水、电解质代谢和酸碱平衡1-200902091438459887课件

1、水、电解质代谢和酸碱平衡解放军总医院 顾倬云历史回顾1831年Oshanghnessy发现霍乱病人丢失“自然盐”和“自由碱”。输盐和碳酸氢钠有效。本世纪初Holt等用同样的办法治疗婴儿腹泻。1859年Bernard提出体液内稳定的概念。1912年Hartwell和Hoguet研究肠梗阻时，发现输盐可延长生命。1923年Harden和Orr应用盐水治疗肠梗阻，以后Darrow发现补充钾治疗婴儿腹泻的重要性，并引用于外科病人。40年代将外科病人的代谢列为一个专题研究，近30年来对内分泌生理学的研究，认识到肾上腺、脑垂体和下丘脑对水、电解质调节的作用。水最基本的成分最重要的成分奥妙的成分参与几乎所有

2、生物学过程营养输送 吸收 交换无机盐、气体的溶媒液体的中介有机分子的悬液电解质在水中离解成“正”、“负”离子影响氢离子浓度细胞内外离子不同外源性酸负荷 不挥发酸由肾排出 CO2由肺排出内环境稳定（Homeostasis）Cannon WB提出： 所有高等动物通过一系列复杂的物理、化学和生理学过程来控制其自身稳定的能力。总体水水的含量： 年轻男性占体重： 60% 年轻女性占体重： 50% 随性别、年龄和体型而有变化 电解质在水中离解，电流通过溶液时，离解过程极大增强。因而称之为电解质溶液。 1mol水重18.2g，37条件下每升水相当55.4mol。 一个70kg重男性，有水2327183mol

3、。在总体水中含：3.40mol K（48mEq/kg） 2.890mol 可交换Na（42mEq/kg） 2.06mol CL（29.4mEq/kg） 人的体液是稀释溶液，特殊电解质离子0.15%以下，总的离子浓度0.3%（血浆和细胞外液）。 moore研究3个不同年龄组男性 2个不同年龄组女性 表明随年龄增加，身体内水含量减少水的分布总体水分两个部分细胞内水（ICW）细胞外水（ECW） Ellis等用40K测定881名正常人，方法的精确性达到误差在3.3%。 影响总体钾含量的因素是年龄、体重、身高和性别。随后又检查了1417名儿童、808名成人，年龄475岁，提出预测总体钾的公式。钾的分布绝

4、大部分在细胞内，细胞外钾不足2%。研究有17升细胞外水的青年男性，细胞外钾只有65mmol，而其总体钾3500mmol。 细胞内钾的浓度一般均用Moore研究结果，每升细胞内水149.7mmol钾。 Bergstron用中子激活针骨骼肌法，测得钾浓度为167.111.9mmol/kgH2O。1.总体水（TBW）与正常成人年龄、性别和体重（BWt）性别年龄（岁）TBW（l）2标准差%男16-300.4* BWt（Kg）+131631-600.4* BWt（Kg）+111761-900.34* BWt（Kg）+1216女16-300.31* BWt（Kg）+11.61331-900.33* BWt

5、（Kg）+8.8421表6-4 身体成份估算 （F D Moore方法）2.估算： % TBW身体脂肪（BF）= 0.732瘦体物质=体重（BWt）- BF无脂肪固体（FFS）=瘦体组织- TBW3.全部可交换钾（Ke）与年龄、性别和体重性别年龄（岁）全部可交换钾（Ke）（meg）2标准差%男16-3038* BWt+7352331-6026* BWt+13832061-9027* BWt+72316女16-3018* BWt+12502031-6017* BWt+11762361-9018* BWt+757294.由总体水估算全部可交换钾 男和女 20-60 Ke=97.4*TBW-409

6、61-90 =2+77*TBW5.身体细胞物质测算 Ke 1000 身体细胞物质（BCM）（Kg）= * 150 0.7326.细胞内外间隙水的测算 ICW=Ke（meg）/150 ECW=TBW-ICW 7.可交换钠和钾的比 Nae/Ke：正常人 男性：0.87 女性：0.958.骨湿重的测算 FFS-0.61 骨湿重量= 1.61+0.0062*Ke/FFS 体液电解质浓度血浆或血清电解质浓度表65 正常血清电解质浓度电解质正常范围阳离子钠钾钙镁阴离子氯碳酸氢根2 2 2 7磷 在任何生物体内，阳离子和阴离子的总和是相等的。正常情况下，血清和血浆中二种主要阴离子之和与钠离子浓度保持一种恒定

