Water and Electrolyte Imbalance

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1 Water and Electrolyte Imbalance
第六章 水、电解质代谢紊乱  Water and Electrolyte Imbalance

2 Case study 临床诊断：急性胃肠炎 问：（1）患者为什么会出现上述症状与体症？ （2）其发生机制是什么？
患者：42岁，男性。2天前因食入不洁食物后出现腹痛、恶心、 不能进食。每天十多次水样便。昨在本地医院抗炎治疗和、 输入1000ml 5%葡萄糖，未见好转。 查体：口层发紫，皮肤弹性降低，眼窝下陷，脉搏无力，血压 85/60mmHg，尿量400ml/日。 实验室检查：血pH 7.29、血清Na+123mmol/L、血清Cl¯98mmol/L、 血清K+ 3.5 mmol/L、血浆渗透压265mmol/L； SB 16mmol/L；血清尿素氮9.0mmol/L、尿检正常。 临床诊断：急性胃肠炎 问：（1）患者为什么会出现上述症状与体症？ （2）其发生机制是什么？

3 生 理 学 基 础 第一节 水、电解质代谢 （Water and electrolytes balance）
第一节 水、电解质代谢 水、电解质紊乱 生 理 学 基 础 体液容量与分布 Volume & distribution 水与电解质代谢平衡调节 Balance of water and electrolyte metabolism 体液的电解质组成 Composition of electrolytes 体液渗透压与水、电解质运动 Osmolality & movement of body fluid

4 一、体液容量及其分布（Total fluid volume and distribution）
Table1 Approximate volume of body fluid compartments 成人（男） 妇女 新生儿 老年人 TBW *Total body water,TBW; Intracellular fluid, ICF; Extracellular fluid, ECF 水、电解质紊乱 ICF ECF Interstitial fluid Plasma

5 水、电解质紊乱 （Plasma） （Interstitial fluid） （ICF） （ECF）

6 二、体液的电解质组成（Composition of electrolyte in body fluids）
Table 2 ELECTROLYTE COMPOSITION OF BOOD FLUIDS  Compartmental concentration (mEq/L) Plasma Interstitial fluid Intracellular fluid Positive ion  Na K Ca   Mg Total Negative ion Cl   HCO3 HPO42 SO42 Organic acid — Protein(Pr ) Total

7 水、电解质紊乱 (Osmolity of the body fluids & movement of water and electrolyte) 三、体液渗透压与水、电解质的运动 渗透压高 渗透压低 ⊙ H2O 渗透压 ■渗透压（Osmotic pressure） 如相邻两个体液腔隙的静水压相等，而体液中溶质的浓度不同，那么水将由溶质浓度低的腔隙向溶质浓度高的腔隙转移，推动水渗透的力称为渗透压。 ■细胞外液渗透压构成 血浆总渗透压 （ mmol/L） 晶体渗透压（99.5%） （Na+、K+等晶体构成） 胶体渗透压（0.5%） （蛋白构成）

8 ►细胞内外液体的交换运动 ►血浆与细胞间液的交换运动
水、电解质紊乱 ■水、电解质的运动 ►细胞内外液体的交换运动 Exchange of fluid between the cytoplasm and the interstitial space is driven by osmotic gradients. H2O Na+ ►血浆与细胞间液的交换运动 Hydrostatic pressure and osmotic pressure are the forces that determine transport of fluid in and out of capillaries.

9 四、水、电解质平衡及其调节 1. 体内外液体的交换平衡 （Water intake and excretion balance）
水、电解质紊乱 四、水、电解质平衡及其调节 （Mechanisms for regulation of body fluid and electrolyte balance） 1. 体内外液体的交换平衡 （Water intake and excretion balance） 【水的摄入与排除】 成年人每天摄入水量：2500ml；每天排出水量：2500ml。

10 水、电解质紊乱 包含 2. 机体对水、电解质平衡调节 血浆渗透压的调节 血容量的维持调节

11 有效循环血量↓、AGTII ↑ Water intake↑ ECF↑
水、电解质紊乱 ■血浆渗透压调节（Regulation of plasma osmolality） 血清钠浓度↑ 口渴中枢（+） 口渴感 有效循环血量↓、AGTII ↑ Water intake↑ ECF↑ ▲渴感(Thirst) ▲抗利尿激素（ Antidiuretic hormone，ADH） 血浆渗透压↑(>280mmol/L) 渗透压感受器（+） 血容量↓ 容量感受器（+） 应激, 剧痛, 恶心, AGTII↑ ADH output↑ 肾远曲小管重吸收H2O↑

