水与电解质平衡紊乱 (Disturbances of water and electrolyte balance)

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1 第三章水和电解质代谢紊乱 (Disturbances of water and electrolyte balance) 北京大学医学部病理生理教研室吴立玲

2 Case study 42 岁男性, 因恶心呕吐腹胀和腹部绞痛 3 天入院既往史 :20 岁做过阑尾切除术体检 : T38.7 C, 脉搏 104 beats/min BP 115/70 mmhg 腹胀, 有压痛和反跳痛皮肤和舌干燥, 尿量 5ml/h 化验 : 血 [Na + ]152 mmol/l [Cl - ] 108 mmol/l [K + ] 5.4 mmol/l 尿比重 1.038

3 Questions 假设其体重 60kg, 约有多少体液和血浆? 正常机体是如何维持水与电解质平衡的? 该患者有哪些临床表现和化验检查异常? 该患者发生何种水电解质紊乱? 脱水患者是不是都有少尿的表现? 如果需要静脉输液, 应该补什么液体?

4 第一节水与电解质的代谢 (Metabolism of water and electrolyte)

5 一体液的容量和分布 (Volume and distribution of body fluid) 体液 (body fluid) 体内的水和溶解在其中的物质 Solutes:electrolytes and nonelectrolytes

6 水与电解质平衡 (Water and electrolytes balance) 相对恒定体液的容量 (volume) 化学成分 (composition) 渗透压 (osmotic pressure) 分布 (distribution)

7 Total body water (TBW) 60% 细胞内液 Intracellular fluid (ICF) 细胞外液 Extracellular fluid (ECF) 组织液 Interstitial fluid(isf) 血浆 Plasma 40% 组织间隙 15% Transcellular fluid (third space) 1%

8 影响体液容量的因素 Body fluid TBW (%) Adult male TBW(%) Adult female TBW(%) Infant Normal Lean Obese 年龄脂肪含量性别

9 水在体内的分布 (%) 足月婴周岁婴儿童成人体液总量细胞内液组织液血浆

10 二体液的电解质 (Electrolyte in body fluid) ECF: Na + Cl - HCO 3 - ICF: K + Mg 2 + HPO 4 2- Pr -

11 血 [Na + ] 140 mmol/l 血 [Cl - ] 104 mmol/l 血 [HCO 3- ] 24 mmol/l ECF ICF 0 Na + K + Cl - HCO 3 - HPO 4 2- 细胞内外电解质的分布

12 消化液胃液 :H +,K +, Cl - 肠液 :Na +,K +,Cl -,HCO 3 - 胰液 :Na +,K +,HCO 3 -

13 三体液的渗透压和水的交换 (Osmotic pressure of body fluid and water movement)

14 ( 一 ) 体液的渗透压 (Osmotic pressure of body fluid) 血浆渗透压 280~310 mmol/l 溶液的渗透压取决于溶质的微粒数目 (mosm/l) 血 Na + 产生的渗透压约占血浆总渗透压的 45%~50%

15 ( 二 ) 水的交换 (Water movement )

16 1. 细胞内外水的运动 (Water movement between outside-inside of cell) 水自由通过细胞膜蛋白质 Na + K + Ca 2+ 等选择性通过细胞膜正常时细胞内外渗透压相等当细胞内外渗透压不相等时, 首先通过水的转移来调节

17 2. 血管内外水的运动 (Water movement between outside-inside of capillary) 水和电解质自由交换血管内外电解质成分相等蛋白质等大分子物质受限血浆胶体渗透压是调节组织液回流是重要因素

18 3. 体内外水的运动 (Water movement between outside-inside of body) Daily intake (ml/day) Daily output (ml/day) Drinking 1300 Urine 1500 Water in food 900 Lungs 400 Water of oxidation 300 Skin 500 Stool 100 Total 2500 Total 2500

19 每日最低尿量 500ml ( 从尿排代谢废物 35g/ 日最大浓度 6~8g%) 呼吸道失水皮肤不显性蒸发 Insensible lose 生理需水量 :1500ml/day

20 三水和钠的生理功能 (Physiologic function of water and sodium)

21 ( 一 ) 水的生理功能 (Function of body water) 促进物质代谢调节体温润滑

22 ( 二 ) 钠的生理功能 (Physiologic function of sodium) 维持体液的渗透压和酸碱平衡参与细胞动作电位的形成

23 四水与钠平衡的调节 (Regulation of water and sodium balance)

