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1、1,第 六 章 电解质和酸碱平衡 紊乱的生物化学检验,2,Brief Contents,体液中水和电解质的平衡 水和电解质平衡紊乱的生物化学检验 血气分析与酸碱平衡,3,体液（body fluid）：是指机体内存在的 液体，包括水和溶解于其中的物质电解质、 小分子有机物和蛋白质等。 电解质：是指体液中存在的离子，具有维 持体液渗透压、保持体内液体正常分布的作用。 水和电解质是人体体液的主要组成成分， 参与机体许多重要的生理和生化过程。,4,第一节 体液中水和电解质的平衡,体液以细胞膜为界，分为 细胞内液（ICF）和细胞外液 （ECF）。2/3的总体水（TBW） 分布在ICF，1/3存在于ECF
2、。 细胞外液按存在部位又分 为细胞间液（占ECF的3/4）和 血浆（占ECF的1/4）。,5,一、水平衡,水平衡：是指每天进入机体及体内代谢生成的 水，在体液间转移交换和经机体代谢，使各部 分体液维持动态平衡的过程。 成年人每天一般应补充10001500ml水。 人体内水含量以总体水（TBW）表示，与年龄、 性别、疾病等密切相关。人体各组织含水量 也不相同，血浆含水量最多。,6,水平衡的调节机制,1. 水平衡的调节中枢：下丘脑。 2. 调节途径：通过口渴中枢，抗利尿激素 （ADH）以及肾三大环节而完成调控。 3. 水摄入：当血浆晶体渗透压升高、血管 肾张素增多、生活习惯等刺激下丘脑 的渴觉中枢
3、，引起口渴而增加水摄入量； 当摄入量到一定程度后，渴饱满中枢兴奋，口渴感受消失。 4. 水排出：主要依赖于ADH和肾脏。ADH作用远端肾小管的受 体，增加肾小管上皮细胞对水的通透性，促进水的重吸收。,7,体液电解质中主要阳离子有K+、Na+、Mg2+和Ca2+，主要 阴离子包括氯离子Cl-、HPO42-、H2PO4-、HCO3-、SO42-，以及 乳酸和蛋白质等有机阴离子。 细胞外液的阳离子主要是Na+，阴离子主要是Cl-，其次 是HCO3-。细胞内液的阳离子主要是K+，其次是Mg2+，阴离子 以HPO42-和蛋白质为主。 Na+可通过主动转运机制，即依赖于细胞膜上的钠钾泵 将Na+从细胞内泵
4、出到细胞外，同时将细胞外的K+收回到细 胞内。因此，钠钾泵对于维持细胞内、外液电解质的平衡 起着重要的作用。血浆中主要电解质有Na+、Cl-、K+。,二、电解质平衡,8,体液交换包括血浆与细胞间液、细胞间液与细胞内液 间的交换。 血浆与细胞间液：以具有半透膜作用的毛细血管壁相 隔。细胞间液是血浆通过细胞膜的超滤液，除蛋白质不易 透过外，水和其它电解质能自由通过。 细胞间液与细胞内液：由细胞膜相隔。细胞膜是半透 膜，对物质通过具有高度选择性，水、尿素、O2、HCO3-、 肌酐可以自由通过，而K+、Na+、Ca2+、Mg2+、蛋白质等不 能自由通过，所以细胞间液与细胞内液化学成分相差很大。,9,成
5、分单位,血浆,细胞间液,细胞内液,水L,Na+mmol/L,K+mmol/L,Ca2+mmol/L,Mg2+mmol/L,Cl-mmol/L,HCO3-mmol/L,3.5,142,5.0,5.0,2.0,103,27,10.5,28,147,15,4.0,150,2.5,2,2.0,27,114,1,30,10,体液电解质分布及平衡,HPO42+mmol/L,2.0,2.0,100,10,一、水平衡紊乱 基本原因： 水摄入和排出不相等，不能维持体内水的动态平衡。 水平衡紊乱的表现： 总体水过少（脱水）或过多（水肿）。 总体水变化不大，但水的分布有明显异常。,第二节 水和电解质平衡紊乱 的生物
6、化学检验,11,（一）脱水（总体水过少）,脱水是由于水摄入过少和/或水丢失过多而引起细胞外液减少。 根据血浆钠浓度的变化分为高渗性、等渗性和低渗性脱水三种。,12,高渗性脱水,1. 以水丢失为主，水丢失多于Na+丢 失，使细胞外液渗透压升高。多 见于水摄入不足或丢失过多。 2. 特点： （1）细胞外液量减少 （2）细胞内液明显减少 （3）血浆Na+浓度150mmol/L 3. 临床表现：口渴、体温上升、尿 少以及各种神经症状，进而出现 体重下降的现象。,13,低渗性脱水,1. 以电解质丢失为主，电解质丢失 多于水丢失，使细胞外液渗透压 降低。多见于丢失体液时，只补 充水而不补充电解质。 2.
