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1 第二章 水 电解质代谢紊乱 人和高等动物机体内的细胞也像水中的单细胞生物一样是生活在液体环境之中的 和单细胞生物不同的是人体大量细胞拥挤在相对很少量的细胞外液中, 这是进化的结果 但人具有精细的调节机构, 能不断更新并保持细胞外液化学成分 理化特性和容量方面的相对恒定, 这就是对生命活动具有十分重要意义的内环境 水 电解质代谢紊乱在临床上十分常见 一些全身性的病理变化, 许多器官的疾病, 都可以引起或伴有水 电解质代谢紊乱, 外界环境的某些变化, 某些医源性因素, 也常可导致水 电解质代谢紊乱 如果得不到及时的纠正, 水电解质代谢紊乱本身又可引起全身各器官系统特别是心血管系统 神经系统的生理功能和机体的物质代谢发生相应的障碍, 严重时常可导致死亡 因此熟悉和掌握水和电解质紊乱的发生机制及其变化规律, 对医学工作者是非常重要的 第一节 正常水 电解质代谢 一 体液的容量和分布 23

2 成人体液总量约占体重的 60%, 细胞膜将体 液分隔成细胞内液 ( 约占 40%) 和细胞外液 ( 约占 20 %) 细胞外液又可分为组织间液 ( 约占 15%) 血 浆 ( 约占 5 % ) 和透细胞液 ( transcellular fluid) 或称分泌液 ( secreted fluid, 约占 2 % ) 透细胞液主要是上皮细胞分泌物, 包括胃肠道消化液 汗液 尿液 脑脊液 关节囊液以及炎性渗出液等 存在于结缔组织和骨基质中的液体属组织间液的一部分, 因其与细胞内外液的交换十分缓慢, 称为慢性交换液中的液体, 临床意义较小 体液的含量可因年龄 性别和体型的胖瘦而存在明显的个体差异 新生儿体液约占体重的 8 0 %, 婴幼儿体液占体重的 7 0 %, 并随年龄增长而逐渐减少 人体各组织中的含水量也有很大 区别, 脂肪组织含水量较小 ( 约 10%~30%), 而肌肉 组织含水量较多 ( 可达 75%~80%) 成年妇女和体胖 者, 因体内脂肪较多, 总体液所占的百分率也低, 故对失水的耐受性差, 而肌肉发达者对失水的耐受性较强 二 水的生理功能与水平衡 24

3 ( 一 ) 水的生理功能 水参与了水解 水化和加水脱氢等重要反应, 并为一切生化反应的进行提供场所 ; 水是良好的溶剂, 能使许多物质溶解, 而且粘度小, 易流动, 有利于营养物质和代谢产物的运输 ; 水的比热大 蒸发热大, 故对体温调节起重要作用 ; 水具有润滑作用, 例如泪液有助于眼球的转运, 滑液有助于关节的活动等等 ; 此外结合水 ( 与蛋白质结合的水 ) 能够保证各种肌肉具有独特的机械功能 ( 二 ) 水平衡 正常人每天水的摄取和排出处于动态平衡 水的来源有饮水 食物含水和代谢水 成人每天饮水量 ~ m l ; 食物含水量约 m l, 三大营养物质在代谢过程中生成的代谢水约 m l 机体排出水分的途径有消化道 肾脏 皮肤和肺脏 正常成人每天随粪便排出的水量约 m l ; 每天排出的尿量约 ~ m l ; 每天由皮肤蒸发的水分约 m l ; 通过肺呼吸排 25

4 出的水分 m l 水的排出量基本上等于水的 摄入量 ( 表 2-1 ) 正常成人每天尿中的固体溶质 一般不少于 3 5 g, 尿液的最大浓度为 6%~8%, 所 以, 排出 3 5 g 固体溶质的最低尿量应约 m l, 再加上皮肤和肺部的不感蒸发和粪便排出量, 则 每天最低排出的水量约 m l 要维持水出入 量平衡, 每天需给水 ~ m l, 称日需要 量, 对无尿液的病人, 每天进水量亦不应少于 m l, 否则将出现负平衡 表 2-1 正常成人每日水的摄入和排出量 摄入 (ml) 排出 (ml) 饮水 1000~1500 粪便 150 食物水 700 尿液 1000~1500 代谢水 300 呼吸蒸发 350 皮肤蒸发 500 合计 2000~ ~2500 当气温达 2 8 时, 汗腺开始排汗, 称为显性 出汗 汗液为低渗溶液, 其中的固体物质主要是 氯化钠, 浓度变化很大, 约为 % ~ %, 平均约为 %, 此外还含有少量钾离子 出汗 26

5 量多少还与活动量有关 因此, 在高温环境从事 体力劳动时, 应注意补充水量和少量钠 钾离子 一 电解质的生理功能和电解质平衡 ( 一 ) 电解质的生理功能 机体的电解质分为有机电解质 ( 如蛋白质 ) 和无机电解质 ( 即无机盐 ) 两部分 形成无机盐的主要金属阳离子为 K + 和 M g 2 +, 主要阴离子则为 C l H C O 3 H P O 4 等 血浆 细胞间液和细胞内液中无机电解质的 含量与分布见表 2-2 无机电解质的主要功能如 下 : 1 维持神经 肌肉 心肌细胞的静息电位, 并参与其动作电位的形成 2 维持体液的渗透平衡和酸碱平衡 3 参与新陈代谢和生理功能活动 4 构成组织的成分, 如钙 磷 镁是骨骼和牙齿的组成成分 ( 二 ) 电解质平衡钠平衡 正常成人体内含钠总量为 4 0 ~ 5 0 m m o l / k g 体重, 其中 6 0 % ~ 7 0 % 是可交换的 ; 表 2-2 各种体液主要电解质含量 (mmol/l) Na + K + Cl HCO 3 27

6 血 浆 ~28 细胞内液 唾 液 10~ ~30 15 胰 液 ~80 0~15 胃 液 20~ ~7 胆 汁 肠 液 汗 液 35~ ~ 约 4 0 % 是不可交换的, 主要结合于骨骼 的基质 总钠的 5 0 % 左右存在于细胞外液, 1 0 % 左右存在于细胞内液 血清 N a + 浓度的正常 范围是 ~ m m o l / L, 细胞内液中的 N a + 浓 度仅为 1 0 m m o l / k g 水左右 成人每天随饮食摄入钠约 ~ m m o l / L 天然食物中含钠甚少, 故人们摄入的钠主要来自食盐 摄入的钠几乎全部经小肠吸收, 钠主要经肾随尿排出 多摄多排, 少摄少排, 正常情况下排出和摄入钠量几乎相等 此外, 随着汗液分泌亦可排出少量的钠 钠的排出通常也伴有氯的排出 28

7 2. 钾平衡 正常成人体内含钾总量为 5 0 ~ 5 5 m m o l / k g 体重 总钾量的 9 8 % 左右存在于细 胞内, 仅 2 % 左右在细胞外液中 细胞内钾浓度 高达 m m o l / k g 水 而血浆钾浓度为 4.5 mmol/l 细胞内钾并非都有维持渗透压的作用, 因其并非都以游离形式存在, 一部分与糖原 蛋白质等相结合 正常人体钾的摄入和排出处于动态平衡并保持血浆钾浓度在 3. 5 ~ 5. 5 m m o l / L 的范围内 一般天然食物含钾都比较丰富, 成人每天随饮食摄入钾 7 0 ~ m m o l, 其中约 9 0 % 在肠道被吸 收, 其余 1 0 % 随粪便排出 肾也是排钾的主要 器官 肾排钾与钾的摄入量有关, 多吃多排, 少吃少排, 但是不吃也排 3. 镁平衡 成人体内镁的总含量约 2 4 g ( 1 m o l ), 其中约一半存在于骨骼中, 另一半存在于骨骼肌和其他器官的组织中, 只有不及总 体 1 % 的镁在血液中 细胞内液中镁含量约为 1 3 m m o l / k g 水, 其中 2 / 3 与脂蛋白 核蛋白等相 结合, 1 / 3 呈游离状态 血清镁含量 ~

