水和电解质代谢紊乱

更新于 2026年10月13日 版权声明
(一)水和电解质代谢紊乱

人体内的液体部分,称之为体液,约为人体体重的60%,它是人的生命必需的重要组成部分,其广泛的分布于全身的各脏器组织,细胞的内外,称为细胞内液和细胞外液。

体液主要成分是水,其中含有许多有机物质,包括蛋白质、脂肪、糖、激素,酶等。许多中间代谢产物及非蛋白氮等代谢物质,也含有许多无机物包括钠、钾、钙、镁、氯、图示图示等离子与CO2、O2等物质。电解质是指体液中能离解为阴、阳离子的物质。在生理状态下,细胞内外的物质成分相当稳定,经常处之动态平衡状态,在各脏器及神经内分泌的精密调节下,既维持着物质的正常代谢过程,也保持着各种物质成分的内环境稳定,从而保证了各脏器各组织的生态功能。水是许多物质的溶剂,在整个生命的过程中,川流不息周循全身,随之携带着很多的电解质及水溶性非电解质交流于细胞内外各脏器各组织之间和人体的内外,并保持细胞内外体液量及物质的浓度、pH、渗透压,温度等条件的相对稳定性。因此,任何疾病,任何脏器和系统在病理状态下,均可影响和导致水和电解质代谢的紊乱。水和电解质代谢的紊乱,也可影响众多脏器的正常功能,在一些疾病的发生,发展过程中,尤其处理不好时,可转化为主要故障。

体液在人体内占有十分重要的地位。体液小儿较多,成人较少,男性较多,女性较少,瘦者较多,肥者较少。其总量约占人人体重的44%~80%。健康男性平均为60%,女性为55%,婴儿为77%,小儿在4~9岁时渐降至成年人的正常水平。体液分布于细胞的内外,在细胞外液占体重的16%~20%,体液流动于血管及淋巴管内者为血浆及淋巴,占体重的3.5%~5%,其余是细胞间液。细胞内液约占体重的40%。此外,胃肠道分泌的各种消化液,肾脏分泌的尿液,皮肤分泌的汗液及呼气所含的水分是细胞外液中的特殊部分。在病理环境中,可发生异常变化。

对细胞外液的血浆或血清成分人们有较一致的认识。血浆中有阴阳离子各155mmol/L,主要的阴离子有Cl-及图示。细胞间液是血浆的超滤液,二者电解质浓度及性质的区别较小,主要不同在于血浆中含有较多的蛋白质,而组织间液中蛋白质仅有0.05%~0.36g%,这是由于蛋白质分子较大不易透过毛细血管膜所致。在电解质方面,血浆中钠离子浓度比组织间液者稍低,可以维持毛细血管内外侧渗透压于平衡状态。

细胞内液的成分较难测定,一般用肌肉活检或同位素法测定推算,难以准确。

各脏器各组织细胞内液化学成分也各有不同,各种变异与其生理功能有关。细胞内液阴阳离子各为180~200mmol/L,与细胞外液有显著差别,其共同特点是阳离子都以钾、镁为主。阴离子都以有机磷酸及蛋白质为主,小部分为图示。

细胞内外的电解质分布如此悬殊。显然与细胞内外物质代谢及其生理功能有关,故细胞内的钾离子浓度20~30倍于细胞外钾浓度。钾从低浓度至高浓度,必然需要能量,这是与葡萄糖、氨基酸等物质进入细胞内而进行的糖原及蛋白质等合成性代谢有着密切的关系。

在所谓的“钠泵”作用下,不断地将进入细胞的钠排出,同进使钾进入细胞。凡此均与能量(三磷酸腺苷ATP)代谢有关。如此可防止钾从细胞内逸出和钠侵入细胞内,从而维持细胞内外液体浓度、离子分布,pH、渗透压等的生态平衡状态。

电解质及水分在细胞内外虽频繁交换,但由于细胞膜的半渗透性及某些酶的特性,只容许水分及部分电解质自由出入而不容许蛋白质渗出,使细胞内外的渗透压维持于生态平衡之状态。渗透压是溶液中电解质及非电解质类溶质微粒对水的吸引力。影响渗透压的主要离子是钠,当葡萄糖及尿素氮显著增高时,亦可产生高渗透压性的病变。如渗透压超过310mmol/L时,称为高渗透压。低于280mmol/L时,称为低渗透压。

体液水分的重要生理有以下几方面:转运各种生命所必需的物质及排除体内不需要的代谢产物。因体液的循环,各种生命所必需的物质如许多营养料,包括氨基酸、葡萄糖、脂类、维生素、电解质、各种激素、酶及氧等,可分布于全身供应各种细胞的组织,同时也带走许多代谢产物,如CO2、尿素、尿酸、肌酐及各种酸基等,以便经肺脏和肾脏等排出。

