1、(Disturbances of water and electrolyte balance),第三章水和電解質(zhì)代謝紊亂,湖南師大醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室,(Normal metabolism of water and electrolyte),第一節(jié)水與電解質(zhì)的正常代謝,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,跨細(xì)胞液（第三間隙液）,(Water and electrolytes b

2、alance),水與電解質(zhì)平衡,影響體液容量的因素,年齡、性別、胖瘦,二、體液的電解質(zhì)和滲透壓 (Electrolyte and Osmotic pressure of body fluid),ECF: Na+、Cl-、HCO3-,ICF: K +、 Mg2 +、 HPO42- 、Pr-,ECF,ICF,0,40,80,120,160,Na+ K+ Cl- HCO3- HPO42-,細(xì)胞內(nèi)外電解質(zhì)的分布,血Na 135145 mmol/L,平均正常值,280310 mmol/L(mosm/L),血漿滲透壓,等滲、高滲、低滲溶液,三、水鈉平衡(balance of water and sodiu

3、m),(一) 水的平衡 (Water balance ),1.細(xì)胞內(nèi)外水的運動(water movement between outside-inside of cell),水自由通過, 蛋白質(zhì)、Na、K、Ca2+等不能自由通過,2.血管內(nèi)外水的運動(water movement between outside-inside of capillary),蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)受限, 水和電解質(zhì)自由交換,體內(nèi)外水的平衡(Water balance between outside-inside of body),每日最低尿量500ml,呼吸道失水,皮膚不顯性蒸發(fā),生理需水量:15002000ml/da

4、y,(從尿排代謝廢物35g/日 最大濃度68g）,(二) 鈉的平衡(Sodium balance),100200mmol/D,4050mmol/Kg體重 60 40 可交換 不可交換,10,50,鈉平衡,四、水和鈉的生理功能(Physiologic function of water and sodium),(一)水的生理功能(Function of body water),促進(jìn)物質(zhì)代謝 調(diào)節(jié)體溫 潤滑 結(jié)合水和自由水,(二)鈉的生理功能(Physiologic function of sodium),維持體液的滲透壓和酸堿平衡 參與細(xì)胞動作電位的形成,五、水與鈉平衡的調(diào)節(jié)(Regulatio

5、n of water and sodium balance),1.渴感(thirst),2.抗利尿激素 (antidiuretic hormone , ADH),ECF滲透壓,有效循環(huán)血量,3.醛固酮(aldosterone),有效循環(huán)血量,4. 心房鈉尿肽(ANP)的調(diào)節(jié)作用,ANP,對抗血管緊張素的縮血管效應(yīng),減少腎素的分泌,拮抗醛固酮的滯鈉作用,抑制醛固酮的分泌,5.水通道蛋白,水通道蛋白（aquaporins,AQP）是一組構(gòu)成水通道與水通透有關(guān)的細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運蛋白。至少有13種亞型存在于哺乳動物。,(Disturbances of water and sodium balance),第二

6、節(jié) 水、鈉代謝紊亂,王某，男，15個月，因腹瀉、嘔吐4天入院。發(fā)病以來，每天腹瀉68次，水樣便，嘔吐4次，不能進(jìn)食，每日補(bǔ)5%葡萄糖溶液1000ml，尿量減少，腹脹。體檢：精神萎靡，體溫37.5(肛)(正常36.5-37.7)，脈搏速弱，150次/分，呼吸淺快，55次/分，血壓86/50mmHg(11.5/6.67KPa)，皮膚彈性減退，兩眼凹陷，前囟下陷，腹脹，腸鳴音減弱，腹壁反射消失，膝反射遲鈍，四肢涼。實驗室檢查：血清Na+125mmol/L，血清K+3.2mmol/L。請問該患兒發(fā)生了何種水、電解質(zhì)代謝紊亂？為什么？,病例分析,脫水(dehydration) 高滲性脫水 低滲性脫水 等

7、滲性脫水 水中毒(water intoxication) 水 腫(edema),類型（Classification）,一、脫水(Dehydration),體液容量減少(2%)。 body water deficit,(一)低滲性脫水(Hypotonic dehydration),低容量性低鈉血癥 (hypovolemic hyponatremia),serumNa+ 130 mmol/L plasma osmotic pressure 280 mmol/L sodium loss water loss,1.特點(point),2.原因 (causes),丟失過多(lost from ECF),

8、腎性失鈉(renal losses) 胃腸道丟失(gastrointestinal losses) 皮膚丟失(skin losses) 液體積聚在第三間隙 (accumulate in third space),處理不當(dāng)：只給水而未給電解質(zhì)平衡液,3. 影響(effects),低滲性脫水的主要脫水部位 ECF 對病人的主要威脅 外周循環(huán)衰竭,低滲性脫水的分度,4防治的病理生理基礎(chǔ)(pathophysiological basis of prevention and treatment),原則上補(bǔ)等滲溶液（生理鹽水等）,搶救休克,去除病因,(二)高滲性脫水(hypertonic dehydrat