24 1. 渴感 (thirst) ECF 渗透压血容量下丘脑视上核渴中枢

25 2. 抗利尿激素 (antidiuretic hormone, ADH) ECF 渗透压渗透压感受器 ( 下丘脑和颈内动脉 ) ADH 肾重吸收水 ECF 量渗透压有效循环血量容量感受器 ( 左心房和胸腔大静脉 )

26 3. 醛固酮 (aldosterone) 有效循环血量醛固酮肾重吸收 Na + H 2 O ECF 量低血 Na + 高血 K +

27 Regulation Water and Electrolyte Balance 水平衡 :thirst and ADH 钠平衡 :aldosterone 感受细胞外液渗透压和血容量感受血容量血 Na + 和血 K + 浓度

28 Case study Woman 38,2-day history of weakness and postural dizziness ( 直立性眩晕 ) History:laxative ( 泻药 ) abuse with multiple bowel movements each day Physical examination: BP 110/60 mmhg falls to 80/50 mmhg HR 100 beats/min and regular Skin turgor is poor The mucous membrane is dry

29 Laboratory test [Na + ] = 140 mmol/l [K + ] = 3.3 mmol/l [Cl - ] = 116 mmol/l Urine [Na + ] = 9 mmol/l (low) BUN = 40 mg/dl (high) Arterial ph = 7.25 [HCO 3- ] = 12 mmol/l PaCO 2 = 28 mmhg What water and electrolyte disorder is represented?

30 第二节水钠代谢紊乱 (Disturbances of water and sodium balance)

31 类型 (Classification) 脱水 (dehydration) 高渗性低渗性等渗性水过多 (water excess) 水中毒水肿

32 低钠血症 (hyponatremia) The serum sodium concentration <130 mmol/l 高钠血症 (hypernatremia) The serum sodium concentration >150 mmol/l

33 一脱水 (Dehydration) 体液容量减少 (>2%) Body water deficit

34 ( 一 ) 高渗性脱水 (Hypertonic dehydration) 1. 概念 (Concept) Water loss>sodium loss Serum[Na + ] >150 mmol/l Plasma osmotic pressure >310 mmol/l 低容量性高钠血症 (Hypovolemic hypernatremia)

35 2. 原因 (causes) (1) 入量不足 (decrease of intake) 水源断绝丧失口渴感进食困难滴水不进, 人能活多久? (2) 丢失过多 (lost from ECF) 大量出汗尿崩症和渗透性利尿呼吸道和皮肤蒸发

36 3. 影响 (effects) 失水 > 失 Na + 皮肤蒸发脱水热 ECF 量 ECF 渗透压渴中枢口渴血容量脉速,BP 血 [Na + ] 血浆渗透压 ADH 肾重吸收水尿少比重高细胞内脱水 CNS 功能障碍幻觉, 躁动

37 脱水热 (dehydration fever) 因皮肤蒸发水减少引起的体温上升

38 高渗性脱水的主要发病环节 ECF 高渗主要脱水部位 ICF 减少

39 4. 防治的病理生理基础 (Pathophysiological basis of prevention and treatment) 5%-10% 葡萄糖溶液 0.9% 氯化钠 5% 碳酸氢钠及时补水适当补钠

40 ( 二 ) 低渗性脱水 (Hypotonic dehydration) 1. 概念 (concept) sodium loss > water loss serum[na + ] <130 mmol/l plasma osmotic pressure < 280 mmol/l 低容量性低钠血症 (hypovolemic hyponatremia)

41 2. 原因 (causes) 钠平衡调节 : 多吃多排, 少吃少排, 不吃不排丢失过多 (lost from ECF) 胃肠道丢失 (gastrointestinal losses) 肾性失钠 (renal losses) : 间质性肾炎皮肤丢失 (skin losses): 血浆渗出液体积聚在第三间隙 : 肠梗阻 (accumulate in third space)

42 3. 影响 (effects) 失 Na + > 失水血 [Na + ] 血渗透压 ECF 渗透压 ADH 肾重吸收水水移入细胞脑细胞肿胀 ECF 量血容量肾血流量组织液脱水征脉速直立性眩晕 BP V 萎陷尿量正常 ( 早期 ) 淡漠嗜睡醛固酮 ADH 尿少氮质血症尿 Na +

43 脱水征 : 因组织间液量减少, 临床上出现皮肤弹性减退 (reduced skin turgor) 眼窝下陷, 婴幼儿囟门凹陷等体征

44 直立性眩晕 (postural dizziness) 晕厥 (swoon) 是一种突然发生的短暂的意识丧失直立性血压的正常生理调节 : 从蹲卧位突然改变为直立位时, 由于重力的作用大约有 ml 血液蓄积于下肢, 而使回心血量骤减, 动脉血压降低

