水和电解质代谢

第一节水代谢(WaterMetabolism)一、水的功能(一)调节体温1g水从15℃升至16℃时，需吸收4.2J(1cal)热量；1g水在37℃时，完全蒸发需吸收2415J(575cal)热量。水的流动性大，导热性强，有利于热量散发。(二)参与物质代谢及运输作用水是体内的良好溶剂；水直接参与水解、水化、加水脱氢等代谢反应；运输营养物质和代谢产物。(三)润滑作用(四)结合水的作用有良好的润滑作用。与生物大分子结合，保持组织、器官的形态。(一)水的摄入二、水的摄入与排出饮水(1200ml)食物水(1000ml)代谢水(300ml)成人每天需水(2500ml)(二)水的排出1.肺排水成人每天由肺以水蒸气形式排出水约350ml。2.皮肤排水成人每天非显性出汗500ml；显性出汗量与环境温度、湿度及活动强度有关。汗液是低渗溶液，大量出汗可导致Na+、K+和Cl-等电解质的丢失。各种消化液的pH、电解质含量(mmol/L)及每天分泌量(ml)消化液pHNa+K+Ca2+Cl-HCO3-分泌量唾液6.6～7.110～3015～251.5～410～3010～201000～1500胃液1.0～1.520～606～7-145-1500～2500胰液7.8～8.41487340～8080～1101000～2000胆汁6.8～7.7130～1407～103.5～7.511040500～1000小肠液7.2～8.2100～14210～50-80～10530～751000～30003.消化道排水各种消化腺分泌的消化液，每天约8000ml，其中绝大部分被肠道重吸收，只有150ml左右随粪便排出。在呕吐、腹泻、胃肠减压、肠瘘等时，导致不同性质的失水、失电解质，故补液时应根据丢失消化液的性质决定其应补充的电解质种类。成人每天水的摄入与排出量水的摄入(ml/天)水的排出(ml/天)饮水1200呼吸350食物水1000皮肤500代谢水300粪便150肾1500总计25002500正常需水量2500ml；最低需水量1200ml。正常尿量1500ml；最低尿量500ml。4．肾排水(2)成人由尿排出至少35g/d代谢废物，溶解1g需15ml水，故最低尿量为500ml。低于此值称少尿。(1)正常人尿量约1500ml/d，受饮、排水量影响。第二节电解质代谢(ElectrolyteMetabolism)体内的电解质主要为各种无机盐，主要的阳离子为K+、Na+、Ca2+和Mg2+，主要的阴离子为Cl-、HCO3-和HPO42-等。一、电解质的功能(一)维持体液渗透压和酸碱平衡1.Na+、Cl-主要维持细胞外液的渗透压；K+、HPO42-主要维持细胞内液的渗透压。2.体液中的HCO3-、HPO42-等及相应的酸类可形成缓冲对；K+可与H+和Na+进行交换，维持和调节体液酸碱平衡。1.神经、肌肉兴奋性∝[Na+][K+][Ca2+][Mg2+][H+]+++2.心肌兴奋性∝[Na+][K+][Ca2+][Mg2+][H+]+++(四)参与物质代谢(二)维持神经、肌肉的兴奋性(三)构成组织细胞成分所有组织细胞都含电解质，如钙、磷和镁是骨、牙组织中的主要成分；含硫酸根的蛋白多糖参与构成软骨、皮肤等。构成多种酶类的激活剂或辅助因子，Ca2+还参与凝血过程等。电解质血浆组织间液细胞内液mmol/L血浆mEq/L血浆mmol/L水mEq/L水mmol/L水mEq/L水Na+1421421471471515K+5544150150Ca2+2.551.252.512Mg2+1.531213.527总计151155153.25155.5179.5194Cl-10310311411411HCO3-272730301010HPO42-111250100SO42-0.520.511020有机酸667.57.5--蛋白质2160.12517.8863总计139.5155153.125155.578.88194二、体液电解质的含量及其分布特点(一)体液电解质的含量(二)体液电解质分布的特点1.