病理生理學(xué)課件：第三章 2014水電解質(zhì)代謝紊亂

1、(Disturbance of water and electrolyte balance),第三章水和電解質(zhì)代謝紊亂,第一節(jié) 正常水、鈉代謝,一、體液的容量和分布(Volume and distribution of body fluid),體內(nèi)的水和溶解在其中的物質(zhì),Total body water (TBW) 60%,Transcellular fluid(third space) 1,二、電解質(zhì)在體液中的分布及含量,ECF: Na+、Cl-、 HCO3-,ICF: K +、 HPO42- 、 Pr-,體液中的各種無機鹽、低分子有機化合物 和蛋白質(zhì)以離子狀態(tài)溶于體液中稱電解質(zhì),血Na 1

2、40 mmol/L 血Cl 104 mmol/L 血HCO3 24 mmol/L,平均正常值,三、體液的滲透壓 (Osmotic pressure of body fluid),滲透壓的大小取決于溶質(zhì)的微粒數(shù)目，而與溶質(zhì)微粒的大小無關(guān) 正常值280310 mmol/L,四、水、鈉的平衡及調(diào)節(jié),（一）水、鈉的平衡,每日最低尿量500ml,呼吸道失水 350ml,皮膚不顯性蒸發(fā) 500ml 糞便失水 150ml,生理需水量: 1500ml/day,(從尿排代謝廢物35g/日 最大濃度68g）,鈉的平衡,攝入：Na+ 100200 mmol/d（約食鹽5 10g）WHO建議：5 6克/天。攝入量與高

3、血壓的發(fā)生率成平行關(guān)系鈉幾乎全部經(jīng)小腸吸收 排出：腎（主要途徑）、皮膚等。,（二）、水和鈉的生理(Physiological function of water and sodium),1.水的生理功能(Function of body water),促進物質(zhì)代謝 調(diào)節(jié)體溫 潤滑,2.鈉的生理功能(Physiological function of sodium),維持體液的滲透壓 參與細胞動作電位的形成,（三）、水與鈉平衡的調(diào)節(jié) (Regulation of water and sodium balance),1.渴感(thirst),2.抗利尿激素 (antidiuretic hormon

4、e , ADH),ECF滲透壓,有效循環(huán)血量,3.醛固酮(aldosterone),4.心房肽(ANP),心房擴張 血容量增加 血鈉升高 血管緊張素增多,心房ANP合成分泌增多,減少腎素的分泌 抑制醛固酮的分泌 對抗血管緊張素 對抗醛固酮的滯鈉,(Disturbance of water and sodium balance),第二節(jié) 水、鈉代謝紊亂,大綱要點,掌握低滲性脫水,高滲性脫水,等滲性脫水 的概念,原因及它們對機體的影響 掌握水腫的概念,發(fā)生機制 了解水鈉代謝障礙的分類及防治基礎(chǔ) 了解水腫的分類及其對機體的影響,脫水(dehydration) 高滲性 低滲性 等滲性 水過多(wate

5、r excess) 低滲性（水中毒） 高滲性（鹽中毒） 等滲性（水 腫）,一、分類（ Classification ）,（一）根據(jù)細胞外液容量和滲透壓,低容量性低鈉血癥（低滲性脫水） 高容量性低鈉血癥（水中毒） 等容量性低鈉血癥,（二）根據(jù)血鈉的濃度和體液容量,1.低鈉血癥,低容量性高鈉血癥（高滲性脫水） 高容量性高鈉血癥（鹽中毒） 等容量性高鈉血癥,2.高鈉血癥,等滲性脫水 水腫,3.正常血鈉性水鈉紊亂,二、細胞外液容量減少脫水,各種原因引起的體液容量尤其是細胞外液量減少（體液丟失量超過體重2%以上），并出現(xiàn)一系列功能、代謝變化的病理過程稱為脫水（dehydration）。,1.概念(con

