第十三章

水鹽代謝和酸堿平衡第十三章水鹽代謝和酸堿平衡第一節

正常人體的體液人體的新陳代謝是在體液環境中進行的。

體液是指體內的水分及溶解于水中的無機鹽和有機物的總稱。

其中以離子狀態存在的物質稱為電解質，主要是無機鹽，也包括某些小分子有機物和蛋白質，所以水和電解質的代謝又稱為水鹽代謝。第十三章水鹽代謝和酸堿平衡

一、體液

（一）正常體液的含量和分布

細胞外液（占體重20%）血漿（占體重5%）

組織間液(占體重15%）細胞內液（占體重40%）

體液體液占體重60%第十三章水鹽代謝和酸堿平衡體液功能細胞內液：細胞內生化反應的場所血漿：溝通了各組織、器官之間的聯系組織間液：營養物質的攝取、代謝產物排出的渠道第十三章水鹽代謝和酸堿平衡

（二）影響體液含量和分布的因素

年齡、性別、胖瘦等

1.隨著年齡增加，體液占體重的比例減少（主要是組織間液的改變）2.女性及肥胖者，體液占體重的比例較小第十三章水鹽代謝和酸堿平衡表13-1不同人群體液的總量與分布(占體重％)

細胞外液

年齡

體液總量

細胞內液總量

組織間液

血漿新生兒

803545405

嬰兒

704030255

兒童

654025205成年人

604020155老年人

553025187

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡

二、體液中的電解質

電解質概念體液中以離子狀態存在的物質稱為電解質，主要是無機鹽，也包括某些小分子有機物和蛋白質。

（一）體液電解質的含量和分布

見表13－2第十三章水鹽代謝和酸堿平衡

表13-2體液中電解質的含量與分布血漿細胞間液細胞內液

mmol/L

mEq/L

mmol/L

mEq/L

mmol/L

mEq/L

Na+1421421471471515K+5

544150150

Ca2+2.551.252.512

Mg2+1.531213.527

總量151155153.25155.5179.5194

Cl

10310311411411

HCO3

272730301010HPO42

121250100

SO42

0.510.511020

有機酸根667.57.5－

－

蛋白質2160.12517.8863總量139.5155153.125155.578.88194

陽離子

陰離子

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡從表格可看出：電解質的含量和分布特點1.細胞內、外液電解質含量的差異顯著

2.體液呈電中性(各種體液中陰、陽離子的總量相等。

以毫克當量/升：mEq/L表示)3.細胞內外的滲透壓基本相等4.血漿和組織間液之間，除蛋白質含量差別較大以外，其他組成含量基本接近.第十三章水鹽代謝和酸堿平衡胞外胞內04080120160Na+K+Cl-HCO3-HPO42-

細胞內外電解質的分布第十三章水鹽代謝和酸堿平衡（二）體液電解質與滲透壓1、體液滲透壓體液滲透壓的大小取決于溶于其中的各類顆粒的數目，而與顆粒大小、電荷、或質量無關。滲透壓平衡是維持細胞正常形態和功能必須的條件。2、滲透壓類型晶體滲透壓：由低分子晶體物質產生的滲透壓(以無機鹽為主)膠體滲透壓：由蛋白質等大分子產生的滲透壓第十三章水鹽代謝和酸堿平衡第二節

水鹽代謝一、水的代謝（一）水的生理功能促進并參與物質代謝調節體溫運輸作用潤滑作用結合水的作用第十三章水鹽代謝和酸堿平衡

（二）水平衡

正常成人每天水的進出量基本相等

水的攝入量（ml/d）水的排出量（ml/d）食物水1000飲水1200代謝水300呼吸350皮膚500糞便150腎臟1500總量2500總量2500第十三章水鹽代謝和酸堿平衡正常成人每天尿量：1500ml最低尿量：500ml（＜500ml：少尿、＜100ml：無尿）生理需水量：2500ml最低需水量：1200ml第十三章水鹽代謝和酸堿平衡二、無機鹽代謝

