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肾脏的水、钠代谢
顾勇
人体的内环境稳定是生命活动能持续进行的重要前提。体液恒定是内环境稳定的一个重要方面。包括体液的容量，电解质浓度的分布和组成，渗透压和酸碱等在不同的器官和组织保持一定范围的相对稳定。该过程依赖许多重要的生理机制和各个器官功能的完整性来调控。许多疾病状态所引起的机体各系统和器官的生理障碍影响体液的变化，最终导致临床上的水、电解质酸碱平衡紊乱。体液的紊乱反过来又进一步影响到组织和器官的正常生理功能。深入认识体液恒定的调控机制及病理过程，有助于临床医师对水、电解质、酸碱平衡紊乱作出较准确的判断，以提高治疗水平。
一、水钠代谢
（一）正常体液的组成和分布
体液总量占体重的百分比随年龄、性别、胖、瘦的不同而有所不同。男性约占体重的55％～60％，女性约为45％～55％，随年龄增加比值有所下降。新生儿可占到体重70％。
体液由二部分组成：细胞内液(ICF)约占：2/3，细胞外液(ECF)占1/3，后者包括组织间液和血浆。ICF内的主要阳离子是K+和Mg2+，主要阴离子是蛋白质和有机磷酸盐。ECF内的主要阳离子是Na+，主要阴离子是Cl-及HCO-3。体液内部的交流包括血浆与组织间液之间的交换，依赖于静水压和胶体渗透压；细胞内外之间的交流依赖位于细胞膜上不同的离子泵的主动转动及跨细胞膜的电化学渗透压梯度的被动弥散。与外界交流则通过胃肠道、肾脏、皮肤及呼吸道完成。
（二）正常水钠代射与调节
人体水的入量由摄入食物和饮料及体内物质代谢所产生内生水二部分组成。水的排泄主要通过肾脏，少部分通过皮肤、呼吸及粪便排出。钠的摄入来之食物，大部分由肾脏排出，粪便中少量(腹泻时除外)。另有很少部分通过出汗排出。
水钠代谢的调节部位主要在肾脏，受全身及局部许多因素影响，如有效循环血容量变化，血渗透压改变，手术、麻醉、某些药物、肾的血流量等。许多血管活性因子、激素等在不同程度上调节肾脏对水钠代谢，包括抗利尿激素，肾素-血管紧张素-醛固酮系统、心房肽、激肽、内皮素、一氧化氮、前列腺素等。此外交感神经也参与其中。渗透压的变化尚可通过影响人体口渴中枢，调节水的摄入。
（三）低钠血症
在诊断低钠血症时、首先须除外假性低钠血症，大都由于高脂血症或高血清总蛋白所致。
根据体液量的多少，低钠血症一般分为容量低下及过多二类。前者称为失钠性低钠血症；后者又分为总体水过多及总体钠过多二种。
失钠性低钠血症钠的丢失主要从胃肠道和肾脏：如腹泻、呕吐，胃肠道造瘘引流，失盐性肾炎，肾上腺皮质功能减退等。总体水过多（又称稀释性低钠血症）的常见原因是肾脏排水障碍，见于ADH分泌异常综合征(SIADH)。在短时间内大量摄入水也可导致。总体钠增多类型主要为水钠潴留，而水潴留大于钠潴留，临床上常见于充血性心衰，肝硬化失代偿、肾病综合征等。
低钠血症的临床表现为低渗透压所致。在失钠性低钠血症，可出现循环容量不足的表现，如血压下降等。容量过多型则有水肿等表现。低渗透压主要影响神经系统，表现类似代谢性脑病，严重程度取决于血钠下降的程度和速度。轻者表现为表情淡漠、头痛、纳差，视力模糊等，渐出现肌痉挛，运动失调，严重时发展为谵妄、惊厥、抽搐及至昏迷。
治疗根据三种不同类型分别对待。失钠性低钠血症除治疗原发病外，主要为补钠治疗，补充途径及补充量根据病情及钠丢失的程度。如严重患者出现循环障碍，应同时予以积极纠正。水过多型，如SIADH治疗为限水摄入，增加肾脏排水，可在输注高渗盐水同时予以速尿。对于同时有水钠潴留患者，由于原发病大都较重较复杂。治疗较困难，应加强对原发病的治疗和控制，根据病变的严重程度制订方案。并根据病情变化作及时的调整。包括适当限水，合理利尿，严重低钠时可考虑暂时予高渗盐水。
