1、(Disturbance of water and electrolyte balance),第三章水和電解質(zhì)代謝紊亂,病理生理教研室,第一節(jié) 正常水、鈉代謝,一、體液的容量和分布(Volume and distribution of body fluid),體內(nèi)的水和溶解在其中的物質(zhì),Total body water (TBW) 60%,Transcellular fluid(third space) 1,二、電解質(zhì)在體液中的分布及含量,ECF: Na+、Cl-、 HCO3-,ICF: K +、 HPO42- 、 Pr-,體液中的各種無機鹽、低分子有機化合物 和蛋白質(zhì)以離子狀態(tài)溶于體液中稱電

2、解質(zhì),血Na 140 mmol/L 血Cl 104 mmol/L 血HCO3 24 mmol/L,平均正常值,三、體液的滲透壓 (Osmotic pressure of body fluid),滲透壓的大小取決于溶質(zhì)的微粒數(shù)目，而與溶質(zhì)微粒的大小無關(guān) 正常值280310 mmol/L,四、水、鈉的平衡及調(diào)節(jié),（一）水、鈉的平衡,每日最低尿量500ml,呼吸道失水 350ml,皮膚不顯性蒸發(fā) 500ml 糞便失水 150ml,生理需水量: 1500ml/day,(從尿排代謝廢物35g/日 最大濃度68g）,鈉的平衡,攝入：Na+ 100200 mmol/d（約食鹽5 10g）WHO建議：5 6克

3、/天。攝入量與高血壓的發(fā)生率成平行關(guān)系鈉幾乎全部經(jīng)小腸吸收 排出：腎（主要途徑）、皮膚等。,（二）、水和鈉的生理(Physiological function of water and sodium),1.水的生理功能(Function of body water),促進物質(zhì)代謝 調(diào)節(jié)體溫 潤滑,2.鈉的生理功能(Physiological function of sodium),維持體液的滲透壓 參與細胞動作電位的形成,（三）、水與鈉平衡的調(diào)節(jié) (Regulation of water and sodium balance),1.渴感(thirst),2.抗利尿激素 (antidiureti

4、c hormone , ADH),ECF滲透壓,有效循環(huán)血量,3.醛固酮(aldosterone),4.心房肽(ANP),心房擴張 血容量增加 血鈉升高 血管緊張素增多,心房ANP合成分泌增多,減少腎素的分泌 抑制醛固酮的分泌 對抗血管緊張素 對抗醛固酮的滯鈉,(Disturbance of water and sodium balance),第二節(jié) 水、鈉代謝紊亂,大綱要點,掌握低滲性脫水,高滲性脫水,等滲性脫水 的概念,原因及它們對機體的影響 掌握水腫的概念,發(fā)生機制 了解水鈉代謝障礙的分類及防治基礎(chǔ) 了解水腫的分類及其對機體的影響,脫水(dehydration) 高滲性 低滲性 等滲性

5、水過多(water excess) 低滲性（水中毒） 高滲性（鹽中毒） 等滲性（水 腫）,一、分類（ Classification ）,（一）根據(jù)細胞外液容量和滲透壓,低容量性低鈉血癥（低滲性脫水） 高容量性低鈉血癥（水中毒） 等容量性低鈉血癥,（二）根據(jù)血鈉的濃度和體液容量,1.低鈉血癥,低容量性高鈉血癥（高滲性脫水） 高容量性高鈉血癥（鹽中毒） 等容量性高鈉血癥,2.高鈉血癥,等滲性脫水 水腫,3.正常血鈉性水鈉紊亂,二、細胞外液容量減少脫水,各種原因引起的體液容量尤其是細胞外液量減少（體液丟失量超過體重2%以上），并出現(xiàn)一系列功能、代謝變化的病理過程稱為脫水（dehydration）。,

