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(jì)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(bǔ)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(xué)的研究，認(rèn)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(xué)過程營養(yǎng)輸送 吸收 交換無機(jī)鹽、氣體的溶媒液體的中介有機(jī)分子的懸液,,,,電解質(zhì),,在水中離解成“正”、“負(fù)”離子影響氫離子濃度細(xì)胞內(nèi)外離子不同,外源性酸負(fù)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(xué)和生理學(xué)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(xì)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(jìn)行，認(rèn)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(qiáng)的肌肉和內(nèi)臟細(xì)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(qiáng)。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(dāng)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(xì)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(xì)胞內(nèi)水（ICW）細(xì)胞外水（ECW）,Elman將細(xì)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(dāng)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(dá)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(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞外鉀不足2%。研究有17升細(xì)胞外水的青年男性，細(xì)胞外鉀只有65mmol，而其總體鉀3500mmol。,細(xì)胞內(nèi)鉀的濃度一般均用Moore研究結(jié)果，每升細(xì)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(xì)胞物質(zhì)測算 Ke 1000 身體細(xì)胞物質(zhì)（BCM）（Kg）= * 150 0.7326.細(xì)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(zhǔn)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(xì)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(xì)胞，細(xì)胞膜兩側(cè)主要離子不相同。

16、細(xì)胞內(nèi)外主要離子梯度差異，是細(xì)胞維持生命所必需。,鈉從細(xì)胞內(nèi)被泵出（鈉泵） 二種力： ●化學(xué)梯度 ●電位差,,Na+,細(xì)胞,K150mmol/L,正極高90mV,K4mmol/L,ATPase,ATP,,,,,鈉泵，膜電位驅(qū)動小腸粘膜細(xì)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(xì)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(xué)說膜孔隙學(xué)說二、細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)的交流細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)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(dá)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(qiáng)酸或強(qiáng)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(jī)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(fù)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(qiáng)的正離子與強(qiáng)的負(fù)離子無緩沖作用 強(qiáng)離子差（Strong ion difference，簡稱SID），即強(qiáng)的正離子減強(qiáng)的負(fù)離子的總和。 SID在血漿中和細(xì)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(xì)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(xì)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?dú)鈾z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(qiáng)酸或強(qiáng)堿滴定待測的血標(biāo)本。先用標(biāo)準(zhǔn)條件處理， 37℃pH7.40，pCO2 40mmHg，滴定所消耗的強(qiáng)酸

26、或強(qiáng)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(xì)胞外液陽離子濃度等于細(xì)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(jìn)入,血液（緩沖系統(tǒng)的作用）立即作用,（1）變強(qiáng)酸為弱酸（2）變強(qiáng)堿為弱酸鹽,肺臟（調(diào)節(jié)CO2的排出）2-4小時,細(xì)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(xì)胞外液進(jìn)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(xì)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(xì)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(xì)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(dāng)，臨床表現(xiàn)多樣，處理要十分細(xì)致。,容積和濃度混合性紊亂：細(xì)胞外液缺乏伴有低鈉血癥細(xì)胞外液缺乏伴有高鈉血癥細(xì)胞外液容積增加伴有高鈉血癥細(xì)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(dāng)，可以造成容積和濃度的不正常。 腎功正?？梢源鷥?。腎功不正常的病人靜脈補(bǔ)液必須細(xì)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(xì)。,

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(bǔ)充缺乏量的上限（前提：腎功

32、正常） 4.常用量20-40mmol加入1000ml；嚴(yán)重缺乏，高濃度補(bǔ)（心電監(jiān)測、尿量監(jiān)測） 5.尿量500ml以上可補(bǔ)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(yán)重脫水可發(fā)生。 臨床主要表現(xiàn)有嗜睡，肌肉軟弱，進(jìn)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。 臨床上幾種異常可同時存在。,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(hù)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(bǔ)充什么。