生物化學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、鹽在體內的生理功能,體液：分布在細胞內外，溶解有多種無機鹽和 有機物的水溶液。 電解質：溶解在體液中的無機鹽和有機物絕大多 數以離子狀態(tài)存在故稱為電解質。 人體內各種代謝均在體液中進行，因此體液平衡（即水、電解質平衡）對于保持細胞正常、維持各器官的功能、維持人體生命是至關重要的。 如果一旦紊亂，則影響全身各系統(tǒng)、器官的正常生理功能，嚴重的可危及生命。,水的生理功能,1、構成組織的重要成分： 大部分與蛋白質和粘多糖相結合，在維持組織器 官 的形狀、硬度、彈性上起重要作用。 2、調節(jié)、維持體溫恒定： 水蒸發(fā)熱大 1gH2O完全蒸發(fā)吸熱2.4kj 水流動性大 全身調節(jié),3、參與物資代謝和運輸功能： 良好溶劑 介電常數高有利于反應進行 4、潤滑作用： 眼淚、關節(jié)滑液,無機鹽生理功能 總量約占體重的4%5%,1、構成組織和體液成分： 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： 細胞外 Na+、 Cl 細胞內 K+ 、HPO42,3、維持N、肌肉的應激性,Na+ Ca2+ OH-,K+ Mg2+ H+,心肌應激性 ,神經、肌肉應激性 ,Ca2+ Mg2+ H+,Na+ K+ OH-,Ca2+時 興奮性 堿中毒時 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,體液中電解質的含量與分布特點,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，對于處理脫水病人應多注意 兒童 含水多，代謝旺盛，耗水多，調節(jié)功能不完善,分布： 體液 60% 細胞內液 40% (以細胞膜為界) 細胞外液 20% 血漿 5% (以血管壁為界) 細胞間液 15%,人體水的含量與分布,各種體液中電解質的含量,電解質 血漿 細胞間液 細胞內液 mEq/L血漿 mEq/L/水 mEq/L/水 陽離子: 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 有機酸 5 7.5 蛋白質 16 1.0 63 總量 154 155.5 194,二、體液中電解質的含量與分布特點,體液呈電中性 體液電解質以mEq/L表示，無論細胞內液還是外液 陰離子總量 = 陽離子總量 2 細胞內外液電解質分布差異大 陽 陰 細胞內液 K+ HPO42- 細胞外液 Na+ Cl 由于細胞膜具有通透選擇性。,3、血漿和細胞間液（除蛋白質）其它各種電解質基本相同 因為毛細血管壁為半透膜，允許無機離子自由透過，不允許蛋白質自由透過。 故測定血液中的電解質含量可以反映細胞間液的情況。,（1）滲透壓取決于溶質顆粒數 （2）濃度表示：毫滲量mOsm/L 在溶液中能產生滲透效應的各種物質顆?？倽舛?非電解質：mOsm/L = mmol/L 電解質：mOsm/L = mmol/L離子數 （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 等滲溶液輸入體內不會影響紅細胞形態(tài)；不會造成溶血。 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) 體液平衡及調節(jié),水 2500 ml,一、水代謝,1000ml,內生水（代謝水）：體內生物氧化生成的水,（一）體內水來源和去路,腎臟是重要的排泄器官， 也是調節(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 稱無尿,對不能進水的患者每日補充2000-2500ml的水量,最低需水量1500ml,（二）體液的交換,1、血漿與細胞間液之間的體液交換 毛細血管為半透膜：水、小分子物質自由通透； 蛋白質不允許通透。 故血管內外滲透壓的差異主要是膠滲壓 血漿有效膠滲透壓=血漿膠滲壓細胞間液膠滲壓 水 細胞間液血管內 毛細血管血壓 水 血管內細胞間液,影響交換的因素,交換異常：水腫,心衰：V壓 肝病：清蛋白合成，膠滲透壓 營養(yǎng)不良：膠滲透壓 腎炎：清蛋白失去，膠滲透壓,2、細胞內液與細胞間液之間體液的交換,水的交換取決于細胞膜兩側滲透壓,二、無機鹽的代謝,（一）鉀的代謝 含量：3mol（60kg正常成年人） 分布：98%分布細胞內液 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。 主要經腎排出，長期不進食注意補鉀,見尿補鉀,物質代謝對鉀分布的影響,糖原、蛋白質合成K+由細胞外細胞內 血鉀 糖原、蛋白質分解K+由細胞內釋放到細胞外 血鉀,PH值對鉀分布的影響,酸中毒時 高血鉀 1）H+進入細胞內與細胞內K+交換 致細胞外液K+ 2）腎小管泌H+作用增強，泌K+作用減弱 致尿中K+排泄 堿中毒時低血鉀,（二）鈉和氯代謝,1、含量： 160g 2、主要分布：細胞外液 3、攝入： 一般飲食 4、排泄： 主要經腎 特點：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敏性疾病減輕組 織滲出 神經肌肉興奮性下降，缺鈣、抽搐 心肌興奮性上升，與K+相拮抗 第二信使：刺激細胞內Ca2+Ca2+-Ca調 蛋白復合物 酶的激活劑 1、參與體內多種物質組成（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,人體內鈣磷分布的情況,部位,骨及牙 1200 99.3 600 85.7,細胞內液 7 0.6 100 14.0,細胞外液 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：主動吸收（耗能，需載體蛋白質） 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 當血鈣小于1.87mmol / L尿中無 