水盐代谢和酸碱平衡.ppt

1、第十三章水盐代谢和酸碱平衡,第一节 正常人体的体液,人体的新陈代谢是在体液环境中进行的。 体液是指体内的水分及溶解于水中的无机盐和有机物的总称。 其中以离子状态存在的物质称为电解质，主要是无机盐，也包括某些小分子有机物和蛋白质，所以水和电解质的代谢又称为水盐代谢,一、体液（一）正常体液的含量和分布 细胞外液（占体重20% ） 血浆（占体重5%） 组织间液(占体重15%） 细胞内液（占体重40,体 液,体液占体重60,体液功能,细胞内液：细胞内生化反应的场所 血浆：沟通了各组织、器官之间的联系 组织间液：营养物质的摄取、代谢产物 排出的渠道,二）影响体液含量和分布的因素年龄、性别、胖瘦等,1.随

2、着年龄增加，体液占体重的比例减少 （主要是组织间液的改变） 2.女性及肥胖者，体液占体重的比例较小,表13-1 不同人群体液的总量与分布(占体重) 细胞外液 年龄 体液总量 细胞内液 总量 组织间液 血 浆 新生儿 80 35 45 40 5 婴儿 70 40 30 25 5 儿童 65 40 25 20 5 成年人 60 40 20 15 5 老年人 55 30 25 18 7,二、体液中的电解质 电解质概念体液中以离子状态存在的物质称为电解质，主要是无机盐，也包括某些小分子有机物和蛋白质,一）体液电解质的含量和分布 见表132,表13-2 体液中电解质的含量与分布 血浆 细胞间液 细胞内液

3、 mmol/L mEq/L mmol/L mEq/L mmol/L mEq/L Na+ 142 142 147 147 15 15 K + 5 5 4 4 150 150 Ca2+ 2.5 5 1.25 2.5 1 2 Mg2+ 1.5 3 1 2 13.5 27 总 量 151 155 153.25 155.5 179.5 194 Cl 103 103 114 114 1 1 HCO3 27 27 30 30 10 10 HPO42 1 2 1 2 50 100 SO42 0.5 1 0.5 1 10 20 有机酸根 6 6 7.5 7.5 蛋白质 2 16 0.125 1 7.88 63

4、总 量 139.5 155 153.125 155.5 78.88 194,阳 离 子,阴离子,从表格可看出：电解质的含量和分布特点,1.细胞内、外液电解质含量的差异显著 2.体液呈电中性 (各种体液中阴、阳离子的总量相等。 以毫克当量/升：mEq/L表示) 3.细胞内外的渗透压基本相等 4.血浆和组织间液之间，除蛋白质含量差别较大以外，其他组成含量基本接近,二）体液电解质与渗透压,1、体液渗透压 体液渗透压的大小取决于溶于其中的各类颗粒的数目，而与颗粒大小、电荷、或质量无关。 渗透压平衡是维持细胞正常形态和功能必须的条件。 2、渗透压类型 晶体渗透压：由低分子晶体物质产生的渗透压 (以无机盐

5、为主) 胶体渗透压：由蛋白质等大分子产生的渗透压,第二节 水盐代谢,一、水的代谢 （一）水的生理功能 促进并参与物质代谢 调节体温 运输作用 润滑作用 结合水的作用,二）水平衡 正常成人每天水的进出量基本相等,水的摄入量（ml/d,水的排出量（ml/d,食物水 1000,饮水 1200,代谢水 300,呼吸 350,皮肤 500,粪便 150,肾脏 1500,总量 2500,总量 2500,正常成人每天尿量：1500ml 最低尿量： 500ml （500ml：少尿、 100ml：无尿） 生理需水量：2500ml 最低需水量：1200ml,二、无机盐代谢 （一）无机盐的生理功能,1.维持体液渗透

6、压和酸碱平衡 2.维持神经、肌肉的兴奋性 神经肌肉兴奋性,Na+ + K,Ca2+ + Mg2+ + H,心肌兴奋性兴奋性,Na+ + Ca2,K+ + Mg2+ + H,3.构成组织细胞成分 4.参与物质代谢,二）无机盐的代谢平衡 1钠、氯的代谢平衡,1）含量和分布 钠 4050 mmolL （0.91.1g）/kg体重 骨骼基质 40% 细胞外液50% 血清Na+： 细胞内液10% 135145mmolL 氯 主要存在于细胞外液，与Na一起吸 收 血清Cl-： 98106mmolL,钠,经肾随尿排出为主 多吃多排、少吃少排、不吃不排,2）吸收和排泄 肠道吸收 成人每天需要量：4.59.0g

