生物化學(xué) 課件 第15章 水與電解質(zhì)平衡

生物化學(xué)第十五章水與電解質(zhì)平衡目錄第一節(jié)體液第二節(jié)水平衡第三節(jié)電解質(zhì)平衡第四節(jié)鈣磷代謝第五節(jié)鎂代謝及微量元素學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握體液的分布與含量、水的生理功能、水的攝入和排出、電解質(zhì)的生理功能、鈉鉀的吸收與排泄特點(diǎn)、鈣磷代謝的調(diào)節(jié)。熟悉影響體液分布與含量的因素、體液電解質(zhì)的分布特點(diǎn)、鈉鉀的含量和分布、鈣磷的生理功能、鈣磷的吸收和排泄特點(diǎn)、血鈣與血磷的概念。了解體液的交換、鈣磷的含量與分布、鈣磷與骨的關(guān)系、鎂及微量元素的生理功能及缺乏引起的疾病。第一節(jié)體液水和電解質(zhì)既是人體的重要組成成分，也是構(gòu)成體液的重要成分。體液是指體內(nèi)的水分及溶解于水中的無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物的總稱。體液中的無(wú)機(jī)鹽、某些小分子有機(jī)物和大部分蛋白質(zhì)等常以離子狀態(tài)存在，稱為電解質(zhì)。一、體液的分布與含量（一）體液的分布與含量體液（占體重的60％）細(xì)胞內(nèi)液（占體重的40％）細(xì)胞外液（占體重的20％）組織間液（占體重的15％）血漿（占體重的5％）（二）影響體液分布與含量的因素

人體體液的分布（占體重的百分比）───────────────────────────────────

新生兒1歲2～10歲成人

───────────────────────────────────

體液量80706560

細(xì)胞內(nèi)液354040

40

細(xì)胞間液40252015

血漿55

5

5───────────────────────────────────2024/12/19脂肪組織含水較少，肌肉組織含水較多。肥胖者對(duì)急性缺水的耐受性較差。女性脂肪多于男性，成年女性的體液總量低于男性。因此肌肉發(fā)達(dá)而脂肪較少的男性對(duì)對(duì)失水性疾病有較好的耐受性。二、體液電解質(zhì)的組成與分布特點(diǎn)

（一）體液電解質(zhì)的組成體液的主要成分是水，溶于水中的有無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)等電解質(zhì)，還有葡萄糖、尿素等非電解質(zhì)。（二）體液電解質(zhì)的分布特點(diǎn)1、體液呈電中性2、細(xì)胞內(nèi)、外液中電解質(zhì)分布有明顯差異3、細(xì)胞內(nèi)、外液的滲透壓相等4、血漿蛋白質(zhì)含量高于組織間液細(xì)胞內(nèi)、外液主要電解質(zhì)含量陽(yáng)離子陰離子細(xì)胞外液鈉Na+氯Cl-HCO3-14010424細(xì)胞內(nèi)液鉀K+HPO42-蛋白離子15010065三、體液的交換

血漿與組織間液的交換是通過(guò)毛細(xì)血管進(jìn)行的。毛細(xì)血管血壓與組織間液的膠體滲透壓是促使液體進(jìn)入組織間液的力量，血漿膠體滲透壓和組織間液的靜水壓是促使液體回流入毛細(xì)血管的力量，上述四種壓力的總和稱為有效濾過(guò)壓。（一）血漿與組織間液的交換有效濾過(guò)壓