8 m m o l / L, 其中 2 0 % 与蛋白结合,8 0 % 呈游离状态 成人每天从饮食中摄入镁约 1 0 m m o l, 其中约有 1 / 3 在小肠中被吸收, 其余部分随粪便排出 体液中的镁主要经肾排出 镁摄入不足时, 肾可显示出明显的保镁作用, 尿镁排泄量可低于每天 0. 5 m m o l 四 水 电解质平衡的调节水 电解质的平衡是通过神经 - 内分泌系统的调节而实现的, 而这种调节又主要是通过改变肾脏对水和电解质的影响而完成的 ( 一 ) 渴感的调节作用 渴感机制是机体调节体液容量和渗透浓度相对稳定的重要机制之一 渴觉中枢过去认为位于丘脑下部, 近代动物实验研究已修正了此种看法, 认为渴觉中枢位于第三脑室前壁的穹窿下器 ( subfornical organ,s F O ) 和终板血管器 ( organum vasculosum of the lamina terminalis, OVLT) 渴觉中枢兴奋的主要刺激是血浆晶体渗透压的升高 渴则思饮寻水, 饮水后血浆渗透压回降, 渴感消失 此外有效血容量的 30

9 减少和血管紧张素 Ⅱ 的增多也可以引起渴感 现也有报道脑啡呔和其他鸦片样介质 前列腺素 胰激肽等神经活性物质在介导渴感中也起一定作用 ( 二 ) 抗利尿激素的调节作用 抗利尿激素 ( antidiuretic hormone, ADH) 是下丘脑视上核和室旁核的神经元分泌, 并在神经垂体贮存的激素 A D H 能提高肾远曲小管和集合管对水的通透性, 从而使水分的重吸收增加 促使 A D H 释放的主要刺激是血浆晶体渗透压的增高和循环血量的减少 当机体失去大量水分而使血浆晶体渗透压增高时, 便可刺激下丘脑视上核或其周围区的渗透压感受器而使 A D H 释放增多, 血浆渗透压乃可因肾重吸收水分增多而有所回降 大量饮水时的情况正好相反, 由于 A D H 释放减少, 肾排水增多, 血浆渗透压乃得 以回升 血浆有效渗透浓度只要升高 1 % ~ 2 %, 就能刺激 A D H 分泌, 当血浆有效渗透浓度超过 m O s m / k g 时, A D H 分泌达顶点 一旦血浆渗透浓度超过此水平, 进一步对高渗透浓度的防卫 31

10 反应则让位于渴感机制 循环血量过多时, 可刺激左心房和胸腔内大静脉的容量感受器, 反射性地引起 A D H 释放减少, 结果引起利尿而使血量回降 反之, 当失血 等原因使血量减少时, A D H 释放增加, 尿量因 而减少而有助于血量的恢复 此外, 剧痛 情绪紧张 恶心 血管紧张素 Ⅱ 增多可使 A D H 释放增多 ; 动脉血压升高可通过刺激颈动脉窦压力感受器而反射性地抑制 A D H 的释放 ( 三 ) 醛固酮的调节作用 醛固酮 ( aldosterone) 是肾上腺皮质球状带分泌的盐皮质激素 醛固酮的主要作用是促进肾远 曲小管和集合管对 Na + 的主动重吸收, 同时通 过 Na + - K + 和 Na + - H + 交换而促进 K + 和 H + 的排出 随着 Na + 主动重吸收增加, C l 和水的重吸收 也增多 醛固酮的分泌主要受肾素 - 血管紧张素系 统和血浆 Na + K + 浓度的调节 当失血等原因 使血容量减少, 动脉血压降低时, 肾入球小动脉 32

11 管壁牵张感受器受刺激而致近球细胞分泌肾素 增多 ; 此时也因流经致密斑的 Na + 减少致近球细 胞分泌肾素增多 ; 继而使血管紧张素 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 增多, 血管紧张素 Ⅱ 和 Ⅲ 都能刺激肾上腺皮质球状带分泌醛固酮 此外, 肾交感神经兴奋 肾上腺素和去甲肾上腺素也可直接刺激近球细胞分泌肾素 血浆高 K + 或低 Na + 可直接刺激肾上腺皮质球状带分泌醛 固酮 ( 四 ) 第三因子 的调节作用 实验证明 : 当细胞外液容量增加时, 血浆中出现一种抑制肾小管重吸收钠从而导致尿钠排出增多的物质, 称为 利钠激素 ( natriuretic hormone, N H ) 或第三因子 研究表明, 利钠激素具有抑制 Na + - K + -A T P 酶系统的作用, 由于抑制肾 Na + - K + -A T P 酶活性而影响钠的重吸收 但这方面还有许多问题有待阐明 ( 五 ) 心房利钠因子的调节作用 心房利钠因 子 ( atrial natriuretic factor,anf) 是 8 0 年代初新发现的肽类 激素, 故称为心房肽 ( atriopeptin) 它合成并贮存于 33

12 心房心肌细胞中, 对调节肾脏及心血管内环境稳定起着重要作用, 它主要的生物学特性是具有强烈而短暂的利尿 排钠及松弛血管平滑肌的作用, 故又称为心房利钠多肽 ( atrial natriuretic polypeptide,anp) 或心钠素 ( cardionatrin) 动物实验证明, 急性血容量增加可能通过增高右心房压力, 牵张心房肌而使 A N P 释放, 从而引起强大的利钠和利尿作用 反之, 限制钠 水摄入或减少静脉回心血量则能减 少 A N P 的释放 已经证明, 一些动物的动脉 肾 肾上腺皮质球状带等有 A N P 的特异受体, A N P 是通过这些受体作用于细胞膜上的鸟苷酸环化酶, 以细胞内环鸟苷酸 ( c G M P ) 作为第二信使而发挥其效应 A N P 对水 电解质代谢有如下的重要影响 : 1 强大的利钠利尿作用 ;2 拮抗肾素 醛固酮系 统的作用 ;3 显著减轻失水或失血后血浆中 A D H 水平增高的程度 ( 六 ) 甲状旁腺激素的调节作用 甲状旁腺激素 ( parathyroid hormone, PTH) 是由甲状旁腺主细胞所分泌的一种多肽激素 它能促进肾远 34

13 曲小管对 C a 2 + 的重吸收, 抑制近曲小管对磷的 重吸收, 抑制近曲小管对 N a + K + 和 - H C O 3 的重 吸收 P T H 还能促进肾小管对 M g 2 + 的重吸收 P T H 的分泌主要受血浆 C a 2 + 浓度的调节, C a 2 + 浓度下降可使 P T H 分泌增加, 反之则 P T H 的分 泌减少 此外, 降钙素 低血镁 肾上腺素 去 甲肾上腺素 皮质醇等也能刺激 P T H 分泌, 而 1, 2 5 ( O H ) 2 D 3 对 P T H 分泌有抑制作用 ( 七 ) 降钙素 降钙素 ( calcitonin,ct) 是由甲状腺的 C 细胞和甲 状旁腺分泌的一种多肽 它抑制肾小管对钙 磷 的重吸收, 也减少对 N a + K + M g 2 + 的重吸收 ; 降钙素能抑制破骨细胞活性, 从而抑制骨盐溶 解, 减少从骨释放钙和磷 降钙素的主要作用可 能不在调节血钙 血磷水平, 而是起保护骨的作 用 降钙素的分泌主要受血钙和血磷水平的调 节 高血钙 高血磷能刺激降钙素的分泌 ; 反之, 则抑制其分泌 第二节 水 钠代谢紊乱 水 钠代谢紊乱常同时或先后发生, 关系密 35

14 切, 通常一起讨论 水 钠代谢紊乱有多种分类 方法, 为了便于理解, 根据临床上通常采用的方 法分为脱水 ( 包括失钠 ) 和水中毒进行讨论 一 脱水 脱水 ( dehydration) 系指体液容量的明显减少 脱水按细胞外液的渗透压不同可分为三种类型 以失水为主者, 称为高渗性脱水 ; 以失钠为主者, 称为低渗性脱水 ; 水 钠各按其在血浆中的含量成比例丢失者, 称为等渗性脱水 ( 一 ) 高渗性脱水 高渗性脱水 ( hypertonic dehydration) 以失水多于失钠 血清钠浓度 > m m o l / L 血浆渗透压 > m O s m / L 为主要特征 1. 原因和机制 ( 1 ) 饮水不足见于下述情况 : 1 水源断绝 : 如沙漠迷路 ; 2 不能饮水 : 如频繁呕吐 昏迷的病人等 ; 3 渴感障碍 : 有些脑部病变可损害渴觉中枢, 在有些脑血管意外的老年病人也可发生渴感障碍 ( 2 ) 失水过多 36