6、cept),低容量性高鈉血癥(hypovolemic hypernatremia),(一)高滲性脫水 (hypertonic dehydration),water losssodium loss serumNa+ 150 mmol/L plasma osmotic pressure 310 mmol/L,2.原因 (causes),1)入量(decrease of intake),水源斷絕 喪失口渴感 進食或飲水困難,2)丟失過多(lost from ECF),呼吸道蒸發(fā)：癔病,代謝性酸中毒 大量出汗：高熱,大量出汗 經(jīng)腎丟失：尿崩癥、滲透性利尿 經(jīng)胃腸道丟失：嘔吐， 腹瀉,失水失Na+,主要

7、環(huán)節(jié):細胞外液高滲,早期不易休克,3、高滲性脫水對機體的影響,1）口渴 2）細胞外液減少,但早期不易發(fā)生休克 3）尿量減少，比重增高 細胞外液高滲刺激ADH分泌 4）細胞內(nèi)液向細胞外液轉(zhuǎn)移，細胞皺縮 5）中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙,蛛網(wǎng)膜下腔出血 6）脫水熱,脫水熱 (dehydration fever) 因皮膚蒸發(fā)水減少引起的體溫上升,高滲性脫水的主要發(fā)病環(huán)節(jié) ECF高滲 主要脫水部位 ICF減少,4防治的病理生理基礎(chǔ)(pathophysiological basis of prevention and treatment),防治原發(fā)病,去除病因,及時補水，5%GS或淡水 適當補鈉,1.概念(co

8、ncept),低容量性低鈉血癥（hypovolemic hyponatremia）,(二)低滲性脫水 (Hypotonic dehydration),sodium loss water loss serumNa+ 130 mmol/L plasma osmotic pressure 280 mmol/L,2.原因 (causes),腎內(nèi)或腎外丟失過多 液體積聚在第三間隙后處理不當,（1）腎性失鈉,長期使用高效利尿劑:速尿 腎上腺皮質(zhì)功能不全：醛固酮 腎疾患（如間質(zhì)性腎炎） 腎小管酸中毒：泌H+障礙,（2）腎外丟失,消化道失液如嘔吐，腹瀉 第三間隙液體增多：如胸水，腹水 皮膚失液：如燒傷，出汗,

9、失Na+失水,水移入 細胞,ADH, 腎血流量, 醛固酮,主要環(huán)節(jié):細胞外液低滲,3.對機體的影響,1）、細胞外液減少，易發(fā)生休克 細胞外液減少 細胞外液向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移 細胞外液低滲,ADH分泌減少 2）、脫水征：皮膚彈性下降，眼窩下陷和嬰幼兒囟門凹陷,3）、細胞外液滲透壓降低引起的變化： （1）渴感不明顯，不思引水 （2）早期尿量增多，比重下降 滲透壓降低抑制ADH分泌 （3）晚期尿量減少，比重升高 血容量明顯減少時刺激ADH分泌 （4）細胞外液內(nèi)移，細胞腫脹,4）、尿鈉的變化 （1）經(jīng)腎臟丟失的，尿鈉含量升高 （2）腎外丟失，尿鈉含量下降 機制： 低血容量 腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)興奮

10、醛固酮分泌增多 腎臟對鈉重吸收增多 血鈉濃度降低 尿鈉含量下降,4.防治的病理生理基礎(chǔ)(pathophysiological basis of prevention and treatment),防治原發(fā)病，去除病因,適當補液,補等滲液，搶救休克,（三）等滲性脫水,血鈉正常的細胞外液減少等滲性脫水（isotonic dehydration）,sodium loss water loss serumNa+ 130150 mmol/L plasma osmotic pressure 280310 mmol/L,1.原因和機制 各種原因所致等滲液在短時間內(nèi)急性丟失均可造成等滲性脫水。 如腸液大量丟失

11、 大面積燒傷、嚴重燒傷,導(dǎo)致血漿大量丟失等。 大量的胸水、腹水形成,2.對機體的影響,三型脫水的比較,二、體液容量過多,體液容量過多又可根據(jù)血鈉變化和增 多的體液分布特點分為： 高容量性低鈉血癥（水中毒） 高容量性高鈉血癥（鹽中毒） 正常血鈉性組織間液容量過多（水腫）,(一) 水腫(Edema),概念(concept) 過多的液體在組織間隙或體腔積聚,過多的液體在體腔內(nèi)積聚又稱為積水 (hydrops),1分類(Classification ),2. 水腫的機制 (mechanisms of edema),(1)血管內(nèi)外液體交換異常,組織液生成回流,血管內(nèi)外液體交換示意圖,小動脈,小靜脈,血漿

