病理生理学课件：水电解质代谢紊乱

1、(Disturbances of water and electrolyte balance),第三章水和电解质代谢紊乱,湖南师大医学院病理生理学教研室,(Normal metabolism of water and electrolyte),第一节水与电解质的正常代谢,一、体液的容量和分布(Volume and distribution of body fluid),体内的水和溶解在其中的物质。,Total body water (TBW) 60%,Transcellular fluid(third space) 1,跨细胞液（第三间隙液）,(Water and electrolytes b

2、alance),水与电解质平衡,影响体液容量的因素,年龄、性别、胖瘦,二、体液的电解质和渗透压 (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-,细胞内外电解质的分布,血Na 135145 mmol/L,平均正常值,280310 mmol/L(mosm/L),血浆渗透压,等渗、高渗、低渗溶液,三、水钠平衡(balance of water and sodiu

3、m),(一) 水的平衡 (Water balance ),1.细胞内外水的运动(water movement between outside-inside of cell),水自由通过, 蛋白质、Na、K、Ca2+等不能自由通过,2.血管内外水的运动(water movement between outside-inside of capillary),蛋白质等大分子物质受限, 水和电解质自由交换,体内外水的平衡(Water balance between outside-inside of body),每日最低尿量500ml,呼吸道失水,皮肤不显性蒸发,生理需水量:15002000ml/da

4、y,(从尿排代谢废物35g/日 最大浓度68g）,(二) 钠的平衡(Sodium balance),100200mmol/D,4050mmol/Kg体重 60 40 可交换 不可交换,10,50,钠平衡,四、水和钠的生理功能(Physiologic function of water and sodium),(一)水的生理功能(Function of body water),促进物质代谢 调节体温 润滑 结合水和自由水,(二)钠的生理功能(Physiologic function of sodium),维持体液的渗透压和酸碱平衡 参与细胞动作电位的形成,五、水与钠平衡的调节(Regulatio

5、n of water and sodium balance),1.渴感(thirst),2.抗利尿激素 (antidiuretic hormone , ADH),ECF渗透压,有效循环血量,3.醛固酮(aldosterone),有效循环血量,4. 心房钠尿肽(ANP)的调节作用,ANP,对抗血管紧张素的缩血管效应,减少肾素的分泌,拮抗醛固酮的滞钠作用,抑制醛固酮的分泌,5.水通道蛋白,水通道蛋白（aquaporins,AQP）是一组构成水通道与水通透有关的细胞膜转运蛋白。至少有13种亚型存在于哺乳动物。,(Disturbances of water and sodium balance),第二

6、节 水、钠代谢紊乱,王某，男，15个月，因腹泻、呕吐4天入院。发病以来，每天腹泻68次，水样便，呕吐4次，不能进食，每日补5%葡萄糖溶液1000ml，尿量减少，腹胀。体检：精神萎靡，体温37.5(肛)(正常36.5-37.7)，脉搏速弱，150次/分，呼吸浅快，55次/分，血压86/50mmHg(11.5/6.67KPa)，皮肤弹性减退，两眼凹陷，前囟下陷，腹胀，肠鸣音减弱，腹壁反射消失，膝反射迟钝，四肢凉。实验室检查：血清Na+125mmol/L，血清K+3.2mmol/L。请问该患儿发生了何种水、电解质代谢紊乱？为什么？,病例分析,脱水(dehydration) 高渗性脱水 低渗性脱水 等

7、渗性脱水 水中毒(water intoxication) 水 肿(edema),类型（Classification）,一、脱水(Dehydration),体液容量减少(2%)。 body water deficit,(一)低渗性脱水(Hypotonic dehydration),低容量性低钠血症 (hypovolemic hyponatremia),serumNa+ 130 mmol/L plasma osmotic pressure 280 mmol/L sodium loss water loss,1.特点(point),2.原因 (causes),丢失过多(lost from ECF),