15 1 单纯失水 A. 经肺失水 : 任何原因引起的过度通气都可使呼吸道粘膜的不感蒸发加强以致大量失水 ; B. 经皮肤失水 : 在发热或甲状腺机能亢进时, 通过皮肤的不感蒸发每日可失水数升 ; C. 经肾失水 : 中枢性尿崩症时因 A D H 产生和释放不足, 肾性尿崩症时因肾远曲小管和集合管对 A D H 的反应缺乏, 故肾脏可排出大量水分 单纯失水时机体的总钠含量可以正常 2 失水大于失钠 : 即低渗液的丧失, 见于 胃肠道失液 : 呕吐和腹泻时可能丧失含钠量低的 消化液, 如部分婴幼儿腹泻, 粪便钠浓度在 6 0 m m o l / L 以下 ; 大量出汗 : 汗为低渗液, 大汗时 每小时可丢失水分 m l 左右 ; 经肾丧失低渗尿 : 如反复静脉内输注甘露醇 尿素 高渗葡萄糖等时, 可因肾小管液渗透压增高而引起渗透性利尿, 排水多于排钠 在上述情况下, 机体既失水, 又失钠, 但失水在比例上多于失钠 在临床实践中, 高渗性脱水的原因常是综合性的, 如婴幼儿腹泻时, 高渗性脱水的原因除丢 37

16 失肠液 入水不足外, 还有发热出汗, 呼吸增快等因素引起的失水过多 2. 对机体的影响 ( 1 ) 因失水多于失钠, 细胞外液渗透压增高, 刺激渴觉中枢 ( 渴感障碍者除外 ), 促使患者找水喝 ( 2 ) 除尿崩症患者外, 细胞外液渗透压增高刺激丘脑下部渗透压感受器, A D H 释放增多, 从而使肾重吸收水增多, 尿量减少而比重增高 ( 3 ) 细胞外液渗透压增高使细胞内液中的水向细胞外转移 以上三点都能使细胞外液得到水分补充, 使渗透压倾向于回降 可见在高渗性脱水时, 细胞内外液都有所减少, 但因细胞外液可能从以上几个方面得到补充, 故细胞外液和血容量的减少不如低渗性脱水时明显, 发生休克者也较少 ( 图 2. 1 ) 38

17 图 2-1 高渗性脱水体液变化示意图 ( 4 ) 早期或轻症患者, 由于血容量减少不明显, 醛固酮分泌不增多 故尿中仍有钠排出, 其浓度还可因水重吸收增多而增高 ; 在晚期和重症病例, 可因血容量减少, 醛固酮分泌增多而致尿钠含量减少 ( 5 ) 细胞外液渗透压增高使脑细胞脱水时, 可引起一系列中枢神经系统功能障碍的症状, 包括嗜睡 肌肉抽搐 昏迷, 甚至导致死亡 脑细胞因脱水而显著缩小时, 颅骨与脑皮质之间的血管张力增大, 因而可致静脉破裂而出现局部脑内出血和蛛网膜下出血 ( 6 ) 脱水严重的病人, 尤其是小儿, 由于皮肤蒸发的水分减少 散热受到影响, 因而可以发生脱水热 根据脱水程度可将高渗性脱水分为轻度 中度和重度三组 1 轻度 : 失水量相当于体重的 39

18 2 % ~ 5 % 患者粘膜干燥, 汗少, 皮肤弹性低, 口渴, 尿量少, 尿渗透压通常 > m O s m / L, 尿比重 > ( 肾脏浓缩功能障碍者如尿崩症患者等除外 ), 可出现酸中毒, 但不发生休克, 婴幼儿患者啼哭无泪, 前囱凹陷, 眼球张力低下 2 中度 : 失水量相当于体重的 5 % ~ 1 0 % 临床表 现有严重口渴, 恶心, 腋窝和腹股沟干燥, 皮肤弹性缺乏, 血液浓缩, 心动过速, 体位性低血压, 中心静脉压下降, 表情淡漠, 肾功能低下, 少尿, 血浆肌酐和尿素氮水平增高, 血清钾浓度可在正常范围的上限或稍高, 尿渗透压通常于 m O s m / L, 尿比重 > ( 肾脏浓缩功能障碍者如尿崩症患者等除外 ), 发生酸中毒 3 重度 : 失 水量相当于体重的 1 0 % ~ 1 5 % 患者常发生休 克, 临床主要表现有少尿或无尿, 血压下降, 脉 搏快而弱 肾脏功能受损害, 血浆肌酐和尿素氮 上升 ; 血清 K + 浓度升高 代谢性酸中毒通常严 重 重度脱水常可导致死亡 脱水程度超过此界 限时, 很少人能够耐受 3. 防治原则首先应防治原发疾病, 防止某 40

19 些原因的作用 高渗性脱水时因血钠浓度高, 故 应给予 5 % 葡萄糖溶液 高钠血症严重者可静脉 内注射 2. 5 % 或 3 % 葡萄糖溶液 应当注意高渗性脱水时血钠浓度高, 但患者仍有钠丢失, 故还应补充一定量的含钠溶液, 以免细胞外液转为低渗 ( 二 ) 低渗性脱水 低渗性脱水 ( hypotonic dehydration) 以失钠多于失水, 血清钠浓度 < m m o l / L, 血浆渗透压 < m O s m / L 为主要特征 1. 原因和机制 ( 1 ) 丧失大量消化液而只补充水分 : 这是最常见的原因 大多是因呕吐 腹泻, 部分是因胃 肠吸引术丢失体液而只补充水分或输注葡萄糖溶液 ( 2 ) 大汗后只补充水分 : 汗虽为低渗液, 但大量出汗也可伴有明显的钠丢失 ( 每小时可丢失 3 0 ~ 4 0 m m o l 左右的钠 ), 若只补充水分则可造成细胞外液低渗 ( 3 ) 大面积烧伤 : 烧伤面积大, 大量体液丢 41

20 失而只补充水时, 可发生低渗性脱水 ( 4 ) 肾脏失钠 : 可见于以下情况 : 1 水肿患者长期连续使用排钠性利尿剂 ( 如氯噻嗪类 速尿及利尿酸等 ) 时, 由于肾单位稀释段对钠的重吸收被抑制, 故钠从尿中大量丢失 如再限制钠盐摄入, 则钠的缺乏更为明显 ; 2 急性肾功能衰竭多尿期, 肾小管液中尿素等溶质浓度增高, 故可通过渗透性利尿作用使肾小管上皮细胞对钠 水重吸收减少 ; 3 在所谓 失盐性肾炎 的患者, 由于受损的肾小管上皮细胞对醛固酮的反应性降低, 对钠重吸收障碍 ; 4 Addison 病时, 主要只补充水分而忽略了补钠盐, 就可能引起低渗性脱水 由此可见, 低渗性脱水的发生, 往往与治疗措施不当 ( 失钠后只补水而不补充钠 ) 有关 这一点应当引起充分的注意 但是, 也必须指出, 即是没有这些不适当的措施, 大量体液丢失本身也可以使有些患者发生低渗性脱水 这是因为大量体液丢失所致的细胞外液容量的显著减少, 可通过对容量感受器的刺激而引起 A D H 分泌增多, 42

21 结果是肾脏重吸收水分增加, 因而引起细胞外液低渗 ( 低渗性脱水 ) 2. 对机体的影响 ( 1 ) 低渗性脱水主要是细胞外液减少 如果细胞外液的低渗状态得不到及时的纠正, 则水分可从细胞外液移向渗透压相对较高的细胞内液, 从而使细胞外液进一步减少, 低血容量进一步加重 病人出现休克倾向, 往往有静脉塌陷, 动脉血压降低, 脉搏细速 ( 2 ) 由于细胞外液减少, 血浆容量也就减少, 使血液浓缩, 血浆胶体渗透压升高, 使组织间液进入血管补充血容量, 因此, 在低渗性脱水时, 组织间液减少最明显 因而病人皮肤弹性丧失, 眼窝和婴儿囟门凹陷, 出现明显的脱水外貌 ( 图 2-2 ) 43

