生物化學(xué)21-水鹽代謝和酸堿平衡.ppt

,第二十章 水鹽代謝與酸堿平衡,第一節(jié) 水、鹽的生理功能,第二節(jié) 體液的含量與分布,第三節(jié) 體液平衡及調(diào)節(jié),第四節(jié) 水、鹽代謝紊亂,第五節(jié) 酸堿平衡,第一節(jié) 水、鹽在體內(nèi)的生理功能,體液：分布在細(xì)胞內(nèi)外，溶解有多種無(wú)機(jī)鹽和 有機(jī)物的水溶液。 電解質(zhì)：溶解在體液中的無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物絕大多 數(shù)以離子狀態(tài)存在故稱為電解質(zhì)。 人體內(nèi)各種代謝均在體液中進(jìn)行，因此體液平衡（即水、電解質(zhì)平衡）對(duì)于保持細(xì)胞正常、維持各器官的功能、維持人體生命是至關(guān)重要的。 如果一旦紊亂，則影響全身各系統(tǒng)、器官的正常生理功能，嚴(yán)重的可危及生命。,水的生理功能,1、構(gòu)成組織的重要成分： 大部分與蛋白質(zhì)和粘多糖相結(jié)合，在維持組織器 官 的形狀、硬度、彈性上起重要作用。 2、調(diào)節(jié)、維持體溫恒定： 水蒸發(fā)熱大 1gH2O完全蒸發(fā)吸熱2.4kj 水流動(dòng)性大 全身調(diào)節(jié),3、參與物資代謝和運(yùn)輸功能： 良好溶劑 介電常數(shù)高有利于反應(yīng)進(jìn)行 4、潤(rùn)滑作用： 眼淚、關(guān)節(jié)滑液,無(wú)機(jī)鹽生理功能 總量約占體重的4%5%,1、構(gòu)成組織和體液成分： 骨、牙： Ca P 體 液：K+ Na+ Cl 2、維持體液酸堿平衡和滲透壓平衡 酸堿平衡： NaHCO3 NaH2PO4 H2CO3 Na2HPO4 滲透壓平衡： 細(xì)胞外 Na+、 Cl 細(xì)胞內(nèi) K+ 、HPO42,3、維持N、肌肉的應(yīng)激性,Na+ Ca2+ OH-,K+ Mg2+ H+,心肌應(yīng)激性 ,神經(jīng)、肌肉應(yīng)激性 ,Ca2+ Mg2+ H+,Na+ K+ OH-,Ca2+時(shí) 興奮性 堿中毒時(shí) 興奮性,4、維持酶的活性 Cl：唾液淀粉酶 K+：糖原合成 5、參與組成體內(nèi)有特殊功能的化合物 Fe： Hb I：甲狀腺素 P：核酸 Zn：胰島素,第二節(jié) 體液的含量與分布,人體水的含量與分布,體液中電解質(zhì)的含量與分布特點(diǎn),人體水的含量,含量：60% 但有差異 年齡：新生兒 80% 嬰幼兒 70% 胖瘦：脂肪組織具有疏水性，含水少 肌肉組織具有親水性，含水多 性別：女性 男性 了解上述特點(diǎn)，對(duì)于處理脫水病人應(yīng)多注意 兒童 含水多，代謝旺盛，耗水多，調(diào)節(jié)功能不完善,分布： 體液 60% 細(xì)胞內(nèi)液 40% (以細(xì)胞膜為界) 細(xì)胞外液 20% 血漿 5% (以血管壁為界) 細(xì)胞間液 15%,人體水的含量與分布,各種體液中電解質(zhì)的含量,電解質(zhì) 血漿 細(xì)胞間液 細(xì)胞內(nèi)液 mEq/L血漿 mEq/L/水 mEq/L/水 陽(yáng)離子: Na + 142 147 15 K + 5 4 150 Ca 2 + 5 2.5 2 Mg 2 + 2 2.0 27 總量 154 155.5 194 陰離子: HCO3 - 27 30.3 10 Cl - 103 114.0 1 HPO4 2 - 2 2.0 100 SO4 2 - 1 1 20 有機(jī)酸 5 7.5 蛋白質(zhì) 16 1.0 63 總量 154 155.5 194,二、體液中電解質(zhì)的含量與分布特點(diǎn),體液呈電中性 體液電解質(zhì)以mEq/L表示，無(wú)論細(xì)胞內(nèi)液還是外液 陰離子總量 = 陽(yáng)離子總量 2 細(xì)胞內(nèi)外液電解質(zhì)分布差異大 陽(yáng) 陰 細(xì)胞內(nèi)液 K+ HPO42- 細(xì)胞外液 Na+ Cl 由于細(xì)胞膜具有通透選擇性。