（四）高钠血症
根据容量的减少或增多分为脱水及高容量二类。前者的病因主要为水的摄入不足及肾脏排水过多：如尿崩症，渗透性利尿及肾浓缩功能障碍(小管间质病变)。后者的主要原因为钠排泄障碍(或钠重吸收过多，如肾上腺皮质功能亢进)。短期摄入大量高钠液体也可导致(称为盐中毒)。
高钠血症的临床表现为高渗所致，主要为神经系统症状，严重失水可有低容量的表现。临床症状的严重程度与血渗的升高幅度明显相关。早期轻者表现为嗜睡、乏力、烦躁，渐出现不安，易激惹、震颤、共济失调，进一步发展为抽搐，强直性肢体痉挛，昏迷甚至死亡。
尿渗的测定有较高的病因鉴别诊断价值。高尿渗表明原因为水摄入不足或渗透性利尿，反之，可能原因为尿崩症，此时如予AVP后尿渗增加。提示为中枢性尿崩症，如无明显改变，则为肾性尿崩症。
治疗根据不同病因，脱水型主要为补充足量的水分；盐中毒则补水利钠同时进行。必须注意：高钠的纠正不宜过快，否则易出现等渗性脑水肿。
二、钾代谢
（一）正常钾代谢
体钾大部分在细胞内液(约为总钾的98％)。为胞内的主要阳离子。钾在细胞内外之间的转运由 Na+-K+-ATP酶及钾通道完成。钾的生理功能主要为：参与新陈代谢，特别是合成代谢；维持细胞的渗透压；调节酸碱平衡；维持细胞的应激性，主要是神经、肌肉细胞(K+是跨膜静息电位的建立与动作电位产生的基础)。
钾摄入来之于食物，90％在小肠吸收，大部分由肾脏排泄(占90％)，余下通过肠道，极少量通过皮肤出汗排泄。
钾代谢的调节由肾外及肾两部分完成，前者主要调节钾在细胞内外之间的转运，以维持正常的血钾浓度。参与调节的主要激素为胰岛素及儿茶酚胺，该过程也受某些病理状态的影响，如pH、渗透压等的变化。肾脏根据钾的摄入量。调节钾的排泌。该过程主要在远端小管完成，远端小管既有钾的分泌又有重吸收，且与钠的重吸收密切相关，从而决定了尿钾的排泄。肾脏排钾受盐皮质激素，身体酸碱平衡状况，及小管液的流速，GFR的变化及到达远端小管阴离子的性质等有关。
（二）低血钾
低血钾的原因为：钾摄入减少，排钾增加及胞外钾异常使向胞内转移增高。有时三者可相互重叠。钾摄入减少见于较长期的禁食厌食患者，忽视钾的补充。排钾增加的途径主要是胃肠道及肾脏：前者最常见的原因是呕吐、腹泻、肠瘘等；肾脏失钾的原因包括利尿剂，盐皮质激素过多， I或II型肾小管酸中毒等。大量出汗及严重烧伤患者皮肤失钾明显增加，易致低血钾。钾向胞内异常转移增加的常见原因：胰岛素作用，碱中毒，低钾周期性麻痹，钡中毒等。
低血钾的临床症状主要累及神经肌肉系统；包括呼吸肌及心肌，出现肌无力，软瘫，呼吸困难，吞咽困难等。神经系统症状可有精神抑郁，嗜睡，表情淡漠等。心脏可出现多种心电图异常：Q-T延长，T波低宽，U波出现，房室传导阻滞及各种其它心律失常。长期低钾可导致失钾性肾病，表现为尿浓缩功能障碍，儿童可出现生长障碍。
低血钾的治疗首先明确严重程度是否危及生命。如呼吸肌的麻痹，严重心律紊乱等。如出现必须予以紧急救治。原发病因如有可能必须予以去除。积极纠正其它电解质紊乱及酸碱紊乱。钾的补充途径及补充量应根据病情决定，经者可予口服补充，病情重者或进食困难者予静脉补充(不能静推)。补钾过程需注意尿量，有无同时用利尿剂等(特别是保钾利尿剂)以避免补钾过多过快而引起高血钾。
（三）高钾血症
在明确诊断以前，需除外假性高钾血症，如采血时止血带结扎时间过长，血标本溶血或凝血等。
