《生物化学》-第十六章水、无机盐的代谢与酸碱平衡.pptx

生物化学第十六章 水、无机盐的代谢与酸碱平衡 学习目标了解体液电解质的含量、分布特点及体液的交换熟悉无机盐的生理功能及钙、磷与骨的代谢熟悉水的生理作用，掌握体内水的来源和排出途径，了解水平衡紊乱 学习目标掌握钠、氯、钾、钙、磷的分布、摄入与排泄，了解血钙、血磷及钙、磷代谢的调节掌握体内酸碱物质的来源，熟悉酸碱平衡的调节，了解酸碱平衡紊乱的基本类型和酸碱平衡的主要生化诊断指标熟悉体液平衡的调节 学习目标 水和无机盐是一切生物体的重要组成部分，也是人类维持健康所不可缺少的重要成分 水及溶解在水中的无机盐和有机物共同构成了人体的体液 物质代谢中的各种化学反应都是在体液中进行的，因此保持体液的组成、含量、分布、pH和渗透压等的相对平衡，是保证细胞正常代谢和维持人体正常生命活动的必要条件 某些疾病和内外环境的剧烈变化往往导致水、无机盐的代谢异常及酸碱平衡失调，这种异常和失调若得不到及时纠正，则可引起一系列中毒症状，甚至危及生命 掌握水、无机盐的代谢及酸碱平衡的相关知识，对某些疾病的正确诊断和治疗具有重要意义 第一节 体 液想一想： 体液是指分布在细胞内外的、含有多种无机盐和有机物（如糖、蛋白质等）的水溶液，是细胞生活的内环境。

正常成人的体液总量约占体重的60%以细胞膜为界，可将体液分为细胞内液（占体重的40%）和细胞外液（占体重的20%）以毛细血管壁为界，可将细胞外液分为血浆（占体重的5%）和细胞间液（占体重的15%），其中细胞间液包括淋巴液、渗出液、关节滑液和脑脊液等思考：体液中的无机盐主要以哪种形式存在？它在体液中的含量与分布有何特点？ 第一节 体 液 体液的含量和分布随年龄、性别和身体胖瘦程度的不同而不同 新生儿、婴儿、儿童、成年人和老年人的体液总量分别约占体重的80%、70%、65%、60%和55% 人体体液总量随年龄的增长而减少其主要原因在于个体年龄越小，细胞间液占体液总量的比例越大，细胞内液和血浆的含量变化较小 机体各组织细胞的含水量各不相同，如脂肪组织含水量为15%30%，肌肉组织含水量为70%80% 女性和肥胖者因脂肪组织较多，其体液总量占体重的百分比较小，对失水性疾病的耐受性较差 而肌肉发达的男性因肌肉组织较多，其体液总量占体重的百分比较大，对失水性疾病的耐受性较好 第一节 体 液一、体液电解质的含量与分布特点 体液中的无机盐、某些低分子有机物和蛋白质等大多以离子状态存在，故又称电解质 体液电解质主要包括Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl、有机酸和蛋白质等，另外还含有少量的铁、锌、铜、碘、钴、钼、锰、硅等微量元素 电解质在维持体液分布和动态平衡方面起着重要作用表16-1 各电解质在细胞内、外液中的含量 （单位：mEq/L）电解质血浆细胞间液细胞内液Na+14214715K+54150Ca2+52.52Mg2+2227阳离子总量154155.5194Cl1031141273010221001120有机酸57.5蛋白质16163阴离子总量154155.5194注：由于蛋白质等物质的分子质量还未正确测得，故此表仍采用毫克当量浓度（mEq/L）为单位 第一节 体 液一、体液电解质的含量与分布特点 体液中电解质的含量与分布有如下特点： （1）细胞内、外液中阴阳离子的总量相等，故体液呈电中性 （2）细胞内、外液中各种电解质的分布差异较大。

