水和電解質(zhì)代謝

關(guān)于水和電解質(zhì)代謝第一節(jié)水代謝(WaterMetabolism)一、水的功能(一)調(diào)節(jié)體溫1g水從15℃升至16℃時，需吸收4.2J(1cal)熱量；1g水在37℃時，完全蒸發(fā)需吸收2415J(575cal)熱量。水的流動性大，導(dǎo)熱性強，有利于熱量散發(fā)。(二)參與物質(zhì)代謝及運輸作用

水是體內(nèi)的良好溶劑；水直接參與水解、水化、加水脫氫等代謝反應(yīng)；運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物。

(三)潤滑作用(四)結(jié)合水的作用有良好的潤滑作用。與生物大分子結(jié)合，保持組織、器官的形態(tài)。第2頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(一)水的攝入二、水的攝入與排出飲水(1200ml)食物水

(1000ml)代謝水(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氣形式排出水約350ml。2.皮膚排水成人每天非顯性出汗

500ml；顯性出汗量與環(huán)境溫度、濕度及活動強度有關(guān)。

汗液是低滲溶液，大量出汗可導(dǎo)致Na+、K+

和Cl-等電解質(zhì)的丟失。第3頁,共32頁，2024年2月25日，星期天各種消化液的pH、電解質(zhì)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膽汁6.8～7.7130～1407～103.5～7.511040500～1000小腸液7.2～8.2100～14210～50-80～10530～751000～30003.消化道排水各種消化腺分泌的消化液，每天約8000ml，其中絕大部分被腸道重吸收，只有150ml左右隨糞便排出。

在嘔吐、腹瀉、胃腸減壓、腸瘺等時，導(dǎo)致不同性質(zhì)的失水、失電解質(zhì)，故補液時應(yīng)根據(jù)丟失消化液的性質(zhì)決定其應(yīng)補充的電解質(zhì)種類。第4頁,共32頁，2024年2月25日，星期天成人每天水的攝入與排出量水的攝入(ml/天)水的排出(ml/天)

飲水1200

呼吸350

食物水1000

皮膚500

代謝水300

糞便150

腎1500

總計25002500正常需水量2500ml；最低需水量1200ml。正常尿量1500ml；最低尿量500ml。4．腎排水(2)

成人由尿排出至少35g/d代謝廢物，溶解1g需15ml水，故最低尿量為500ml。低于此值稱少尿。(1)正常人尿量約1500ml/d，受飲、排水量影響。第5頁,共32頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)電解質(zhì)代謝(ElectrolyteMetabolism)

體內(nèi)的電解質(zhì)主要為各種無機鹽，主要的陽離子為K+、Na+、Ca2+和Mg2+，主要的陰離子為Cl-、HCO3-和HPO42-等。一、電解質(zhì)的功能(一)維持體液滲透壓和酸堿平衡1.Na+、Cl-主要維持細胞外液的滲透壓；K+、HPO42-

主要維持細胞內(nèi)液的滲透壓。2.體液中的HCO3-、HPO42-等及相應(yīng)的酸類可形成緩沖對；K+可與H+和Na+進行交換，維持和調(diào)節(jié)體液酸堿平衡。第6頁,共32頁，2024年2月25日，星期天1.神經(jīng)、肌肉興奮性∝

[Na+]

[K+][Ca2+]

[Mg2+]

[H+]+++2.心肌興奮性∝[Na+]

[K+][Ca2+]

[Mg2+]

[H+]+++(四)參與物質(zhì)代謝(二)維持神經(jīng)、肌肉的興奮性(三)構(gòu)成組織細胞成分

所有組織細胞都含電解質(zhì)，如鈣、磷和鎂是骨、牙組織中的主要成分；含硫酸根的蛋白多糖參與構(gòu)成軟骨、皮膚等。

構(gòu)成多種酶類的激活劑或輔助因子，Ca2+還參與凝血過程等。第7頁,共32頁，2024年2月25日，星期天

電解質(zhì)血漿組織間液細胞內(nèi)液mmol/L血漿mEq/L血漿mmol/L水mEq/L水mmol/L水mEq/L水

Na+1421421471471515

K+5544150150

Ca2+2.551.252.512

Mg2+1.531213.527

總計151155153.25155.5179.5194

Cl-10310311411411

HCO3-272730301010

HPO42-111250100

SO42-0.520.511020

有機酸667.57.5--

蛋白質(zhì)2160.12517.8863

總計139.5155153.125155.578.88194二、體液電解質(zhì)的含量及其分布特點(一)體液電解質(zhì)的含量第8頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(二)體液電解質(zhì)分布的特點

