生物化學12第十一章水和無機鹽代謝

1、第十一章第十一章水和無機鹽代謝水和無機鹽代謝 體液體液 主要內容主要內容 水平衡水平衡 電解質平衡電解質平衡 水和電解質平衡的調節(jié)水和電解質平衡的調節(jié) 微量元素及鎂代謝微量元素及鎂代謝 鈣、磷代謝鈣、磷代謝 掌握掌握體液的電解質分布特點，水和電解質的生理功能，水體液的電解質分布特點，水和電解質的生理功能，水的來源與去路，水和電解質平衡的調節(jié)，鈣、磷代謝的調的來源與去路，水和電解質平衡的調節(jié)，鈣、磷代謝的調節(jié)。節(jié)。熟悉熟悉體液的含量與分布，鈉、鉀、氯的代謝，鈣、磷的生體液的含量與分布，鈉、鉀、氯的代謝，鈣、磷的生理功能、吸收與排泄，血鈣與血磷。理功能、吸收與排泄，血鈣與血磷。了解了解體液的交換，

2、鈣磷在體內的含量、分布，微量元素的體液的交換，鈣磷在體內的含量、分布，微量元素的代謝。代謝。學習要點學習要點概 述體液：體液：指由體內水及溶解于水中的無機指由體內水及溶解于水中的無機鹽和有機物組成的，廣泛分布于細胞內鹽和有機物組成的，廣泛分布于細胞內外的液體。（外的液體。（P190P190）電解質：電解質：體液中以離子狀態(tài)存在的無機體液中以離子狀態(tài)存在的無機鹽、某些小分子有機物和蛋白質，主要鹽、某些小分子有機物和蛋白質，主要是無機鹽。是無機鹽。細胞的正常代謝和功能與體內水、電解細胞的正常代謝和功能與體內水、電解質的含量、分布、組成保持相對穩(wěn)定密質的含量、分布、組成保持相對穩(wěn)定密切相關。切相關。

3、 第一節(jié)第一節(jié) 體體 液液v 體液的含量和分布體液的含量和分布v 各部分體液間的交換各部分體液間的交換v 體液電解質的組成、含量及其體液電解質的組成、含量及其 分布特點分布特點體液體液: :成人約占體重成人約占體重60%60%體液體液細胞內液細胞內液(40%)(40%)細胞外液細胞外液(20%)(20%)血漿血漿(5%)(5%)組織間液組織間液(15%)(15%)一、體液的含量和分布一、體液的含量和分布各種體液的生理作用各種體液的生理作用細胞內液：細胞內液：提供大部分生化反應場所提供大部分生化反應場所血漿：血漿：溝通了各組織、器官之間的聯(lián)系溝通了各組織、器官之間的聯(lián)系 組織間液：組織間液：構成

4、內環(huán)境，是細胞攝取營養(yǎng)物構成內環(huán)境，是細胞攝取營養(yǎng)物 質和排出代謝產物的渠道質和排出代謝產物的渠道細胞外液：細胞外液：體液含量及分布體液含量及分布 因年齡、性別、胖瘦情因年齡、性別、胖瘦情況而異。況而異。l 嬰幼兒調節(jié)水和電解質平衡的能力較差，嬰幼兒調節(jié)水和電解質平衡的能力較差，易發(fā)生水和電解質平衡失調易發(fā)生水和電解質平衡失調（一）體液電解質的含量（一）體液電解質的含量按含量不同可分為：按含量不同可分為：主要有主要有K+、 Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、 HCO3- 、 HPO42-、SO42-有有機酸根和機酸根和 Pr-等等主要有鐵、銅、鋅、硒、碘、主要有鐵、銅、鋅、硒、碘、鈷、錳、鉬

5、、氟、硅等鈷、錳、鉬、氟、硅等二、體液的電解質含量及其特點二、體液的電解質含量及其特點 1.主要電解質：主要電解質：2.微量電解質：微量電解質：15 15150 150 1 2 13.5 27 179.5 194 1 1 10 1050 10010 20- -7.88 6378.88 194147 1474 4 1.25 2.5 1 2 153.25 155.5 114 114 30 301 20.5 17.5 7.50.125 1153.125 155.5142 1425 5 2.5 5 1.5 3 151 155 103 103 27 271 20.5 16 62 16139.5 155血

