Transcript 第十四章 水和电解质代谢 water electrolyte metabolism 水和电解质代谢: 又称为水、电解质平衡(water electrolyte balance) 在神经、激素的调节下，由肾、肺等器 官的活动来实现。 第一节 体 液 body fluid 体液 溶剂 溶质 水 电解质 有机物和蛋白质 无机盐 非电解质 一、体内水的代谢 （一）体液的含量与分布 细胞内液(40％) 体液(占体重的60％) 组织间液(15％) 细胞外液(20％) 血浆(5％) （二）影响体液含量和分布的因素 不同年龄者的体液分布（占体重的％） 年龄 体液总 量 细胞内液 新生儿 婴儿 细胞外液 总量 组织间液 血浆 儿童（2～14岁） 成年人 老年人.

第十四章
水和电解质代谢
water electrolyte metabolism
水和电解质代谢:
又称为水、电解质平衡(water electrolyte balance)
在神经、激素的调节下，由肾、肺等器
官的活动来实现。
第一节
体
液
body
fluid
体液
溶剂
溶质
水
电解质
有机物和蛋白质
无机盐
非电解质
一、体内水的代谢
（一）体液的含量与分布
细胞内液(40％)
体液(占体重的60％)
组织间液(15％)
细胞外液(20％)
血浆(5％)
（二）影响体液含量和分布的因素
不同年龄者的体液分布（占体重的％）
年龄
体液总
量
细胞内液
新生儿
80
婴儿
细胞外液
总量
组织间液
血浆
35
45
40
5
70
40
30
25
5
儿童（2～14岁）
65
40
25
20
5
成年人
60
40
20
15
5
老年人
55
30
25
18
7
二、体液电解质的组成、含量及其分布特点
（一）体液电解质的含量
体液电解质常按含量分为主要电解质和微量
元素两类，它们在细胞内、外的分布各具特点。
体液中各种电解质的含量
血浆
电解质
组织间液
细胞内液
mmol/L
血浆
mEq/L血
浆
mmol/L
水
mEq/L水
mmol/L
水
mEq/L水
Na+
142
142
147
147
15
15
K+
5
5
4
4
150
150
Ca2+
2.5
5
1.25
2.5
1
2
Mg2+
1.5
3
1
2
13.5
27
总计
151
155
153.25
155.5
179.5
194
Cl-
103
103
114
114
1
1
HCO3-
27
27
30
30
10
10
HPO42-
1
1
1
2
50
100
SO42-
0.5
2
0.5
1
10
20
有机酸
6
6
7.5
7.5
-
-
蛋白质
2
16
0.125
1
7.88
63
阳离子
阴离子
（二）体液电解质分布的特点
1．体液电解质的含量若以毫克当量／升(mEq/L)
表示，无论细胞外液或细胞内液阴、阳离子总
量相等而呈电中性（以法定单位表示则不显示
此种特点）。
2、 细胞内、外液中各种电解质的含量
差异很大。
细胞外液:
Na+
Cl-和HCO3-
细胞内液:
K+
HPO42-和蛋白质负离子
3、 以毫克当量／升表示，细胞内液的电解质总
量较细胞外液高，但细胞内液与细胞外液的
渗透压仍基本相等。
4、血浆与组织间液二者的电解质组成及含量比
较接近，但血浆中蛋白质的含量远远大于组
织间液。
第 二 节
水 平 衡
Water
balance
一、水的生理功能
