泌尿系統(tǒng)課件：水電解質(zhì)代謝紊亂

1、病理生理學(xué)教研室,病 理 生 理 學(xué),Pathophysiology,腎臟的主要生理功能,泌尿功能： 保持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的恒定 維持水、電解質(zhì)和酸堿平衡 排出機(jī)體大部分代謝廢物,內(nèi)分泌功能： 分泌激素 滅活激素,水、電解質(zhì)代謝紊亂 酸堿平衡紊亂 腎臟病理生理學(xué),水、電解質(zhì)代謝紊亂 Disorders of Water and Electrolyte Metabolism,體液的組成和分布,體液中電解質(zhì)的組成和分布,電 解 質(zhì) 血 漿 細(xì)胞間液 細(xì)胞內(nèi)液 陽離子 （mEq/L） （mEq/L） （mEq/L） Na+ 142 140 10 K + 5 5 150 Ca2+ 5 5 - Mg2+ 3

2、3 40 共計(jì) 155 153 200 陰離子 Cl 103 112 3 HCO3 27 28 10 HPO42 2 4 142 SO42 1 2 5 有機(jī)酸 6 6 - 蛋白質(zhì) 16 1 40 共計(jì) 155 153 200,4 細(xì)胞內(nèi)外滲透壓平衡,2 血管內(nèi)外蛋白質(zhì)含量不等,142,140,150,103,27,112,28,142,16,1,1 細(xì)胞內(nèi)外離子種類和含量不等,3 各部分電中性平衡,靜水壓和滲透壓 (Hydrostatic 肺水腫; 心力衰竭。,水 腫edema,水腫的定義,有細(xì)胞內(nèi)液過多細(xì)胞水腫（細(xì)胞水化）,水腫與水中毒的主要異同點(diǎn)？,水中毒,低滲性體液的積聚,水腫,等滲性體

3、液的積聚,一般不伴有細(xì)胞水腫,全身性水腫,限鈉鹽攝入和過度水負(fù)荷,水腫：過多等滲性體液在組織間隙或體腔中積聚的一種常見的病理過程。,* 積水：指液體在體腔中積聚過多。如胸腔積水、腹腔積水。,全身性,全身性或局部性,水腫的分類,按水腫波及的范圍： 全身性水腫 局部水腫 按水腫的發(fā)病原因： 腎性水腫、心性水腫、肝性水腫、營(yíng)養(yǎng)不良性水腫、淋巴性水腫、炎性水腫等。 按水腫發(fā)生的部位： 皮下水腫、肺水腫、腦水腫、視神經(jīng)乳頭水腫,水腫的發(fā)病機(jī)制,水腫的發(fā)病機(jī)制,1） 血管內(nèi)外液體交換失平衡,2） 體內(nèi)外液體交換失平衡 （鈉、水潴留）,局部水腫,全身性水腫,靜脈血栓、左或右心衰、腫瘤壓迫 靜脈回流受阻 靜脈

4、端組織液回流 cap有效流體靜壓 cap靜脈端壓力 組織液生成淋巴管代償性回流 細(xì)胞間隙積聚（水腫）,1毛細(xì)血管有效流體靜壓升高 Cap有效流體靜壓升高是引起局部和全身水腫最常見的因素。,（Increased capillary hydrostatic pressure）,（一）血管內(nèi)外體液交換失平衡的原因和機(jī)制,腎病、蛋白合成障礙、血液稀釋 有效膠體滲透壓 細(xì)胞間隙積聚（水腫） cap水分濾出淋巴管代償性回流,（一）血管內(nèi)外體液交換失平衡的原因和機(jī)制,滲出性炎癥、缺氧、酸中毒等 微血管壁通透性 細(xì)胞間隙膠體滲透壓、血漿膠體滲透壓 血漿蛋白滲出 有效膠體滲透壓 cap內(nèi)水分濾出淋巴管代償性回流