7、的关系。Gibbs-Donnan膜平衡理论： 组织间液的电解质与血浆电解质阴阳离子保持动态平衡，膜两侧离子数量基本相等。组织内液电解质浓度测定困难，至今无准确数字。K149.7mmol/ Moore提供渗透性和渗透压 溶液渗透压与其中的离子数目成正比，而与离子大小无关。渗透压测定方法 冰点下降方法：1升水中溶质渗量将使水的冰点下降1.86。正常血浆或血清在-0.533 结冰则渗透压是2.553/1.86=297mO。 根据维持血浆渗透压的主要电解质Na+的浓度以及不能解离成离子的物质来推算： 血浆mOsm = 血浆Na+mmol/L2 血糖（mg%） 尿素氮（mg% ） + + 18 2.8

8、上述计算的误差值在10%范围内。尿素可透过细胞膜，尿毒症时有低钠血症。 Gibbs-Donnan平衡法则： 即在透析膜的一侧存在成对的能弥散的阳离子和阴离子，则在膜的另一侧也将有同样的一对离子 有生命力的细胞，细胞膜两侧主要离子不相同。细胞内外主要离子梯度差异，是细胞维持生命所必需。钠从细胞内被泵出（钠泵） 二种力： 化学梯度 电位差 Na+细胞K150mmol/L正极高90mVK4mmol/LATPaseATP钠泵，膜电位驱动小肠粘膜细胞摄取GS和AA钠和钙交换N系统内轴突极化、去极化和再极化细胞内钙浓度影响心肌收缩的时间和间隔肾脏Henle襻重吸收氯化钠体液的交流一、血浆和组织间液的交流静

9、水压与胶体渗透压平衡学说膜孔隙学说二、细胞外和细胞内的交流细胞的结构和功能细胞内外的交流体液与外界的交流胃肠道：消化道的分泌液800010000ml/天 大部分有回肠和近端结肠重吸收，这就叫胃肠道循环，每天便排出100150ml。肾脏：随入量和代谢不同，变化很大 激素影响皮肤：汗液排出肺脏：呼吸时丧失水分200300ml/日 病理时，如高热可达到1000ml/日酸碱平衡 讨论酸碱平衡实质上是对氢离子浓度及生物体内对氢离子浓度控制的研究。 历 史1908年Henderson弱酸及其钠盐在血液中对抗强酸强碱的作用1921年Van Slyke测TCO2H2CO3+HCO3-系统Peters和代谢性酸

10、、碱中毒Van Slyke呼吸性酸、碱中毒两种酸碱中毒的相互关系讨论酸碱平衡要了解的问题：基本理化知识CO2系统Henderson-Hasselbalch方程碱过剩（B.E）或缓冲碱阴离子间隙基本理化知识1.水的作用 H+OH- H2O H+OH- = Kw H2O Kw = 4.31016eq/L(37) Kw 水的离解常数2.在生理浓度时，强酸或强碱盐的解离可以是完全的 HCl H+Cl- NaCl Na+Cl-3.弱酸（HA）在生物体内通常带有有机酸离子，仅有少量解离。 H+ + A- HA H+ + OH- = KAHA HA H+ = KA A- KA为氢的离解常数 pKA为KA的负

11、对数，可依据酸离解常数表查到。4.弱酸和弱酸盐具有缓冲作用 HCl + NaHCO3 Na+ + Cl- + H2CO3 H2CO3 = PCO2 0.0306 溶液中的CO2和PCO2由呼吸调节 在血浆中的缓冲系： NaHCO3 磷酸盐系 血红蛋白系 血浆蛋白系5.强的正离子与强的负离子无缓冲作用 强离子差（Strong ion difference，简称SID），即强的正离子减强的负离子的总和。 SID在血浆中和细胞内差别很大。 6.pH H+ 用每升nmol来表示，在37条件下，适合生存的全血pH值与氢离子浓度相关关系如下：pH 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7

12、.7H+ 100 80 63 50 40 32 25 20（n mol/L） 血液pH的极限值（Extreme values） 6.87.8 生物细胞维持功能的pH是 7.27.5之间 与其它正离子比较，氢离子浓度很低 如A.血钠离子是145mmol/L 氢离子是0.00004mmol/L H+ = 0.00004nmol时， pH是7.4 H+ = 0.000079nmol时，pH是7.1二氧化碳系统总二氧化碳浓度（TCO2）二氧化碳在气态时的分压（pCO2）在体液中的碳酸浓度（H2CO3）溶解的二氧化碳浓度体液中碳酸氢根的浓度（HCO3-）HCO3- = TCO2S PCO2TCO2 包含

13、溶解的CO2、H2CO3、NaHCO3和碳硫氨基复合物。S 是溶解的CO2浓度和H2CO3（nmol/L）与 pCO2（mmHg）有关的溶解系数 S值与温度变化关系密切 在37时血浆和全血的S=0.0306PCO2 指CO2在气态时的分压 可测定，也可用pH和TCO2推算细胞外液中的pH主要是由血液中HCO3-/H2CO3之比决定。正常人HCO3-/H2CO3=20：1体内缓冲系统的作用是以肾肺调节保持20：1的比例。血气检查 pH 、pCO2 、TCO2、BE、HCO3-、pO2、SO2。 混合静脉血、动脉血、耳血碱过剩（B.E）或缓冲碱（BB） Siggaard-Anderson用强酸或强