7、,2钾的代谢平衡,含量和分布 正常成人体内钾含量为 3157 mmolL（1.22.2g）/kg体重 其中：细胞内98%， 细胞外2%， 血清 K+ 3.55.5mmol/L,钾离子在细胞内外液中的分布还受机体物质代谢的影响。 酸碱平衡对钾离子在细胞内外液中的分布也有影响,吸收和排泄,食物中的K+90为肠道吸收，未吸收的部分随粪便排出。正常人每日钾的需要量约24g。 90经肾随尿排出 ， 10由肠道排出 多吃多排、少吃少排、不吃也排,低血钾与高血钾,1）低血钾： 血 K+ 3.5mmol/L 原因：钾的摄入不足 钾的丢失过多 细胞外钾大量向细胞内转移,碱中毒时,血液 H,血K+,肾小管,细胞,

8、H,K+ 1,2）高血钾:血K+ 5.5mmol/L,原因：钾的输入过多 钾的排泄障碍 细胞内钾释放过多,酸中毒时,血液 H,血K+,肾小管,细胞,K,三、水和无机盐平衡的调节,一）神经系统的作用 （二）激素的作用 （三）肾脏的作用,一）神经系统的调节,机体失水 高盐饮食 输入高渗NaCl,细胞外液（晶体）渗透压,刺激丘脑下部渗透压感受器,大脑皮层兴奋,口渴,二）激素的作用1、抗利尿激素（ADH）的调节,下丘脑（分泌,垂体（贮存,血液,肾,远曲小管、集合管对水的重吸收,排尿量,2、醛固酮的调节,H+-Na+交换 肾远曲小管 排钾泌氢，保钠保水 K+-Na+交换,3、肾脏的作用 它通过肾小球的滤

9、过作用、肾小管的重吸收作用及离子交换作用来调节水和无机盐的平衡,第四节 酸碱平衡,在生命活动中，机体需要不断地摄取食物，其中含有酸性和碱性物质，机体在代谢中也会产生酸性和碱性的产物，而正常人血浆pH只在极小的范围内（7.357.45）发生变动。 机体处理酸、碱物质的含量和比例，维持体液酸碱度的相对稳定性即pH在恒定范围内的过程称为酸碱平衡,机体酸碱平衡 血液中氢离子浓度（H+）的相对恒定。 酸碱平衡紊乱 各种原因引起动脉血液H+超出正常范围（升高或降低）的 病理变化,一、体内酸性和碱性物质的来源,一）酸性物质的来源,类型,挥发性酸,H2CO3,CO2,H2O,CO2,CO2,CO2,固定酸,H

10、2SO4 H3PO4 尿酸 甘油酸 丙酮酸 乳酸 三羧酸 酮体,体内物质氧化分解产生,物质在体内氧化分解或转化生成,体内酸的主要来源,二）碱性物质的来源,1.蔬菜、瓜果中的有机酸盐如:柠檬酸盐、苹果酸盐 柠檬酸盐 苹果酸盐 药物或饮料中的小苏打（ NaHCO3 ） 3.代谢产生的NH3 NH4+，从而增加了体液的pH,柠檬酸或苹果酸继续氧化、分解,Na+（K+） HCO3,NaHCO3或KHCO3 （碱性物质,H,二、机体对酸碱平衡的调节,1.血液的缓冲作用 2.肺对酸碱平衡的调节作用 3.肾脏对酸碱平衡的调节作用 4.组织细胞对酸碱平衡的调节作用,人体调节酸碱平衡的系统,一）血液的缓冲作用,

11、1血液缓冲体系组成,血浆中缓冲对： NaHCO3/H2CO3，Na2HPO4/NaH2PO4，NaPr/HPr （Pr：血浆蛋白,红细胞中缓冲对： KHCO3/H2CO3，K2HPO4/KH2PO4，KHb/HHb，KHbO2/HHbO2 （Hb：血红蛋白,表13-5 全血五种缓冲系统,缓冲酸 缓冲碱 H2CO3 HCO3 + H+ H2PO4- HPO42 + H+ HPr Pr + H+ HHb Hb + H+ HHbO2 HbO2 + H,表13-6 全血中各缓冲体系的含量与分布,缓冲体系 占全血缓冲体系% 碳酸氢盐缓冲体系 53 血浆HCO3 35 红细胞内HCO3 18 非碳酸氢盐缓

