第二章 水、电解质代谢紊乱
distempered metabolism of
the water and electolyte
讲授内容
一、水、钠代谢紊乱
二、钾代谢紊乱
一,水、钠代谢障碍
(一 ) 正常水、钠代谢
(二 ) 水钠代谢障碍的分类
(三 ) 低钠血症
(四 ) 高钠血症
(五 ) 细胞外液容量不足
(六 ) 水肿
(一)正常水钠代谢
体液的含量和分布
体液的电解质成分
体液的渗透压
水、电解质的平衡与调节
体液含量及分布
60%
细胞内
液 40%
细胞外
液 20%
血浆 5%
组织间液
15%
成人体液含量占
体液的电解质成分
体液的渗透压
? 决定水通过生物膜 (半透膜 -细胞膜、血管内皮 )
扩散 (渗透 )程度,
? 取决于体液中溶质的分子或离子的数目
正常血浆渗透压 = 阳离子 (151) + 阴离子 (139)
+ 非电解质 (10)
= 300mmol/L(280 ~ 310mmol/L)
渗透作用示意图
H2O
H2O H2O
H2O
Na +
H2O H
2O
Na+
Na +Na+
水的平衡
饮水 1000~ 1300
食物 700 ~ 900
代谢水 300
尿 1000~ 1500
肺 350
皮肤 500
肠道 150
2500
2500水的来源
水的去路
单位,mL
水的生理功能
1,调节体温
2,促进物质代谢
3,润滑作用
4,其他:与蛋白质、粘多糖和磷脂结合发挥
生理功能
电解质的生理功能
1,参与新陈代谢
2,维持体液渗透压和酸碱平衡
3,维持神经肌肉静息电位和形成动作电位
水与电解质平衡的调节
下丘脑
神经垂体
细胞外液渗
透压增高
血管紧张
素 II增加
疼痛、情
绪紧张
渗透压感受器 容量感受器
细胞外液渗
透压降低
血容量增加
动脉血压升高颈动脉窦
压力
感受
器ADH
肾小管
H2O抗利尿素的调节示意图
+
+
+
-
-
-

近球细胞






肾动脉压下降
致密斑钠负荷减少
交感神经兴奋
肾素
血管紧张素原 血管紧张素 II
血管收缩
肾上腺
醛固酮
肾小管
Na+ H2O
重吸收
循环血量增加+
血管紧张素 I ACE
-
醛固酮分泌调节示意图
(二)水钠代谢紊乱的分类
1,低钠血症 低容量性低钠血症
高容量性低钠血症
等容量性低钠血症
2,高钠血症 低容量性高钠血症
高容量性高钠血症
等容量性高钠血症
3,细胞外液容量不足
4,细胞外液容量过多(水肿)
(三)低钠血症( hyponatremia)
1,低容量性低钠血症 —— 低渗性脱水
( hypovolemic hyponatremia) (hypotonidehydration)
特点:失 Na+大于失水,血清 Na +浓度小于
130mmol/L,
血浆渗透压小于 280mmol/L,伴有细胞外液量的
减少。
经肾丢失 肾外丢失
利尿剂
肾上腺皮质
功能不全
肾脏疾病
肾小管酸中毒
肾脏
重吸收
H2O, Na+
减少
消化道失液
第三间隙积液
经皮肤失液
含大量
H2 O,Na +
的液体
丧失
( 1)病因,
低渗性脱水
细胞外液容量 细胞外液渗透压
细胞外液移向细胞内
(细胞水肿)
组织间液
脱水征
血容量
休克
少尿
抑制渗透压感受器
ADH
肾小管重吸收水
无口渴
多尿,低比重尿
( 2)发病机制,
( 3)对机体的影响
体液量 渗透压












组织
间液




细胞外液减少
易发生休克
明显失水体征
无口渴感
ADH分泌减少
多尿 低比重尿
( 4)防治原则
1)防治原发病
2)合理补液 原则上补充等渗盐水,必要
时可适量补充高渗盐水(先
盐后糖)
3)处理休克等并发症
2,高容量性低钠血症 —— 水中毒
( hypervolemic hyponatremia )( water intoxication)
特点,过多的低渗性液体在体内潴留造成。细胞内外液容
量均增多,血 Na+〈 130mmol/L,血浆渗透压〈 280mmol/L 。
原因和机制,
对机体的影响,
水摄入过多
水排出减少
血液稀释
细胞内水肿
CNS症状
尿钠减少
尿比重降低
急性肾衰竭
而又输液不当
水中毒
防治原则
1,防治原发病
2,限制或停止水分摄入,严重者输入高渗
盐水及使用利尿剂。
(四 ) 高钠血症( hypernatremia)
低容量性高钠血症 —— 高渗性脱水
( hypovolemic hypernatremia) (hypertonic dehydration)
特点:失水多于失 Na+,
血清 Na+ 大于 150mmol/L,
血浆渗透压大于 310mmol/L,
细胞内外液量均减少。
( 1)水的摄入不足
水源断绝
不能喝水
( 2)水的丢失过多
呼吸道不显性蒸发
皮肤大量排汗
肾脏失水
胃肠道丢失
1,原因
高渗性脱水
细胞外液渗透压
细胞内液移向
细胞外
细胞脱水
刺激渗透压感受器
ADH
肾小管重吸收水
少尿,尿比重增高
口渴
2,发病机制
3,对机体的影响










