病理生理学课件.doc

第一章 概论 第一节 病理生理学的任务和在医学中的地位 一、病理生理学研究的主体 疾病 健康与疾病属于生命现象的对立统一体，也是人类永恒的主题。随着生物 - 医学模式向生物 - 心理 - 社会医学模式的转变，和从人类日益增加的需求出发，人们已经意识到不能将健康简单地看作是“不生病”或没有病痛，而应该从躯体、心理和社会适应能力等方面给予健康全面的认识。正如世界卫生组织（ World Health Organization ， WHO ）所定义的，健康（ health ）不仅仅是指没有疾病和病痛（ infirmity ），而且应该是躯体、心理及社会适应方面所处的一种完好（ complete well-being ）状态。事实上，并非所有没有病痛的人都能呈现这种“完好状态”。据调查，人群中真正健康（第一状态）和患病者（第二状态）不足 2/3 。 1/3 以上的人群处在健康和患病之间的过渡状态，即所谓的“第三状态”或“亚健康（ sub-health ）”。亚健康人群常常主观感觉不适，表现情绪低落、心情烦躁、紧张不安、忧郁焦虑、反应能力减退、适应能力下降或食欲不佳、纳呆失眠等，但临床检查并无器质性改变。 疾病（ disease ）是指机体在一定原因作用下，自稳调节机制发生紊乱而出现的异常生命活动过程。疾病种类繁多，不同的疾病也表现各异。但是，所有疾病都存在一些共同特点： ? 任何疾病都是由于致病原因引起的。没有病因的疾病是不存在的； ? 疾病发生的基础是机体自稳调节（ homeostasis control ）机制紊乱而引起的生命活动障碍； ? 疾病的发生发展常常引起一系列功能、代谢、形态结构的变化。在临床上，患者可出现各种症状（ symptom ，患者主观上的异常感觉）、体征（ sign ，患者的客观表现）和实验室检查的异常表现； ? 疾病的发生和发展是一个动态过程，并具有发生、发展、转归的一般规律。 二、病理生理学的性质和任务 病理生理学（ pathophysiology ）是一门侧重从功能和代谢角度，阐明疾病发生、发展和转归规律的学科。 病理生理学的性质决定了它是一门紧密联系基础医学和临床医学的重要“桥梁”学科，在整个医学学科中占据十分重要的地位。这种重要性至少体现在： 掌握疾病病理生理学知识是正确诊治疾病的基本前提。毫不夸张地说，一个内科医生诊疗水平的高低，与其对疾病发生机制的理解和对病理生理学基础理论知识掌握的程度密切相关。因此，对于医学生来说，学好病理生理学，是学好临床学科的重要条件。 病理生理学的发展，疾病机制探究的不断深入，往往能不断促进临床医学的发展。 对疾病发生机制的认识也是创新药物研发的重要前提条件。只有深入认识疾病发生机制，才有可能获得针对具体疾病的药物靶标，并通过这些靶标研发出新药。 三、病理生理学的内容 病理生理学所涉及的研究范围非常广泛。 本课程侧重讨论疾病发生发展过程中出现的一些规律性问题，主要包括常见的基本病理过程和各器官系统功能衰竭，如心血管系统的心力衰竭，呼吸系统的呼吸衰竭，肝胆系统的肝性脑病，泌尿系统的肾功能衰竭等的病理生理学变化。其中，病理过程（ pathologic process ）是指不同器官、系统在许多不同疾病中可能出现的共同的、成套的功能代谢的变化，如水、电解质和酸碱平衡紊乱、缺氧、发热、播散性血管内凝血、休克等。 第二节 疾病病因学 正如前面所述，任何疾病都是由一定原因引起的。受到人们认识水平的限制，目前还有相当多疾病的病因尚未完全明了。医学上暂称这些原因未明的疾病为“原发性”或“特发性”疾病。病因学（ etiology ）研究的是疾病为什么发生，其内容包括致病原因与条件及它们的作用机制。 一、疾病发生的原因 疾病发生的原因，简称病因（ etiology agents ），是指作用于机体引起疾病并赋予该疾病特征性的因素。病因的种类很多，大致可分如下几类： （一）、感染性因素（ infective agents ） 主要包括各种病原微生物（如细菌、病毒、真菌、支原体、立克次体）和寄生虫。它们常常引起各种感染性疾病，并呈现如下致病特点：有一定的感染途径和体内定位；致病性的强弱不仅取决于病原体侵入宿主的数量、毒力、侵袭力，还与机体抵抗能力的大小有关。病原体和机体双方的力量对比左右着疾病的发展方向和程度；病原体可引起机体的免疫反应，同时病原体也可能发生变异。 （二）、理化因素（ physical and chemical agents ） 物理性因素主要有机械力、高温、低温、电流、大气压、电离辐射、噪声等。大多数物理性因素所引起的疾病可无潜伏期，也无组织器官特异性。 