12 肾脏中分布AQP(aquaporins)种类：
【ADH作用下远曲小管、集合管对水重吸收】 ADH + V2受体（远曲小管、集合管管腔膜） 膜内腺苷酸环化酶活性↑ ATP cAMP ↑ 细胞内蛋白激酶激活 管腔膜上水通道蛋白（AQP2）数量↑ 上皮细胞对水通透↑ 远曲小管、集合管对水重吸收↑ 水、电解质紊乱 肾脏中分布AQP(aquaporins)种类： AQP1、AQP2、AQP3、AQP4。

13 血容量和血压↑ 肾素分泌↓、对抗AGT的缩血管作用、 心房心肌细胞分泌ANF 抑制Ald分泌、拮抗Ald的滞钠作用
水、电解质紊乱 ■血容量的维持调节（Regulation of Blood volume） ▲肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS） ▲心房利钠因子（ANF; Atrial Natriuretic Peptide, ANP） 血容量和血压↑ 肾素分泌↓、对抗AGT的缩血管作用、 心房心肌细胞分泌ANF 抑制Ald分泌、拮抗Ald的滞钠作用

14 第二节 水、钠代谢紊乱（Disorders of fluid balance)
水、电解质紊乱 第二节 水、钠代谢紊乱（Disorders of fluid balance) 一、水和钠与外环境的交换 ►水的摄入与排除（Intake and output of water） ►钠平衡（sodium Balance） ■机体Na+含量：58mmol/kg，体内Na+总量：60～80g/ 60kg. ■体内Na+分布（Distribution of body sodium） ECF 45% ICF 10% Bone 45% Serum Na+ concentration: 35~145mmol/L ■食物提供：Na+ 2～4g/24h，肾排出量：100～140mmol(3g)/24h。 ■肾排钠特点：“多吃多排，少吃少排，不吃不排”。

15 二、水、钠代谢紊乱的分类（Classification）
水、电解质紊乱 二、水、钠代谢紊乱的分类（Classification） 血钠浓度 低钠血症（Hypotonic） 血钠正常 高钠血症（Hypertonic） 体液容量 体液容量不足（Hypovolemia） 体液容量正常 体液容量过多（Hypervolemia） 水、钠紊乱分类 自学

16 三、体液容量不足（Hypovolemic body fluids)
低渗性缺水 三、体液容量不足（Hypovolemic body fluids) （一）低渗性缺水 (Hypotonic dehydration) 机体缺水、缺钠，而且失钠多于失水，体液容量减少的同时， 血清钠浓度＜130mmol/L(130mEq/L)，血浆渗透压＜280mmol/L。 Hypovolemic hyponatremia is sometimes called hypotonic dehydration. It is hyponatremia with lower volume of ECF, decreased serum sodium concentration(<130mmol/L) and plasma osmotic pressure (＜280mmol/L ).

17 等渗性或低渗性体液丢失 1. 病因和发生机制（Causes and mechanism） 肾外失钠 Extrarenal factors
低渗性缺水 1. 病因和发生机制（Causes and mechanism） 等渗性或低渗性体液丢失 肾外失钠 Extrarenal factors 肾性失钠 Renal factors ■肾外失钠（Extrarenal factors） ▲消化液大量丢失（Water and sodium loss through GI tract） ▲大量出汗（而只补充水） （Water and sodium loss through the skin） ▲体液大量在体腔内积聚 （Collection of the fluid in peritoneal cavity）

18 肾脏重吸收H2O、Na+减少 血容量减少后肾脏重吸收水增多(ADH↑) 肾外性原因 丢失等渗或低渗性体液 低渗性缺水
低渗性脱水 ■肾性失钠（Renal factors ）       ▲限制钠盐摄入或长期大量用排钾利尿药 ▲慢性肾疾病 ▲急性肾衰多尿 肾脏重吸收H2O、Na+减少 肾外性原因 丢失等渗或低渗性体液 低渗性缺水 血容量减少后肾脏重吸收水增多(ADH↑) 治疗上只补水未注意补钠 肾性原因 经肾失钠或同时失水过多

