水、电解质代谢紊乱

(一)脱水

1.脱水的概念 脱水是指液体总量尤其是细胞外液量的减少。是由于摄入不足和(或)损失量过多所致。脱水除损失水分外,l还损失钠、i钾和其他电解质。

2.脱水程度即发病后累积的体液损失量。脱水程度分为三度;①轻度脱水,l损失液体量约为50ml/kg;②中度脱水,l约为50~100ml/kg;③重度脱水,l约为100~120ml/kg。

3.脱水的性质是指体液渗透压的改变,l渗透压又与电解质有直接关系。在脱水时,l水和电解质均有丢失,l但是不同原因所引起的脱水,1其水和电解质(主要是钠)的丢失比例可不同,l因而导致体液渗透压的不同改变。根据脱水时体液渗透压的不同,l将脱水分为等渗性脱水、i低渗性脱水和高渗性脱水。其中以等渗性脱水最为常见,l其次为低渗性脱水,l高渗性脱水少见。钠是构成细胞外渗透压的主要成分,l常以血钠浓度来判断细胞外液的渗透压。

(1)等渗性脱水:i水和电解质(主要是钠)成比例地损失,l体液渗透压保持在正常范围,l血清钠浓度为130~150mmol/L。由于各种不同原因所致的脱水,l其失水和失钠的比例可不相同,l但如其比例相差不大时,l通过肾脏调节、i渴感及抗利尿激素的调节,l使体液维持在等渗状态,l因而等渗性脱水在临床上是较为常见的脱水类型。等渗脱水时,l体液的主要变化为细胞外液的容量减少,l循环血量减少,l细胞内液的容量无明显变化。细胞外液和细胞内液的渗透压虽然保持正常,l但细胞外液的丢失在临床上仍可出现口渴、i皮肤弹性减低,l嘴唇干燥,l眼窝和囟门凹陷;重度还可出现血压下降等循环衰竭的表现。

(2)低渗性脱水:i脱水时的体液渗透压低于正常,l失钠的比例大于失水,l血清钠浓度<130mmol/L。多见于营养不良、i长期腹泻、i使用利尿药后,l或在治疗脱水过程中输入大量葡萄糖溶液纠正失水而输入含钠液较少,l使失钠得不到补充,l渗透压始终低于正常。发生低渗性脱水时可由于细胞外液渗透压降低,l水向细胞内液转移,l细胞外液进一步减少。所以在失水量相等的情况下,l其脱水征比其他两种情况严重,l同时又因循环血量明显减少,l较易发生休克。低钠严重者可发生脑细胞水肿,l因而出现嗜睡,l甚至休克。

(3)高渗性脱水:i脱水时体液渗透压高于正常,l失水相对多于失钠,l血清钠>1150mmol/L。常见于饮水不足;高热、i大汗;呕吐、i腹泻、i胃肠道引流;口服或静脉输入含钠盐溶液过多。高渗脱水时,l细胞外液容量减少,l渗透压高于细胞内液,l水从细胞内向细胞外转移,l细胞内液减少。细胞外液的减少可以从细胞内液得到部分补偿。故在失水量相等的前提下,l高渗性脱水的脱水征比其他两种脱水为轻,l循环障碍的症状也较轻,l但严重脱水也可致休克-细胞内脱水,l引起黏膜和皮肤干燥,l烦渴,l高热,l烦躁不安,l肌张力增高甚至发生惊厥。严重高渗性脱水可致神经细胞脱水,l脑实质皱缩,l脑脊液压力降低,l脑血管扩张,l甚至血管破裂出血或脑血栓形成。

(二)钠代谢异常

低钠血症指血钠低于1351mmol/L。钠离子及其相应的阴离子所产生的渗透浓度占细胞外液总渗透浓度的95%,l低钠血症时细胞外液的渗透压降低。

低钠血症可见于钠丢失增多;如呕吐、i腹泻、i胃肠道引流、i出汗过多、i腹膜炎、i胰腺炎、i急性肾功能衰竭多尿期、i艾迪生病、i利尿药的过度应用、i糖尿病酸中毒等。