体液量渗透压

浆 组织间液
细胞
内液
ADH分泌增加
尿量减少,
比重高
细胞内液明显减少
细胞脱水、皱缩,脱水热
脑细胞脱水使中枢功能障碍
脑血管破裂,蛛网膜下腔出血
血液浓缩
醛固酮分泌增加,尿量减少,尿钠减少
口渴 细胞外液减少,早期无休克
4,防治原则
( 1)防治原发病;
( 2)补液以 5%~10%葡萄糖为主,适量补 Na+
(先糖后盐 )。
(五)细胞外液容量不足 — 等渗性脱水
( extracellular fluid volume deficit)
特点:体液中的钠与水按血浆中的比例丢失。血
钠浓度( 130~ 150mmol/L) 及血浆渗透
压( 280~ 310mmol/L) 在正常范围内。
细胞外液容量减少。
病因和机制:
经肾丢失 肾外丢失
急性肾衰多尿期 呕吐、腹泻
慢性肾小管损害 大量胸、腹水
大面积烧伤
对机体影响
等渗性失水



脱水征 休克
防治原则
1,防治原发病
2,合理输液。轻者口服等渗盐水;重者以静
滴生理盐水为主,适量输以 5%~10%的葡
萄糖液 (先盐后糖 )
3,处理休克等并发症。
三种类型脱水的比较
高渗性脱水 低渗性脱水 等渗性脱水
原因 饮水不足或失 体液丧失仅补水 钠水等比例丧失
水过多
细胞外液 升高 降低 正常
渗透压
失水部位 细胞内液为主 细胞外液为主 细胞内外液均丧失
主要表现 口渴、尿少,无口渴、尿量正 口渴、尿少、血压
血压正常 常(晚期减少), 降低
血压降低
补液原则 先糖后盐 先盐后糖 先盐后糖
(六 ) 水肿( edema)
1,概念
体液在组织间隙或体腔积聚过多
积水:体液在体腔的聚集。
2,发病机制
正常组织液形成的过程及有关因素
血管内外液体交换平衡失调
体内外液体交换平衡失调
血管内外液体交换示意图
小动脉 小静脉血浆胶体渗透压3.72kPa
组织间静水压
-0.87kPa 组织间胶渗压 -0.67kPa
组织液生成的有效滤过压
=有效流体静压 -有效胶体渗透压
= 3.2 kPa - 3.05kPa
= 0.15 kPa
淋巴管
Pcap 2,33kPa
血管内外液体交换平衡失调
? 毛细血管流体静压
? 血浆胶体渗透压
? 微血管壁通透性
? 淋巴回流
球 -管失平衡基本形式示意图
H2O
Na
球 -管平衡 球 - 管失平衡
体内外液体交换平衡失调
? 肾小球滤过率
? 近曲小管重吸收钠水
肾小球滤过分数( filtration fractiong,FF)
心房肽分泌
? 远曲小管和集合管重吸收钠水
醛固酮分泌
抗利尿激素分泌
肾小球滤过分数( FF)
GFR
肾血浆流量
Pr
FF =
3,常见的几种水肿
心性水肿
肝性水肿
肾性水肿
脑水肿
4,水肿的特点及对机体的影响
水肿的特点:
水肿液的性状 —— 漏出液
渗出液
水肿的皮肤特点 —— 凹陷性水肿(显性水肿)
隐性水肿
全身性水肿的分布特点 —— 重力效应
组织结构特点
局部血液动力学
水肿对机体的影响:
有利的一面 —— 减轻心脏负荷
有助于心脏抗损伤
不利的影响 —— 营养障碍
对组织器官功能的影响
二,钾代谢紊乱
正常钾代谢
钾代谢障碍
低钾血症
高钾血症
(一 ) 正常钾代谢的特点
钾的含量及体内分布
钾总量,50~ 55 mmol/kg
细胞内 90%( 140~ 160mmol/L)
骨骼 7.6%
跨细胞液 1%
细胞外液 1.4%( 3.5 ~ 5.5mmol/L)
钾的来源:摄入 50~ 200 mmol/L/天
所有动、植物细胞富含钾,
90% 由小肠吸收
钾的排泄:肾脏 90%
肠道 10%(受醛固酮调节)
汗液
多吃多排,
少吃少排,30~ 50 mmol/d
不吃也排,5 ~ 10 mmol/d
钾代谢的调节
细胞之间的转移:
跨细胞转移
泵 -漏机制
Na-K-ATPase
胰岛素 Na-K-ATPase,进
儿茶酚胺 β-R 进
α-R 出
K+ e 高 进
低 出
酸碱平衡 酸 出
碱 进
渗透压 高 出
运动 加强 出
机体总钾 减少 出
钾的肾脏调节
肾小球:滤过
近曲小管和髓袢:几乎全部吸收( 90~ 95%)
远曲小管和集合管:



主 细胞
血 K+
血 Na+ Na+
K+ K+
Na+ Na-K 泵活性
膜对钾的通透性
钾的电化学梯度
闰 细胞
K+
H+ H+
K+



H+
K+
Na+
K+H
+( - )
醛固酮 排钾
K+增加 排钾
远曲小管尿流速
酸碱平衡 碱 排钾
钾的生理功能
1,维持新陈代谢
2,保持细胞静息膜电位
3,与神经系统的传导关系密切
4,调节细胞内外渗透压
5,调节酸碱平衡
(二) 低钾血症( hypokalemia)
1,概念:血清钾浓度< 3.5mmol/L
2,原因和机制:
摄入不足
丢失过多
跨细胞转移
肾脏丢失
胃肠道丢失
皮肤出汗
利尿剂
盐皮质激素
肾小管性酸中毒
缺镁
碱中毒
应用胰岛素
甲亢
3,对机体的影响
( 1)对神经肌肉的影响
1)急性低钾血症
主要表现为神经,肌肉兴奋性下降,
出现肌肉无力乃至麻痹
下肢 上肢、躯干、呼吸肌麻痹
呼吸衰竭
平滑肌麻痹 —— 麻痹性肠梗阻
机制:
细胞外 K+ K+外流 静息电位负值
静息电位和阈电位差值 细胞兴奋
性 (超极化阻滞状态)
低钾血症的效应还部分依赖于钙离子水平及体
液 pH值的影响
Ca++ 神经肌肉兴奋性 可加强低钾血症的
效应。故低钾血症宜慎用钙剂。
酸中毒:神经肌肉兴奋性
碱中毒:神经肌肉兴奋性
2)慢性低钾血症
神经肌肉兴奋性正常,因为细胞内钾逐渐
外移,使细胞内外 K+浓度均有降低,[K]i/[K]e
比值在正常范围内,静息电位无变化之故。
( 2)对心肌的影响
K+在维持心脏功能上起重要作用,K+ 浓
度的变化对心肌的基本特性(兴奋性、传导性、
自律性、收缩性)均有影响。
低钾血症可引起各种心律失常,如:早博、
窦性心动过缓、阵发性室上性心动过速,房室
传导阻滞、甚至室颤而死亡。
发病机制:
1)心肌兴奋性
急性低钾血症 心肌细胞对 K+ 通透性
静息状态时细胞内 K+ 外流 静息电位负值
变小,接近阈电位 兴奋性 (故易发生心律失
常)。
2)心肌传导性
K+ 外流 Na+内流 0期去极化速度和幅
度 (传导性与 0期去极化的速度及幅度有关) 传
导性 。
3)心肌自律性
自律性与自律细胞自动去极化速度有关。
K+ K+外流,使膜内电位处于较高水平。
加之钠自动内流(自动去极化) 易接近阈电位,
自动除极加快 自律性
4)心肌收缩性先增强后减弱
轻度低钾血症时,由于复极 2期 K+ 外流,而
Ca++内流,心肌细胞内 [Ca++ ] 收缩性
严重或慢性低钾血症时,细胞内缺 K+,心肌
细胞变性、坏死 收缩性
( 3)对血管的影响
K+< 2mmol/L 外周血管及冠状动脉收缩
( 4)对肾脏的影响
慢性低钾血症时,肾小管上皮细胞受损 对
ADH反应 肾浓缩功能 (多尿)
( 5)对胃肠道的影响
K+ 胃肠运动 麻痹性肠梗阻
( 6)对中枢神经系统的影响
K+ 糖代谢障碍 脑 ATP 精神
萎靡、昏睡、昏迷等。
( 7)对酸碱平衡的影响
代谢性碱中毒,反常性酸性尿
机制:
1) K+ 细胞内 K+ 外流
代谢性碱中毒
细胞外 H+内流
2)肾小管上皮细胞内 K+ H+ 肾小管 K+— Na+
交换, H+— Na+ 交换 尿排 H+ (酸性尿)
4,防治原则
( 1) 防治原发病
( 2)补钾
口服为宜,如需静脉补钾,要做到:浓度不过高,
速度不过快,剂量不过大,尿少不补钾。