22 图 3-2 低渗性脱水体液变化示意图 ( 3 ) 细胞外液渗透压降低, 抑制下丘脑视上 核渗透压感受细胞, A D H 分泌减少, 肾小管对 水重吸收减少 所以病人早期尿量一般不减少 但严重脱水时, 血浆容量明显减少, A D H 释放 增多, 肾小管对水重吸收增加, 结果引起少尿 ( 4 ) 如果低渗性脱水是由肾外原因引起, 则因低血容量时肾血流量减少而激活肾素 - 血管紧张素 - 醛固酮系统, 使肾小管对钠的重吸收增 加, 结果尿钠含量减少 ( < 1 0 m m o l / L ) ; 但如果 是经肾失钠引起, 则病人尿钠含量增多 ( > 2 0 m m o l / L ) 根据缺钠程度和临床症状, 也可将低渗性脱水分为三度 : 1 轻度 : 相当于成人每公斤体重缺失氯化钠 0. 5 g 患者常感疲乏 头晕, 直立时可发生昏倒 ( 昏厥 ), 尿中氯化钠很少或缺如 ; 2 中度 : 每公斤体重缺失氯化钠 0. 5 ~ g 此时患者可有厌食 恶心呕吐 视力模糊 收缩压 44

23 轻度降低 起立时昏倒 心率加快 脉搏细弱 皮肤弹性减弱 面容消瘦等表现 ; 3 重度 : 每公斤体重缺失氯化钠 ~ g, 患者可有表情淡漠 木僵等神经症状 最后发生昏迷, 并有严重休克 3. 防治原则除了积极防治原发疾病, 避免不适当的医疗措施以外, 原则上应补充等渗或高渗盐水以恢复细胞外液容量和渗透压 具体处理方法, 因缺水程度不同而异 如患者已发生休克, 则须按照休克的治疗原则进行抢救 ( 三 ) 等渗性脱水 水与钠按其在正常血浆中的浓度比例丢失时, 可引起等渗性脱水 ( isotonic dehydration) 即使不按比例丢失, 但脱水后经过机体调节, 血钠浓度仍维持在 ~ m m o l / L, 渗透压仍保持在 ~ m O s m / L 者, 亦属等渗性脱水 1. 原因任何等渗体液大量丢失所造成的脱水, 在短期内均属等渗性脱水 见于 : 1 麻痹性肠梗阻时, 大量体液潴留于肠腔内 ; 2 大量抽放胸 腹水, 大面积烧伤, 大量呕吐 腹泻或胃 45

24 肠吸引以后 ;3 新生儿消化道先天畸形如幽门狭 窄, 胎粪肠梗阻或胃肠瘘管等所引起的消化液 丧失 2. 对机体的影响等渗性脱水时主要丢失细胞外液, 血浆容量及组织间液量均减少, 但细胞内液量变化不大 细胞外液的大量丢失造成细胞外液容量缩减, 血液浓缩 ; 但与此同时, 机体借助调节系统使 A D H 和醛固酮分泌增强, 通过肾脏对钠和水的重吸收加强, 可使细胞外液容量 得到部分的补充 患者尿量减少, 尿内 N a + C l 减少 若细胞外液容量明显减少, 则可发生血压下降 休克甚至肾功能衰竭等 如不予及时处理, 则可通过不感蒸发继续丧失水分而转变为高渗性脱水 ; 如只补水分而不补钠盐, 又可转变为低渗性脱水 ( 三型脱水的比较见表 2-3 ) 表 2-3 三型脱水的比较 高渗性脱水低渗性脱水等渗性脱水 发病原因 水摄入不足或丧失过多 体液丧失而单纯补水 水和钠等比例丧失而未予补充 46

25 发病原理 细胞外液高渗, 细胞内液丧失为主 细胞外液低渗, 细胞外液丧失为主 细胞外液等渗, 以后高渗, 细胞内外液均有丧失 主要表现和影响 口渴 尿少 脑细胞脱水 脱水体征 休克 脑细胞水肿 口渴 尿少 脱水体征 休克 血清钠 (mmol/l) 150 以上 130 以下 130~150 尿氯化钠有减少或无减少 治疗 补充水分为主 补充生理盐水或 3% 氯化钠溶液 补充低渗盐水 3. 防治原则防治原发病, 输注低渗的氯化 钠溶液, 其渗透压以等渗溶液渗透压的 1 / 2 ~ 2 / 3 为宜 二 水中毒 ( water intoxication) 当给处在 A D H 分泌过多或肾脏排水功能低下的患者输入过多的水分时, 则可引起水在体内潴留, 并伴有包括低钠血症在内的一系列症状和体征, 即出现水中毒 ( 一 ) 原因 1. A D H 分泌过多见于下列情况 : ( 1 ) A D H 分泌异常增多综合征 ( syndrome of inappropriate ADH secretion,siadh) 见于以下疾病的某些病例 : 1 恶性肿瘤 : 如肺燕麦细胞癌 胰腺癌 何杰金氏病以及淋巴肉瘤等 ; 2 中枢神经系统疾 47

26 病 : 如脑脓肿 脑肿瘤 硬脑膜下出血 蛛网膜下腔出血 脑血管血栓形成 病毒性或细菌性脑炎 细菌性或结核性脑膜炎以及早老性痴呆等 ; 3 肺疾患 : 如肺结核 肺脓肿 病毒性及细菌性肺炎等 经生物鉴定或放射免疫法测定, 发现上述疾病患者血清 尿及癌组织提取液中 A D H 或 A D H 样物质增多, 其原因可能是由于肿瘤合成并释放较多的类似 A D H 的多肽类物质, 或某些病变直 接刺激下丘脑, 使之分泌 A D H 过多所致 ( 2 ) 药物 : 异丙肾上腺素 吗啡 丙磺酰胺 长春新碱以及多粘菌素等能够促进 A D H 释放和 / 或使其作用增强 ( 3 ) 各种原因所致的应激 : 见于手术 创伤及强烈精神刺激等时 应激时交感神经兴奋而副 交感神经受抑制, 从而解除了副交感神经对 A D H 分泌的抑制, 结果是 A D H 分泌增多 此外, 在有效循环血容量减少 ( 如休克 ) 时, 从左心房传至下丘脑抑制 A D H 释放的迷走神经 冲动减少, 故 A D H 分泌增多 ; 肾上腺皮质功能 48

27 低下时, 由于肾上腺皮质激素分泌减少, 对下丘脑分泌 A D H 的抑制作用减弱, 因而 A D H 分泌增多 2. 肾排水功能不足见于急慢性肾功能不全少尿期和严重心力衰竭或肝硬变等, 由于肾脏排水功能急剧降低或有效循环血量和肾血流量减少, 肾脏排水明显减少, 若增加水负荷易引起中毒 3. 低渗性脱水晚期由于细胞外液向细胞内转移, 可造成细胞内水肿, 如此时输入大量水分就可引起水中毒 ( 二 ) 对机体的影响 细胞外液因水过多而被稀释, 故血钠浓度降低, 渗透压下降, 加之肾脏不能将过多的水分及时排出, 水分乃向渗透压相对高的细胞内转移而引起细胞水肿 结果是细胞内 外液容量均增多而渗透压都降低 由于细胞内液的容量大于细胞外液的容量, 所以潴留的水分大部分积聚在细胞内, 因此在轻度水中毒患者, 组织间隙中水潴留的程度尚不足以引起明显的凹陷性水肿 49

