第三章 水、电解质代谢和酸碱平衡的失调
第一节 概述
体液的主要成分是水和电解质。它分为细胞和细胞外液两部分，其量随性别、年龄和肥瘦而异。成年男性的体液量一般为体重的60％；成年女性的体液量约占体重的55％。小儿的脂肪较少，故体液量所占体重的比例较高，在新生儿，可达体重的80％。体内脂肪量随年龄而增多，14岁以后，儿童的体液量所占体重的比例即和成人相仿。
细胞内液量在男性约占体重的40％，细胞内液绝大部分存在于骨骼肌群中。女性的肌肉不如男性的发达，故女性的细胞内液约占体重的35％。细胞外液量均占体重的20％。细胞外液又可分为血浆和组织间液两部分。血浆量约占体重的5％，组织间液量约占体重的15％。绝大部分的组织间液能迅速地和血管内液体或细胞内液进行交换，取得平衡，在维持机体的水和电解质平衡上，有着很大的作用。故又称为功能性细胞外液。另有一小部分的组织间液仅有缓慢地交换和取得平衡的能力，虽也有着各自的生理功能，但维持体液平衡的作用甚小，故又称无功能性细胞外液。结缔组织水和所谓经细胞水的脑脊液、关节液、消化液等都属此种无功能性细胞外液。经细胞水由细胞的转动、分泌活动所形成，其成分与血浆不同，在产量或丢量显著增多时，也可引起不同类型的体液平衡失调。无功能性细胞外液一般仅占组织间液的10％左右，即体重的1％～2％。
细胞外液中最主要的阳离子是Na+,主要的阴离子是CI－ 、HCO －3和蛋白质。细胞内液中的主要阳离子是K＋和Mg2+。主要阴离子是HPO24－蛋白质。细胞外液和细胞内液的渗透压相等，一般为290～310mmol/L。
体液在正常情况下有一定的容量、分布和电解质离子浓度。机体必须保持它们的稳定，才能进行正常的新陈代谢。
体液平衡的调节 机体主要通过肾来维持体液的平衡，保持内环境稳定。肾的调节功能受神经和内分泌反应的影响。一般先通过下丘脑－垂体后叶－抗利尿激素系统来恢复和维持体液的正常透压，然后通过肾素－醛固酮系统来恢复和维持血容量。但是，血容量锐减时，机体将以牺牲体液渗透压的维持为代价，优先保持和恢复血容量，使重要生命器官的灌流得到保证，维持生命。
当体内水分丧失时，细胞外液渗透压即有增高，刺激下丘脑－垂体后叶－抗利尿激素系统，产生口渴，增加饮水，以及促使抗利尿激素分泌增加。远曲肾小管和集合管上皮细胞在抗利尿激素的作用下，加强水分的再吸收，于是尿量减少，保留水分于体内，使细胞外液渗透压降低。反之，体内水分增多时，细胞外液渗透压即降低，抑制口渴反应，并使抗利尿激素分泌减少，远曲肾小管和集合管上皮细胞再吸收水分减少，排出体内多余的水分，使细胞外液渗透压增高。这种抗利尿激素分泌的反应十分敏感。血浆渗透压较正常增减不到2％时，即有抗利尿激素分泌的变化，使机体的水分保持动态的稳定。
另方面，当细胞外液减少，特别是血容量减少时，血管内压力下降，肾入球小动脉的血压也相应下降，位于管壁的压力感受器受到压力下降的刺激，使肾小球旁细胞增加肾素的分泌；同时，随着血容量减少和血压下降，肾小球滤过率也相应下降，以致流经远曲肾小管的Na＋量明显减少。钠的减少能刺激位于远曲肾小管致密斑的钠感受器，引起肾小球旁细胞增加肾素的分泌。此外，全身血压下降也可使交感神经兴奋，刺激肾小球旁细胞分泌肾素。肾素催化存在于血浆中的血管紧张素原，使其转变为血管紧张素I, 再转变为血管紧张素Ⅱ，引起小动脉收缩和刺激肾上腺皮质球状带，增加醛固酮的分泌，促进远曲肾小管对Na＋的再吸收和促使K＋、H＋的排泌。随着钠再吸收的增加，CI－的再吸收也有增加，再吸收的水也就增多。结果是细胞外液量增加。循环血量回升和血压逐渐回升后，即反过来抑制肾素的释放，醛固酮的产生减少，于是Na+的再吸收减少，从而使细胞外液量不再增加，保持稳定。