其中，细胞外液阳离子以Na+为主，阴离子以Cl为主；细胞内液阳离子以K+为主，阴离子以为主细胞内、外液之间电解质分布的显著差异是由细胞膜的特性决定的 （3）蛋白质在血浆与细胞间液中的含量相差较大，而其他电解质在血浆与细胞间液中的含量基本相同这是因为蛋白质不能自由地透过毛细血管壁，导致血浆中蛋白质的含量较多这种差异不仅使血浆具有较高的胶体渗透压，对于血浆和细胞间液之间的水分交换也有重要作用 第一节 体 液二、体液的交换 血浆与细胞间液之间的交换主要在毛细血管部位进行 毛细血管壁具有半透膜特性，故血浆与细胞间液中的水、电解质和小分子物质（如葡萄糖、氨基酸、尿素等）等可以自由通过 大分子蛋白质不能自由通过，导致血浆中蛋白质的浓度远高于细胞间液，因此血浆有较高的胶体渗透压 将血浆中的胶体渗透压称为血浆有效胶体渗透压（一）血浆与细胞间液之间的交换 第一节 体 液二、体液的交换 血浆有效胶体渗透压吸引水分由细胞间液进入血管，而毛细血管内的血压将水分由血管内压向细胞间液 水分在血管与细胞间液之间的流动方向是由毛细血管血压和血浆有效胶体渗透压之间的差决定的 毛细血管动脉端的血压约为4.53 kPa，毛细血管静脉端的血压约为1.6 kPa，则血浆有效胶体渗透约为2.93 kPa，因此在毛细血管动脉端，毛细血管内血压比血浆有效胶体渗透压高1.6kPa，水分从血浆流入细胞间液 在毛细血管静脉端，毛细血管内血压比血浆有效胶体渗透压低1.33kPa，水分从细胞间液流入血浆（一）血浆与细胞间液之间的交换 第一节 体 液二、体液的交换 细胞内液与细胞外液之间的交换是通过细胞膜进行的 细胞膜是一种结构和功能极为复杂的半透膜，对各种物质的通过有严格的选择性 细胞膜允许水、葡萄糖、氨基酸、尿素、尿酸和肌酐等小分子物质自由通过，不允许大分子蛋白质自由通过，而K+、Na+、Ca2+、Mg2+等无机离子则必须通过某种转运方式在细胞内外进行交换 细胞膜上有“钠泵”（钠-钾-ATP酶），在ATP供能的情况下，钠泵可主动将细胞内的Na+泵出细胞外，同时将细胞外的K+泵入细胞内，因此钠泵的存在影响着细胞内、外液中K+和Na+的分布（二）细胞内液与细胞外液之间的交换 第一节 体 液二、体液的交换 细胞液中K+、Na+等无机离子产生的晶体渗透压决定着水的流动方式 水总是由晶体渗透压低的一侧流向晶体渗透压高的一侧，从而起到调节体液渗透压平衡的作用 当细胞外液的晶体渗透压升高时，水由细胞内液流向细胞外液 当细胞外液的晶体渗透压降低时，水由细胞外液流向细胞内液（二）细胞内液与细胞外液之间的交换 第二节 水平衡一、水的生理作用想一想： 水是人体内含量最多，也是最为重要的无机物。

人体每日都摄入和排出一定量的水在正常情况下，水的摄入量和排出量保持相对稳定的状态这对维持组织的形态与功能，促进物质的代谢起着重要的作用思考：水还具有哪些生理作用？体内水的来源和去路是怎样的？ 第二节 水平衡一、水的生理作用 人体内的水以结合水和自由水两种形式存在 结合水是指与蛋白质、黏多糖等物质结合而存在的水，是人体内大部分水的存在形式 与自由水不同，结合水无流动性，对保持组织和器官的形态、硬度和弹性起到一定的作用 心肌含水量约79%，由于心肌中的水主要是结合水，故心脏比较坚实 血液含水量约83%，由于血液中的水主要是自由水，故血液能循环流动（一）维持组织的形态与功能 第二节 水平衡一、水的生理作用 水的比热容大，故水能吸收较多的热量而不会使机体的体温明显升高 水的蒸发热大，故少量的汗就能带走大量的热量 水的流动性大，故水能随血液循环均匀地分布全身，再经体液交换，将物质代谢产生的热量迅速扩散至全身，从而使局部体温不致过高 可见，水有调节体温的作用（二）调节体温的作用 第二节 水平衡一、水的生理作用 水的黏度小，易流动，机体所需的多种营养物质和代谢产物都能溶于水中进行运输 即便是某些难溶或不溶于水的物质（如脂类），也能与亲水性的蛋白质结合而分散于水相中，并通过血液进行运输（三）运输作用 水具有润滑作用 泪液能防止眼球干燥而有利于眼球运动 唾液能使口腔和咽部湿润而有利于吞咽 关节囊滑液能减少骨头间的摩擦而有助于关节活动（四）润滑作用 第二节 水平衡一、水的生理作用 水是一种良好的溶剂，体内多种营养物质和代谢产物或溶于水，或与水相组成胶体溶液，并且水的介电常数高，能促进各种电解质的电离，因此水能促进体内多种化学反应的进行 水能直接参与体内多种物质代谢反应，如水解反应、加水反应、脱氢反应等，在物质代谢中起着重要作用（五 ）促进并参与物质代谢 