2021年临床检验技师考试《化学检验》知识点辅导：机体水及电解质平衡理论

机体水及电解质平衡理论、重要电解质的检查方法、参考值及临床意义

　　体液中水、电解质分布及平衡

　　1.水的分布及平衡

　　2.电解质分布及平衡

　　(1)电解质的含量和分布：

　　(2)电解质与血浆晶体渗透压

　　(3)阴离子隙(AG)

　　水、电解质平衡紊乱

　　1.水平衡紊乱

　　2.钠平衡紊乱

　　3.钾平衡紊乱

　　钾钠氯测定及方法学评价

　　1.样品的采集和处理

　　2.方法学

　　钾、钠的测定方法

　　氯的测定方法

　　(一)体液中水、电解质分布及平衡

　　1.水的分布及平衡

　　人体内含水量与年龄、性别有关，还与组织结构有关。年龄越小，含水量越高，男性高于女性，肾脏含水量最多，而脂肪含水量最少。

　　正常情况摄入量与排出量持平。小儿水的摄入量略大于排出量;疾病时因病情而异。

　　(3)影响体液动态平衡的因素

　　①影响水在血管内外转移的因素：

　　毛细血管膜是半透膜

　　主要通过血管壁，三个影响因素：

　　血浆胶体渗透压(主要)

　　毛细血管通透性

　　毛细血管静水压

　　②影响水在细胞内外转移的因素：

　　主要通过细胞膜。细胞膜也是半透膜，功能极为复杂。

　　主要影响因素是晶体渗透压。

　　水从低渗透压的一侧流向高渗透压一侧。

　　正常情况下，细胞内外渗透压相等。

　　细胞外液的渗透压较细胞内液容易变动。

　　水代谢平衡的调节

　　水的调节中枢在下丘脑，通过神经体液调节。

　　(1)口渴思饮

　　产生口渴的原因：血浆晶体渗透压升高、血管紧张素Ⅱ增多、生活习惯等。

　　(2)抗利尿激素(ADH)

　　抗利尿激素的作用是作用于远端肾小管的，促进水的重吸收，减少尿量。

　　血浆晶体渗透压升高、血容量下降、剧烈运动和疼痛等可使抗利尿激素分泌增多。

　　(3)心房肽、肾素-醛固酮系统亦有调节水的功能。

　　2.电解质分布及平衡

　　(1)电解质的含量和分布：

　　有机电解质：蛋白质和有机酸。

　　无机电解质：主要是无机盐。

　　无机盐中所含的金属元素是Na+、K+、Ca2+、Mg2+，以及微量的铁、铜、锌、锰、钼等。

　　1)钠、氯

　　是细胞外液中主要阴、阳离子，每千克体重约含钠60mmol。

　　钠离子是细胞外液含量最高的阳离子，对保持细胞外液容量、调节酸碱平衡、维持正常渗透压和细胞生理功能有重要意义。

　　来源：膳食及食盐形式，通常人体不会缺钠和缺氯。

　　排泄：Na+、Cl-主要随尿从肾排出。

　　肾排钠量与食入量保持平衡。

　　肾对保持体内钠含量有很重要的作用，当无钠摄入时，肾排钠减少甚至不排钠，以维持体内钠的平衡。

　　钠代谢的调节：

　　钠代谢的调节主要通过肾脏，调控钠排出的因素有：

　　①球-管平衡：

　　肾小管重吸收的钠与肾小球滤过的钠成比例。

　　②肾素-血管紧张素-醛固酮系统：

　　此系统是调控水盐代谢的重要因素。

　　③其他激素：抗利尿激素、糖皮质激素、甲状腺素、甲状旁腺素和心钠素等。

　　2)钾

　　是细胞内液的最主要阳离子之一，健康成年人，每千克体重含钾量为50mmol。

　　分布：98%分布在细胞内液，2%在细胞外液。

　　来源：食物提供，在动植物食品中含量丰富。

　　排泄：主要肾脏排出，只有约10mmol从粪便中排出。

　　特点是“多入多出，少入少出，不入也出”，所以禁食的病人应注意补钾。

　　细胞内液和细胞外液中电解质的分布

	血液（mmol/L）	细胞间液（mmol/L）	细胞内液（mmol/L）
阳离子Na＋	142	145	15
K＋	5	4.1	150
Ca2＋	2.5	2.4	2
Mg2＋	2	1	27
总计	151.5	152.5	194
阴离子Cl－	103	117	1
HCO3﹣	27	27.1	10
蛋白质	14	＜0.1	45
其他	7.5	8.4	154
总计	151.5	152.5	210