（一）调节体温
（二）促进并参与物质代谢
（三）运输作用
（四）润滑作用
（五）结合水的作用
二、水平衡——水的摄入与排出
（一）水的摄入
人体每天所需的水量约为2 500ml,主要来源有三:
一是饮水（包括饮料） , 一般每天饮水约1200ml。
二是食物水，约1 000ml 。
三是代谢水(metabolism water) ，约300ml。
（二）水的排出
1．肺排水，以水蒸气形式排出水，约350ml。
2．皮肤排水
①非显性出汗 即体表水分的蒸发：约500ml 。
②显性出汗 为皮肤汗腺活动分泌的汗液
3．消化道排水，150ml左右随粪便排出 。
4．肾排水，每天尿量约为1 500ml 。

成人每天约由尿排出至少35g左右的固体代谢
废物，排出固体溶质必须有一定量的水将其溶
解，每1g固体溶质至少需要15ml水才能使之溶
解，故成人每天至少须排尿50Oml才能将代谢
废物排尽，因此500ml称为最低尿量。

少尿:尿量少于500ml时，称为少尿，这时代谢
废物将潴留在体内，造成尿毒症。

综上所述，正常成人每日水的进出量大致相等，
约为2,500ml。

表14-3
成人每日水的进出量（ml）
水的摄取
（ml/24小时）
水的排出
（ml/24小时）
饮料
1，200
呼吸
350
食物水
1，000
皮肤
500
代谢水
300
粪便
150
肾排废物
500
肾排水
1，000
总计
2，500
2，500
最低排水量
第 三 节
电解质平衡
Electrolyte balance
体内的电解质主要为各种无机盐，其中主要
阳离子为K+、Na+、Ca2+、Mg2+，主要阴离子为
Cl-、HCO3-和HPO42-等，这些离子在体液中需保
持一定浓度以维持正常生理活动。
一、电解质的生理功能
（一）维持体液渗透压和酸碱平衡
Na+、Cl-是维持细胞外液渗透压的主要离子；
K+、HPO42-是维持细胞内液渗透压的主要离子。
（二）维持神经、肌肉的兴奋性
神经、肌肉兴奋性∝
心肌兴奋性∝
[Na+] + [K+]
[Ca2+] + [Mg2+] + [H+]
[Na+] + [Ca2+]
[K+] + [Mg2+] + [H+]
Na+、K+可提高神经肌肉的兴奋性，Ca2+、
Mg2+和H+可降低神经肌肉的兴奋性。
对于心肌，Ca2+与K+的作用恰好与上式相反。
（三）构成组织细胞成分
（四）参与物质代谢
二、钠、氯代谢
（一）含量与分布
正常成人体内钠含量为40～50mmol(0.9～1.1g) ／
kg 体重。
血清钠浓度为135～145mmol/L （142mmol/L） 。
血清氯浓度为103mmol/L
分布
40％结合于骨骼的基质，
5O％存在于细胞外液，
10％存在于细胞内液。
（二）吸收与排泄
人体每日所摄入的钠与氯主要来自食盐
(NaCl)，一般成人每天NaCl的需要量为4.5～
9.0g。摄入的NaCl几乎全部被消化道吸收。
肾：随尿伴行排出。正常情况下，肾对Na+排出 有很强
的调控能力，即“多吃多排、少吃少排、不吃不排”。
皮肤和消化道：汗液和粪便亦可排出少量的Na+、Cl-。
三、钾代谢
（一）含量与分布
1.含量
正常成人体内钾的含量为31～57mmol
(1.2～2.2g)／kg体重。
血清钾的浓度为3.5～.5mmol/L 。
2.分布
98％ 细胞内液
2％
细胞外液

K+、Na+在细胞内、外分布的不均匀，主要是由于细胞膜上钠泵