9、ion),低容量性高鈉血癥 (hypovolemic hypernatremia),1.特點(point),serumNa+ 150 mmol/L plasma osmotic pressure 310 mmol/L water losssodium loss,2.原因 (causes),(2)入量不足(decrease of intake),(1)丟失過多(lost from ECF),水源斷絕 進(jìn)食困難 喪失口渴感,呼吸道蒸發(fā) 大量出汗 尿崩癥和溶質(zhì)性利尿,3. 影響(effects),ECF量,細(xì)胞脫水,CNS功能障礙,嗜睡,昏迷,出血,ADH,腎重吸收水,ICF中水向ECF轉(zhuǎn)移,腦體積

10、因脫水而顯著縮小時，顱骨與腦皮質(zhì)之間的血管張力增大，可導(dǎo)致靜脈破裂而出現(xiàn)局部腦出血和蛛網(wǎng)膜下腔出血。,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，腦細(xì)胞脫水,高滲性脫水的分度,4防治的病理生理基礎(chǔ)(pathophysiological basis of prevention and treatment),及時補(bǔ)水,適當(dāng)補(bǔ)鈉、鉀,去除病因,1.特點(point),(三)等滲性脫水(Isotonic dehydration),sodium loss water loss serumNa+ 1301

11、50mmol/L plasma osmotic pressure 280310 mmol/L,2.原因(causes),丟失等滲液(lost isotonic fluid),胃腸道丟失(gastrointestinal losses) 皮膚丟失(skin losses) 液體積聚在第三間隙(accumulate in third space),3. 影響(effects),ECF滲透壓正常，血Na+正常,(1)血漿滲透壓和血鈉的變化？,(2)容量的變化？脫水的主要部位？,4防治的病理生理基礎(chǔ)(pathophysiological basis of prevention and treatmen

12、t),補(bǔ)等滲溶液或平衡溶液,去除病因,三種類型體液容量減少的比較,王某，男，15個月，因腹瀉、嘔吐4天入院。發(fā)病以來，每天腹瀉68次，水樣便，嘔吐4次，不能進(jìn)食，每日補(bǔ)5%葡萄糖溶液1000ml，尿量減少，腹脹。體檢：精神萎靡，體溫37.5(肛)(正常36.5-37.7)，脈搏速弱，150次/分，呼吸淺快，55次/分，血壓86/50mmHg(11.5/6.67KPa)，皮膚彈性減退，兩眼凹陷，前囟下陷，腹脹，腸鳴音減弱，腹壁反射消失，膝反射遲鈍，四肢涼。實驗室檢查：血清Na+125mmol/L，血清K+3.2mmol/L。請問該患兒發(fā)生了何種水、電解質(zhì)代謝紊亂？為什么？,病例分析,高容量性低鈉

13、血癥 (hypervolemic hyponatremia),二、水中毒(water intoxication),體鈉總量正常或增多，水潴留 serumNa+ 130 mmol/L plasma osmotic pressure 280 mmol/L,1.特點(piont),2.原因(causes),(2)水排出減少 (decrease of water excretion),(3)ADH分泌過多,急性腎功能衰竭,恐懼、疼痛、失血、休克等,(1)入水過多,水潴留,3.影響(effects),腦疝,正常顱腔內(nèi)某一分腔有占位性病變時，該分腔的壓力比鄰近分腔的壓力高，腦組織從高壓區(qū)向低壓區(qū)移位，被擠

14、到附近的生理孔道或非生理孔道，使部分腦組織、神經(jīng)及血管受壓， 腦脊液循環(huán)發(fā)生障礙而產(chǎn)生相應(yīng)的癥狀群，稱為腦疝。腦疝是由于急劇的顱內(nèi)壓增高造成的。,細(xì)胞內(nèi)外液量均，滲透壓均,水潴留的主要部位是細(xì)胞內(nèi),對機(jī)體危害最大的是腦水腫,4防治的病理生理基礎(chǔ)(pathophysiological basis of prevention and treatment),預(yù)防,限水,排泄：利尿,轉(zhuǎn)移：小劑量高滲鹽水 (減輕細(xì)胞水腫),三、水腫(Edema),1概念(concept) 過多的液體積聚在組織間隙。Accumulation of excess fluid within the interstitial