28 急性水中毒时, 由于脑神经细胞水肿和颅内压增高, 故脑症状出现最早而且突出, 可发生各种神经精神症状, 如凝视 失语 精神错乱 定向失常 嗜睡 烦躁等, 并可有视神经乳头水肿 ; 严重者可因发生脑疝而致呼吸心跳骤停 轻度或慢性水中毒患者, 发病缓慢, 病状常不明显, 多被原发病的症状 体征所掩盖, 可出现低盐综合征 ( low salt syndrome) 表现, 即嗜睡 头痛 恶心 呕吐 软弱无力及肌肉挛痛等症状 水中毒时, 因 A D H 增多, 故尿比重较高, 至于醛固酮的变化可因病因不同而异 ( 三 ) 防治原则 1. 防治原发疾患 2. 严格控制进水量, 轻症患者在暂停给水后即可自行恢复 3. 促进体内水分排出, 减轻脑细胞水肿对急性重症水中毒患者, 应立即静脉内输入甘露醇 山梨醇等渗透性利尿剂或速尿等强利尿剂, 也可给 3 % ~ 5 % 氯化钠溶液, 迅速缓解体液的低 渗状态, 但需密切注意心脏功能, 因钠离子过多 50

29 可使细胞外液容量增大而加重心脏负荷 4. 第三节 钾代谢紊乱 一 低钾血症 血浆钾浓度低于 3. 5 m m o l / L 称为低钾血症 ( hypokalemia) 除体内钾分布异常外, 血浆钾浓度减少常同时有机体总钾含量缺乏 ( 一 ) 原因和机制 1. 钾摄入不足见于长期不能进食 ( 如消化道梗阻 昏迷及于术后长期禁食 ) 的患者 2. 钾丢失过多 ( 1 ) 经胃肠道失钾 : 大量消化液丧失是低钾血症最常见的原因 主要见于 1 频繁呕吐 腹泻 大量胃肠吸引及肠瘘 ; 2 滥用灌肠剂或缓泻剂 发生机制为 : 1 消化液含钾量比血浆高, 故消化液丧失必然丢失大量钾 2 大量丧失消化液导致血容量减少时, 可引起醛固酮分泌增加, 醛固酮可促使肾排钾增多 ( 2 ) 经肾脏失钾 : 经肾失钾原因较多, 见于 1 使用某些利尿剂 如髓袢或噻嗪类利尿剂 : 主 51

30 要机制是抑制髓袢升支粗段及远曲小管起始部对氯和钠的重吸收, 使到达远曲小管内的钠量增多, K + 与 N a + 交换量随之增加, 因而导致钾排泄量增多 ; 此外内 外源性渗透性利尿作用如高渗甘露醇等也可使机体失钾 ; 还有抑制近曲小管碳酸酐酶活性的利尿剂也能通过使远曲小管中 K + 与 N a + 交换增多, 促进钾排出 2 醛固酮分泌过多 : 原发性醛固酮增多症 继发性醛固酮增多症 柯兴综合征 ( Cushing syndrome) 异位性 A C T H 分泌增多等时, 肾排钾增多 3 远端流速增加 : 各种肾疾病, 尤其是肾间质性疾病如肾盂肾炎, 由于钠和水重吸收障碍使远端肾单位小管液流速增加导致排钾过多 4 镁缺失 : 髓袢升支的钾重吸收有赖于肾小管上皮细胞的 N a + - K + A T P 酶, 而 此酶又需 M g 2 + 的激活 缺镁时, 可能因为细 胞内 M g 2 + 不足而使此酶失活, 钾重吸收障碍, 引起钾丢失 5 远端肾小管性酸中毒时, 因肾小管排泌 H + 减少, 故 K + 与 N a + 交换量增多, 致尿钾排泄增多 6 远曲小管中难以重吸收的阴离子如 S O 4 H P O 4 H C O 3 N O 2 - 羟丁酸 52

31 乙酰乙酸 青霉素以及羧苄青霉素等在远曲小管液中增多时, 可增大肾小管液的负电荷, 故带正电荷的钾 ( K + ) 易从肾小管上皮细胞内向管腔中转移, 从而使钾排泌增多 ( 3 ) 经皮肤丢钾 : 大量出汗亦可引起低钾血症 3. 钾进入细胞内过多 : 因细胞外钾向细胞内转移而引起低钾血症, 但体内总钾量未变, 主要见于以下情况 : 1 低钾血症型周期性麻痹 特别是发作时, 钾突然移入细胞内致使血浆钾浓度急剧减少, 肌肉松弛或麻痹, 如不予以治疗, 多于 6 ~ 4 8 h 肌张力恢复, 钾返回细胞外, 血浆钾浓度恢复正常 呈周期性发作 2 糖原合成增强 如应用大剂量胰岛素治疗糖尿病酮症酸中毒时, 血钾随葡萄糖大量进入细胞内以合成糖原 ( 每合成 1 g 糖原需要 m m o l 的钾 ), 因而血钾降低 3 急性碱中毒 细胞外液钾急剧转入细胞内, 因而可引起低钾血症 p H 每上升 0. 1 单位, 血钾 浓度可下降 1 0 % ~ 1 5 % 4 - 肾上腺素受体活 性增强 刺激 受体促进钾进入细胞内 5 钡中 毒 如醋酸钡 碳酸钡 氯化钡 氢氧化钡 硝 53

32 酸钡和硫酸钡等钡中毒时, 因特异性阻断钾从细胞内流出之孔道, 故钾在细胞内潴留, 而细胞外低钾 ( 二 ) 对机体的影响 低钾血症可引起多种功能代谢变化 这些变化的严重程度为血钾降低程度和起病快慢密切相关, 但个体差异很大 一般而言, 血浆钾浓度低于 2. 5 ~ 3. 0 m m o l / L 时才出现严重的临床症状 1. 对肌肉组织的影响 ( 1 ) 肌肉组织兴奋性降低, 肌肉松弛无力或弛缓性麻痹 以下肢肌肉最为常见, 严重时可累及躯干 上肢肌肉, 甚至发生呼吸肌麻痹 后者是低钾血症患者的主要死亡原因 低钾血症时出现肌肉松弛的机制是个比较复杂的问题 主要取决于细胞内外钾浓度的比值变化 因为神经肌肉细胞兴奋性大多是由静息电位与阈电位间的距离决定的, 而细胞内外钾浓度比值是静息电位的重要决定因素 细胞内外钾浓度比值的变化速度与临床症状的发生关系密切 急性低钾血症时, 由于细胞外液钾浓度 54

33 ( [ K + ] e ) 急剧降低, 而细胞内液钾浓度 ( [ K + ] i ) 变化不明显, 故 [ K + ] i / [ K + ] e 比值增大, 从而导致静息电位增大, 静息电位与阈电位间的差距 ( E m - E t ) 增大 ( 表 2. 4, 图 2. 3 ), 神经肌肉乃处于超极化阻滞状态, 于是除极化发生障碍, 兴奋性降低, 故引起肌肉无力, 甚至发生肌肉弛缓性麻痹 慢性低钾血症时, 因低钾血症发生缓慢, 钾就可从细胞内转移至细胞外而降低细胞内外钾浓度的梯度,[ K + ] i 和 [ K + ] e 均减小, 而 [ K + ] i / [ K + ] e 可比较正常, 结果静息电位可正常, 神经肌肉兴奋性无明显降低, 临床症状不明显 低钾血症时出现的肌肉松弛无力也受血浆 C a 2 + 浓度及 p H 的影响 细胞外 C a 2 + 对骨骼肌细胞膜 N a + 内流有竞争性抑制作用, 因此, 血浆 C a 2 + 浓度增高时, N a + 内流受抑制, 触发 N a + 快 速内流而产生的 0 期去极化受影响, 即阈电位上 移, 从而加大了 E m 与 E t 间的距离, 膜兴奋性 降低 相反, 血浆 C a 2 + 浓度降低时, 对细胞膜 N a + 内流的抑制作用减弱, 阈电位下降, 膜兴奋 性增高 ( 图 2-3 ) 血浆 p H 升高时, 兴奋性增加, 55

34 p H 降低时, 兴奋性降低 表 2-4 神经肌肉兴奋性和细胞内外 K + 浓度的关系 [K + ]i [K + ]e 正常 K + 缺乏 K + 过多 急性慢性急性慢性 Em -88mV -98mV -87mV -65mV -77mV Em-Et mV 33mV 22mV 0mV 12mV 电化兴奋性 正常 超极化阻滞 : 麻痹 正常 除极化阻滞 : 麻痹 部分除极化 : 兴奋性 *[K + ]i 和 [K + ]e 值是为说明问题, 并非真实值 Em = 61 log [K + ]i +0.01[Na + ]i /[K + ]e +0.01[Na + ]e [K + ]I: 细胞内 K + 浓度,[K + ]e: 细胞外 K + 浓度,[Na + ]i: 细胞内 Na + 浓度, [Na + ]e: 细胞外 Na + 浓度,Em: 静息膜电位,Et: 阈电位 56