6、血 漿漿體液中各種電解質的含量體液中各種電解質的含量組織間液組織間液mmol/L mmol/L*細胞內液細胞內液電解質電解質陽離子陽離子Na+K+Ca2+Mg2+總總 計計陰離子陰離子Cl-HCO3-HPO42-SO42-有機酸有機酸蛋白質蛋白質總總 計計mmol/L mmol/L*mmol/L mmol/L*mmol/L*：電荷濃度電荷濃度( (二二) )體液電解質分布的特點體液電解質分布的特點1. 以以mmol/Lmmol/L( (摩爾電荷濃度摩爾電荷濃度) )表示時表示時, , 各種體各種體液液 陰、陽離子總量相等，呈電中性陰、陽離子總量相等，呈電中性4血漿蛋白質含量遠大于組織間液血漿蛋

7、白質含量遠大于組織間液 2細胞內液主要陽、陰離子為細胞內液主要陽、陰離子為K+、HPO42-和和Pr- 細胞外液主要陽、陰離子為細胞外液主要陽、陰離子為Na+、Cl-、HCO3- 3各種體液滲透壓基本相等各種體液滲透壓基本相等其作用：利于血漿與組織間液間水的交換其作用：利于血漿與組織間液間水的交換 三、體液的交換三、體液的交換 血漿與組織間液間的交換血漿與組織間液間的交換 細胞內液與組織間液之間的交換細胞內液與組織間液之間的交換 交換部位：毛細血管交換部位：毛細血管 (一一)血漿與組織間液之間的交換血漿與組織間液之間的交換 血漿與組織間液之間的交換血漿與組織間液之間的交換血漿血漿組織液組織液毛

8、細血管壓毛細血管壓組織液膠體滲透壓組織液膠體滲透壓血漿膠體滲透壓血漿膠體滲透壓組織間液靜水壓組織間液靜水壓正常時，流出與正常時，流出與回流量基本相等回流量基本相等心功能不全心功能不全靜脈回流受阻靜脈回流受阻毛細血管壓毛細血管壓水腫水腫低蛋白血癥低蛋白血癥 血漿膠體滲透壓血漿膠體滲透壓組織液回流組織液回流水腫水腫低分子量物質毛細血管壁毛細血管壁( (二二) ) 細胞內液與組織間液之間的交換細胞內液與組織間液之間的交換 交換部位：細胞膜交換部位：細胞膜 細胞內液與組織間液之間的交換細胞內液與組織間液之間的交換H2OH2OK+K+Pr、Ca2+、Mg2+Pr、Ca2+、Mg2+CO2HCO3-Cl-

9、O2CO2HCO3-Cl-O2氨基酸氨基酸尿素尿素葡萄糖葡萄糖氨基酸氨基酸尿素尿素葡萄糖葡萄糖Na+Na+鈉泵鈉泵“水向高處流”第二節(jié)第二節(jié) 水水 平平 衡衡水的生理功能 水平衡水平衡水的攝入與排出水的攝入與排出一、水的生理功能一、水的生理功能 ( (二二) )調節(jié)體溫調節(jié)體溫( (三三) )運輸作用運輸作用( (四四) )促進并參與物質代謝促進并參與物質代謝( (五五) )潤滑作用潤滑作用( (一一) )細胞的組成成分細胞的組成成分二、水平衡水的攝入與排出（一）水的攝入1.1. 飲水：飲水：成人一般約成人一般約1200ml/d1200ml/d2.2.食物水：食物水：成人約成人約1000ml/

10、d1000ml/d3.3.代謝水（內生水）：代謝水（內生水）：成人約成人約300ml/d300ml/d（二）水的排出1.1.肺排水肺排水：成人一般約成人一般約1200ml/d1200ml/d3.3.消化道排水：消化道排水：成人一般約成人一般約150ml/d150ml/d2.2.皮膚排水：皮膚排水：非顯性出汗：成人約非顯性出汗：成人約500ml/d500ml/d顯性出汗：因環(huán)境溫度、濕度及顯性出汗：因環(huán)境溫度、濕度及活活 動強度而不同動強度而不同4.4.腎排水腎排水：成人一般約成人一般約1200ml/d1200ml/d腎排水目的有二：腎排水目的有二：正常成人每日進出水量：正常成人每日進出水量：2

11、500ml/d最低生理需要量：最低生理需要量：1500ml/d排代謝廢物：成人每天約產生的代謝廢物排代謝廢物：成人每天約產生的代謝廢物 35g35g，約需，約需500mL500mL尿液溶解，尿液溶解， 故正常成人最低尿量為故正常成人最低尿量為500ml/d500ml/d排多余的水：此量通常為多飲多排排多余的水：此量通常為多飲多排第三節(jié)第三節(jié) 電電 解解 質質 平平 衡衡l電解質的生理功能 鈉、氯代謝鈉、氯代謝 鉀代謝鉀代謝一、電解質的生理功能一、電解質的生理功能1.1.維持體液滲透壓和酸堿平衡維持體液滲透壓和酸堿平衡4.4.參與物質代謝參與物質代謝2.2.維持神經、肌肉興奮性維持神經、肌肉興奮