8、肾性失钠(renal losses) 胃肠道丢失(gastrointestinal losses) 皮肤丢失(skin losses) 液体积聚在第三间隙 (accumulate in third space),处理不当：只给水而未给电解质平衡液,3. 影响(effects),低渗性脱水的主要脱水部位 ECF 对病人的主要威胁 外周循环衰竭,低渗性脱水的分度,4防治的病理生理基础(pathophysiological basis of prevention and treatment),原则上补等渗溶液（生理盐水等）,抢救休克,去除病因,(二)高渗性脱水(hypertonic dehydrat

9、ion),低容量性高钠血症 (hypovolemic hypernatremia),1.特点(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)丢失过多(lost from ECF),水源断绝 进食困难 丧失口渴感,呼吸道蒸发 大量出汗 尿崩症和溶质性利尿,3. 影响(effects),ECF量,细胞脱水,CNS功能障碍,嗜睡,昏迷,出血,ADH,肾重吸收水,ICF中水向ECF转移,脑体积

10、因脱水而显著缩小时，颅骨与脑皮质之间的血管张力增大，可导致静脉破裂而出现局部脑出血和蛛网膜下腔出血。,脱水热 (dehydration fever) 因皮肤蒸发水减少引起的体 温上升。,高渗性脱水的主要发病环节 ECF高渗主要脱水部位 ICF减少，脑细胞脱水,高渗性脱水的分度,4防治的病理生理基础(pathophysiological basis of prevention and treatment),及时补水,适当补钠、钾,去除病因,1.特点(point),(三)等渗性脱水(Isotonic dehydration),sodium loss water loss serumNa+ 1301

11、50mmol/L plasma osmotic pressure 280310 mmol/L,2.原因(causes),丢失等渗液(lost isotonic fluid),胃肠道丢失(gastrointestinal losses) 皮肤丢失(skin losses) 液体积聚在第三间隙(accumulate in third space),3. 影响(effects),ECF渗透压正常，血Na+正常,(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？,4防治的病理生理基础(pathophysiological basis of prevention and treatmen

12、t),补等渗溶液或平衡溶液,去除病因,三种类型体液容量减少的比较,王某，男，15个月，因腹泻、呕吐4天入院。发病以来，每天腹泻68次，水样便，呕吐4次，不能进食，每日补5%葡萄糖溶液1000ml，尿量减少，腹胀。体检：精神萎靡，体温37.5(肛)(正常36.5-37.7)，脉搏速弱，150次/分，呼吸浅快，55次/分，血压86/50mmHg(11.5/6.67KPa)，皮肤弹性减退，两眼凹陷，前囟下陷，腹胀，肠鸣音减弱，腹壁反射消失，膝反射迟钝，四肢凉。实验室检查：血清Na+125mmol/L，血清K+3.2mmol/L。请问该患儿发生了何种水、电解质代谢紊乱？为什么？,病例分析,高容量性低钠

13、血症 (hypervolemic hyponatremia),二、水中毒(water intoxication),体钠总量正常或增多，水潴留 serumNa+ 130 mmol/L plasma osmotic pressure 280 mmol/L,1.特点(piont),2.原因(causes),(2)水排出减少 (decrease of water excretion),(3)ADH分泌过多,急性肾功能衰竭,恐惧、疼痛、失血、休克等,(1)入水过多,水潴留,3.影响(effects),脑疝,正常颅腔内某一分腔有占位性病变时，该分腔的压力比邻近分腔的压力高，脑组织从高压区向低压区移位，被挤

14、到附近的生理孔道或非生理孔道，使部分脑组织、神经及血管受压， 脑脊液循环发生障碍而产生相应的症状群，称为脑疝。脑疝是由于急剧的颅内压增高造成的。,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(pathophysiological basis of prevention and treatment),预防,限水,排泄：利尿,转移：小剂量高渗盐水 (减轻细胞水肿),三、水肿(Edema),1概念(concept) 过多的液体积聚在组织间隙。Accumulation of excess fluid within the interstitial