通过汗分泌与不知觉水分蒸发等作用而散热,有利体温下降。

调整电解质和蛋白质的浓度,从而调节了渗透压。

体液中含有各种重要缓冲物质,从而调整酸碱平衡。

水代谢:体内水分与体外水分的交流。即人体出入水量平衡问题。即饮入水、食物水、食物及体内物质氧化后产生的水,前者为摄入水,后者为氧化水。正常每日水需要量约在2 000ml,其需要量约与热能消耗成正比,即每4.184J热需水1ml,或按体重计每公斤30~40ml,在一般情况下,成人需求水分量每日在1 500~3 000ml范围内。小儿需求量的比成人多1倍,即每公斤体重50~90ml;2岁以下婴儿需要量更大,每公斤体重100~150ml。

食物种类与水需要量有密切关系,当1g糖氧化后产生0.56ml水,1g脂肪氧化后产生水1.07ml,1g蛋白质则产生水0.34ml。糖及脂肪氧化后产生的二氧化碳可经肺排出不需多量水帮助排泄,蛋白质代谢产物为尿素、尿酸等氮化物,每克排出需水约20ml,钠盐每毫当量排出需水6.5ml。因此多食蛋白质,盐类者水的需要量较多,脂肪次之,糖类最少,平时一般饮食最低入水量可能为150~900ml,多食糖类者仅需200ml。

水分从体内排出途径:肾脏是排出水分的最主要器官,通过尿液的排出,对细胞外液的总量、pH、渗透压及其成分的内环境稳定起了非常重要的调节作用。每日尿量视饮水量及其他3个途径的失水量与调节机能而定,一般每日为1~2L,但为了保证清除代谢产物中的废料,维持细胞外液特别是血浆成分的恒定,pH、渗透量等正常,每日尿量最少需500ml左右。当少于此量时称为少尿症,则有发生氮质血症的可能。

在生态平衡的状况,肠粪便中的水分,每日为50~200ml,如呕吐或腹泻时可大大地增加。

皮肤通过汗的分泌以对体温的调节,在较低的气温时,不知不觉的汗分泌每日有350~700ml,当在高温环境下,或剧烈劳动、运动时,或在各种代谢率增高的状态下,则汗的分泌会大大地增加,时有达之数升或10余升之多。汗为低张液,其中水分比血浆中水分相对较多,钠氯离子浓度则较低,故大量汗出时,经汗失水多于失钠,可引起严重失水和血浆中高渗透性水钠代谢紊乱。大汗后失钠也非常严重,因此,对供应高温环境下的劳动者的冷饮必须注意补充钠盐。

正常人经肺部呼出的水分,每日为250~350ml。在正常生理条件下,肺部失水仅占出水量的一小部分。但在气急的患者中,则损失量可能较多。当急性肾功能衰竭时,或少尿无尿的情况下,则肺呼出的水分及皮肤蒸发去的不知不觉水分估计,在治疗中应予重视。

哺乳期的妇女每日乳汁分泌可达900ml左右。在计算出入水分平衡时,必须计入。

在正常的生态平衡状况下,成人每日最少排水总量约在1 200ml,如有大汗或饮水量大时,则出水量达7~8L。除非由于生长、发育、妊娠等生理情况外,一般每日入水总量与出水总量相等或在某一阶段中在平衡状态,称为水平衡。否则发生水平衡紊乱而有脱水或水过多等表现。(https://www.daowen.com)

人体内部水分交流:消化道能自食物及饮料吸收大量水分,同时也能再吸收自身分泌的大量体液,成年人(按70kg体重计)消化道每日能分泌唾液500~1 500ml;胃液1 000~2 400;ml肠分泌液700~3 000ml;胰分泌液,700~1 000;ml胆液100~400ml。以上液体总量为3 000~8 300ml。

正常人消化道中每日交换大量水分。几乎1~2倍于血浆量或细胞间液的2/3左右,但几乎全部吸收。故粪便中水量甚微。当影响消化功能时,可发生体液代谢紊乱,干扰生态平衡。

血浆及细胞间液的交流,血浆及淋巴仅占细胞外液的1/4,这较细胞间液为少,但其流速较快,且毛细血管分布广泛,组成巨大过滤面及吸收面。故水分交流迅速而频繁,对于气体交换,营养料供应与代谢产物的运输颇为重要。

毛细血管壁系半渗透膜,能容纳水及电解质自由出入,但不容许蛋白质外渗。在生态平衡状况下,动脉端毛细血管内流体静力压为4.27kPa,较血浆蛋白渗透压(3.33kPa)大0.933kPa,为动脉端水分流向间质之滤透压;静脉端毛细血管内流体静力压为1.60kPa,较血浆蛋白渗透压小1.73kPa,故水分自间质流向静脉端毛细血管,于是形成血浆及间质体液的交流。淋巴管内外亦经常有水分的交流,维持其动力平衡。

