外科學總論/水、電解質代謝和酸鹼平衡的失調

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體液的主要成分是水和電解質。它分為細胞和細胞外液兩部分,其量隨性別、年齡和肥瘦而異。成年男性的體液量一般為體重的60%;成年女性的體液量約佔體重的55%。小兒的脂肪較少,故體液量所佔體重的比例較高,在新生兒,可達體重的80%。體內脂肪量隨年齡而增多,14歲以後,兒童的體液量所佔體重的比例即和成人相仿。

細胞內液量在男性約佔體重的40%,細胞內液絕大部分存在於骨骼肌群中。女性的肌肉不如男性的發達,故女性的細胞內液約佔體重的35%。細胞外液量均占體重的20%。細胞外液又可分為血漿和組織間液兩部分。血漿量約佔體重的5%,組織間液量約佔體重的15%。絕大部分的組織間液能迅速地和血管內液體或細胞內液進行交換,取得平衡,在維持機體的水和電解質平衡上,有著很大的作用。故又稱為功能性細胞外液。另有一小部分的組織間液僅有緩慢地交換和取得平衡的能力,雖也有著各自的生理功能,但維持體液平衡的作用甚小,故又稱無功能性細胞外液。結締組織水和所謂經細胞水的腦脊液關節液、消化液等都屬此種無功能性細胞外液。經細胞水由細胞的轉動、分泌活動所形成,其成分與血漿不同,在產量或丟量顯著增多時,也可引起不同類型的體液平衡失調。無功能性細胞外液一般僅占組織間液的10%左右,即體重的1%~2%。

細胞外液中最主要的陽離子是Na+,主要的陰離子是Cl 、HCO 3蛋白質。細胞內液中的主要陽離子是K+和Mg2+。主要陰離子是HPO24-蛋白質。細胞外液和細胞內液的滲透壓相等,一般為290~310mmol/L。

體液在正常情況下有一定的容量、分布和電解質離子濃度。機體必須保持它們的穩定,才能進行正常的新陳代謝。

體液平衡的調節 機體主要通過腎來維持體液的平衡,保持內環境穩定。腎的調節功能受神經內分泌反應的影響。一般先通過下丘腦垂體後葉抗利尿激素系統來恢復和維持體液的正常透壓,然後通過腎素醛固酮系統來恢復和維持血容量。但是,血容量銳減時,機體將以犧牲體液滲透壓的維持為代價,優先保持和恢復血容量,使重要生命器官的灌流得到保證,維持生命。

當體內水分喪失時,細胞外液滲透壓即有增高,刺激下丘腦-垂體後葉-抗利尿激素系統,產生口渴,增加飲水,以及促使抗利尿激素分泌增加。遠曲腎小管和集合管上皮細胞在抗利尿激素的作用下,加強水分的再吸收,於是尿量減少,保留水分於體內,使細胞外液滲透壓降低。反之,體內水分增多時,細胞外液滲透壓即降低,抑制口渴反應,並使抗利尿激素分泌減少,遠曲腎小管和集合管上皮細胞再吸收水分減少,排出體內多餘的水分,使細胞外液滲透壓增高。這種抗利尿激素分泌的反應十分敏感。血漿滲透壓較正常增減不到2%時,即有抗利尿激素分泌的變化,使機體的水分保持動態的穩定。

另方面,當細胞外液減少,特別是血容量減少時,血管內壓力下降,腎進球小動脈血壓也相應下降,位於管壁的壓力感受器受到壓力下降的刺激,使腎小球旁細胞增加腎素的分泌;同時,隨著血容量減少和血壓下降,腎小球濾過率也相應下降,以致流經遠曲腎小管的Na+量明顯減少。鈉的減少能刺激位於遠曲腎小管緻密斑的鈉感受器,引起腎小球旁細胞增加腎素的分泌。此外,全身血壓下降也可使交感神經興奮,刺激腎小球旁細胞分泌腎素。腎素催化存在於血漿中的血管緊張素原,使其轉變為血管緊張素I, 再轉變為血管緊張素Ⅱ,引起小動脈收縮和刺激腎上腺皮質球狀帶,增加醛固酮的分泌,促進遠曲腎小管對Na+的再吸收和促使K+、H+的排泌。隨著鈉再吸收的增加,Cl的再吸收也有增加,再吸收的水也就增多。結果是細胞外液量增加。循環血量回升和血壓逐漸回升後,即反過來抑制腎素的釋放,醛固酮的產生減少,於是Na+的再吸收減少,從而使細胞外液量不再增加,保持穩定。

