病理学-水电解质代谢紊乱

生理与病理生理学系

(Disturbancesofwaterandelectrolytebalance)水和电解质代谢紊乱水和电解质代谢紊乱钾代谢及钾代谢障碍正常水与电解质平衡

一、体液的容量和分布

二、体液的电解质三、体液的渗透压和水的交换四、体液容量和渗透压的调节五、水和钠的生理功能水、钠代谢紊乱水中毒

水肿高渗性

低渗性

等渗性脱水

水过多正常水与电解质平衡体液(bodyfluid)体内的水和溶解于其中的物质电解质、低分子有机化合物以及蛋白质等(Waterandelectrolytesbalance)水与电解质平衡体液的容量(volume)化学成分(composition)渗透压(osmoticpressure)分布(distribution)相对恒定一、体液的容量和分布

(Volumeanddistributionofbodyfluid)TheCompositionoftheHumanBodyBodyfluids/Totalbodywater

～60%ofthebodyweightTotalbodywater(TBW)60%细胞内液Intracellularfluid(ICF)40％细胞外液Extracellularfluid(ECF)组织间隙15％组织液Interstitialfluid(ISF)

血浆5%Plasma跨细胞液（transcellularfluid）影响体液容量的因素BodyfluidTBW(%)

AdultfemaleTBW(%)

AdultmaleTBW(%)

InfantLean607080Normal506070Obese425060

年龄、性别、胖瘦二、体液的电解质

(Electrolyteinbodyfluid)ECF:Na+、Cl-、HCO3-ICF:K+、Mg2+、

HPO42-Pr-

血[Na＋]

140mmol/L血[Cl－]

104mmol/L血[HCO3－]

24mmol/L

平均正常值CationsandAnionsinBodyFluidsFigure27.2

体液的电解质成分（带电数目）

体液呈电中性24三、体液的渗透压和水的交换

(Osmoticpressureofbody

fluidandwatermovement)(一)体液的渗透压

(Osmoticpressureofbodyfluid)

溶液所具有的吸引和保留水分子的能力，其大小与溶液中所含溶质颗粒数目成正比而与溶质的分子量半径等特性无关。

高渗等渗低渗280~310mmol/L(mOsm/L)血浆渗透压晶体渗透压：晶体物质离子（主要是电解质）引起的渗透压。胶体渗透压：血浆中蛋白质所产生的渗透压，虽仅占血浆总渗透压的0.5%，但对于维持血管内外液体的交换和血容量具有十分重要的作用。

(二)水的交换

(Watermovement)细胞内外血管内外机体内外1.Watermovementbetweenoutside-insideofcellWater,oxygenandcarbondioxidecanmovefreely,butelectrolytesandproteinsnot.Cellmembrane:SemipermeableAquaporins(AQPs)

Afamilyofsmall,hydrophobicproteinsformingwater-selectivechannels(AQP0-12)CellswithaquaporinsCellswithoutaquaporinsembeddedinthecellmembrane

TheplumbingsystemforcellsTheNobelPrizeinChemistry2003PeterAgreRoderickMacKinnon2.Watermovementbetweenoutside-insideofcapillaryWater,glucose,oxygen,carbondioxideandelectrolytescanpassfreelythroughthecapillarywall.Proteinsareconfinedtotheintravascularspace.capillaryvenuleFiltration++++++++Hydrostaticpressure-IVFe.g.30mmHgHydrostaticpressure-ISFe.g.2mmHg+++++Diffusion++++++++++++++++++++xxxxxxxxxxxxxxxCellwastesOsmosisOsmoticpressure-ISFe.g.3mmHgOsmoticpressure-bloode.g.25mmHg+++++++++++ICF++++Activetransportppppppp+xsolute,e.g.Na+,glucosewaste,e.g.ureapproteinDailyintake:2,500mlMinimumwateroutput:1,500ml850ml500ml150mlDailyoutput:2,500ml3.Watermovementbetween

outside-insideofbody四、体液容量和渗透压的调节(Regulationofbodyfluidvolumeandosmoticpressure)