12、性3.3.構成組織細胞成分構成組織細胞成分神經、肌肉興奮性Na+ K+ Ca2+ Mg2+ H+心肌興奮性Na+ K+ Ca2+ Mg2+ H+二、鈉和氯的代謝二、鈉和氯的代謝( (一一) )含量和分布含量和分布v含量：以體重含量：以體重60Kg60Kg的人為例，的人為例， 含含Na+Na+約約 60g60g、Cl-Cl-約約100g100g 血清血清Na+:138145mmol/LNa+:138145mmol/L 血清血清Cl- :103mmol/LCl- :103mmol/Lv分布：分布：主要在細胞外液及骨骼，骨骼為主要在細胞外液及骨骼，骨骼為體內的鈉儲存庫。體內的鈉儲存庫。( (二二)

13、) 攝入和排出攝入和排出主要來自食鹽，由胃腸道吸收主要來自食鹽，由胃腸道吸收。尿、汗、糞尿、汗、糞90%90%的的NaNa+ +從腎排出從腎排出三、鉀的代謝三、鉀的代謝( (一一) )含量和分布含量和分布保持血漿保持血漿KK+ + 恒定具有重要意義恒定具有重要意義 主要在細胞內液主要在細胞內液血清血清KK+ +: 3.5: 3.55.5mmol/L5.5mmol/L血血KK+ + 3.5mmol/L- 5.5mmol/L- 5.5mmol/L-高血鉀高血鉀以體重以體重60Kg60Kg的人為例，的人為例， 含含K K+ +約約 120g120g( (二二) ) 影響血漿影響血漿KK+ + 恒定的

14、因素恒定的因素合成合成1g糖原糖原, 0.15mmol K+進入細胞內進入細胞內合成合成1g蛋白質蛋白質, 0.45mmol K+進入細胞內進入細胞內糖原或蛋白質分解糖原或蛋白質分解, 則有同樣量則有同樣量K+出胞外出胞外臨床上注射葡萄糖和胰島素治療高血鉀臨床上注射葡萄糖和胰島素治療高血鉀酸酸中毒常伴中毒常伴高高血鉀血鉀, 堿堿中毒常伴中毒常伴低血低血鉀鉀( (三三) ) 攝入和排出攝入和排出正常成人需鉀正常成人需鉀2 24g/4g/日日, , 正常膳食可滿足正常膳食可滿足90%90%經腎由尿排出經腎由尿排出多多吃吃多多排排, 少少吃吃少少排排, 不不吃吃也也排排低血鉀低血鉀患者，最好口服補鉀

15、患者，最好口服補鉀; ; 需靜脈滴注需靜脈滴注，應注意應注意“四不宜四不宜”原則原則不宜不宜過多過多不宜不宜過濃過濃(切忌切忌10%KCl靜脈推注靜脈推注!)不宜不宜過快過快(注意滴速注意滴速)不宜不宜過早過早( (見尿補鉀見尿補鉀) )第四節(jié)第四節(jié) 水和電解質的調節(jié)水和電解質的調節(jié)調節(jié)水鹽平衡的成員調節(jié)水鹽平衡的成員主要通過腎臟的功能實現(xiàn)主要通過腎臟的功能實現(xiàn) 水鹽代謝調節(jié)特點水鹽代謝調節(jié)特點體液容量和滲透壓的變化體液容量和滲透壓的變化通過調節(jié)攝入量與排通過調節(jié)攝入量與排 出量，使體液的容量、滲透壓、各出量，使體液的容量、滲透壓、各 種離子的濃度和比例等在整體上維種離子的濃度和比例等在整體上

16、維 持相對平衡。持相對平衡。高鹽飲食、機體失水高鹽飲食、機體失水( 1%( 1%2%)2%)大腦皮層大腦皮層丘腦下部滲透壓感受器丘腦下部滲透壓感受器口渴口渴飲水飲水細胞外液滲透壓恢復正常細胞外液滲透壓恢復正常細胞外液滲透壓細胞外液滲透壓( (一一) )抗利尿激素抗利尿激素(ADH)-9(ADH)-9肽激素肽激素 下丘腦視上核下丘腦視上核, , 室旁核室旁核神經垂體神經垂體下丘腦下丘腦感受器感受器左心房左心房感受器感受器頸動脈及主動頸動脈及主動感受器感受器ADH的主要作用的主要作用 增加腎遠曲小管和集合管對水的重增加腎遠曲小管和集合管對水的重吸收，調節(jié)水代謝，維持體液滲透壓吸收，調節(jié)水代謝，維持