45 调节机制经颈动脉窦和主动脉弓压力感受器, 引起交感肾上腺系统兴奋, 心率加快, 小动脉收缩直立时下肢骨骼肌张力增高和等长收缩, 促使血液回流心脏直立位胸腔负压增大, 有助于心脏充盈, 心输出量和血压增加

46 尿钠的变化反映远曲小管重吸收功能细胞外液减少肾血流量不足激活 RAAS 肾小管功能障碍尿钠含量较多,>20 mmol/l 肾小管对 Na + 重吸收增加尿钠含量降低,<10 mmol/l

47 低渗性脱水的主要脱水部位 ECF 对患者的主要威胁循环衰竭

48 4. 防治的病理生理基础 (Pathophysiological basis of prevention and treatment) 轻中度补生理盐水 ( 机体排水量大于排 Na + 量 ) 当血 Na + 明显减少时可补少量高渗盐水 ( 减轻细胞水肿 ) 可否只补 5% 葡萄糖溶液?

49 ( 三 ) 等渗性脱水 (Isotonic dehydration) 1. 概念 (concept) sodium loss = water loss serum[na + ] 130~150 mmol/l plasma osmotic pressure 280~310 mmol/l

50 2. 原因 (causes) 丢失等渗液 (lost isotonic fluid) 胃肠道丢失 (gastrointestinal losses) 肾性失钠 (renal losses) : 间质性肾炎皮肤丢失 (skin losses): 血浆渗出液体积聚在第三间隙 : 肠梗阻 (accumulate in third space)

51 3. 影响 (effects) (1) 血浆渗透压和血钠的变化? ECF 渗透压正常, 血 [Na + ] 正常 (2) 容量的变化? 脱水的主要部位? ECF 减少血容量, 组织液量 ICF 变化不明显 (3) 激素水平的变化? 醛固酮 ADH 分泌尿量

52 4. 防治的病理生理基础 (Pathophysiological basis of prevention and treatment) 生理盐水 + 葡萄糖液 ( 补水量多于补 Na + 量 )

53 痢疾患者可能发生哪种类型的脱水?

54 Case study 42 岁男性, 因恶心呕吐腹胀和腹部绞痛 3 天入院既往史 :20 岁做过阑尾切除术体检 : T 38.7 C, 脉搏 104 beat/min BP 115/70 mmhg 腹胀, 有压痛和反跳痛皮肤和舌干燥, 尿量 5ml/h 化验 : 血 [Na + ] 152 [Cl - ] 108 [K + ] 5.4 尿比重该患者有哪些临床表现和化验检查异常? 该患者发生何种水和电解质紊乱?

55 病史 : 有无发生水与电解质平衡紊乱的可能表现 : 有无水电解质紊乱的特征性症状和体征化验 : 准确判断类型的依据

56 病史 : 呕吐, 丢失过多进食? 入量减少? 有发生水与电解质紊乱的可能表现 : 皮肤和舌干燥, 尿量减少, 心率加快, 尿比重脱水化验 : [Na+] 152 mmol/l 原发疾病 : 急性肠梗阻水钠代谢紊乱 :Hypovolemic hypernatremia

57 高渗性脱水呕吐, 丢失过多进食? 入量减少水丢失 > 钠丢失 ECF ECF 渗透压组织液血容量皮肤黏膜干燥心率血压 (-) 尿量尿比重

58 Case study woman 38, 2-day history of weakness and postural dizziness( 直立性眩晕 ) History:laxative( 泻药 )abuse with multiple bowel movements each day Physical examination: BP 110/60 mmhg falls to 80/50 mmhg HR 100 beats/min and regular Skin turgor is poor The mucous membrane is dry

59 Laboratory test: [Na + ] = 140 mmol/l [K + ] = 3.3 mmol/l [Cl - ] = 116 mmol/l Urine [Na + ] = 9 mmol/l BUN = 40 mg/dl Arterial ph = 7.25 [HCO 3- ] = 12 mmol/l PaCO 2 = 28 mmhg Isotonic dehydration

60 各种类型脱水的比较脱水主要部位口渴感皮肤弹性血压血 Na + 尿量尿钠含量氮质血症高渗性脱水低渗性脱水

61 Case study 病史 :62 岁男性, 嵌顿性腹股沟疝入院体检 : 消瘦虚弱舌干组织充盈差治疗 : 术前 NS 1L 术中 NS 1.5L 术后 NS 1L GS 2L 昏昏欲睡躁动, 血 [Na + ]133 mmol/l GS 1L 昏迷抽搐死亡 What happened in the patient?

