北大基础医学病理生理学课件 水和电解质代谢紊乱

1、(Disturbances of water and electrolyte balance)第三章水和电解质代谢紊乱北京大学医学部病理生理教研室 吴立玲 健康成人体内含多少水? 细胞内外主要含哪些电解质? 机体是如何维持水与电解质平衡的? 有哪些脱水的类型? 脱水病人是不是都有少尿的表现? 你听说过水中毒吗? Questions(Metabolism of water and electrolyte) 第一节水与电解质的代谢一、体液的容量和分布(Volume and distribution of body fluid)体液(body fluid)体内的水和溶解在其中的物质。(Water a

2、nd electrolytes balance)水与电解质平衡体液的容量(volume)化学成分(composition)渗透压(osmotic pressure)分布(distribution)相对恒定Total body water (TBW) 60%细胞内液Intracellular fluid (ICF)40细胞外液Extracellular fluid (ECF)组织间隙15组织液Interstitial fluid(ISF) 血浆5%PlasmaTranscellular fluid (third space) 1进行生化反响的场所 内环境，输送营养和排泄代谢产物 影响体液容量的因

3、素Body fluid TBW (%) Adult male TBW(%) Adult femaleTBW(%) InfantNormal605070Lean706080Obese504260 年龄、性别、胖瘦水在体内的分布%足月婴周岁婴儿童成人体液总量80706560细胞内液35404040组织液39.5252015血浆5.5555二、体液的电解质 (Electrolyte in body fluid)ECF: Na+、Cl-、 HCO3-ICF: K +、 Mg2 +、 HPO42- Pr- 血Na 140 mmol/L血Cl 104 mmol/L血HCO3 24 mmol/L 平均正常值

4、消化液 胃液：H，K， Cl 肠液：Na，K，Cl ，HCO3胰液： Na，K，HCO3 三、体液的渗透压 和水的交换(Osmotic pressure of body fluid and water movement)(一)体液的渗透压(Osmotic pressure of body fluid) 280310 mmol/L (mOsm/L)血浆渗透压溶液的渗透压取决于溶质的微粒数目 血Na产生的渗透压约占血浆总渗透压的4550 (二) 水的交换(Water movement ) 1.细胞内外水的运动(water movement between outside-inside of cel

5、l) 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Daily intake (ml/day)Daily output(ml/day) Drinking 1300Urine 1500Water in food 900Lungs 400Water of oxidation 300Skin 500Stool 100Total 2500Total 25003. 体内外水的运动(Water movement between o

6、utside-inside of body) 每日最低尿量500ml呼吸道失水皮肤不显性蒸发 insensible lose生理需水量: 1500ml/day(从尿排代谢废物35g/日 最大浓度68g三、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 Promoting metabolism 调节体温 Regulating body temperature 润滑 Lubrication (二)钠的生理功能(Physiologic function of sodi

7、um)维持体液的渗透压和酸碱平衡Maintaining plasma osmotic pressure and acid-base balance 维持神经肌肉兴奋性Maintenance of neuromuscular excitability 四、水与钠平衡的调节(Regulation of water and sodium balance) 1.渴感(thirst) 下丘脑视上核渴中枢ECF渗透压血容量2.抗利尿激素(antidiuretic hormone , ADH)ECF渗透压有效循环血量渗透压感受器(下丘脑和颈内动脉) ADH肾重吸收水ECF量渗透压容量感受器(左心房和胸腔大静

8、脉) 3.醛固酮(aldosterone)有效循环血量醛固酮肾重吸收Na+H2OECF量低血Na+高血K+Regulation Water and Electrolyte Balance 水平衡：thirst and ADH 钠平衡：aldosterone感受细胞外液渗透压 和血容量感受血容量、血Na和血K浓度 42岁男性，因恶心、呕吐、腹胀和腹部 绞痛3天入院。既往史：20岁做过阑尾切除术。体检： T 38.7C，脉搏104 beat/min BP 115/70 mmHg 腹胀，有压痛和反跳痛。 皮肤和舌枯燥，尿量5ml/h化验：血Na152mmol/L, Cl-108mmol/L, K+

9、5.4mmol/L， 尿比重1.038Case study患者发生何种水电解质紊乱？woman 38 ， 2-day history of weakness and postural dizziness直立性眩晕 History：laxative泻药abuse with multiple bowel movements each day Physical examination： BP 110/60 mmHg falls to 80/50 mmHg HR 100 beats/min and regular Skin turgor is poor The mucous membrane is d