14、碱滴定待测的血标本。先用标准条件处理， 37pH7.40，pCO2 40mmHg，滴定所消耗的强酸或强碱可精确表示碱过剩或碱不足的mEq/L值。正常值3。阴离子间隙 正常情况下，细胞外液阳离子浓度等于细胞外阴离子浓度的总和加一个常数，以维持人体内电中性。 阴离子间隙=Na+ - Cl- + HCO3- 若Cl- + HCO3- + 8血清Na+浓度，则存在阴离子间隙，如肾功能衰竭时，酮症酸中毒、酮酸低氧血症、乳酸。阴离子间隙在健康条件下 在22mmol/l以下 正常值：124mmol/l 生理范围：8-12mmol/l酸碱进入血液（缓冲系统的作用）立即作用（1）变强酸为弱酸（2）变强碱为弱酸盐

15、肺脏（调节CO2的排出）2-4小时细胞内外（离子交换作用）2-4小时肾脏（调节H+和HCO2-的排出）24小时缓冲调节系统的图解说明：（1）代偿系在缓冲的基础上发挥其稳定内环境的作用 （2）最基本的代偿是肺代偿和肾代偿 （3）诊断和诊断酸碱平衡失调时，必须考虑代偿的重要作用体液和电解质紊乱的分类体液电解质紊乱可分为三种主要类型： 容量改变 浓度改变 成分改变 容量、浓度和成分改变有各自特点，相互亦有联系。 容量改变： 容量减少 外丢失：为高位肠瘘、肠梗阻等 内丢失：细胞外液进入非功能间隙 如弥漫性腹膜炎、烧伤等。 容量增多 医源性 继发于肾功能不全表6-7 细胞外液缺乏的临床表现缺乏程度（体重

16、70kg）轻度（1-2L ECF）中度（2-4L ECF）重度（5-9L ECF）症状有ECF近期丢失史淡漠，厌食恍惚或昏迷心律不齐恶心、呕吐静脉萎陷拒食，麻痹性肠梗阻脉无力苍白、低血压、无脉直立性低血压皮肤青灰，四肢冷体征无组织充盈度下降组织充盈度下降舌干燥，小而软眼睛 陷体温轻度降低体温明显降低（97-99 F）（95-98 F ）表 胃肠分泌液的量和成份部位容量（ml）NaKClHCO3 唾液150010251030胃液（空腹）150060159015胰瘘700140575120胆瘘500145510040空肠造瘘2000-3000110510030回肠造瘘50011584530近侧结肠

17、造瘘30080204530腹泻500-1500120259045浓度改变：低钠血症 水过多：输GS过多，氧化过程产水 抗利尿激素增加 诊断：1.血清钠水平低于130mmol/L 2.临床上具有细胞内水增加的体征高钠血症 水缺乏表 成人钠的摄入和排出摄入排出 膳食50-100mmol/day尿 10-100mol/day0-200mmol/L 便 0-20mmol/day皮肤 10-60mmol/day 单纯容积改变，一般不伴有血清钠浓度的变化，使得血钠水平发生变化的疾病常常伴有细胞外液容积的改变。容积和浓度混合性改变： 常见原因是胃肠道外液体治疗不当，临床表现多样，处理要十分细致。容积和浓度混

18、合性紊乱：细胞外液缺乏伴有低钠血症细胞外液缺乏伴有高钠血症细胞外液容积增加伴有高钠血症细胞外液容积增加伴有低钠血症 除了某些特殊疾病以外，胃肠道外液体治疗不当，可以造成容积和浓度的不正常。 肾功正常可以代偿。肾功不正常的病人静脉补液必须细腻。老年人肾功处于边缘状态，胃肠道外液体治疗应仔细。成分改变有重要意义的成份改变酸碱平衡紊乱钾含量改变钙、镁含量改变酸碱紊乱的 4 种基本类型代谢性酸中毒代谢性碱中毒呼吸性酸中毒呼吸性碱中毒表6-8 4种基本类型酸碱平衡失调 部分代偿前后的变化代 谢 性呼 吸 性酸中毒碱中毒酸中毒碱中毒未代偿代偿未代偿代偿未代偿代偿未代偿代偿pHpCO2正常正常血浆HCO3正常正常钾的改变低钾血症高钾血症 低钾血症原因 病理生理 症状和诊断治疗 1.原发病治疗 2.预防发生 3.补充缺乏量的上限（前提：肾功正常） 4.常用量20-40mmol加