化学性因素有强酸、强碱、各种化学毒物（如汞、氯化物、有机磷农药）、药物中毒、化学毒气等。根据发病的急缓，化学性因素致病可有急性和慢性之分。 （三）、机体的必需物质缺乏或过多 机体正常的生命活动有赖于氧、水、微量元素、营养物质等必需物质的支持，但这些物质的缺乏或过多都可能导致疾病的发生。 氧虽然不属于营养物质，但它对机体的生命活动是不可缺少的。氧的缺乏或组织利用氧的能力下降（缺氧）可导致机体能量生成障碍，引发以中枢神经系统为主的一系列功能损害。氧过多（氧中毒）同样可导致疾病。 营养物质主要包括糖、脂肪、蛋白质、维生素、无机盐等。长期摄入高能量、高脂食物，可引起肥胖、心血管疾病；过量的维生素，尤其是脂溶性的，如维生素 A ，维生素 D 可引起中毒。营养物质摄入减少，或由于原发性疾病的过度消耗，可导致患者消瘦，免疫力下降，而各种维生素的不足又可致相应的疾病发生。 微量元素如 铁、铜、锌、钴、铝、硒、碘、氟、钒等的缺乏或过剩同样可致相应的功能代谢紊乱。如铁的缺乏可引起缺铁性贫血，而过多可致肝纤维化。 （四）、遗传因素（ genetic factors ） 遗传因素在许多疾病的发生发展过程中占有重要地位。一方面，染色体的异常和基因突变可直接引起疾病。染色体异常可表现为染色体数目和结构畸变，如常染色体数目异常（ 47,trisomy21 ）导致 Downs 综合征。基因突变如基因缺失、点突变、插入和融合等可引起相应的分子病。分子病可简单地分为单基因病和多基因病，前者意旨某单一基因的突变足以引起相应疾病如位于 X 染色体上的凝血因子基因突变可引起血友病，但更多的疾病如 高血压、精神分裂症、糖尿病、癌症等常常是多个基因变异的综合。这种综合常常决定患病个体的遗传易感性（ genetic predisposition ），即由遗传决定的易于罹患某种疾病的倾向性。遗传易感性决定了相关个体具有患某种疾病的遗传素质，但该类疾病的发生常常是遗传因素与环境因素共同作用的结果。 （五）、先天因素（ congenital factors ） 先天因素并不是指遗传物质的改变，而是指那些对发育中的胚胎可能引起损害的因素。其结果是致使胎儿出生时就已患病。该类疾病称为先天性疾病，如孕妇风疹病毒感染，则可能损害胎儿而引起先天性心脏病。 （六）、免疫因素（ immunological factors ） 免疫功能是机体防御体内、外致病因子的一道重要屏障。免疫功能的异常可表现为免疫缺陷、变态反应（超敏反应）和自身免疫。其中，免疫缺陷有先天性和获得性两类，此类病人常易发生条件致病菌的感染，提高恶性肿瘤发生的几率。变态反应是机体的免疫系统对某些抗原刺激发生异常强烈的反应。它常常 导致组织细胞的损伤和生理功能障碍，如某 些食物（如虾、蛋类等）、花粉，药物（如青霉素等）可引起某些个体发生诸如荨麻疹、支气管哮喘甚至过敏性休克等变态反应性疾病。当机体免疫系统对自身抗原发生免疫应答，产生自身抗体和（或）自身致敏淋巴细胞引起自身免疫性疾病，如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、原发性血小板紫癜等。 （七）、精神、心理和社会因素 作为存在于社会范畴里的人，其生命活动与社会息息相关。因此人所处的社会环境、社会关系、社会活动，并由此产生的精神、心理等因素与疾病的发生有着密切的关系。应激性疾病如高血压、消化道溃疡，就是由于长期处于压力和紧张的状态之下所诱发的。需要注意的是，对于同样的精神刺激，不同的人可有不同的承受能力，具有明显的个体差异性。 二、疾病发生的条件 疾病发生的条件（ predisposing factors ）是指在病因作用于机体的前提下，影响疾病发生发展的各种体内外因素。条件本身并不直接导致疾病，但它的存在可促进或阻碍疾病的发生。例如，结核杆菌是结核病发生的原因，但并不是所有感染了结核杆菌的个体都会发生结核病。只有在各种因素如过度劳累、营养不良、居住环境恶劣、长期忧郁等导致机体免疫功能低下或易感性（ susceptibility ）增高，为结核杆菌的致病创造有利条件时才容易患病。 那些能够促进和加强某一疾病原因作用的条件因素称为诱发因素（ precipitating factor ），简称诱因。如感染、心律失常、妊娠、分娩等作为心力衰竭的诱因，可进一步降低心功能。 原因与条件在引起疾病方面的关系可表现为 病因决定疾病的特异性，但致病条件可能影响疾病的发生和发展； 并不是每一种疾病的发生都需要有条件的存在，如机械暴力、毒物中毒，并不需要条件即可致病； 病因和条件是相对的。同一个因素，在一种疾病中是病因，而对于另一种疾病又可能是条件。