低钠血症的临床表现轻重不一,l病程较长的病人尽管病情重,l细胞内液电解质缓慢渗至细胞外液,l细胞内外液渗透压梯度降低而显得症状较轻,l如果低钠血症发生得迅速则症状会很重。新生儿及未成熟儿表现为呼吸不整或暂停、i嗜睡,l对周围环境反应淡漠。较大小儿多自述视力模糊、i疲乏、i淡漠、i定向力丧失、i头疼、i嗜睡、i甚至惊厥。临床上可见体重增加,l皮肤潮红、i唾液、i泪腺分泌增多或出现腹泻,l低钠血症开始时尿量增多,l但以后由于液量过多超过了肾脏的稀释功能,l出现尿量减少,l甚至无尿。

高钠血症指血钠高于1501mmol/L,l见于体内水缺少或钠摄人过多。当高钠时细胞外液渗透压增高,l细胞内液的水分渗至细胞外,l造成细胞内脱水。

常见于婴儿口渴而不能满足需要,l急性腹泻时失水多而失电解质少。患儿在治疗时医源性补充含钠液过多引起高钠血症。

高钠血症的临床表现主要表现为口渴、i呼吸增快、i呕吐、i心率加快,l严重者出现心力衰竭。早期有意识障碍,l不安、i嗜睡、i应激性增高、i烦躁、i共济失调,l重者肌肉震颤、i眼肌或面肌颤动,l颈强直,l脑膜刺激征、i角弓反张、i深部反射亢进,l甚至昏迷、i惊厥。

(三)钾代谢异常

1.低钾血症 血钾的正常范围为3.5~5.5mmol/L。

当血钾低于3.51mmol/L时称为低钾血症。症状轻重与血钾降低的速度及程度有关,l血钾低于3.01mmol/L时出现症状,l而慢性低钾症状较轻。

病因多见于钾的摄人量不足:i如长期饥饿、i禁食;胃肠丢失钾过多如呕吐、i腹泻、i吸收不良综合征、i缓泻剂的应用等;肾脏丢失钾过多如肾小管酸中毒、iBartter综合征等体内激素紊乱造成的丢钾;代谢性碱中毒时血中NaHCO3增高。Na+在肾小管被吸收,lK+、iH+需进行竞争性交换,l而当碱中毒时体内H+相对不足,lNa+、iH+交换减少,l主要通过Na+、iK+交换以对肾小管内过多的Na+进行交换,l使尿钾丢失,l细胞内外钾分布异常。

临床表现:i低血钾的临床表现不仅决定于血钾的浓度,l而更重要的是缺钾发生的速度。起病缓慢者,l体内缺钾虽然达到严重程度,l而临床症状不一定很重。一般当血清钾低于3.0mmol/L时即可出现症状。主要表现为肌肉软弱无力,l甚至出现呼吸肌麻痹或麻痹性肠梗阻,l腱反射、i腹壁反射减弱或消失;肾脏浓缩能力下降,l出现多尿,l重者有碱中毒症状;并可出现心律紊乱、i血压下降,l甚至发生心力衰竭。心电图为T波低宽出现U渡、iQT间期延长,lT波倒置以及ST段下降等。

2.高钾血症 高钾血症指血钾高于5.5mmol/L,l多见于排钾少或摄入钾增多。肾功能衰竭、i肾上腺皮质功能低下、i休克、i重度溶血以及严重压挤伤或由于输入含钾溶液速度过快或浓度过高,l急性肾功能衰竭伴有酸中毒易产生高钾血症,l输入库存血也易发高钾血症,l而各种原因引起的尿钾排出过少也是引起高血钾症的原因之一,l如醛固酮产生减少的艾迪生氏病等可使尿钾排出减少导致高钾血症。

高钾血症只反映细胞外液钾浓度增高,l并不意味着体内钾的总量增加,l不少高钾血症病人体内钾的总量正常,l甚至偏低。

临床表现:i高钾血症主要表现为心跳减慢而不规则,l室性早搏和心室颤动.甚至心搏停止。当血钾高至6~7mmol/L,1心电图即可出现高耸的T波;当高至8mmol/L时,lP波消失或QRS波群增宽;在12mmol/L时,l即可发生心室纤颤及心脏停搏。

【实验室检查】

钾和钠的测定:i目前最常用的实验方法之一是离子选择电极法(ISE),l它具有快速、i准确、i灵敏、i操作简便等特点,l但需要专用仪器和电投,l且泵管寿命短,l对基层单位带来经济上的困难。酶法不需要专用仪器且有较好的分析性能,l能跟日常生化一起在普通的生化分析仪上检测。离子选择电极法又分为直接法测定(标本不稀释)和间接法测定(标本稀释)。直接法直接用血清或全血,l准确性高,l但电极寿命短,l间接法用稀释的血清为样品,l准确性受稀释因素的影响。