15、spaces.,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(local edema)全身性(anasarca),(3)按范围,(4)按水肿液存在状态,显性水肿（frank edema) 又称凹陷性水肿(pitting edema),隐性水肿 （recessive edema),2.水肿的机制 (mechanisms of edema),影响组织液生成回流的基本因素,肾小球滤出钠、水 9999.5 肾小管重吸收 657

16、0 近曲小管吸收 0.51 排出,球管平衡,(1)血管内外液体交换异常(imbalance of exchange between intra- and extra-vascular fluid),组织液生成回流,毛细血管流体静压增高(increased capillary hydrostatic pressure),血浆胶体渗透压降低(decreased plasma colloid osmotic pressure) 合成；丢失；分解,微血管壁通透性(increased capillary permeability),炎症： 感染、烧伤、冻伤、化学伤、昆虫咬伤等,淋巴回流障碍(lympha

17、tic obstruction),(2) 体内外液体交换平衡失调(imbalance of exchange between intra- and extra-body fluid),球管失衡,肾小球滤过率,肾小管重吸收,球管失衡基本形式示意图,(decreased glomerular filtration rate),滤过面积 有效循环血量,肾小球滤过率下降,肾小管重吸收增加,(Increased tubular reabsorption),3.常见全身性水肿的 发病机制及特点,心性水肿(cardiac edema),特点:因重力作用 先发于下垂部位,右心衰心性水肿,左心衰心源性肺水肿,右

18、心衰心性水肿,左心衰心源性肺水肿,机制,右心功能,GFR,钠水潴留,肾小管重吸收,醛固酮 ADH,眼睑、颜面部水肿,肾性水肿(renal edema),组织结构特点,急性肾小球肾炎,慢性肾小球肾炎,特点:腹水为主,肝性水肿(hepatic edema),What is the mechanism of hepatic edema?,掌握：低（高）渗性脱水对机体有哪些影响。 （注意比较两者之间的不同，为什么。） 水肿的发病机制有哪些。 熟悉：各种水钠代谢紊乱的主要病因。 了解：水肿的特点及对机体的影响。,水钠代谢障碍小结,(Potassium homeostasis and its disord

19、ers),第三节 钾代谢及钾代谢障碍,Questions,引起血钾浓度改变的常见原因是什么？ 高钾血症对人体最主要的危害是什么？ 为什么低钾血症和高钾血症在临床上 都会出现肌肉无力、软瘫的表现？ 为什么酸中毒患者常伴有高血钾，碱 中毒患者常伴有低血钾？,一、正常钾代谢(Normal metabolism of potassium),1. 摄入(intake)： 食物,2. 吸收(absorption): 肠道,3. 排泄(excretion) : 肾（urine 80%90） 肠 (feces 10) 皮肤 (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),参与细胞代谢(Promoting the cell metabolism),维持细胞膜静息电位 (Maintenance of the resting membrane potential),调节渗透压和酸碱平衡 (Regulating the osmotic pressure and acid-base balance),6.钾平衡的调节(Regulation of potassium balance),跨细胞转移,肾调节,结肠排钾,Na+

21、-K+ATP酶 (主动),漏 (被动),K+i：150 mM,K+e：3.5-5.5 mM,钾的跨细胞转移:泵漏机制,Na +,K +,K +,H+,主细胞,K +,血管,远端肾小管,闰细胞,肾对钾排泄的调节:,钾的跨细胞转移:泵漏机制 泵：指钠-钾泵，即Na+-K+-ATP酶，将K+泵入细胞内 漏：指钾离子顺浓度差通过各种K+通道进入细胞外液,1. 激素：胰岛素，儿茶酚胺 2. 细胞外液的K+浓度 3. 酸碱平衡,影响钾在细胞内外转移的因素,肾对钾排泄的调节:,远曲小管和集合管调节钾平衡：,闰细胞重吸收K+（H+-K+-ATP酶),主细胞泌K+（Na+-K+泵）,醛固酮: Na- K+泵活性

