水和电解质代谢课件

水和电解质代谢第一节概述一、无机盐与必须元素无机盐是由金属元素与酸根组成的电解质。含量：4％－5％

功能：是人体的重要组成成分维持人体的正常功能和代谢

人体必需元素：构成人体及维持机体健康状态的元素统称为人体必需元素。分类：常量元素微量元素：含量占体重万分之一以下的（一）体液1.体液的分布与含量体液=水+溶质（包括无机盐）约占体重60%。细胞内液40%组织间液15%血液5%体液含量及分布因年龄、性别、胖瘦情况而异。二、分布及生理功能小儿体液特点1.新生儿体液总量最高，达80%（按公斤体重），随年龄增加，体液总量逐渐减少，至2岁时，与成人接近。2.尤其是组织间液占的比重较大。3.血浆的增长与体重增长平行，占体重5%。4.每天需水量高，水交换率高。为什么小儿容易发生水、电解质紊乱？2.体液电解质的生理功能阳离子阴离子细胞内液Na+K+Ca++Mg++Cl-HCO3-SO42-HPO42-有机酸细胞外液K+Mg2+Na+Ca2+HPO42-

蛋白SO42-HCO3-

Cl-细胞内液和细胞外液的阳离子总数=阴离子总数。（1）维持体内的渗透压和水平衡（2）维持体液的酸碱平衡①血液中的缓冲对血浆中缓冲对有：

NaHCO3Na2HPO4Na-Pr;;H2CO3Na2HPO4H-Pr表1各种体液中电解质的含量

电解质血浆细胞间液细胞内液

mmol/L血浆mmol/L水mmol/L水mmol/L水

阳离子Na+55.44150Ca2+55.42.5150Mg2+22.22.027阳离子总量154167155.5194

阴离子HCO3-2729.330.010CI-103111.81141HPO42-22.22100SO42-11120有机酸55.47.5－蛋白质1617.3163

阴离子总量154167155194红细胞中缓冲对KHCO3K2HPO4K-Hb

K-HbO2;;;

H-HbH-HbO2Hb:血红蛋白HbO2:氧合血红蛋白H2CO3KH2PO4②对酸的缓冲作用

NaHCO3/H2CO3是血浆中主要的缓冲对，主要有缓冲固定酸（如硫酸、磷酸、酮体等）的作用。

HA+NaHCO3Na-A+H2CO3

正常NaHCO3

人血浆浓度为24mmol/L，H2CO3浓度为1.2mmol/L,两者之比为20/1，只要NaHCO3/H2CO3为20/1，血浆pH即维持在7.35-7.45之间。NaHCO3

在一定程度上代表血浆对固定酸的缓冲能力，故习惯上把血浆中的NaHCO3

称为碱储。挥发酸的缓冲

O2O2组织细胞CO2CO2+H2OCAH2CO3K-Hb

K-HbO2H-Hb＋K+

HCO3-H2OCO2

K-HbO2H2CO3HCO3-＋K+

K-HbO2

HHbHCO3-红细胞红细胞CL-CL-CL-

O2肺泡肺泡O2CO2③对碱的缓冲当碱性物质进入血液后，可被H2CO3、Na2HPO4、H-Pr缓冲使其碱性减弱：

Na2CO3＋

H2CO3NaHCO3

Na2CO3＋

NaH2PO4Na2HPO4+NaHCO3Na2CO3＋H-PrNa-Pr+NaHCO3⑶维持神经肌肉的兴奋性（应激性）神经肌肉的兴奋性（应激性）需要体液中一定浓度合比例的无机离子来维持，其关系为：

[Na+]+[K+]+[OH-]神经肌肉的兴奋性＝

[Ca2+]+[Mg2+]+[H+]但是心肌兴奋性与无机离子的关系为：

[Na+]+[Ca2+]+[OH-]心肌的兴奋性＝

[K+]+[Mg2+]+[H+]因此，K+过高对心肌有抑制作用，甚至使心脏停止在舒张期；K+过低对心肌有兴奋作用，甚至使心脏停止在收缩期。（二）骨质中骨质中含水仅约20％－50％，大部分为固体成分，其中60％以上为无机盐，约40％为胶原等有机质。骨质中的无机盐又称为骨盐，骨盐中含有

