第八版病理生理學(xué)第三章 水和電解質(zhì)代謝紊亂

1、第三章第三章水和電解質(zhì)代謝紊亂水和電解質(zhì)代謝紊亂(Normal metabolism of water and electrolyte) 第一節(jié)第一節(jié)水與電解質(zhì)的正常代謝水與電解質(zhì)的正常代謝一、體液的容量和分布一、體液的容量和分布(Volume and distribution of body fluid)體液體液(body fluid)體內(nèi)的水和溶解在其中的物質(zhì)。體內(nèi)的水和溶解在其中的物質(zhì)。(Water and electrolytes balance)水與電解質(zhì)平衡水與電解質(zhì)平衡v體液的容量體液的容量(volume)v化學(xué)成分化學(xué)成分(composition)v滲透壓滲透壓(osmotic

2、 pressure)v分布分布(distribution)相對恒定相對恒定Total body water (TBW) 60%v細(xì)胞內(nèi)液細(xì)胞內(nèi)液Intracellular fluid (ICF)40v細(xì)胞外液細(xì)胞外液Extracellular fluid (ECF)組織間隙組織間隙15組織液組織液Interstitial fluid(ISF) 血漿血漿5%PlasmaTranscellular fluid(third spacethird space) 1Body fluid TBW (%) Adult male TBW(%) Adult femaleTBW(%) InfantNormal60

3、5070Lean706080Obese504260q 年齡、性別、胖瘦年齡、性別、胖瘦二、體液的電解質(zhì)二、體液的電解質(zhì) (Electrolyte in body fluid)ECF: Na+、Cl-、 HCO3-ICF: K +、 Mg2 +、 HPO42- Pr- 血血Na 140 mmol/L血血Cl 104 mmol/L血血HCO3 24 mmol/L 平均正常值平均正常值( (一一) )體液的滲透壓體液的滲透壓(Osmotic pressure of body fluid) 280310 mmol/L (mOsm/L)血漿滲透壓血漿滲透壓1. 1.細(xì)胞內(nèi)外水的運(yùn)動(dòng)細(xì)胞內(nèi)外水的運(yùn)動(dòng)(wa

4、ter movement between outside-inside of cell) 水自由通過水自由通過, ,蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)、NaNa、K K、CaCa2+2+等不能等不能自由通過自由通過2.2.血管內(nèi)外水的運(yùn)動(dòng)血管內(nèi)外水的運(yùn)動(dòng)(water movement between outside-inside of capillary) 蛋白質(zhì)等大分蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)受限子物質(zhì)受限, ,水和電解質(zhì)自水和電解質(zhì)自由交換由交換Daily intake (ml/day)Daily output(ml/day) Drinking 1300 Urine 1500Water in food 900 Lun

5、gs 400Water of oxidation 300 Skin 500Stool 100Total 2500 Total 25003. 體內(nèi)外水的運(yùn)動(dòng)體內(nèi)外水的運(yùn)動(dòng)(Water movement between outside-inside of body) v每日最低尿量每日最低尿量500ml500mlv呼吸道失水呼吸道失水v皮膚不顯性蒸發(fā)皮膚不顯性蒸發(fā)生理需水量生理需水量: : 1500ml/day( (從尿排代謝廢物從尿排代謝廢物35g/35g/日日 最大濃度最大濃度6 68g8g）( (一一) )水的生理功能水的生理功能(Function of body water)v 促進(jìn)物質(zhì)代

6、謝促進(jìn)物質(zhì)代謝v 調(diào)節(jié)體溫調(diào)節(jié)體溫v 潤滑潤滑( (二二) )鈉的生理功能鈉的生理功能( (Physiologic function of sodium)v維持體液的滲透壓和酸堿平衡維持體液的滲透壓和酸堿平衡v 參與細(xì)胞動(dòng)作電位的形成參與細(xì)胞動(dòng)作電位的形成 四、水與鈉平衡的調(diào)節(jié)四、水與鈉平衡的調(diào)節(jié)(Regulation of water and sodium balance) 1. 1.渴感渴感(thirst) 渴中樞渴中樞ECF滲透壓滲透壓 血容量血容量 2.2.抗利尿激素抗利尿激素(antidiuretic hormone , ADH)ECFECF滲滲透壓透壓有效循有效循環(huán)血量環(huán)血量滲透壓

