体液电解质分布与生理功能

(一)含量及分布特点

成年人体液约占体重的60%,分为细胞内液和细胞外液两部分。存在于细胞内的液体称为细胞内液(intracellular fluid),分布于细胞外的液体称为细胞外液(extracellular fluid),后者包括血浆(占体重的5%)和细胞间液(占体重15%),细胞间液临床上常称为组织液,其中还包括脑脊液、淋巴液和腔膜液等特殊液体。

体液电解质具有维持渗透压、保持体液正常分布的作用。其中主要阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+等,主要阴离子有Cl-、HCO-3、磷酸根(HPO 42-、H 2 PO 4-)、SO42-及有机阴离子如乳酸根、蛋白质负离子(Pr-)等。各部分体液中阳离子当量总数与阴离子当量总数相等,保持电中性。正常人体液电解质分布及浓度见表8-1。

表8-1　体液中各种电解质含量

细胞膜对无机离子具有选择性通透作用,使细胞内、外液电解质含量差异很大,细胞外液的阳离子以Na+为主,阴离子以Cl-为主,其次是HCO-3;细胞内液阳离子以K+含量最多,其次是Mg2+,阴离子以有机磷酸根(HPO42-)和Pr-为主。这种细胞内外液Na+、K+浓度的明显差异主要依赖细胞膜上的钠钾泵(Na+、K+-ATPase)维持,而细胞内外的渗透压平衡靠水的跨膜自由移动维持。

(二)生理功能

1.维持体液渗透压平衡 细胞外液中Na+、Cl-含量较高,在维持细胞外液渗透压及体液容量方面起决定性作用,而细胞内液的渗透压主要依靠K+、HPO42-维持。正常情况下,体液电解质含量稳定,细胞内、外液渗透压处于平衡状态。当细胞内外液中离子含量发生变化,渗透压随之发生改变,导致水的跨膜移动,从而影响体液在细胞内外的分布。

2.维持神经肌肉及心肌兴奋性 体液尤其是细胞外液中的Na+、K+、Ca2+、Mg2+等均可影响神经肌肉的兴奋性,它们对神经肌肉兴奋性的影响可用下式表示

离子浓度对心肌兴奋性也有一定的影响,它们的关系是:

体液中无机离子浓度对人体生理功能的影响,尤以血K+和血Ca2+浓度变化最明显。正常人血K+和血Ca2+浓度较低,且波动范围小,当它们浓度发生改变时,容易导致一些临床症状的出现。如各种原因引起的低血钾表现为肌肉软弱无力、胃肠蠕动减弱及肠麻痹等症状,均与骨骼肌和平滑肌的兴奋性降低有关;而高血钾由于心肌兴奋性降低,可出现心率减慢,甚至心搏骤停,导致患者死亡。

3.维持体液酸碱平衡 体液电解质可组成各种缓冲体系,如HCO-3与H 2 CO3、HPO42-与H 2 PO4-,以及蛋白质盐与蛋白质等缓冲对,它们对体液的酸、碱物质起缓冲作用,对维持体液酸碱平衡起重要作用。此外,K+、Cl-在细胞内、外液的分布及含量对体液p H也产生一定的影响。