5、 水腫,3微血管壁通透性升高 （Increased capillary permeability）,（一）血管內(nèi)外體液交換失平衡的原因和機(jī)制,腫瘤壓迫淋巴管 間液膠體滲透壓（pr = 3050g/L） 乳腺癌大手術(shù)損傷 淋巴液回流受阻 小分子量蛋白回流 絲蟲的成蟲阻塞淋巴管 淋巴管壓迫或阻塞,4淋巴回流受阻（lymphatic obstruction） 淋巴回流是組織間液平衡的重要因素之一。,（一）血管內(nèi)外體液交換失平衡的原因和機(jī)制,淋巴性水腫,（二）體內(nèi)外液體交換失平衡的機(jī)制 （Imbalance of exchange between intra- and extra-body fluid

6、）,球-管平衡,急、慢性腎小球腎炎,原發(fā)性醛固酮增多癥,心力衰竭等引起的有效循環(huán)血量下降,球-管失平衡,1GFR急劇降低（Decreased glomerular filtration rate） （1）腎臟本身的疾患 急性腎小球腎炎 、慢性腎小球腎炎 GFR 小管對(duì)Na、H2O重吸收正常 腎排Na、H2O Na、H2O潴留 （2）有效循環(huán)血量減少 水腫 心衰、肝硬化腹水 有效循環(huán)血量 腎血流量 GFR 交感-腎上腺髓質(zhì)和RAAS（+） 腎血管收縮,急性腎小球腎炎,2腎小管重吸收增多（Increased tubular reabsorption） （1）濾過分?jǐn)?shù)（Filtration frac

7、tion,FF）增高 充血性心衰和腎病綜合征 有效循環(huán)血量 腎血流量 髓旁腎單位血流量 腎內(nèi)出現(xiàn)血液重分布 出球小A收縮更明顯 髓旁腎單位GRF FF增加20% 近曲小管對(duì)鈉、水重吸收 近曲小管周圍cap內(nèi)膠體滲透壓 鈉、水潴留 水腫 （2）ANF減少 心房利鈉因子（ANF） 鈉、水潴留,GFR,血漿中非膠體成分濾出量相對(duì)較多,腎小管周圍毛細(xì)血管內(nèi)的血漿膠體滲透壓增高、流體靜壓下降,3腎血流重分布 有效循環(huán)血量 兒茶酚胺、腎素、AGT- 腎血流重分布 水腫 髓旁腎單位近曲小管、髓襻重吸收,4遠(yuǎn)曲小管和集合管重吸收鈉水增加 （1）血Ald含量增加 有效循環(huán)血量、腎血流 腎素分泌 RAAS激活 肝

8、硬變 滅活A(yù)ld 血中Ald Ald分泌 水腫 鈉水潴留 遠(yuǎn)曲、集合管重吸收鈉 （2）ADH分泌增加 有效循環(huán)血量 Ald 遠(yuǎn)曲和集合管重吸收鈉、水 容量感受器受刺激 ADH分泌 水腫 鈉水潴留,皮質(zhì)腎單位和髓旁腎單位的生理解剖特點(diǎn)比較,皮質(zhì)腎單位 髓旁腎單位 小動(dòng)脈口徑 入球出球 入球出球 入球出球 血液供應(yīng)百分量 94% 56% 腎素含量 多 少 髓袢長(zhǎng)度 短（僅伸及外髓質(zhì)層） 長(zhǎng)（伸及內(nèi)髓質(zhì)層） 髓袢對(duì)鈉水的重吸收 弱 強(qiáng),三、水腫的表現(xiàn)特征和對(duì)機(jī)體的影響 （一）水腫的表現(xiàn)特征 1水腫液的特點(diǎn) 根據(jù)水腫液中蛋白含量的不同分為： （1）漏出液：相對(duì)密度低于1.015；蛋白質(zhì)含量低于2.5g