1.體液電解質(zhì)含量以mEq/L表示，細胞內(nèi)外陰、陽離子相等而呈電中性，以mmol/L表示無此特點。

2.細胞外液陽離子以Na+為主，陰離子以Cl-和HCO3-為主；細胞內(nèi)液陽離子以K+為主，陰離子以HPO42-和蛋白質(zhì)負(fù)離子為主。

3.以mEq/L表示，電解質(zhì)總量細胞內(nèi)液較外液高，但滲透壓基本相等，是因為細胞內(nèi)液含產(chǎn)生的滲透壓較小的蛋白質(zhì)和二價離子較多所致。

4.血漿與組織間液的電解質(zhì)組成及含量較接近，但血漿中蛋白質(zhì)含量遠大于組織間液，此差別有利于血漿與組織間液之間水的交換。第9頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(一)含量與分布二、鈉、氯代謝(二)吸收與排泄1.人體所攝入的鈉與氯主要來自食鹽，需要量為4.5～9.0g/d，幾乎全部被消化道吸收。

2.Na+、Cl-主要由尿伴行排出，尤對Na+排出有很強的調(diào)控能力，即“多吃多排、少吃少排、不吃不排”。腎鈉閾為110～130mmol/L。汗液亦可排出少量的Na+、Cl-，故大汗后應(yīng)適當(dāng)補鈉。1.體內(nèi)鈉含量為40～50mmol/kg體重。其中約40％結(jié)合于骨基質(zhì)，約50％存在細胞外液，10％存在細胞內(nèi)液。故血清鈉濃度平均為142mmol/L。

2.氯主要存在于細胞外液，血清氯濃度平均為103mmol/L。第10頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(一)含量與分布三、鉀代謝1.體內(nèi)鉀的含量為31～57mmol/kg體重。

2.約98％的鉀存于細胞內(nèi)，濃度約150mmol/L

，而血清鉀濃度僅為3.5～5.5mmol/L。3.K+、Na+在細胞內(nèi)外分布極不均勻，除細胞膜上鈉泵的主要作用外，還受物質(zhì)代謝等的影響。

(1)合成或分解1g糖原，約有0.15mmol的K+進出細胞。高血鉀時可用葡萄糖和胰島素降低血鉀濃度。

(2)合成或分解1g蛋白質(zhì)，約有0.45mmol的K+進出細胞。創(chuàng)傷、感染、缺氧時，蛋白質(zhì)分解增強，創(chuàng)傷恢復(fù)期，蛋白質(zhì)合成增強，應(yīng)注意血鉀變化。

(3)酸中毒可引起高血鉀；堿中毒可引起低血鉀。第11頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(二)吸收與排泄1.食物鉀90％在消化道吸收，成人每天需鉀2～3g。

2.80％～90％的鉀由尿排出，特點是“多吃多排，少吃少排，不吃也排”。禁鉀1～2周尿鉀仍可達5～10mmol/d。腹瀉、嘔吐、大汗時應(yīng)適當(dāng)補鉀。(三)低血鉀與高血鉀1．低血鉀血鉀低于3.5mmol/L稱低血鉀。(1)原因：①攝入過少；②丟失過多；③細胞內(nèi)、外分布異常。

(2)主要表現(xiàn)：軟弱無力、倦怠、腹脹、尿潴留和呼吸困難等。

(3)K+對心肌有抑制作用，補鉀時要堅持“見尿補鉀”的原則，以口服為好，靜脈補鉀要注意速度。

第12頁,共32頁，2024年2月25日，星期天2．高血鉀血鉀高于5.6mmol/L稱為高血鉀。

(1)原因：①鉀輸入過多；②排泄障礙；③細胞內(nèi)鉀外移。

(2)主要表現(xiàn)：極度疲乏、肌肉酸痛、肢體濕冷、面色蒼白、嗜睡和心動過緩等，嚴(yán)重時心跳可停止于舒張狀態(tài)。

(3)臨床上對高血鉀的處理：高血鉀對心肌有嚴(yán)重毒性作用，應(yīng)采取緊急措施降低血鉀。除限制鉀的進入量外，可注射大量葡萄糖及胰島素促進K+向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移以降低血鉀，或用葡萄糖酸鈣及乳酸鈉對抗K+的毒性作用。第13頁,共32頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)鈣磷代謝(Calcium,phosphorusmetabolism)

鈣占體重1.5%～2.2%，總量700～1400g。磷占體重0.8%～1.2%，總量400～800g。一、鈣磷的分布與功能(一)鈣磷的分布鈣磷的分布部位鈣磷含量(g)占總鈣的(%)含量(g)占總磷的(%)骨及牙細胞內(nèi)液細胞外液12006199.30.60.16001000.285.714.00.03第14頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(二)鈣磷的功能3.磷的功能1.構(gòu)成以羥磷灰石為主要成分的骨鹽。2.血漿Ca2+參與血液凝固有利于心肌收縮降低神經(jīng)肌肉興奮性降低毛細血管和細胞膜的通透性參與信號傳導(dǎo)組成核酸、磷脂、磷蛋白等參與物質(zhì)代謝的磷酸化反應(yīng)參與能量代謝參與磷酸化和脫磷酸化的代謝調(diào)節(jié)構(gòu)成緩沖對參與酸堿平衡調(diào)節(jié)第15頁,共32頁，2024年2月25日，星期天二、鈣磷的吸收與排泄(一)鈣的吸收與排泄