17、體液滲透壓作用機制作用機制ADH +上皮細胞表上皮細胞表面受體面受體ACATPcAMP膜蛋白膜蛋白磷酸化磷酸化水通道水通道開放開放+( (二二) ) 醛固酮（鹽皮質激素）醛固酮（鹽皮質激素）分泌分泌：腎上腺皮質球狀帶：腎上腺皮質球狀帶作用作用：促進腎遠曲小管和集合管促進腎遠曲小管和集合管排排K K+ +和和H H+ +、排排K K+ + 、排、排H H+ + ，增加血，增加血容量容量( (排鉀保鈉排鉀保鈉) )總的作用總的作用：作用機制作用機制：入細胞核入細胞核轉錄和合成轉錄和合成醛固酮誘導蛋白醛固酮誘導蛋白腎小管上皮細胞膜上腎小管上皮細胞膜上的鈉泵運轉的鈉泵運轉腎小管對腎小管對NaNa+ +

18、重吸收重吸收1. 1. 腎素腎素- -血管緊張肽系統(tǒng)血管緊張肽系統(tǒng)( (活性活性, , 醛固酮分泌醛固酮分泌) ) 醛固酮分泌醛固酮分泌3. 3. 血血NaNa+ + : : 血血NaNa+ + 醛固酮分泌醛固酮分泌NaNa+ +/K/K+ + 比值比值醛固酮分泌醛固酮分泌NaNa+ +/K/K+ + 比值比值醛固酮分泌醛固酮分泌2. 2. 血血KK+ + ：血：血KK+ + 醛固酮分泌影響因素醛固酮分泌影響因素第五節(jié)第五節(jié) 鈣、磷代謝鈣、磷代謝v 鈣、磷的含量和分布鈣、磷的含量和分布v 鈣、磷的生理功能鈣、磷的生理功能v 血鈣和血磷血鈣和血磷v 鈣磷的吸收與排泄鈣磷的吸收與排泄v 鈣磷代謝的

19、調節(jié)鈣磷代謝的調節(jié)一、鈣、磷的含量和分布一、鈣、磷的含量和分布含量含量 鈣鈣 2% 7002% 7001400g 1400g 磷磷 0.8%0.8%1.2% 4001.2% 400800g800g( (占成人體重占成人體重) )鈣、磷是人體含量最豐富的無機元素鈣、磷是人體含量最豐富的無機元素磷磷骨、牙骨、牙：85%體液、軟組織：體液、軟組織：15%鈣鈣羥磷灰石結晶羥磷灰石結晶無定形磷酸鈣沉淀無定形磷酸鈣沉淀體液鈣體液鈣不擴散鈣不擴散鈣: 與蛋白質結合與蛋白質結合可擴散鈣可擴散鈣骨、牙骨、牙(99%)(99%)分布分布游離鈣游離鈣(Ca2+)難離解化合物難離解化合物磷磷 鈣鈣二、鈣、磷的生理功能

20、二、鈣、磷的生理功能1. 1. 構成骨和牙的主要成構成骨和牙的主要成分，起支持和保護作用分，起支持和保護作用2. 2. 第二信使作用第二信使作用5. 5. 降低神經肌肉興降低神經肌肉興奮性奮性1. 1. 參與成骨參與成骨2. 2. 參與核苷酸和核酸的組成參與核苷酸和核酸的組成3. 3. 參與體內糖復合物的合成參與體內糖復合物的合成 4. 4. 參與輔酶參與輔酶( (基基) )的組成的組成5. 5. 參與酶的共價修飾參與酶的共價修飾6. 6. 磷酸根參與絕大多數(shù)磷酸根參與絕大多數(shù) 代謝過程代謝過程 7. 7. 構成體內緩沖體系構成體內緩沖體系生生 理理 功功 能能4. 4. 增強心肌的收縮，與增

21、強心肌的收縮，與K+K+相拮抗相拮抗3. 3. 參與血液凝固參與血液凝固吸收吸收三、鈣磷的吸收與排泄三、鈣磷的吸收與排泄 食物食物鈣鈣 磷磷腸道腸道血管血管骨骼骨骼成成 骨骨溶骨溶骨腎腎糞便糞便 排泄排泄重吸收重吸收60%80%磷磷20%鈣鈣尿尿排泄排泄80%鈣鈣202040%40%磷磷鈣鈣十二指腸十二指腸和空腸和空腸鈣鈣磷磷小腸上段小腸上段磷磷3.3.鈣、磷吸收的影響因素鈣、磷吸收的影響因素 ：鈣鈣1,25-(OH)1,25-(OH)2 2D D3 3( (主要主要) )：促進腸對鈣磷的吸收促進腸對鈣磷的吸收酸性條件：酸性條件：利于吸收利于吸收( (鈣鹽溶解度增加鈣鹽溶解度增加) )年齡年齡

