外科病人的水與電解質(zhì)代謝和

1、水、電解質(zhì)代謝和酸堿平衡,解放軍總醫(yī)院,歷史回顧,1831年O’shanghnessy發(fā)現(xiàn)霍亂病人丟失“自然鹽”和“自由堿”。輸鹽和碳酸氫鈉有效。本世紀初Holt等用同樣的辦法治療嬰兒腹瀉。1859年Bernard提出體液內(nèi)穩(wěn)定的概念。1912年Hartwell和Hoguet研究腸梗阻時，發(fā)現(xiàn)輸鹽可延長生命。1923年Harden和Orr應(yīng)用鹽水治療腸梗阻，以后Darrow發(fā)現(xiàn)補充鉀治療嬰兒腹瀉的重要性，并引用于外科病人。40

2、年代將外科病人的代謝列為一個專題研究，近30年來對內(nèi)分泌生理學的研究，認識到腎上腺、腦垂體和下丘腦對水、電解質(zhì)調(diào)節(jié)的作用。,,水,,最基本的成分最重要的成分奧妙的成分,,參與幾乎所有生物學過程營養(yǎng)輸送 吸收 交換無機鹽、氣體的溶媒液體的中介有機分子的懸液,,,,電解質(zhì),,在水中離解成“正”、“負”離子影響氫離子濃度細胞內(nèi)外離子不同,外源性酸負荷 不揮發(fā)酸由腎排出 CO

3、2由肺排出,,,內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定（Homeostasis）,Cannon WB提出： 所有高等動物通過一系列復(fù)雜的物理、化學和生理學過程來控制其自身穩(wěn)定的能力。,外科疾病和手術(shù)體液和電解質(zhì)的分布發(fā)生急劇變化平衡失調(diào)各液體間隙容積改變各液體間隙電解質(zhì)濃度改變?nèi)莘e、濃度均改變,,,正常人體成分,人體組成： 脂肪，中性脂肪不含水，是能量倉庫。 不含脂肪物質(zhì)：水、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、糖類組成

4、健康人：72%水 體內(nèi)蛋白55%在細胞內(nèi) 礦物質(zhì) 糖原 人體內(nèi)液體和電解質(zhì)的交換只在不含脂肪的那部分物質(zhì)中進行，認識這點有很重要的臨床實際意義。,總體水,水的含量： 年輕男性占體重： 60% 年輕女性占體重： 50% 隨性別、年齡和體型而有變化,代謝活性強的肌肉和內(nèi)臟細胞，水分含量73%； 相對不活潑

5、的組織，象皮膚、筋膜和骨皮質(zhì)，水分含量較低； 脂肪不含水。,H2O [H+]+[OH-][H+] ×[OH-] = KW× [H2O] KW = 4.3× 10-16（在37℃條件下）KW：水的離解常數(shù),,電解質(zhì)在水中離解，電流通過溶液時，離解過程極大增強。因而稱之為電解質(zhì)溶液。,1mol水重18.2g，37℃條件下每升水相當55.4mol。 一個70kg重男性，有水2327

6、±183mol。在總體水中含：3.40mol K（48mEq/kg） 2.890mol 可交換Na（42mEq/kg） 2.06mol CL（29.4mEq/kg） 人的體液是稀釋溶液，特殊電解質(zhì)離子0.15%以下，總的離子濃度0.3%（血漿和細胞外液）。,moore研究3個不同年齡組男性 2個不同年齡組女性 表明隨年齡增加，身體內(nèi)水

7、含量減少,水的分布總體水分兩個部分細胞內(nèi)水（ICW）細胞外水（ECW）,Elman將細胞外液分為5個間隙,總體鉀,鉀的含量： 體重70kg健康男性含鉀量： 2940～3360mmol，相當于115～131g； 健康青年男性42～48mmol/kg體重。,Ellis等用40K測定881名正常人，方法的精確性達到誤差在±3.3%。 影響總體鉀含量的因素是年齡、體重、身高和性別。隨后又檢

8、查了1417名兒童、808名成人，年齡4～75歲，提出預(yù)測總體鉀的公式。,鉀的分布絕大部分在細胞內(nèi)，細胞外鉀不足2%。研究有17升細胞外水的青年男性，細胞外鉀只有65mmol，而其總體鉀3500mmol。,細胞內(nèi)鉀的濃度一般均用Moore研究結(jié)果，每升細胞內(nèi)水149.7mmol鉀。 Bergstron用中子激活針骨骼肌法，測得鉀濃度為167.1±11.9mmol/kgH2O。,表6-4 身體