（一）無機鹽的生理功能1.維持體液滲透壓和酸堿平衡2.維持神經、肌肉的興奮性

神經肌肉興奮性∝

[Na+]+[K+][Ca2+]+[Mg2+]+[H+]心肌興奮性興奮性∝

[Na+]+[Ca2+][K+]+[Mg2+]+[H+]3.構成組織細胞成分4.參與物質代謝第十三章水鹽代謝和酸堿平衡（二）無機鹽的代謝平衡

1．鈉、氯的代謝平衡（1）含量和分布

鈉40～50mmol／L

（0.9～1.1g）/kg體重骨骼基質40%細胞外液50%血清[Na+]：細胞內液10%135～145mmol／L

氯主要存在于細胞外液，與Na一起吸收

血清[Cl-]：

98～106mmol／L

鈉第十三章水鹽代謝和酸堿平衡

經腎隨尿排出為主

多吃多排、少吃少排、不吃不排

（2）吸收和排泄

腸道吸收

成人每天需要量：4.5～9.0g

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡2．鉀的代謝平衡⑴含量和分布

正常成人體內鉀含量為

31～57mmol／L（1.2～2.2g）/kg體重

其中：細胞內98%，細胞外2%，

血清[K+]3.5～5.5mmol/L

鉀離子在細胞內外液中的分布還受機體物質代謝的影響。酸堿平衡對鉀離子在細胞內外液中的分布也有影響。第十三章水鹽代謝和酸堿平衡⑵吸收和排泄

食物中的K+90％為腸道吸收，未吸收的部分隨糞便排出。正常人每日鉀的需要量約2～4g。90％經腎隨尿排出，10％由腸道排出

多吃多排、少吃少排、不吃也排第十三章水鹽代謝和酸堿平衡

⑶低血鉀與高血鉀

1）低血鉀：

血[K+]<3.5mmol/L原因：①鉀的攝入不足

②鉀的丟失過多

③細胞外鉀大量向細胞內轉移第十三章水鹽代謝和酸堿平衡堿中毒時血液[H+]

H+K+血[K+]

腎小管K+Na+

Na+

H+細胞H+K+1第十三章水鹽代謝和酸堿平衡

2）高血鉀:血[K+]>5.5mmol/L

原因：①鉀的輸入過多

②鉀的排泄障礙

③細胞內鉀釋放過多第十三章水鹽代謝和酸堿平衡K+H+H+

酸中毒時血液

[H+]

血[K+]

Na+

K+H+Na+

腎小管細胞K+第十三章水鹽代謝和酸堿平衡三、水和無機鹽平衡的調節（一）神經系統的作用（二）激素的作用（三）腎臟的作用第十三章水鹽代謝和酸堿平衡（一）神經系統的調節

機體失水高鹽飲食輸入高滲NaCl細胞外液（晶體）滲透壓刺激丘腦下部滲透壓感受器大腦皮層興奮口渴第十三章水鹽代謝和酸堿平衡（二）激素的作用

1、抗利尿激素（ADH）的調節下丘腦（分泌）垂體（貯存）血液腎遠曲小管、集合管對水的重吸收排尿量第十三章水鹽代謝和酸堿平衡2、醛固酮的調節

H+-Na+交換腎遠曲小管排鉀泌氫，保鈉保水K+-Na+交換3、腎臟的作用它通過腎小球的濾過作用、腎小管的重吸收作用及離子交換作用來調節水和無機鹽的平衡。第十三章水鹽代謝和酸堿平衡第四節酸堿平衡

在生命活動中，機體需要不斷地攝取食物，其中含有酸性和堿性物質，機體在代謝中也會產生酸性和堿性的產物，而正常人血漿pH只在極小的范圍內（7.35～7.45）發生變動。

機體處理酸、堿物質的含量和比例，維持體液酸堿度的相對穩定性即pH在恒定范圍內的過程稱為酸堿平衡。第十三章水鹽代謝和酸堿平衡死亡死亡酸中毒堿中毒正常66.87.35-7.457.89pH

