第三章 水、电解质平衡紊乱

总字数：37,714 图：8 表：1

第三章 水、电解质代谢紊乱

第一节 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、等渗性脱水

六、水 肿

第二节 钾代谢障碍

一、钾正常代谢

二、钾代谢障碍

第三节 镁代谢障碍

一、镁正常代谢

二、镁代谢障碍

第四节 钙磷代谢障碍

一、正常钙磷代谢、调节和功能

二、钙、磷代谢异常 第三章 水、电解质代谢紊乱

第一节 水、钠代谢障碍

一、正常水、钠代谢

水是机体的重要组成成分和生命活动的必需物质，人体的新陈代谢是在体液环境中进行的。体液是由水和溶解于其中的电解质、低分子有机化合物以及蛋白质等组成，广泛分布于组织细胞内外。分布于细胞内的液体称细胞内液（intracellular fluid，ICF），它的容量和成分与细胞的代谢和生理功能密切相关。浸润在细胞周围的是组织间液（interstitial fluid），其与血浆（血管内液）共同构成细胞外液（extracellular fluid，ECF）。细胞外液构成了人体的内环境，是沟通组织细胞之间和机体与外界环境之间的媒介。为了保证新陈代谢的正常进行和各种生理功能的发挥，维持内环境相对稳定是必需的。

体内水的容量及电解质的成分和浓度是通过机体的自稳调节机制控制在一个相对稳定的、较窄的范围内，疾病和外界环境的剧烈变化常会引起水、电解质平衡的紊乱，从而导致体液的容量、分布、电解质浓度和渗透压的变化。这些紊乱得不到及时纠正，常会引起严重后果，甚至危及生命，故水和电解质问题在临床上具有十分重要的意义，纠正水和电解质紊乱的输液疗法是临床上经常使用和极为重要的治疗手段。

（一）体液的容量和分布

成人体液总量占体重的60%，其中细胞内液约占体重的40%，细胞外液占体重的20%，细胞外液中的血浆约占体重的5%，其余15%为组织间液。组织间液中有极少的一部分分布于一些密闭的腔隙(如关节囊、颅腔、胸膜腔、腹膜腔)中，为一特殊部分，也称第三间隙液。由于这一部分是由上皮细胞分泌产生的，又称为跨细胞液（transcellular fluid）。 体液总量的分布因年龄、性别、胖瘦而不同。从婴儿到成年人，体液量占体重的比例逐渐减少。新生儿体液量约占体重的80%，婴儿占70%，学龄儿童约占65%，成年人占60%。另一方面，体液总量随脂肪的增加而减少，脂肪组织含水量约为10%~30%，而肌肉组织的含水量约为25%~80%，因此肥胖的人体液总量占体重的比例比瘦的人少，瘦人对缺水有更大的耐受性。

（二）体液的电解质成分

细胞内液和细胞外液电解质成分有很大的差异。细胞外液的组织间液和血浆的电解质在构成和数量上大致相等，在功能上可以认为是一个体系，阳离子主要是Na+，其次是K+、Ca2+、Mg2+等，阴离子主要是Cl-，其次是HCO3-、HPO42-、SO42-及有机酸和蛋白质，两者的主要区别在于血浆含有较高浓度的蛋白质(7%)，而组织间液的蛋白质含量仅为0.05%~0.35%，这与蛋白质不易透过毛细血管进入组织间液有关，其对维持血浆胶体渗透压、稳定血管内液（血容量）有重要意义。

细胞内液中，K+是重要的阳离子，其次是Na+、Ca2+、Mg2+，Na+的浓度远低于细胞外液。主要阴离子是HPO42-和蛋白质，其次是HCO3-、Cl-、SO42-等。各部分体液中所含阴、阳离子数的总和是相等的，并保持电中性，如果以总渗透压计算，细胞内外液也是基本相等的。绝大多数电解质在体液中是游离状态。

（三）体液的渗透压.