第二节 水平衡二、体内水的来源和去路 正常成人每日所需的水量为20002500mL 人体内水的来源主要有饮水、食物水和代谢水（内生水）3条途径 正常成人每日饮水量为1 0001 500 mL，但会因个人习惯、气候条件和劳动强度等的不同而有所变化 正常成人每日从食物中摄入的水量约为1000mL 体内糖、脂类和蛋白质等营养物质在代谢过程中产生的水称为代谢水，正常成人每日产生的代谢水约为300mL 代谢水的数量虽然不多，但产生的量相当恒定（一）体内水的来源 第二节 水平衡二、体内水的来源和去路 皮肤蒸发水分的方式包括非显性出汗和显性出汗两种 非显性出汗即体表水分的蒸发，正常成人每日由皮肤蒸发的水约有500mL，排出的水主要是纯水 显性出汗即皮肤汗腺的分泌，汗液排出量的多少与外界环境温度、湿度及劳动强度有关 汗液是低渗溶液，含有较多的Na+、Cl及少量的K+、Ca2+和Mg2+等电解质 在大量出汗时，机体在补充水分的基础上还应注意补充电解质（二）体内水的去路-皮肤蒸发 第二节 水平衡二、体内水的来源和去路 人在呼吸时，肺会以水蒸气的形式排出部分水分 正常成人每日由呼吸丢失的水分为350400mL 肺排出的水量与呼吸的深浅、快慢及气候的干湿程度和基础代谢的高低等有关（二）体内水的去路-肺呼出 第二节 水平衡二、体内水的来源和去路 各种消化腺分泌进入胃肠道的唾液、胃液、胆汁、胰液和肠液等消化液每日可达8000mL 正常情况下，这些消化液中的水分绝大部分被胃肠道重吸收，只有少量的水分随粪便排出 但在呕吐、腹泻等情况下，消化液大量丢失，导致不同程度的失水和失电解质 因此在临床输液时，应根据患者丢失消化液的性质来决定其应补充的电解质种类（二）体内水的去路-消化道排出 第二节 水平衡二、体内水的来源和去路 正常成人每日尿量为1 5002 000 mL，但受饮水量和其他途径排水量的影响较大 尿液中除水和无机盐外，还含有多种非蛋白质的含氮物质，通常将这类物质统称为非蛋白氮 非蛋白氮主要包括尿素、尿酸、肌酐和铵盐等含氮物质（二）体内水的去路-肾排出 成人每日至少排尿500 mL才能将体内的代谢废物全部排出体外，否则会使代谢废物在体内过度积聚，引起多个系统出现严重的中毒症状，临床上称为尿毒症 临床上将每日排尿500mL视为最低尿量，若每日尿量少于500mL则称为少尿，每日尿量少于100mL则称为无尿 第二节 水平衡三、水平衡紊乱 脱水是指因体液容量减少而出现的一系列功能和代谢紊乱的病理过程 由于机体水的丢失主要是细胞外液的丢失，而钠离子是细胞外液中最主要的阳离子，因此脱水常伴有钠离子的丢失 根据水、钠丢失的比例及体液渗透压的改变，脱水可分为低渗性脱水、高渗性脱水和等渗性脱水（一）脱水-低渗性脱水 低渗性脱水又称缺钠性脱水，其特点是失钠多于失水，血清钠浓度低于130mmol/L，细胞外液呈低渗状态 呕吐、腹泻、胃肠引流、大量出汗、肾功能不全、大面积烧伤、反复或大量排放胸腹水等会使机体丢失大量体液 若机体只注意补水而忽视对钠的补充，则会导致血浆渗透压降低，引起低渗性脱水 第二节 水平衡三、水平衡紊乱 低渗性脱水患者大致会出现如下阶段的功能变化及症状： 抗利尿激素的分泌减少，导致肾脏对水的重吸收减少，使得机体早期会排出大量低渗尿 由于细胞外液呈低渗状态，水由细胞外液流向细胞内液，一方面引起细胞外液和血容量减少，另一方面引起细胞水肿，机体会出现头痛、头晕、嗜睡和昏迷等症状 随着血容量的减少，心排血量也逐渐减少，血压下降，机体会出现心律加快、四肢厥冷和周围循环衰竭等症状（一）脱水-低渗性脱水 第二节 水平衡三、水平衡紊乱 低渗性脱水患者大致会出现如下阶段的功能变化及症状： 随着血压明显降低和血容量明显减少，肾血流量也减少，使得肾小球滤过率降低，刺激抗利尿激素的分泌，机体会出现少尿、无尿及氮质血症 随着血容量的明显减少，血浆蛋白的浓度随之升高，导致血浆胶体渗透压明显升高，使得细胞间液的水分进入血浆，机体会出现皮肤松弛、眼窝下线等症状（一）脱水-低渗性脱水。