质等大分蛋白质等大分子物质受限子物质受限,水和电解质自水和电解质自由交换由交换Daily intake(ml/day)Daily output(ml/day)Drinking 1300 Urine 1500Water in food 900 Lungs 350Water of oxidation 300 Skin 500Stool 150Total 2500Total 25003.体内外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500500mlmlv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3535g/g/日日 最大浓度最大浓度6 68 8g g）v粪便排水粪便排水（三）（三）水和钠的生理功能水和钠的生理功能(Physiologic function of water and sodium)1 1、水的生理功能、水的生理功能(Function of body water)v 促进物质代谢促进物质代谢v 调节体温调节体温v 润滑润滑2 2、钠的生理功能、钠的生理功能(Physiologic function of sodium)v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 参与细胞动作电位的形成参与细胞动作电位的形成 四、水与钠平衡的调节四、水与钠平衡的调节(Regulation of water and sodium balance)1.1.渴感渴感(thirst)渴渴中枢中枢ECF渗透压渗透压 血容量血容量 2.2.抗利尿激素抗利尿激素(antidiuretic hormone,ADH)ECFECF渗渗透压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ECFECF量量渗透压渗透压容量感受器容量感受器3.3.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重吸收肾重吸收Na+H2OECF量量低血低血NaNa+高血高血K K+醛固酮分泌的调节及其作用示意图肾脏肾脏近球细胞近球细胞循循环环血血量量减减少少肾动脉压下降肾动脉压下降致密班钠负荷减少致密班钠负荷减少交感神经兴奋交感神经兴奋 肾素肾素血管紧张素血管紧张素I血管紧张素血管紧张素II血管收缩血管收缩肾上腺肾上腺细胞外液中细胞外液中 K 多多 Na 少少醛固酮醛固酮肾小管肾小管Na HO2重吸收重吸收循环血量增加循环血量增加血管紧张素原血管紧张素原4.心房肽(atrial natriuretic peptide,ANP)心房扩展血容量增加血NaNa+增高增高血管紧张素增多血管紧张素增多ANP减少肾素分泌抑制醛固酮分泌对抗血管紧张素的缩血管作用拮抗醛固酮的保NaNa+作用作用5.水通道蛋白（aquaporins,AQP)AQP家族有10个成员：AQP 0 9分成两类：AQP 3、AQP 7、AQP 9是水、甘 油、尿素等小分子的共同通道；其它则对水有选择性特异性的组织分布(Disturbances of water and sodium balance)类型类型（Classification）v（一）根据体液的渗透压来分脱 水：低渗性、高渗性、等渗性水过多：低渗性（水中毒）、高渗性（盐中毒）、等渗性（水肿）v（二）根据血钠浓度和体液容量来分低钠血症：低容量性、高容量性、等容量性高钠血症：低容量性、高容量性、等容量性正常血钠性水紊乱：等渗性脱水、水肿v低钠血症低钠血症（hyponatremia)The serum sodium concentration130 mmol/L1.1.概念概念(concept)低渗性脱水低渗性脱水(Hypotonic dehydration)(一一)低容量性低钠血症低容量性低钠血症(hypovolemic hyponatremia)v sodium loss water lossv serumNa+130 mmol/L v plasma osmotic pressure 失水失水水移入水移入 细胞细胞ECF渗渗 透压透压 ECF量量 组织液组织液 脱水征脱水征脱水征脱水征 血容量血容量 脉速、脉速、BP、V萎陷萎陷ADH 肾血流量肾血流量 醛固酮醛固酮尿少、氮质血症尿少、氮质血症尿尿Na+脑细胞脑细胞 肿胀肿胀 淡漠淡漠嗜睡嗜睡 ADH 肾重吸肾重吸 收水收水 尿量正常尿量正常（早期）（早期）血血Na+血渗透压血渗透压 3.3.影响影响(effects)脱水征：脱水征：因组织间液量减少，临床因组织间液量减少，临床 上出现皮肤弹性减退、眼上出现皮肤弹性减退、眼 窝下陷，婴幼儿囟门凹陷窝下陷，婴幼儿囟门凹陷 等体征。等体征。低渗性脱水的主要脱水部位低渗性脱水的主要脱水部位 ECF ECF 对病人的主要威胁对病人的主要威胁 循环衰竭循环衰竭4 4防治的病理生理基础防治的病理生理基础(pathophysiological basis of prevention and treatment)v防治原发病，去除病因防治原发病，去除病因v适当补液，恢复适当补液，恢复ECFECF容量容量1.1.概念概念(concept)水中毒水中毒(water intoxication)(二二)高容量性低钠血症高容量性低钠血症(hypervolemic hyponatremia)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 150mmol/L1.1.