毛細(xì)血管血壓+組織間液膠體滲透壓

血漿膠體滲透壓+組織間液靜水壓

細(xì)胞內(nèi)液與組織間液的交換是通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)行的。（二）細(xì)胞內(nèi)液與組織間液的交換生物化學(xué)第十五章水與電解質(zhì)平衡目錄第一節(jié)體液第二節(jié)水平衡第三節(jié)電解質(zhì)平衡第四節(jié)鈣磷代謝第五節(jié)鎂代謝及微量元素學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握體液的分布與含量、水的生理功能、水的攝入和排出、電解質(zhì)的生理功能、鈉鉀的吸收與排泄特點(diǎn)、鈣磷代謝的調(diào)節(jié)。熟悉影響體液分布與含量的因素、體液電解質(zhì)的分布特點(diǎn)、鈉鉀的含量和分布、鈣磷的生理功能、鈣磷的吸收和排泄特點(diǎn)、血鈣與血磷的概念。了解體液的交換、鈣磷的含量與分布、鈣磷與骨的關(guān)系、鎂及微量元素的生理功能及缺乏引起的疾病。第二節(jié)水平衡一、水的生理功能（一）調(diào)節(jié)體溫（二）促進(jìn)并參與物質(zhì)代謝（三）潤(rùn)滑作用（四）運(yùn)輸作用（五）維持組織細(xì)胞的形態(tài)與功能作為反應(yīng)物，直接參與代謝是良好溶劑，提供反應(yīng)環(huán)境二、水的攝入與排出飲水

成人一般每天飲水量約1200ml。食物水

成人每天隨食物攝入水約1000ml。代謝水

又稱為內(nèi)生水，是由糖、脂肪、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)氧化分解過(guò)程中生成的水。成人體內(nèi)每天產(chǎn)生的代謝水約為300ml。（一）水的攝入1.肺排水

呼吸時(shí)肺以水蒸氣形式排出水

成人每天通過(guò)呼吸排出的水量約為350ml2.皮膚排水（1）非顯性出汗，即正常情況下體表水分蒸發(fā)。成人

每天由此蒸發(fā)水約500ml。（2）顯性排汗，即通過(guò)皮膚汗腺排出汗液。（二）水的排出3.消化道排水消化液98%在腸道被重吸收，只有150ml左右通過(guò)糞便排出。4.腎排水這是水的主要排出途徑。一般成人每天排出的尿量約為1500ml。500ml為每日最低尿量，小于500ml稱為少尿，小于100ml稱為無(wú)尿。正常成人每日水的攝入與排出量水的攝入（ml/d）水的排出（ml/d）飲水食物水代謝水12001000300呼吸皮膚糞便腎合計(jì)35050015015002500合計(jì)2500生物化學(xué)第十五章水與電解質(zhì)平衡目錄第一節(jié)體液第二節(jié)水平衡第三節(jié)電解質(zhì)平衡第四節(jié)鈣磷代謝第五節(jié)鎂代謝及微量元素學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握體液的分布與含量、水的生理功能、水的攝入和排出、電解質(zhì)的生理功能、鈉鉀的吸收與排泄特點(diǎn)、鈣磷代謝的調(diào)節(jié)。熟悉影響體液分布與含量的因素、體液電解質(zhì)的分布特點(diǎn)、鈉鉀的含量和分布、鈣磷的生理功能、鈣磷的吸收和排泄特點(diǎn)、血鈣與血磷的概念。了解體液的交換、鈣磷的含量與分布、鈣磷與骨的關(guān)系、鎂及微量元素的生理功能及缺乏引起的疾病。第三節(jié)電解質(zhì)平衡一、電解質(zhì)的生理功能（一）維持體液的滲透壓和酸堿平衡（二）維持神經(jīng)、肌肉興奮性1.某些無(wú)機(jī)離子作為酶的輔酶或激活劑影響酶的活性。2.某些無(wú)機(jī)離子可參與或影響物質(zhì)代謝。（三）構(gòu)成組織細(xì)胞成分（四）維持細(xì)胞正常的代謝二、鈉、氯的代謝

正常成人體內(nèi)鈉的總含量0.9g/kg體重～1.1g/kg體重，其中約40%結(jié)合于骨骼的基質(zhì)，約50%存在于細(xì)胞外液，約10%存在于細(xì)胞內(nèi)液。血清鈉濃度為135mmol/L～145mmol/L。（一）含量與分布正常成人體內(nèi)氯含量約為33mmol/kg體重，其中70%存在于細(xì)胞外液。血清氯濃度為98mmol/L～106mmol/L。人體的鈉、氯主要來(lái)自于食鹽（NaCl）。正常人體NaCl需要量為4.5g/d～9g/d,每天的攝入量一般在6g～15g。Na+、Cl-主要經(jīng)腎隨尿排出，少量由汗及糞便排出。（二）吸收與排泄Na+、Cl-主要經(jīng)腎隨尿排出，少量由汗及糞便排出。腎臟對(duì)鈉的排泄特點(diǎn)是“多吃多排，少吃少排，不吃不排”。三、鉀的代謝