1.渴感(thirst)

渴中枢ECF渗透压

血容量

2.抗利尿激素(antidiuretichormone,ADH)ECF渗

透压↑有效循

环血量↓渗透压

感受器ADH↑肾重吸

收水↑ECF量↑

渗透压↓容量感受器压力感受器其它ADH提高肾远曲小管和集合管对水的通透性3.醛固酮(aldosterone)有效循

环血量↓醛固酮↑肾重吸收Na+↑H2O↑ECF量↑低血Na+

高血K+保Na+排K+醛固酮提高肾远曲小管和集合管对Na+的重吸收近球小体出球小动脉入球小动脉致密斑近球细胞系膜细胞肾素-血管紧张素-醛固酮（RAAS）系统4.心房肽(atriopeptin)心房钠尿肽（ANP）血容量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效应拮抗醛固酮的滞钠作用拮抗RAAS系统高盐饮食

提高心房压兴奋心房牵张感受器利尿、利钠、扩血管5.水通道蛋白(aquaporin,AQP)

是一组构成水通道和水通透有关的细胞膜转运蛋白。分类分布功能

总结

机体通过ADH、口渴中枢、RAAS、ANP及AQP的调节维持维持体液渗透压和体液容量的稳定五、水和钠的生理功能(Physiologicfunction

ofwaterandsodium)(一)水的生理功能

(Functionofbodywater)运输养料和代谢物质调节、维持体温恒定润滑作用结合水的作用Functionofbodywater(二)钠的生理功能

(Physiologicfunctionofsodium)维持体液的渗透压和酸碱平衡参与细胞动作电位的形成骨（40%）ECF（50%）130~150mmol/L(血钠）ICF（10%）10mmol/L体钠分布:40-50mmol/kg

钠的平衡Na+食盐消化道血肾排出消化液细胞间液汗液多吃多排少吃少排不吃不排(Disturbancesof

waterandsodiummetabolism)

第一节

水、钠代谢紊乱血钠水平体液容量

等容量

水、钠代谢紊乱的分类与命名ClassificationandTerminationofDisturbancesof

WaterandSodiumMetabolism正常血钠（等渗）(130-150mmol/L)低钠血症（低渗）高钠血症（高渗）(<130mmol/L)(>150mmol/L)

低容量（脱水）

高容量水中毒盐中毒水肿脱水(dehydration)

◆高渗性

◆低渗性

◆等渗性水过多(waterexcess)

◆水肿

◆水中毒

类型（Classification）(据体液的渗透压来分)一、脱水(Dehydration)

体液容量减少(>2%)，

并出现一系列功能代谢变化

的病理过程。Mild

Moderate

Severe

Dehydrationsigns:1.概念(concept)低容量性高钠血症

(hypovolemichypernatremia)(一)高渗性脱水

(hypertonicdehydration)

waterloss＞sodiumlossserum[Na+]>150mmol/Lplasmaosmoticpressure

＞310mmol/L2.原因

(causes)

(1)入量不足(decreaseofintake)

(2)丢失过多(lostfromECF)

水源断绝丧失口渴感进食困难

大量出汗尿崩症和渗透性利尿呼吸道蒸发

脱水，失水多于失盐，使细胞外渗透压升高，细胞内液进入细胞外，导致细胞内液减少为主。3.病理生理学变化*血浆组织间液细胞内液

细胞内液减少高渗性脱水口渴中枢细胞内脱水细胞外液渗透压

细胞内液进入细胞外

严重脑细胞脱水ADH

尿量

比重高

CNS功能障碍汗腺分泌

体温升高(脱水热)

4.临床表现*口渴

脱水热(dehydrationfever)

因皮肤蒸发水减少

引起的体温上升。5．防治的病理生理基础(pathophysiologicalbasisof

preventionandtreatment)