概念概念(concept)低容量性高钠血症低容量性高钠血症(hypovolemic hypernatremia)v water losssodium lossv serumNa+150 mmol/L v plasma osmotic pressure 310 mmol/L高渗性脱水(hypertonic dehydration)2.2.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 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,BPBP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 CNSCNS功能障碍功能障碍幻觉幻觉,躁动躁动 ADH 肾重吸收水肾重吸收水尿少尿少比重高比重高血血Na+血浆渗透压血浆渗透压脱水热脱水热 (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。高渗性脱水的主要发病环节高渗性脱水的主要发病环节 ECF高渗高渗 主要脱水部位主要脱水部位 ICF减少减少4 4防治的病理生理基础防治的病理生理基础(pathophysiological basis of prevention and treatment)v 及时补水及时补水v 适当补钠适当补钠水肿水肿(Edema)1 1概念概念(concept)过多的液体积聚在组织间隙。过多的液体积聚在组织间隙。Accumulation of excess fluid within the interstitial spaces.过多的液体在体腔内积聚又过多的液体在体腔内积聚又称为积水称为积水(hydrops)。1 1分类分类(Classification)心性、肝性、肾性、炎症性、心性、肝性、肾性、炎症性、过敏性、特发性过敏性、特发性(1)1)按原因按原因皮下水肿、喉头水肿、视乳皮下水肿、喉头水肿、视乳头水肿、肺水肿、脑水肿头水肿、肺水肿、脑水肿(2)(2)按部位按部位局部性局部性(local edema)全身性全身性(anasarca)(3)(3)按范围按范围(4)(4)按水肿液存在状态按水肿液存在状态 v显性水肿显性水肿（frank edema)又称凹陷性水肿又称凹陷性水肿(pitting edema)v隐性水肿隐性水肿（recessive edema)v粘液性水肿粘液性水肿(myxedema)2.2.水肿的机制水肿的机制 (mechanisms of edema)组织胶渗压组织胶渗压CapCap内压内压血浆胶渗压血浆胶渗压组织组织流体静压流体静压淋巴淋巴v毛细血管内压毛细血管内压v血浆胶渗压血浆胶渗压v组织胶渗压组织胶渗压v组织静水压组织静水压v淋巴回流淋巴回流 影响组织液生成回流的基本因素影响组织液生成回流的基本因素毛细血管内压毛细血管内压 20 20mmHgmmHg组织流体静压组织流体静压 -10 -10mmHgmmHg有效流体静压有效流体静压 30 30mmHgmmHg血浆胶体渗透压血浆胶体渗透压 25 25mmHgmmHg组织胶体渗透压组织胶体渗透压 15 15mmHgmmHg有效胶体渗透压有效胶体渗透压 10 10mmHgmmHg平均有效滤过压平均有效滤过压 20 20mmHgmmHg(1)(1)血管内外液体交换异常血管内外液体交换异常(imbalance of exchange between intra-and extra-vascular fluid)组织液生成组织液生成回流回流Alteration in capillary hemodynamics that favors the movement of fluid from the vascular space into interstitium.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)充血性心力衰竭；静脉血栓；动脉充血充血性心力衰竭；静脉血栓；动脉充血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；丢丢失失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)蛋白质含量低，比重低，细胞数少蛋白质含量低，比重低，细胞数少v渗出液渗出液(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)(2)(2)体内外液体交换平衡失调体内外液体交换平衡失调(imbalance of exchange between intra-and extra-body fluid)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 钠水潴留钠水潴留Na+and water are retained by the kidney.(decreased glomerular filtration rate)滤过面积滤过面积有效循环血量有效循环血量入球小动脉收缩入球小动脉收缩 v 肾小球滤过率下降肾小球滤过率下降v 近曲小管重吸收钠水近曲小管重吸收钠水 肾小球滤过分数（肾小球滤过分数（filtration fractiong，FF）心房肽分泌心房肽分泌v 远曲小管和集合管重吸收钠水远曲小管和集合管重吸收钠水醛固酮分泌醛固酮分泌抗利尿激素分泌抗利尿激素分泌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3.