15、spaces.,過多的液體在體腔內(nèi)積聚又稱為積水 (hydrops)。,1分類(Classification ),心性、肝性、腎性、炎癥性、過敏性、特發(fā)性,(1)按原因,皮下水腫、喉頭水腫、視乳頭水腫、肺水腫、腦水腫,(2)按部位,局部性(local edema)全身性(anasarca),(3)按范圍,(4)按水腫液存在狀態(tài),顯性水腫（frank edema) 又稱凹陷性水腫(pitting edema),隱性水腫 （recessive edema),2.水腫的機(jī)制 (mechanisms of edema),影響組織液生成回流的基本因素,腎小球濾出鈉、水 9999.5 腎小管重吸收 657

16、0 近曲小管吸收 0.51 排出,球管平衡,(1)血管內(nèi)外液體交換異常(imbalance of exchange between intra- and extra-vascular fluid),組織液生成回流,毛細(xì)血管流體靜壓增高(increased capillary hydrostatic pressure),血漿膠體滲透壓降低(decreased plasma colloid osmotic pressure) 合成；丟失；分解,微血管壁通透性(increased capillary permeability),炎癥： 感染、燒傷、凍傷、化學(xué)傷、昆蟲咬傷等,淋巴回流障礙(lympha

17、tic obstruction),(2) 體內(nèi)外液體交換平衡失調(diào)(imbalance of exchange between intra- and extra-body fluid),球管失衡,腎小球濾過率,腎小管重吸收,球管失衡基本形式示意圖,(decreased glomerular filtration rate),濾過面積 有效循環(huán)血量,腎小球濾過率下降,腎小管重吸收增加,(Increased tubular reabsorption),3.常見全身性水腫的 發(fā)病機(jī)制及特點,心性水腫(cardiac edema),特點:因重力作用 先發(fā)于下垂部位,右心衰心性水腫,左心衰心源性肺水腫,右

18、心衰心性水腫,左心衰心源性肺水腫,機(jī)制,右心功能,GFR,鈉水潴留,腎小管重吸收,醛固酮 ADH,眼瞼、顏面部水腫,腎性水腫(renal edema),組織結(jié)構(gòu)特點,急性腎小球腎炎,慢性腎小球腎炎,特點:腹水為主,肝性水腫(hepatic edema),What is the mechanism of hepatic edema?,掌握：低（高）滲性脫水對機(jī)體有哪些影響。 （注意比較兩者之間的不同，為什么。） 水腫的發(fā)病機(jī)制有哪些。 熟悉：各種水鈉代謝紊亂的主要病因。 了解：水腫的特點及對機(jī)體的影響。,水鈉代謝障礙小結(jié),(Potassium homeostasis and its disord

19、ers),第三節(jié) 鉀代謝及鉀代謝障礙,Questions,引起血鉀濃度改變的常見原因是什么？ 高鉀血癥對人體最主要的危害是什么？ 為什么低鉀血癥和高鉀血癥在臨床上 都會出現(xiàn)肌肉無力、軟癱的表現(xiàn)？ 為什么酸中毒患者常伴有高血鉀，堿 中毒患者常伴有低血鉀？,一、正常鉀代謝(Normal metabolism of potassium),1. 攝入(intake)： 食物,2. 吸收(absorption): 腸道,3. 排泄(excretion) : 腎（urine 80%90） 腸 (feces 10) 皮膚 (sweat),ECF,ICF,4.2 mmol/L,150 mmol/L,K+,Ur

20、ine (90%),K+,Stool (8-9%),Digestive Tract,4.分布(distribution)：,5.功能(function),參與細(xì)胞代謝(Promoting the cell metabolism),維持細(xì)胞膜靜息電位 (Maintenance of the resting membrane potential),調(diào)節(jié)滲透壓和酸堿平衡 (Regulating the osmotic pressure and acid-base balance),6.鉀平衡的調(diào)節(jié)(Regulation of potassium balance),跨細(xì)胞轉(zhuǎn)移,腎調(diào)節(jié),結(jié)腸排鉀,Na+

21、-K+ATP酶 (主動),漏 (被動),K+i：150 mM,K+e：3.5-5.5 mM,鉀的跨細(xì)胞轉(zhuǎn)移:泵漏機(jī)制,Na +,K +,K +,H+,主細(xì)胞,K +,血管,遠(yuǎn)端腎小管,閏細(xì)胞,腎對鉀排泄的調(diào)節(jié):,鉀的跨細(xì)胞轉(zhuǎn)移:泵漏機(jī)制 泵：指鈉-鉀泵，即Na+-K+-ATP酶，將K+泵入細(xì)胞內(nèi) 漏：指鉀離子順濃度差通過各種K+通道進(jìn)入細(xì)胞外液,1. 激素：胰島素，兒茶酚胺 2. 細(xì)胞外液的K+濃度 3. 酸堿平衡,影響鉀在細(xì)胞內(nèi)外轉(zhuǎn)移的因素,腎對鉀排泄的調(diào)節(jié):,遠(yuǎn)曲小管和集合管調(diào)節(jié)鉀平衡：,閏細(xì)胞重吸收K+（H+-K+-ATP酶),主細(xì)胞泌K+（Na+-K+泵）,醛固酮: Na- K+泵活性