10、ryCase studyNa+ = 140 mmol/LK+ = 3.3 mmol/LCl- 116 mmol/LUrine Na+ = 9 mmol/LBUN = 40 mg/dLArterial pH = 7.25HCO3- = 12 mmol/L PaCO2 = 28 mmHg Laboratory testWhat water and electrolyte disorder is represented?(Disturbances of water and sodium balance) 第二节 水、钠代谢紊乱脱水(dehydration) 高渗性 低渗性 等渗性水过多(water

11、excess) 水中毒 水 肿类型Classification低钠血症hyponatremia) The serum sodium concentration150 mmol/L一、脱水(Dehydration) 体液容量减少(2%)。 body water deficit 1.概念(concept) 低容量性高钠血症 (hypovolemic hypernatremia)(一) 高渗性脱水(hypertonic dehydration) water losssodium loss serumNa+ 150 mmol/L plasma osmotic pressure 310 mmol/L2.

12、原因 (causes) (1)入量缺乏(decrease of intake) (2)丧失过多(lost from ECF) 水源断绝 丧失口渴感 进食困难 大量出汗尿崩症和渗透性利尿呼吸道蒸发 失水失Na+渴中枢口渴 血容量脉速,BP皮肤蒸发脱水热ECF量ECF渗透压3. 影响(effects)细胞内脱水 CNS功能障碍幻觉,躁动 ADH 肾重吸收水尿少比重高血Na+血浆渗透压脱水热 (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4防治的病理生理根底(pathophysiological basis o

13、f prevention and treatment) 及时补水 适当补钠1.概念(concept) 低容量性低钠血症 (hypovolemic hyponatremia)(二) 低渗性脱水(Hypotonic dehydration) sodium loss water loss serumNa+ 130 mmol/L plasma osmotic pressure 失水水移入 细胞ECF渗 透压ECF量组织液脱水征 血容量脉速、BP、V萎陷ADH 肾血流量 醛固酮尿少、氮质血症尿Na+ 脑细胞 肿胀 淡漠嗜睡 ADH 肾重吸 收水 尿量正常（早期）血Na+ 血渗透压3. 影响(effect

14、s)脱水征：因组织间液量减少，临床 上出现皮肤弹性减退 (reduced skin turgor) 、眼 窝下陷，婴幼儿囟门凹陷 等体征。 低渗性脱水的主要脱水部位 ECF 对病人的主要威胁 循环衰竭4防治的病理生理根底(pathophysiological basis of prevention and treatment) 轻、中度补生理盐水 (机体排水量大于排Na+量)重度补少量高渗盐水 (减轻细胞水肿)1.概念(concept) (三) 等渗性脱水(Isotonic dehydration) sodium loss water loss serumNa+ 130150 mmol/L p

15、lasma osmotic pressure 280310 mmol/L2.原因 (causes) 丧失等渗液(lost isotonic fluid) 胃肠道丧失(gastrointestinal losses) 肾性失钠(renal losses)皮肤丧失(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+正常醛固酮、ADH分泌 尿量ECF减少 血容量组织液量 ICF变化不明显(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？(3)激素水平的变化？4防治的病理生理根底(path

16、ophysiological basis of prevention and treatment) 补水量多于补Na+量42岁男性，因恶心、呕吐、腹胀和腹部 绞痛3天入院。既往史：20岁做过阑尾切除术。体检： T 38.7C，脉搏104 beat/min BP 115/70 mmHg 腹胀，有压痛和反跳痛。 皮肤和舌枯燥，尿量5ml/h化验：血Na 152 Cl- 108 K+ 5.4 尿比重 1.038Case study急性肠梗阻， hypertonic dehydrationwoman 38 ， 2-day history of weakness and postural dizzine

17、ss直立性眩晕 History：laxative泻药abuse with multiple bowel movements each day Physical examination： BP 110/60 mmHg falls to 80/50 mmHg HR 100 beats/min and regular Skin turgor is poor The mucous membrane is dryCase studyLaboratory test：Na+ = 140 mmol/LK+ = 3.3 mmol/LCl- 116 mmol/LUrine Na+ = 9 mmol/LBUN =

18、40 mg/dLArterial pH = 7.25HCO3- = 12 mmol/L PaCO2 = 28 mmHg Isotonic dehydrationCase study病史：62岁男性，嵌顿性腹股沟疝入院。体检：消瘦、虚弱、舌干、组织充盈差治疗：术前 NS 1L 术中 NS 1.5L 术后 NS 1L GS 2L昏昏欲睡、躁动，血Na+133 mmol/L GS 1L昏迷、抽搐、死亡What happened in the patient?二、水过多(Water excess)体液容量增多。Excess of body water.1.概念(concept) 高容量性低钠血症 (h