例如，营养不足本身是营养不良症的致病原因，营养不足使机体抵抗力降低，又可以成为多种感染发生的条件。 某些可促进疾病发生的因素，但尚未阐明是否是该疾病的原因还是条件。这些因素被统称为危险因素（ dangerous factor ），如吸烟、高脂血症、高血压、糖尿病被认为是动脉粥样硬化的危险因素。 第三节 疾病发病学 发病学（ pathogenesis ）主要研究病因如何作用于机体并导致疾病。具体地，它主要涉及疾病发生的基本机制和疾病发生、发展、转归的普遍规律。 一、疾病发生的基本机制 早在 1865 年，克劳德伯纳德就提出，维持一个健康生命最基本的条件是内环境恒定。这种恒定不是一成不变的，而是一种动态过程。换言之，为了维持正常生命活动，机体必须随时适应来自于体内外的各种变化，通过各器官系统、细胞、分子水平的调节机制，维持着诸如体温、氧、血压、水、电解质、酸碱等的内环境恒定。 神经系统和体液在维持机体与外环境的统一协调和维持内环境稳定方面发挥了重要作用。相应地，神经体液机制作为疾病发生的基本机制之一，在疾病的发生发展中占有重要地位。许多致病因素可通过影响神经系统直接或间接地改变体液量和体液成分，造成内环境紊乱，引起疾病的发生。 1 神经机制 某些病因可通过刺激由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成的反射弧引起相应系统的功能和代谢变化，如腹部钝击伤引起迷走反射，可致心跳暂停。有些致病因素也可通过影响神经递质的合成、释放、分解或影响神经递质受体的功能，阻断神经信号的正常传递而导致疾病的发生，如有机磷农药中毒就是由于乙酰胆碱酯酶失活，导致乙酰胆碱持续停留于突触和神经肌肉接头上，引起持续兴奋的结果。 2 体液机制 疾病发生的体液机制既可能源自于体液量的改变（如脱水、出血可引起血液循环障碍，导致休克发生），但更多的是由于体液成分的改变。各种体液因子即细胞分泌的各种特殊的化学物质，如激素和细胞因子分别通过内分泌、旁分泌和自分泌机制进入细胞外，并作用于靶细胞受体而发挥调节作用。例如，激肽类物质可使局部血管扩张，抑制平滑肌收缩，增加毛细血管通透性。相应地，激肽类物质分泌过多（如休克时）便可引起血液动力学和微循环失调而引起相应的变化。 但在致病过程中，神经和体液机制往往同时发生，共同作用，两者密切相关。如失血性休克引发的急性肾功能衰竭机制中，由于交感神经活动兴奋，交感 - 肾上腺髓质系统功能亢进，交感神经分泌去甲肾上腺素和肾上腺髓质分泌肾上腺素的增加造成的肾血管收缩是肾衰的重要发病机制之一。 除了神经体液机制外，细胞分子机制作为疾病发生的基本机制已经成为当今生物医学研究的重要内容。相关内容将在本书第二、三章作专题叙述。 二、疾病发生发展的一般规律 不同疾病的发生发展过程存在一些共同的基本规律。这些规律主要体现在： （一）、损伤与抗损伤反应 在疾病的发生发展过程中，机体始终存在损伤反应和抗损伤反应。其中，损伤性反应包括初始病因作用于机体引起的原发性损伤以及一系列连锁反应产生的继发性损伤，而抗损伤反应则主要涉及机体针对损伤反应产生的防御和代偿机制。损伤与抗损伤反应各自构成矛盾的两个方面，相互依赖、相互斗争。两者的力量对比决定着病程发展的方向和转归。例如，器械暴力作用于机体，造成血管破裂、出血、组织缺氧和坏死等损伤性反应，而因失血引起的动脉血压下降和暴力引起的疼痛导致交感神经兴奋，其结果是出现各种抗损伤反应，如血管收缩，减少出血以维持一定水平的动脉血压，有利于心、脑等重要器官的动脉血液供应；心率加快，心肌收缩力加强以增加心输出量，血凝加速以利止血等。如果损伤较轻，则通过上述抗损伤反应和及时有效的治疗，机体便可恢复健康；反之，抗损伤的各种措施不足以抗衡损伤反应，又未进行恰当治疗，则病情恶化，出现创伤性或失血性休克甚至危及生命。应当注意的是，抗损伤反应有一定局限性，并且有的损伤与抗损伤反应之间并无严格的界限。随着病情的发展和条件的改变，抗损伤反应可能转变为损伤反应。临床上，原则上应尽量支持和保护抗损伤反应而消除或减轻损伤反应。 （二）、因果转化 疾病发生发展过程中，在原始致病因素作用于机体后产生一定的损伤性变化。这些损伤性变化在一定条件下又可作为发病原因引起另一些新的变化。这种由原始病因引起的后果在一定条件下转化为另一些变化的原因的过程可称为因果转化。它是疾病发展的重要形式，推动疾病的发生发展。如果不能及时有效地阻止这种因果转化过程，将形成“恶性循环（ vicious cycle ）”，加剧疾病的恶化。采取及时有效的措施，针对疾病过程中的主导环节，打断恶性循环并使疾病向有利于机体的良性循环方向发展。 （三）、局部与整体的关系 任何疾病都存在全身反应和局部表现。例如，扁桃体炎时，除了扁桃体呈现红、肿、热、痛等炎症表现外，也可出现发热、白细胞升高、精神不振等全身反应。全身抵抗能力下降时，炎症可进一步发展甚至经血液播散造成毒血症。反之，当全身抵抗力增强时，炎症即可消退。实际上，在某些情况下，疾病的全身反应常常最初表现在某一局部病变，如疖肿是糖尿病的局部表现。因此，在医学实践中，必须注意整体和局部的关系，并明确在疾病发生发展过程中起主导作用的是局部还是全身性因素。 第三节 疾病的转归 疾病的转归是指疾病过程的发展趋势和结局，可表现为康复和死亡两种形式。其中，前者包括完全康复和不完全康复。完全康复（ complete recovery ）是指病因去除后，患病机体的损伤和抗损伤反应完全消失、形态结构损伤完全修复、机体功能和代谢完全恢复到正常状态，以及临床症状和体征完全消退。不完全康复（ incomplete recovery ）是指原始病因消除后，患病机体的损伤性变化得以控制，但机体内仍存在病理变化，只是机体通过代偿反应维持相对正常的生命活动。因此，不完全康复可留下某些不可修复的病变或后遗症，如疤痕、心瓣膜粘连、残疾等，或者为疾病的复发留下隐患。在某些因素（如机体免疫力下降等）存在时，可能由于机体的抗损伤反应减弱而引起疾病复发。 死亡（ death ）是机体生命的终结。传统概念认为死亡是一个渐进的过程，可包括濒死（ agonal stage ）、临床死亡（ stage of clinical death ）、生物学死亡（ stage of biological death ）三个阶段。其中，濒死期的特征是脑干以上的神经中枢功能丢失或深度抑制，主要表现为意识模糊或丧失，反应迟钝或减弱，呼吸和循环功能进行性下降，能量生成减少，酸性产物增多等。临床死亡期的主要特点是延脑处于深度抑制和功能丧失状态，表现为各种反射消失，呼吸和心跳停止，但是组织器官仍在进行着微弱的代谢活动。生物学死亡期是死亡过程的最后阶段。此时，机体各重要器官的新陈代谢相继停止，并发生了不可逆转的功能和形态改变。但是，某些对缺氧耐受性较高的器官、组织如皮肤、毛发、结缔组织等，在一定的时间内仍维持较低水平的代谢过程。随着生物死亡期的发展，代谢完全停止，则出现尸斑、尸僵和尸冷，最终腐烂、分解。 脑死亡（ brain death ）是指以脑干或脑干以上全脑不可逆转的永久性地功能丧失，使得机体作为一个整体功能的永久停止。脑死亡的诊断标准有： 不可逆的昏迷和大脑无反应性； 呼吸停止，人工呼吸 15 分钟仍无自主呼吸； 瞳孔散大及固定； 颅神经反射（瞳孔反射，角膜反射，咳嗽反射，吞咽反射等）消失； 脑电波消失； 脑血液循环完全 停止。 需要注意的是，脑死亡和植物人（ vegetative state ）是两个不同的概念。植物人脑干的功能是正常的，昏迷是由于大脑皮层受到严重损害或处于突然抑制状态，因此病人可以有自主呼吸、心跳和脑干反应。脑死亡时，全脑呈现永久而不可逆性的器质性损伤，无自主呼吸，脑干反应消失，脑电波是一条又平又直的线，经颅多普勒 B 超显示脑死亡。 第二章 水、电解质 代谢紊乱 第一节 概 述 水是人体最重要的组成成分之一，约占体重的 60% 。体内的水分称为体液，体液由水及溶解在其中的电解质、低分子有机化合物和蛋白质等组成。细胞内外各种生命活动都是在体液中进行的。机体体液容量、各种离子浓度、渗透压和酸碱度的相对恒定，是维持细胞新陈代谢和生理功能的基本保证。水和电解质平衡是通过神经 - 内分泌系统及相关脏器的调节得以实现的。当体内水、电解质的变化超出机体的调节能力和（或）调节系统本身功能障碍时，都可导致水、电解质代谢紊乱。临床上水、电解质代谢紊乱十分常见，它往往是疾病的一种后果或疾病伴随的病理变化，有时也可以由医疗不当所引起。严重的水、电解质代谢紊乱又是使疾病复杂化的重要原因，甚至可对生命造成严重的威胁。 一、体液的组成及分布 体液由细胞膜分为细胞内液和细胞外液。细胞内液占总体液的三分之二，约占体重的 40% ，是细胞进行生命活动的基质。细胞外液占总体液的三分之一，约占体重的 20% ，是细胞进行生命活动必须依赖的外环境或称机体的内环境。细胞外液可由毛细血管壁进一步划分为细胞间液和位于血管内的血浆，细胞间液约占体重的 15% ，血浆约占 5% ，血浆是血液循环的基质。 另外有一小部分细胞外液称为透细胞液（ transcellular fluid ），约占体重 12% 。透细胞液又称第三间隙液（ third space fluid ），是指由上皮细胞耗能分泌至体内某些腔隙（第三间隙）的液体，如消化液、脑脊液和胸腔、腹腔、滑膜腔和眼内的液体等。 