1.电枉法(ISE)实验原理 样品和标准液送人电极管道。当被测离子接触电极、i发生迁移、i产生电势,l可根据电势产生大小测定离子浓度高低。Na电极用多维玻璃膜是永久性,lK电极用缬氢霉素膜。

【试剂】

以美国Beckman公司SYNCHRON1EL-ISE钾、i钠、i氯分析仪所用试剂为例:i

稀释液:iTris-磷酸盐0.15mol/L

参比液:i钠140.0mmol/L,l钾4.Ommol/L,l氯100.01mmol/L

二氧化碳10.01mmol/L,l钙2.01mmol/L,l锂1.01mmol/L

校正液:i开瓶后稳定30天,l不开封稳定至瓶上标注有效期。

【操作】

自动或半自动仪器都要严格按照操作说明进行,l注意以下几点;

①全血或血浆标本建议用肝素抗凝,l血清和血浆标本都应及时分离,l否则细胞内外离子的交换将影响测定结果的准确性。尿、i脑脊液标本应先离心再测定,l以保持电极的清洁。

②线形、i准确度和精密度:i好的电极钠和钾的线性可达100~2001mmol/L(尿10~2001mmol/L)和1.0~15.01mmol/L(尿2.0~2001mmol/L),l精密度CV<3%(尿小于5%)。

③校准:i校准对于ISE测定的准确性非常重要,l自动化高的仪器可以自动定时校准,l一般是二到三个水平浓度校正。半自动仪器也应按时校正。

④电极的维护保养:i电极的寿命跟测定标本数及维护保养有关,l要经常用厂家提供的清洁液冲洗流动池和电极头,l要避免测定样品中的纤维蛋白堵塞管道或沉积在膜表面。

⑤电极更换应严格按操作说明进行。冲洗和稀释用水要用去离子水,l避免水中离子的干扰。

2.酶动力学法 丙酮酸激酶法测定钾,lβ-半乳糖苷酶法测定钠。

【实验原理】

(1)钾的测定:i磷酸烯醇式丙酮酸和二磷酸腺苷(ADP)在钾依赖性丙酮酸激酶的作用下,l生成丙酮酸和三磷酸腺苷(ATP),l生成的丙酮酸和还原型辅酶Ⅰ(NADH)在乳酸脱氢酶的作用下,l生成L-乳酸和氧化型辅酶Ⅰ。NADH的下降速率与标本中的钾离子浓度成正比,l在340nm处监测NADH吸光度的变化,l可计算出离子的含量。

(2)钠的测定:i邻硝基苯-β,lD-半乳糖苷在钠-依赖性β-半乳糖苷酶作用下,l生成邻硝基苯酚和半乳糖,l邻硝基苯酚生成速率与标本中的钠离子浓度成正比,l在405nm波长处监测邻硝基苯酚吸光度的变化,l可以计算出钠离子的含量。

【试剂】

德国宝灵曼公司生产的试剂盒,l均为双试剂。

标准液:i第一标准 K112.5mmol/L,lNa11140mmol/L;

第二标准 K 8.0mmol/L,lNa11751mmol/L。

【仪器】

适用于较大型的全自动生化分析仪。

【实验操作】

以仪器说明书为准。

【参考值】

血清钠135~145mmol/L11血清钾3.5~5.51mmol/L

尿钠1130~260mmol/24h 尿钾25~1001mmol/24h

(四)钙代谢异常

低钙血症常见于甲状旁腺功能减退、i维生素D缺乏性佝偻病、i慢性肾功能不全、i胃肠吸收不良综合征、i急、i慢性肾功能衰竭等。主要临床表现为神经肌肉应激性增高,l婴幼儿全身抽搐,l年长儿多为手足抽搐。

当血清钙高于10.5mmol/L时称为高钙血症,l儿科目前已很少见到。在甲状旁腺功能亢进、i维生素D中毒时常常症状不明显而在体检时发现肾结石、i软组织钙化。临床表现主要为神经肌肉应激性降低,l肌张力减低,l出汗多、i夜睡不宁,l淡漠。严重高钙可有呕吐、i腹痛、i高血压、i肾功能衰竭等。