9、%； （2）滲出液： 相對(duì)密度高于1.018；蛋白質(zhì)含量高于2.5g%；,2皮下水腫的皮膚特點(diǎn) （1）顯性水腫（Rank edema）或凹陷性水腫(Pitting edema) 當(dāng)出現(xiàn)明顯皮下水腫時(shí)，皮膚表現(xiàn)出蒼白、飽滿感、皺紋 變淺，皮膚溫度較低，組織彈性下降，指壓時(shí)出現(xiàn)凹陷性壓痕。 （2）隱性水腫 細(xì)胞間液組織液增加，但可流動(dòng)水不多，指壓時(shí)沒有凹陷 性水腫的體征，但體重增加不超過正常時(shí)的10%。,顯性水腫（凹陷性體征）,3. 全身性水腫的分布特點(diǎn),重力和體位 皮下組織結(jié)構(gòu)的致密性和皮膚厚度與伸展性 病因作用對(duì)局部靜脈及毛細(xì)血管血液動(dòng)力學(xué)影響的程度,右心衰竭或全心衰竭，水腫首先出現(xiàn)在體位低垂

10、部位 腎性水腫，水腫首先出現(xiàn)在皮下組織疏松部位，如眼瞼、面部 肝性水腫，水腫首先出現(xiàn)在腹腔內(nèi)，即腹水,各種常見水腫的發(fā)生機(jī)制,（一）心性水腫 （二）腎性水腫 腎病性水腫；腎炎性水腫 （三）肝性水腫 （四）肺水腫 （五）腦水腫,心性水腫的發(fā)生機(jī)制,心泵功能衰竭 心輸出量，有效循環(huán)血量 體靜脈回流障礙，淤血 交感興奮 外周靜脈阻力 靜脈壓 ANF 腎血流量 肝功能障礙 胃、腸淤血 淋巴回流 重 障礙 分 GFR ADH 蛋白質(zhì)吸收 配 合成減少 毛細(xì)血管內(nèi)壓 FF RAAS 醛固酮 激活 鈉 水 潴 留 水 腫 細(xì)胞間液生成,腎性水腫（Renal edema) 指原發(fā)于腎功能障礙的全身性水腫。 （

11、1）腎病性水腫 以大量蛋白尿所致的低蛋白血癥為原因的水腫。 大量的蛋白尿，丟失蛋白質(zhì)3.5g /日 20g /日 低蛋白血癥，血漿蛋白低于30g/L 嚴(yán)重水腫 主要是血漿膠體滲透壓明顯降低，使細(xì)胞間液生成增多；另外，有效循環(huán)血量降低導(dǎo)致鈉、水潴留，導(dǎo)致的嚴(yán)重水腫。 高脂和高膽固醇血癥 （2）腎炎性水腫 是以GRF明顯下降所導(dǎo)致的水腫。,肝硬化腹水的形成：,肝硬變,肝內(nèi)結(jié)締組織增生、假小葉形成,肝靜脈受壓、閉塞、扭曲,肝靜脈回流受阻,肝淋巴液產(chǎn)生增加,肝血竇內(nèi)壓升高,門靜脈壓升高,腸淋巴液產(chǎn)生增加,腹 水,有效循環(huán)血量下降,鈉水潴留,全身水腫,鉀代謝紊亂Disorder of Potassium

12、 Metabolism,正常鉀代謝,鉀的正常含量和分布 正常成人總鉀量約140150g（3157mmol/L） 2%在細(xì)胞外， 3.55.5mmol/L 98%在細(xì)胞內(nèi)，150mmol/L，絕大部分在肌肉細(xì)胞內(nèi)。 鉀的生理功能 參與細(xì)胞的新陳代謝：例如糖原和蛋白質(zhì)的合成需要一定量的K+進(jìn)入細(xì)胞。 維持細(xì)胞滲透壓及對(duì)酸堿平衡起作用 維持神經(jīng)-肌肉應(yīng)激性和心臟的正常功能 神經(jīng)、骨骼肌、平滑肌的應(yīng)激性 Na+K+/ Ca+Mg+H+ 心肌應(yīng)激性 Na+Ca+OH+/ K+Mg+H+,尿中排出的鉀是由遠(yuǎn)曲小管和集合管上皮細(xì)胞分泌。正常情況下是“多吃多排，少吃少排，不吃也排?！?影響鉀分泌的因素 腎小球