的作用。除外，钾在细胞内、外的分布还受到物质代谢和酸碱
平衡等方面的影响。
1．糖代谢的影响 细胞内糖代谢需K+参加。实验表明，每
合成1g糖原时有0.15mmol的K+进入细胞内；反之，1g糖原
分解成葡萄糖时又可释放出等量的K+到细胞外。
2．蛋白质代谢的影响 蛋白质在细胞内合成与分解的过程
中，K+也随之进出细胞。每合成1g蛋白质时，约有0.45mmol
的K+进入细胞内；反之，1g蛋白质分解时，又可释放出等量
的K+到细胞外。
3．细胞外液H+浓度的影响 酸中毒时，细胞外液的H+浓
度增高，部分H+与体细胞和肾小管上皮细胞内的K+进行交
换，可以引起高血钾；反之，碱中毒则可以引起低血钾。
酸碱平衡的影响
酸中毒时，细胞外液的H+ 浓度增高，
部分H+与体细胞和肾小管上皮细胞内的K+进
行交换，可以引起高血钾；反之，碱中毒
则可以引起低血钾。
H+
H+
K+
K+
（二）吸收与排泄
1.吸收
成人每日钾的需要量为2～3g。来自食物的钾
90％被消化道吸收，其余未被吸收的部分则随粪
便排出。
2.排泄
⑴ 80％～90％的钾经肾脏由尿排出体外，肾脏对钾的
排泄能力很强，特点是“多吃多排，少吃少排，不吃
也排”。
⑵ 10％左右由粪便排出。
⑶ 汗液也可排出少量钾。
（三）低血钾与高血钾
1．低血钾
当血浆钾浓度低于3.5mmol/L时，称低血钾。
低血钾的主要表现是：
四肢软弱无力、倦怠、腹胀、尿潴留和呼吸困难
等。由于K+对心肌有抑制作用，低血钾时，心脏自动节
律性增高，易产生期前收缩和异位心律，严重时心跳可
停止在收缩状态。
临床上对低血钾的处理：
首先是治疗其原发病，补钾之前必须先改善
肾功能，补钾以口服为好，静脉滴注补钾时一定要
坚持“见尿补钾”的原则。
2．高血钾
当血浆钾浓度高于5.6mmol/L时，称为高血钾。
高血钾的主要表现是：
极度疲乏、肌肉酸痛、肢体湿冷、面色苍白、
嗜睡和心动过缓等，严重时心跳可停止于舒张状态。
高血钾对心肌有严重毒性作用，应采取紧急
措施降低血钾。除限制钾的进入量外，可注射大
量葡萄糖及胰岛素促进K+向细胞内转移以降低血钾，
或用葡萄糖酸钙及乳酸钠对抗K+的毒性作用。
第 五 节
钙、磷代谢
Ca、Pi
metabolism
一、钙、磷的分布与功能
钙和磷是人体含量最丰富的无机元素，钙
总量约700～1,400g，磷总量约400～800g；
99％钙
85％磷
羟磷灰石的形式构成骨盐，存在于
骨、牙齿中
其余则分布于体液和软组织中，以溶解状态
存在。
钙
磷
部 位
含量 占总钙
占总磷
含量（g）
（g） 的（%）
的（%）
骨及牙
细胞内液
细胞外液
1 200
6
1
99.3
0.6
0.1
600
100
6.2
85.7
14.0
0.3
（二）钙磷的生理功能
1.构成骨盐
2.参与体内多种生理机能和代谢过程的调节。
软组织和体液中钙的含量仅占全身总钙量的0.3％，
但是它却与体内多种生理机能和代谢过程密切相
关，有着极为重要的作用。如Ca2+ 是凝血因子之
一；Ca2+可增强心肌收缩力；Ca2+有降低神经、肌
肉兴奋性的作用；Ca2+ 是许多酶的激活剂或抑制
剂；Ca2+ 还参与神经递质的合成、分泌与作用等。
3、磷的生理功能
（1）磷是体内许多重要化合物的组成成分 。
（2）在物质代谢中以其有机化合物的形式参与反应 。
（3）参与体内能量生成、储存及利用 。