12、膠體滲透壓,組織液流體靜壓,組織液膠滲壓,淋巴管,Cap流體靜壓,1)毛細血管流體靜壓增高(increased capillary hydrostatic pressure)常見的原因是靜脈壓： 如心衰導(dǎo)致全身性水腫 靜脈栓塞導(dǎo)致局部水腫 動脈充血導(dǎo)致炎性水腫,2)血漿膠體滲透壓降低 (decreased plasma colloid osmotic pressure) 白蛋白見于： 分解代謝增強；慢性消耗性疾病 合成；肝硬化,嚴重營養(yǎng)不良 丟失;腎病綜合癥,3) 微血管壁通透性(increased capillary permeability),血漿白蛋白濾出增加，會使血漿膠體滲透壓降低，而

13、組織膠體滲透壓增高，導(dǎo)致濾出增多、回吸收減少而發(fā)生水腫。如炎癥等。,4)淋巴回流障礙 (lymphatic obstruction) 如乳腺癌根治術(shù),(2) 體內(nèi)外液體交換平衡失調(diào),腎小球濾出鈉、水 9999.5 腎小管重吸收 6570 近曲小管吸收 0.51 濾出液排出,(decreased glomerular filtration rate),濾過面積：如腎小球腎炎 有效循環(huán)血量 ：如心衰等 有效循環(huán)量 腎血流 腎小球濾過率下降 腎素-血管緊張素-醛固酮興奮 入球小動脈收縮,1) 腎小球濾過率下降,2)近曲小管重吸收鈉水增加,主要見于有效循環(huán)量減少時,心房肽分泌,有效循環(huán)血量，心房的牽張

14、感受器興奮性，ANP分泌，近曲小管鈉水 重吸收,腎小球濾過分數(shù)(filtration fraction FF)增高(濾過分數(shù)腎小球濾過率/腎血漿流量) 約等于20% 主要見于心力衰竭及腎病綜合征等,循環(huán)血量明顯減少,循環(huán)血量減少: 出球小動脈收縮入球小動脈收縮腎小球濾過率/腎血漿流量 濾過分數(shù)增加,血漿從腎小球濾出增多 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 近曲小管重吸收鈉水增多,3)遠曲小管和集合管重吸收鈉水增多 醛固酮分泌 分泌：有效循環(huán)血量減少，腎血流量減少，流經(jīng)遠曲小管中的鈉減少，激活了入球小動脈的壓力感受器和化學(xué)感受器，致密斑使腎素釋放增多，激活腎素-血管緊張素

15、-醛固酮系統(tǒng)； 滅活肝硬化時對醛固酮的滅活減少，血中醛固酮增多。,抗利尿激素釋放增多 有效循環(huán)血量減少時，對左心房及胸腔大血管容量感受器的刺激減弱，反射的使ADH分泌增多。 腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)激活， Ang II，醛固酮，促進腎小管對鈉的重吸收，血漿晶體滲透壓增高，刺激下丘腦滲透壓感受器，反射釋放ADH增多。,3.水腫的特點及對機體的影響,（1）.水腫的特點 1）.水腫的性狀：根據(jù)水腫液蛋白含量的不同分 漏出液(transudate):比重低于1.015，蛋白質(zhì)含量低于2.5g%，細胞數(shù)少于500/100ml。 滲出液(exudate):比重高于1.018，蛋白質(zhì)含量可達3-5g%

16、，細胞超過500/100ml 。,2).水腫的皮膚特點,凹陷性水腫(pitting edema) 當皮下組織有過多的液體積聚時，這時水腫部位皮膚腫脹、彈性降低、皺紋變淺，指壓時可能有凹陷 又稱顯性水腫（frank edema ) 隱性水腫（recessive edema) 全身性水腫病人在出現(xiàn)凹陷之前已有組織液的增多并可達原體重增加10%,3).全身性水腫的分布特點,心性水腫首先發(fā)生在低垂部位； 腎性水腫先表現(xiàn)為眼瞼或面部； 肝性水腫以腹水多見。 這些特點與下列有關(guān) 重力效應(yīng) 組織結(jié)構(gòu)特點 局部血流動力因素,4.水腫對機體的影響,利： 炎性水腫有稀釋毒素;運送抗體 弊： 營養(yǎng)障礙; 對組織器官