,3、血漿和細(xì)胞間液（除蛋白質(zhì)）其它各種電解質(zhì)基本相同 因?yàn)槊?xì)血管壁為半透膜，允許無(wú)機(jī)離子自由透過(guò)，不允許蛋白質(zhì)自由透過(guò)。 故測(cè)定血液中的電解質(zhì)含量可以反映細(xì)胞間液的情況。,（1）滲透壓取決于溶質(zhì)顆粒數(shù) （2）濃度表示：毫滲量mOsm/L 在溶液中能產(chǎn)生滲透效應(yīng)的各種物質(zhì)顆?？倽舛?非電解質(zhì)：mOsm/L = mmol/L 電解質(zhì)：mOsm/L = mmol/L離子數(shù) （3）體液滲透壓 300 mOsm/L,4 各種體液滲透壓相等,4）等滲、低滲、高滲溶液 等滲溶液輸入體內(nèi)不會(huì)影響紅細(xì)胞形態(tài)；不會(huì)造成溶血。 5%G = 50/180 mol/L = 280 mmol/L = 280 mOsm/L 0.9%NaCl = 9/58.5 mol/L = 154 mmol/L = 308 mOsm/L,第 三 節(jié) 體液平衡及調(diào)節(jié),水 2500 ml,一、水代謝,1000ml,內(nèi)生水（代謝水）：體內(nèi)生物氧化生成的水,（一）體內(nèi)水來(lái)源和去路,腎臟是重要的排泄器官， 也是調(diào)節(jié)體液的主要器官,每日最低尿量500ml 每日尿量少于500ml 稱少尿 每日尿量少于100ml 稱無(wú)尿,對(duì)不能進(jìn)水的患者每日補(bǔ)充2000-2500ml的水量,最低需水量1500ml,（二）體液的交換,1、血漿與細(xì)胞間液之間的體液交換 毛細(xì)血管為半透膜：水、小分子物質(zhì)自由通透； 蛋白質(zhì)不允許通透。 故血管內(nèi)外滲透壓的差異主要是膠滲壓 血漿有效膠滲透壓=血漿膠滲壓細(xì)胞間液膠滲壓 水 細(xì)胞間液血管內(nèi) 毛細(xì)血管血壓 水 血管內(nèi)細(xì)胞間液,影響交換的因素,交換異常：水腫,心衰：V壓 肝?。呵宓鞍缀铣?，膠滲透壓 營(yíng)養(yǎng)不良：膠滲透壓 腎炎：清蛋白失去，膠滲透壓,2、細(xì)胞內(nèi)液與細(xì)胞間液之間體液的交換,水的交換取決于細(xì)胞膜兩側(cè)滲透壓,二、無(wú)機(jī)鹽的代謝,（一）鉀的代謝 含量：3mol（60kg正常成年人） 分布：98%分布細(xì)胞內(nèi)液 攝入：每日需要50100mmol，一般食 物即可滿足 排泄：多食多排；少食少排；不食也排。 主要經(jīng)腎排出，長(zhǎng)期不進(jìn)食注意補(bǔ)鉀,見(jiàn)尿補(bǔ)鉀,物質(zhì)代謝對(duì)鉀分布的影響,糖原、蛋白質(zhì)合成K+由細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi) 血鉀 糖原、蛋白質(zhì)分解K+由細(xì)胞內(nèi)釋放到細(xì)胞外 血鉀,PH值對(duì)鉀分布的影響,酸中毒時(shí) 高血鉀 1）H+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞內(nèi)K+交換 致細(xì)胞外液K+ 