血清离子钙(iCa2+)也称游离钙,l是具有生理活性的钙。它比总钙(TCa2+)更能反映机体内钙的代谢情况,l对疾病具有更高的诊断价值。可疑新生儿低钙血症时,l应测定iCa2+,l如出现并发症更应经常测定。

【实验室检查】

方法一:i邻甲酚酞络合酮比色法(OCPC)

原理;邻甲酚酞络合酮是一种酸碱指示剂,l属于金属络合染料,l在酸性、i中性环境中无色而在碱性环境中呈紫色,l钙与邻甲酚酞络合酮在pH值11.0环境下生成紫红色Ca-邻甲酚酞络合酮,l在575nm之处比色,l同时加入8-羟基喹啉消除镁的干扰。

注意事项:i

(1)此反应对pH值敏感。中、i酸性,l邻甲酚酞络合酮无色;碱性,l呈紫红色。pH值10.5~12之间此反应敏感性好,l所以反应选用pH值11.0为宜。

(2)8-羟基喹啉络合Mg2+.去除Mg2+干扰,lMg2+也可与邻甲酚酞络合酮反应。

(3)本法对Ca非常敏感,l所以器皿一定保持洁净。

(4)本法用肝素抗凝血,l不能用Ca螯合剂和草酸盐抗凝。

(5)胆红素、i蛋白质、i无机磷对测定结果无影响。脂血有影响,l需用血清(样品)做空白消除其浊度影响。

(6)适合自动化分析仪,l是目前较常用的方法。

方法二:i偶氮胂Ⅲ比色法

在中性、i酸性溶液中,l偶氮胂Ⅲ呈玫瑰红色,l与Ca2+结合,l形成紫兰色复合物,l与同样处理的钙标本,l在660nm处比色,l可求得血钙浓度。

注意事项:i

(1)胂Ⅲ是有毒物质,l一旦污染皮肤需要用大量水冲洗。

(2)溶血和胆红素无干扰,lHb120g/L,lBiL120mg/L可无影响,l脂血可产生正干扰。所以需要加血清空白。

(3)本法呈色稳定,l抗干扰力强,l适合新生儿溶血症的标本。

(4)可用肝素抗凝,l螯合剂、iEDTA、i草酸盐不能用于此法。

(5)接受EDTA治疗的血清不能用此法测定。

方法三:i离子钙的测定

原理:i离子选择电极法Ca2+离子选择电极膜与Ca2+结合,l若ca2+在膜内、i外两面分布不均,l将产生跨膜电位,l因电极内[Ca2+]恒定,l所以膜电位变化与样品中[Ca2+]成比例。

【参考值】:i儿童1.18~1.35mmol/L(4.7~5.4mg/dL)

成人1.13~1.30mmol/L(4.5~5.2mg/dL)

操作方法:i不同型号的仪器操作有差异,l基本操作如下:i

(1)活化电极:i用含低浓度待测离子及离子强度调节剂活化电极。一般开机需15~30min。

(2)校准;用含两个水平浓度的校准液。校准电极响应的浓度斜率,l并由此根据样品测定的电极电位计算出iCa2+浓度。

(3)测定质控液:i通过质控看是否存在误差。

(4)测定样本。

(5)清洗:i用清洗液或蒸馏水冲洗管道和电极,l防止纤维蛋白吸附,l造成堵塞或电极响应斜率下降。

【注意事项】:i

(1)病理条件下iCa2+与TCa2+不采用经验公式互相换算。

(2)测离子钙最好用血清标本,l因为抗凝剂可降低[Ca2+]

肝素浓度达30U/mL,l可使[Ca2+]下降3%~5%。

(3)非扩散型钙可随清蛋白增减而改变,l当清蛋白↓,l血钙↓,l但不影响ECa2+]

(4)Ca2+随pH值改变而波动。pH↓[Ca2+]↑pH↑[Ca2+]↓,l故采用试管加塞,l可防止二氧化碳丢失、ipH值升高。

(五)镁代谢异常

血镁正常参考值为:i0.67~1.04mmol/L(1.64~2.52mg/dl)。

血清镁<0.67mmol/L时称为低镁血症,l低血镁不常见,l但能引起惊厥。低钙性惊厥患儿用足量钙剂治疗后,l惊厥仍持续存在时,l应考虑低血镁。镁是细胞内的电解质,l参与一些酶的合成与释放,l血清镁降低可以使PTH的合成与释放受到影响。