12、冲体系 47 HbO2及Hb 35 磷酸盐 5 血浆蛋白 7,血液pH值与缓冲对比值的关系,pH = pKa+ lg,NaHCO3,H2CO3,6.1 + lg,20,1,6.1+1.3 = 7.4,只要使NaHCO3与H2CO3的比值保持20/1， 就可以维持血液pH不变,在正常生理条件下，血浆中NaHCO3的浓度约为24mmol/L，H2CO3的浓度约为1.2mmol/L，两者比值为24/1.220/1,2、血液缓冲体系的作用,1）对固定酸的缓冲作用,固定酸,缓冲固定酸的主要成分,HA NaHCO3 NaA H2CO3,H2CO3 H2O CO2 H2CO3 NaPr NaHCO3 H-

13、Pr (Pr代表蛋白,生成的H2CO3去路,2）对碱的缓冲作用,BOH H2CO3 BHCO3 H2O BOH NaH2PO4 BNaHPO4 H2O 碱性物质,b.血液流经肺部,CO2 H2O,O2 K Hb H2CO3,HHb + K+ + HCO3,血浆,HCO3-+ K+ + HHb,H2O CO2,KHbO2 H2CO3,Cl,CO2 O2,红细胞,红细胞,肺泡,图131 对挥发性酸的缓冲作用,组织 CO2 O2,HCO3,Cl,KHbO2,a.血液流经组织,CA,O2,Cl,CA,碳酸氢盐缓冲体系的主要特点,缓冲能力强 （含量占全血缓冲系53），且能迅速完成。 该体系有开放性 通过

14、肺和肾对H2CO3和HCO3-的调节使缓冲物质易于补充或排出，缓冲潜力大。 缓冲作用的局限性：只能减少H+变化的幅度，不能够从根本上解决体内酸或碱偏多偏少的问题,二）肺脏对酸碱平衡的调节,肺主要以呼出CO2来调节血液中H2CO3浓度， 维持 NaHCO3/H2CO3等于20/1，保持pH=7.4,血液中H2CO3 PCO2,pH下降,延髓呼吸中枢兴奋 呼吸加深加快 CO2呼出,三）肾脏对酸碱平衡的调节,主要作用：泌H+ 泌NH4+ HCO3- 重吸收（保碱） H+-Na+交换 主要机制： NH4+-Na+交换 K+-Na+交换,排酸,图132 H+-Na+交换与NaHCO3重吸收,血液,肾小管

15、上皮细胞,肾小管管腔,H2O,CA,CO2,H2CO3,HCO3,H,NaHCO3,Na,HCO3,Na,H,H2CO3,H2O,NaHCO3,CO2,CO2,图133 H+-Na+交换与尿液的酸化,血液,肾小管上皮细胞,肾小管管腔,H2O,CO2,CA,H2CO3,HCO3,H,Na,NaHPO4,NaH2PO4,终尿,Na,NaHCO3,CO2,Na2HPO4,图134 NH4+-Na+交换与铵盐的排泄,血液,肾小管上皮细胞,肾小管管腔,H2O,CO2,CA,HCO3,H,NaCl,Na,Cl,Na,NH,4,Cl,NaHCO3,谷氨酰胺,氨基酸,NH3,终尿,CO2,H2CO3,3、K+

16、-Na+交换,高血钾,H+-Na+交换,K+-Na+交换,酸中毒,低血钾,K+-Na+交换,H+-Na+交换,碱中毒,K+-Na+交换与H+-Na+交换有竞争作用,高血钾 酸中毒,血液,细胞,肾小管细胞,K,H,K,K,H,H,尿,H+少,K+多,低血钾 碱中毒,血液,细胞,肾小管细胞,K,H,K,K,H,H,尿,H+多,K+少,四）组织细胞对酸碱平衡的调节作用,1、主要以离子交换形式进行，如H+-K+、H+-Na+、K+-Na+、HCO3-Cl-交换等 2、如：当细胞外液H+浓度增加时，一部分H+ 被血液缓冲，另一部分H+则可与K+、Na+交换进入细胞。体液pH值与血钾浓度的关系见前述,代偿