17、功能的影響,水中毒是指給腎臟排水功能降低的患者輸入過多水分，導(dǎo)致水潴留，使細胞內(nèi)外液容量均增加的病理過程。,serumNa+ 130 mmol/L plasma osmotic pressure 280 mmol/L,1.原因和機制,1)攝水過多 （1）無鹽水灌腸 （2）精神性飲水或持續(xù)大量飲水 （3）輸無鹽水速度過快超過腎臟的排泄能力 2) 水排出減少 腎功能衰竭、心力衰竭或肝硬化,低滲性液體在體內(nèi)潴留的病理過程,3）ADH分泌過多 （1）ADH分泌異常分泌綜合癥 （2）急性應(yīng)激狀態(tài) （3）藥物 如異丙腎上腺素(受體激動劑 )、嗎啡、撲熱息痛等,在腎臟功能良好的情況下，一般不會發(fā)生水中毒。常

18、見于急性腎功能衰竭而又輸液不恰當時。,水潴留,ICF量,2 .水中毒對機體的影響(effects),細胞內(nèi)外液量均，滲透壓均,水潴留的主要部位是細胞內(nèi),對機體危害最大的是腦水腫,輕癥及慢性主要為低鹽綜合征,3防治的病理生理 (pathophysiological basis of prevention and treatment),防治原發(fā)病,輕癥限水,重癥或急性：利尿，甘露醇,（三）鹽中毒（高容量性高鈉血癥）（hypervolemic hypernatremia）,1）原因和機制： （1）醫(yī)源性鈉鹽攝入過多（心跳呼吸 停止） （2）原發(fā)性鈉潴留 原發(fā)性醛固酮增多 Cushing綜合征的病人,

19、2）對機體的影響 高鈉血癥ECF高滲 ICF轉(zhuǎn)至ECF 細胞脫水CNS功能障礙,3）防治原則,防治原發(fā)病 腎功能正常者可用強效利尿劑 腎功能低下或利尿劑反應(yīng)差者可用透析,思考題,1. 機體是如何調(diào)節(jié)水鈉平衡的？2. 高滲性和低滲性脫水患者均可出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，其機制有何不同？3. 為何低滲性脫水患者易出現(xiàn)循環(huán)衰竭？而高滲性脫水患者不易出現(xiàn)循環(huán)衰竭癥狀？,(Potassium homeostasis and its disorders),第三節(jié)鉀代謝紊亂,一、正常鉀代謝(Normal metabolism of potassium),1. 攝入(intake)： 食物,2. 吸收(absor

20、ption): 腸道,3. 分布(distribution)：,體內(nèi)鉀 (50mmol/Kg體重),細胞內(nèi)鉀90% 150mM,細胞外液1.4% 3.5-5.5mM,消化液1%,4. 排泄(excretion) : 腎（urine 80%90） 腸 (feces 10) 皮膚 (sweat),5. 鉀平衡的調(diào)節(jié)(Regulation of potassium balance),腎 調(diào)節(jié),+,鉀跨細胞 膜轉(zhuǎn)移,+,結(jié)腸排鉀,影響鉀在細胞內(nèi)外轉(zhuǎn)移的因素,1.鉀的跨細胞轉(zhuǎn)移 泵漏機制(pump leak mechanism),cell,140160mmol/L,【 K+】,K+,Na+-K+-ATP