19 Normal Intracellular fluid 2．对机体影响（Effects on body）
■体液变动（Water will shift from ECF to ICF） 失钠＞失水 细胞外液渗透压↓ 细胞外水分向细胞内转移 细胞水肿 细胞内水分↑ 细胞外液↓↓↓ 低渗性脱水 Normal Interstitial fluid Intracellular fluid Plasma

20 患者早期尿量不减少；尿钠<10mmol/L或无。
低渗性脱水 ■尿液改变 患者早期尿量不减少；尿钠<10mmol/L或无。 ■休克倾向(Symptom of circulatory failure) 水从细胞外向细胞内转移 细胞外液↓↓ 血容量↓↓ 血压↓↓ 休克 ■缺水体症明显（Dehydrate symptom ） ■其他的临床表现（Other manifestation） ▲口渴：早期可以没有口渴；中、后期会有口渴。 ▲CNS症状：重症低渗性脱水有神志淡漠、嗜睡、昏迷等。

21 （二）高渗性缺水（Hypertonic dehydration） 机体缺水、缺钠，而且失水多于失钠，体液容量减少的同时，
高渗性脱水 （二）高渗性缺水（Hypertonic dehydration） 机体缺水、缺钠，而且失水多于失钠，体液容量减少的同时， 血清钠浓度＞145mmol/L(145mEq/L),血浆渗透压＞310mmol/L。 Hypertonic dehydration，also called hpovolemic hyernatremia. There is more loss in water than in sodium composition, causing serum sodium concentration and plasma osmotic pressure higher than 150mmol/L and 310mmol /L, respectively. 1．Causes and mechanism ■水的丢失超过钠的丢失 ▲肾外丢失：肺失水；皮肤失水；胃肠道丧失低渗液。 ▲肾失水：中枢性、肾性尿崩症；渗透性利尿。

22 2．机体的影响（Effects on body）
水、电解质紊乱 高渗性脱水 水源断绝、不能或不会饮水 单纯失水 丧失低渗液 渴感丧失 ■水摄入不足 2．机体的影响（Effects on body） ■口渴求饮（渴感障碍者除外） ▲血浆渗透压↑ 渗透压感受器（+） ▲血容量↓ AGTII↑ 口渴中枢（+） ▲高渗性脱水 口腔咽喉部干燥 口渴

23 Normal Intracellular fluid Plasma Interstitial fluid 水、电解质紊乱
■Water will shift from ICF to ECF ECF渗透压有所回降 Normal Plasma Interstitial fluid Intracellular fluid ■尿少而比重高（尿崩症病人除外） ■缺水热（ Dehydrant fever）(脱水热)

24 （三）等渗性缺水（Isotonic dehydration） 水和钠以等渗比例丢失，虽然容量有所减少，但血清钠浓度维持在
水、电解质紊乱 ■休克、肾衰（Shock, renal failure） ■CNS症状（CNS symptom ) 严重高渗性缺水 脑细胞脱水和脑压↓ 脑静脉血管张力↑ 脑与蛛网膜下腔出血 嗜睡、昏迷、死亡 （三）等渗性缺水（Isotonic dehydration） 水和钠以等渗比例丢失，虽然容量有所减少，但血清钠浓度维持在 135~145mmol/L（或mEq/L），血浆渗透压为280~310 mmol/L 。 Isotonic dehydration occurs with identical water and salt loss.

25 1．原因和发生机制（Causes and mechanism） 呕吐、腹泻、积液、大面积烧伤和严重创伤使血浆丢失等。
水、电解质紊乱 1．原因和发生机制（Causes and mechanism） 呕吐、腹泻、积液、大面积烧伤和严重创伤使血浆丢失等。 2．对机体的影响（Effects on body） 等渗性脱水常兼有低渗性及高渗性脱水的临床表现。 大量丢失等渗性体液 细胞外液、血容量↓ 血压↓、尿量↓ 体温升高、明显脱水外貌 等渗性脱水如只补水而不注意补钠，可转变为低渗性缺水。