正常成人體內(nèi)鉀的含量為1.2g/kg體重～2.2g/kg體重，其中約98%存在于細(xì)胞內(nèi)液，僅有2%存在于細(xì)胞外液。血清鉀濃度為3.5mmol/L～5.5mmol/L，而細(xì)胞內(nèi)鉀的濃度則高達(dá)150mmol/L左右。注意：溶血標(biāo)本不能用于血鉀的檢測(cè)。（一）含量與分布2024/12/137

(1)合成1g糖原，約有0.15mmol的K+進(jìn)入細(xì)胞。

分解1g糖原，約有0.15mmol的K+移出細(xì)胞。

高血鉀時(shí)可用葡萄糖和胰島素降低血鉀濃度

(2)合成1g蛋白質(zhì)，約有0.45mmol的K+進(jìn)入細(xì)胞。

分解1g蛋白質(zhì)，約有0.45mmol的K+移出細(xì)胞。

創(chuàng)傷、感染、缺氧時(shí)，蛋白質(zhì)分解增強(qiáng)，創(chuàng)傷恢復(fù)期，蛋白質(zhì)合成增強(qiáng)，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。2024/12/1鉀的分布還受物質(zhì)代謝等的影響正常成人每天鉀的需要量為2g～3g，蔬菜、水果和肉類等均含有豐富的鉀，故一般膳食就可以滿足機(jī)體對(duì)鉀的需要。（二）吸收與排泄80%～90%的鉀由腎臟隨尿排出，10%左右由糞便排出，少量鉀可由汗液排出。腎臟對(duì)鉀的排泄特點(diǎn)是“多吃多排，少吃少排，不吃也排”生物化學(xué)第十五章水與電解質(zhì)平衡目錄第一節(jié)體液第二節(jié)水平衡第三節(jié)電解質(zhì)平衡第四節(jié)鈣磷代謝第五節(jié)鎂代謝及微量元素學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握體液的分布與含量、水的生理功能、水的攝入和排出、電解質(zhì)的生理功能、鈉鉀的吸收與排泄特點(diǎn)、鈣磷代謝的調(diào)節(jié)。熟悉影響體液分布與含量的因素、體液電解質(zhì)的分布特點(diǎn)、鈉鉀的含量和分布、鈣磷的生理功能、鈣磷的吸收和排泄特點(diǎn)、血鈣與血磷的概念。了解體液的交換、鈣磷的含量與分布、鈣磷與骨的關(guān)系、鎂及微量元素的生理功能及缺乏引起的疾病。第四節(jié)鈣磷代謝一、鈣、磷在體內(nèi)的分布與功能成人體內(nèi)鈣的含量占體重的1.5%～2.2%，總量為700g～1400g；磷的含量占體重的0.8%～1.2%，總量為400g～800g。體內(nèi)99%以上的鈣和86%以上的磷以羥磷灰石[3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2]的形式沉積在骨和牙齒中，其余分布在體液和軟組織中。（一）鈣、磷的含量與分布1、鈣和磷以羥磷灰石的形式構(gòu)成骨鹽

（二）鈣、磷的生理功能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(xì)血管和細(xì)胞膜的通透性參與信號(hào)傳導(dǎo)2、鈣組成核酸、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(duì)參與酸堿平衡調(diào)節(jié)3、磷二、鈣、磷的吸收與排泄1.鈣的吸收正常成人每日攝取鈣約1g，小腸上段是鈣吸收的主要部位，鈣的吸收率一般為25％～40％。（一）鈣、磷的吸收1.活性維生素D促進(jìn)小腸對(duì)鈣的吸收—最主要的因素