2）腎小管泌H+作用增強(qiáng)，泌K+作用減弱 致尿中K+排泄 堿中毒時(shí)低血鉀,（二）鈉和氯代謝,1、含量： 160g 2、主要分布：細(xì)胞外液 3、攝入： 一般飲食 4、排泄： 主要經(jīng)腎 特點(diǎn)：多食多排，少食少排， 不食不排,（三）鈣和磷代謝,參與骨骼組成支持作用 腺體分泌治療尋麻疹等過(guò)敏性疾病減輕組 織滲出 神經(jīng)肌肉興奮性下降，缺鈣、抽搐 心肌興奮性上升，與K+相拮抗 第二信使：刺激細(xì)胞內(nèi)Ca2+Ca2+-Ca調(diào) 蛋白復(fù)合物 酶的激活劑 1、參與體內(nèi)多種物質(zhì)組成（核酸等） 2、能量代謝 ATP 3、維持酸堿平衡NaH2PO4 Na2HPO4,1、鈣、磷的生理功能,鈣,磷,2、鈣、磷的含量與分布,人體內(nèi)鈣磷分布的情況,部位,骨及牙 1200 99.3 600 85.7,細(xì)胞內(nèi)液 7 0.6 100 14.0,細(xì)胞外液 1 0.1 0.2 0.03,鈣,磷,含量（g) 占總鈣的（%） 含量（g) 占總磷的（%）,3、鈣、磷的吸收與排泄,吸收： 主要部位：小腸上段 特點(diǎn)：主動(dòng)吸收（耗能，需載體蛋白質(zhì)） 影響因素：1、活性維生素D 2、PH 酸性溶液中易溶解、吸收 3、食物中鈣磷比例，低磷膳食Ca吸收 4、機(jī)體的需要 5、血鈣濃度，血鈣上升則吸收下降,鈣,的排泄,1、腸道排泄80% 影響因素：食物含鈣量 （多吃多排，少吃少排，不吃也排） 2、腎臟排20% 影響因素：血鈣 當(dāng)血鈣小于1.87mmol / L尿中無(wú) 甲狀旁腺素,鈣,磷的吸收與排泄,主要部位：小腸上 吸收形式： 酸性磷酸鹽 影響因素：同鈣,腸：3040% 不溶性磷酸鹽 腎：6070% 可溶性磷酸鹽， 腎衰可致高血磷,吸收,排泄,4、血鈣,濃度：2.252.75mmol / L 存在形式： 離子鈣（50%） 結(jié)合鈣（50%） 發(fā)揮生理作用形式：離子鈣 能否透過(guò)毛細(xì)血管 影響存在形式因素：pH,血鈣,檸檬酸鈣等（少部分）,蛋白結(jié)合鈣（大部分）,可擴(kuò)散鈣,血漿蛋白結(jié)合鈣,PH,PH,血漿蛋白陰離子+Ca2+,血 磷,濃度：成人 1.3mmol / L；兒童1.6mmol / L 存在形式：無(wú)機(jī)磷酸鹽 NaH2PO4； K2HPO4 鈣、磷溶度積：Ca P = 2.5 3.5 血鈣、血磷的數(shù)量關(guān)系,5、鈣磷代謝的調(diào)節(jié),作用： 促進(jìn)小腸吸收：可誘導(dǎo)鈣結(jié)合蛋白合成， 促進(jìn)小腸吸收 促進(jìn)腎小管重吸收：作用腎近曲小管 促進(jìn)骨代謝：增加破骨細(xì)胞活性和數(shù)量 使骨鈣易于移動(dòng)，舊骨鈣游離； 新骨鈣化,維生素D 1，25-（OH）2D3,甲狀旁腺素 PTH,合成部位：甲狀旁腺主細(xì)胞合成并分泌一種多肽 影響分泌因素：血鈣濃度：血鈣，PTH分泌 血1，25-（OH）2D3，PTH分泌 降鈣素CT，PTH分泌 作用：促進(jìn)骨鹽溶解 促進(jìn)腎小管鈣重吸收，尿鈣 磷重吸收，尿磷 增加小腸對(duì)鈣磷的吸收 結(jié)果：血鈣，血磷，酸化血液,降鈣素 CT,分泌部位：甲狀腺中濾泡旁細(xì)胞（C細(xì)胞） 影響分泌因素：血鈣，CT分泌 作用： 抑制破骨細(xì)胞的生成及活性 促進(jìn)破骨細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槌晒羌?xì)胞 抑制腎小管對(duì)鈣磷的重吸收 結(jié)果：血鈣，血磷,三種激素對(duì)鈣、磷代謝主要調(diào)節(jié)作用,調(diào)節(jié)因素 