酸碱平衡的维持 正常人的体液保持着一定的H ＋浓度，也即是保持着一定的pH值（动脉血浆的pH值为7．40 ＋－0．05）。以维持正常的生理和代谢功能。人体在代谢过程中，既产酸也产碱，故体液中H＋浓度经常发生变动。但人体能过体液的缓冲系统，肺的呼吸和肾的调节的作用，使血液内H＋浓度仅在小范围内变动，保持血液的pH值在7．35～7．45之间。
血液中的HCO－3和H2CO3最重要的一对缓冲物质。HCO－3的正常值平均为24mmol/L，H2CO3平均为1．2mmol/L，两者比值HCO－3 / H2CO3=24/1．2＝20／1。血浆内的碳酸浓度是由以物理状态溶解的ＣＯ２及与水生成碳酸的量所决定。因体液中ＣＯ２主要是以物物理溶解状态存在，H2CO3量很微小，可略而不计。故H2CO3可改用二氧化碳分压（PCO2）及其溶解系数（0．03）算出。PCO2正常值为40mmHg，即H2CO3＝0．03＊40＝1．2。这样，HCO－3 / H2CO3= HCO－3/0．03＊PCO2＝24/1．2＝20／1。只要HCO－3 / H2CO3的比值保持为20／1，则血浆的pH值仍能保持为7．40。就酸碱平衡的调节而言，肺的呼吸是排出ＣＯ２和调节血液中的呼吸性成分，即PCO2，也即调节血中的H2CO3。因此，机体的呼吸功能失常，既可直接引起酸碱平衡紊乱，又可影响对酸碱平衡紊乱的代偿。肾的调节作用是最主要的酸碱平衡调节系统，能排出固定酸和过多的碱性的物质，以维持血浆HCO－3浓度的稳定。肾功能不正常，既能影响酸碱平衡的正常调节 ，也能引起酸碱平衡紊乱。肾调节酸碱平衡的机理是：①H＋－Na＋的交换；②HCO－3的重吸收；③分泌NH3与H＋结合成NH＋4排出；④尿的酸化而排出H＋。
水电解质代谢和酸碱平衡失调的防治原则 体液代谢和酸碱平衡失调常常是某一原发病的伴发现象或结果。应及时采取措施以预防这类失调的发生。一般可每日静脉滴注5％～10％葡萄糖溶液约1500ml，5％葡萄粮盐水约500ml, 10%KC130～40ml，补充每日需要的水和葡萄糖，以节约蛋白质分解代谢，避免过量脂肪燃烧时可能发生的酮症酸中毒。对发热的病人，一般可按体温每升高1C0，从皮肤丧失低渗体液约3～ 5ml／kg 的标准增加补给量。中度出汗的病人，丧失体液约500～1000ml(含NaC 11．25～ 2．50g)；大量出汗时，丧失体液约1000～1500ml。气管切开的病人，每日自呼吸蒸发的水分比正常的多2～ 3倍，计1000ml左右。均需在补液时增加补给。有关手术前后的补液问题 ，可参见第九章。
体液代谢和酸碱平衡失调的治疗应随失调的类型而定。总的治疗原则是解除病因、补充血容量和电解量，以及纠正酸碱平衡失调等。应补充当日需要量、前1日的额外丧失量和以往的丧失量。但是，以往的丧失量不宜在1日内补足，而应于2～3日，甚至更长时间内分次补给，以免过多的液体进入体内，造成不良后果。
必须强调指出，各种输液、补充电解质或调整酸碱的计算公式，只是作为决定补液的量和质的一种参考，而不应视为一种绝对的法则。只要原发疾病能够解除，体液的继续丧失得到控制或补偿，又能补充液体使血容量和体液的渗透压有所恢复，机体自身具有的调节能力，便能使体液代谢和酸碱平衡逐渐恢复。因此，在治疗过程中，应该密切观察病情的变化，及时调节用药种类、输液速度和输液总量。