及时补水

适当补钠

适当补钾病例1女性，62岁，因进食即呕吐10天而入院。近20天尿少色深，明显消瘦，卧床不起。体检：发育正常，营养差，精神恍惚，嗜睡，皮肤干燥松弛，眼窝深陷；呈重度脱水征。呼吸17次/min，血压120/70kPa，诊断为幽门梗阻。检验结果：血球分析：平均红细胞体积MCV72fL、红细胞压积HCT0.56L/L，其余正常。血液生化检验：血糖5.0mmol/L、尿素7.6mmol/L，K+3.61mmol/L、Na+158mmol/L、Cl-90mmol/L、pH7.50、BE+8.0/mmol/L、HCO3-45mmol/L、AG26.4mmol/L。1.概念(concept)低容量性低钠血症

(hypovolemichyponatremia)(二)低渗性脱水

(Hypotonicdehydration)

sodiumloss＞

waterlossserum[Na+]<130mmol/Lplasmaosmoticpressure

<280mmol/L2.原因

(causes)

钠平衡调节：

多吃多排，少吃少排，不吃不排丢失过多(lostfromECF)

肾性失钠(renallosses)胃肠道丢失(gastrointestinallosses)

皮肤丢失(skinlosses)

液体积聚在第三间隙

(accumulateinthirdspace)

脱水，只补水而未补盐，使细胞外渗透压降低，细胞外液进入细胞内，导致细胞外液减少为主。血浆3.病理生理学变化*组织间液细胞内液

细胞外液减少低渗性脱水血容量减少细胞外液渗透压

细胞外液进入细胞内

组织间液减少脱水貌醛固酮

ADH

早期尿量不

4.临床表现*休克、急性肾衰尿钠

脱水貌：因组织间液量减少，临床

上出现皮肤弹性减退、眼

窝下陷，婴幼儿囟门凹陷

等体征。5．防治的病理生理基础(pathophysiologicalbasisof

preventionandtreatment)

补等渗液以恢复细胞外液容量治疗休克病例28岁女孩，严重腹泻4天，表情淡漠，对问题反应支离破碎，皮肤弹性下降，眼球下陷。脉搏144次/min，血压13.06/8.00kPa(90/60mmHg)，呼吸深，26次/mim，红细胞压积58%，两肺（-），腹软无压痛，血浆pH7.13，PaCO2

2.40kPa(18mmHg)1.概念(concept)(三)等渗性脱水

(Isotonicdehydration)

sodiumloss＝

waterloss

serum[Na+]130～150mmol/Lplasmaosmoticpressure

280～310mmol/L2.原因

(causes)

丢失等渗液(lostisotonicfluid)

胃肠道丢失(gastrointestinallosses)

肾性失钠(renallosses)皮肤丢失(skinlosses)液体积聚在第三间隙(accumulateinthirdspace)

3.影响(effects)ECF渗透压正常，血[Na+]正常醛固酮、ADH分泌尿量ECF减少血容量↓组织液量↓

ICF变化不明显(1)血浆渗透压和血钠的变化？(2)容量的变化？脱水的主要部位？(3)激素水平的变化？

高渗性低渗性等渗性脱水热外周循环衰竭正常水平三种脱水容量变动比较二、水过多

(Waterexcess)体液容量增多

Excessofbodywater1.概念(concept)高容量性低钠血症

(hypervolemichyponatremia)(一)水中毒

(waterintoxication)

低渗性液体在体内潴留的病理过程

serum[Na+]<130mmol/Lplasmaosmoticpressure

<280mmol/L2.原因

(causes)

(1)

水排出减少

(decreaseofwaterexcretion)

(2)

ADH分泌过多

急、慢性肾功能障碍应激

ADH分泌异常增多综合症

syndromeofinappropriate

ADHsecretion(3)入水过多水潴留

3.影响(effects)ECF量

ECF渗透压

水移入细胞血[Na+]