13、的濾過 醛固酮的作用 腎小管遠(yuǎn)端流速（濃度差） 細(xì)胞外液酸堿度,鉀的平衡及調(diào)節(jié),鈉泵（ Na+-K+-ATP酶） 血漿鉀濃度 激素的作用 物質(zhì)代謝 細(xì)胞內(nèi)外H+-K+的交換,鉀代謝紊亂,低鉀血癥（hypokalemia）,血清鉀濃度低于3.5mmol/L（或mEq /L）時(shí)，稱為低鉀血癥。,原因和發(fā)生機(jī)制,攝入不足 失鉀過多 鉀向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移,1鉀攝入不足,不能進(jìn)食 未補(bǔ)鉀,2失鉀過多 失鉀過多是造成缺鉀和低鉀血癥的最主要病因。 腎丟失 腎外丟失,失鉀途徑,胃、腸道失鉀 皮膚失鉀,（2）經(jīng)皮膚失鉀,2失鉀過多,2失鉀過多,（3）經(jīng)腎丟鉀 腎小管遠(yuǎn)端流速增大引起的腎失鉀過多,2失鉀過多,原發(fā)和繼發(fā)

14、性醛固酮增多癥或糖皮質(zhì)激素過多 ECF 容量 、Cushing綜合征、皮質(zhì)激素治療等。,（3）經(jīng)腎丟鉀 腎小管遠(yuǎn)端流速增大引起的腎失鉀過多,2失鉀過多, 原發(fā)和繼發(fā)性醛固酮增多癥或糖皮質(zhì)激素過多, 腎小管內(nèi)跨膜電位負(fù)值增大引起的失鉀 大量使用某些抗菌素 遠(yuǎn)曲小管內(nèi)負(fù)離子 腎排鉀 近曲小管性酸中毒（Fanconi綜合征） 近曲小管重吸收HCO3和K+障礙 K+和HCO3丟失 血K+ （糖尿、氨基酸尿、磷酸鹽尿等）,（3）經(jīng)腎丟鉀 腎小管遠(yuǎn)端流速增大引起的腎失鉀過多,2失鉀過多, 原發(fā)和繼發(fā)性醛固酮增多癥或糖皮質(zhì)激素過多, 腎小管內(nèi)跨膜電位負(fù)值增大引起的失鉀, 鎂缺失 缺鎂 髓襻升支粗段上皮細(xì)胞N

15、a+、K+ATP酶 K+重吸收障礙,3體內(nèi)鉀分布異常 是指K+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)過多，機(jī)體并不一定缺鉀。 （1）堿中毒 （2）外源性胰島素使用 糖尿病（型） 糖原合成障礙 細(xì)胞內(nèi)K+外移、腎排鉀 血鉀正常、機(jī)體缺鉀 外源性胰島素應(yīng)用 糖原合成 細(xì)胞外K+移入 血K+,（3）低鉀性周期性麻痹（Hypokalemic periodic paralysis） 少見的常染色體顯性遺傳病。 發(fā)作時(shí)出現(xiàn)骨骼肌癱瘓，一般從肢體遠(yuǎn)端向軀干逐步發(fā)展。 【發(fā)病機(jī)制】 糖原合成 細(xì)胞外K+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi) 血K+ 骨骼肌膜上電壓依賴型鈣通道的基因位點(diǎn)突變 鈣內(nèi)流受阻 肌肉興奮收縮偶聯(lián)障礙 癱瘓 （4）鋇中毒 鋇中毒 鉀通道阻滯

16、K+外移 血K+ Na+-K+泵活性 K+進(jìn)入細(xì)胞,低鉀血癥對(duì)機(jī)體的影響, 單純低鉀血癥 膜電位異常（骨骼肌弛緩性麻痹和心率失常） 機(jī)體缺鉀 細(xì)胞代謝障礙 缺鉀、低鉀血癥 酸堿異常,【Nernst方程】 Em = - 59.5l log（ K+ i / K+ e ）,對(duì)神經(jīng)肌肉的影響,1對(duì)神經(jīng)-肌肉興奮性的影響 興奮性降低，使肌肉處于超極化阻滯狀態(tài)，引起骨骼肌和消化道平滑肌松弛無力，甚至發(fā)生呼吸困難和麻痹性腸梗阻。,心肌動(dòng)作電位,0電位,Et,Em,-90,-60,-30,0,30,mV,心房肌,心室肌,0,0,2,2,1,1,3,3,4,4,Na+,K+,Ca2+,K+,K+,鈉泵,K+,N