年齡及生理狀態(tài)需要量嬰兒360～540mg／d

兒童800mg／d

青春期1200mg／d

成人800mg／d

孕婦或乳母1500mg／d1.鈣的需要量與年齡和生理狀態(tài)有關(guān)。2.部位：十二指腸及小腸上端，吸收率25％～40％。3.影響吸收的因素(1)維生素D促進小腸對鈣磷的吸收。(2)酸性環(huán)境鈣鹽易溶解，腸道pH值降低可促進鈣的吸收，故常用乳酸鈣、葡萄糖酸鈣等補鈣。第16頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(3)草酸、脂肪酸等可與鈣形成難溶性鈣鹽阻礙吸收；鎂鹽與鈣鹽競爭抑制鈣吸收。(4)鈣的吸收率與年齡呈反比，故老年人易于缺鈣而發(fā)生骨質(zhì)疏松。4.人體每天鈣的攝入與排出大致相等，約80％從糞便排出、20％從腎排出，其特點是“多吃多排，少吃少排”。(二)磷的吸收與排泄1.磷可隨鈣一同吸收，不易缺乏。需要量為800～900mg/d。2.磷主要來自食物的磷脂、磷蛋白和某些磷酸酯。3.磷的吸收部位及其影響因素與鈣大致相同。4.體內(nèi)的磷約60％～80％由尿排出，其余由糞便排出。第17頁,共32頁，2024年2月25日，星期天三、血鈣與血磷(一)血鈣2.25～2.75mmol/L(9～11mg/dl)1.血鈣擴散結(jié)合鈣:可擴散鈣，如檸檬酸鈣。蛋白結(jié)合鈣:不可擴散鈣。游離鈣:即離子鈣，直接發(fā)揮功能的鈣。2.離子鈣與結(jié)合鈣的動態(tài)平衡

[H+][HCO3-]

蛋白結(jié)合鈣

Ca2+

擴散結(jié)合鈣

[H+][HCO3-]

3.Ca2+與血液pH的關(guān)系[Ca2+]=K[H+][HCO3-]×[HPO42-]酸中毒:pH[Ca2+]堿中毒:pH[Ca2+](K為常數(shù))第18頁,共32頁，2024年2月25日，星期天正常人血漿各種鈣的濃度存在形式mmol/Lmg/dl占總量的％蛋白結(jié)合鈣1.144.5646.0擴散結(jié)合鈣

檸檬酸鈣0.040.171.7CaHPO40.040.161.6

其他未定鈣0.080.323.2Ca2+1.184.7247.5總計2.489.93100.0(二)血磷2.血磷指血漿中無機磷酸鹽的含量。隨年齡的增長而下降。新生兒約為1.78mmol/L，成人為1.0～1.6mmol/L。無機磷酸鹽(血漿)有機磷酸酯(紅細胞)1.存在形式第19頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(三)血漿中鈣和磷含量的平衡2.當(dāng)[Ca]×[P]>40，鈣、磷以骨鹽形式沉積在骨組織中。3.當(dāng)[Ca]×[P]<35，骨鹽鈣化障礙，甚至骨鹽再溶解，引起佝僂病(兒童)或軟骨病(成人)。1.血漿中[Ca]和[P]分別以mg/dl表示時有如下關(guān)系式：[Ca]×[P]=35～40四、鈣磷與骨的關(guān)系

骨是體內(nèi)鈣、磷的儲存庫，人體通過成骨與溶骨作用進行鈣、磷交換，使血鈣和血磷濃度維持動態(tài)平衡，促進骨的更新。第20頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(一)骨的組成與骨鹽1.骨的組成骨鹽：決定骨的硬度骨細胞：決定代謝作用骨基質(zhì)：決定骨的形狀及韌性2.骨鹽占骨干重的65％～70％，主要成分為磷酸鈣。酸中毒時，因Ca2+-H+交換，可致骨鹽溶解。3.骨基質(zhì)中膠原約占90％，骨鹽沉積在膠原間隙中。骨連接素是一種非膠原蛋白，易與羥磷灰石結(jié)合，是骨鹽沉積的核心。第21頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(二)成骨作用與鈣化1.

骨的生長、修復(fù)或重建過程稱成骨作用。2.成骨細胞合成、分泌膠原等基質(zhì)，形成骨樣質(zhì)；骨鹽沉積于骨樣質(zhì)中

，形成堅硬骨質(zhì)的過程稱鈣化。(三)溶骨作用與脫鈣

1.