19、ypervolemic hyponatremia)(一)水中毒(water intoxication) 低渗性液体在体内潴留的病理过程 serumNa+ 130 mmol/L plasma osmotic pressure 回流Alteration in capillary hemodynamics that favors the movement of fluid from the vascular space into interstitium. 毛细血管流体静压增高(increased capillary hydrostatic pressure)血浆胶体渗透压降低(decreased

20、plasma colloid osmotic pressure) 摄入； 合成； 丧失 肾病综合征 (Nephritic syndrome) 微血管壁通透性(increased capillary permeability) 漏出液(transudate)蛋白质含量低，比重低，细胞数少渗出液(exudate)蛋白质含量高，比重高， 白细胞多 淋巴回流障碍(lymphatic obstruction) (2) 体内外液体交换平衡失调(imbalance of exchange between intra- and extra-body fluid)肾小球滤出钠、水9999.5 肾小管重吸收657

21、0 近曲小管吸收0.51 滤出液排出 钠水潴留Na+ and water are retained by the kidney.(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)肾内血流重新分布近曲小管重吸收（球-管平衡失调）远曲小管和集合管重吸收 (醛固酮、ADH)肾小球滤过分数增高(滤过分数肾小球滤过率/肾血浆流量)球-管平衡失调的机制(net filtration pressure)肾小球有效滤过压Blood hydrostatic press

22、ure(BHP) 60 mmHg outColloid osmotic pressure(COP) -32 mmHg inCapsular pressure(CP) -18 mmHg inNet filtration pressure(NFP) 10 mmHg outNFPBHP60 outCOP32 inCP10 out18 in循环血量减少:出球小动脉收缩入球小动脉收缩肾小球滤过率/肾血浆流量 滤过分数增加因血浆从肾小球滤出增多管周血管中胶体渗透压相对增高血流量减少，流体静压相对降低近曲小管重吸收钠水增多3.常见全身性水肿的 发病机制及特点心性水肿(cardiac edema)左心衰心源性

23、肺水肿 右心衰心性水肿特点:因重力作用先发于下垂部位机制右心功能V淤血、V压肾血流量Cap内压水肿胃肠肝淤血蛋白吸收合成血浆胶渗压GFR 钠水潴留肾小管重吸收醛固酮、ADH心输出量(Potassium homeostasis and its disorders) 第三节 钾代谢及钾代谢障碍北京大学医学部病理生理教研室 吴立玲 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？病史： 男41岁，呕吐4天， 不能进食食物和水。既往史：胃

24、溃疡，服用抗酸药治疗。体检：重病容。血压100/60mmHg 心率90 beats/min 皮肤枯燥、弹性差， 腱反射减弱。Case study化验：血Na+145mmol/L Cl-92mmol/L K+2.6mmol/L HCO3-34mmol/L BUN35mg/dl EKG:T波低平，ST段降低 抽出3升胃内容物诊断： 幽门梗阻 患者发生了何种水、钠、钾和酸碱平衡紊乱？ 一、正常钾代谢(Normal metabolism of potassium) 1. 摄入(intake)： 食物2. 吸收(absorption): 肠道3. 分布(distribution)： 98% 细胞内(IC

25、F) 2% 细胞外(ECF)4. 排泄(excretion) : 肾urine 90 肠 (feces 10) 皮肤 (sweat)serum K+ 3.55.5mmol/L体内钾(50mmol/Kg体重)细胞外2%血清钾（3.55.5mmol/L）Distribution and content of potassium within body细胞内98%(150mmol/L)钠泵5. 功能(function)参与细胞代谢(Promoting the cell metabolism)调节渗透压和酸碱平衡 (Regulating the osmotic pressure and acid-ba

26、se balance)维持细胞膜静息电位 (Maintenance of the resting membrane potential)K+150mmol/LK+ 4 mmol/L 6. 钾平衡的调节(Regulation of potassium balance)跨细胞转移肾调节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醛固酮: Na- K+泵活性细胞外液的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+ K外向电流 ST段下降 低钾血症时

27、心电图的改变3.对肾功能的影响(effect on renal function)4.对酸碱平衡的影响(effect on acid-base balance) 集合管对ADH反应性降低 多尿（polyuria) 低血钾 碱中毒(三) 防治的病理生理根底(Pathophysiological basis of prevention and treatment) 先口服后静脉见尿补钾控制量和速度严禁静脉注射病史： 男41岁，呕吐4天， 不能进食食物和水。既往史：胃溃疡，服用抗酸药治疗。体检：重病容。血压100/60mmHg 心率90 beats/min 皮肤枯燥、弹性差， 腱反射减弱。Case study化验：血Na+145mmol/L Cl-92mmol/L K+2.6mmol/L HCO3-34mmol/L BUN35mg/dl EKG:T波低平，ST段降低 抽