7、特点：血浆Na+浓度130mmol/L 3. 临床表现：恶心、呕吐、无口渴 感、四肢麻木、无力以及神经精 神症状。严重者出现眼球凹陷、 皮肤干燥及弹性降低、颜面瘦削 等脱水貌。,14,等渗性脱水,主要是细胞外液的丢失，丢失的电解质和水基本平衡， 细胞外液渗透压仍维持在正常水平。 常见于大面积烧伤、反复放出胸腔积液或腹水、消化 液丢失等，各部分液体之间无明显水的转移。 临床表现：细胞外液减少，血容量不足，血压下降， 外周血液循环障碍。,15,（二）水肿（总体水增多）,水肿：当机体摄入水过多或排出水减少，导致 体液中水增多、血容量增多、体重增加 以及组织器官水肿，称为水肿。 原因：血浆蛋白浓度降低
8、、充血性心力衰竭、 水和电解质排泄障碍等。 分类：按照血浆渗透压的不同，水肿可分为高 渗性、等渗性和低渗性水肿。,16,高渗性水肿,多见于高张盐水或高张NaHCO3的大量输入。 特点： 、血浆Na+浓度增高（150mmol/L） 、血浆渗透压增高 、ICF的水份向ECF转移引起细胞脱水组 织间液和血容量明显增多，出现血压增高颈 静脉怒张、心脏负荷增加和四肢浮肿等症状。,17,低渗性水肿,多见于急、慢性肾功能衰竭，亦称水中毒。 特点： 、ECF和血容量增加血Na+被稀释，出现稀 释性低钠血症（130mmol/L）；血浆渗透压降 低，使ECF的水分向ICF转移，各部份渗透压重新 平衡，而容量均增大
9、；尿量增多，尿钠减少。 、严重者因脑细胞水肿致颅内压增高，而出 现各种神经精神症状，甚至惊厥、昏迷、死亡。,18,等渗性水肿,亦称全身性水肿。 多见于心脏、肝、肾等疾病。 通过醛固酮和ADH使水、钠排出减少，体 内水、钠潴留，ECF增多，但渗透压正常。 临床表现：主要为组织间液与血容量增 多，血液被稀释 。,19,二、钠、氯平衡紊乱,（一）钠、氯代谢及平衡紊乱 正常成人钠、氯的来源主要是食物中的NaCl， 随食物进入消化道的NaCl几乎全部以离子形式被 人体吸收，是构成细胞外液中的主要电解质成分， Na+和Cl-主要通过肾脏排泄，少量通过汗液排出。 正常血清钠浓度为135145mmol/L，正
10、常血清氯 浓度为96108mmol/L。,20,钠的主要生理功能有： 参与酸碱平衡的调节 维持体液容量，维持细胞外液渗透压 维持肌肉、神经的应激性。 Na+的平衡： 主要通过细胞外液量的变化，刺激血管传入感受 器，将信息传至中枢神经系统进行整合，再经传出机 制，导致肾排钠减少或增加，维持细胞外液容量与Na+ 浓度正常，细胞外液Na+浓度的改变可由钠、水任一含 量的变化而引起，故钠平衡紊乱常伴有水平衡紊乱。,21,（二）高钠血症 概念：机体摄入钠过多或水减少而造成血浆钠浓度高于 150mmol/L称为高钠血症。 临床表现： 、钠摄入增多少见，临床上主要见于水排出过多 而无相应的钠丢失（如水样泻、
11、尿崩症、大汗及糖尿病 患者）。 、高钠血症时，因细胞外液渗透压升高，出现口 渴；并因细胞内水向细胞外转移，导致细胞内脱水。,22,（三）低钠血症 概念：机体摄入水增多或钠减少而造成血浆钠浓度低于 130mmol/L称为低钠血症。 原因： 、肾性因素：肾排钠过多所致低钠血症见于渗透 性利尿、肾上腺皮质功能低下及急、慢性肾功能衰竭等。 、非肾性因素：包括呕吐、腹泻、肠瘘、大量出 汗和烧伤等。除钠丢失外还伴有水丢失，因细胞外液渗 透压降低，导致水由细胞外向细胞内转移，出现细胞水 肿，严重者可出现脑水肿。,23,三、钾平衡紊乱,（一）钾代谢及平衡紊乱 1.钾代谢 人体钾离子主要来自食物。正常血清钾浓度
