第14章体液和电解质平衡

第14章体液和电解质平衡临床麻醉学2010-03-1809:50:53阅读241评论0字号：大中小订阅第1节体液和电解质基础知识体液是以水为溶剂，以一定的电解质和非电解质成份为溶质所组成的溶液。相对于外界大自然环境（机体的外环境）而言，存在于细胞周围的体液，为机体的内环境。内环境的稳定与体液的容量、电解质的浓度比、渗透压和酸碱度等有关。围手术期病人体液容量、电解质浓度和成份等的变化将对手术的成功，病人的康复产生影响。麻醉医师应掌握体液的基础知识，失衡的机制，诊断的要点，治疗的原则，从而在手术创伤等应激条件下，有效地纠正体液紊乱，维护内环境稳定，为病人的生命安全提供相应的保障。一、体液的总量、分布和组成（一）体液的总量水是体液的主要成份。成人的体液约占体重的60%。70kg的成人，其体液量约为42Ｌ。年龄、性别及组织不同，体液所占的比例也有所不同。例如，肌肉组织中的体液占75%，脂肪组织中只占10%。胎儿体液含量较高，但在妊娠后期和出生后3~5岁内逐渐降低。出生0~1月的婴儿体液约为体重的76%，1~2月时约为65%。1~10岁小儿的体液则约为体重的62%。男性成人体液含量比女性多，约占体重的61%，女性成人为50%；60岁以上男性为52%，女性为46%。（二）体液的分布体液分为细胞内液（ICF）及细胞外液（ECF）两大部分。由细胞膜所分隔，水能自由通过细胞膜（图14-1）。ICF是细胞进行生命活动的基质，约占体重的40%，平均为400~450ml/kg。ECF是细胞进行新陈代谢的周围环境。婴儿的ECF约占体重的45%，随年龄增加逐渐降低，成人约占体重的20%，平均为150~200ml/kg。年轻成年男性的ECF比女性及老年人多。ECF可分为血浆和组织间液两部分，其中血浆约占体重的5%，为30~35ml/kg。组织间液则随年龄增长而变化较大：婴儿约占体重的40%，1岁小儿为25%，2~14岁为20%，成人为15%，相当于120~165ml/kg。血容量约60~65ml/kg，其中15%分布于动脉，85%分布于静脉系统。组织间液的基本成份与血浆类似，只含有少量蛋白质并且不含红细胞。绝大部分的组织间液能迅速与血管内液体或ICF进行物质交换，并取得相互平衡。在维持机体的水和电解质平衡方面起重要作用，称为功能性ECF。尚有部分组织间液不能或仅缓慢地与血浆或ICF进行物质交换，虽有一定的生理功能，但在正常情况下对维持机体的水和电解质平衡所起的作用甚微，称之为非功能性ECF。它们包括结缔组织水和跨细胞（transcellular）液，如胸、腹膜液、房水、淋巴液、脑脊液、关节液、消化道分泌液、尿液、汗液等，约占体重的1~2%。在病理情况下，后者的产生量或丢失量显著增多时，也可致水、电解质代谢紊乱。临床上体液的分布与转移涉及到“第三间隙”的概念。一般而言，第一间隙是指组织间液。第二间隙是指快速循环的血浆水。血容量的增加或减少主要指血浆水的增加或减少。第一间隙和第二间隙在毛细血管壁侧相互交换成份，处于动态平衡状态，都属于功能性ECF。手术创伤、局部炎症可使ECF转移分布到损伤区域或感染组织中，引起局部水肿；或因疾病、麻醉、手术影响致内脏血管床扩张淤血；或体液淤滞于腔体内（如肠麻痹、肠梗阻时大量体液积聚于胃肠道内），这部分液体虽均衍生于ECF，但功能上却不再与第一间隙和第二间隙有直接的联系，故称这部分被隔绝的体液所在的区域或部位为第三间隙。(三)体液的组成前已述及，组织间液与血浆的电解质浓度类似，区别在于前者的蛋白质含量明显少于血浆。由于血浆富含蛋白，故血浆胶体渗透压明显高于组织间液。ECF的电解质浓度与ICF的差异很大。ECF中主要阳离子为高浓度的Na+、阴离子为Cl-、HCO3-。ICF中主要阳离子为K+，其次为Mg2+，阴离子以磷酸根和蛋白质为主（见图14-1及表14-1）。