　　3)体液电解质分布特点

　　①血浆(细胞外液)和细胞内液离子分布不同。

　　血浆：

　　阳离子：Na+、Ca2+、Mg2+、K+

　　Na+含量最高，约占阳离子总量的90%以上，对维持细胞外液的渗透压、体液的分布和转移起着决定性的作用。

　　阴离子：Cl-和HCO3-为主。

　　细胞内液

　　阳离子：K+、Mg2+和Na+，K+最多，Na+少量。

　　阴离子：磷酸盐和蛋白质为主， HCO3-和硫酸根只占少量。

　　“内钾外钠”。

　　细胞间液是血浆的超滤液，其电解质成分和浓度与血浆极为相似，差别主要是蛋白质含量。

　　细胞内外液中钠钾浓度差主要依赖于细胞膜上Na+-K+ATP酶(钠泵)的主动转运功能。

　　钠泵将细胞内液的钠离子运转到细胞外液，将钾离子转移到细胞内液，该过程耗能。

　　消耗一个分子的ATP，可将3个钠离子从细胞内泵到细胞外，将2个钾离子和1氢离子由细胞外泵到细胞内。当细胞内液钠离子增加或细胞外液钾离子增加都可将钠泵激活。

　　电解质的作用：

　　维持细胞内外液的渗透压、体液的分布和转移。

　　参与酸碱平衡。

　　维持神经肌肉的兴奋性。

　　由于测定细胞内电解质含量很困难，所以临床都以细胞外液的血浆或血清的电解质含量作为诊疗的参考依据。

　　②体液中阴阳离子总数相等，并保持电中性。

　　一般阴离子随阳离子总量的改变而改变。

　　血浆中Cl-、HCO3-总和与Na+浓度之间保持一定比例关系。

　　即：Na+=HCO3-+Cl-+12(10)mmol/L。

　　③各体液渗透压均处于同一水平。

　　摩尔渗量为294～296mOsm/L;

　　理论渗透压为756～760kPa。

　　(2)电解质与血浆晶体渗透压：

　　根据血浆钾、钠、葡萄糖、尿素的浓度可计算出：

　　血浆晶体渗透压=2(Na++K+)+葡萄糖+尿素。

　　(3)阴离子隙(AG)：

　　阴离子隙是指细胞外液中所测的阳离子总数和阴离子总数之差。

　　表示血清中未测定出的阴离子数。用mmol/L表示，

　　利用血清主要阴、阳离子的测定值即可算出AG值。

　　计算公式为：AG=(Na++K+)-(Cl-+HCO3-)。

　　简化为：AG(mmol/L)=Na+-[Cl-+HCO3-](不受钾影响)。

　　参考值：为8～16mmol/L，平均12mmol/L。

　　(二)水、电解质平衡紊乱：

　　1.水平衡紊乱：

　　总体水过少。

　　总体水过多。

　　总体水变化不大，但水分布有明显差异。

　　水平衡紊乱往往伴随有体液中电解质的改变及渗透压的变化。

　　(1)脱水：

　　人体体液丢失造成细胞外液的减少，称为脱水。

　　1)高渗性脱水：

　　失水>失电解质。

　　原因：来源不足、排出过多。

　　特点：

　　①体液电解质浓度增加，渗透压升高;

　　血浆Na+浓度大于150mmol/L或Cl-与HCO3-浓度之和大于140mmol/L;

　　②细胞外液量减少;

　　③细胞内水向细胞外液转移，造成细胞内液明显减少。

　　临床表现为口渴、体温上升、尿量减少、出现各种神经症状，体重明显下降等(体液丢失)。

　　2)等渗性脱水：

　　失水=失盐。细胞外液渗透压保持正常。

　　原因：常见于呕吐和腹泻等丧失消化液情况。

　　特点：

　　①体液电解质浓度改变不大，渗透压保持正常

　　血浆Na+浓度为130～150mmol/L或Cl-与HCO3-浓度之和为120～140mmol/L。

　　②细胞外液量减少，细胞内液量正常。

　　③血容量不足，血压下降、外周血液循环障碍等。

　　3)低渗性脱水：

　　失盐>失水 细胞外液渗透压低于正常。

　　原因：丢失体液时，只补充水而不补充电解质造成，如腹泻、呕吐、大量出汗，仅补水而未补充丧失的电解质。

　　特点：

　　①细胞外液的渗透压低于正常。

　　血浆Na十浓度小于130mmol/L或Cl-与HCO3-浓度之和小于120mmol/L。

　　②细胞外液量减少，细胞内液量增多。

　　③体重稍有减轻。严重者因循环血量急剧减少发生肾衰竭。

　　(2)水过多和水中毒

　　过多的水进入细胞内，导致细胞内水过多则称为水中毒。

　　体液超过体重的10%以上时，可出现水肿症状

　　原因：摄水过多或排出减少。

　　①ADH分泌过多，包括垂体肿瘤和异源性ADH分泌综合征;