22、 細(xì)胞外液的K+濃度 酸堿平衡: H使Na-K泵活性 遠(yuǎn)曲小管液流速加快,影響腎排鉀的因素,二、低鉀血癥(Hypokalemia),概念 (concept) Serum K+ 3.5mmol/L,缺鉀(potassium deficit) 體內(nèi)鉀缺失,(一)原因和機(jī)制(Causes and mechanisms),1. 攝入不足 (decreased K+ intake),鉀來源減少,不吃也排,Hypokalemia,2. 失鉀過多(increased K+ excretion),消化道、皮膚丟失,腎失鉀,排鉀性利尿劑 腎小管性酸中毒 皮質(zhì)激素、醛固酮 Cusings disease 鎂缺失,

23、3.鉀向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移 (K shifts into the cells),過量胰島素治療(insulin therapy),低鉀性家族性周期性麻痹 (hypokalemic familial periodic paralysis),(二)對機(jī)體的影響 (Effects),對神經(jīng)肌肉興奮性的影響 (effects on neuromuscular excitability),神經(jīng)肌肉興奮性,機(jī)制 (mechanism),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。,表現(xiàn) (manifestations),骨骼?。核闹珶o力軟癱

24、，呼吸肌麻痹,胃腸道平滑?。菏秤徽?、腹脹、 麻痹性腸梗阻,2.對心臟的影響(effects on the heart),低血鉀對心肌電生理特性的影響,復(fù)極延緩T波低平,出現(xiàn)U波， ST段壓低,傳導(dǎo)性P-R間期延長,自律性房性、室性期前收縮,心電圖的變化,低鉀血癥時心電圖的改變,低鉀血癥時心電圖的改變,心律失常 對洋地黃類藥物敏感性,心肌損害具體表現(xiàn),3.對腎功能的影響(effect on renal function),4.骨骼肌損害 (injury of bone muscle ) 缺血缺氧性肌痙攣、壞死和橫 紋肌溶解,5.對酸堿平衡的影響(effect on acid-base bala

25、nce),反常性酸性尿,堿中毒(alkalosis),K+,血K+ ,腎小管,(三) 防治的病理生理基礎(chǔ)(Pathophysiological basis of prevention and treatment),先口服后靜脈 嚴(yán)禁靜脈推注 控制量和速度,三、高鉀血癥(Hyperkalemia),概念(Concept) Serum K+ 5.5mmol/L,(一)原因和機(jī)制(Causes and mechanisms),1. 排鉀減少(decreased K+ excretion),腎功能衰竭,保鉀類利尿劑,醛固酮,2. K+從細(xì)胞內(nèi)逸出(K+ shifts out of cells),高血糖

26、合并胰島素不足,高鉀性周期性麻痹 (hyperkalemic periodic paralysis),藥物、組織分解、缺氧等,假性高鉀血癥,3.入鉀過多(increased K+ intake),(二)對機(jī)體的影響(Effects),1. 對神經(jīng)肌肉興奮性的影響 (effects on neuromuscular excitability),神經(jīng)肌肉興奮性先后,機(jī)制 (mechanism),去極化阻滯 (hypopolarized blocking),靜息電位達(dá)到55 60mV時由于快鈉通道失活 使細(xì)胞興奮性降低的現(xiàn)象。,輕度（5.57mmol/L）：細(xì)胞興奮性 肢體感覺異常。 重度（7mmo

27、l/L）：細(xì)胞興奮性肌無力。,骨骼肌的表現(xiàn),2.對心臟的影響(effects on the heart),心肌傳導(dǎo)性,心肌興奮性先 后,高血鉀對心肌電生理特性的影響,3期K+外流,復(fù)極加速T波高尖,傳導(dǎo)性 P-R間期延長 QRS波增寬,傳導(dǎo)阻滯及自律性心律失常,心電圖的變化,高鉀血癥時心電圖的變化,高鉀血癥時心電圖的變化,心律失常 心搏驟停,心肌損害的表現(xiàn),3.對酸堿平衡的影響(effects on acid-base balance),酸中毒(acidosis),K+,血K+ ,腎小管,反常性堿性尿,H+ ,(三) 防治的病理生理基礎(chǔ)(Pathophysiological basis of prevention and treatment),減少血鉀來源,促進(jìn)鉀移入細(xì)胞,對抗鉀的毒性,排鉀,王某，男，15個月，因腹瀉、嘔吐4天入院。發(fā)病以來，每天腹瀉68次，水樣便，嘔吐4次，不能進(jìn)食，每日補(bǔ)5%葡萄糖溶液1000m