机体总水量（42L）溶质(mmol/L)溶质(mmol/L)Na+10HPO42-Na+140Cl-114K+150SO42-150K+4HCO3-30Mg2+40HCO3-蛋白质45血容量（5L）水（40%体重）水（20%体重）红细胞血浆（2L）（3L）细胞内液容量细胞外液容量（28L）（14L）图14-1细胞内液与细胞外液水、电解质构成示意图（以70kg成人为例）表14-1不同部位体液内电解质浓度（mmol/L）电解质血浆细胞内液（骨胳肌）组织间液阳离子Na+14210145K+41594.1Mg2+1401Ca2+2.512.4总计149.5209152.5阴离子Cl-1043117HCO3-24727.1蛋白质14450.1其它7.51548.4总计149.5209152.5（四）有关电解质的基础知识下列与电解质有关的基础知识，有助于临床诊断及治疗水、电解质紊乱。1、电解质含量的表示方法常用表示方法有以下几种：毫克/分升（mg/dl）、毫当量/升（mEq/L）、毫摩尔/升（mmol/L）。现多以国际单位制表示，以毫摩尔/升（mmol/L）表示体液中电解质含量。它们之间的相互换算公式如下：（1）由mg/dl转变成mmol/L：mmol/L=(mg/dl×10)÷原子量例：已知血钙值为9.0mg/dl,试将其转换为mmol/L?因为钙的原子量为40将其代入上述公式，则为：9×10÷40=2.25mmol/L即：9.0mg/dl的血钙值转换后为2.25mmol/L。（2）由mEq/L转变成mmol/L：mmol/L=mEq/L÷原子价。例：已知血钙为5mEq/L，试将其转换为mmol/L因为钙的原子价是2，故将其代入上述公式，则为：5mEq/L÷2=2.5mmol/L即：5mEq/L的血钙转值换后为2.5mmol/L。2、常用于补充电解质的盐制剂单位之间的换算1g氯化钠=17mEq钠=17mmol钠1mmol钠=58.5mg氯化钠1g乳酸钠=9mEq钠=9mmol钠1mmol钠=112mg乳酸钠1g碳酸氢钠=12mEq钠=12mmol钠1mmol钠=84mg碳酸氢钠1g氯化钾=13.4mEq钾=13.4mmol1mmol钾=74.5mg氯化钾1g氯化钙=18mEq钙=9mmol钙1mmol钙=111mg氯化钙1g葡萄糖酸钙=5mEq钙=2.5mmol钙1mmol钙=448mg葡萄糖酸钙1g硫酸镁=8.3mEq镁=4.15mmol镁1mmol镁=240mg硫酸镁3.血清电解质及非电解质正常浓度范围和异常改变程度见表14-2表14-2血清电解质及非电解质正常浓度范围和异常改变程度血清浓度降低正常范围升高重度中度中度重度Na+(mmol/L)120120~130135~145155~170170K+(mmol/L)2.52.5~3.03.5~5.46.5~8.08.0Ca2+(mmol/L)1.61.6~2.12.2~2.63.0~3.73.7Cl-(mmol/L)8080~9096~106115~130130CO2(mmol/L)1010~2025~3035~4545pH7.07.0~7.157.35~7.457.5~7.67.6蛋白质(g/L)30~4560~80葡萄糖(mmol/L)1.11.11~2.223.3~5.016.6~33.333.3血尿素氮(mmol/L)2.9~7.517.8~35.735.7二、机体对水、电解质的调节每人每天从饮食中摄入的盐和水是有差异的，但ECF在正常人却维持在较小的波动范围，这说明机体有精细的调控系统不断地监控和调节体液、电解质的平衡。这一系统内含有感知渗透压、容量改变的感受器，存在各种信息物质的交换过程。肾脏是这一系统中主要的效应器官。它通过对尿液的稀释和浓缩及对各种电解质的排出与重吸收，从而发挥调节水、电解质平衡的作用（见图14-2）。血浆渗透压升高低血压、低血容量渗透压感受器兴奋肾脏压力感受器兴奋ADH释放醛固酮AGⅡ形成增加抑保钠潴水抑制抗利尿作用口渴制作作用饮水用细胞外液渗透压降低循环容量恢复正常心房钠尿肽分泌增加心房钠尿肽分泌增加图14-2血浆渗透压、血容量等对水钠代谢的影响参与水钠代谢调节的因素如下：1．