7、滲透壓感受器感受器ADH腎腎重吸重吸收水收水ECFECF量量滲透壓滲透壓容量感受器容量感受器3.3.醛固酮醛固酮(aldosterone)有效循有效循環(huán)血量環(huán)血量醛固酮醛固酮腎重吸收腎重吸收Na+H2OECF量量低血低血NaNa+ +高血高血K K+ +4242歲男性，因惡心、嘔吐、腹脹和腹部歲男性，因惡心、嘔吐、腹脹和腹部 絞痛絞痛3 3天入院。天入院。既往史：既往史：2020歲做過闌尾切除術(shù)。歲做過闌尾切除術(shù)。體檢：體檢： T 38.7 T 38.7 C C，脈搏，脈搏104 beat/min104 beat/min BP 115/70 mmHg BP 115/70 mmHg 腹脹，有壓痛

8、和反跳痛。腹脹，有壓痛和反跳痛。 皮膚和舌干燥，尿量皮膚和舌干燥，尿量5ml/h5ml/h化驗(yàn)：血化驗(yàn)：血NaNa152mmol/L, 152mmol/L, Cl Cl- -108mmol/L,108mmol/L, K K+ + 5.4mmol/L 5.4mmol/L， 尿比重尿比重1.0381.038Case studywoman 38 ， 2-day history of weakness and postural dizziness（直立性眩暈直立性眩暈 ）History：laxative（瀉藥）瀉藥）abuse with multiple bowel movements each da

9、y 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 testNa+ = 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 第二節(jié)第二節(jié) 水、鈉

10、代謝紊亂水、鈉代謝紊亂v脫水脫水(dehydration) 高滲性高滲性 低滲性低滲性 等滲性等滲性v水過多水過多(water excess) 水中毒水中毒 水水 腫腫類型類型（Classification）v低鈉血癥低鈉血癥（hyponatremia) The serum sodium concentration150 mmol/L一、脫水一、脫水(Dehydration) 體液容量減少體液容量減少(2%)(2%)。To describe water deficit 低容量性高鈉血癥低容量性高鈉血癥 (hypovolemic hypernatremia)( (一一) ) 高滲性脫水高滲性脫水

11、(hypertonic dehydration) v water losssodium lossv serumNa+ 150 mmol/L v plasma osmotic pressure 310 mmol/L2.2.原因原因 (causes) (1)(1)入量不足入量不足(decrease of intake) (2)(2)丟失過多丟失過多(lost from ECF) v 水源斷絕水源斷絕v 喪失口渴感喪失口渴感v 進(jìn)食困難進(jìn)食困難 v大量大量出汗出汗v尿崩癥和滲透性利尿尿崩癥和滲透性利尿v呼吸道蒸發(fā)呼吸道蒸發(fā) 失水失水失失NaNa+ +渴中樞渴中樞口渴口渴 血容量血容量脈速脈速,BP,

12、BP皮膚蒸發(fā)皮膚蒸發(fā)脫水熱脫水熱ECF量量ECF滲透壓滲透壓 3. 3. 影響影響(effects)細(xì)胞內(nèi)脫水細(xì)胞內(nèi)脫水 CNSCNS功能障礙功能障礙幻覺幻覺, ,躁動(dòng)躁動(dòng) ADH 腎重吸收水腎重吸收水尿少比重高尿少比重高血血Na+血漿滲透壓血漿滲透壓脫水熱脫水熱 (dehydration fever) 因因皮膚蒸發(fā)水減少皮膚蒸發(fā)水減少引起的體溫上升。引起的體溫上升。 4 4防治的病理生理基礎(chǔ)防治的病理生理基礎(chǔ)(pathophysiological basis of prevention and treatment) v 及時(shí)補(bǔ)水及時(shí)補(bǔ)水v 適當(dāng)補(bǔ)鈉適當(dāng)補(bǔ)鈉低容量性低鈉血癥低容量性低鈉血癥 (