22、: : 成負相關成負相關草酸、磷酸等草酸、磷酸等與鈣結合成不溶性鈣鹽，與鈣結合成不溶性鈣鹽， 阻礙鈣的吸收阻礙鈣的吸收與食物中鈣磷比例有關與食物中鈣磷比例有關( (應應1:11:11:1.2)1:1.2)磷磷酸性條件酸性條件利于吸收利于吸收鈣、鎂、鐵等離子過多時，易與磷酸根結合成鈣、鎂、鐵等離子過多時，易與磷酸根結合成不溶性鹽影響吸收不溶性鹽影響吸收1,25-(OH)1,25-(OH)2 2D D3 3四、血鈣和血磷四、血鈣和血磷( (一一) )血鈣血鈣( (指血漿鈣指血漿鈣) )游離鈣游離鈣難解離鈣難解離鈣45%45%蛋白結合鈣蛋白結合鈣(50%)(50%) 可擴散鈣可擴散鈣不擴散鈣不擴散鈣

23、 成人成人: 2.25: 2.252.75mmol/L 2.75mmol/L 兒童兒童: 2.5: 2.53.0mmol/L3.0mmol/LCaCa2+2+ + + 血漿蛋白質血漿蛋白質 血漿蛋白結合鈣血漿蛋白結合鈣HCOHCO3 3- -HH+ + 當血當血CaCa2+2+0.9mmol/L 對骨和對腸的間接作用對骨和對腸的間接作用總效果總效果: : 升高血鈣和升高血鈣和降低血磷降低血磷( (三三) )降鈣素降鈣素(CT)(CT)1 1. CT. CT合成分泌的調節(jié)合成分泌的調節(jié)合合 成：成：甲狀腺甲狀腺C C細胞細胞調節(jié)因素：調節(jié)因素：血鈣水平血鈣水平血鈣血鈣，CTCT分泌分泌本本 質：

24、質：3232肽肽血鈣血鈣，CTCT分泌分泌2 2、CTCT對鈣磷代謝的調節(jié)作用對鈣磷代謝的調節(jié)作用(1)(1)對骨的作用對骨的作用：抑制骨鹽溶解，促進成骨作用，抑制骨鹽溶解，促進成骨作用，減少骨釋出鈣磷減少骨釋出鈣磷(2)(2)對腎的作用：對腎的作用：抑制腎小管對鈣磷重吸收，促其排泄抑制腎小管對鈣磷重吸收，促其排泄(3)(3)對腸的作用：對腸的作用：抑制抑制1- 1- 羥化酶，減少羥化酶，減少1,25(OH)1,25(OH)2 2D D3 3合成，合成，間接抑制腸對鈣磷的吸收間接抑制腸對鈣磷的吸收總效果總效果: : 降低血鈣和血磷降低血鈣和血磷第六節(jié)第六節(jié) 微微 量量 元元 素素概念概念指在人

25、體內總含量低于體重萬分之一以下，指在人體內總含量低于體重萬分之一以下，每天需要量在每天需要量在100mg100mg以下的元素。以下的元素。人體必需的微量元素主要有人體必需的微量元素主要有1414種：種：鐵、碘、銅、鋅、氟、鉬、錳、硒、鈷、鐵、碘、銅、鋅、氟、鉬、錳、硒、鈷、鉻、鎳、釩、鍶、硅鉻、鎳、釩、鍶、硅鐵鐵是人體內含量最多的微量元素鐵是人體內含量最多的微量元素正常成人每日需鐵約正常成人每日需鐵約1mg1mg體內的鐵左右存在于血紅蛋白中，體內的鐵左右存在于血紅蛋白中，存在于肌紅蛋白，另有存在于肌紅蛋白，另有以鐵蛋以鐵蛋白和含鐵血黃素形式存于肝、脾及骨髓組白和含鐵血黃素形式存于肝、脾及骨髓組織中織中，稱，稱貯存鐵貯存鐵鐵主要來源于食物和體內血紅蛋白降解時釋放鐵的再利用鐵主要來源于食物和體內血紅蛋白降解時釋放鐵的再利用鐵的吸收主要在十二指腸及空腸上段鐵的吸收主要在十二指腸及空腸上段胃酸可促進鐵的吸收，維生素、谷胱甘肽能使胃酸可促進鐵的吸收，維生素、谷胱甘肽能