17、作用 血液PH的相对恒定，是通过调节NaHCO3与H2CO3的浓度比值。若一因素发生改变，另一因素发生继发性改变，使NaHCO3与H2CO3的比值仍维持在20/1，则pH仍在7.40左右，此种现象称为代偿作用。 失代偿作用 当NaHCO3或H2CO3浓度的改变超出机体的代偿能力，两者浓度比值难以维持在20：1，致使pH偏离正常范围，此现象称为失代偿作用,第五节 酸碱平衡紊乱,一、基本类型,呼吸性碱中毒（ H2CO3,代谢性碱中毒（ NaHCO3,呼吸性酸中毒（ H2CO3,NaHCO3 原发性异常,代谢性酸中毒（ NaHCO3,H2CO3 原发性异常,一）代谢性酸中毒,1.常见原因 固定酸来源

18、过多 酸性代谢产物排出障碍 体内NaHCO3丢失过多 高血钾、大面积烧伤 引起大量血浆渗出等,血NaHCO3 原发性,2 .代偿作用 举例： 酮症酸中毒 血液：乙酰乙酸 + NaHCO3 乙酰乙酸-Na + H2CO3 肺：pHH+呼吸中枢兴奋 呼吸加深加快CO2呼出 血浆H2CO3 肾：泌H+ 、泌NH3 NaHCO3重吸收 固定酸排出 尿液酸度,3 .基本特征 1）血浆NaHCO3原发性， 而H2CO3继发性 2）呼吸加深、加快 PCO2 3）尿液酸度、铵盐排出,二）呼吸性酸中毒 1.常见原因 呼吸中枢受抑制 呼吸道堵塞 呼吸肌麻痹 肺部疾病或胸廓病变 及CO2吸入过多等等,血H2CO3

19、原发性,2. 代偿作用 肾脏：泌H+ 、泌NH3 NaHCO3重吸收 血中 NaHCO3呈代偿性 尿液酸度,3.基本特征 1）血浆H2CO3 原发性，PCO2 血浆NaHCO3继发性 2）尿液酸度、铵盐排出,三) 代谢性碱中毒 1.常见原因 固定酸丢失过多 剧烈呕吐 胃液引流 碱性药物摄入过多 胃溃疡患者服用大量NaHCO3 血钾降低 及血氯降低等等,血NaHCO3原发性,2.代偿作用 如剧烈呕吐直接丢失胃酸，肠液中等量的HCO3-进入血液，血 NaHCO3 肺：pH H+ 呼吸中枢兴奋 呼吸变浅变慢CO2呼出 血浆H2CO3 肾：泌H+ 、泌NH3 NaHCO3重吸收 固定酸排出 尿液酸度,

20、3.基本特征 1）血浆NaHCO3原发性 ，H2CO3和PCO2也随之增加或稍高 2）呼吸变浅、变慢 PCO2 3）尿液酸度 、铵盐排出,四)呼吸性碱中毒 1.常见原因 精神性过度通气 呼吸中枢受到直接刺激 肺部疾患和低氧血症 人工呼吸机使用不当 等等,血H2CO3 原发性,2.代偿作用 血液： H2CO3 、P CO2 、pH 肾：泌H+ 、泌NH3 NaHCO3重吸收 血中 NaHCO3呈代偿性 尿液酸度,3.基本特征 1)血液H2CO3 原发性，PCO2 血浆NaHCO3 2）尿液酸度 、铵盐排出,二、判断酸碱平衡的几项生化指标 (一)血液PH 通常是指动脉血中H+ 浓度的负对数。其正常

21、参考范围为7.35-7.45，平均值：7.4。 pH 7.45 失代偿性碱中毒 pH 7.35 失代偿性酸中毒 pH = 7.357.45 正常人 酸碱平衡失调而代偿良好 某些酸中毒合并碱中毒,二）二氧化碳分压（PCO2） 指动脉血中以物理状态溶解的CO2分子所产生的张力。 正常值：4.4-6.25kPa(33-47mmHg) 均值： 5.33 kPa(40mmHg) PCO2是反映酸碱平衡呼吸性因素的指标。 PCO2 ：呼吸性酸中毒或代谢性碱中毒（代偿、失代偿） PCO2 ：呼吸性碱中毒或代谢性酸中毒（代偿、失代偿,三）标准碳酸氢盐和实际碳酸氢盐 1.标准碳酸氢盐（Standard bicarbonate, SB） 是全血在标准条件下（即Hb的氧饱和度为100%，温度为37，PCO2为