6、1.概念(concept),低容量性高鈉血癥(hypovolemic hypernatremia),(一)高滲性脫水 (hypertonic dehydration),water losssodium loss serumNa+ 150 mmol/L plasma osmotic pressure 310 mmol/L,2.原因 (causes),1)入量(decrease of intake),水源斷絕 喪失口渴感 進食或飲水困難,2)丟失過多(lost from ECF),呼吸道蒸發(fā)：癔病,代謝性酸中毒 大量出汗：高熱,大量出汗 經(jīng)腎丟失：尿崩癥、滲透性利尿 經(jīng)胃腸道丟失：嘔吐， 腹瀉,失

7、水失Na+,主要環(huán)節(jié):細胞外液高滲,早期不易休克,3、高滲性脫水對機體的影響,1）口渴 2）細胞外液減少,但早期不易發(fā)生休克 3）尿量減少，比重增高 細胞外液高滲刺激ADH分泌 4）細胞內(nèi)液向細胞外液轉(zhuǎn)移，細胞皺縮 5）中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙,蛛網(wǎng)膜下腔出血 6）脫水熱,脫水熱 (dehydration fever) 因皮膚蒸發(fā)水減少引起的體溫上升,高滲性脫水的主要發(fā)病環(huán)節(jié) ECF高滲 主要脫水部位 ICF減少,4防治的病理生理基礎(chǔ)(pathophysiological basis of prevention and treatment),防治原發(fā)病,去除病因,及時補水，5%GS或淡水 適當補鈉

8、,1.概念(concept),低容量性低鈉血癥（hypovolemic hyponatremia）,(二)低滲性脫水 (Hypotonic dehydration),sodium loss water loss serumNa+ 130 mmol/L plasma osmotic pressure 280 mmol/L,2.原因 (causes),腎內(nèi)或腎外丟失過多 液體積聚在第三間隙后處理不當,（1）腎性失鈉,長期使用高效利尿劑:速尿 腎上腺皮質(zhì)功能不全：醛固酮 腎疾患（如間質(zhì)性腎炎） 腎小管酸中毒：泌H+障礙,（2）腎外丟失,消化道失液如嘔吐，腹瀉 第三間隙液體增多：如胸水，腹水 皮膚失液

9、：如燒傷，出汗,失Na+失水,水移入 細胞,ADH, 腎血流量, 醛固酮,主要環(huán)節(jié):細胞外液低滲,3.對機體的影響,1）、細胞外液減少，易發(fā)生休克 細胞外液減少 細胞外液向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移 細胞外液低滲,ADH分泌減少 2）、脫水征：皮膚彈性下降，眼窩下陷和嬰幼兒囟門凹陷,3）、細胞外液滲透壓降低引起的變化： （1）渴感不明顯，不思引水 （2）早期尿量增多，比重下降 滲透壓降低抑制ADH分泌 （3）晚期尿量減少，比重升高 血容量明顯減少時刺激ADH分泌 （4）細胞外液內(nèi)移，細胞腫脹,4）、尿鈉的變化 （1）經(jīng)腎臟丟失的，尿鈉含量升高 （2）腎外丟失，尿鈉含量下降 機制： 低血容量 腎素-血管緊張素-

10、醛固酮系統(tǒng)興奮 醛固酮分泌增多 腎臟對鈉重吸收增多 血鈉濃度降低 尿鈉含量下降,4.防治的病理生理基礎(chǔ)(pathophysiological basis of prevention and treatment),防治原發(fā)病，去除病因,適當補液,補等滲液，搶救休克,（三）等滲性脫水,血鈉正常的細胞外液減少等滲性脫水（isotonic dehydration）,sodium loss water loss serumNa+ 130150 mmol/L plasma osmotic pressure 280310 mmol/L,1.原因和機制 各種原因所致等滲液在短時間內(nèi)急性丟失均可造成等滲性脫水。

11、 如腸液大量丟失 大面積燒傷、嚴重燒傷,導致血漿大量丟失等。 大量的胸水、腹水形成,2.對機體的影響,三型脫水的比較,二、體液容量過多,體液容量過多又可根據(jù)血鈉變化和增 多的體液分布特點分為： 高容量性低鈉血癥（水中毒） 高容量性高鈉血癥（鹽中毒） 正常血鈉性組織間液容量過多（水腫）,(一) 水腫(Edema),概念(concept) 過多的液體在組織間隙或體腔積聚,過多的液體在體腔內(nèi)積聚又稱為積水 (hydrops),1分類(Classification ),2. 水腫的機制 (mechanisms of edema),(1)血管內(nèi)外液體交換異常,組織液生成回流,血管內(nèi)外液體交換示意圖,小動