35 图 2-3 细胞外液 K + Ca 2+ 浓度和正常骨骼肌静息膜电位 (Em) 与阈电位 (Et) 的关系 ( 2 ) 横纹肌溶解钾对骨骼肌的血流量有 调节作用 局部钾浓度增加引起血管扩张致使 血流量增加 严重钾缺乏 ( 血钾低于 2. 5 m m o l / L ) 患者, 肌肉运动时不能从细胞释出足够的钾, 以致发生缺血缺氧而引起肌痉挛 缺血性坏死 和横纹肌溶解, 进而可能发生肾功能衰竭 此 外, 严重低钾血症时, 发生横纹肌溶解还与肌 肉代谢障碍有关 2. 对心脏的影响 心律失常 : 低钾血症可 引起包括心室纤维颤动在内的各种心律失常 一 般认为, 低钾血症引起心律失常的发病机制可能 主要与低钾影响心肌电生理特性有关 1 对心肌兴奋性的影响 : 急性低钾血症时, 心肌细胞的静息电位减小, 这可能是由于低血钾 对膜静息钾通透性有抑制作用造成的 静息电位 的减小使静息电位更接近阈电位, 因而引起兴奋 所需的阈刺激也小, 即心肌细胞的兴奋性增高. 57

36 细胞外钾浓度降低时对钙内流时抑制作用减弱, 故钙内流加速, 复极化 2 期 ( 平坡期 ) 缩短, 有效 不应期缩短, 心肌细胞钾电导降低所致的钾外流减慢, 可使复极化 3 期 ( 末期 ) 延长, 第二次 0 期除极波可在第一次复极化完毕之前 ( 膜处于部分除极化状态 ) 到达 心电图上可见代表复极化 2 期的 S - T 段压低, 相当于复极化 3 期的 T 波压低和增宽 超常期延长反映在 T 波后出现明显的 U 波 ( 图 2-4 ) 2 对心肌传导性的影响 : 低钾血症时因心肌 静息电位减小, 故除极时钠内流速度减慢, 0 期除极的速度减慢, 幅度变小, 因而心肌传导性降低 心电图变化有 : a. Q R S 综合波增宽 : Q R S 综合波是由快速传导的除极波扩布到整个心室所 产生, 相当于心室肌动作电位的升支 ( 0 期 ), 此 综合波增宽起因于心室肌传导性降低 b. P - R 间 期延长 : 这表明除极化波从心房传到心室所需的 时间延长 ( 图 2-4 ) 3 对心肌自律性的影响 : 低钾血症时心肌 细胞膜钾电导降低, 故舒张中期钾外流减慢而持 58

37 续性的钠内流相对加速 因此, 房室束 - 浦肯野 纤维系统等组织的快反应细胞在 4 期 ( 舒张期 ) 的 自动除极化加速, 故自律性增高 图 2-4 血浆钾浓度对心肌细胞膜电位及心电图的影响低钾血症时, 由于心肌的兴奋性增高 超常期延长和异位起搏点的自律性增高等原因, 故易于发生心律失常 传导性降低可引起各种传导缓慢 单向阻滞和有效不应期缩短, 有助于兴奋折返, 因而也可导致心律失常包括心室纤维性颤动的发生 3. 对肾脏的影响 ( 1 ) 功能变化 :1 尿浓缩功能障碍缺钾时集 合管和远曲小管上皮细胞受损, A D H 虽能与肾 小管上皮细胞膜受体结合并激活腺苷酸环化酶, 59

38 但 c A M P 生成不足, 故发生水的重吸收障碍 ; 缺 钾时髓袢升支粗段对 N a C l 的重吸收障碍, 妨碍了髓质渗透梯度的形成而影响对水的重吸收, 因而可导致多尿和低比重尿 2 低钾血症时, 肾小 管上皮细胞 N H 3 生成增加, 近曲小管对 H C O 3 重吸收增强, 这是低钾血症时引起碱中毒的原因之一 ( 2 ) 形态结构的变化 : 人类钾缺乏时, 近端小管上皮细胞发生空泡变性, 偶而也见于远端肾小管上皮细胞 此外, 还可见到间质纤维化和小管萎缩或扩张 4. 对消化系统的影响 钾缺乏可引起胃肠道运动减弱, 患者常发生恶心 呕吐和厌食 严重缺乏可导致腹胀甚至麻痹性肠梗阻 5. 对糖代谢的影响 低钾血症可引起轻度血糖升高 低钾血症能引起胰岛素分泌减少或作用减弱 ; 血浆钾浓度降低可直接增高血糖 6. 代谢碱中毒 60

39 当血钾浓度降低时 ( 钾进入细胞内除外 ), 可导致代谢性碱中毒, 但此时尿液呈酸性, 故称为反常性酸性尿 ( 详见酸碱平衡紊乱 ) ( 三 ) 防治原则 1. 积极治疗原发病, 尽快恢复患者的饮食和肾功能 2. 补钾如果低钾血症严重或出现明显的临床症状如心律失常或肌肉瘫痪等, 应及时补钾 补钾最好口服, 因恶心 呕吐等原因不能口服者或病情严重时, 才考虑静脉内滴注补钾 静脉补钾一般应注意以下事项 : 一般当每日尿量大于 m l 时, 才可静脉补钾, 每小时滴入量以 1 0 ~ 2 0 m m o l 为宜 ; 每天滴入量不宜超过 m m o l ; 输入液钾浓度不得超过 4 0 m m o l / L 细胞内缺钾恢复较慢, 有时需补钾 4 ~ 6 d 后细胞内外的钾才能达到平衡, 严重病例需补 1 0 ~ 1 5 d 以上 因此, 治疗钾缺乏勿操之过急 3. 积极治疗并发症 引起低钾血症的原因中, 有不少可以同时引起水 钠 镁等的丧失, 61

40 应及时检查, 一经发现积极处理 二 高钾血症 血浆钾浓度高于 5. 5 m m o l / L 称为高钾血症 ( hyperkalemia) ( 一 ) 原因和机制 1. 钾摄入过多 : 在肾功能正常时, 因钾摄入过多而引起高钾血症是罕见的 当然, 静脉内过多过快输入钾盐是有可能引起高钾血症的, 尤其是在肾功能低下情况时更易发生 2. 肾排钾减少 : 这是引起高钾血症的主要原因 可见于 : 1 肾小球滤过率减少 急性肾功能衰竭患者出现少尿或无尿 慢性肾功能衰竭末期 休克 严重腹水 出血等均可因肾小球滤过率减少或肾小管排钾功能障碍而导致血钾升高 2 盐皮质激素缺乏 : 醛固酮的主要作用是促进远曲小管和集合管对 N a + 的重吸收和 K + H + 的排泌 醛固酮分泌减少或作用减弱时, 经常发生高钾血症 临床上常见于肾上腺皮质功能减退 ( Addison 病 ) 和双侧肾上腺切除, 还可见于低醛固 62

41 酮症 ( hypoaldosteronism) 和 Ⅳ 型肾小管酸中毒 产生低醛固酮症的原因很多, 可以是低肾素性的 原发性合成障碍 ( 先天性合成酶缺乏 ) 醛固酮抵抗 Ⅳ 型肾小管性酸中毒是醛固酮分泌不足或肾小管上皮细胞对其反应性降低所引起 3 长期应用潴钾类利尿剂 : 安体舒通和三氨蝶呤等抗醛固酮利尿剂, 具有抑制肾小管对醛固酮反应的作用 3. 细胞内钾转移到细胞外 : 可发生于以下情况 : ( 1 ) 急性酸中毒 : 常发生于有机酸酸中毒, 例如乳酸酸中毒, 糖尿病酮症酸中毒, 以及急性肾功能不全所致的酸中毒 酸中毒时, 细胞外液的氢离子进入细胞内, 细胞内的钾离子则转移到细胞外液 一般血浆 p H 值每下降 0. 1, 血钾浓度可上升约 1 0 % ~ 1 5 % ( 2 ) 缺氧 : 缺氧时细胞内 A T P 生成减少, 细胞膜钠泵运转发生障碍, 故钠离子潴留于细胞内, 细胞外液中钾离子不易进入细胞内, 另外缺氧可引起酸中毒和细胞坏死, 细胞内钾离子释放 63

