生物化学 课件 第15章 水与电解质平衡

生物化学第十五章水与电解质平衡目录第一节体液第二节水平衡第三节电解质平衡第四节钙磷代谢第五节镁代谢及微量元素学习目标掌握体液的分布与含量、水的生理功能、水的摄入和排出、电解质的生理功能、钠钾的吸收与排泄特点、钙磷代谢的调节。熟悉影响体液分布与含量的因素、体液电解质的分布特点、钠钾的含量和分布、钙磷的生理功能、钙磷的吸收和排泄特点、血钙与血磷的概念。了解体液的交换、钙磷的含量与分布、钙磷与骨的关系、镁及微量元素的生理功能及缺乏引起的疾病。第一节体液水和电解质既是人体的重要组成成分，也是构成体液的重要成分。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。体液中的无机盐、某些小分子有机物和大部分蛋白质等常以离子状态存在，称为电解质。一、体液的分布与含量（一）体液的分布与含量体液（占体重的60％）细胞内液（占体重的40％）细胞外液（占体重的20％）组织间液（占体重的15％）血浆（占体重的5％）（二）影响体液分布与含量的因素

人体体液的分布（占体重的百分比）───────────────────────────────────

新生儿1岁2～10岁成人

───────────────────────────────────

体液量80706560

细胞内液354040

40

细胞间液40252015

血浆55

5

5───────────────────────────────────2024/12/19脂肪组织含水较少，肌肉组织含水较多。肥胖者对急性缺水的耐受性较差。女性脂肪多于男性，成年女性的体液总量低于男性。因此肌肉发达而脂肪较少的男性对对失水性疾病有较好的耐受性。二、体液电解质的组成与分布特点

（一）体液电解质的组成体液的主要成分是水，溶于水中的有无机盐、有机酸、蛋白质等电解质，还有葡萄糖、尿素等非电解质。（二）体液电解质的分布特点1、体液呈电中性2、细胞内、外液中电解质分布有明显差异3、细胞内、外液的渗透压相等4、血浆蛋白质含量高于组织间液细胞内、外液主要电解质含量阳离子阴离子细胞外液钠Na+氯Cl-HCO3-14010424细胞内液钾K+HPO42-蛋白离子15010065三、体液的交换

血浆与组织间液的交换是通过毛细血管进行的。毛细血管血压与组织间液的胶体渗透压是促使液体进入组织间液的力量，血浆胶体渗透压和组织间液的静水压是促使液体回流入毛细血管的力量，上述四种压力的总和称为有效滤过压。（一）血浆与组织间液的交换有效滤过压

毛细血管血压+组织间液胶体渗透压

血浆胶体渗透压+组织间液静水压

细胞内液与组织间液的交换是通过细胞膜进行的。（二）细胞内液与组织间液的交换生物化学第十五章水与电解质平衡目录第一节体液第二节水平衡第三节电解质平衡第四节钙磷代谢第五节镁代谢及微量元素学习目标掌握体液的分布与含量、水的生理功能、水的摄入和排出、电解质的生理功能、钠钾的吸收与排泄特点、钙磷代谢的调节。熟悉影响体液分布与含量的因素、体液电解质的分布特点、钠钾的含量和分布、钙磷的生理功能、钙磷的吸收和排泄特点、血钙与血磷的概念。了解体液的交换、钙磷的含量与分布、钙磷与骨的关系、镁及微量元素的生理功能及缺乏引起的疾病。第二节水平衡一、水的生理功能（一）调节体温（二）促进并参与物质代谢（三）润滑作用（四）运输作用（五）维持组织细胞的形态与功能作为反应物，直接参与代谢是良好溶剂，提供反应环境二、水的摄入与排出饮水