9、成份估算 （F D Moore方法）,2.估算： % TBW身體脂肪（BF）= 0.732瘦體物質(zhì)=體重（BWt）- BF無脂肪固體（FFS）=瘦體組織- TBW,,4.由總體水估算全部可交換鉀 男和女 20-60 Ke=97.4*TBW-409 61-90 =2+77*

10、TBW5.身體細胞物質(zhì)測算 Ke 1000 身體細胞物質(zhì)（BCM）（Kg）= * 150 0.7326.細胞內(nèi)外間隙水的測算 ICW=Ke（meg）/150 ECW=TBW-ICW 7.可交換鈉和鉀的比

11、 Nae/Ke：正常人 男性：0.87 女性：0.958.骨濕重的測算 FFS-0.61 骨濕重量= 1.61+0.0062*Ke/FFS,,,,體液電解質(zhì)濃度血漿或血清電解質(zhì)濃度,在任何生物體內(nèi)，陽離子和陰離子的總和是相等的。正常情況下，血清和血漿中二種主要陰離子之和與鈉離子濃度保持一種恒定的關(guān)系。,Na+mmol±3=H

12、CO3-mmol+Cl-mmol+10mmol 若HCO3-+Cl-+10mmol之和比Na+濃度少3mmol或更多，排除技術(shù)誤差，表明有其它陰離子存在。 若HCO3-+Cl-+10mmol之和比Na+濃度多4mmol或5mmol，則最大可能是由于有低蛋白血癥存在。,組織間液的電解質(zhì)濃度組織間液含蛋白質(zhì)0.05～0.35g%血漿蛋白質(zhì)7.0g% 由于蛋白質(zhì)含量的差異，血管內(nèi)外電解質(zhì)分布亦略有不同：

13、 Na+濃度，血漿略高于組織間液 Cl-濃度，血漿低于組織間液,Gibbs-Donnan膜平衡理論： 組織間液的電解質(zhì)與血漿電解質(zhì)陰陽離子保持動態(tài)平衡，膜兩側(cè)離子數(shù)量基本相等。,組織內(nèi)液電解質(zhì)濃度測定困難，至今無準確數(shù)字。K149.7mmol/ Moore提供,滲透性和滲透壓,溶液滲透壓與其中的離子數(shù)目成正比，而與離子大小無關(guān)。,滲透壓測定方法 冰點下降方法：1升水中溶質(zhì)滲量將使水的冰點下降1.8

14、6℃。正常血漿或血清在-0.533 ℃結(jié)冰則滲透壓是2.553/1.86=297mO。,根據(jù)維持血漿滲透壓的主要電解質(zhì)Na+的濃度以及不能解離成離子的物質(zhì)來推算： 血漿mOsm = 血漿Na+mmol/L×2 血糖（mg%） 尿素氮（mg% ） +

15、 + 18 2.8 上述計算的誤差值在10%范圍內(nèi)。尿素可透過細胞膜，尿毒癥時有低鈉血癥。,,,Gibbs-Donnan平衡法則： 即在透析膜的一側(cè)存在成對的能彌散的陽離子和陰離子，則在膜的另一側(cè)也將有同樣的一對離子,有生命力的細胞，細胞膜兩側(cè)主要離子不相同。

16、細胞內(nèi)外主要離子梯度差異，是細胞維持生命所必需。,鈉從細胞內(nèi)被泵出（鈉泵） 二種力： ●化學梯度 ●電位差,,Na+,細胞,K150mmol/L,正極高90mV,K4mmol/L,ATPase,ATP,,,,,鈉泵，膜電位驅(qū)動小腸粘膜細胞攝取GS和AA鈉和鈣交換N系統(tǒng)內(nèi)軸突極化、去極化和再極化細胞內(nèi)鈣濃度影響心肌收縮的時間和間隔腎臟Henl

17、e襻重吸收氯化鈉,體液的交流一、血漿和組織間液的交流靜水壓與膠體滲透壓平衡學說膜孔隙學說二、細胞外和細胞內(nèi)的交流細胞的結(jié)構(gòu)和功能細胞內(nèi)外的交流,體液與外界的交流胃腸道：消化道的分泌液8000—10000ml/天 大部分有回腸和近端結(jié)腸重吸收，這就叫胃腸道循環(huán)，每天便排出100—150ml。腎臟：隨入量和代謝不同，變化很大 激素影響皮膚：汗液排出肺臟：呼吸時喪失水分200—300ml/日