心房钠尿肽(ANP)是心房肌合成的多肽类激素,由28个氨基酸组成。它能明显促进钠和水的排出。当它与集合管上皮细胞的心房钠尿肽受体结合时,激活鸟苷酸环化酶,造成细胞内cGMP含量增加，后者使集合小管基底侧膜上的Na+通道关闭，抑制Na+重吸收，从而促使Na+排出。ANP可使肾血管平滑肌舒张，增加肾血流量和肾小球滤过率，并能抑制肾素、醛固酮和抗利尿激素的分泌。除此之外，ANP可使所有血管壁对水的通透性明显增加，使血管内容量下降，起到调节ECF的作用。2.抗利尿激素（ADH）又称血管加压素（AVP）由9个氨基酸残基所组成的短肽。它是下丘脑的视上核及室旁核神经元分泌的一种激素，能提高远曲小管和集合管上皮细胞对水的通透性，从而增加水的重吸收，使尿液浓缩，尿量减少。ADH还增加髓袢升支粗段对NaCl的主动重吸收和提高内髓部集合管对尿素的通透性，从而增加髓质组织间液的溶质浓度，提高髓质组织间液的渗透浓度，利于浓缩尿液。引起ADH合成及分泌的因素有渗透性及非渗透性两类（如图14-2所示）。血浆渗透压升高可刺激ADH的释放。非渗透性刺激因素是指血管内容量的变化，在血容量相对不足时，可刺激ADH释放。3．醛固酮（肾素-血管紧张素-醛固酮系统）在调节水、钠、钾平衡中起重要作用。详见下一节有关钠代谢调节的章节。4．前列腺素前列腺素按分子结构的差别，可以分为多种类型，如前列腺素E2（PGE2）有强烈的舒血管作用，前列腺素F2(PGF2)则使静脉收缩。前列腺素可使血管对去甲肾上腺素和血管紧张素的敏感性降低。血管平滑肌生成的前列腺素在神经-平滑肌接头间隙作用于交感神经纤维末梢的前列腺素受体，使交感神经末梢释放递质减少。在低血容量时前列腺素使肾血管舒张,对维持肾血流量有重要意义。5.口渴机制为正常机体最有效的补充失水的机制。各种原因致ECF渗透压增高时，刺激下丘脑视上神经核和室旁核的渗透压感受器。当兴奋传至大脑即感口渴，从而引起机体饮水的欲望。大量饮水后，血浆渗透压恢复正常，渴感解除，从而调节水、盐平衡。6.交感神经肾交感神经由T6-12脊髓侧角发出，当其兴奋时，引起入球小动脉和出球小动脉的收缩，肾小管周围血流量减少，肾小球滤过率减少，从而刺激近球小体中的颗粒细胞释放肾素，致体循环中的血管紧张素和醛固酮含量增加，增加肾脏对Na+和水的重吸收。Na+在近端小管的重吸收增加也与β肾上腺素能受体的作用有关。肾交感神经的兴奋可以提高钠泵活力，有利于Na+的重吸收。7.多巴胺受体小剂量多巴胺可扩张肾血管，增加肾血流量，从而增加尿量。第2节水、电解质平衡与管理一、水和钠（一）水的生理作用与代谢水的生理作用生命起源于水，生命活动离不开水。水作为溶剂，溶解电解质和非电解质成份形成体液。因此，水是机体内环境的最基本要素，在调节体温，润滑各关节、器官，物质转运等生命活动过程中起重要作用。水的摄入与排出水的平衡主要由适当的水的摄入与排出来维持（图14-3）。肾脏是水排出的主要器官，每天约60%的水经尿排出。若环境温度增高，运动量增加，汗液增加可达正常水平的50倍之多，通过呼吸道的不显性挥发量也随之增加。在此情形下，由肾脏排出的水份将随之减少，以补偿经汗液和不显性失水所丢失的量（表14-3）。表14-4列出的各年龄阶段对水的最低需求量，可供临床纠正水钠代谢紊乱时参考。水代谢的调节主要受体液渗透压变化的影响。血浆渗透（克分子）浓度的上升时刺激渗透压感受器，一方面通过口渴机制增加饮水。另一方面ADH释放增多，减少水从肾脏的排出，从而保持水的稳态平衡。水代谢的紊乱体液中水的代谢活动与电解质、渗透浓度及酸碱平衡密切相关，尤其与钠的关系最为密切。这是因为①钠是ECF中重要的阳离子，钠总量的改变，对ECF容量的变化起关键性作用。②钠对ECF的渗透浓度的维持占重要地位。高渗状态或低渗状态合并缺水或水中毒均表现为ECF中钠浓度的变化，导致