成人一般每天饮水量约1200ml。食物水

成人每天随食物摄入水约1000ml。代谢水

又称为内生水，是由糖、脂肪、蛋白质等营养物质在体内氧化分解过程中生成的水。成人体内每天产生的代谢水约为300ml。（一）水的摄入1.肺排水

呼吸时肺以水蒸气形式排出水

成人每天通过呼吸排出的水量约为350ml2.皮肤排水（1）非显性出汗，即正常情况下体表水分蒸发。成人

每天由此蒸发水约500ml。（2）显性排汗，即通过皮肤汗腺排出汗液。（二）水的排出3.消化道排水消化液98%在肠道被重吸收，只有150ml左右通过粪便排出。4.肾排水这是水的主要排出途径。一般成人每天排出的尿量约为1500ml。500ml为每日最低尿量，小于500ml称为少尿，小于100ml称为无尿。正常成人每日水的摄入与排出量水的摄入（ml/d）水的排出（ml/d）饮水食物水代谢水12001000300呼吸皮肤粪便肾合计35050015015002500合计2500生物化学第十五章水与电解质平衡目录第一节体液第二节水平衡第三节电解质平衡第四节钙磷代谢第五节镁代谢及微量元素学习目标掌握体液的分布与含量、水的生理功能、水的摄入和排出、电解质的生理功能、钠钾的吸收与排泄特点、钙磷代谢的调节。熟悉影响体液分布与含量的因素、体液电解质的分布特点、钠钾的含量和分布、钙磷的生理功能、钙磷的吸收和排泄特点、血钙与血磷的概念。了解体液的交换、钙磷的含量与分布、钙磷与骨的关系、镁及微量元素的生理功能及缺乏引起的疾病。第三节电解质平衡一、电解质的生理功能（一）维持体液的渗透压和酸碱平衡（二）维持神经、肌肉兴奋性1.某些无机离子作为酶的辅酶或激活剂影响酶的活性。2.某些无机离子可参与或影响物质代谢。（三）构成组织细胞成分（四）维持细胞正常的代谢二、钠、氯的代谢

正常成人体内钠的总含量0.9g/kg体重～1.1g/kg体重，其中约40%结合于骨骼的基质，约50%存在于细胞外液，约10%存在于细胞内液。血清钠浓度为135mmol/L～145mmol/L。（一）含量与分布正常成人体内氯含量约为33mmol/kg体重，其中70%存在于细胞外液。血清氯浓度为98mmol/L～106mmol/L。人体的钠、氯主要来自于食盐（NaCl）。正常人体NaCl需要量为4.5g/d～9g/d,每天的摄入量一般在6g～15g。Na+、Cl-主要经肾随尿排出，少量由汗及粪便排出。（二）吸收与排泄Na+、Cl-主要经肾随尿排出，少量由汗及粪便排出。肾脏对钠的排泄特点是“多吃多排，少吃少排，不吃不排”。三、钾的代谢

正常成人体内钾的含量为1.2g/kg体重～2.2g/kg体重，其中约98%存在于细胞内液，仅有2%存在于细胞外液。血清钾浓度为3.5mmol/L～5.5mmol/L，而细胞内钾的浓度则高达150mmol/L左右。注意：溶血标本不能用于血钾的检测。（一）含量与分布2024/12/137

(1)合成1g糖原，约有0.15mmol的K+进入细胞。

分解1g糖原，约有0.15mmol的K+移出细胞。

高血钾时可用葡萄糖和胰岛素降低血钾浓度

(2)合成1g蛋白质，约有0.45mmol的K+进入细胞。

分解1g蛋白质，约有0.45mmol的K+移出细胞。

创伤、感染、缺氧时，蛋白质分解增强，创伤恢复期，蛋白质合成增强，应注意血钾变化。

(3)