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%） 結合鈣（50%） 發(fā)揮生理作用形式：離子鈣 能否透過毛細血管 影響存在形式因素：pH,血鈣,檸檬酸鈣等（少部分）,蛋白結合鈣（大部分）,可擴散鈣,血漿蛋白結合鈣,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：無機磷酸鹽 NaH2PO4； K2HPO4 鈣、磷溶度積：Ca P = 2.5 3.5 血鈣、血磷的數量關系,5、鈣磷代謝的調節(jié),作用： 促進小腸吸收：可誘導鈣結合蛋白合成， 促進小腸吸收 促進腎小管重吸收：作用腎近曲小管 促進骨代謝：增加破骨細胞活性和數量 使骨鈣易于移動，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：促進骨鹽溶解 促進腎小管鈣重吸收，尿鈣 磷重吸收，尿磷 增加小腸對鈣磷的吸收 結果：血鈣，血磷，酸化血液,降鈣素 CT,分泌部位：甲狀腺中濾泡旁細胞（C細胞） 影響分泌因素：血鈣，CT分泌 作用： 抑制破骨細胞的生成及活性 促進破骨細胞轉變?yōu)槌晒羌毎?抑制腎小管對鈣磷的重吸收 結果：血鈣，血磷,三種激素對鈣、磷代謝主要調節(jié)作用,調節(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、體液平衡的調節(jié),失水多或進鹽多 細胞外液滲透壓 丘腦下部滲透壓感受器 大腦皮層興奮 口渴飲水,神經系統(tǒng)的調節(jié),此不完善，失水同時失鹽，無口渴感,加壓素（抗利尿激素）調節(jié),作用：通過增強腎臟遠曲管和集合管對水的重吸收,丘腦下部視上核NC分泌（九肽） 儲存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,醛固酮調節(jié),分泌：腎上腺皮質球狀帶分泌的鹽皮質類固醇激素 作用：排K+、泌H+、保Na+、保H2O 調節(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,心鈉素調節(jié) 心房細胞合成、分泌的肽類激素， 調節(jié)水、鈉代謝,分泌：由心房細胞合成分泌 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 細胞外液 血漿鈉 水轉移,低滲性 失水失鈉 低滲 130mmol/L 水由外液內液 高滲性 失水失鈉 高滲 150mmol/L 水由內液外液 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：進水不足，失水過多 水轉移：初期細胞內液外液轉移 血容量：血容量減少不多，BP不低， 細胞內液,低 滲 性 脫 水,失水失鈉 血漿滲透壓低于正常 原因：嘔吐、腹瀉、丟失液體后補充方法不當， 水轉移：細胞外液向細胞內液轉移 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， 未及時補充液體 水轉移：細胞外液向細胞內液轉移 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 丟失過多 分布異常 代謝性堿中毒,合成糖原 使用胰島素,鉀進入細胞內 腎臟排鉀增多,主要癥狀： 神經肌肉應激性降低 心肌應激性、自律性升高,治療原則： 補充水果、蔬菜 口服氯化鉀 靜脈補鉀,靜脈補鉀四不宜原則,不宜過早，見尿補鉀 不宜過量，4mg/天 不宜過濃，0.3% 不宜過快，68小時完成/天,（二）高 血 鉀,原因： 攝入過多：輸液過快 排泄障礙：腎臟排泄 分布異常 代謝性酸中毒,主要癥狀： 神經肌肉應激性升高 心肌應激性、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,機體能調節(jié)這些酸堿物質的含量和比例， 以維持體液PH值，此過程為酸堿平衡。,一、體內酸堿物質的來源,酸性物質的來源： 1、碳酸（揮發(fā)性） 分解代謝產生 的CO2,故分解代謝增強均可引起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）體內分解代謝產生的不具揮發(fā)性的酸。 丙酮酸、乳酸、乙酰乙酸、羥丁酸、尿酸 2）食物產生的：檸檬酸、醋酸 3）藥物產生的：阿司匹林、NH4Cl,堿性物質的來源,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、酸堿平衡的調節(jié),（一）血液緩沖系統(tǒng)的調節(jié) 什么是緩沖溶液？ 具有能夠對抗外來酸堿的影響，維持溶液PH值相對不變的作用的溶液 為緩沖溶液。,緩沖溶液的組成,1、弱酸及其相對應的鹽 * H2 CO3Na HCO3（血漿） HACNaAC 2、弱堿及其相對應的鹽 NH4OHNH4Cl 3、多元酸式鹽及其相對應的次鹽 NaH2PO4Na2HPO4 * KH2PO4K2HPO4（紅細胞）,緩沖對,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，此時通過肺、腎進一步調節(jié)。,OH- H+ H2O H2 CO3 H+ + HCO3-,H+ HCO3 H2 CO3,肺的調節(jié),當H2 CO3 CO2,通過呼吸運動控制CO2排出量影響H2 CO3濃度,當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,腎的調節(jié) 排出固定酸，保留并維持血中堿儲量,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,細胞外液K+ ,腎小管H+-Na+,抑制,尿K+排出 產生酸中毒,細胞外液K+ ,促進,尿K+排出 產生酸中毒,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 肺調節(jié) 作用較快 只能調節(jié)H2 CO3濃度 腎調節(jié) 發(fā)揮較遲 效率高 持續(xù)時