17、a+,心肌細(xì)胞,膜離子轉(zhuǎn)運(yùn),心電圖,P,Q,R,S,T,對(duì)心臟的影響,自律細(xì)胞在復(fù)極化4期膜內(nèi)、外有KNa（對(duì)慢反應(yīng)自律細(xì)胞如竇房結(jié)）或KCa2（對(duì)快反應(yīng)細(xì)胞如purkinje）細(xì)胞的交互性移動(dòng)，因內(nèi)向的正離子流大于K外流，使細(xì)胞緩慢除極化并在達(dá)到閾電位時(shí)產(chǎn)生動(dòng)作電位。 Ke的明顯變化能影響這一期細(xì)胞膜對(duì)鉀的通透性，從而影響自律細(xì)胞的自律性。,0,1,2,3,4,自律性：,興奮性： 與骨骼肌細(xì)胞一樣，心肌工作細(xì)胞興奮性決定于膜電位（Em）與閾電位（Et）距離的適當(dāng)大小。,傳導(dǎo)性： 傳導(dǎo)性與0期除極化的速度（表現(xiàn)為曲線斜率大?。┖头逯担ū憩F(xiàn)為鋒電位大?。┫嚓P(guān)，直接與興奮發(fā)生時(shí)的電壓變化大小有關(guān)。

18、,收縮性： 與動(dòng)作電位2期Ca2內(nèi)流的速度相關(guān)，從而影響細(xì)胞內(nèi) Ca2 的變化以及心肌的興奮收縮偶聯(lián)。,2對(duì)心臟的影響 心率失常，嚴(yán)重可出現(xiàn)心室纖維顫動(dòng)和心力衰竭。 （1）低鉀對(duì)心臟生理特性的影響 自律性 增加 K+e 自律細(xì)胞膜對(duì)鉀通透性 鉀外流 Na+(竇房結(jié))或Ca2+(浦肯野)內(nèi)向電流 自律細(xì)胞自動(dòng)除極化速度 自律性,2對(duì)心臟的影響 心率失常，嚴(yán)重可出現(xiàn)心室纖維顫動(dòng)和心力衰竭。 （1）低鉀對(duì)心臟生理特性的影響 自律性 增加, 興奮性 增強(qiáng) K+e 細(xì)胞膜對(duì)K+通透性 細(xì)胞內(nèi)K+外移受阻 達(dá)到電化學(xué)平衡所需電位差相應(yīng)（Em） EmEt間距 興奮性,2對(duì)心臟的影響 心率失常，嚴(yán)重可出現(xiàn)心室

19、纖維顫動(dòng)和心力衰竭。 （1）低鉀對(duì)心臟生理特性的影響 自律性 增加, 興奮性 增強(qiáng), 傳導(dǎo)性 降低 靜息Em負(fù)值 EmEt間距 0期除極化速度 心肌傳導(dǎo)性 興奮擴(kuò)布,2對(duì)心臟的影響 心率失常，嚴(yán)重可出現(xiàn)心室纖維顫動(dòng)和心力衰竭。 （1）低鉀對(duì)心臟生理特性的影響 自律性 增加, 興奮性 增強(qiáng), 傳導(dǎo)性 降低, 收縮性 增強(qiáng) 急性低鉀血癥 2期膜對(duì)Ca2+通透性 Ca2+內(nèi)流加速 收縮性 慢性低鉀血癥 細(xì)胞內(nèi)缺鉀 心肌收縮性,2對(duì)心臟的影響,（2）心電圖（ECG）特征 QRS波增寬 K+e 傳導(dǎo)性 P-R間期延長(zhǎng) QRS波（輕度）增寬。 ST段下降 K+e K+通透性、Ca2+內(nèi)流 ST段不能回基線