高钾血症的病因除钾进出不平衡外。第三类原因也是钾在细胞内外的异常转运。钾的过度摄入伴肾功能减退时易出现高钾血症。高血钾的最常见原因是肾脏排钾减少、见于急慢性肾功能衰退，IV型肾小管酸中毒，保钾利尿剂的长期过度应用，肾素-血管紧张素-醛固酮系统活性低下或受到抑制(伴肾功能减退时易发生)等。钾的细胞内外异常转运所致高血钾的原因有：胰岛素缺乏，酸中毒，洋地黄中毒，家族性高钾性周期麻痹，组织缺氧或损伤，某些药物，肿瘤化疗后的溶瘤综合征，横纹肌裂解症等。
高血钾的临床表现主要累及神经肌肉和心血管，早期表现为肢体异常、麻木、肌肉酸痛，严重者出现呼吸吞咽困难，松弛性四肢瘫痪。心电图的改变有：Q-T缩短，T波高尖，P-R间期延长，P波消失，QRS变宽，心室扑动，颤动等。
高钾是内科急症之一。治疗为紧急处理及加强排钾二部分。前者包括对抗钾的心脏毒性及将钾从胞外移至胞内。采用钙剂、碱性药物、胰岛素等。排钾措施有排钾利尿剂、树脂、泻剂等。所有患者必须暂停钾的摄入。透析疗法(血透和腹透)对高血钾有明显疗效，有条件可积极采用。
三、酸碱平衡及其异常
（一）正常酸碱平衡的调节
人体绝大部分情况处于酸负荷过多状态，成年人平均每天产酸约40～50mmol，来源于摄入食物及体内代谢。酸碱平衡的调节由三大体系完成：缓冲对体系、呼吸系统及肾脏。细胞外液的缓冲对主要为HCO-3/H2CO3，少数为磷酸缓冲对，细胞内则为蛋白质缓冲体系。酸负荷进入体内后，首先由缓冲对中和形成CO2由呼吸系统排出体外。肾脏通过肾小管的作用，重吸收滤液中大量的HCO-3，以保证体内的碱储不从肾脏丢失；通过可滴定酸(主要为磷酸)排泌H+，通过铵的形成及排泌再生由于缓冲酸性物质而消耗的碱储。三大系统中起效最快的是缓冲体系，但作用程度有限。呼吸系统起效次于缓冲体系，但作用时间和程度均较强。肾脏起效最慢，但作用最持久，最彻底。
常用判断酸碱失衡的临床指标
1．pH：
判断血液的酸碱度的指标，是血液氢离子浓度的负对数值。正常：7.35～7.45。计算值为：
pH = 6.1+log [HCO-3]/PCO2
pH升高，提示为碱中毒，降低则表示为酸中毒。pH正常，临床上可有三种情况：①存在酸碱平衡紊乱，但处于充分代偿②存在混合性酸碱平衡紊乱③无酸碱平衡紊乱
2、标准碳酸氢根(SB)和实际碳酸氢根(AB)：
SB指在标准条件下(38℃，PaCO2 5.33kPa，完全氧合Hb)所测的HCO-3浓度，AB为实测的HCO-3，正常情况AB＝SB。AB＞SB提示存在呼酸，AB＜SB提示存在呼碱，AB与SB同步增加，提示代碱，同步减少提示代酸，两者正常值为24mmol/L(22～27mmo1/L)。
3、缓冲碱(buffer base, BB)：
指血中能作为缓冲的总碱量，是反映代谢性酸碱失衡的指标之一。 BB包合了全部缓冲阴离子的总量：HCO-3，血浆蛋白，血红蛋白，磷酸盐等。根据测定标本分为全血BB及血浆BB，前者正常值为50mmol/L，后者为42mmol/L。
4、碱剩余(BE)：
指在标准条件下，滴定血标本使其pH恢复至7.40所需的酸或碱的量。加酸为正值，加碱为负值，BE表示该血标本的实测BB较在同样条件下测得的正常BB的差值。BE为正提示代碱，负值提示代酸。在呼吸酸碱紊乱时经过肾脏代偿后，BE亦可出现相应改变。 BE的正常值为-3～+3mmol/L平均为0，测定时需用实际血液Hb校正。
5、二氧化碳结合力(CO2CP) ：
指将系统的静脉血标本分离出血浆用40mmHg CO2分压气体平衡后，所测得的血浆CO2含量，表示体内HCO-3及碳酸的总CO2量，受代谢和呼吸的双重影响。正常值为50％～70％(容积％)，平均58％，或23～31mmol/L(平均27mmol/L)