酸中毒可引起高血钾；碱中毒可引起低血钾。2024/12/1钾的分布还受物质代谢等的影响正常成人每天钾的需要量为2g～3g，蔬菜、水果和肉类等均含有丰富的钾，故一般膳食就可以满足机体对钾的需要。（二）吸收与排泄80%～90%的钾由肾脏随尿排出，10%左右由粪便排出，少量钾可由汗液排出。肾脏对钾的排泄特点是“多吃多排，少吃少排，不吃也排”生物化学第十五章水与电解质平衡目录第一节体液第二节水平衡第三节电解质平衡第四节钙磷代谢第五节镁代谢及微量元素学习目标掌握体液的分布与含量、水的生理功能、水的摄入和排出、电解质的生理功能、钠钾的吸收与排泄特点、钙磷代谢的调节。熟悉影响体液分布与含量的因素、体液电解质的分布特点、钠钾的含量和分布、钙磷的生理功能、钙磷的吸收和排泄特点、血钙与血磷的概念。了解体液的交换、钙磷的含量与分布、钙磷与骨的关系、镁及微量元素的生理功能及缺乏引起的疾病。第四节钙磷代谢一、钙、磷在体内的分布与功能成人体内钙的含量占体重的1.5%～2.2%，总量为700g～1400g；磷的含量占体重的0.8%～1.2%，总量为400g～800g。体内99%以上的钙和86%以上的磷以羟磷灰石[3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2]的形式沉积在骨和牙齿中，其余分布在体液和软组织中。（一）钙、磷的含量与分布1、钙和磷以羟磷灰石的形式构成骨盐

（二）钙、磷的生理功能参与血液凝固有利于心肌收缩降低神经肌肉兴奋性降低毛细血管和细胞膜的通透性参与信号传导2、钙组成核酸、磷脂、磷蛋白等

参与物质代谢的磷酸化反应

参与能量代谢

参与磷酸化和脱磷酸化的代谢调节

构成缓冲对参与酸碱平衡调节3、磷二、钙、磷的吸收与排泄1.钙的吸收正常成人每日摄取钙约1g，小肠上段是钙吸收的主要部位，钙的吸收率一般为25％～40％。（一）钙、磷的吸收1.活性维生素D促进小肠对钙的吸收—最主要的因素

2.食物中碱性磷酸盐、草酸盐与钙生成不溶性钙盐，妨碍钙的吸收；乳酸、氨基酸能使肠道pH下降，促进钙的吸收。3.钙吸收与年龄成反比影响钙吸收的因素正常成人每天磷的需要量为1.0g～1.5g。小肠上段是磷吸收的主要部位，磷的吸收率可达70%～90%。食物中Ca2+、Mg2+、Fe2+等过多时，可与磷结合成不溶性的磷酸盐，从而妨碍磷的吸收。2.磷的吸收1.钙的排泄

体内的钙约20％经肾排出，80％随粪便排出。2.磷的排泄

体内的磷60%～80%经肾随尿排泄，其余由肠道随粪便排出。（二）钙、磷的排泄三、血钙和血磷正常人血清钙浓度2.25～2.75mmol/L。1.蛋白结合钙，指与血浆中白蛋白结合的钙，不能通过半透膜或细胞膜，称为非扩散钙。2.扩散结合钙，指与柠檬酸、乳酸、碳酸氢根等结合形成可溶性钙盐的钙。这种钙易于解离，可通过半透膜。3.游离钙，即离子钙（Ca2＋），易通过半透膜。（一）血钙2024/12/152血磷是指血浆中无机磷酸盐中所含的磷，其中80%～85%以HPO42-的形式存在，15%～20%以H2PO4-存在，PO43-的含量极微。正常成人血磷浓度为0.96mmol/L～1.62mmol/L，儿童期为1.45mmol/L～2.10mmol/L，15岁左右降至成人水平。2024/12/1（二）血磷2024/12/153（三）血浆中钙、磷含量的关系血浆中钙磷的含量相对稳定，二者浓度保持一定的数量关系，临床上将两者的乘积作为观察成骨作用的指标。正常人每100ml血浆中钙的毫克数和无机磷的毫克数的乘积是35~40，即［Ca］×［P］＝35~402024/12/1四、钙、磷与骨的关系

（一）骨的组成细胞：成骨细胞、破骨细胞、骨细胞有机成分（主要是胶原蛋白）无机成分（主要是以羟磷灰石为主要成分的骨盐）基质骨组织的生长、更新通过成骨和溶骨作用来完成。在骨骼生长时，血中钙、磷沉积于骨组织，构成骨盐，使骨组织钙化。在骨骼更新时，原来沉积于骨组织的骨盐溶解，骨中的钙、磷释放入血。（二）成骨作用与溶骨作用（一）1,25-(OH)2-D3的调节五、钙、磷代谢的调节