成骨 溶骨 腸鈣吸收 腎排鈣 腎排磷 血鈣 血磷,1，25-（OH）2D3 ,PTH ,CT ,三、體液平衡的調(diào)節(jié),失水多或進(jìn)鹽多 細(xì)胞外液滲透壓 丘腦下部滲透壓感受器 大腦皮層興奮 口渴飲水,神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié),此不完善，失水同時(shí)失鹽，無(wú)口渴感,加壓素（抗利尿激素）調(diào)節(jié),作用：通過(guò)增強(qiáng)腎臟遠(yuǎn)曲管和集合管對(duì)水的重吸收,丘腦下部視上核NC分泌（九肽） 儲(chǔ)存N垂體 作用于腎小管,血容量減少,左心房血容量感受器 下丘腦滲透壓感受器 頸A竇、主A脈弓 血壓感受器,ADH分泌,水重吸收,作用,使,醛固酮調(diào)節(jié),分泌：腎上腺皮質(zhì)球狀帶分泌的鹽皮質(zhì)類固醇激素 作用：排K+、泌H+、保Na+、保H2O 調(diào)節(jié)醛固酮分泌的因素： 1、腎素血管緊張肽系統(tǒng) 2、血K+和血Na+濃度 Na+/ K+醛固酮分泌 Na+/ K+醛固酮分泌,心鈉素調(diào)節(jié) 心房細(xì)胞合成、分泌的肽類激素， 調(diào)節(jié)水、鈉代謝,分泌：由心房細(xì)胞合成分泌 作用：抑制水鈉重吸收 抑制腎素、醛固酮、加壓素分泌 擴(kuò)張血管、降壓作用,第四節(jié) 水鹽代謝紊亂,水鈉代謝紊亂 水腫 脫水,類型 水鈉丟失 細(xì)胞外液 血漿鈉 水轉(zhuǎn)移,低滲性 失水失鈉 低滲 130mmol/L 水由外液內(nèi)液 高滲性 失水失鈉 高滲 150mmol/L 水由內(nèi)液外液 等滲性 失水=失鈉 等滲 130-150mmol/L,高 滲 性 脫 水,失水失鈉 血漿滲透壓高于正常 原因：進(jìn)水不足，失水過(guò)多 水轉(zhuǎn)移：初期細(xì)胞內(nèi)液外液轉(zhuǎn)移 血容量：血容量減少不多，BP不低， 細(xì)胞內(nèi)液,低 滲 性 脫 水,失水失鈉 血漿滲透壓低于正常 原因：嘔吐、腹瀉、丟失液體后補(bǔ)充方法不當(dāng)， 水轉(zhuǎn)移：細(xì)胞外液向細(xì)胞內(nèi)液轉(zhuǎn)移 血容量：BP 初期排低滲尿， （尿量不減）,等 滲 性 脫 水,失水失鈉按比例 血漿滲透壓基本正常 原因：輕度嘔吐、腹瀉、消化道引流， 未及時(shí)補(bǔ)充液體 水轉(zhuǎn)移：細(xì)胞外液向細(xì)胞內(nèi)液轉(zhuǎn)移 血容量：減少,二、鉀代謝紊亂,（一）低血鉀,血鉀濃度3.55.5mmol/L,原因： 攝入不足 丟失過(guò)多 分布異常 代謝性堿中毒,合成糖原 使用胰島素,鉀進(jìn)入細(xì)胞內(nèi) 腎臟排鉀增多,主要癥狀： 神經(jīng)肌肉應(yīng)激性降低 心肌應(yīng)激性、自律性升高,治療原則： 補(bǔ)充水果、蔬菜 口服氯化鉀 靜脈補(bǔ)鉀,靜脈補(bǔ)鉀四不宜原則,不宜過(guò)早，見(jiàn)尿補(bǔ)鉀 不宜過(guò)量，4mg/天 不宜過(guò)濃，0.3% 不宜過(guò)快，68小時(shí)完成/天,（二）高 血 鉀,原因： 攝入過(guò)多：輸液過(guò)快 排泄障礙：腎臟排泄 分布異常 代謝性酸中毒,主要癥狀： 神經(jīng)肌肉應(yīng)激性升高 心肌應(yīng)激性、自律性降低,治療原則： 限制鉀的攝入 注射胰島素和葡萄糖 給Na和Ca提高心臟功能,第五節(jié) 酸 堿 平 衡,機(jī)體能調(diào)節(jié)這些酸堿物質(zhì)的含量和比例， 以維持體液PH值，此過(guò)程為酸堿平衡。