由此可见,当毛细血管的渗透性,因炎症、缺氧等因素而改变时,或血浆蛋白质的浓度改变时,或脉管阻塞,流体静力压上升时,常影响血浆及细胞间液的交流而发生水肿等生态失衡的变化。

水分与细胞内外的交流与细胞代谢的活动颇有关系。由于细胞膜内外电解质等成分不同和细胞膜本身的半渗透特性,故水的交流将取决于细胞内外体液中的物质代谢、化学成分与渗透压力等变化。当人体失水而血容量下降时,首先由细胞间液渗出补充,可引起组织脱水;当失水严重而未能及时的纠正时,还可发生细胞的内液外渗,而引起细胞失水,以致造成细胞功能紊乱,甚而发生病理性的变化。如细胞外液渗透压减低时,则水自细胞外进入细胞内;细胞外液渗透压增高时,则水自细胞内逸出。

水平衡的调节状况:在人的具体生存中,每日进入机体内的水盐量差异很大,周围环境中的温度,湿度差异性亦不一,人们的具体活动量也因时而不同,但体液的量、渗透压及其成分等变化却很少,始终在保持着人体生态平衡,维持着机体的内环境稳定。

这是神经内分泌对全身各脏器特别是肾脏的周密调节而产生的。

很多激素均能影响水盐代谢,其中最重要的是抗利尿激素(ADH)及醛固酮。细胞外液的渗透压是由抗利尿激素所调节的;细胞内外液的电解质主要是由醛固酮所调节。当然还有其他的激素所影响。二者都受细胞的外液量,特别是血容量的影响,同时也可调节细胞外液量及血容量。

当人体失水时,细胞的外液量减少,血容量下降,血浆渗透压上升,下丘脑等渗透压感受器受刺激而发生口渴感,同时视上核及脑室旁核受刺激而分泌ADH,作用于肾远曲小管及集合管,使水分再吸收加强,于是尿量减少,保证了水分不再丢失。

当盐类进食较多时,或血循环中注入氯化钠、果糖、蔗糖等高渗溶液时,可使细胞外液渗透压上升,当超过细胞内渗透压时,亦可刺激下丘脑发生口渴感和ADH分泌。通过饮水,补液后,血容量和渗透压又可恢复正常,以保持人体生态平衡。

ADH的分泌对血浆渗透压的改变非常敏感,在机体健康状况下,往往轻度失水或多进钠盐等就可引起刺激而起调整水平衡的作用。其次,当各种原因引起有效血容量下降时,如急性失血等情况下,甚而静立位时,都可刺激ADH分泌。此种血容量下降的刺激,可能是通过颈动脉窦、主动脉弓的压力感受器从左心房张力感受器而反射性地刺激下丘脑而发生的。

就一般情况而论,ADH对细胞外液的调节,通过渗透压改变及血容量(或细胞外液量)下降二种刺激,在生理条件下,以前者为主,在病理条件下,以后者为主。

当慢性肾上腺皮质机能减退,慢性充血性心衰时,可有血钠过低,渗透压低于正常,但仍可因血容量不足而刺激ADH分泌。故在病理血容量改变的刺激较渗透压的影响更为重要。ADH作用机理是通过激活细胞膜上腺苷环化酶,转化三磷酸腺苷为环化腺苷-磷酸而刺激水再吸收的。

醛固酮是调节细胞外液量及其电解质成分的主要激素。

通过钠盐经肾脏远曲小管,肠壁粘膜等的再吸收和钾的排出而起调节细胞外液量的作用。当有效血容量因多种原因而降低时,肾小球球旁装置中细胞受刺激而分泌肾素,通过肾素-血管紧张素-醛固酮系统而引起醛固酮分泌增多,于是使钠和水滞留而细胞外液又增多。此外,当钠盐、钾盐摄入量改变,各种因素影响促肾上腺皮质激素分泌等情况下,也可调节醛固酮分泌。限制钠,摄入钾、各种失水、失血、灼伤等急性应激和血浆蛋白质低下等慢性病变,均可刺激醛固酮分泌,从而通过钠钾代谢而调整血容量。

在正常情况下,当醛固酮贮钠作用持续至一定时间而钠量有过多倾向时,肾小管再吸收钠又减弱,称为逃脱现象。据推测可能有利钠因子分泌而细胞外液获得更圆满调节。

在细胞外液和水盐代谢的调节方面,肾上腺皮质激素和ADH还相互影响,相互拮抗。

当人体失钠时,先由细胞外液中等可交换性钠转移补充,补液后钠也先进入可交换性钠的部分。当钠过多时,可交换性钠池中含量增加而引起水肿。骨骼中非交换性钠系沉积于骨质中磷酸钙晶体表面,故不易与细胞外液交流动用。

一般成人每日需要钠量大致为6~12g。可依据食物种类,生活习惯,劳动情况,环境气候等因素而各自不同,采取相对的摄入钠量,以确保人体生态平衡。

✍AI写作