[Ca2+]、[Mg2+]、[Na+]等阳离子和PO43+、CO32-

、OH-、CL-、F-等阴离子。（三）生物分子中很多无机离子存在于生物分子中，如铁离子参加血红蛋白、肌红蛋白的分子组成；铁、铜、镁、锌等离子以辅基的形式参加许多全酶的组成；碘离子参加甲状腺素分子的组成；钴离子参加维生素B12的分子组成；磷则以磷酸根的形式参与核酸、核苷酸、NAD+、NADP+及磷脂分子的组成等。第二节钾、钠、氯一、含量与分布钾、钠、氯在细胞内、外液中分布极不均匀，正常成年人的含量和分布如下：总量细胞内液细胞外液骨骼血清浓度钾2g/Kg体重98％2％5mmol/L钠1g/Kg体重5％50％

45％142mmol/L氯90%103mmol/L二、

摄入与排泄：1.钠：来源：食物排出：尿液，汗液，粪便粪便中的钠食物中的钠汗液中的钠人常识：大量出汗后要补充盐水尿液中的钠多吃多排少吃少排不吃不排食物中的K+消化道的K+随粪便排除的K+组织液中的K+尿K+血钾细胞中的K+2：钾多吃多排少吃少排不吃也排三、影响钠钾动态平衡的因素

（一）神经系统调节和激素调节细胞外液渗透压正常饮水不足失水过多食物过咸饮水过多盐分丢失过多细胞外液渗透压升高细胞外液渗透压降低下丘脑中的渗透压感受器垂体后叶释放抗利尿激素肾小管集合管重吸收水尿量减少尿量增加增加饮水产生渴觉大脑皮层++++-+----+下丘脑的神经分泌细胞分泌-+ADH作用机制小管液血液ADHADHRACATPcAMP蛋白激酶磷酸蛋白H2O（一）激素激素释放原因作用部位功能ADH醛固酮心钠素ANP垂体血浆渗透压↑血容量↓远曲小管重吸收水

水平衡肾上腺皮质

血容量↓

血钠↓/血钾↑远曲小管保钠－排钾电解质平衡心房肌钠摄入高于正常集合管钠重吸↓抗醛固酮抗ADH血钾或血钠含量保持平衡肾上腺血钾升高或血钠降低醛固酮分泌量增加吸钠排钾血钾或血钠含量保持平衡醛固酮分泌量减少吸钾排钠血钠升高或血钾降低（二）钠泵钠泵即Na+、K+-ATP酶，是一种跨膜蛋白。K+主要分布在细胞内液，Na+主要分布在细胞外液，起源因是钠泵的作用。当细胞内的Na+浓度增高或细胞外的K+降低时，细胞内的Na+、K+-ATP酶就被激活，将Na+从细胞内泵到细胞外，将K+从细胞外泵到细胞内，维持了细胞内外Na+、K+的平衡。此过程消耗ATP。（三）pH酸中毒时，H+从细胞外转运到细胞内，K+从细胞内转运到细胞外，引起高血钾。碱中毒时，H+从细胞内转运到细胞外，K+从细胞外转运到细胞内，引起低血钾。其机理是细胞膜能进行H+、K+交换。（四）蛋白质或糖原的合成蛋白质或糖原合成时，K+从细胞外转移进细胞内；蛋白质或糖原分解时，K+从细胞内转移到细胞外。第三节钙、磷一、含量与分布钙约占体重1.5％,总量约为700g；磷约占体重的1.2，总量约为600g。（一）骨质中人体内99.7%的钙和87.6％的磷都是以骨盐的形式存在于骨质中。钙、磷与骨的关系---钙化和脱钙1。骨的组成有机机质：胶原纤维骨连接素骨钙素骨盐：主要以羟磷灰石的形式存在骨细胞：参与成骨和溶骨作用2。成骨作用与钙化3。溶骨作用于脱钙（二）体液中体液中的钙主要分布在血浆中，而磷主要分布在细胞内。血浆中的钙磷统称为血钙、血磷。血钙：正常值：成人2.2~2.7mmol/L血磷：正常值：成人1.0-1.6mmol/L离子钙（游离钙）1.1mmol/L