　　②充血性心力衰竭;

　　③肾功能衰竭;

　　④肝硬化等(血浆蛋白合成减少)。

　　体液增多、体重增加、血容量增多以及组织器官水肿。

　　2.钠平衡紊乱

　　钠总量是细胞外液渗透压的主要决定因素，通过渗透压作用可影响细胞内液。

　　水与钠的正常代谢及平衡是维持人体内环境稳定的重要因素。

　　细胞外液钠浓度的改变可由水、钠任一含量的变化而引起。

　　钠平衡紊乱常伴有水平衡紊乱。

　　(1)低钠血症：

　　血浆钠浓度小于135mmol/L称为低钠血症。

　　血浆钠浓度是血浆渗透浓度(POsm)的主要决定因素，低钠血症又称低钠性低渗综合征。

　　严重者有可能出现脑水肿和消化道紊乱。这是低钠血症产生症状和威胁生命的主要原因。

　　血浆钠浓度并不能说明钠在体内的总量。

　　低血钠原因：

　　摄入少(少见)、丢失多、水绝对或相对增多。

　　可分为肾性和非肾性原因两大类。

　　1)肾性原因：

　　肾功能损害：可因渗透性利尿、肾上腺功能低下以及急、慢性肾功能衰竭等引起低钠血症。

　　2)非肾性原因：

　　可见于呕吐、腹泻、肠瘘、大量出汗和烧伤等疾病，除丢失钠外，还伴有不同比例的水的丢失。

　　3)假性低钠血症：

　　由于血浆中一些不溶性物质和可溶性物质的增多。使单位体积的水含量减少，血钠浓度降低(钠只溶解在水中)，引起低钠血症。

　　前者见于高脂蛋白血症(血脂>10g/L)高球蛋白血症(总蛋白>100g/L如多发性骨髓瘤、巨球蛋白血症、干燥综合征);后者见于静脉注射高张葡萄糖或静脉滴注甘露醇以后。

　　(2)高钠血症：

　　血清钠浓度大于145.0mmol/L称为高钠血症。

　　主要见于

　　水的摄入减少(如下丘脑损害引起的原发性高钠血症)。

　　排水过多(尿崩症)。

　　钠的潴留(原发性醛固酮增多症、Cushing综合征)。

　　3.钾平衡紊乱

　　(1)钾代谢：

　　人体全身总钾量约为50mmol/kg。

　　钾是维持细胞新陈代谢、调节体液渗透压、维持酸碱平衡和保持细胞应激功能的重要电解质之一。

　　来源去路：

　　来源：食物完全从外界摄入。

　　每日摄入量50～75mmol，90%的钾由肠道吸收。

　　钾代谢的调节：

　　肾排钾对维持钾的平衡起主要作用。

　　影响肾脏排钾的主要因素：醛固酮，其次为糖皮质激素。

　　体液酸碱平衡的改变也影响肾脏对钾的排泄，酸中毒时，尿钾增多;碱中毒时，尿钾减少。

　　②影响钾在细胞内外转移的因素

　　生理性因素：Na+-K+ATP酶-ATP酶、儿茶酚胺、胰岛素、血糖浓度、剧烈运动等;

　　病理性因素：血pH、高渗状态、组织破坏、生长过快等。

　　钾的浓度与细胞外液浓度HCO3-的浓度直接有关。

　　(2)钾平衡紊乱：

　　钾平衡紊乱要考虑钾总量和血钾浓度两个方面。

　　钾总量是指体内钾的总含量，血K+浓度并不能准确地反映体内总钾量。

　　血K+浓度是指血清K+含量。

　　血浆钾浓度要比血清钾浓度低约0.5mmol/L左右。

　　因为血液凝固成血块时，血小板及其他血细胞会释放少量钾入血清之故，临床以测血清钾为准。

　　影响血钾浓度的因素：

　　1)钾在细胞内外的移动。

　　钾自细胞内移到细胞外液时，则血钾浓度会增高。

　　细胞外液的钾进入细胞内时则血钾浓度会降低。

　　2)血浆的浓缩与稀释。

　　细胞外液被稀释时，血钾浓度降低。

　　细胞外液浓缩时血钾浓度会增高。

　　3)钾总量过多或过少 如钾总量过多，血钾会过高。

　　4)缺钾则伴有低血钾。

　　5)当细胞外液的钾大量进入细胞内或血浆受到过分稀释时，钾总量即使正常，甚至过多时，也可能出现低血钾。

　　6)当细胞内钾向细胞外大量释放或血浆明显浓缩，钾总量即使正常甚至缺钾也可能出现高血钾。

　　7)体液酸碱平衡紊乱，必定会影响到钾在细胞内、外液的分布以及肾排钾量的变化。

　　1)低钾血症：

　　血清钾低于3.5mmol/L以下，称为低钾血症。

　　原因：

　　①钾摄入不足;