低镁常见于:i镁摄入不足或丢失过多的肠道疾病如长期饥饿、i腹泻等;长期应用利尿剂或急性胰腺炎、i糖尿病酮症酸中毒时也可见血镁偏低。

【临床表现】

主要为神经肌肉兴奋性增强,l如反射亢进、i肌肉震颤、i手足抽搐,l新生儿可出现惊厥。少数病例可出现心动过速和室性早搏等心电图改变。

血清镁高于1.041mmol/L称为高镁血症,l常见于肾功能不全时镁尿中丢失减少;医源性大量口服镁剂进行消化道灌肠或治疗高血压等。脑脊液镁降低见于病毒性脑炎及局部缺血性脑病。可出现嗜睡、i腱反射消失。甚至可以出现呼吸抑制、i呼吸肌麻痹,l心电图可出现房室传导或室性传导阻滞。

【实验室检查】

测定镁的方法很多,l概括起来有比色法、i荧光法、i离子层析法、i离子选择电极法、i酶法、i原子吸收分光光度法及同位素稀释质谱法等。其中同位素稀释质谱法(ID-MS)是决定性方法。原子吸收分光光度法是参考方法,l这些方法虽然准确但操作复杂,l不适用于常规实验室和自动分析,l比色法是应用最广泛的方法。

1.甲基麝香草酚蓝比色法

【原理】

血清中的钙、i镁离子在碱性溶液中与甲基麝香草酚蓝染料结合生成蓝紫色复合物。加入EDTA可掩蔽钙离子的干扰。与同样处理的镁标准液进行比较,l求得血清镁的含量。

操作可参见各试剂盒说明书。

【注意事项】

(1)溶血标本对测定有干扰,l故应避免。

(2)EDTA是一个金属络合剂,l在碱性条件下能络合钙而不络合镁。试剂缓冲液中往往加入EDTA可掩盖钙的干扰。

(3)本法能用于自动化分析仪终点法测定。

2.Calmagite染料比色法

【原理】

血清中镁在碱性条件下与Calmagite染料结合生成紫红色络合物,l颜色的深浅同镁的浓度成正比。加人EGTA可掩盖钙离子的干扰,l此法是目前较常用的方法。

【试剂】

(1)calmagite染料溶液:i将1-(羟基-4-甲基-2-苯偶氮)-2萘酚-4-磺酸染料400mg溶于11000ml去离子水中;

(2)碱性溶液:i将氢氧化钠7g、iEGTA1.5g、i3-环己胺-1-1-丙烷磺酸(CAPS)79g,l氯化钠990mg溶于11000ml去离子水,l再加Triron1X-10012ml,l三乙醇胺56ml,l混匀储存于室温。

(3)氯化锶溶液:i称取氯化锶(AR)1.28g溶于100ml去离子水中。

(4)显色应用液:i临用前将Calmagite染料溶液10份、i碱性溶液10份、i氯化锶溶液1份加水80份混合,l用1mol/L氢氧化钾溶液调制成pH值11.5±0.02,l置冰箱保存,l可应用2周。

参考范围:i儿童0.60~0.781mmol/L

成人0.70~1.10mmol/L

附注:i本法适用于自动化分析仪。采血后应尽快分离血清,l红细胞内的镁大约是血浆的3倍,lMg在细胞内是游离的,l因此溶血标本不能用做镁的分析。枸橼酸盐、i草酸盐或EDTA会和Mg发生整合,l故不能用这些化合物抗凝。

3.异柠檬酸脱氢酶法

【原理】

镁离子激活异柠檬酸脱氢酶,l催化生成a-酮戊二酸,l同时NADP+被还原成NADPH。在340nm产生吸光度与血清中镁离子成正比。

【试剂与操作】

反应类型为两点法,l全自动生化分析仪测定参数可参考试剂说明书。

附注:i本接且右以下优点:i

(1)线性可达20mmol/L,l尿标本无需稀释。

(2)钙离子不会干扰测定。

(3)不受胆红素(>500μmol/L)、i血红蛋白(30.8μmol/L)、i脂血(TG>40mmol/L)以及EDTA的干扰。即适用于全自动生化分析仪又可用于常规操作。