体液电解质含量以mEq/L表示，细胞内外阴、阳离子相等而呈电中性，以mmol/L表示无此特点。2.细胞外液阳离子以Na+为主，阴离子以Cl-和HCO3-为主；细胞内液阳离子以K+为主，阴离子以HPO42-和蛋白质负离子为主。3.以mEq/L表示，电解质总量细胞内液较外液高，但渗透压基本相等，是因为细胞内液含产生的渗透压较小的蛋白质和二价离子较多所致。4.血浆与组织间液的电解质组成及含量较接近，但血浆中蛋白质含量远大于组织间液，此差别有利于血浆与组织间液之间水的交换。(一)含量与分布二、钠、氯代谢(二)吸收与排泄1.人体所摄入的钠与氯主要来自食盐，需要量为4.5～9.0g/d，几乎全部被消化道吸收。2.Na+、Cl-主要由尿伴行排出，尤对Na+排出有很强的调控能力，即“多吃多排、少吃少排、不吃不排”。肾钠阈为110～130mmol/L。汗液亦可排出少量的Na+、Cl-，故大汗后应适当补钠。1.体内钠含量为40～50mmol/kg体重。其中约40％结合于骨基质，约50％存在细胞外液，10％存在细胞内液。故血清钠浓度平均为142mmol/L。2.氯主要存在于细胞外液，血清氯浓度平均为103mmol/L。(一)含量与分布三、钾代谢1.体内钾的含量为31～57mmol/kg体重。2.约98％的钾存于细胞内，浓度约150mmol/L，而血清钾浓度仅为3.5～5.5mmol/L。3.K+、Na+在细胞内外分布极不均匀，除细胞膜上钠泵的主要作用外，还受物质代谢等的影响。(1)合成或分解1g糖原，约有0.15mmol的K+进出细胞。高血钾时可用葡萄糖和胰岛素降低血钾浓度。(2)合成或分解1g蛋白质，约有0.45mmol的K+进出细胞。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。(二)吸收与排泄1.食物钾90％在消化道吸收，成人每天需钾2～3g。2.80％～90％的钾由尿排出，特点是“多吃多排，少吃少排，不吃也排”。禁钾1～2周尿钾仍可达5～10mmol/d。腹泻、呕吐、大汗时应适当补钾。(三)低血钾与高血钾1．低血钾血钾低于3.5mmol/L称低血钾。(1)原因：①摄入过少；②丢失过多；③细胞内、外分布异常。(2)主要表现：软弱无力、倦怠、腹胀、尿潴留和呼吸困难等。(3)K+对心肌有抑制作用，补钾时要坚持“见尿补钾”的原则，以口服为好，静脉补钾要注意速度。2．高血钾血钾高于5.6mmol/L称为高血钾。(1)原因：①钾输入过多；②排泄障碍；③细胞内钾外移。(2)主要表现：极度疲乏、肌肉酸痛、肢体湿冷、面色苍白、嗜睡和心动过缓等，严重时心跳可停止于舒张状态。(3)临床上对高血钾的处理：高血钾对心肌有严重毒性作用，应采取紧急措施降低血钾。除限制钾的进入量外，可注射大量葡萄糖及胰岛素促进K+向细胞内转移以降低血钾，或用葡萄糖酸钙及乳酸钠对抗K+的毒性作用。第三节钙磷代谢(Calcium,phosphorusmetabolism)钙占体重1.5%～2.2%，总量700～1400g。磷占体重0.8%～1.2%，总量400～800g。一、钙磷的分布与功能(一)钙磷的分布钙磷的分布部位钙磷含量(g)占总钙的(%)含量(g)占总磷的(%)骨及牙细胞内液细胞外液12006199.30.60.16001000.285.714.00.03(二)钙磷的功能3.磷的功能1.构成以羟磷灰石为主要成分的骨盐。2.血浆Ca2+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二、钙磷的吸收与排泄(一)钙的吸收与排泄年龄及生理状态需要量婴儿360～540mg／d儿童800mg／d青春期1200mg／d成人800mg／d孕妇或乳母1500mg／d1.钙的需要量与年龄和生理状态有关。