42 入血加重高钾血症 ( 3 ) 组织分解 : 细胞内钾含量比细胞外液高 2 0 ~ 3 0 倍, 因此, 组织分解 ( 如血管内溶血 挤压综合征等 ) 时, 细胞内钾大量释放而引起高钾血症 ( 4 ) 高钾血症型周期性麻痹 : 发作时细胞内钾向细胞外转移, 血浆钾浓度多在 5 ~ 6 m m o l / L 范围内 ( 二 ) 对机体的影响 高钾血症对机体的影响主要表现为肌无力和心传导异常 后者可形成致死性心律失常 1. 对肌肉组织的影响 : 当血钾浓度高于 8 m m o l / L 时, 也可出现肌肉软弱无力乃致麻痹 高钾血症对肌肉组织的影响与起病的快慢和血钾升高的程度密切相关 ( 1 ) 急性高钾血症 : 血浆钾迅速升高时, 细胞内钾变化不大,[ K + ] i /[ K + ] e 比值乃发生明显的减小 这时, 神经肌肉功能的变化又取决于血 钾升高的程度, 即 [ K + ] i / [ K + ] e 比值变小的 程度 轻度高钾血症时, 患者可有手足感觉异常 64

43 疼痛 肌肉轻度震颤等症状 严重高钾血症则可导致四肢软弱无力 腱反射消失甚至弛缓性麻痹 这些症状的发生机制在于 : 轻度高钾血症时, 由于细胞膜内外钾浓度差减小, 故细胞内钾外流减少, 从而使静息电位变小, 神经肌肉兴奋性增高, 因而临床上可出现肌肉轻度震颤等症状 严重高钾血症时, 静息电位显著变小以致接近阈电位水平, 细胞膜处于除极化阻滞状态 静息电位过小时, 钠通道失活, 故动作电位的形成和传布都发生障碍 因此, 严重高钾血症时神经肌肉的兴奋性降低, 从而可以引起四肢软弱无力, 甚至发生弛缓性麻痹 ( 2 ) 慢性高钾血症 : 当血浆钾缓慢地潴留时, 细胞内也有一定程度的增多, 故与急性高钾血症时相比,[ K + ] i /[ K + ] e 比值减少的程度不甚明显, 因而神经肌肉功能的变化也远不如急性高钾血症时明显 有人报道, 慢性肾功能衰竭患者的 血清钾在数周之内逐渐升高至 9. 5 m m o l / L, 但却 并不出现神经肌肉方面的症状 2. 对心脏的影响高钾血症对机体的主要 65

44 危害是引起心室纤维性颤动和心跳停止 目前对高钾血症引起心律失常的发病机制仍无确切解释 一般认为, 心肌传导功能障碍具有决定性作用, 也与心肌的其它病变 酸碱状态, 离子状态等多种因素有关 下面主要从高钾血症对心肌电生理特性影响方面作一说明 ( 1 ) 对心肌兴奋性的影响 : 与高钾血症对神经肌肉兴奋性的影响相似, 在血钾浓度迅速轻度升高 ( 血清钾 5 ~ 7 m m o l / L ) 时, 心肌细胞静息电位也轻度减小, 引起兴奋所需的阈刺激也较小, 即心肌兴奋性增高 当血钾浓度迅速显著升高 ( 血 清钾 > 7 ~ 9 m m o l / L ) 时, 由于静息电位过小, 心 肌兴奋性也将降低甚至消失 高钾血症时心肌细胞膜的钾通透性明显增 高, 故钾外流加速, 复极化 ( 3 期 ) 加速 因此, 动作电位时间和有效不应期均缩短, 但由于细胞 外高钾抑制钙离子在 2 期内流, 故 2 期有所延长 心电图显示相当于心室肌复极化的 T 波狭窄高 耸 ( 图 5-4 ), 相当于动作电位时间的 Q - T 间期缩 短 66

45 ( 2 ) 对心肌传导性的影响 : 高钾血症时, 由 于静息电位减小, 故动作电位 0 期 ( 除极化 ) 的幅 度变小, 速度减慢, 因而兴奋的扩布减慢, 即传 导性降低 心房内 房室间或心室内均可发生传 导延缓或阻滞 心电图上相当于心房除极化的 P 波压低 增宽或消失 ; 相当于房室传导的 P - R 间 期延长, 相当于心室除极化的 R 波降低 ; 相当于 心室内传导的 Q R S 综合波增宽 ( 3 ) 对心肌自律性的影响 : 高钾血症时心肌细胞膜的钾通透性增高, 故在到达最大复极电位后, 细胞内钾的外流比正常时加快而钠内流相对减慢, 因而自动去极化减慢, 自律性降低 3. 其它 : 血浆钾浓度的显著升高, 能直接刺激胰岛素释放 ; 能使血浆肾上腺素水平升高 ; 还可以导致代谢性酸中毒 ( 三 ) 防治原则 1. 防治原发疾病, 去除引起高钾血症的原因 2. 降低血钾常用方法 1 葡萄糖和胰岛素同时静脉内注射使钾向细胞内转移 ; 应用碳酸氢 67

46 钠不仅可以提高血液 p H 而促进 K + 进入细胞内, 而且 N a + 还能拮抗 K + 对心肌的毒性作用 2 使钾排出体外 : 阳离子交换树脂聚苯乙烯磺酸钠 ( sodium polysyrene sulfonate) 经口服或灌肠后, 能在胃肠道内进行 N a + K + 交换而促进体内钾的排出 对于严重高钾血症患者, 可用腹膜透析或血液透析 ( 人工肾 ) 移出体内过多的钾 3. 注射钙剂和钠盐高钾血症可采用静脉注射钙剂和钠盐以改善心肌电生理特性 第四节镁代谢障碍 镁是体内具有重要生理作用的阳离子, 镁在含量上是机体内仅次于钙 钠 钾的阳离子 ; 在细胞内, 镁的含量仅次于钾而居第二位 镁离子 ( M g 2 + ) 是细胞内液的重要成份, 它参于细胞内许多酶的反应, 镁对于维持细胞正常代谢和生理功能是十分必需的 很多疾病都伴有镁代谢异常, M g 2 + 对中枢和周围神经系统 对心肌 骨骼肌以及血管和胃肠的平滑肌均有抑制作用 一 低镁血症 68

47 血清镁含量低于 m m o l / L 称为低镁血症 ( hypomagnesemia) ( 一 ) 原因和机制 1. 镁摄入不足 一般饮食含镁比较丰富, 故 只要能正常进食, 机体就不致缺镁 营养不良 长期禁食 厌食 长期经静脉营养未注意镁的补 充均可致镁摄入不足 2. 镁排出过多 ( 1 ) 经胃肠道排出过多 : 最常见是小肠病变 如小肠的手术切除 严重腹泻 持续胃肠吸引及 脂肪痢等 此时不仅有肠对镁的吸收不良, 消化 液中的镁也大量丢失, 粪便中的镁并未减少 ( 2 ) 经肾排出过多 : 正常肾小球滤过的镁 2 5 % 在肾近曲小管被重吸收,6 0 % ~ 7 0 % 在髓袢升支 和远曲小管重吸收 随尿排出的镁, 大约相当于 摄入量的 3 0 % ~ 6 0 % 在下列情况下, 肾排镁增 多 1 大量使用利尿药 : 如速尿 利尿酸等髓袢利尿药可抑制髓袢对镁的重吸收 甘露醇 尿素 葡萄糖所致的渗透性利尿引起镁随尿排出过多 69