柠檬酸钙0.12mmol/L结合钙：蛋白结合钙1.2mmol/L临床常以血清总钙反映血清离子钙的浓度血浆钙可扩散钙结合钙和离子钙之间的转变

H+血浆蛋白结合钙血浆蛋白＋Ca2+

HCO3-血清[Ca].[P]≈36-40正常>40骨盐沉积、促进成骨<36骨盐溶解、抑制成骨（三）生物分子中磷以磷酸根形式存在于核酸、核苷酸及磷脂等分子中。二、钙磷的吸收与排泄(一)钙的吸收与排泄部位：小肠上端方式：主动吸收，肠粘膜细胞钙结合蛋白结合，运至线粒体，经Ca++—Na+交换排入血液影响因素：(1)活性维生素D，决定因素(2)肠道pH值酸性利于吸收(3)食物成分Ca:P=2:1最佳(4)吸收率与年龄成反比

肾脏20%排泄肠道80%(二)磷的吸收与排泄部位：空肠方式：主动吸收影响因素：磷吸收良好，由于吸收不良引起缺P少见，活性维生素D促进磷吸收。肾脏70%排泄肠道30%三、钙、磷的生理功用(一)Ga、P是构成骨、齿主要成分(二)钙

1.影响某些酶活性2.降低神经肌肉兴奋性3.作为凝血因子Ⅳ参与凝血4.作为第二信使参与代谢（1）Ca2+-钙调蛋白信使系统（2）Ca2+-C激酶信使系统（三）磷以磷酸根形式参与许多生物分子的组成，参加许多重要反应过程。四、钙磷动态平衡的调节1.1,25-(OH)2-D31,25-(OH)2-D3是维生素D3的活性形式，主要作用为：促进小肠粘膜对Ca-P的吸收促进溶骨促进肾小管对Ca、P重吸收2.甲状旁腺素(parathyroidhormonePTH)来源：甲状旁腺主细胞分泌调节血钙浓度1.3~3.9mmol/L内负相关生理作用——升血钙、降血磷、。(1)对骨作用a.动员骨钙入血b.增加破骨细胞活性c.抑制成骨细胞活性（2）对肾的作用：促进肾远曲小管重吸收Ca,抑制对磷的重吸收3、降钙素，(Calcitonin,CT)来源：甲状腺滤泡旁细胞合成，分泌。分泌调节：血钙呈正相关生理作用——降血钙、降血磷(1)抑制骨盐溶解，促进成骨(2)抑制肾近曲小管对Ca、P重吸收(3)抑制肠道吸收Ca第四节镁一、含量与分布:总量21-28g,约占体重的0.029%。

骨组织57%

肌肉27％体内分布其它软组织20%

体液1%

血清Mg：0.75-1.0mmol/L二、来源与排泄来源：谷物、青菜、肉等含量较多。每日摄入250mg。

吸收方式—主动吸收，消化液Mg重吸收利用。1，25（OH)2D3可促进镁吸收。部位—小肠，尤其回肠排泄：肠道、肾脏，肾小管排Mg潜力很大三、Mg的生理功能1.在物质代谢中的作用：多种酶的激活剂和辅助因子2.对神经系统的作用：镁对中枢神经系统有抑制作用。血浆中Mg的浓度达到5mmol/L时，能引起中枢性呼吸麻痹。在神经肌肉兴奋性，心肌收缩中不可缺少。