62 二水过多 (Water excess) 体液容量增多 Excess of body water.

63 ( 一 ) 水中毒 (Water intoxication) 1. 概念 (concept) 低渗性液体在体内潴留的病理过程 serum[na + ] < 130 mmol/l plasma osmotic pressure < 280 mmol/l 高容量性低钠血症 (hypervolemic hyponatremia)

64 2. 原因 (causes) (1) 水排出减少 (decrease of water excretion) 急慢性肾功能障碍 (2) ADH 分泌过多应激 (3) 入水过多 ADH 分泌异常增多综合症 syndrome of inappropriate ADH secretion

65 应激为什么引起 ADH 分泌增加? 正常 : 副交感神经抑制 ADH 分泌应激 : 交感神经兴奋副交感神经抑制解除对 ADH 分泌的抑制

66 Syndrome of inappropriate ADH secretion, SIADH 某些恶性肿瘤 : 可能因肿瘤组织合成和释放 ADH 样多肽 ; 中枢神经系统疾病可直接刺激下丘脑, 使 ADH 分泌增加肺部疾患可因肺淤血造成回心血量减少, 经容量感受器刺激 ADH 分泌

67 3. 影响 (effects) 水潴留 ECF 量 ECF 渗透压血 [Na + ] 血液稀释水移入细胞 ICF 渗透压 ICF 量脑细胞水肿嗜睡躁动脑疝

68 细胞内外液量均, 渗透压均水潴留的主要部位是细胞内对机体危害最大的是脑水肿

69 4. 防治的病理生理基础 (pathophysiological basis of prevention and treatment) 预防限水排泄 : 利尿转移 : 小剂量高渗盐水 ( 减轻细胞水肿 )

70 Case study 病史 :62 岁男性, 嵌顿性腹股沟疝入院体检 : 消瘦虚弱舌干组织充盈差治疗 : 术前 NS 1L 术中 NS 1.5L 术后 NS 1L GS 2L 昏昏欲睡躁动, 血 [Na + ]133 mmol/l GS 1L 昏迷抽搐死亡

71 ( 二 ) 水肿 (Edema) 1. 概念 (concept) 过多的液体积聚在组织间隙 Accumulation of excess fluid within the interstitial spaces. 过多的液体在体腔内积聚又称为积水 (hydrops)

72 1. 分类 (Classification ) (1) 按原因 (2) 按部位 (3) 按范围心性肝性肾性炎症性过敏性特发性皮下水肿喉头水肿视乳头水肿肺水肿脑水肿局部性 (local edema) 全身性 (anasarca)

73 (4) 按皮下水肿液存在状态显性水肿 (frank edema) 又称凹陷性水肿 (pitting edema) 隐性水肿 (recessive edema)

74 2. 水肿的机制 (mechanisms of edema) 影响组织液生成回流的基本因素毛细血管内压血浆胶渗压组织胶渗压组织流体静压淋巴回流 Cap 内压组织胶渗压血浆胶渗压组织流体静压淋巴

75 (1) 血管内外液体交换异常 (Imbalance of exchange between intra- and extra-vascular fluid) 组织液生成 > 回流 Alteration in capillary hemodynamics that favors the movement of fluid from the vascular space into interstitium.

76 毛细血管流体静压增高 (Increased capillary hydrostatic pressure) 血浆胶体渗透压降低 (Decreased plasma colloid osmotic pressure) 摄入 ; 合成 ; 丢失肾病综合征 (Nephritic syndrome)

77 微血管壁通透性 (Increased capillary permeability) 漏出液 (transudate) 蛋白质含量低, 比重低, 细胞数少渗出液 (exudate) 蛋白质含量高, 比重高, 白细胞多

78 Case study 病史 : 男性,46 岁, 因腹胀腹痛伴发热体检 :T38.6 C,P 114 次 / 分,R 23 次 / 分, BP130/55mmHg 皮肤见多发蜘蛛痣巩膜黄染, 黏膜干燥心率齐, 呼吸浅, 两肺呼吸音减弱, 无发绀腹部膨隆, 全腹压痛, 有液波震颤双胫前水肿神志清醒, 反应灵敏, 无扑翼样震颤