18、 病理時，如高熱可達到1000ml/日,酸堿平衡,討論酸堿平衡實質(zhì)上是對氫離子濃度及生物體內(nèi)對氫離子濃度控制的研究。,,歷 史,討論酸堿平衡要了解的問題：基本理化知識CO2系統(tǒng)Henderson-Hasselbalch方程堿過剩（B.E）或Δ緩沖堿陰離子間隙,基本理化知識1.水的作用 [H+]+[OH-] H2O [H+]×[OH-] = Kw H2O Kw

19、 = 4.3×1016eq/L(37℃) Kw 水的離解常數(shù)2.在生理濃度時，強酸或強堿鹽的解離可以是完全的 HCl [H+]+[Cl-] NaCl [Na+]+[Cl-],,,,3.弱酸（HA）在生物體內(nèi)通常帶有有機酸離子，僅有少量解離。 [H+] + [A-] HA [H+] + [OH-] = KAHA HA

20、 [H+] = KA [A-] KA為氫的離解常數(shù) pKA為KA的負對數(shù)，可依據(jù)酸離解常數(shù)表查到。,,,4.弱酸和弱酸鹽具有緩沖作用 HCl + NaHCO3 Na+ + Cl- + H2CO3 H2CO3 = PCO2 ×0.0306 溶液中的CO2和PCO2由呼吸調(diào)節(jié) 在血漿中的緩沖系： NaHCO3

21、 磷酸鹽系 血紅蛋白系 血漿蛋白系,,5.強的正離子與強的負離子無緩沖作用 強離子差（Strong ion difference，簡稱SID），即強的正離子減強的負離子的總和。 SID在血漿中和細胞內(nèi)差別很大。,6.pH [H+] 用每升nmol來表示，在37℃條件下，適合生存的全血pH值與

22、氫離子濃度相關(guān)關(guān)系如下：pH 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7[H+] 100 80 63 50 40 32 25 20（n mol/L）,血液pH的極限值（Extreme values） 6.8～7.8 生物細胞維持功能的pH是 7.2～7.5之間,與其它正離子比較，氫離子濃度很低 如A.血鈉

23、離子是145mmol/L 氫離子是0.00004mmol/L [H+] = 0.00004nmol時， pH是7.4 [H+] = 0.000079nmol時，pH是7.1,二氧化碳系統(tǒng)總二氧化碳濃度（TCO2）二氧化碳在氣態(tài)時的分壓（pCO2）在體液中的碳酸濃度（[H2CO3]）溶解的二氧化碳濃度體液中碳酸氫根的濃度（[HCO3-]）,[HCO3-] = TCO2—S 

24、5; PCO2TCO2 包含溶解的CO2、H2CO3、NaHCO3和碳硫氨基復(fù)合物。S 是溶解的CO2濃度和H2CO3（nmol/L）與 pCO2（mmHg）有關(guān)的溶解系數(shù) S值與溫度變化關(guān)系密切 在37℃時血漿和全血的S=0.0306PCO2 指CO2在氣態(tài)時的分壓 可測定，也可用pH和TCO2推算,細胞外液中的pH主要是由血液中HCO3-/H2

25、CO3之比決定。正常人HCO3-/H2CO3=20：1體內(nèi)緩沖系統(tǒng)的作用是以腎肺調(diào)節(jié)保持20：1的比例。,血氣檢查 pH 、pCO2 、TCO2、BE、HCO3-、pO2、SO2。 混合靜脈血、動脈血、耳血,堿過剩（B.E）或緩沖堿（ΔBB） Siggaard-Anderson用強酸或強堿滴定待測的血標本。先用標準條件處理， 37℃pH7.40，pCO2 40mmHg，滴定所消耗的強酸

26、或強堿可精確表示堿過?；驂A不足的mEq/L值。正常值±3。,陰離子間隙 正常情況下，細胞外液陽離子濃度等于細胞外陰離子濃度的總和加一個常數(shù)，以維持人體內(nèi)電中性。 陰離子間隙=Na+ - Cl- + HCO3- 若Cl- + HCO3- + 8<血清Na+濃度，則存在陰離子間隙，如腎功能衰竭時，酮癥酸中毒、酮酸低氧血癥、乳酸。,陰離子間隙在健康條件下 在22mmol/l以下

27、正常值：12±4mmol/l 生理范圍：8-12mmol/l,酸堿進入,血液（緩沖系統(tǒng)的作用）立即作用,（1）變強酸為弱酸（2）變強堿為弱酸鹽,肺臟（調(diào)節(jié)CO2的排出）2-4小時,細胞內(nèi)外（離子交換作用）2-4小時,腎臟（調(diào)節(jié)H+和HCO2-的排出）24小時,緩沖調(diào)節(jié)系統(tǒng)的圖解,說明：（1）代償系在緩沖的基礎(chǔ)上發(fā)揮其穩(wěn)定內(nèi)環(huán)境的作用 （2）最基本的代償是肺代償和腎代償