铁一、含量与分布（一）含量铁是人体必需微量元素中含量最高的，约占人体体重的0.006％，正常成年男子体内含铁约3－4g，女子稍低。（二）分布体内铁的3/4存在于血红蛋白、肌红蛋百和细胞色素等含铁酶中，为功能铁。其余的铁以非血红素化合物即铁蛋白或含铁血黄素形式，储存于肝、脾、骨髓、肌肉和肠粘膜中，为储存铁。二、来源与排泄：（一）来源：人体铁的来源有二：一为食物铁，铁的食物来源很广泛，动物性食物中含铁较多。二为红细胞破坏后从血红蛋白释放出的铁。它们共同参加体内铁的代谢。为了维持铁平衡，通常成年男子每日需铁0.5－1.0mg,妇女月经、妊娠、哺乳期及儿童生长发育期，均需要更多的铁，每日代谢铁1.0-2.0mg。通常每日膳食平均含铁10－15mg，吸收率一般在10％左右，故能满足人体需要。（二）排泄大部分铁从消化道脱落的上皮细胞随粪便排出，一部分从泌尿生殖道脱落细胞和皮肤脱屑排出。通常成年男子每日排泄铁约0.5-1.0mg。三、吸收与运输食物中的铁有含铁蛋白、铁盐及血红素铁三种形式。铁离子（铁盐）以及含铁蛋白称为非血红素铁，均能直接被小肠粘膜上皮细胞吸收。

酮篮蛋白氧化食物Fe2＋吸收→血浆Fe3＋

脱铁铁蛋白释放Fe3＋→入血→转铁蛋白-Fe3＋→各组织Fe2+的吸收是Fe3+的3倍。,食物中还原性物质如维生素C、谷胱甘肽、半胱氨酸等能使Fe2+→Fe3+,促进铁的吸收。四、铁的生理功能1、参与Hb,Mb,Cyt等构成，并与多种与能量代谢有关酶类活性有关。2、合成铁蛋白和含铁血黄素促存。3、缺Fe时，出现低色素小细胞性贫血（缺铁性贫血）。肝脏合成DNA下降，能量利用下降，蛋白质合成下降。第六节铜一、含量与分布铜是人体必需微量元素，占人体体重的0.0001%,其中50％－70％存在于肌肉、骨骼中，20％存在于肝内，5％－10％存在于血液中。体内铜小部分呈游离状态，大部分呈结合状态。血液中的铜大部分与α－球蛋白结合血浆铜蓝蛋白，小部分与清蛋白及γ－球蛋白结合，极少以Cu2＋形式存在。正常成人总血清铜含量为0.02mmol/L。二、来源、吸收、运输、排泄