2.食物中堿性磷酸鹽、草酸鹽與鈣生成不溶性鈣鹽，妨礙鈣的吸收；乳酸、氨基酸能使腸道pH下降，促進(jìn)鈣的吸收。3.鈣吸收與年齡成反比影響鈣吸收的因素正常成人每天磷的需要量為1.0g～1.5g。小腸上段是磷吸收的主要部位，磷的吸收率可達(dá)70%～90%。食物中Ca2+、Mg2+、Fe2+等過(guò)多時(shí)，可與磷結(jié)合成不溶性的磷酸鹽，從而妨礙磷的吸收。2.磷的吸收1.鈣的排泄

體內(nèi)的鈣約20％經(jīng)腎排出，80％隨糞便排出。2.磷的排泄

體內(nèi)的磷60%～80%經(jīng)腎隨尿排泄，其余由腸道隨糞便排出。（二）鈣、磷的排泄三、血鈣和血磷正常人血清鈣濃度2.25～2.75mmol/L。1.蛋白結(jié)合鈣，指與血漿中白蛋白結(jié)合的鈣，不能通過(guò)半透膜或細(xì)胞膜，稱為非擴(kuò)散鈣。2.擴(kuò)散結(jié)合鈣，指與檸檬酸、乳酸、碳酸氫根等結(jié)合形成可溶性鈣鹽的鈣。這種鈣易于解離，可通過(guò)半透膜。3.游離鈣，即離子鈣（Ca2＋），易通過(guò)半透膜。（一）血鈣2024/12/152血磷是指血漿中無(wú)機(jī)磷酸鹽中所含的磷，其中80%～85%以HPO42-的形式存在，15%～20%以H2PO4-存在，PO43-的含量極微。正常成人血磷濃度為0.96mmol/L～1.62mmol/L，兒童期為1.45mmol/L～2.10mmol/L，15歲左右降至成人水平。2024/12/1（二）血磷2024/12/153（三）血漿中鈣、磷含量的關(guān)系血漿中鈣磷的含量相對(duì)穩(wěn)定，二者濃度保持一定的數(shù)量關(guān)系，臨床上將兩者的乘積作為觀察成骨作用的指標(biāo)。正常人每100ml血漿中鈣的毫克數(shù)和無(wú)機(jī)磷的毫克數(shù)的乘積是35~40，即［Ca］×［P］＝35~402024/12/1四、鈣、磷與骨的關(guān)系

（一）骨的組成細(xì)胞：成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞、骨細(xì)胞有機(jī)成分（主要是膠原蛋白）無(wú)機(jī)成分（主要是以羥磷灰石為主要成分的骨鹽）基質(zhì)骨組織的生長(zhǎng)、更新通過(guò)成骨和溶骨作用來(lái)完成。在骨骼生長(zhǎng)時(shí)，血中鈣、磷沉積于骨組織，構(gòu)成骨鹽，使骨組織鈣化。在骨骼更新時(shí)，原來(lái)沉積于骨組織的骨鹽溶解，骨中的鈣、磷釋放入血。（二）成骨作用與溶骨作用（一）1,25-(OH)2-D3的調(diào)節(jié)五、鈣、磷代謝的調(diào)節(jié)