48 2 高钙血症 : 钙与镁在肾小管被重吸收时有相互竞争作用, 故高钙血症时使肾小管重吸收镁减少 甲状旁腺激素 ( parathyroid hormone,pth) 有促进肾小管重吸收镁的作用 甲状旁腺功能亢进时, 过多的 P T H 本应使更多的镁在肾小管内重吸收, 但这种作用被高钙血症所对消 3 严重的甲状旁腺功能减退 : 由于 P T H 减少, 肾小管对镁重吸收减少 4 糖尿病酮症酸中毒 : 酸中毒能明显地妨碍肾小管对镁的重吸收, 高血糖又可引起渗透性利尿而使镁随尿排出增多 此外, 用胰岛素治疗时, 因糖原合成需要镁, 使细胞外液过多地转向细胞内液, 促进低镁血症 5 酒精中毒 : 急 慢性酒精中毒常伴有低镁血症, 其机制主要是血中酒精浓度升高可抑制肾小管对镁的重吸收, 使尿镁排出增多 另外, 慢性酒精中毒者往往伴有营养不良和腹泻 6 肾疾患 : 急性肾小管坏死多尿期 慢性肾盂肾炎 肾小管酸中毒 庆大霉素等肾损害性药物等可分别因渗透性利尿和肾小管功能受损而 70

49 导致镁随尿排出增多 7 醛固酮增多 强心甙类药物分别可因抑制肾小管重吸收镁和促进肾排镁增多而引起低镁血症 ( 二 ) 对机体的影响 1. 神经 肌肉兴奋性增高 M g 2 + 能竞争性 进入轴突, 对抗 C a 2 + 的作用, 低镁血症时, 进 入轴突内的 C a 2 + 增多, 故乙酰胆碱释放增多 ; M g 2 + 能抑制终板膜上乙酰胆碱受体对乙酰胆 碱的敏感性, 低镁血症时这种抑制作用减弱 因 此, 神经肌肉接头处兴奋传递加强 M g 2 + 还能 抑制神经纤维和骨骼肌的应激性, 低镁血症时神经 肌肉应激性增高, 临床上表现小束肌纤维收缩 震颤 Chvostek 和 Trousseau 征阳性及手足搐搦 低镁血症时 M g 2 + 对中枢神经系统的抑制作用减弱, 可出现反射亢进, 对声 光反应过强, 焦虑, 易激动等症状 ; 低镁血症时 M g 2 + 对胃肠道平滑肌的抑制作用减弱, 平滑肌的兴奋可导致呕吐或腹泻 2. 心律失常体外灌流实验证明, 去除灌流 71

50 液中的 M g 2 + 可使心肌细胞静息电位负值显著变小, 说明缺镁可使心肌兴奋性增高 另外, 浦肯野细胞等快反应自律细胞的缓慢而恒定的钠内流 ( 背景电流 ) 是细胞自动去极化的基础, M g 2 + 对此有阻断作用 当低镁血症时, 这种阻断作用 减弱, N a 2 + 内流相对加速, 因而快反应自律细 胞的自动去极化加速, 自律性增高, 故易发生心律失常 大多数低镁血症患者也常表现出心律不齐 心房纤颤和高血压 流行病学调查发现, 通过饮 食摄入 C a 2 + 比 M g 2 + 多或摄入 M g 2 + 少时, 冠 状动脉硬化性心脏病发病率高 心肌 M g 2 + 的严重缺乏可引起突然的心源性死亡 心肌梗塞早期或其它缺血性心脏病患者常伴有血清 M g 2 + 含量下降 血清及组织中镁含量和动脉血压两者呈负相关, 各种类型高血压患者伴有低镁血症 M g 2 + 可直接或间接调节许多器官血管床的动脉张力 血浆 M g 2 + 迅速降低, 可引起冠状动脉收缩或痉挛 当 [ M g 2 + ] i 降低或血液和灌流液中 M g 2 + 缺乏时, 外周和脑膜微循环 72

51 中的微动脉和小静脉发生强烈的收缩 3. 低钙血症低镁血症病人 P T H 分泌障碍, P T H 的靶器官骨骼系统和肾小管上皮对激素的 反应也减弱, 因而骨钙的动员和钙在肾小管的重 吸收发生障碍, 血钙得不到补充 血钙低本应通 过 M g 2 + 活化甲状旁腺腺体细胞膜上腺苷环化酶 而刺激 P T H 分泌, 但因 M g 2 + 浓度低, 不能激活 此酶, 故 P T H 分泌减少, 血钙可进一步降低 4. 低钾血症, 镁的缺乏能增加尿中钾的排 出而产生低钾血症 ; 缺镁使钠泵功能降低, 引起 细胞缺钾, 特别是心肌细胞, 故易于导致心律失 常 实验和临床皆发现低镁使低钾难以纠正, 故 对低钾或低钙病例, 若经补钾 补钙后仍无效, 应考虑有缺镁的存在 ( 三 ) 防治原则 1. 积极治疗原发病, 尽快排除发病因素 2. 补镁 : 轻症低镁血症可通过肌肉注射途径 补镁 ( 一般用硫酸镁 ) 严重低镁血症, 特别是出 现心律失常时应及时静脉补镁 但应缓慢 谨慎, 73

52 经常测定血清镁浓度, 特别是有肾功能受损者, 更应小心 小儿静脉内补镁应防止低血压的发生 补镁的剂量视缺镁的程度和症状的轻重而定 二 高镁血症 血清镁浓度高于 m m o l / L 时称为高镁血 症 ( hypermagnesemia) ( 一 ) 原因和机制 正常人肾脏有较强的排镁能力, 即使摄入大 量镁也不致引起高镁血症 高镁血症最常见的原 因是肾功能衰竭 常见于 : 1. 急性或慢性肾功能衰竭伴有少尿或无尿 时, 由于肾小球滤过功能降低可使尿镁排出减 少 肾小球滤过率在 1 0 m l / m i n 时就可能产生轻 度高镁血症, 若 < 5 m l / m i n 则产生中度高镁血症 如果此时再使用含镁的药物, 则进一步加重高镁 血症 严重脱水伴有少尿时同样也可引起高镁血 症 2. 甲状腺功能减退 : 甲状腺素有抑制肾小 管重吸收镁 促进尿镁排出的作用, 故粘液性水 74

53 肿的病人可能发生高镁血症 3. 醛固酮减少 : 醛固酮具有抑制肾小管重 吸收镁 促进尿镁排出的作用, 故 Addison 病患者 可发生高镁血症 4. 镁摄入过多 : 见于静脉内补镁过多过快时, 这种情况在肾功能受损的病人更易发生 ( 二 ) 对机体的影响 在血清镁浓度不超过 2 m m o l / L 时, 临床上很难觉察, 当血清镁浓度升高到 3 m m o l / L 时, 才会出现镁过多或镁中毒症状 1. 神经 - 肌肉兴奋性降低镁能抑制神经肌肉接头处的兴奋传递, 高浓度镁有箭毒样作用 故高镁血症病人可发生显著的肌无力甚至弛缓性麻痹, 四肢 吞咽和呼吸肌都可以被波及, 因而可导致弛缓性瘫痪, 吞咽和说话困难, 严重者可因呼吸肌麻痹而死亡 2. 中枢神经系统抑制镁能抑制中枢神经系统的突触传递, 抑制中枢神经系统的功能活动 因而高镁血症也可以引起深腱反射减弱或消失, 有的病人还可发生嗜睡或昏迷 75

54 3. 心动过缓高浓度的镁能抑制房室和心 室内传导并降低心肌兴奋性, 故可引起传导阻滞 和心动过缓 当血清镁达 7. 5 ~ 1 0 m m o l / L 时, 可发生心搏停止 心电图上可见 P - R 间期延长 和 Q R S 综合波增宽 4. 平滑肌抑制 镁对平滑肌亦有抑制作用 高镁血症时, 血管平滑肌扩张可导致外周血管阻 力降低和动脉血压下降 ; 内脏平滑肌受抑制可引 起嗳气 呕吐 便秘 尿潴留等 ( 三 ) 防治原则 1. 防治原发病, 尽可能改善肾功能 2. 静脉内注射葡萄糖酸钙, 因为钙 镁有 拮抗作用 3. 促进镁排出体外, 可用透析法以去除体 内过多的镁 ; 如肾功能尚好, 也可以适当使用利 尿药使肾排镁增多 4. 其他 : 应注意纠正可能伴随的高钾血症 和抢救呼吸肌麻痹 ( 李志超 ) 76