13、hypovolemic hyponatremia)( (二二) ) 低滲性脫水低滲性脫水(Hypotonic dehydration) v sodium loss water lossv serumNa+ 130 mmol/L v plasma osmotic pressure 失水失水水移入水移入 細(xì)胞細(xì)胞ECF滲滲 透壓透壓 ECF量量 組織液組織液 血容量血容量 脈速、脈速、BP 、V萎陷萎陷ADH 腎血流量腎血流量 醛固酮醛固酮尿少、氮質(zhì)血癥尿少、氮質(zhì)血癥尿尿Na+ 腦細(xì)胞腦細(xì)胞 腫脹腫脹 淡漠淡漠嗜睡嗜睡 ADH 腎重吸腎重吸 收水收水 尿量正常尿量正常（早期）（早期）血血Na+ 血

14、滲透壓血滲透壓 3. 3. 影響影響(effects)4 4防治的病理生理基礎(chǔ)防治的病理生理基礎(chǔ)(pathophysiological basis of prevention and treatment) v輕、中度補(bǔ)生理鹽水輕、中度補(bǔ)生理鹽水 ( (機(jī)體排水量大于排機(jī)體排水量大于排NaNa+ +量量) )v重度補(bǔ)少量高滲鹽水重度補(bǔ)少量高滲鹽水 ( (減輕細(xì)胞水腫減輕細(xì)胞水腫) )( (三三) ) 等滲性脫水等滲性脫水(Isotonic dehydration) v sodium loss water lossv serumNa+ 130150 mmol/Lv plasma osmotic p

15、ressure 280310 mmol/L2.2.原因原因 (causes) 丟失丟失(lost isotonic fluid) v 胃腸道丟失胃腸道丟失(gastrointestinal losses) v 腎性失鈉腎性失鈉(renal losses)v 皮膚丟失皮膚丟失(skin losses)v 液體積聚在第三間隙液體積聚在第三間隙(accumulate in third space) 3. 3. 影響影響(effects)ECFECF滲透壓正常，血滲透壓正常，血NaNa+ + 正常正常醛固酮醛固酮、ADH分泌分泌 尿量尿量 ECFECF減少減少 血容量血容量組織液量組織液量 ICFIC

16、F變化不明顯變化不明顯(1)(1)血漿滲透壓和血鈉的變化？血漿滲透壓和血鈉的變化？(2)(2)容量的變化？脫水的主要部位？容量的變化？脫水的主要部位？(3)(3)激素水平的變化？激素水平的變化？4 4防治的病理生理基礎(chǔ)防治的病理生理基礎(chǔ)(pathophysiological basis of prevention and treatment) 補(bǔ)水量多于補(bǔ)補(bǔ)水量多于補(bǔ)NaNa+ +量量4242歲男性，因惡心、嘔吐、腹脹和腹部歲男性，因惡心、嘔吐、腹脹和腹部 絞痛絞痛3 3天入院。天入院。既往史：既往史：2020歲做過闌尾切除術(shù)。歲做過闌尾切除術(shù)。體檢：體檢： T 38.7 T 38.7 C C

17、，脈搏，脈搏104 beat/min104 beat/min BP 115/70 mmHg BP 115/70 mmHg 腹脹，有壓痛和反跳痛。腹脹，有壓痛和反跳痛。 皮膚和舌干燥，尿量皮膚和舌干燥，尿量5ml/h5ml/h化驗(yàn)：血化驗(yàn)：血NaNa 152 Cl 152 Cl- - 108 108 K K+ + 5.4 5.4 尿比重尿比重 1.0381.038Case study急性腸梗阻急性腸梗阻， woman 38 ， 2-day history of weakness and postural dizziness（直立性眩暈直立性眩暈 ）History：laxative（瀉藥）瀉藥）a

18、buse 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 = 40 mg/dLArterial pH = 7.25H