舊骨的溶解和消失稱溶骨作用或骨的吸收。2.溶骨作用包括骨基質(zhì)水解和骨鹽溶解，后者又稱為脫鈣。

成骨與溶骨處于動態(tài)平衡，既保證了骨的正常生長，也維持了血鈣和血磷的恒定。骨骼發(fā)育生長期，成骨作用大于溶骨作用；老年人則溶骨作用顯著增強，故易發(fā)生骨質(zhì)疏松癥。

(四)成骨作用與溶骨作用的關(guān)系第22頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(一)1,25-(OH)2-D3的調(diào)節(jié)五、鈣磷代謝的調(diào)節(jié)1.促進鈣結(jié)合蛋白和Ca2+-ATP酶合成，增強腸黏膜細胞對Ca2+的通透性，有利于鈣、磷吸收。2.促進骨質(zhì)中的鈣磷釋放入血，骨鈣化區(qū)的鈣化增強，有利于骨骼的生長和鈣化。3.促進腎近曲小管對鈣、磷的重吸收，從而降低尿鈣、尿磷。嚴(yán)重肝或腎病時，可導(dǎo)致VitD3羥化障礙，造成佝僂病或軟骨病，用普通VitD治療無效，須用1,25-(OH)2-D3治療方能有效。第23頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(二)甲狀旁腺素(PTH)的作用(三)降鈣素(CT)的作用升高血鈣降低血磷使破骨細胞數(shù)量增多，活性增強。促進腎遠曲小管對鈣的重吸收。促進腎VitD3的羥化。促進骨鹽沉積，抑制骨鹽溶解。抑制腎近曲小管對鈣、磷的重吸收。抑制腎VitD3的羥化。降低血鈣降低血磷第24頁,共32頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)微量元素及鎂代謝(TraceElementandMagnesiumMetabolism)

一、微量元素的代謝

含量占人體總重量萬分之一以上者稱宏量元素，主要有碳、氫、氧、氮、磷、硫、鈣、鎂、鈉、鉀、氯等元素。含量占人體總重量萬分之一以下，每天需要量在100mg以下者稱微量元素，主要有鐵、鋅、銅、硒、鈷、錳、鉻、碘、氟、鎳、釩、鉬、硅、錫等。第25頁,共32頁，2024年2月25日，星期天50.20儲存鐵90.361.2肝、脾、骨等儲存鐵100.42.0各組織轉(zhuǎn)運鐵0.00714血漿分解H2O20.004<15紅細胞參與生物氧化0.0040.8線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)儲存O2100.4120肌肉運輸O2652.6750紅細胞體內(nèi)含鐵化合物的分布與功能

未知鐵化物

含鐵血黃素

鐵蛋白

運鐵蛋白

過氧化氫酶

細胞色素

肌紅蛋白

血紅蛋白

功能

占總鐵量(%)含鐵量(g)含鐵化合物量(g)分布含鐵化合物(一)鐵1.人體含鐵總量為40mmol(3～5g)，鐵主要在十二指腸和空腸上段吸收，在腸腔pH值下，F(xiàn)e2+比Fe3+易吸收。膳食含鐵約10～15mg/d，吸收率約10％。第26頁,共32頁，2024年2月25日，星期天4.成人缺鐵可導(dǎo)致貧血，未成年人缺鐵可導(dǎo)致生長發(fā)育遲緩，免疫功能降低。誤服過量鐵制劑可出現(xiàn)急性胃腸刺激癥狀及嘔吐、黑色糞便等。慢性鐵過多可出現(xiàn)膚色變深，甚至肝硬化等。3.鐵的需要量因年齡、性別和生理狀況不同而異：男性和絕經(jīng)期婦女約需1mg/d，青春期婦女約2mg/d，妊娠婦女約2.5mg/d，兒童約1mg/d。2.某些氨基酸、檸檬酸、蘋果酸和膽汁酸等可與鐵結(jié)合成可溶性鰲合物，有利于鐵的吸收；植酸、草酸和鞣酸等可與鐵形成不溶性鐵鹽而阻礙鐵的吸收。第27頁,共32頁，2024年2月25日，星期天(二)鋅1.人體鋅總量約40mmol，遍布于所有組織，血清鋅為0.1～0.15mmol/L。成人需要量約15mg/d。2.缺鋅可導(dǎo)致傷口愈合不良、性機能不全、兒童生長發(fā)育停滯、智力低下。(三)銅1.人體銅含量約2mmol，分布于肌肉、肝、腎、腦和心等器官。血清銅約0.02mmol/L。成人需要量約1.5～2.0mg/d。2.銅是酪氨酸酶的組分，酪氨酸酶缺乏則可導(dǎo)致白化病，故缺銅時可導(dǎo)致毛發(fā)脫色。第28頁,共32頁，2024