（二）甲状旁腺素(PTH)的调节PTH分泌与血钙浓度呈负相关（三）降钙素（CT）的调节CT分泌与血钙浓度呈正相关1,25-(OH)2-D3PTH（甲状旁腺素）CT（降钙素）血Ca2+血磷血Ca2+血磷血Ca2+血磷生物化学第十五章水与电解质平衡目录第一节体液第二节水平衡第三节电解质平衡第四节钙磷代谢第五节镁代谢及微量元素学习目标掌握体液的分布与含量、水的生理功能、水的摄入和排出、电解质的生理功能、钠钾的吸收与排泄特点、钙磷代谢的调节。熟悉影响体液分布与含量的因素、体液电解质的分布特点、钠钾的含量和分布、钙磷的生理功能、钙磷的吸收和排泄特点、血钙与血磷的概念。了解体液的交换、钙磷的含量与分布、钙磷与骨的关系、镁及微量元素的生理功能及缺乏引起的疾病。第五节镁代谢及微量元素一、镁代谢正常成人体内镁的含量为21g-28g，其中50%～60%分布于骨组织中，25%分布于骨骼肌，其余分布在肝脏、心脏等组织。镁主要存在于细胞内，是细胞内重要的阳离子之一，细胞外液的镁只占体内总镁的1%。正常血清镁的浓度为0.7mmol/L～1.0mmol/L。（一）含量与分布血清镁有三种存在形式：55%以镁离子形式存在，30%与血浆蛋白结合，15%与柠檬酸、磷酸等结合成镁盐。镁存在于除脂肪以外的所有动物组织及植物性食品中，故正常饮食时很少出现缺乏。小肠是镁吸收的主要部位。肾是体内镁的主要排泄器官（二）吸收与排泄1.Mg2+能降低神经、肌肉的兴奋性。2.Mg2+是近300种酶的辅助因子，Mg2+降低ATP分子的电负性，参与一切需要ATP的生化反应。3.Mg2+维持DNA双螺旋的稳定性，维持tRNA和核蛋白体的构象。Mg2+参与蛋白质合成中的一些重要步骤。（三）生理功能二、微量元素含量占人体总重量万分之一以上者称为宏量元素，主要有碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙、镁、钠、钾、氯等元素。含量占人体总重量万分之一以下，每天需要量在100mg以下者称微量元素，如铁、锌、铜、硒、碘、锰、氟、钴、钼、铬、矾、锡等。铁是体内含量最多的微量元素。正常成人体内含铁总量为3g～5g，女性稍低于男性。体内铁来源于食物和血红蛋白分解释放出的铁。（一）铁铁是血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素等的组成成分，参与O2和CO2的运输，组成呼吸链参与氧化磷酸化过程。缺铁可引起血红蛋白合成障碍导致贫血，儿童缺铁还会出现生长发育迟缓、免疫功能低下等。当摄入过量的铁制剂时也可能导致铁中毒。2024/12/171成人体内含锌2g～3g。锌广泛分布于各组织，其中皮肤、头发含锌量占全身总量的20%。肝、鱼、蛋、海产品和瘦肉等食物中含锌丰富。2024/12/1（二）锌锌是多种酶的组成成分，参与体内多种物质的代谢。锌参与构成锌指结构，在转录调控中发挥作用。锌与胰岛素结合使其活性增强，并延长其作用时间。缺锌可引起皮肤炎、伤口愈合缓慢、脱发、免疫力低下、厌食，味觉丧失。儿童缺锌可出现发育不良、智力下降等。过量的锌会干扰其他微量元素如铁、铜的代谢。2024/12/173（三）铜成人体内铜的含量为100mg～150mg，以肌肉、肝、肾、脑和心等器官含量较多。体内铜来源于食物，大多铜的吸收部位在十二指肠，吸收后的铜大部分参与血浆铜蓝蛋白的组成。数食物中都含铜。2024/12/1铜能增加铁的吸收