機體酸堿平衡血液中氫離子濃度（[H+]）的相對恒定。

酸堿平衡紊亂各種原因引起動脈血液[H+]超出正常范圍（升高或降低）的病理變化。第十三章水鹽代謝和酸堿平衡一、體內酸性和堿性物質的來源（一）酸性物質的來源類型揮發性酸H2CO3CO2H2OCO2CO2CO2固定酸H2SO4H3PO4尿酸甘油酸丙酮酸乳酸三羧酸酮體體內物質氧化分解產生物質在體內氧化分解或轉化生成體內酸的主要來源第十三章水鹽代謝和酸堿平衡（二）堿性物質的來源1.蔬菜、瓜果中的有機酸鹽——如:檸檬酸鹽、蘋果酸鹽檸檬酸鹽蘋果酸鹽藥物或飲料中的小蘇打（NaHCO3）3.代謝產生的NH3NH4+，從而增加了體液的pH檸檬酸或蘋果酸→繼續氧化、分解Na+（K+）HCO3-NaHCO3或KHCO3（堿性物質）H+第十三章水鹽代謝和酸堿平衡二、機體對酸堿平衡的調節1.血液的緩沖作用2.肺對酸堿平衡的調節作用3.腎臟對酸堿平衡的調節作用4.組織細胞對酸堿平衡的調節作用人體調節酸堿平衡的系統：第十三章水鹽代謝和酸堿平衡（一）血液的緩沖作用1．血液緩沖體系組成血漿中緩沖對：NaHCO3/H2CO3，Na2HPO4/NaH2PO4，NaPr/HPr

（Pr：血漿蛋白）紅細胞中緩沖對：KHCO3/H2CO3，K2HPO4/KH2PO4，KHb/HHb，KHbO2/HHbO2

（Hb：血紅蛋白）第十三章水鹽代謝和酸堿平衡表13-5全血五種緩沖系統緩沖酸緩沖堿H2CO3HCO3

ˉ

+H+

H2PO4-HPO42ˉ

+H+HPrPrˉ

+H+HHbHbˉ+H+HHbO2HbO2ˉ+H+表13-6全血中各緩沖體系的含量與分布緩沖體系占全血緩沖體系%碳酸氫鹽緩沖體系53血漿HCO3

ˉ35紅細胞內HCO3

ˉ18非碳酸氫鹽緩沖體系47HbO2及Hb35磷酸鹽5血漿蛋白7

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡血液pH值與緩沖對比值的關系pH=pKa+lg[NaHCO3][H2CO3]=6.1+lg201=6.1+1.3=7.4只要使[NaHCO3]與[H2CO3]的比值保持20/1，就可以維持血液pH不變在正常生理條件下，血漿中NaHCO3的濃度約為24mmol/L，H2CO3的濃度約為1.2mmol/L，兩者比值為24/1.2＝20/1。第十三章水鹽代謝和酸堿平衡2、血液緩沖體系的作用（1）對固定酸的緩沖作用固定酸緩沖固定酸的主要成分