12、脈,小靜脈,血漿膠體滲透壓,組織液流體靜壓,組織液膠滲壓,淋巴管,Cap流體靜壓,1)毛細血管流體靜壓增高(increased capillary hydrostatic pressure)常見的原因是靜脈壓： 如心衰導致全身性水腫 靜脈栓塞導致局部水腫 動脈充血導致炎性水腫,2)血漿膠體滲透壓降低 (decreased plasma colloid osmotic pressure) 白蛋白見于： 分解代謝增強；慢性消耗性疾病 合成；肝硬化,嚴重營養(yǎng)不良 丟失;腎病綜合癥,3) 微血管壁通透性(increased capillary permeability),血漿白蛋白濾出增加，會使血漿膠

13、體滲透壓降低，而組織膠體滲透壓增高，導致濾出增多、回吸收減少而發(fā)生水腫。如炎癥等。,4)淋巴回流障礙 (lymphatic obstruction) 如乳腺癌根治術(shù),(2) 體內(nèi)外液體交換平衡失調(diào),腎小球濾出鈉、水 9999.5 腎小管重吸收 6570 近曲小管吸收 0.51 濾出液排出,(decreased glomerular filtration rate),濾過面積：如腎小球腎炎 有效循環(huán)血量 ：如心衰等 有效循環(huán)量 腎血流 腎小球濾過率下降 腎素-血管緊張素-醛固酮興奮 入球小動脈收縮,1) 腎小球濾過率下降,2)近曲小管重吸收鈉水增加,主要見于有效循環(huán)量減少時,心房肽分泌,有效循環(huán)

14、血量，心房的牽張感受器興奮性，ANP分泌，近曲小管鈉水 重吸收,腎小球濾過分數(shù)(filtration fraction FF)增高(濾過分數(shù)腎小球濾過率/腎血漿流量) 約等于20% 主要見于心力衰竭及腎病綜合征等,循環(huán)血量明顯減少,循環(huán)血量減少: 出球小動脈收縮入球小動脈收縮腎小球濾過率/腎血漿流量 濾過分數(shù)增加,血漿從腎小球濾出增多 管周血管中膠體滲透壓相對增高 血流量減少，流體靜壓相對降低 近曲小管重吸收鈉水增多,3)遠曲小管和集合管重吸收鈉水增多 醛固酮分泌 分泌：有效循環(huán)血量減少，腎血流量減少，流經(jīng)遠曲小管中的鈉減少，激活了入球小動脈的壓力感受器和化學感受器，致密斑使腎素釋放增多，激活

15、腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)； 滅活肝硬化時對醛固酮的滅活減少，血中醛固酮增多。,抗利尿激素釋放增多 有效循環(huán)血量減少時，對左心房及胸腔大血管容量感受器的刺激減弱，反射的使ADH分泌增多。 腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)激活， Ang II，醛固酮，促進腎小管對鈉的重吸收，血漿晶體滲透壓增高，刺激下丘腦滲透壓感受器，反射釋放ADH增多。,3.水腫的特點及對機體的影響,（1）.水腫的特點 1）.水腫的性狀：根據(jù)水腫液蛋白含量的不同分 漏出液(transudate):比重低于1.015，蛋白質(zhì)含量低于2.5g%，細胞數(shù)少于500/100ml。 滲出液(exudate):比重高于1.018，蛋白質(zhì)含量

16、可達3-5g% ，細胞超過500/100ml 。,2).水腫的皮膚特點,凹陷性水腫(pitting edema) 當皮下組織有過多的液體積聚時，這時水腫部位皮膚腫脹、彈性降低、皺紋變淺，指壓時可能有凹陷 又稱顯性水腫（frank edema ) 隱性水腫（recessive edema) 全身性水腫病人在出現(xiàn)凹陷之前已有組織液的增多并可達原體重增加10%,3).全身性水腫的分布特點,心性水腫首先發(fā)生在低垂部位； 腎性水腫先表現(xiàn)為眼瞼或面部； 肝性水腫以腹水多見。 這些特點與下列有關(guān) 重力效應(yīng) 組織結(jié)構(gòu)特點 局部血流動力因素,4.水腫對機體的影響,利： 炎性水腫有稀釋毒素;運送抗體 弊： 營養(yǎng)障