28、 （3）診斷和診斷酸堿平衡失調(diào)時，必須考慮代償?shù)闹匾饔?,,,,體液和電解質(zhì)紊亂的分類,體液電解質(zhì)紊亂可分為三種主要類型： 容量改變 濃度改變 成分改變 容量、濃度和成分改變有各自特點，相互亦有聯(lián)系。,容量改變： 容量減少 外丟失：為高位腸瘺、腸梗阻等 內(nèi)丟失：細胞外液進入非功能間隙 如彌漫性腹膜炎、燒傷等。 容量增多 醫(yī)源性

29、 繼發(fā)于腎功能不全,表6-7 細胞外液缺乏的臨床表現(xiàn),表 胃腸分泌液的量和成份,濃度改變：低鈉血癥 水過多：輸GS過多，氧化過程產(chǎn)水 抗利尿激素增加 診斷：1.血清鈉水平低于130mmol/L 2.臨床上具有細胞內(nèi)水增加的體征高鈉血癥 水缺乏,表 成人鈉的攝入和排出,單純?nèi)莘e改變，一般不伴有血清鈉濃度的變化，使得血鈉水平發(fā)生變化的疾病常常伴有細胞

30、外液容積的改變。,容積和濃度混合性改變： 常見原因是胃腸道外液體治療不當，臨床表現(xiàn)多樣，處理要十分細致。,容積和濃度混合性紊亂：細胞外液缺乏伴有低鈉血癥細胞外液缺乏伴有高鈉血癥細胞外液容積增加伴有高鈉血癥細胞外液容積增加伴有低鈉血癥,除了某些特殊疾病以外，胃腸道外液體治療不當，可以造成容積和濃度的不正常。 腎功正常可以代償。腎功不正常的病人靜脈補液必須細膩。老年人腎功處于邊緣狀態(tài)，胃腸道外液體治療應(yīng)仔細。,

31、成分改變有重要意義的成份改變酸堿平衡紊亂鉀含量改變鈣、鎂含量改變,酸堿紊亂的 4 種基本類型代謝性酸中毒代謝性堿中毒呼吸性酸中毒呼吸性堿中毒,表6-8 4種基本類型酸堿平衡失調(diào) 部分代償前后的變化,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,鉀的改變低鉀血癥高鉀血癥,低鉀血癥原因 病理生理 癥狀和診斷治療 1.原發(fā)病治療 2.預(yù)防發(fā)生 3.補充缺乏量的上限（前提：腎功

32、正常） 4.常用量20-40mmol加入1000ml；嚴重缺乏，高濃度補（心電監(jiān)測、尿量監(jiān)測） 5.尿量500ml以上可補鉀,高鉀血癥原因病理生理癥狀和診斷 致死濃度8mmol/L， 10mmol/L治療 1.立即控制外源性鉀輸入 2.緊急措施,10%CaCl2或葡萄糖酸鈣10-30ml iv 15-30分鐘一次 VD維持（10% 10-30ml 加入1L中）11.2%乳酸鈉或5%Na

33、HCO3 iv 或 VD 100-150mEq一次50%GS50-100ml iv ，加胰島素（3-5g：1μ）,去除增高的血鉀陽離子交換樹脂 每次20-30g 每日4-6次 1g可移去1mmol K+腹膜透析血透析,鎂代謝失調(diào) 鎂缺乏 常見于大量消化液丟失，長期禁食，小腸吸收不良，大量創(chuàng)面滲出，長期利尿等。 臨床主要表現(xiàn)與低血鈣相似。,高鎂血癥 急性少尿

34、型腎衰和嚴重脫水可發(fā)生。 臨床主要表現(xiàn)有嗜睡，肌肉軟弱，進行性癱瘓，呼吸減慢，心動徐緩，血壓下降，昏迷，呼吸心跳停止。,水、電解質(zhì)和酸堿平衡失調(diào)的臨床判斷 根據(jù)病史判斷。 脫水和代謝性酸中毒較常見。 臨床上幾種異?？赏瑫r存在。,對水、電解質(zhì)和酸堿平衡失調(diào)的一般 處理原則 早期診斷早期治療，去除病因，維護腎、肺和胃腸功能，爭取早日恢復(fù)飲食。 原則上是需要什么補充什么。