21、酶,3.55.5mmol/L,K+,1)細胞外液 K+濃度： 細胞外液 K+濃度可直接激活Na+-K+-ATP酶的活性。 2)酸堿平衡狀態(tài)： 酸中毒時促進鉀離子移出細胞，堿中毒時正好相反 3)胰島素： (1)直接刺激Na+-K+-ATP酶的活性 (2)血鉀濃度的升高可直接刺激胰島素的分泌,4）兒茶酚胺：-腎上腺素能受體激活通過激活cAMP機制激活Na+-K+-ATP酶促進細胞攝鉀，受體激活促進鉀自細胞內(nèi)移出。,2.腎臟對鉀的調(diào)節(jié),（1）遠端小管、集合小管調(diào)節(jié)鉀平衡：鉀的分泌和重吸收,（2）影響遠端小管、集合小管排鉀的調(diào)節(jié)因素,1）細胞外液的鉀濃度,2）醛固酮的作用 醛固酮具顯著的促排鉀功效，它

22、可使Na-K泵的活性升高，并增加主細胞腔面胞膜對鉀的通透性。,3）遠端小管的原尿流速,遠端小管原尿流速增大可迅速移去從 小管細胞泌出的鉀，降低小管腔中的鉀濃 度，這有利于鉀離子的分泌。,4）酸堿平衡狀態(tài),H濃度升高可抑制主細胞的Na-K泵,3.結(jié)腸的排鉀功能,正常時，約10的鉀由腸道排出。在腎功能衰竭，腎小球濾過率明顯下降的情況下，結(jié)腸泌K量平均可達到攝入鉀量的三分之一（34），成為一重要排鉀途徑。 此外，經(jīng)汗的排鉀量通常很少。,二、低鉀血癥(Hypokalemia),概念 (concept) Serum K+ 3.5mmol/L,缺鉀(potassium deficit) 細胞內(nèi)鉀和機體總鉀

23、量的缺失,(一)原因和機制(Causes and mechanisms),1. 攝入不足 (decreased K+ intake),鉀來源減少,不吃也排,Hypokalemia,2鉀丟失過多,（1）經(jīng)腎丟失過多 失鉀的最主要的原因,排鉀性利尿劑 如安體舒通 三氨蝶啶 腎小管性酸中毒 皮質(zhì)激素、醛固酮 Cusings disease,（2）經(jīng)消化道失鉀,（3）經(jīng)皮膚大量失鉀,藥物：-腎上腺素受體活性增強、胰島素治療,堿中毒(alkalosis),低鉀性周期性麻痹：不清,鋇、棉酚中毒：K+通道阻滯,3.鉀向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移 (K shifts into the cells),(二)對機體的影響 (Ef

24、fects),對心臟的影響,對神經(jīng)肌肉興奮性的影響,對腎的影響,對酸堿平衡的影響,1.對心臟的影響(effects on the heart),（1）對心肌生理特性的影響,T波低平： T波反映心室肌的3期復(fù)極化， 3期復(fù)極化的主要離子電流是K+外流。 U波增高：Purkinje纖維的3期復(fù)極化。復(fù)極延緩 Purkinje纖維的3期復(fù)極化過程出現(xiàn)。,（2）心電圖表現(xiàn),ST段：2期Ca2+內(nèi)流和K+外流， K+外流而Ca2+使ST段不能回到基線。 QRS波增寬：傳導(dǎo)性,低鉀血癥時心電圖的改變,（3）心功能損害,心律失常 如竇性心動過速、期前收縮及陣發(fā)性心動過速等 對洋地黃類藥物毒性的敏感性增加,2

25、對神經(jīng)肌肉興奮性的影響,超極化阻滯(hyperpolarized blocking),因靜息電位與閾電位距離增大而使神經(jīng)肌肉興奮性降低的現(xiàn)象。,血K+,機制 (mechanism),（1）中樞抑制：輕度低鉀常有精神萎靡、表情淡漠和倦怠。重癥出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍、定向力減弱、嗜睡甚至昏迷。,腦細胞興奮性下降；低鉀影響糖代謝，ATP生成減少；腦細胞Na+-K+-ATP酶活性降低。,（2）骨骼肌肌無力、麻痹和軟癱,（3）胃腸道運動功能減退,3對腎的影響,（1）功能變化：尿濃縮功能障礙 （2）形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化：腎小管上皮細胞腫脹,增生和顆粒形成;嚴重時波及腎小管各段,甚至腎小球,出現(xiàn)間質(zhì)性腎炎的表現(xiàn)。,4對酸堿