　　如慢性消耗性疾病或术后较长时间禁食。

　　钾来源不足，而肾仍然排钾，易造成低钾血症。

　　②钾丢失或排出增多：

　　严重腹泻、呕吐、胃肠减压和肠瘘者。

　　肾上腺皮质激素可促排钾潴留钠，长期应用可引起低血钾。

　　心衰，肝硬化患者，在长期使用利尿剂时，因大量排尿增加钾的丢失。

　　③细胞外钾进入细胞内：

　　如静脉输入过多葡萄糖，尤其是加用胰岛素时，促进糖原合成，K+进入细胞内，易造成低血钾。

　　代谢性碱中毒或输入过多碱性药物，形成急性碱血症，H+从细胞内进入细胞外，细胞外K+进入细胞内，造成低血钾症。

　　血浆稀释也可形成低钾血症。

　　2)高钾血症：

　　血清钾高于5.5mmol/L，以上，称为高血钾症。

　　原因：

　　钾输入过多：量大或速度快，特别是有肾功能不全或尿量减少时，易引起高血钾。

　　钾排泄障碍：各种原因引起的少尿或无尿如急性肾功能衰竭

　　细胞内的钾向细胞外转移：如大面积烧伤，组织细胞大量破坏，细胞内钾大量释放入血。

　　代谢性酸中毒：血浆氢离子往细胞内转移，细胞内钾向细胞外转移，与此同时，肾小管上皮细胞泌H+增加，泌K+减少，使血钾升高。

　　(三)钾钠氯测定及方法学评价

　　1.样品的采集和处理

　　血清、肝素锂抗凝血浆、汗、粪便、尿及胃肠液均可作为测定钠钾样品。

　　血清或血浆可在2～4℃或冰冻保存。

　　钾测定结果明显受溶血的干扰，因为红细胞中钾比血浆钾高二十几倍，故样品严格防止溶血。

　　血浆钾比血清低0.1～0.7mmol/L，这种差别是由于凝血过程中血小板破裂释放钾之故。

　　全血未及时分离或冷藏均可使血钾上升。采血前患者肌活动，如仰卧、握拳等，可使血钾上升。

　　钠的测定受溶血影响很小。

　　采集尿样时，由于尿液易腐败、变性，并受饮水和昼夜影响，故应收集24小时尿进行测定，冷藏保存或加防腐剂。

　　2.方法学

　　钾、钠的测定方法：火焰光度法、离子选择电极法、冠醚法(化学测定法)和酶法。

　　氯的测定方法：离子选择电极法、硫氰酸汞比色法、硝酸汞滴定法和电量分析法(库仑滴定法)。

　　(1)火焰光度法：

　　原理：火焰光度法是一种发射光谱分析法，利用火焰中激发态原子回降至基态时发射的光谱强度进行含量分析。

　　该方法属于经典的标准参考法。

　　优点是结果准确可靠，广为临床采用。

　　(2)化学测定法：

　　和Na+和K+的化学测定法：

　　主要利用冠醚(离子载体)进行测定，根据结构内空穴大小，可选择性结合不同直径的金属离子，可达到测出离子浓度的目的。该法也可在自动生化分析仪上进行批量测定。

　　Cl- 的化学测定法：

　　采用Fe存在下，Hg(SCN)2与Cl-反应生成与Cl-等当量的SCN-，再与铁结合成Fe(SCN)3的红色化合物，进行比色，定量标本中Cl-的含量。

　　以上比色法均可在自动生化分析仪进行批量测定，属临床常用的一种方法。

　　(3)离子选择电极法(ISE法)：

　　原理：离子选择电极是一种电化学传感器，其结构中有一个对特定离子具有选择性响应的敏感膜，将离子活度转换成电位信号，在一定范围内，其电位与溶液中特定离子活度的对数呈线性关系，通过与已知离子浓度的溶液比较可求得未知溶液的离子活度。

　　ISE法标本用量少，快速准确，操作简便等优点。是目前所有方法中最为简便准确的方法。

　　(4)整合滴定法：

　　Cl-可采用特定的整合剂滴定法进行，不同方法采用不同的指示剂可分别用AgN03或Hg(N03)2滴定血清中Cl-。滴定过程中易受多种因素影响，难以得到准确的结果，目前已很少应用。

　　(5)酶法：

　　可采用不同的酶分别测定钠钾氯，主要根据产生的有色物质在不同波长吸光度的改变或NAD(H)在340nm处吸光度改变进行测定。

　　酶法的优点是不需特殊仪器，缺点是价格较贵。

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