水盐代谢和酸碱平衡

关于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。第2页,共69页，2024年2月25日，星期天

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%第3页,共69页，2024年2月25日，星期天体液功能细胞内液：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第4页,共69页，2024年2月25日，星期天

（二）影响体液含量和分布的因素

年龄、性别、胖瘦等

1.随着年龄增加，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第5页,共69页，2024年2月25日，星期天表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

803545405

婴儿

704030255

儿童

654025205成年人

604020155老年人

553025187

第6页,共69页，2024年2月25日，星期天

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13－2第7页,共69页，2024年2月25日，星期天

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

mmol/L

mEq/L

mmol/L

mEq/L

mmol/L

mEq/L

Na+1421421471471515K+5

544150150

Ca2+2.551.252.512

Mg2+1.531213.527

总量151155153.25155.5179.5194

Cl

10310311411411

HCO3

272730301010HPO42

121250100

SO42

0.510.511020

有机酸根667.57.5－

－

蛋白质2160.12517.8863总量139.5155153.125155.578.88194

阳离子

阴离子

第8页,共69页，2024年2月25日，星期天从表格可看出：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.第9页,共69页，2024年2月25日，星期天胞外胞内04080120160Na+K+Cl-HCO3-HPO42-

细胞内外电解质的分布第10页,共69页，2024年2月25日，星期天（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(以无机盐为主)胶体渗透压：由蛋白质等大分子产生的渗透压第11页,共69页，2024年2月25日，星期天第二节

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第12页,共69页，2024年2月25日，星期天

（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第13页,共69页，2024年2月25日，星期天正常成人每天尿量：1500ml最低尿量：500ml（＜500ml：少尿、＜100ml：无尿）生理需水量：2500ml最低需水量：1200ml第14页,共69页，2024年2月25日，星期天二、无机盐代谢

（一）无机盐的生理功能1.维持体液渗透压和酸碱平衡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4.参与物质代谢第15页,共69页，2024年2月25日，星期天（二）无机盐的代谢平衡

1．钠、氯的代谢平衡（1）含量和分布

钠40～50mmol／L

（0.9～1.1g）/kg体重骨骼基质40%细胞外液50%血清[Na+]：细胞内液10%135～145mmol／L

氯主要存在于细胞外液，与Na一起吸收

血清[Cl-]：

98～106mmol／L

钠第16页,共69页，2024年2月25日，星期天

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：4.5～9.0g

第17页,共69页，2024年2月25日，星期天2．钾的代谢平衡⑴含量和分布

正常成人体内钾含量为

31～57mmol／L（1.2～2.2g）/kg体重

其中：细胞内98%，细胞外2%，

血清[K+]3.5～5.5mmol/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。第18页,共69页，2024年2月25日，星期天⑵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2～4g。90％经肾随尿排出，10％由肠道排出

多吃多排、少吃少排、不吃也排第19页,共69页，2024年2月25日，星期天

⑶低血钾与高血钾

1）低血钾：

血[K+]<3.5mmol/L原因：①钾的摄入不足

②钾的丢失过多

③细胞外钾大量向细胞内转移第20页,共69页，2024年2月25日，星期天碱中毒时血液[H+]

H+K+血[K+]

肾小管K+Na+

Na+

H+细胞H+K+1第21页,共69页，2024年2月25日，星期天

2）高血钾:血[K+]>5.5mmol/L

原因：①钾的输入过多

②钾的排泄障碍

③细胞内钾释放过多第22页,共69页，2024年2月25日，星期天K+H+H+

酸中毒时血液

[H+]

血[K+]

Na+

K+H+Na+

肾小管细胞K+第23页,共69页，2024年2月25日，星期天三、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）肾脏的作用第24页,共69页，2024年2月25日，星期天（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第25页,共69页，2024年2月25日，星期天（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第26页,共69页，2024年2月25日，星期天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27页,共69页，2024年2月25日，星期天第四节酸碱平衡

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（7.35～7.45）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。第28页,共69页，2024年2月25日，星期天死亡死亡酸中毒碱中毒正常66.87.35-7.457.89pH

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。第29页,共69页，2024年2月25日，星期天一、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H2CO3CO2H2OCO2CO2CO2固定酸H2SO4H3PO4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第30页,共69页，2024年2月25日，星期天（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NH3NH4+，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+第31页,共69页，2024年2月25日，星期天二、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：第32页,共69页，2024年2月25日，星期天（一）血液的缓冲作用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）第33页,共69页，2024年2月25日，星期天表13-5全血五种缓冲系统缓冲酸缓冲碱H2CO3HCO3

¯

+H+

H2PO4-HPO42¯

+H+HPrPr¯

+H+HHbHb¯+H+HHbO2HbO2¯+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非碳酸氢盐缓冲体系47HbO2及Hb35磷酸盐5血浆蛋白7

第34页,共69页，2024年2月25日，星期天血液pH值与缓冲对比值的关系pH=pKa+lg[NaHCO3][H2CO3]=6.1+lg201=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24/1.2＝20/1。第35页,共69页，2024年2月25日，星期天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＋NaHCO3NaA＋H2CO3