（4）参与物质代谢的调节 。
（5）参与酸碱平衡的调节 。
二、钙、磷的吸收与排泄
１．钙的吸收
部
位：小肠上段（其中十二指肠和空肠上段
为最有效的吸收部位）。
吸收率：一般为25％～40％。
影响钙吸收的因素：
(1)维生素D是影响钙吸收的最重要因素。
(2)降低肠道pH值能促进钙的吸收。
(3)食物成分可影响钙的吸收。
如：磷酸盐、草酸盐、植酸等
(4)人体对钙的吸收率与年龄呈反比，年龄越大，
钙的吸收率越低。
由于机体的生长发育阶段不同，个体对钙的
需要量和吸收量随年龄和生理状态的不同可以有
较大差异，且易致缺乏症。各个年龄及生理状态
的人群钙的每日需要量大致如下：
婴 儿
儿 童
青春期
成 人
孕妇或乳母
360～540mg／日
800mg／日
1,200mg／日
800mg／日
1,500mg／日
２．钙的排泄
80％
20％
肠道
肾脏
正常成人每日进出体内的钙量大致相等，
多吃多排，少吃少排，保持动态平衡。
（二）磷的吸收与排泄
磷的吸收:
每日需要量为800～900mg。磷的吸收部
位及其影响因素与钙大致相同。
磷的排泄：
60％～80％
20％～40％
肾
肠道
三、血钙与血磷
（一）血钙：
血液中的钙几乎全部存在于血浆中，故血钙
就是指血浆钙。
正常人血钙浓度为2.25～2.75mmol/L(9～
11mg/dl)。
血浆钙有三种存在形式：
１．蛋白结合钙 约占血钙总量的一半，是指
与血浆蛋白（主要指清蛋白）结合的钙，不能
通过半透膜或细胞膜，称为非扩散性钙。
２．扩 散性 结 合钙 是指与柠檬酸 、乳酸、
HCO3-、HPO42-、SO42-和Cl-等结合在一起，形成
可溶性钙盐的钙。这种钙为量较少，易于解离，
可通过半透膜。
３．游离钙 即钙离子(Ca2+)，易通过半透膜，
其含量与血液pH有关。
[Ca2+]=K
[H+]
[HCO3-] ×[HPO42-]
离子钙（Ca 2+）
血钙
[H+]
结合钙
可扩散钙
小分子结合钙（如柠檬酸钙等）
蛋白结合钙
不可扩散钙
血浆中各种钙的存在形式可以互相转变，存
在着动态平衡关系。其关系式如下：
蛋白结合钙
[H+]
[HCO3-]
Ca2+
[H+]
[HCO3-]
扩散性结合钙
正常人血浆钙各部分含量见表
存在形式
mmol/L
mg/dl
1.14
4.56
46.0
柠檬酸钙
0.04
0.17
1.7
CaHPO4
0.04
0.16
1.6
其它未定钙
0.08
0.32
3.2
Ca2+
1.18
4.72
47.5
总计
2.48
9.93
100.0
蛋白结合钙
占总量的％
扩散性结合钙
（二）血磷
血磷血浆中无机磷酸盐的含量，其中80
％～85％是以HPO42- 的形式存在，15％～20％
以H2PO4-的形式存在，PO43-的含量极微。
血磷含量与年龄有关，随年龄的增长而下
降。新生儿血磷浓度约1.78mmol/L(5.5mg/dl)，
年龄增大后渐降，15岁左右达成人血磷水平，
为1.0～1.6mmol/L(3～5mg/dl)。
（三）、血浆中钙和磷含量的平衡
钙磷乘积：
用[Ca]和[P]分别代表正常成人100ml血浆中钙
和磷的mg数,
[Ca]×[P]=35～40
钙磷乘积>40，钙、磷以骨盐形式沉积于骨组织；
钙磷乘积<35，在儿童和成人分别引起佝偻病和软骨
病。
该乘积数值可作为临床上佝偻病、软骨病诊断和疗效
判断的参考指标。
四、钙、磷与骨的关系----钙化及脱钙