体液的含量和分布受年龄、性别、脂肪多少等因素的影响，因而存在个体差异。不同年龄、性别体内各部分体液的含量见表 4-1 。婴幼儿的生理特性决定其具有体液总量大、细胞外液比例高、体内外水的交换率高、对水代谢的调节与代偿能力较弱的特点。老年人体液总量减少，以细胞内液减少为主。机体肌肉组织含水量高（ 7580% ），脂肪组织含水量低（ 1030% ），故肥胖者体液量较少。因此，婴幼儿、老年人或肥胖者若丧失体液，容易发生脱水。 表 4-1 正常人体液的分布和容量（占体重的百分比， % ） 成人（男） 成人（女） 儿童 婴儿 新生儿 老年人 体液总量 60 55 65 70 80 52 细胞内液 40 35 40 40 35 27 细胞外液 20 20 25 30 45 25 细胞间液 15 15 20 25 40 20 血浆 5 5 5 5 5 5 二、体液中电解质的含量、分布及特点 体液中的电解质一般以离子形式存在，主要有 Na + 、 K + 、 Ca 2+ 、 Mg 2+ 、 Cl - 、 HCO 3 - 、 HPO 4 2 - 、 SO 4 2 - 、有机酸根和蛋白质阴离子等。各种体液中电解质的含量见表 4-2 。 表 4-2 体液中主要电解质的含量 血浆 mEq/L 细胞间液 mEq/L 细胞内液 mEq/L 阳离子 Na + 142 140 10 K + 5 5 150 Ca 2+ 5 5 极低 Mg 2+ 3 3 40 总量 155 153 200 阴离子 Cl - 103 112 3 HCO 3 - 27 28 10 HPO 4 2 - 2 4 142 SO 4 2 - 1 2 5 有机酸根 6 6 蛋白质 16 1 40 总量 155 153 200 机体各组织或细胞中体液电解质的组成和含量有以下特点： 1 任何部位的体液，其阴离子和阳离子所带的电荷总数相等，使体液保持电中性。 2 细胞内、外液电解质含量的差异显著。细胞外液的阳离子以 Na + 为主，阴离子以 Cl - 和 HCO 3 - 为主；细胞内液的阳离子以 K + 为主，阴离子以 HPO 4 2 - 和蛋白质为主。 3 细胞内、外液的电解质总量不等，以细胞内液为多。由于细胞内液中蛋白质阴离子和二价离子的含量较多，其产生的渗透压相对一价离子为小，因此细胞内、外液的渗透压基本相等。 4 血浆和细胞间液的电解质组成与含量非常接近，仅蛋白质含量有较大差别。血浆蛋白质含量为 60 80g /L ，细胞间液蛋白质含量则极低，仅为 0.5 3.5g /L 。这种差别是由毛细血管壁的通透性决定的，对维持血容量恒定、保证血液与组织间液之间水分的正常交换具有重要生理意义。 三、静水压和渗透压 体液中的水分在不同体液腔隙之间的移动取决于两种压力：静水压和渗透压。 1 静水压 2 渗透压 正常血浆渗透压范围为 280310mmol/L ，在此范围内为等渗，低于 280 mmol/L 为低渗，高于 310mmol/L 为高渗。由血浆蛋白质产生的胶体渗透压虽然仅占血浆渗透压的 1/200 ，但对血管内外液体交换及血容量维持恒定具有重要意义。 四、体液的交换 1 血浆与细胞间液间的体液交换 血浆与细胞间液由毛细血管壁相隔，除大分子蛋白质外，水、小分子有机物和无机物可自由通过毛细血管壁进行交换。决定血浆与细胞间液间水分交换的因素为： 毛细血管血压（毛细血管内流体静压）； 细胞间液胶体渗透压； 血浆胶体渗透压； 细胞间液流体静压。前两者促使体液进人组织间隙（有利于血浆超滤液滤过使生成细胞间液）；后两者促使体液进入毛细血管内（有利于重吸收使细胞间液回流进入毛细血管静脉端）。 任何原因使有效滤过压过高致细胞间液生成过多且超过淋巴回流量，或淋巴回流受阻，可导致血液与细胞间液之间体液交换失平衡。这是局部和全身性水肿发生的基本机制。 2 细胞内外体液的交换 细胞膜对水和葡萄糖、氨基酸、尿素、尿酸、肌酐、 O 2 、 CO 2 等小分子物质能自由通过；对其他物质，包括 Na + 、 K + 、 Mg 2+ 和 Ca 2+ 等离子，须选择性地经某种转运方式在细胞内外进行交换。例如，细胞膜上有“钠泵”（ sodium pump ），即 Na + -K + -ATP 酶，在消耗 ATP 条件下，该酶把 Na + 泵出细胞外，同时把 K + 泵入细胞内，以维持细胞内外 Na + 、 K + 的浓度差。细胞内外水的交换动力主要是晶体渗透压。 Na + 对细胞外、 K + 对细胞内晶体渗透压起主要作用。血浆 Na + 浓度过高或过低，可明显影响细胞外晶体渗透压，从而影响细胞内外水的流向。