HA＋NaHCO3NaA＋H2CO3

H2CO3H2O＋CO2↑H2CO3

＋NaPrNaHCO3

＋H-Pr

(Pr代表蛋白)生成的H2CO3去路第十三章水鹽代謝和酸堿平衡（2）對堿的緩沖作用

BOH＋H2CO3BHCO3

＋H2OBOH＋NaH2PO4BNaHPO4

＋H2O堿性物質

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡b.血液流經肺部CO2H2O

O2

K

HbH2CO3HHb+K++HCO3-

血漿HCO3-+K++HHb

H2OCO2

KHbO2H2CO3

Cl-

CO2

O2

紅細胞紅細胞肺泡圖13－1對揮發性酸的緩沖作用組織CO2

O2HCO3-

Cl-KHbO2a.血液流經組織CAO2Cl-CA第十三章水鹽代謝和酸堿平衡碳酸氫鹽緩沖體系的主要特點①緩沖能力強（含量占全血緩沖系53％），且能迅速完成。②該體系有開放性通過肺和腎對H2CO3和HCO3-的調節使緩沖物質易于補充或排出，緩沖潛力大。③緩沖作用的局限性：只能減少[H+]變化的幅度，不能夠從根本上解決體內酸或堿偏多偏少的問題。第十三章水鹽代謝和酸堿平衡（二）肺臟對酸堿平衡的調節肺主要以呼出CO2來調節血液中H2CO3濃度，維持[NaHCO3]/[H2CO3]等于20/1，保持pH=7.4。血液中[H2CO3]PCO2pH下降延髓呼吸中樞興奮呼吸加深加快CO2呼出第十三章水鹽代謝和酸堿平衡（三）腎臟對酸堿平衡的調節

主要作用：泌H+

泌NH4+HCO3-重吸收（保堿）

H+-Na+交換主要機制：NH4+-Na+交換

K+-Na+交換排酸第十三章水鹽代謝和酸堿平衡圖13－2H+-Na+交換與NaHCO3重吸收血液腎小管上皮細胞腎小管管腔H2OCACO2H2CO3HCO3?H+NaHCO3Na+HCO3?Na+H+H2CO3H2ONaHCO3CO2CO2第十三章水鹽代謝和酸堿平衡圖13－3H+-Na+交換與尿液的酸化血液腎小管上皮細胞腎小管管腔H2OCO2CAH2CO3HCO3?H+Na++NaHPO4?NaH2PO4終尿Na+NaHCO3CO2

Na2HPO4第十三章水鹽代謝和酸堿平衡圖13－4NH4+-Na+交換與銨鹽的排泄血液腎小管上皮細胞腎小管管腔H2OCO2CAHCO3?H+NaClNa+Cl?Na+NH4ClNaHCO3谷氨酰胺氨基酸NH3終尿CO2H2CO3第十三章水鹽代謝和酸堿平衡3、K+-Na+交換高血鉀H+-Na+交換K+-Na+交換酸中毒低血鉀K+-Na+交換H+-Na+交換堿中毒K+-Na+交換與H+-Na+交換有競爭作用第十三章水鹽代謝和酸堿平衡高血鉀

酸中毒血液細胞腎小管細胞K+H+K+K+H+H+尿H+少K+多第十三章水鹽代謝和酸堿平衡低血鉀堿中毒血液細胞腎小管細胞K+H+K+K+H+H+尿H+多K+少第十三章水鹽代謝和酸堿平衡（四）組織細胞對酸堿平衡的調節作用1、主要以離子交換形式進行，如H+-K+、H+-Na+、K+-Na+、HCO3－-Cl-交換等2、如：當細胞外液H+濃度增加時，一部分H+被血液緩沖，另一部分H+則可與K+、Na+交換進入細胞。體液pH值與血鉀濃度的關系見前述

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡代償作用血液PH的相對恒定，是通過調節NaHCO3與H2CO3的濃度比值。若一因素發生改變，另一因素發生繼發性改變，使[NaHCO3]與[H2CO3]的比值仍維持在20/1，則pH仍在7.40左右，此種現象稱為代償作用。失代償作用

當NaHCO3或H2CO3濃度的改變超出機體的代償能力，兩者濃度比值難以維持在20：1，致使pH偏離正常范圍，此現象稱為失代償作用。第五節酸堿平衡紊亂第十三章水鹽代謝和酸堿平衡一、基本類型呼吸性堿中毒（H2CO3↓）代謝性堿中毒（NaHCO3↑）呼吸性酸中毒（H2CO3↑）NaHCO3原發性異常代謝性酸中毒（NaHCO3↓）H2CO3原發性異常第十三章水鹽代謝和酸堿平衡（一）代謝性酸中毒