H2CO3H2O＋CO2↑H2CO3

＋NaPrNaHCO3

＋H-Pr

(Pr代表蛋白)生成的H2CO3去路第36页,共69页，2024年2月25日，星期天（2）对碱的缓冲作用

BOH＋H2CO3BHCO3

＋H2OBOH＋NaH2PO4BNaHPO4

＋H2O碱性物质

第37页,共69页，2024年2月25日，星期天b.血液流经肺部CO2H2O

O2

K

HbH2CO3HHb+K++HCO3-

血浆HCO3-+K++HHb

H2OCO2

KHbO2H2CO3

Cl-

CO2

O2

红细胞红细胞肺泡图13－1对挥发性酸的缓冲作用组织CO2

O2HCO3-

Cl-KHbO2a.血液流经组织CAO2Cl-CA第38页,共69页，2024年2月25日，星期天碳酸氢盐缓冲体系的主要特点①缓冲能力强（含量占全血缓冲系53％），且能迅速完成。②该体系有开放性通过肺和肾对H2CO3和HCO3-的调节使缓冲物质易于补充或排出，缓冲潜力大。③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。第39页,共69页，2024年2月25日，星期天（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]PCO2pH下降延髓呼吸中枢兴奋呼吸加深加快CO2呼出第40页,共69页，2024年2月25日，星期天（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+交换排酸第41页,共69页，2024年2月25日，星期天图13－2H+-Na+交换与NaHCO3重吸收血液肾小管上皮细胞肾小管管腔H2OCACO2H2CO3HCO3−H+NaHCO3Na+HCO3−Na+H+H2CO3H2ONaHCO3CO2CO2第42页,共69页，2024年2月25日，星期天图13－3H+-Na+交换与尿液的酸化血液肾小管上皮细胞肾小管管腔H2OCO2CAH2CO3HCO3−H+Na++NaHPO4−NaH2PO4终尿Na+NaHCO3CO2

Na2HPO4第43页,共69页，2024年2月25日，星期天图13－4NH4+-Na+交换与铵盐的排泄血液肾小管上皮细胞肾小管管腔H2OCO2CAHCO3−H+NaClNa+Cl−Na+NH4ClNaHCO3谷氨酰胺氨基酸NH3终尿CO2H2CO3第44页,共69页，2024年2月25日，星期天3、K+-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+交换有竞争作用第45页,共69页，2024年2月25日，星期天高血钾

酸中毒血液细胞肾小管细胞K+H+K+K+H+H+尿H+少K+多第46页,共69页，2024年2月25日，星期天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+少第47页,共69页，2024年2月25日，星期天（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

第48页,共69页，2024年2月25日，星期天代偿作用血液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第49页,共69页，2024年2月25日，星期天一、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原发性异常第50页,共69页，2024年2月25日，星期天（一）代谢性酸中毒

1.常见原因

①

固定酸来源过多②酸性代谢产物排出障碍③体内NaHCO3丢失过多④高血钾、大面积烧伤

引起大量血浆渗出等血[NaHCO3]

原发性

第51页,共69页，2024年2月25日，星期天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：pH[H+]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

第52页,共69页，2024年2月25日，星期天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

第53页,共69页，2024年2月25日，星期天（二）呼吸性酸中毒1.常见原因①呼吸中枢受抑制②呼吸道堵塞

③呼吸肌麻痹④肺部疾病或胸廓病变

及CO2吸入过多等等

血[H2CO3]原发性

第54页,共69页，2024年2月25日，星期天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

第55页,共69页，2024年2月25日，星期天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

第56页,共69页，2024年2月25日，星期天(三)代谢性碱中毒1.常见原因①固定酸丢失过多

剧烈呕吐

胃液引流②碱性药物摄入过多胃溃疡患者服用大量NaHCO3③血钾降低及血氯降低等等血[NaHCO3]原发性

第57页,共69页，2024年2月25日，星期天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

第58页,共69页，2024年2月25日，星期天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

第59页,共69页，2024年2月25日，星期天(四)呼吸性碱中毒1.常见原因①精神性过度通气②呼吸中枢受到直接刺激③肺部疾患和低氧血症④人工呼吸机使用不当等等血[H2CO3]原发性

第60页,共69页，2024年2月25日，星期天2.代偿作用血液：[H2CO3]、PCO2、pH

肾：泌H+、泌NH3

NaHCO3重吸收

血中[NaHCO3]呈代偿性尿液酸度第61页,共69页，2024年2月25日，星期天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

第62页,共69页，2024年2月25日，星期天二、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=7.35～7.45正常人酸碱平衡失调而代偿良好某些酸中毒合并碱中毒

第63页,共69页，2024年2月25日，星期天（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：5.33kPa(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）第64页,共69页，2024年2月25日，星期天（三）标准碳酸氢盐和实际碳酸氢盐1.标准碳酸氢盐（Standardbicarbonate,SB）是全血在标准条件下（即Hb的氧饱和度为100%，温度为37℃，P