细胞膜功能异常如果使 Na + 在细胞内潴留，可引起细胞与细胞器肿胀和细胞损伤。 六、钠的平衡 （一）、人体钠的平衡 正常人体钠量为 58mmol/kg ，成人以体重 60kg 计，体钠总量约为 60 80g 。钠总量的 45% 存在于细胞外液， 10% 在细胞内液， 45% 在储存库骨骼中。血清钠浓度为 135145mmol/L 。 人主要以摄入食盐补充机体所需的钠，每日膳食提供 NaCl 5 15g ，正常人每天摄人食盐以少于 10g 为宜，有高血压的以少于 6g 为宜。肠道吸收食物和消化液中的氯化钠每天约 44g ，钠主要由肾脏排出，日排出量一般为 100140mmol ，随粪便排出不足 10mg 。肾排钠的特点是“多吃多排，少吃少排，不吃不排”。汗液是低渗溶液，含钠量约 1070mmol/L 。各种肠道消化液富含 NaHCO 3 。大量出汗或严重腹泻若不注意盐的补充，可导致体钠的大量丢失。 （二）、钠的生理功能 1 钠离子是细胞外液中最主要的电解质，对维持细胞外液的渗透压及容量具有重要作用。 2 影响细胞内外体液的分布。 3 参与维持酸碱平衡。 4 维持神经肌肉的兴奋性，参与动作电位的形成。 七、水和钠的平衡调节 1 渴感 渴感中枢在下丘脑视上核侧面（有认为在第三脑室前壁）。渴感的生理性刺激为： 血清钠浓度增高，使血浆晶体渗透压上升，产生渴感求饮。 有效循环血量降低和血浆血管紧张素 II （ AGT II ）水平增高。 2 抗利尿激素 抗利尿激素（ antidiuretic hormone ， ADH ）是由下丘脑视上核或室旁核神经元合成的八肽，存储于神经垂体血管周围神经末梢内。 ADH 作用于肾远曲小管和集合管，使小管上皮细胞对水的通透性增加，从而增加水的重吸收。 ADH 又有使血管收缩的作用，故又称为血管加压素（ VP ）。 ADH 合成、分泌的生理性刺激有： (1) 渗透性刺激：渗透压感受器在视上核和颈内动脉附近，该感受器的阈值为 280mmol/L ，细胞外液渗透压变动 1%2% 即可影响 ADH 的释放。血浆晶体渗透压增高， ADH 释放增加。 (2) 非渗透性刺激：血容量和血压的变动，通过左心房与胸腹大静脉处的容量感受器和颈动脉窦与主动脉弓的压力感受器影响 ADH 的释放。当机体血容量明显降低时，尽管可能有晶体渗透压降低的情况存在， ADH 分泌仍增多，说明机体优先维持血容量正常。 (3) 其他因素：精神紧张、剧痛、恶心、 AGT II 血浆水平增高及药物环磷酰胺等也能促进 ADH 分泌或增强其作用。 渴感和 ADH 分泌主要通过对水的调节维持细胞外液的渗透压平衡，因而被称为细胞外液的等渗性调节。 3 肾素 - 血管紧张素 - 醛固酮系统（ renin- angiotensin-aldosterone system ， RAAS ） 循环血量减少和血压降低是激活 RAAS 的有效因素，这种刺激使肾脏产生肾素增多，进而激活血液中的血管紧张素原，生成血管紧张素 I （ AGT I ），后者相继转化为血管紧张素 II （ AGT II ）和血管紧张素 III （ AGTIII ）， AGT II 和 AGTIII 刺激肾上腺皮质球状带分泌和释放醛固酮。醛固酮作用于肾远曲小管和集合管，增加其对 Na + 的主动重吸收，提高细胞外液晶体渗透压，并通过释放 ADH 以增加水的重吸收，从而使减少的血容量得以恢复。如前所述， AGTII 也有促进 ADH 分泌的作用。 血清 Na + 浓度降低和 K + 浓度增高也能直接刺激醛固酮的分泌。醛固酮使肾小管对 Na + 重吸收增加，同时 Cl - 的重吸收也增加，而且同时又促进 K + 和（或） H + 的分泌排出（所谓 Na + -K + 交换和 Na + -H + 交换）。 4 心房利钠因子（ atrial natriuretic factor ， ANF ） 心房心肌细胞分泌 ANF 的有效刺激是血容量和血压增高。 ANF 具有利钠、利尿、扩血管和降低血压的生理作用，其机制为： 抑制肾近曲小管对钠、水的重吸收，增加肾小球滤过率（ GFR ），改变肾内血流分布。 抑制醛固酮分泌和肾素活性。 减轻血容量降低后引起的 ADH 升高的水平。因此 ANF 是血容量的负调节因素。 醛固酮和 ANF 主要通过对钠、水的正、负调节作用维持细胞外液的容量平衡，因而被称为细胞外液的等容性调节。 八、钾平衡及生理调节 （一）、人体钾的含量和分布 正常成人含钾量为 3157mmol/kg ，总钾量约 140 150g 。体钾的 70% 在肌肉， 10% 在皮肤，其余在红细胞、脑和内脏中。