酸鹼平衡的維持 正常人的體液保持著一定的H +濃度,也即是保持著一定的pH值(動脈血漿的pH值為7.40 +-0.05)。以維持正常的生理和代謝功能。人體在代謝過程中,既產酸也產鹼,故體液中H+濃度經常發生變動。但人體能過體液的緩衝系統,肺的呼吸和腎的調節的作用,使血液內H+濃度僅在小範圍內變動,保持血液的pH值在7.35~7.45之間。

血液中的HCO3和H2CO3最重要的一對緩衝物質。HCO3的正常值平均為24mmol/L,H2CO3平均為1.2mmol/L,兩者比值HCO3 / H2CO3=24/1.2=20/1。血漿內的碳酸濃度是由以物理狀態溶解的CO2及與水生成碳酸的量所決定。因體液中CO2主要是以物物理溶解狀態存在,H2CO3量很微小,可略而不計。故H2CO3可改用二氧化碳分壓(PCO2)及其溶解係數(0.03)算出。PCO2正常值為40mmHg,即H2CO3=0.03*40=1.2。這樣,HCO3 / H2CO3= HCO3/0.03*PCO2=24/1.2=20/1。只要HCO3 / H2CO3的比值保持為20/1,則血漿的pH值仍能保持為7.40。就酸鹼平衡的調節而言,肺的呼吸是排出CO2和調節血液中的呼吸性成分,即PCO2,也即調節血中的H2CO3。因此,機體的呼吸功能失常,既可直接引起酸鹼平衡紊亂,又可影響對酸鹼平衡紊亂的代償。腎的調節作用是最主要的酸鹼平衡調節系統,能排出固定酸和過多的鹼性的物質,以維持血漿HCO3濃度的穩定。腎功能不正常,既能影響酸鹼平衡的正常調節 ,也能引起酸鹼平衡紊亂。腎調節酸鹼平衡的機理是:①H+-Na+的交換;②HCO3重吸收;③分泌NH3與H+結合成NH+4排出;④尿的酸化而排出H+。

水電解質代謝和酸鹼平衡失調的防治原則 體液代謝和酸鹼平衡失調常常是某一原發病的伴發現象或結果。應及時採取措施以預防這類失調的發生。一般可每日靜脈滴注5%~10%葡萄糖溶液約1500ml,5%葡萄糧鹽水約500ml, 10%KC130~40ml,補充每日需要的水和葡萄糖,以節約蛋白質分解代謝,避免過量脂肪燃燒時可能發生的酮症酸中毒。對發熱的病人,一般可按體溫每升高1C0,從皮膚喪失低滲體液約3~ 5ml/kg 的標準增加補給量。中度出汗的病人,喪失體液約500~1000ml(含NaC 11.25~ 2.50g);大量出汗時,喪失體液約1000~1500ml。氣管切開的病人,每日自呼吸蒸發的水分比正常的多2~ 3倍,計1000ml左右。均需在補液時增加補給。有關手術前後的補液問題 ,可參見第九章。

體液代謝和酸鹼平衡失調的治療應隨失調的類型而定。總的治療原則是解除病因、補充血容量和電解量,以及糾正酸鹼平衡失調等。應補充當日需要量、前1日的額外喪失量和以往的喪失量。但是,以往的喪失量不宜在1日內補足,而應於2~3日,甚至更長時間內分次補給,以免過多的液體進入體內,造成不良後果。

必須強調指出,各種輸液、補充電解質或調整酸鹼的計算公式,只是作為決定補液的量和質的一種參考,而不應視為一種絕對的法則。只要原發疾病能夠解除,體液的繼續喪失得到控制或補償,又能補充液體使血容量和體液的滲透壓有所恢復,機體自身具有的調節能力,便能使體液代謝和酸鹼平衡逐漸恢復。因此,在治療過程中,應該密切觀察病情的變化,及時調節用藥種類、輸液速度和輸液總量。

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