来源：人体铜主要来源于食物。铜的食物来源很广泛，贝克类、甲壳类、甲壳类动物及哺乳类动物的肝中含量较多。吸收：部位：小肠上段方式：大部分与小肠粘膜内的巯基金属蛋白结合吸收。运输：由血浆蛋白运输，进入肝脏储存。排泄：主要通过肠道，少数是肾脏三、生理功能铜在体内主要是以辅基形式参与酶的组成而发挥其生理功能。（一）血浆铜蓝蛋白（CP）血浆铜蓝蛋白又称铜氧化酶，它具有亚铁氧化酶的功能，它催化Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+再由血浆运铁蛋白运输。故缺铁性贫血补铁治疗效果不佳时，补充铜可以纠正。（二）细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶是细胞色素a和细胞色素a3的合称，它们各含一个铁离子和一个铜离子，两种离子配合将细胞色素c传来的电子交给分子氧，因而细胞色素氧化酶是呼吸链的终末电子传递体，与体内能量代谢正常进行密切相关。（三）超氧化物歧化酶人体超氧化物歧化酶有两种，一种含锰，另一种含铜、锌、。人的衰老与自由基对细胞的损伤有关，超氧自由基（O2.－）具有强的氧化能力，可使细胞受到损伤。超氧化物歧化酶能催化超氧自由基生成H2O2，H2O2再由过氧化氢酶或过氧化物酶消除。因此，超氧化物歧化酶能清除自由基、抗氧化、抗衰老。（四）赖氨酸氧化酶赖氨酸氧化酶与维持结缔组织正常功能有关，因为它维持了胶原蛋白以及弹性蛋白的网状共价交联，使弹性蛋白富有弹性，使胶原蛋白具有抗断能力。赖氨酸氧化酶催化赖氨酰的ε－氨基氧化脱氨生成醛赖氨酰。铜使赖氨酸氧化酶活性中心的必需组分。弹性蛋白中的网状交联是由三个醛赖氨酰与一个赖氨酰共同缩合成的锁链素。弹性蛋白中的网状交联有醛胺交联、醛醇交联及组氨酰交联。（五）其它酪氨酸酶与黑色素生成有关。多巴胺－β－羟化酶（DBH）及单胺氧化酶（MAO）与神经系统功能有关。第七节锌一、含量与分布锌占人体体重的0.0033%，成人约含2g。锌分布于各组织，以皮肤、视网膜、胰岛及前列腺组织含锌较高。皮肤含锌量约占全身总锌量的20％左右。头发中锌约为125－250ug/g,发锌含量可以反映体内总锌量及饮食情况。血浆含锌量为12.24-15.3umol/L，其中大部分与血清蛋白、球蛋白结合，2％呈游离态。二、来源与排泄来源：海洋生物、肉、肝、蛋、乳、花生、谷物均是锌的良好来源，尤其是虾、牡蛎含锌量丰富。吸收：每日摄取量：13mg/日。吸收率：20－30％植物中的锌较难吸收。排泄：主要从粪便排泄。三、生理功能(一)含锌酶的作用锌作为辅基参与多种酶的组成而调节代谢。含锌酶有200多种，如碳酸酐酶对红细胞及肾调节酸碱平衡起作用；乳酸脱氢酶对糖代谢起重要作用；谷氨酸脱氢酶对氨基酸分解起重要作用；DNA聚合酶、RNA聚合酶对核酸合成起重要作用；超氧化物歧化酶（Cu、Zn-SOD）与抗氧化、清除自由基有关等。缺锌可使皮肤伤口愈合延缓，儿童发育停滞、智力低下。(二)对胰岛素作用锌极易与胰岛素结合，使胰岛素围绕Zn2+形成六聚体复合物，这种复合物与精蛋白结合后使胰岛素作用时间延长。锌缺乏者糖耐量下降，胰岛素释放延缓。（三）对大脑功能的影响脑中的微量元素以锌含量最高。锌主要结合在脑细胞膜上，Zn2+能活化磷酸吡哆醛合成酶和抑制γ－氨基丁酸合成酶，从而减少了γ－氨基丁酸的合成，而γ－氨基丁酸是一种抑制性神经递质。妊娠妇女缺锌会后代记忆力下降。先天愚型和精神分裂症患者常伴有血清锌低下。（四）对食欲的影响唾液中的味多肽含有锌，为味蕾发育所必需，缺锌时味觉消失、食欲下降。（五）锌与生殖人与动物精液中含锌量可达0.2%,缺锌可引起性发育不良。第八节锰一、含量与分布锰占人体总量的0.00002%,约为13mg，分布于脑、肝、肾、胰腺、肌肉、骨骼等组织中。细胞中的锰较集中在线粒体。二、来源与排泄因为动物体内含锰一般较低，故人体锰主要来源于植物性食物，尤其茶叶、胡桃中含锰丰富，锰的参考摄入量约为3mg/日。锰大部分经胆汁随粪便排泄，少量由肾排泄。三、生理功能（一）作为某些酶的辅基或激活剂锰是精氨酸酶、RNA聚合酶、丙酮酸羧化酶、超氧化物歧化酶（Mn-SOD）的辅基，锰还是羧化酶、磷酸化酶、醛缩酶、磷酸葡萄糖变位酶、异柠檬酸脱氢酶、胆碱酯酶及DNA聚合酶和ATP酶等的激活剂，广泛地调节代谢。（二）参与骨骼的发育与造血锰与多糖聚合酶和半乳糖转移酶的活性有关，这两种酶又与硫酸软骨素的合成有关。硫酸软骨素是骨的有机基质的重要构成成分。所以缺锰可引起骨骼发育不良或畸形。锰还能通过促进铁卟啉合成及促进铜的利用而促进机体造血。（三）维持正常的生殖功能性激素合成需锰的参与，试验发现哺乳类动物缺锰可发生卵巢和睾丸退行性变，引起性发育不良、周期紊乱及不育。第九节碘一、含量与分布碘占人体总重量的0.00002%，其中约1/2存在于肌肉，1/3存在于甲状腺，甲状腺是含碘最多的组织。二、来源于排泄来源：海洋生物中含碘量较高，尤以海带、紫菜、海参、海虾中含量丰富。参考摄入量：0.1mg/日吸收：碘在消化道还原为I-后吸收。甲状腺滤泡从血液中摄取I-能力强，能将血浆中70％－80％的I-摄取，是一种耗能、逆浓度差、需要特异载体的主动摄取过程。被摄入滤泡细胞的I-被过氧化氢氧化为“活性碘”利用排泄:

以碘化物形式排泄，肾排泄为主，汗液、粪便也排出少量。三、生理功能碘是合成甲状腺素（T4）的原料.缺碘时甲状腺素合成减少，引起单纯性甲状腺肿。严重时导致发育停滞、智力低下、生殖力丧失、甚至痴呆、聋哑，称为克汀病（呆小症）。第十节其它微量元素铬：与改善动脉硬化和改善糖尿病有关：能加强脂肪氧化，升高HDL;

调节胰岛素与受体的结合，提高胰岛素生物效应。钼：是黄嘌呤氧化酶、醛氧化酶、亚硝酸还原酶等的重要组成成分钴：最少。存在于维生素B12,人和单胃动物不能利用吸收的钴合成维生素B12，因此需要吸收维生素B12硒(Se)

生理功能:(1)参与谷胱甘肽过氧化物酶构成(2)抗氧化作用，参与GSH-Px构成加强VE抗氧化作用。(3)在TCA循环和呼吸链中发挥作用(4)与视力和神经传导有关(5)其它缺酶可致克山病、大骨节病、癌肿发生氟：氟主要分布在骨骼和牙齿。增加牙齿的抗磨、抗腐能力与骨的硬度。过少引起龋齿过多引起氟中毒，使骨骼变形。水钠紊乱的类型概述(3)血钠浓度ECF量

钠水量

机制高钠血症低钠血症钠正常↓*水不足

失水为主

正常

中枢对Na+阈值↑↑

钠过多

钠潴留

↓*钠不足

失钠为主

正常*ADH异常↑

↑*水过多

摄水>排水

↓*钠水均不足

失水＝失钠

↑

钠水均多

钠贮＝水贮Hyponatremia(1)

(血清钠<135mmol/L)伴ECF↓性低钠血症:

特征:

①失钠?失水

②血钠浓度?

③血浆渗透压

?

><135mmol/L<280mmol/Ldehydration:hypotonicdehydration:(1)原因Hyponatremia(1)

伴ECF↓性低钠血症体液排出

＋单纯补水注意：一般失液不会直接引起低渗性脱水?●经消化道●经皮肤,体腔●经肾醛固酮分泌?

对醛固酮反应性?

利尿剂?↓↓↑肾内“自由水”产生，重吸收(2)对机体的影响Hyponatremia(1)

伴ECF↓性低钠血症失液+补水失钠>失水(ECF低渗)ADH↓水吸收↓尿不少醛固酮↑钠吸收↑ECFICF↑水ECF量↓渗透压↑代偿Hyponatremia(1)

伴ECF↓性低钠血症血容量ECF量↓渗透压↑尿少尿无钠循环衰竭脱水失代偿(2)对机体的影响Hyponatremia(1)

伴ECF↓性低钠血症失液+补水失钠>失水(ECF低渗)ADH↓水吸收↓醛固酮↑钠吸收↑ECFICF↑水ECF量↓渗透压↑血容量

尿少尿无钠循环衰竭脱水尿不少(3)治疗ECF正常的低钠血症？特征:ADH分泌异常增多；低钠血症；ECF正常(1)原因恶性肿瘤；中枢神经系统疾患；严重肺疾患；应激；某些药物等Hyponatremia(2)ECF正常的低钠血症(2)机制Hyponatremia(2)ADH↑ECF↑醛固酮尿钠↑低钠血症ICF↑伴ECF↑的低钠血症——急性水中毒特征:

ECF与ICF量↑；低渗(1)原因肾功能衰竭

+

进水过多Hyponatremia(3)

急性水中毒(2)影响摄水>排水ECF↑醛固酮尿钠↑ECF低渗ICF↑细胞肿胀Hyponatremia(3)Hypernatremia(1)

(血清钠>150mmol/L)伴ECF↓性