22、 细胞外液的K+浓度 酸碱平衡: H使Na-K泵活性 远曲小管液流速加快,影响肾排钾的因素,二、低钾血症(Hypokalemia),概念 (concept) Serum K+ 3.5mmol/L,缺钾(potassium deficit) 体内钾缺失,(一)原因和机制(Causes and mechanisms),1. 摄入不足 (decreased K+ intake),钾来源减少,不吃也排,Hypokalemia,2. 失钾过多(increased K+ excretion),消化道、皮肤丢失,肾失钾,排钾性利尿剂 肾小管性酸中毒 皮质激素、醛固酮 Cusings disease 镁缺失,

23、3.钾向细胞内转移 (K shifts into the cells),过量胰岛素治疗(insulin therapy),低钾性家族性周期性麻痹 (hypokalemic familial periodic paralysis),(二)对机体的影响 (Effects),对神经肌肉兴奋性的影响 (effects on neuromuscular excitability),神经肌肉兴奋性,机制 (mechanism),超极化阻滞(hyperpolarized blocking),因静息电位与阈电位距离增大而使神经肌肉兴奋性降低的现象。,表现 (manifestations),骨骼肌：四肢无力软瘫

24、，呼吸肌麻痹,胃肠道平滑肌：食欲不振、腹胀、 麻痹性肠梗阻,2.对心脏的影响(effects on the heart),低血钾对心肌电生理特性的影响,复极延缓T波低平,出现U波， ST段压低,传导性P-R间期延长,自律性房性、室性期前收缩,心电图的变化,低钾血症时心电图的改变,低钾血症时心电图的改变,心律失常 对洋地黄类药物敏感性,心肌损害具体表现,3.对肾功能的影响(effect on renal function),4.骨骼肌损害 (injury of bone muscle ) 缺血缺氧性肌痉挛、坏死和横 纹肌溶解,5.对酸碱平衡的影响(effect on acid-base bala

25、nce),反常性酸性尿,碱中毒(alkalosis),K+,血K+ ,肾小管,(三) 防治的病理生理基础(Pathophysiological basis of prevention and treatment),先口服后静脉 严禁静脉推注 控制量和速度,三、高钾血症(Hyperkalemia),概念(Concept) Serum K+ 5.5mmol/L,(一)原因和机制(Causes and mechanisms),1. 排钾减少(decreased K+ excretion),肾功能衰竭,保钾类利尿剂,醛固酮,2. K+从细胞内逸出(K+ shifts out of cells),高血糖

26、合并胰岛素不足,高钾性周期性麻痹 (hyperkalemic periodic paralysis),药物、组织分解、缺氧等,假性高钾血症,3.入钾过多(increased K+ intake),(二)对机体的影响(Effects),1. 对神经肌肉兴奋性的影响 (effects on neuromuscular excitability),神经肌肉兴奋性先后,机制 (mechanism),去极化阻滞 (hypopolarized blocking),静息电位达到55 60mV时由于快钠通道失活 使细胞兴奋性降低的现象。,轻度（5.57mmol/L）：细胞兴奋性 肢体感觉异常。 重度（7mmo

27、l/L）：细胞兴奋性肌无力。,骨骼肌的表现,2.对心脏的影响(effects on the heart),心肌传导性,心肌兴奋性先 后,高血钾对心肌电生理特性的影响,3期K+外流,复极加速T波高尖,传导性 P-R间期延长 QRS波增宽,传导阻滞及自律性心律失常,心电图的变化,高钾血症时心电图的变化,高钾血症时心电图的变化,心律失常 心搏骤停,心肌损害的表现,3.对酸碱平衡的影响(effects on acid-base balance),酸中毒(acidosis),K+,血K+ ,肾小管,反常性碱性尿,H+ ,(三) 防治的病理生理基础(Pathophysiological basis of prevention and treatment),减少血钾来源,促进钾移入细胞,对抗钾的毒性,排钾,王某，男，15个月，因腹泻、呕吐4天入院。发病以来，每天腹泻68次，水样便，呕吐4次，不能进食，每日补5%葡萄糖溶液1000m