12、为3.5 5.5mmol/L，细胞内液中K+浓度为150mmol/L。钾在细胞内 液的量约为细胞外液的40倍，维持这种梯度平衡，主要依 赖于细胞膜上的“钠-钾泵”作用，使细胞排钠保钾。 肾脏是维持血钾水平恒定的关键器官。通过肾小球滤 过的K+，完全由近曲小管重吸收，尿排出的K+是由远端肾 单位分泌的。,24,钾的生理功能： 参与细胞内物质的合成代谢。 参与酸碱平衡的调节。 维持细胞内液的渗透压。 维持肌肉、神经的应激性。,25,心肌兴奋性 ,Na+Ca2+OH-,K+ Mg2+H+,神经-肌肉兴奋性 ,Na+ + K+,Ca2+Mg2+H+,钾对神经-肌肉、心肌的兴奋性的影响,26,2.钾平衡
13、紊乱 钾平衡紊乱与否，要考虑钾总量和血钾浓度。血钾 浓度并不能准确反映体内总钾的状况。血浆钾浓度比血 清钾浓度低约0.5mmol/L。 影响血钾浓度的因素： K+在细胞内液和细胞外液的转移 细胞外液浓缩时，血钾浓度增高，反之降低。 钾总量过多或过少，同时伴随血钾浓度的升高或降低。 酸碱平衡与K+的分布密切相关。,27,（二）低钾血症（hypokalemia） 概念：血清钾浓度低于3.5mmol/L称为低钾血症。 常见原因： （1）钾摄入不足 长期低钾饮食、禁食、吸收不良等。 （2）钾排出增多 胃肠道丢失、肾脏丢失 。 （3）分布异常 细胞外钾进入细胞内，造成低血钾。 （4）血浆稀释 临床表现：
14、 对心脏表现为心传导阻滞、室上性心动过速、室性期 外收缩和室性心动过速，严重者心跳停止于收缩期。,28,（三）高钾血症(hyperkalemia) 概念：血清钾浓度高于5. 5mmol/L称为高钾血症。 常见原因： （1）钾输入过多：输入过快或过多药物、库存血等。 （2）钾排泄障碍：各种原因引起的少尿或无尿。 （3）钾由细胞内向细胞外转移：组织细胞破坏、酸中毒等。 临床表现： 神经及神经肌肉连接处兴奋性抑制及心肌膜电位改变， 可导致心内传导阻滞、出现心动过缓、心室纤颤等心律不 齐症状，引起循环功能衰竭，严重者心跳停止于舒张期。,29,、标本要求 1. 血标本 血浆钾比血清低0.20.5 mmo
15、l/L。 血标本应及时分离，不能溶血。 全血标本冷藏时，糖酵解及Na+-K+-ATP酶被抑 制，造成细胞内钾外移，使测定结果增高。 2. 尿液标本 收集24h尿液，并加防腐剂或冷藏保存。,四 、体液钠、钾、氯测定,30,、钠、钾的测定方法 1. 火焰光度法（FES） 原子由激发态回到基态，发射出各种元素特有波长 的辐射光谱。钠的波长为589nm，钾的波长为766nm。 2. 离子选择电极法（ISE） 钠电极：用含铝硅酸钠的玻璃膜制成的电极 钾电极：用缬氨霉素膜制成的电极 原理：检测电极表面电位的改变，根据能斯特方程 式来测定样本中待测离子的含量。 方法：直接测定法和间接测定法。,31,3. 分
16、光光度法（酶法和大环发色团显色法） Na+测定原理 在Na+离子存在下，-半乳糖苷酶水解邻-硝基酚- -D-半乳糖苷ONPG，在420nm波长测定产物邻硝基 酚发色团，邻硝基酚产生的速率与Na+浓度呈正比。 K+测定原理 利用掩蔽剂掩蔽Na+ ，用谷氨酸脱氢酶消除NH4+的 干扰，利用K+对丙酮酸激酶的激活作用，测定K+的浓度。 还可以利用K+增强色氨酸酶的活性，检测该酶活性的改 变，测定K+的浓度。,32,、氯的测定 1.硝酸汞滴定法 干扰因素多，易产生误差。 2.硫氰酸汞比色法 严格控制温度，稀释标本以消除干扰。 3.库伦滴定法 控制好电流是较好的方法。稀释液应为酸性。 4.离子选择电极法 利用氯化银、氯化铁-硫化汞为膜性材料制成的固 体膜电极，与参比电极形成原电池，根据电极表面电 位的变化来测定样本中待测离