20、而呈斜線狀 T波低平 K+e 膜K+的通透性 心肌超長(zhǎng)期延長(zhǎng) T波低平 K+e Purkinje纖維3期復(fù)極化延長(zhǎng) U波增高,3對(duì)酸鹼平衡的影響 K+e 細(xì)胞內(nèi)K+移出、H+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi) ECF H+ 腎小管重吸收HCO3 ECF HCO3 代謝性堿中毒 腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)K+ 分泌K+ 排NH3+、排H+ 酸性尿 “反常性酸性尿” 4對(duì)血管的影響 K+e 血管平滑肌興奮性 小動(dòng)脈舒張,5其他方面影響 （1）對(duì)洋地黃類強(qiáng)心藥物毒性的敏感性增高 心衰病人常因攝入不足或使用利尿劑引起缺鉀和低K+血癥。 低鉀血癥 洋地黃與Na+-K+-ATP酶的親和力 洋地黃導(dǎo)致心律失常毒性作用 （2）腎損害 【結(jié)構(gòu)】

21、 缺鉀初期：髓質(zhì)集合管出現(xiàn)上皮細(xì)胞腫脹、增生等。 長(zhǎng)期、嚴(yán)重缺鉀：損害可波及各段腎小管，甚至腎小球。 【功能】 損傷集合管對(duì)ADH反應(yīng)性、升支粗段對(duì)NaCl重吸收 腎臟濃縮功能 多尿、夜尿,高鉀血癥（hyperkalemia）,血清K 濃度大于5.5 mmol/L （或mEq /L）稱為高鉀血癥。,原因和發(fā)生機(jī)制,攝入過多 腎排鉀減少 細(xì)胞內(nèi)鉀釋出至細(xì)胞外,1攝鉀過多 靜脈輸入鉀過多或過快可立即引起嚴(yán)重的高鉀血癥，導(dǎo)致患者猝死。,2腎排鉀減少 （l）腎小球?yàn)V過率（GFR）的顯著下降 GFR 鉀濾出受阻 腎排K+ 血K+,2腎排鉀減少 （l）腎小球?yàn)V過率（GFR）的顯著下降,（2）高鉀型遠(yuǎn)曲小管

22、性酸中毒（型腎小管性酸中毒） 遠(yuǎn)曲小管泌H+和Na+重吸收障礙 腔內(nèi)尿液負(fù)電位 K+分泌 腎排K+ 血K+,2腎排鉀減少 （l）腎小球?yàn)V過率（GFR）的顯著下降,（2）高鉀型遠(yuǎn)曲小管性酸中毒（型腎小管性酸中毒）,2腎排鉀減少 （l）腎小球?yàn)V過率（GFR）的顯著下降,（2）高鉀型遠(yuǎn)曲小管性酸中毒（型腎小管性酸中毒）,（3）醛固酮分泌減少或腎小管對(duì)醛固酮反應(yīng)性低下,（4）長(zhǎng)期使用潴鉀的利尿藥 （氨苯喋啶、安體舒通）,3細(xì)胞內(nèi)鉀釋出至細(xì)胞外 細(xì)胞內(nèi)K+大量移出 超過腎排K+代償能力 血K+ （l）酸中毒 酸中毒 H+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞內(nèi)K+移出 血K+ 腎小管Na+H+交換、Na+K+交換 腎排K+,（2）大量溶血或組織損傷、壞死 （3）嚴(yán)重組織缺氧、肌肉運(yùn)動(dòng)過度 （4）高血糖、胰島素不足,（5）高鉀血癥型周期性麻痹（Hyperkalemi periodic paralysis）： 一種少見的常染色體顯性遺傳病。 肌麻痹發(fā)作時(shí)常伴血鉀升高，骨骼肌靜息膜電位負(fù)值減小。 （6）某些藥物作用: 過量洋地黃能抑制Na+-K+-ATP酶（鈉泵）活性。,高鉀血癥對(duì)機(jī)體的影響, 神經(jīng)-肌肉興奮性 心律失常 心搏驟停 酸堿異常,【Nernst方程】 Em = - 59.5l log（ K+ i