细胞外液钾占体钾的 2% ，血清 K + 为 3.55.5mEq/L ；细胞内液钾占 98% ，浓度约为 150mmol/L ，细胞内、外液钾浓度相差达 30 倍。细胞内钾部分与大分子有机物如糖原和蛋白质结合，部分游离。 （二）、钾的生理功能 1 参与细胞的新陈代谢 细胞内有些酶如磷酸化酶、丙酮酸激酶等必须 K + 的参与才有活性。 2 维持细胞渗透压及影响酸碱平衡 K + 是细胞内含量最多的阳离子，细胞内游离 K + 是维持细胞正常渗透压的基础。在细胞外液 H + 浓度发生变动时， K + 可通过细胞膜与之进行交换，故钾能参与酸碱平衡的调节；相反，细胞外液 K + 浓度的变化也能影响细胞外液 H + 的浓度，引起酸碱平衡方面的变动。 3 维持神经 - 肌肉应激性和心脏的正常功能 K + 的生理功能之一是保持细胞膜的静息电位，参与动作电位的形成，对维持神经 - 肌肉应激性和心脏的正常功能具有重要作用。在这方面，其他电解质也有一定的作用，它们在体液中的相对浓度决定着机体神经 - 肌肉和心肌的应激性。 （三）、钾平衡及其调节 1 钾的摄入与排出 机体由食物如肉类和蔬菜每天可获得钾 40120mmol （或 2 4g ），主要由小肠吸收。钾的排泄主要依靠肾，机体每天经尿液排出总排钾量的 90% ，其余 10% 随粪便排出，随汗液排出钾极少。肾脏排钾基本上摄入多，肾排钾多；摄入少，肾排钾少；但是，即使无钾摄入，肾脏每天仍排出少量钾。 2 细胞内、外液之间的钾平衡 细胞内、外液的钾平衡依靠两种机制实现，其中最重要的是通过细胞膜上钠泵（ Na + -K + -ATP 酶）的作用，使细胞内 K + 维持高浓度。另一机制是细胞内外 K + -H + 的交换。 细胞内、外钾的平衡过程比较缓慢，约需 15h （水只需 2h ）。另据估计，血液 pH 每升高或降低 0.1 ，血钾浓度可降低或升高 0.6mmol/L 。 3 肾脏的排钾作用及其影响因素 (1) 醛固酮的作用：醛固酮分泌除了因 RAAS 系统激活外，有效刺激之一还有血 Na + 降低和（或）血 K + 增高。因此，当血 K + 增高时，醛固酮分泌增加，远曲小管和集合管重吸收钠和排钾增多；相反，血 K + 降低则排钾减少。 (2) 肾小管远端流速（ distal flow rate ）：肾小管上皮细胞分泌钾的多少与钾的跨膜浓度差有关。肾小管内的 K + 增高到一定程度，往往是限制钾进一步分泌的重要因素。但是，当肾小管远端流速增加，可以因肾小管内 K + 降低而促进肾小管上皮细胞钾的分泌。因此，低血容量时醛固酮分泌增多，使肾小管重吸收钠、水增加，远端流速减慢，影响着钾的分泌排出，故不一定会发生低钾血症。相反，大量使用甘露醇等渗透性利尿剂可增加远端流速，不管醛固酮分泌是否减少，随尿排出钾也增多。 (3) 肾小管上皮细胞内外跨膜电位差：肾远曲小管和集合管腔内的电位据测定为负值（ - 10 - 45mV ），这通常是由于 Na + 的主动重吸收所致，是肾小管被动分泌 K + 的动力，也被称为钾分泌的“ Na + K + 电偶联作用”。使肾小管腔内电位负值增加的因素可以促进钾随尿排出，如机体钠负荷增加，肾小管对 Na + 重吸收增多；肾远曲小管液内不易随 Na + 一起被重吸收的负离子（ SO 4 2 - 、 HPO 4 2 - 、 HCO 3 - 或酮体、乳酸及其他有机酸根离子）增加，都可使跨膜电位差负值增加而促进钾的排出。 (4) 细胞外液酸碱度：由于远曲小管和集合管上皮细胞对 Na + -H + 和 Na + -K + 交换有竞争作用，因此，一般地说，酸中毒时肾小管上皮细胞代偿性泌 H + 、重吸收 NaHCO 3 增多，同时泌 K + 减少，易引起血钾增高；相反，碱中毒时则泌 H + 减少，泌 K + 增多，易引起血钾降低。 第二节 水平衡紊乱 人体水平衡紊乱分为两种基本类型：水过少和水过多。水过少临床上称为脱水，主要是由水摄入量不足和（或）水丢失过多引起的；水过多则是由于水的入量超过机体的排水能力而引起的，包括水中毒和全身性水肿。 一、脱 水 脱水（ dehydration ）是指体液容量减少，并出现一系列功能、代谢紊乱的病理过程。由于机体水的丢失主要是细胞外液的丢失，而钠离子是细胞外液中最主要的阳离子，因此脱水常伴有钠的丧失。根据水和钠丢失的比例及体液渗透压的改变，可将脱水分成低渗性脱水、高渗性脱水和等渗性脱水三类。 （一）、低渗性脱水 低渗性脱水（ hypotonic dehydration ）的特征是失钠多于失水，血清钠浓度 135mmol/L （或 mEq/L ），血浆渗透压 145mmol/L （或 mEq/L ），血浆渗透压 310mmol/L 。 