(三)高钾血症( Hyperkalemia)
1,概念 即血清钾浓度> 5.5mmol/L
2,原因
( 1)肾排 K+减少:如肾衰、醛固酮减少等;
( 2) 细胞内 K+外移:如酸中毒、溶血、严
重外伤等;
( 3)钾摄入增加:如静脉输钾过快,输入大
量库存血等。
3,对机体的影响
( 1)对神经肌肉的影响
急性高钾血症:
轻度:神经肌肉兴奋性 (感觉异常、肌肉疼痛、
震颤等)。
(机制:细胞内、外钾浓度差 静息期细胞内
钾外流 静息电位负值 阈电位距离缩
短 神经肌肉兴奋性 )。
重度:> 7mmol/L,神经肌肉兴奋性
(肌无力、呼吸肌麻痹等)。(机制:细胞内外
钾浓度差 静息期细胞内钾外流
静息电位值接近或低于阈电位(静息电位 )
细胞膜快 Na+ 通道失活,不易形成动作电位
神经肌肉兴奋性 (去极化阻滞)。
慢性高钾血症:对神经肌肉影响不大,这是因为:血清钾缓慢
潴留,而逐渐流入细胞内,细胞内外 K+均有升高,细胞内外 K+比
值接近正常,静息电位正常之故。
( 2)对心脏的影响
引起各种心律失常,甚至室颤、停搏等。
1)心肌兴奋性变化
轻度高钾,兴奋性,重度高钾,兴奋性,即先高后低的
双相变化。机制与神经肌肉的变化机制相同。
2)心肌传导性
机制:细胞内外 K+ 浓度差,静息电位负值变小,Na+ 内流
0期去极化速度及幅度 传导性 (传导阻滞加之兴
奋性,故心跳骤停。)
3)心肌自律性
机制:高血钾 心肌细胞膜对 K+ 通透性
自律细胞 4期 K+ 外流加快,Na+内流减慢 自动去
极化减慢,自律性 。
4)心肌收缩性
机制:细胞外钾对钙内流有抑制作用,血钾高时,
复极化 2期 Ca++内流,心肌细胞 Ca++ 收缩性
5)对酸碱平衡的影响
代谢性酸中毒,反常性碱性尿
机制:①血钾 细胞外 K+ 内流
代谢酸中毒
细胞内 H+外流
病例讨论
患者,男,52岁,教师。慢性腹泻 3月,近 2日加重为稀软便伴双下肢
软弱无力,尿量较前减少,近 2d进食水均少,无便血,于上午 9时入
某院,予抗炎,补液治疗至夜 11时许共补液 1500ml,补钾 3g,患者
未解小便,随予 5%碳酸氢钠 250ml静滴,50%葡萄糖 40ml+速尿
20mg静注后解小便约 300ml,至夜 2时许患者病情加重,急转院,查
T36.8℃, BP12/8kPa,R40次 /min,全身大汗,HR96次 /min,律齐
无杂音,心音低钝,腹平软,肠鸣音减弱,四肢肌张力弱,肌力 0度,
腱反射消失,病理反射未引出,急查血 K+1.3mmol/L,
Na+138mmol/L,CI-118mmol/L,Ca2+2.0mmol/L,HCO3-20mmol/L,
ECG示:窦性心律不齐,Ⅰ 度房室传导阻滞,S-T段下降,U波明显,
Q-T间期延长。立即予补钾配成 0.6%氯化钾持续静滴,滴速 80滴 /min,
补镁补液,次日晨,双上肢肌力 Ⅳ o,双下肢肌力 Ⅱ o,24h共补液
3500ml,补钾 10g,患者四肢肌力均正常,尿量 1000ml。 复查 ECG
正常,血 K+5.0mmol/L,减少补钾补液量。此后查结肠镜示:慢性结
肠炎,带药回家治疗。
问 题
1.该患者主要存在哪些水、电解质紊乱?
2.首次接诊时治疗措施是否恰当?
3.为什么病人转院治疗后病情能迅速改善?