溶液的渗透压取决于溶质的分子或离子的数目，体液内起渗透作用的溶质主要是电解质。血浆和组织间液的渗透压90%~95%来源于单价离子Na+、Cl-和HCO3-，剩余的5%~10%由其它离子、葡萄糖、氨基酸、尿素以及蛋白质等构成。血浆蛋白质所产生的渗透压极小，仅占血浆总渗透压的1/200，与血浆晶体渗透压相比微不足道，但由于其不能自由通透毛细血管壁，因此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。通常血浆渗透压在280~310mmol/L之间，在此范围里称等渗，低于此范围的称低渗，高于此范围的称高渗。

维持细胞内液渗透压的离子主要是K+与HPO42-，尤其是K+。细胞内液的电解质若以mmol/L为单位计算，与细胞外液的渗透压基本相等。

（四）水的生理功能和水平衡

1、水的生理功能

水是机体中含量最多的组成成分，是维持人体正常生理活动的重要营养物质之一，水的生理功用是多方面的：

（1）促进物质代谢：水既是一切生化反应的场所，又是良好的溶剂，能使物质溶解，加速化学反应，有利于营养物质的消化、吸收、运输和代谢废物的排泄。水本身也参与水解、水化、加水脱氧等重要反应。

（2）调节体温：水的比热大，能吸收代谢过程中产生的大量热能而体温不至于升高。水的蒸发热大，1g水在37℃完全蒸发需要吸收575卡热量，所以蒸发少量的汗就能散发大量的热量。水的流动性大，能随血液迅速分布全身，而且三部分体液中水的交换非常迅速，使得物质代谢中产生的热量能够在体内迅速均匀分布。因为水有这些特点，所以水可以调节体温和维持产热和散热的平衡。

（3）润滑作用：泪液可以防止眼球干燥而有利于眼球转动，唾液可保持口腔和咽部湿润而有利于吞咽，关节囊的滑液有利于关节转动，胸膜和腹膜腔的浆液可减少组织间的摩擦等都与水的润滑作用有关。

（4）体内的水有相当大的一部分是以结合水的形式存在(其余的以自由水的形式存在)。这些结合水与蛋白质、粘多糖和磷脂等相结合，发挥其复杂的生理功能。各种组织器官含自由水和结合水的比例不同，因而坚实程度各异，心脏含水79%，比血液仅少4%(血液含水83%)，但由于心脏主要含结合水，故它的形态坚实柔韧，而血液则循环流动。

2、水平衡 正常人每天水的摄入和排出处于动态平衡之中。水的来源有饮水、食物水、代谢水。成人每天饮水量波动于1000~1300ml之间，食物水含量约700~900ml。糖、脂肪、蛋白质等营养物质在体内氧化生成的水称为代谢水，每天约300ml(每100g糖氧化时产生60ml，每100g脂肪可产生107ml，每100g蛋白质可产生41ml)，在严重创伤如挤压综合征时大量组织破坏可使体内迅速产生大量内生水。每破坏1kg肌肉约可释放水850ml。

机体排出水分的途径有四个，即消化道(粪)、皮肤(显性汗和非显性蒸发)、肺(呼吸蒸发)和肾(尿)。每天由皮肤蒸发的水(非显性汗)约500ml，通过呼吸蒸发的水分约350ml。前者仅含少量电解质，而后者几乎不含电解质，故这两种不感蒸发排出的水分可以当作纯水来看待。在显性出汗时汗液是一种低渗溶液，含NaCl约为0.2%，并含有少量的K+，因此，在炎夏或高温环境下活动导致大量出汗时，会伴有电解质的丢失。健康成人每日经粪便排出的水分约为150ml，由尿排出的水分约为1000ml~1500ml。必须指出，正常成人每天至少必须排出500ml尿液才能清除体内的代谢废物。因为成人每日尿液中的固体物质(主要是蛋白质代谢终产物以及电解质)一般不少于35g，尿液最大浓度为6g%~8g%，所以每天排出35g固体溶质的最低尿量为500ml，再加上非显性汗和呼吸蒸发以及粪便排水量，则每天最低排出的水量为1500ml。要维持水分出入量的平衡，每天需水约1500ml~2000ml，称日需要量。在正常情况下每日水的出入量保持平衡（图3-1）。尿量则视水分的摄入情况和其他途径排水的多少而增减。

图3-1 正常人每日水的摄入和排出量

（五）电解质的生理功能和钠平衡

机体的电解质分为有机电解质(如蛋白质)和无机电解质(即无机盐)两部分。形成无机盐的主要金属阳离子为K+、Na+、Ca2+和Mg2+，主要阴离子则为Cl-、HCO3-、HPO42-等。无机电解质的主要功能是维持体液的渗透压平衡和酸碱平衡；维持神经、肌肉和心肌细胞的静息电位并参与其动作电位的形成；参与新陈代谢和生理功能的活动等。