1 病因和发生机制 机体失水或丢失低渗体液是引起高渗性脱水的主要原因。通常情况下，细胞外液渗透压升高及容量减少可刺激渴感，机体饮水后可使渗透压和容量恢复正常，因此仅仅因水或低渗液的丢失不易引起高渗性脱水发生。然而在一些特定条件下，如水源断绝、患者不能或不会饮水或患者的渴感丧失，由于机体不能及时补充丢失的水，才会形成失水多于失钠的状况，导致血浆渗透压升高。 高渗性脱水的病因有： (1) 单纯失水： 经肺失水，见于各种原因引起的过度通气； 经皮肤失水，见于发热或甲状腺功能亢进时，皮肤不感蒸发水分增多； 经肾失水，见于中枢性尿崩症（ ADH 产生和释放不足）及肾性尿崩症（肾远曲小管和集合管对 ADH 缺乏反应）。 (2) 丧失低渗体液： 经胃肠道丧失低渗液，见于呕吐大量丢失胃液或婴幼儿慢性腹泻排出大量钠浓度低的水样便； 大量出汗； 反复使用甘露醇或高渗葡萄糖引起渗透性利尿，使水丢失过多。 2 高渗性脱水对机体的影响 (1) 机体的代偿性反应： 口渴求饮（渴感障碍者除外），渴感发生是由于血浆渗透压增高；血容量减少使 RAAS 系统激活， AGT II 刺激口渴中枢；脱水使唾液分泌减少，口腔咽喉部干燥使产生口渴。 尿少而比重高（尿崩症病人除外），系细胞外液渗透压增高使 ADH 分泌增多所致。 高渗性脱水时细胞内液渗透压相对较细胞外液低，细胞内水分向细胞外转移，使体液丢失以细胞内液更明显。这三方面反应使细胞外液渗透压有所回降，也使脱水早期血容量不容易降低到发生休克的程度。另外，慢性高渗性脱水时，机体可能发生代偿适应反应，脑细胞内大分子物质分解，与之结合的钾、镁离子解离，使细胞内渗透压高于正常。对这一点，治疗时应注意不能大量、快速输入等渗葡萄糖液，避免引起脑水肿。 (2) 临床表现及其机制：高渗性脱水严重程度不同，其临床表现也有所不同。 轻度高渗性脱水（早期），细胞外液渗透压增高而血容量减少不明显，故醛固酮分泌无明显增加， ADH 则增多。结果肾小管重吸收水大于钠，尿钠浓度偏高。中、重度脱水，血容量和肾血流量明显降低时，醛固酮分泌增加则尿钠浓度减低。 当严重高渗性脱水使细胞内液明显减少时，因脑细胞脱水和脑压降低，可出现严重程度不同的中枢神经系统症状；严重的脑组织细胞脱水因牵拉作用，可引起脑静脉破裂出血及蛛网膜下腔出血，检查可有血性脑脊液。血容量降低使皮肤血管收缩，细胞内液减少也使汗腺分泌减少，机体散热功能降低。在小儿易引起体温调节中枢功能减弱，体温升高，导致“脱水热”。严重高渗性脱水使血容量明显降低则可引起循环功能障碍，血压降低，发生休克症状。晚期发生肾功能严重障碍，血中非蛋白氮（ NPN ）升高。 （三）、等渗性脱水 等渗性脱水（ isotonic dehydration ）的特征是水和钠以等渗比例丢失，或失液后经机体调节血浆渗透压仍在正常范围，血清钠浓度为 135145mmol/L （或 mEq/L ），血浆渗透压为 280310 mmol/L 。 1 病因和发生机制 等渗性脱水的常见病因是呕吐、腹泻，大量丢失接近等渗的消化液；大量胸、腹水形成；大面积烧伤和严重创伤使血浆丢失等。 2 对机体的影响 等渗性脱水常兼有低渗性及高渗性脱水的临床表现。大量丢失等渗性体液首先引起细胞外液和血容量的减少，容易发生血压降低和外周循环衰竭，尿量减少。可存在体温升高和明显脱水外貌。血容量减少， RAAS 系统激活， AGT II 水平增高；或者患者因不感蒸发或严重呕吐、不能饮水等情况使失水相对较多，故存在向高渗性脱水转变的倾向，都可使患者产生较明显渴感。必须指出，如果等渗性脱水在处理上只补水而不注意补钠，也可使之转变为低渗性脱水。 三种类型脱水的发病原因、机制和主要表现归纳如表 4-4 。 表 4-4 三类脱水的比较表 低渗性脱水 高渗性脱水 等渗性脱水 原 因 失水 失钠 等渗性体液大量丢失 血清钠浓度（ mmol/L ） 145 130 145 血浆渗透压（ mmol/L ） 310 280 310 体液减少主要部位 细胞外液（细胞间液） 细胞内液 细胞内、外液 口 渴 早期无，重度脱水者有 明显 有 体温升高 无 有 有时有 血 压 易降低 正常 ? 重症者降低 易降低 尿 量 正常 ? 重症者减少 减少 减少 尿氯化物量 极少或无 正常 ? 重症者减少 减少 脱水貌 明显 早期不明显 明显 表 4-5 脱水的程度分类 脱水程度 轻度 中度 重度 体液丢失量占体重 % 0 4 4 8 8 12 一般症状、体征 口渴 轻或无 有 显著 皮肤弹性 轻度降低 中度降低 重度降低 皮肤粘膜 干燥 很干燥 极干燥 尿量 减少 明显减少 少尿或无尿 循环系统症状、体征 脉搏 正常 可增快 快而