79 实验室检查 : 血 WBC /L,Hb 125g/L 肝功能 : 总胆红素升高明确该肝硬化患者合并腹痛的原因是诊断性腹腔穿刺腹水分析 : 蛋白质含量 26g/L, 比重高于 1.021,WBC 830/100ml 自发性细菌性腹膜炎

80 微血管壁通透性 (Increased capillary permeability) 漏出液 (transudate) 蛋白质含量低, 比重低, 细胞数少渗出液 (exudate) 蛋白质含量高, 比重高, 白细胞多淋巴回流障碍 (Lymphatic obstruction)

81 (2) 体内外液体交换平衡失调 (Imbalance of exchange between intra- and extra-body fluid)

82 肾小球滤出钠水 99%~99.5% 肾小管重吸收 65%~70% 0.5%~1% 近曲小管吸收滤出液排出钠水潴留 Na + and water are retained by the kidney.

83 肾小球滤过率下降 (Decreased glomerular filtration rate) 滤过面积有效循环血量

84 肾小管重吸收增加 (Increased tubular reabsorption) 近曲小管重吸收 ( 球 - 管平衡失调 ) 球 - 管平衡失调的机制肾小球滤过分数增高 ( 滤过分数 = 肾小球滤过率 / 肾血浆流量 )

85 afferent arteriole 肾小球有效滤过压 (Net filtration pressure) efferent arteriole blood intracapillary hydrostatic pressure intracapsular hydrostatic pressure plasma colloid osmotic pressure 肾小球毛细血管血压是液体滤出的动力 (60 mmhg) 血浆胶体渗透压和囊内压是液体重吸收的动力 (32 mmhg+18 mmhg)

86 循环血量减少 : 出球小动脉收缩 > 入球小动脉收缩肾小球滤过率 / 肾血浆流量滤过分数增加血浆从肾小球滤出增多管周血管中胶体渗透压相对增高血流量减少, 毛细血管内压相对降低近曲小管重吸收钠水增多

87 Renal cortex Cortical nephron Renal medulla Juxtamedullary nephron (20%~25%) 心输出量肾血流量皮质层 (94%) 外髓 (5%) 内髓 (<1%)

88 肾小管重吸收增加 (Increased tubular reabsorption) 近曲小管重吸收 ( 球 - 管平衡失调 ) 肾内血流重新分布远曲小管和集合管重吸收 ( 醛固酮 ADH )

89 3. 常见全身性水肿的发病机制及特点

90 心性水肿 (Cardiac edema) 左心衰心源性肺水肿右心衰心性水肿特点 : 因重力作用先发于下垂部位

91 机制右心功能心输出量 V 淤血 V 压肾血流量 Cap 内压胃肠肝淤血 GFR 醛固酮 ADH 蛋白吸收合成肾小管重吸收血浆胶渗压钠水潴留水肿

92 Case study Man 56 3-year history of ascites( 腹水 ) Removal of 3-4 liters of ascitic fluid by paracentesis( 穿刺术 ) every 3 weeks No history of hepatic disease A drinker

93 Physical examination Soft abdomen with marked ascites Mederate pedal edema Plasma albumin concentration 2.9 g/dl Liver function tests:mildly abnormal Cirrhosis

94 肝性水肿 (hepatic edema) 特点 : 腹水为主 What is the mechanism of hepatic edema?

95 谢谢!

42 岁男性, 因恶心呕吐腹胀和腹部绞痛 3 天入院既往史 :20 岁做过阑尾切除术体检 : Case study T38.7 C, 脉搏 104 beats/min BP 115/70 mmhg 腹胀, 有压痛和反跳痛皮肤和舌干燥, 尿量 5ml/h 化验 : 血 [Na + ]152

42 岁男性, 因恶心呕吐腹胀和腹部绞痛 3 天入院既往史 :20 岁做过阑尾切除术体检 : Case study T38.7 C, 脉搏 104 beats/min BP 115/70 mmhg 腹胀, 有压痛和反跳痛皮肤和舌干燥, 尿量 5ml/h 化验 : 血 [Na + ]152 第三章水和电解质代谢紊乱 (Disturbances of water and electrolyte balance) 北京大学医学部病理生理教研室吴立玲 42 岁男性, 因恶心呕吐腹胀和腹部绞痛 3 天入院既往史 :20 岁做过阑尾切除术体检 : Case study T38.7 C, 脉搏 104 beats/min BP 115/70 mmhg 腹胀, 有压痛和反跳痛皮肤和舌干燥,