17、礙; 對組織器官功能的影響,水中毒是指給腎臟排水功能降低的患者輸入過多水分，導致水潴留，使細胞內(nèi)外液容量均增加的病理過程。,serumNa+ 130 mmol/L plasma osmotic pressure 280 mmol/L,1.原因和機制,1)攝水過多 （1）無鹽水灌腸 （2）精神性飲水或持續(xù)大量飲水 （3）輸無鹽水速度過快超過腎臟的排泄能力 2) 水排出減少 腎功能衰竭、心力衰竭或肝硬化,低滲性液體在體內(nèi)潴留的病理過程,3）ADH分泌過多 （1）ADH分泌異常分泌綜合癥 （2）急性應(yīng)激狀態(tài) （3）藥物 如異丙腎上腺素(受體激動劑 )、嗎啡、撲熱息痛等,在腎臟功能良好的情況下，一般不

18、會發(fā)生水中毒。常見于急性腎功能衰竭而又輸液不恰當時。,水潴留,ICF量,2 .水中毒對機體的影響(effects),細胞內(nèi)外液量均，滲透壓均,水潴留的主要部位是細胞內(nèi),對機體危害最大的是腦水腫,輕癥及慢性主要為低鹽綜合征,3防治的病理生理 (pathophysiological basis of prevention and treatment),防治原發(fā)病,輕癥限水,重癥或急性：利尿，甘露醇,（三）鹽中毒（高容量性高鈉血癥）（hypervolemic hypernatremia）,1）原因和機制： （1）醫(yī)源性鈉鹽攝入過多（心跳呼吸 停止） （2）原發(fā)性鈉潴留 原發(fā)性醛固酮增多 Cushin

19、g綜合征的病人,2）對機體的影響 高鈉血癥ECF高滲 ICF轉(zhuǎn)至ECF 細胞脫水CNS功能障礙,3）防治原則,防治原發(fā)病 腎功能正常者可用強效利尿劑 腎功能低下或利尿劑反應(yīng)差者可用透析,思考題,1. 機體是如何調(diào)節(jié)水鈉平衡的？2. 高滲性和低滲性脫水患者均可出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，其機制有何不同？3. 為何低滲性脫水患者易出現(xiàn)循環(huán)衰竭？而高滲性脫水患者不易出現(xiàn)循環(huán)衰竭癥狀？,(Potassium homeostasis and its disorders),第三節(jié)鉀代謝紊亂,一、正常鉀代謝(Normal metabolism of potassium),1. 攝入(intake)： 食物,2.

20、吸收(absorption): 腸道,3. 分布(distribution)：,體內(nèi)鉀 (50mmol/Kg體重),細胞內(nèi)鉀90% 150mM,細胞外液1.4% 3.5-5.5mM,消化液1%,4. 排泄(excretion) : 腎（urine 80%90） 腸 (feces 10) 皮膚 (sweat),5. 鉀平衡的調(diào)節(jié)(Regulation of potassium balance),腎 調(diào)節(jié),+,鉀跨細胞 膜轉(zhuǎn)移,+,結(jié)腸排鉀,影響鉀在細胞內(nèi)外轉(zhuǎn)移的因素,1.鉀的跨細胞轉(zhuǎn)移 泵漏機制(pump leak mechanism),cell,140160mmol/L,【 K+】,K+,Na