26、平衡的影響,機制 （1） 細胞外H+進入細胞 （2）腎排K+降低而排H+升高,反常性酸性尿,三、高鉀血癥(Hyperkalemia),概念(Concept) Serum K+ 5.5mmol/L,(一)原因和機制(Causes and mechanisms),1.腎排鉀障礙,（1）腎功能衰竭 （2）醛固酮分泌不足或?qū)θ┕掏姆磻?yīng)低下 （3）大量使用保鉀性利尿劑,2.鉀的跨細胞分布異常,（細胞內(nèi)鉀轉(zhuǎn)移到細胞外） （1）酸中毒； (2) 組織嚴重損傷和溶血 ； （3）高血糖合并胰島素缺乏； （4）藥物，如受體阻滯劑； （5）高鉀血癥性周期性麻痹。,3.攝入過多,醫(yī)源性高鉀，靜脈輸鉀速度過快， 濃度

27、過高,4. 假性高鉀血癥,指測的血清鉀濃度增加而實際在 體血清鉀或血漿鉀并未增高。 常見原因是采集血樣時發(fā)生溶血。,1.對心臟生理特性的影響,(二)對機體的影響(Effects),心肌興奮性先后,高血鉀對心臟生理特性的影響,T波高尖：3期K+外流,復(fù)極加速,P-R間期延長，QRS波增寬：傳導(dǎo)性,心律失常：傳導(dǎo)阻滯及自律性,心電圖的變化,高鉀血癥時心電圖的變化,2.對骨骼肌的影響,（1）輕度高鉀血癥肌肉輕度震顫； 機制：肌細胞興奮性,因Em ， Em Et距離 （2）嚴重高鉀血癥肌無力、肌麻痹 機制：Em Et距離過近，鈉通道失活肌細胞興奮性降低。去極化阻滯”,去極化阻滯 (hypopolari

28、zed blocking),靜息電位等于或低于閾電 位使細胞興奮性降低的現(xiàn)象。,3.對酸堿平衡的影響,酸中毒 機制：細胞內(nèi)H+釋出，腎小管排泌H+降低,反常性堿性尿,(三) 防治的病理生理基礎(chǔ)(Pathophysiological basis of prevention and treatment),防治原發(fā)病,低鉀血癥和缺鉀的補鉀原則,最好口服 見尿補鉀：尿量500ml/天時，才可靜脈補鉀 靜脈補鉀應(yīng)遵循“四不宜”原則： 不宜早，須見尿給鉀：尿量500ml/d； 不宜快：速度10mmol/h ； 不宜濃：40mmol/L ； 不宜多：總量120mmol/d 。,高鉀血癥對抗鉀心肌毒性和清除鉀

29、的原則,拮抗鉀對心肌的毒性作用：采用鈣及鈉劑 促進鉀進入細胞：胰島素，GS 排鉀：陽離子交換樹脂，腹透、血透,思考題,1.高鉀血癥和低鉀血癥對酸堿平衡有何影響 ，試述其發(fā)生機制。2. 高鉀血癥和低鉀血癥對神經(jīng)肌肉興奮性的影響有何不同,試述其發(fā)生機制。 3.高鉀血癥和低鉀血癥對心肌電生理特性的影響有什么不同,試述其發(fā)生機制。 4.高鉀血癥和低鉀血癥對心電圖的影響有什么不同,試述其發(fā)生機制。,男性，46歲，胃潰瘍穿孔修補術(shù)后2周并發(fā)腸 梗阻進行手術(shù)，術(shù)后持續(xù)胃腸減壓7天，共抽吸液 體2200ml。平均每天靜脈輸入5%葡萄糖液 2500ml，尿量2000ml。病人出現(xiàn)精神不振，全身 乏力，面無表情，嗜睡，食欲減低，腱反射遲鈍。 血K+2.5mmol/L，血Na+140mmol/L，血Cl- 103mmol/L。ECG顯示：ST段下降，有u波。立即 開始每日以KCl加入5%葡萄糖滴注，四天后血K+ 升至4.8mmol/L，上述臨床表現(xiàn)恢復(fù)正常。 思考題