26 水、电解质紊乱

27 四、体液容量过多（Fluid volume excess） （一）水肿（自学） （二）水中毒（Water intoxication）
水、电解质紊乱 四、体液容量过多（Fluid volume excess） （一）水肿（自学） （二）水中毒（Water intoxication） 由于水过量、细胞内、外液容量扩大，血清钠稀释而降低， 并导致包括稀释性低钠血症在内的一系列病理生理改变。 Water intoxication occurs characteristically with an increased both total body sodium and total body water, in which the increase in total body water is greater than that in total body sodium. ►病因与发生机制（Causes and mechanism） 1．摄入过多的水

28 ADH异位分泌、下丘脑疾病（脑炎、脑肿瘤 ）、肺疾患。
水、电解质紊乱 2．ADH分泌过多 ■ ADH分泌不当 ▲有效循环血量↓ ▲ADH分泌异常增多综合征（SIADH） ADH异位分泌、下丘脑疾病（脑炎、脑肿瘤 ）、肺疾患。 ■药物的作用与肾上腺皮质功能低下 外源性ADH输入(加压素、催产素) 促进ADH分泌（降糖药、吗啡等） ADH↑ 肾上腺皮质功能↓ GC↓ 水中毒 3. 肾排水功能减退

29 ECF↑、渗透压↓ H2O进入细胞内↑ 细胞水肿
水、电解质紊乱 4. 低渗性缺水治疗不当 低渗性脱水 水中毒 大量补充不含电解质的液体 ►对机体的影响 ECF↑、渗透压↓ H2O进入细胞内↑ 细胞水肿 ■轻度和慢性水中毒（低盐综合征，low salt syndrome） 有乏力、恶心、呕吐、软弱无力及肌肉挛痛、嗜睡、流泪现象等。 ■急性重度水中毒 ▲脑细胞水肿和颅内压增高，严重时因脑疝致呼吸、心跳骤停 。 ▲CNS症状出现较早（凝视、失语、精神错乱、嗜睡、烦躁等）。

30 钠代谢紊乱（Disorders of sodium metabolism）
水、电解质紊乱 钠代谢紊乱（Disorders of sodium metabolism） 一、低钠血症（Hyponatremia） 血清钠浓度低于135mmol/L。 低渗性低钠血症 等渗性低钠血症 高渗性低钠血症 根据血浆渗透压分类 1.低渗性低钠血症 低容量性低钠血症（低渗性脱水） 等容量性低钠血症（临床上比较少见） 高容量性低钠血症（水中毒） 2.等渗性低钠血症 见于高脂血症、高蛋白血症患者,血浆中脂质或蛋白质含量>7%。

31 二、高钠血症（Hypernatremia）
水、电解质紊乱 3.高渗性低钠血症 高血糖、高酮体酸中毒、静脉输入葡萄糖、甘露醇过多 ECF渗透压↑ 细胞内水分向细胞外转移 ECF↑ 钠被稀释 稀释性低钠血症 二、高钠血症（Hypernatremia） 血清钠浓度高于145mmol/L。 低容量性高钠血症(高渗性脱水） 等容量性高钠血症（渗透压感受器阈值↑) 高容量性高钠血症(输入盐水过多，Ald↑) 根据血浆容量分类

32 思考题 1．如何全面理解水钠代谢紊乱的分类？ 2．高渗性缺水和低渗性缺水的病理生理变化有哪些主要区别？ 对机体的主要危害有何不同？
水、电解质紊乱 思考题 1．如何全面理解水钠代谢紊乱的分类？ 2．高渗性缺水和低渗性缺水的病理生理变化有哪些主要区别？ 对机体的主要危害有何不同？ 3．从概念、发病机制考虑水肿和水中毒有何区别？ 4. 何谓隐性水肿、显性水肿、渗出液与漏出液。

33 Etiology and pathogenesis of edema
Edema, a pathologic process caused by diseases, refers to the presence of excess fluid in the body tissues. Concept Etiology and pathogenesis of edema Increased capillary hydrostatic pressure Decreased plasma colloid osmotic pressure Increased capillary permeability lymphatic obstruction Imbalance of exchange between intra- and extra-vascular fluid Imbalance of exchange between intra- and extra-body fluid Decreased filtration rate of glomeruli Increased filtration fraction (FF) Redistribution of renal blood flow Increased release of ADH and Ald