正常成人体内含钠总量为40~50mmol/kg体重，其中60%~70%是可以交换的，约40%是不可交换的，主要结合于骨骼的基质。总钠的50%左右存在于细胞外液，10%左右存在于细胞内液。血清Na+浓度的正常范围是130~150mmol/L，细胞内液中的Na+浓度仅为10mmol/L左右。成人每天饮食摄入钠约100~200mmol。天然食物中含钠甚少，故人们摄入的钠主要来自食盐。摄入的钠几乎全部由小肠吸收，Na+主要经肾随尿排出。摄入多，排出亦多；摄入少，排出亦少。正常情况下排出和摄入钠量几乎相等。此外，随着汗液的分泌也可排出少量的钠，钠的排出通常也伴有氯的排出。

（六）体液容量及渗透压的调节

细胞外液容量和渗透压相对稳定是通过神经-内分泌系统的调节实现的。渗透压感受器主要分布在下丘脑视上核和室旁核。正常渗透压感受器阈值为280mmol/L，当成人细胞外液渗透压有1%~2%变动时，就可以影响抗利尿激素（antidiuretic hormore, ADH）的释放。非渗透性刺激，即血容量和血压的变化可通过左心房和胸腔大静脉处的容量感受器和颈动脉窦、主动脉弓的压力感受器而影响ADH的分泌（图3-2）。在一般情况下，不会因为喝水和吃盐的多少而使细胞外液的渗透压发生显著的改变。当机体内水分不足或摄入较多的食盐而使细胞外液的渗透压升高时，则刺激下丘脑的视上核渗透压感受器和侧面的口渴中枢，产生兴奋。也可反射性引起口渴的感觉，机体会主动饮水以补充水的不足。另一方面促使ADH的分泌增多，ADH与远曲小管和集合管上皮细胞管周膜上的V2受体结合后，激活膜内的腺苷酸环化酶，促使cAMP升高并进一步激活上皮细胞的蛋白激酶，蛋白激酶的激活使靠近管腔膜含有水通道的小泡镶嵌在管腔膜上，增加了管腔膜上的水通道，增加了水通道的通透性，从而加强肾远曲小管和集合管对水的重吸收，减少水的排出；同时抑制醛固酮的分泌，减弱肾小管对Na+的重吸收，增加Na+的排出，降低了Na+在细胞外液的浓度，使已升高的细胞外液渗透压降至正常。

图3-2 抗利尿激素的调节及其作用示意图

反之，当体内水分过多或摄盐不足而使细胞外渗透压降低时，一方面通过抑制ADH的分泌，减弱肾远曲小管和集合管对水的重吸收，使水分排出增多；另一方面促进醛固酮的分泌（图3-3），加强肾小管对Na+的重吸收，减少Na+的排出，从而使细胞外液中的Na+浓度增高，结果已降低的细胞外液渗透压增至正常。在正常条件下，尿量具有较大的变动范围（500~2000ml），说明肾在调节水的平衡上有很大的潜力。只有在肾功能严重障碍时，对水的总平衡才有较大影响。实验证明，细胞外液容量的变化可以影响机体对渗透压变化的敏感性。许多血容量减少的疾病，其促使ADH分泌的作用远超过血浆晶体渗透压

图3-3 醛固酮分泌的调节及作用示意图

降低对ADH分泌的抑制，说明机体优先维持正常的血容量。其它因素，如精神紧张、疼痛、创伤以及某些药物和体液因子，如氯磺丙脲、长春新碱、环磷酰胺、血管紧张素II等也能促使ADH分泌或增强ADH的作用。研究表明，心房肽(atriopeptin)和水通道蛋白也是影响水钠代谢的重要体液因素。心房肽或称心房钠尿肽(atrial natriuretic peptide, ANP)是一组由心房肌细胞产生的多肽，约由21~33个氨基酸组成。当心房扩展、血容量增加、血Na+增高或血管紧张素增多时，将刺激心房肌细胞合成释放ANP。ANP释放入血后，将主要从四个方