19、CO3- = 12 mmol/L PaCO2 = 28 mmHg Case study病史：病史：62歲男性，嵌頓性腹股溝疝入院。歲男性，嵌頓性腹股溝疝入院。體檢：體檢：消瘦、虛弱、舌干、組織充盈差消瘦、虛弱、舌干、組織充盈差治療：治療：術(shù)前術(shù)前 NS 1L 術(shù)中術(shù)中 NS 1.5L 術(shù)后術(shù)后 NS 1L GS 2L昏昏欲睡、躁動(dòng)，血昏昏欲睡、躁動(dòng)，血Na+133 mmol/L GS 1L昏迷、抽搐、死亡昏迷、抽搐、死亡What happened in the patient?二、水過多二、水過多(Water excess)體液容量增多。體液容量增多。高容量性低鈉血癥高容量性低鈉血癥 (hyp

20、ervolemic hyponatremia)( (一一) )水中毒水中毒(water intoxication)v 低滲性液體在體內(nèi)潴留的病理過程低滲性液體在體內(nèi)潴留的病理過程v serumNa+ 130 mmol/L v plasma osmotic pressure 回流回流Alteration in capillary hemodynamics that favors the movement of fluid from the vascular space into interstitium. v血漿膠體滲透壓降低血漿膠體滲透壓降低(decreased plasma colloid

21、osmotic pressure) 攝入攝入； 合成合成； 丟丟失失v 微血管壁通透性微血管壁通透性(increased capillary permeability) v漏出液漏出液( (transudate) )蛋白質(zhì)含量低，比重低，細(xì)胞數(shù)少蛋白質(zhì)含量低，比重低，細(xì)胞數(shù)少v滲出液滲出液( (exudate) )蛋白質(zhì)含量高，比重高，蛋白質(zhì)含量高，比重高， 白細(xì)胞多白細(xì)胞多 v 淋巴回流障礙淋巴回流障礙(lymphatic obstruction) 腎小球?yàn)V出鈉、水腎小球?yàn)V出鈉、水999999.599.5 腎小管重吸收腎小管重吸收65657070 近曲小管吸收近曲小管吸收0.50.51 1

22、濾出液排出濾出液排出Na+ and water are retained by the kidney. 濾過面積濾過面積 有效循環(huán)血量有效循環(huán)血量 v 腎小球?yàn)V過率下降腎小球?yàn)V過率下降腎內(nèi)血流重新分布腎內(nèi)血流重新分布近曲小管重吸收近曲小管重吸收 （球（球- -管平衡失調(diào)）管平衡失調(diào)）遠(yuǎn)曲小管和集合管重吸收遠(yuǎn)曲小管和集合管重吸收 ( (醛固酮、醛固酮、ADH) )腎小球?yàn)V過分?jǐn)?shù)增高腎小球?yàn)V過分?jǐn)?shù)增高( (濾過分?jǐn)?shù)腎小球?yàn)V過率濾過分?jǐn)?shù)腎小球?yàn)V過率/ /腎血漿流量腎血漿流量) )球球- -管平衡失調(diào)的機(jī)制管平衡失調(diào)的機(jī)制(net filtration pressure)腎小球有效濾過壓腎小球有效濾過

23、壓Blood hydrostatic pressure( (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循環(huán)血量減少循環(huán)血量減少: :出球小動(dòng)脈收縮出球小動(dòng)脈收縮入球小動(dòng)脈收縮入球小動(dòng)脈收縮腎小球?yàn)V過率腎小球?yàn)V過率 / /腎血漿流量腎血漿流量 濾過分?jǐn)?shù)增加濾過分?jǐn)?shù)增加因血漿從腎小球?yàn)V出增多

24、血漿從腎小球?yàn)V出增多管周血管中膠體滲透壓相對增高管周血管中膠體滲透壓相對增高血流量減少，流體靜壓相對降低血流量減少，流體靜壓相對降低近曲小管重吸收鈉水增多近曲小管重吸收鈉水增多機(jī)制機(jī)制右心功能右心功能V V淤血、淤血、V V壓壓腎血流量腎血流量Cap內(nèi)壓內(nèi)壓水腫水腫胃腸肝淤血胃腸肝淤血蛋白吸收合成蛋白吸收合成血漿膠滲壓血漿膠滲壓GFR 鈉水潴留鈉水潴留腎小管重吸收腎小管重吸收醛固酮醛固酮ADHADH心輸出量心輸出量 第三節(jié)第三節(jié) 鉀代謝及鉀代謝障礙鉀代謝及鉀代謝障礙病史：病史： 男男4141歲，嘔吐歲，嘔吐4 4天，天， 不能進(jìn)食食物和水。不能進(jìn)食食物和水。既往史：既往史：胃潰瘍，服用抗酸藥治