水肿的特点及对机体的影响l水肿的特点：l水肿液的性状漏出液l渗出液l水肿的皮肤特点凹陷性水肿（显性水肿）l隐性水肿l全身性水肿的分布特点重力效应l组织结构特点l局部血液动力学水肿对机体的影响：水肿对机体的影响：有利的一面有利的一面 不利的影响不利的影响 营养障碍营养障碍 对组织器官功能的影响对组织器官功能的影响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 右心衰右心衰心性水肿心性水肿特点特点:因重力作用先发于下垂部位因重力作用先发于下垂部位机制机制右心功能右心功能V V淤血、淤血、V V压压肾血流量肾血流量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(Potassium homeostasis and its disorders)一、正常钾代谢一、正常钾代谢(Normal metabolism of potassium)1.钾的含量及体内分布钾总量：钾总量：5055 mmol/kg细胞内细胞内 90%（140160）骨骼骨骼 7.6%跨细胞液跨细胞液(消化液）消化液）1%细胞外液细胞外液 1.4%（3.5 5.5）2.钾的来源与排泄钾的来源：摄入50200mmol/L/天所有动、植物细胞富含钾，90%由小肠吸收钾的排泄：肾脏钾的排泄：肾脏 90%肠道肠道 10%（受醛固酮调节）（受醛固酮调节）汗液汗液 多吃多排，多吃多排，少吃少排，少吃少排，3050 mmol/d 不吃也排，不吃也排，5 10 mmol/d3.3.钾平衡的调节钾平衡的调节(Regulation of potassium balance)细胞之间的转移：跨细胞转移跨细胞转移泵泵-漏机制漏机制胰岛素胰岛素 Na-K-ATPase,进进儿茶酚胺儿茶酚胺-R 进进 -R 出出Ke 高高 进进 低低 出出酸碱平衡酸碱平衡 酸酸 出出 碱碱 进进渗透压渗透压 高高 出出运动运动 加强加强 出出机体总钾机体总钾 减少减少 出出钾的肾脏调节l肾小球：滤过肾小球：滤过病理生理学病理生理学Pathophysiology近曲小管和髓袢：几乎全部吸收（近曲小管和髓袢：几乎全部吸收（9095%）远曲小管和集合管：钾分泌和重吸收的调节远曲小管和集合管：钾分泌和重吸收的调节分分泌泌钾钾主主细胞血钾血钾血钠血钠NaK钾钾钠钠Na-K泵活性泵活性膜对钾的通透性膜对钾的通透性钾的电化学梯度钾的电化学梯度闰闰细胞KHHK重 吸吸 收收HK钠钠钾钾H（）醛固酮醛固酮 排钾排钾K+e 增加增加 排钾排钾 远曲小管尿流速远曲小管尿流速酸碱平衡酸碱平衡 碱碱 排钾排钾 4.4.功能功能(function)v参与细胞代谢参与细胞代谢(Promoting the cell metabolism)v维持细胞膜静息电位维持细胞膜静息电位 (Maintenance of the resting membrane potential)v调节渗透压和酸碱平衡调节渗透压和酸碱平衡 (Regulating the osmotic pressure and acid-base balance)二、低钾血症二、低钾血症(Hypokalemia)概念概念(concept)Serum K+5.5mmol/L(一一)原因和机制原因和机制(Causes and mechanisms)1.1.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2.2.K K+从细胞内逸出从细胞内逸出(K+shifts out of cells)v 高血糖合并胰岛素不足高血糖合并胰岛素不足v 酸中毒酸中毒(acidosis)v 高钾性周期性麻痹高钾性周期性麻痹 (hyperkalemic periodic paralysis)v 某些药物某些药物碱中毒碱中毒(alkalosis)H+H+K+血血K+酸中毒酸中毒(acidosis)H+H+K+血血K+3.3.入钾过多入钾过多4.(increased K+intake)5.5.4.4.假性高钾血症假性高钾血症(pseudohyperkalemia)(二二)对机体的影响对机体的影响(Effects)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 K K+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)除极化阻滞除极化阻滞(hypopolarized blocking)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。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血血K K+细胞内外细胞内外 K K+差差静息电静息电 位位与阈电位距离与阈电位距离 兴奋性兴奋性 低于阈电位低于阈电位 兴奋性兴奋性0 0期期NaNa+内流内流 00期除极化期除极化 传导性传导性膜对膜对K K+通通 透性透性 4 4期期K K+外流外流 自动除极化自动除极化 自律性自律性CaCa2+2+内流内流收缩性收缩性 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 心律失常心律失常心电图的变化心电图的变化高钾血症时心电图的变化高钾血症时心电图的变化 3.3.对酸碱平衡的影响对酸碱平衡的影响(effects on acid-base balance)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 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