1.常見原因

①

固定酸來源過多②酸性代謝產物排出障礙③體內NaHCO3丟失過多④高血鉀、大面積燒傷

引起大量血漿滲出等血[NaHCO3]

原發性

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡2.代償作用

舉例：酮癥酸中毒血液：乙酰乙酸+NaHCO3

乙酰乙酸-Na+H2CO3

肺：pH[H+]呼吸中樞興奮呼吸加深加快CO2呼出血漿[H2CO3]

腎：泌H+

、泌NH3

NaHCO3重吸收

固定酸排出

尿液酸度

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡3.基本特征1）血漿[NaHCO3]原發性，

而[H2CO3]繼發性

2）呼吸加深、加快PCO2

3）尿液酸度、銨鹽排出

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡（二）呼吸性酸中毒1.常見原因①呼吸中樞受抑制②呼吸道堵塞

③呼吸肌麻痹④肺部疾病或胸廓病變

及CO2吸入過多等等

血[H2CO3]原發性

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡2.代償作用腎臟：泌H+、泌NH3

NaHCO3重吸收

血中[NaHCO3]呈代償性尿液酸度

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡3.基本特征

1）血漿[H2CO3]原發性，PCO2

血漿[NaHCO3]繼發性

2）尿液酸度、銨鹽排出

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡(三)代謝性堿中毒1.常見原因①固定酸丟失過多

劇烈嘔吐

胃液引流②堿性藥物攝入過多胃潰瘍患者服用大量NaHCO3③血鉀降低及血氯降低等等血[NaHCO3]原發性

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡2.代償作用如劇烈嘔吐直接丟失胃酸，腸液中等量的HCO3-進入血液，血[NaHCO3]

肺：pH[H+]呼吸中樞興奮呼吸變淺變慢CO2呼出血漿[H2CO3]

腎：泌H+

、泌NH3

NaHCO3重吸收固定酸排出尿液酸度

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡3.基本特征1）血漿[NaHCO3]原發性，[H2CO3]和PCO2也隨之增加或稍高2）呼吸變淺、變慢PCO2

3）尿液酸度、銨鹽排出

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡(四)呼吸性堿中毒1.常見原因①精神性過度通氣②呼吸中樞受到直接刺激③肺部疾患和低氧血癥④人工呼吸機使用不當等等血[H2CO3]原發性

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡2.代償作用血液：[H2CO3]、PCO2、pH

腎：泌H+、泌NH3

NaHCO3重吸收

血中[NaHCO3]呈代償性尿液酸度第十三章水鹽代謝和酸堿平衡3.基本特征1)血液[H2CO3]原發性，PCO2

血漿[NaHCO3]2）尿液酸度、銨鹽排出

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡二、判斷酸堿平衡的幾項生化指標(一)血液PH

通常是指動脈血中H+

濃度的負對數。其正常參考范圍為7.35-7.45，平均值：7.4。pH＞7.45失代償性堿中毒

pH＜7.35失代償性酸中毒

pH=7.35～7.45正常人酸堿平衡失調而代償良好某些酸中毒合并堿中毒

第十三章水鹽代謝和酸堿平衡（二）二氧化碳分壓（PCO2）

指動脈血中以物理狀態溶解的CO2分子所產生的張力。正常值：4.4-6.25kPa(33-47mmHg)

均值：5.33kPa(40mmHg)

PCO2是反映酸堿平衡呼吸性因素的指標。

PCO2

：呼吸性酸中毒或代謝性堿中毒（代償、失代償）

PCO2

：呼吸性堿中毒或代謝性酸中毒（代償、失代償）第十三章水鹽代謝和酸堿平衡（三）標準碳酸氫鹽和實際碳酸氫鹽1.標準碳酸氫鹽（Standardbicarbonate,SB）是全血在標準條件下（即Hb的氧飽和度為100%，溫度為37℃，PCO2為5.33kPa）測得血漿中NaHCO3的含量。2.實際碳酸氫鹽（Actualbicar