25、療。胃潰瘍，服用抗酸藥治療。體檢：體檢：重病容。血壓重病容。血壓100/60mmHg100/60mmHg 心率心率90 beats/min90 beats/min 皮膚干燥、彈性差，皮膚干燥、彈性差， 腱反射減弱。腱反射減弱。Case study化驗(yàn)：化驗(yàn)：血血NaNa+ +145mmol/L145mmol/L Cl Cl- -92mmol/L 92mmol/L K K+ +2.6mmol/L2.6mmol/L HCO HCO3 3- -34mmol/L34mmol/L BUN35mg/dl BUN35mg/dl EKG:T EKG:T波低平，波低平，STST段降低段降低 抽出抽出3 3升胃內(nèi)

26、容物升胃內(nèi)容物診斷：診斷： 幽門梗阻幽門梗阻1. 1. 攝入攝入2. 2. 吸收吸收(50mmol/Kg體重體重)2%Distribution and content of potassium within body細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi) 6. 6. 鉀平衡的調(diào)節(jié)鉀平衡的調(diào)節(jié)(Regulation of potassium balance)跨細(xì)胞轉(zhuǎn)移跨細(xì)胞轉(zhuǎn)移腎調(diào)節(jié)腎調(diào)節(jié)1. 激素：激素：胰島素，兒茶酚胺胰島素，兒茶酚胺2. 細(xì)胞外液的細(xì)胞外液的K+濃度濃度3. 酸堿平衡酸堿平衡影響鉀在細(xì)胞內(nèi)外轉(zhuǎn)移的因素影響鉀在細(xì)胞內(nèi)外轉(zhuǎn)移的因素醛固酮醛固酮: : Na- - K+泵活性泵活性 細(xì)胞外液的細(xì)胞外液的K

27、K+ +濃度濃度酸堿平衡酸堿平衡: : H使使Na-K泵活性泵活性 遠(yuǎn)曲小管液流速加快遠(yuǎn)曲小管液流速加快影響腎排鉀的因素影響腎排鉀的因素NaNa+ +KK+ +KK+ +NaNa+ +KK+ +小管液小管液主主 細(xì)細(xì) 胞胞血液血液-70mV0mV-50mV概念概念 (concept) Serum K+ 5.5mmol/L1. 1. 排鉀減少排鉀減少(decreased K+ excretion)少尿少尿(oliguria)潴鉀性利尿劑潴鉀性利尿劑醛固酮醛固酮v 細(xì)胞損傷細(xì)胞損傷(cell injury)v 酸中毒酸中毒(acidosis)v 高鉀性周期性麻痹高鉀性周期性麻痹 (hyperkal

28、emic periodic paralysis)3. 3. 入鉀過多入鉀過多(increased K+ intake)堿中毒堿中毒(alkalosis)H+ H+K+血血K+ 酸中毒酸中毒(acidosis)H+ H+ K+血血K+ 1. 1. 對神經(jīng)肌肉興奮性的影響對神經(jīng)肌肉興奮性的影響 (effects on neuromuscular excitability) 神經(jīng)肌肉興奮性先神經(jīng)肌肉興奮性先 后后 血血K K+ + 細(xì)胞內(nèi)外細(xì)胞內(nèi)外 KK+ + 差差 靜息電位靜息電位 閾電位閾電位興奮性興奮性( (重度）重度）靜息電位靜息電位與閾電位距離與閾電位距離興奮性興奮性(輕度）輕度）機(jī)制機(jī)制(mechanism) 靜息電位等于或低于閾電靜息電位