（二）甲狀旁腺素(PTH)的調(diào)節(jié)PTH分泌與血鈣濃度呈負(fù)相關(guān)（三）降鈣素（CT）的調(diào)節(jié)CT分泌與血鈣濃度呈正相關(guān)1,25-(OH)2-D3PTH（甲狀旁腺素）CT（降鈣素）血Ca2+血磷血Ca2+血磷血Ca2+血磷生物化學(xué)第十五章水與電解質(zhì)平衡目錄第一節(jié)體液第二節(jié)水平衡第三節(jié)電解質(zhì)平衡第四節(jié)鈣磷代謝第五節(jié)鎂代謝及微量元素學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握體液的分布與含量、水的生理功能、水的攝入和排出、電解質(zhì)的生理功能、鈉鉀的吸收與排泄特點(diǎn)、鈣磷代謝的調(diào)節(jié)。熟悉影響體液分布與含量的因素、體液電解質(zhì)的分布特點(diǎn)、鈉鉀的含量和分布、鈣磷的生理功能、鈣磷的吸收和排泄特點(diǎn)、血鈣與血磷的概念。了解體液的交換、鈣磷的含量與分布、鈣磷與骨的關(guān)系、鎂及微量元素的生理功能及缺乏引起的疾病。第五節(jié)鎂代謝及微量元素一、鎂代謝正常成人體內(nèi)鎂的含量為21g-28g，其中50%～60%分布于骨組織中，25%分布于骨骼肌，其余分布在肝臟、心臟等組織。鎂主要存在于細(xì)胞內(nèi)，是細(xì)胞內(nèi)重要的陽(yáng)離子之一，細(xì)胞外液的鎂只占體內(nèi)總鎂的1%。正常血清鎂的濃度為0.7mmol/L～1.0mmol/L。（一）含量與分布血清鎂有三種存在形式：55%以鎂離子形式存在，30%與血漿蛋白結(jié)合，15%與檸檬酸、磷酸等結(jié)合成鎂鹽。鎂存在于除脂肪以外的所有動(dòng)物組織及植物性食品中，故正常飲食時(shí)很少出現(xiàn)缺乏。小腸是鎂吸收的主要部位。腎是體內(nèi)鎂的主要排泄器官（二）吸收與排泄1.Mg2+能降低神經(jīng)、肌肉的興奮性。2.Mg2+是近300種酶的輔助因子，Mg2+降低ATP分子的電負(fù)性，參與一切需要ATP的生化反應(yīng)。3.Mg2+維持DNA雙螺旋的穩(wěn)定性，維持tRNA和核蛋白體的構(gòu)象。Mg2+參與蛋白質(zhì)合成中的一些重要步驟。（三）生理功能二、微量元素含量占人體總重量萬(wàn)分之一以上者稱為宏量元素，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(wàn)分之一以下，每天需要量在100mg以下者稱微量元素，如鐵、鋅、銅、硒、碘、錳、氟、鈷、鉬、鉻、礬、錫等。鐵是體內(nèi)含量最多的微量元素。正常成人體內(nèi)含鐵總量為3g～5g，女性稍低于男性。體內(nèi)鐵來(lái)源于食物和血紅蛋白分解釋放出的鐵。（一）鐵鐵是血紅蛋白、肌紅蛋白、細(xì)胞色素等的組成成分，參與O2和CO2的運(yùn)輸，組成呼吸鏈參與氧化磷酸化過(guò)程。缺鐵可引起血紅蛋白合成障礙導(dǎo)致貧血，兒童缺鐵還會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)發(fā)育遲緩、免疫功能低下等。當(dāng)攝入過(guò)量的鐵制劑時(shí)也可能導(dǎo)致鐵中毒。2024/12/171成人體內(nèi)含鋅2g～3g。鋅廣泛分布于各組織，其中皮膚、頭發(fā)含鋅量占全身總量的20%。肝、魚(yú)、蛋、海產(chǎn)品和瘦肉等食物中含鋅豐富。2024/12/1（二）鋅鋅是多種酶的組成成分，參與體內(nèi)多種物質(zhì)的代謝。鋅參與構(gòu)成鋅指結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)錄調(diào)控中發(fā)揮作用。鋅與胰島素結(jié)合使其活性增強(qiáng)，并延長(zhǎng)其作用時(shí)間。缺鋅可引起皮膚炎、傷口愈合緩慢、脫發(fā)、免疫力低下、厭食，味覺(jué)喪失。兒童缺鋅可出現(xiàn)發(fā)育不良、智力下降等。過(guò)量的鋅會(huì)干擾其他微量元素如鐵、銅的代謝。2024/12/173（三）銅成人體內(nèi)銅的含量為100mg～150mg，以肌肉、肝、腎、腦和心等器官含量較多。體內(nèi)銅來(lái)源于食物，大多銅的吸收部位在十二指腸，吸收后的銅大部分參與血漿銅藍(lán)蛋白的組成。數(shù)食物中都含銅。2024/12/1銅能增加鐵的吸收