血液稀释脑细胞水肿嗜睡、躁

动、脑疝ICF渗透压

ICF量

细胞内外液量均

，渗透压均

水潴留的主要部位是细胞内对机体危害最大的是脑水肿4．防治的病理生理基础(pathophysiologicalbasisof

preventionandtreatment)

预防

限水排泄：利尿转移：小剂量高渗盐水

(减轻细胞水肿)低渗性脱水等渗性脱水高渗性脱水昏迷病人易出现大汗病人易出现尿崩症病人易出现大面积烧伤病人易出现腹泻后只饮水易出现高高高等低(二)水肿(Edema)

1．概念(concept)

过多的液体积聚在组织间隙。

Accumulationofexcessfluid

withintheinterstitialspaces.

过多的液体在体腔内积聚又

称为积水

(hydrops)。1．分类(Classification)

心性、肝性、肾性、炎症性、过敏性、特发性(1)按原因皮下水肿、喉头水肿、视乳

头水肿、肺水肿、脑水肿(2)按部位局部性(localedema)

全身性(anasarca)(3)按范围2.水肿的机制

(mechanismsofedema)

血管内外液体交换异常

体内外液体交换异常组织液的生成Formationoftheinterstitialfluid有效滤过压（EFP)=（毛细血管静水压+组织间胶体渗透压）-（血浆胶体渗透压+组织间静水压）+32-25+8-213mm-2-5mm+8-25+14附着于结缔组织内皮细胞空隙毛细淋巴管末端结构淋巴回流：运送略多生成的组织液回体循环回吸收毛细血管漏出的蛋白质、细胞代谢产生的大分子物质入体循环10%(1)血管内外液体交换异常(imbalanceofexchangebetweenintra-andextra-vascularfluid)

组织液生成>回流毛细血管流体静压增高(increasedcapillaryhydrostaticpressure)

右心衰竭–全身性水肿左心衰竭–肺水肿孕晚期–下肢及足部水肿ExperimentalPulmonaryEdemainRabbitsNormalafterdiureticstreatmentpulmonaryedemaCuttedlungtissuepulmonaryedemapulmonary

edemaLeftheartfailureRightheartfailure(causedbyCOPD)Chronicobstructivepulmonarydisease血浆胶体渗透压降低

(decreasedplasmacolloidosmoticpressure)★摄入↓ProteinmalnutritionHepaticdisease(inadequatealbuminsynthesis)Renaldisease(proteinlossinurine)Chronicdebilitatingdiseases★分解代谢↑★丢失↑★合成↓

–低蛋白血症（Hypoproteinemia)

微血管壁通透性增高

(increasedcapillarypermeability)

淋巴回流障碍

(lymphaticobstruction)Inflammationorallergy–leakageofabnormallylargequantitiesofproteinsfromcapillariesMalignantobstructionoflymphaticstructuresSurgicalremovaloflymphnodesBlockagebyinfection,e.g.infilariasis丝虫病象皮腿Elephantiasis(2)体内外液体交换平衡失调(imbalanceofexchangebetweenintra-andextra-bodyfluid)肾小球滤出钠、水99％～99.5％肾小管重吸收65％～70％近曲小管吸收0.5％～1％排出体外

钠水潴留Na+andwaterareretainedbythekidney.GFRReabsorptionofsodiumandwaterReabsorptionofsodiumandwaterReabsorptionofsodiumandwaterReabsorptionofsodiumandwaterGFR↓GFRGFR↓NNNN↑↑BalanceGlomerular-tubularimalanceTherenalretentionofsodiumandwater(decreasedglomerularfiltrationrate)

滤过面积↓有效循环血量↓

（1）肾小球滤过率下降（2）肾小管重吸收增加(Increasedtubularreabsorption)心房钠尿肽（ANP）分泌减少远曲小管和集合管重吸收

(醛固酮、ADH↑)近曲小管重吸收

（肾小球滤过分数增加）Efferentarteriole有效循环血量减少出球小动脉收缩>入球小动脉收缩GFR相对增高滤过分数肾小球滤过率肾血浆流量（FF）血浆从肾小球滤出