21、+-K+-ATP酶,3.55.5mmol/L,K+,1)細胞外液 K+濃度： 細胞外液 K+濃度可直接激活Na+-K+-ATP酶的活性。 2)酸堿平衡狀態(tài)： 酸中毒時促進鉀離子移出細胞，堿中毒時正好相反 3)胰島素： (1)直接刺激Na+-K+-ATP酶的活性 (2)血鉀濃度的升高可直接刺激胰島素的分泌,4）兒茶酚胺：-腎上腺素能受體激活通過激活cAMP機制激活Na+-K+-ATP酶促進細胞攝鉀，受體激活促進鉀自細胞內(nèi)移出。,2.腎臟對鉀的調(diào)節(jié),（1）遠端小管、集合小管調(diào)節(jié)鉀平衡：鉀的分泌和重吸收,（2）影響遠端小管、集合小管排鉀的調(diào)節(jié)因素,1）細胞外液的鉀濃度,2）醛固酮的作用 醛固酮具顯著

22、的促排鉀功效，它可使Na-K泵的活性升高，并增加主細胞腔面胞膜對鉀的通透性。,3）遠端小管的原尿流速,遠端小管原尿流速增大可迅速移去從 小管細胞泌出的鉀，降低小管腔中的鉀濃 度，這有利于鉀離子的分泌。,4）酸堿平衡狀態(tài),H濃度升高可抑制主細胞的Na-K泵,3.結(jié)腸的排鉀功能,正常時，約10的鉀由腸道排出。在腎功能衰竭，腎小球濾過率明顯下降的情況下，結(jié)腸泌K量平均可達到攝入鉀量的三分之一（34），成為一重要排鉀途徑。 此外，經(jīng)汗的排鉀量通常很少。,二、低鉀血癥(Hypokalemia),概念 (concept) Serum K+ 3.5mmol/L,缺鉀(potassium deficit) 細

23、胞內(nèi)鉀和機體總鉀量的缺失,(一)原因和機制(Causes and mechanisms),1. 攝入不足 (decreased K+ intake),鉀來源減少,不吃也排,Hypokalemia,2鉀丟失過多,（1）經(jīng)腎丟失過多 失鉀的最主要的原因,排鉀性利尿劑 如安體舒通 三氨蝶啶 腎小管性酸中毒 皮質(zhì)激素、醛固酮 Cusings disease,（2）經(jīng)消化道失鉀,（3）經(jīng)皮膚大量失鉀,藥物：-腎上腺素受體活性增強、胰島素治療,堿中毒(alkalosis),低鉀性周期性麻痹：不清,鋇、棉酚中毒：K+通道阻滯,3.鉀向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移 (K shifts into the cells),(二)對機

24、體的影響 (Effects),對心臟的影響,對神經(jīng)肌肉興奮性的影響,對腎的影響,對酸堿平衡的影響,1.對心臟的影響(effects on the heart),（1）對心肌生理特性的影響,T波低平： T波反映心室肌的3期復極化， 3期復極化的主要離子電流是K+外流。 U波增高：Purkinje纖維的3期復極化。復極延緩 Purkinje纖維的3期復極化過程出現(xiàn)。,（2）心電圖表現(xiàn),ST段：2期Ca2+內(nèi)流和K+外流， K+外流而Ca2+使ST段不能回到基線。 QRS波增寬：傳導性,低鉀血癥時心電圖的改變,（3）心功能損害,心律失常 如竇性心動過速、期前收縮及陣發(fā)性心動過速等 對洋地黃類藥物毒性

25、的敏感性增加,2對神經(jīng)肌肉興奮性的影響,超極化阻滯(hyperpolarized blocking),因靜息電位與閾電位距離增大而使神經(jīng)肌肉興奮性降低的現(xiàn)象。,血K+,機制 (mechanism),（1）中樞抑制：輕度低鉀常有精神萎靡、表情淡漠和倦怠。重癥出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍、定向力減弱、嗜睡甚至昏迷。,腦細胞興奮性下降；低鉀影響糖代謝，ATP生成減少；腦細胞Na+-K+-ATP酶活性降低。,（2）骨骼肌肌無力、麻痹和軟癱,（3）胃腸道運動功能減退,3對腎的影響,（1）功能變化：尿濃縮功能障礙 （2）形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化：腎小管上皮細胞腫脹,增生和顆粒形成;嚴重時波及腎小管各段,甚至腎小球,出現(xiàn)間質(zhì)性腎炎的