（一）、骨的组成
骨细胞
骨细胞
成骨细胞
破骨细胞
骨骼
水
20-25%
骨间质
有机质（骨基质）：胶原蛋白
40%
固体成分
针、柱状的羟磷灰石结晶Ca10(PO4)6(OH)2
75-80%
无机盐（骨盐） 无定形的磷酸氢钙CaHPO
4
60%
其它盐类
间充质细胞
破骨细胞
成骨细胞
骨细胞
（二）、成骨作用和钙化
成骨作用：骨的生长、修复或重建过程 。
1） 成骨细胞先合成胶原等成分，形成骨
基质。
2 ） 骨盐沉积于骨基质中，称为钙化。
（三）、溶骨作用与脱钙
溶骨作用（骨的吸收）：
原有旧骨的溶解和消失。
1
2
在破骨细胞的作用下骨基质的水解。
骨盐的溶解，又称为脱钙。
破骨细胞通过糖原分解代谢产生
大量乳酸、丙酮酸和柠檬酸等酸性物
质扩散到溶骨区，使局部酸性增加，
促使羟磷灰石从解聚的胶原中释出，
骨盐溶解。破骨细胞产生的柠檬酸能
与Ca2+结合形成不解离的柠檬酸钙，降
低局部Ca2+的浓度，从而促进磷酸钙的
溶解以进一步脱钙。
骨骼发育生长时期: 成骨作用>溶骨作用；
老年人: 成骨作用<溶骨作用，
骨质减少而易发生骨质疏松症。
正常成人：成骨与溶骨两种作用不停地交替进行，
处于动态平衡，即为骨的更新作用。每年骨的更新
率约1％～4％。
通过骨盐的沉积与溶解，使血钙与骨钙相互依
赖、相互转化，既保证了骨骼的正常生长，也维持
了血钙和血磷浓度的相对恒定。
五、钙、磷代谢的调节
血浆钙、磷水平的恒定，为维持正常神
经、肌肉兴奋性和某些酶活性所必需，受
到多种因素的影响和调节。其中最重要的
调节因素有1,25-二羟维生素D3、甲状旁腺
素及降钙素。
1,25-(OH)2-D3的调节
(1)促进小肠对钙、磷的吸收。
(2)对骨骼组织有溶骨和成骨的双重作用。
它既能通过促进肠道对钙、磷的吸收来提高血中钙、
磷的水平，有利于钙化，促进成骨作用；
(3)促进肾小管对钙、磷的重吸收，从而降低尿钙、尿磷。
维生素D总的调节作用是使血钙和血磷浓度升高。
由于维生素D的活化是在肝和肾中进行的，故
严重的肝病或肾病时，均可导致活性维生素D减少，
出现低血钙，造成佝偻病或软骨病。此种佝偻病用
普通维生素D治疗无效，又称抗维生素D佝偻病，
须用1,25-(OH)2-D3治疗才有效。
PTH的调节
表现在三方面:
１．促进骨盐溶解，释出钙和磷，导致血钙升高。
２．促进肾小管对钙的重吸收，抑制近曲小管对磷的
重吸收，结果使尿中钙排出减少，磷排出增多。
３．促进小肠对钙的吸收。
因此，PTH总的作用是使血钙浓度升高，
血磷浓度下降。
PTH的分泌也受血钙浓度的负反馈调节，
当血钙浓度下降时，PTH分泌增多；反之，若
血钙浓度升高，则PTH分泌减少。
降钙素(CT)的调节
１．促进骨组织中骨盐的沉积，促进抑制骨盐
溶解，减少钙、磷的释出，从而降低血钙。
２．抑制肾近曲小管对钙、磷的重吸收，使尿
中钙、磷排出量增加。
３．抑制肾脏1-羟化酶的活性，使25-(OH)-D3
不能转变为1,25-(OH)2-D3，从而间接抑制
肠道对钙、磷的吸收。
三
种
体
液
因
素
在
维
持
血
钙
浓
度
恒
定
中
的
相
互
关
系
肝
甲状旁腺
25-(OH)-D 3
25-(OH)-D 3
άÉúËØD3
PTH
Äò¸Æ 1,25-(OH) -D
2 3
重吸收
CT
CT
骨
³¦
血钙
2.50mmol/L
(10mg/dl)
＋：促进
－：抑制