,一、體內(nèi)酸堿物質(zhì)的來(lái)源,酸性物質(zhì)的來(lái)源： 1、碳酸（揮發(fā)性） 分解代謝產(chǎn)生 的CO2,故分解代謝增強(qiáng)均可引起H2 CO3增加,CO2 + H2O H2 CO3 H+ HCO3 -,碳酸酐酶,組織,肺,2、固定酸（非揮發(fā)性酸）,1）體內(nèi)分解代謝產(chǎn)生的不具揮發(fā)性的酸。 丙酮酸、乳酸、乙酰乙酸、羥丁酸、尿酸 2）食物產(chǎn)生的：檸檬酸、醋酸 3）藥物產(chǎn)生的：阿司匹林、NH4Cl,堿性物質(zhì)的來(lái)源,1、食物：蔬菜、水果（成堿食物） 例如：檸檬酸鈉Na+ + 檸檬酸根 HCO3Na HCO3 2、代謝：NH3 + H+ NH4+,二、酸堿平衡的調(diào)節(jié),（一）血液緩沖系統(tǒng)的調(diào)節(jié) 什么是緩沖溶液？ 具有能夠?qū)雇鈦?lái)酸堿的影響，維持溶液PH值相對(duì)不變的作用的溶液 為緩沖溶液。,緩沖溶液的組成,1、弱酸及其相對(duì)應(yīng)的鹽 * H2 CO3Na HCO3（血漿） HACNaAC 2、弱堿及其相對(duì)應(yīng)的鹽 NH4OHNH4Cl 3、多元酸式鹽及其相對(duì)應(yīng)的次鹽 NaH2PO4Na2HPO4 * KH2PO4K2HPO4（紅細(xì)胞）,緩沖對(duì),緩沖溶液的PH值,血液PH = 6.1+ lg 24/1.2 = 6.1 + lg 20 = 6.1 +1.3 = 7.4,HA H + A- MAM+ + A-,弱酸電離常數(shù)Ka=,H+A,HA,HA,H+= Ka,l g H+= lg Ka lg,PH = p Ka + lg,A-,酸,堿,酸,堿,緩沖作用原理,H2 CO3 = H+ + HCO3- Na HCO3 = Na+ + HCO3-,保持PH基本不變，但H2 CO3 / Na HCO3的比值可以有改變，此時(shí)通過(guò)肺、腎進(jìn)一步調(diào)節(jié)。,OH- H+ H2O H2 CO3 H+ + HCO3-,H+ HCO3 H2 CO3,肺的調(diào)節(jié),當(dāng)H2 CO3 CO2,通過(guò)呼吸運(yùn)動(dòng)控制CO2排出量影響H2 CO3濃度,當(dāng)H2 CO3 CO2,呼吸頻率、深度降低,刺激延腦呼吸中樞,呼吸頻率、深度增加,改變血液H2 CO3濃度,腎的調(diào)節(jié) 排出固定酸，保留并維持血中堿儲(chǔ)量,H+Na+交換 （1）碳酸氫鹽重吸收 （2）磷酸氫鹽的酸化 NH4+Na+交換 K+Na+交換,細(xì)胞外液K+ ,腎小管H+-Na+,抑制,尿K+排出 產(chǎn)生酸中毒,細(xì)胞外液K+ ,促進(jìn),尿K+排出 產(chǎn)生酸中毒,三、酸堿平衡紊亂,分類 按起因分類：（1）呼吸性酸堿中毒 （2）代謝性酸堿中毒 按范圍分類：（1）酸中毒 （2）堿中毒 按程度分類：（1）代償性 （2）失代償性,代謝性酸中毒,H2 CO3,H2 CO3,NaHCO3 ,NaHCO3 ,血漿中NaHCO3含量原發(fā)性減少,代謝性堿中毒,血漿中NaHCO3含量原發(fā)性增加,呼吸性酸中毒,H2 CO3 ,H2 CO3 ,NaHCO3,NaHCO3,血漿中H2CO3含量原發(fā)性增加,呼吸性堿中毒,血漿中H2CO3含量原發(fā)性減少,代償性酸（堿）中毒 比值基本維持在1/20 即血液PH7.357.45 超出此范圍為失代償,血液緩沖系統(tǒng) 作用最快 能力有限 不能持續(xù)發(fā)揮作用 肺調(diào)節(jié) 作用較快 只能調(diào)節(jié)H2 CO3濃度 腎調(diào)節(jié) 發(fā)揮較遲 效率高 持續(xù)時(shí)