26、表現(xiàn)。,4對酸堿平衡的影響,機制 （1） 細胞外H+進入細胞 （2）腎排K+降低而排H+升高,反常性酸性尿,三、高鉀血癥(Hyperkalemia),概念(Concept) Serum K+ 5.5mmol/L,(一)原因和機制(Causes and mechanisms),1.腎排鉀障礙,（1）腎功能衰竭 （2）醛固酮分泌不足或?qū)θ┕掏姆磻?yīng)低下 （3）大量使用保鉀性利尿劑,2.鉀的跨細胞分布異常,（細胞內(nèi)鉀轉(zhuǎn)移到細胞外） （1）酸中毒； (2) 組織嚴重損傷和溶血 ； （3）高血糖合并胰島素缺乏； （4）藥物，如受體阻滯劑； （5）高鉀血癥性周期性麻痹。,3.攝入過多,醫(yī)源性高鉀，靜脈輸鉀

27、速度過快， 濃度過高,4. 假性高鉀血癥,指測的血清鉀濃度增加而實際在 體血清鉀或血漿鉀并未增高。 常見原因是采集血樣時發(fā)生溶血。,1.對心臟生理特性的影響,(二)對機體的影響(Effects),心肌興奮性先后,高血鉀對心臟生理特性的影響,T波高尖：3期K+外流,復極加速,P-R間期延長，QRS波增寬：傳導性,心律失常：傳導阻滯及自律性,心電圖的變化,高鉀血癥時心電圖的變化,2.對骨骼肌的影響,（1）輕度高鉀血癥肌肉輕度震顫； 機制：肌細胞興奮性,因Em ， Em Et距離 （2）嚴重高鉀血癥肌無力、肌麻痹 機制：Em Et距離過近，鈉通道失活肌細胞興奮性降低。去極化阻滯”,去極化阻滯 (hy

28、popolarized blocking),靜息電位等于或低于閾電 位使細胞興奮性降低的現(xiàn)象。,3.對酸堿平衡的影響,酸中毒 機制：細胞內(nèi)H+釋出，腎小管排泌H+降低,反常性堿性尿,(三) 防治的病理生理基礎(chǔ)(Pathophysiological basis of prevention and treatment),防治原發(fā)病,低鉀血癥和缺鉀的補鉀原則,最好口服 見尿補鉀：尿量500ml/天時，才可靜脈補鉀 靜脈補鉀應(yīng)遵循“四不宜”原則： 不宜早，須見尿給鉀：尿量500ml/d； 不宜快：速度10mmol/h ； 不宜濃：40mmol/L ； 不宜多：總量120mmol/d 。,高鉀血癥對抗鉀

29、心肌毒性和清除鉀的原則,拮抗鉀對心肌的毒性作用：采用鈣及鈉劑 促進鉀進入細胞：胰島素，GS 排鉀：陽離子交換樹脂，腹透、血透,思考題,1.高鉀血癥和低鉀血癥對酸堿平衡有何影響 ，試述其發(fā)生機制。2. 高鉀血癥和低鉀血癥對神經(jīng)肌肉興奮性的影響有何不同,試述其發(fā)生機制。 3.高鉀血癥和低鉀血癥對心肌電生理特性的影響有什么不同,試述其發(fā)生機制。 4.高鉀血癥和低鉀血癥對心電圖的影響有什么不同,試述其發(fā)生機制。,男性，46歲，胃潰瘍穿孔修補術(shù)后2周并發(fā)腸 梗阻進行手術(shù)，術(shù)后持續(xù)胃腸減壓7天，共抽吸液 體2200ml。平均每天靜脈輸入5%葡萄糖液 2500ml，尿量2000ml。病人出現(xiàn)精神不振，全身 乏力，面無表情，嗜睡，食欲減低，腱反射遲鈍。 血K+2.5mmol/L，血Na+140mmol/L，血Cl- 103mmol/L。ECG顯示：ST段下降，有u波。立即 開始每日以KCl加入5%葡萄糖滴注，四天后血K+ 升至4.8mmol/L，上述臨床表現(xiàn)恢復正常。 思考