2.部位：十二指肠及小肠上端，吸收率25％～40％。3.影响吸收的因素(1)维生素D促进小肠对钙磷的吸收。(2)酸性环境钙盐易溶解，肠道pH值降低可促进钙的吸收，故常用乳酸钙、葡萄糖酸钙等补钙。(3)草酸、脂肪酸等可与钙形成难溶性钙盐阻碍吸收；镁盐与钙盐竞争抑制钙吸收。(4)钙的吸收率与年龄呈反比，故老年人易于缺钙而发生骨质疏松。4.人体每天钙的摄入与排出大致相等，约80％从粪便排出、20％从肾排出，其特点是“多吃多排，少吃少排”。(二)磷的吸收与排泄1.磷可随钙一同吸收，不易缺乏。需要量为800～900mg/d。2.磷主要来自食物的磷脂、磷蛋白和某些磷酸酯。3.磷的吸收部位及其影响因素与钙大致相同。4.体内的磷约60％～80％由尿排出，其余由粪便排出。三、血钙与血磷(一)血钙2.25～2.75mmol/L(9～11mg/dl)1.血钙扩散结合钙:可扩散钙，如柠檬酸钙。蛋白结合钙:不可扩散钙。游离钙:即离子钙，直接发挥功能的钙。2.离子钙与结合钙的动态平衡[H+][HCO3-]蛋白结合钙Ca2+扩散结合钙[H+][HCO3-]3.Ca2+与血液pH的关系[Ca2+]=K[H+][HCO3-]×[HPO42-]酸中毒:pH[Ca2+]碱中毒:pH[Ca2+](K为常数)正常人血浆各种钙的浓度存在形式mmol/Lmg/dl占总量的％蛋白结合钙1.144.5646.0扩散结合钙柠檬酸钙0.040.171.7CaHPO40.040.161.6其他未定钙0.080.323.2Ca2+1.184.7247.5总计2.489.93100.0(二)血磷2.血磷指血浆中无机磷酸盐的含量。随年龄的增长而下降。新生儿约为1.78mmol/L，成人为1.0～1.6mmol/L。无机磷酸盐(血浆)有机磷酸酯(红细胞)1.存在形式(三)血浆中钙和磷含量的平衡2.当[Ca]×[P]40，钙、磷以骨盐形式沉积在骨组织中。3.当[Ca]×[P]35，骨盐钙化障碍，甚至骨盐再溶解，引起佝偻病(儿童)或软骨病(成人)。1.血浆中[Ca]和[P]分别以mg/dl表示时有如下关系式：[Ca]×[P]=35～40四、钙磷与骨的关系骨是体内钙、磷的储存库，人体通过成骨与溶骨作用进行钙、磷交换，使血钙和血磷浓度维持动态平衡，促进骨的更新。(一)骨的组成与骨盐1.骨的组成骨盐：决定骨的硬度骨细胞：决定代谢作用骨基质：决定骨的形状及韧性2.骨盐占骨干重的65％～70％，主要成分为磷酸钙。酸中毒时，因Ca2+-H+交换，可致骨盐溶解。3.骨基质中胶原约占90％，骨盐沉积在胶原间隙中。骨连接素是一种非胶原蛋白，易与羟磷灰石结合，是骨盐沉积的核心。(二)成骨作用与钙化1.骨的生长、修复或重建过程称成骨作用。2.成骨细胞合成、分泌胶原等基质，形成骨样质；骨盐沉积于骨样质中，形成坚硬骨质的过程称钙化。(三)溶骨作用与脱钙1.旧骨的溶解和消失称溶骨作用或骨的吸收。2.溶骨作用包括骨基质水解和骨盐溶解，后者又称为脱钙。成骨与溶骨处于动态平衡，既保证了骨的正常生长，也维持了血钙和血磷的恒定。骨骼发育生长期，成骨作用大于溶骨作用；老年人则溶骨作用显著增强，故易发生骨质疏松症。(四)成骨作用与溶骨作用的关系(一)1,25-(OH)2-D3的调节五、钙磷代谢的调节1.促进钙结合蛋白和Ca2+-ATP酶合成，增强肠黏膜细胞对Ca2+的通透性，有利于钙、磷吸收。2.促进骨质中的钙磷释放入血，骨钙化区的钙化增强，有利于骨骼的生长和钙化。3.促进肾近曲小管对钙、磷的重吸收，从而降低尿钙、尿磷。严重肝或肾病时，可导致VitD3羟化障碍，造成佝偻病或软骨病，用普通VitD治疗无效，须用1,25-(OH)2-D3治疗方能有效。(二)甲状旁腺素(PTH)的作用(三)降钙素(CT)的作用升高血钙降低血磷使破骨细胞数量增多，活性增强。促进肾远曲小管对钙的重吸收。促进肾VitD3的羟化。促进骨盐沉积，抑制骨盐溶解。抑制肾近曲小管对钙、磷