6、二氧化碳分压(PaCO2)：
指溶解在动脉血中的二氧化碳所产生的压力。反映呼吸因素。正常为4.67～6.0kpa(3545mmog)，平均：5.33kPa(40mmHg)。
7、血氧饱和度50％时的氧分压(P50O2)：
反映Hb与氧的亲和力，正常为3.7kPa（26.8mmHg）。降低表示氧离曲线左移，不利于组织摄氧。增高表示右移，有利组织摄氧。pH降低，PaCO2增加，温度升高及2，3二磷酸甘油酸(2,3DPG)增加均使P50O2增加。反之出现相反变化。
8、阴离子隙(AG)：
细胞外液中末测定的阴离子(UA)与未测定的阳离子(UC)之差即为阴离子隙，由于呈电中性，Na++UC=Cl-+ HCO-3+UA所以AG＝UA-UC＝Na+-(Cl-- HCO-3)，正常值为12mmol/L，AG增高的临床意义远远大于减低，除少数与阴离子蛋白增多，未测定阳离子过少，如低钾，低镁或低钙等有关。大部分AG升高与代谢性酸中毒有关，是代酸分类的重要指标。
（二）酸碱平衡异常
1、代谢性酸中毒
原发于HCO-3减少的酸碱平衡紊乱称之为代谢性酸中毒。根据AG正常或升高，分为高AG性代酸及正常AG高氯性酸中毒二类，前者主要为尿毒症，乳酸酸中毒(缺氧及组织灌注不够所致)，酮症酸中毒(糖尿病及饥饿所致)及中毒(如乙醇)等。正常AG高氯性酸中毒，主要为肾脏酸化功能障碍，如肾小管酸中毒、肠道碱性液体丢失过多(腹泻，肠瘘等)及某些酸性物质输入过多所致(如HCl、NH4Cl精氨酸等)。
代酸时呼吸出现代偿，PaCO2下降。如完全代偿，可不出现血pH下降。
代酸的临床症状主要累及呼吸及心血管系统，表现为呼吸加深加快，外周血管扩张等。神经系统症状有烦躁不安、精神恍惚、嗜睡，甚至昏迷等。症状常常被原发病表现所掩盖。
治疗原则为控制原发病，碱性物质的补充及其它电解质紊乱的纠正。补碱时须注意酸中毒纠正不宜过快，否则易加重组织缺氧，加重原发病变。
2、代谢性碱中毒
原发因素为HCO-3的增多，由于呼吸代偿，可出现CO2潴留，PaCO2增高，代谢性碱中毒的持续维持与①细胞外容量减少②钾缺乏③PaCO2长期慢性升高④醛固酮增多或活性增强等有关。此外，碱性物质摄入增多，超过肾脏代偿能力时也会导致代碱。
代碱的临床表现不很典型，表现为呼吸浅慢，可有面部及四肢肌肉的抽搐。代碱时，血红蛋白对氧的亲和力加强，氧离曲线左移，才加重组织缺氧。
除积极治疗、控制原发病外，纠正代碱持续维持的因素非常重要。如细胞外容量减少者，积极补充生理盐水即可纠正(称为对氯反应的碱中毒)；钾缺乏者应积极予以补充；PaCO2的长期升高者应从改善通气，减少CO2潴留着手，严重碱中毒者可适当予酸性物质如氯化铵或盐酸精氨酸等。
3、呼吸性酸中毒
由于肺通气，弥散或肺循环功能障碍而致CO2潴留，血pH下降者称之为呼吸性酸中毒。
任何影响到呼吸系统正常功能的疾病，包括呼吸中枢病变，肺和胸部疾患导致CO2潴留，均为呼酸的原发病因。
呼酸的临床表现为缺氧和CO2潴留。急性患者主要表现为缺氧，慢性者以CO2潴留为主要表现。
临床上解除呼酸的最有效的办法是尽快恢复有效的呼吸功能。特别是急性患者，应保持呼吸道通畅，必要时应迅速采用人工呼吸，气管插管等辅助呼吸措施。对于慢性患者，应积极治疗原发病。严重酸中毒时可适当予碱性药物。
4、呼吸性碱中毒
由于肺过度通气，排出 CO2过多使PaCO2下降所致。主要由于呼吸中枢功能异常所导致，如疾病：代谢性脑病；中枢神经病变：脑炎、脑膜炎等；某些刺激呼吸中枢的药物。应用呼吸机时呼吸频率过快或潮气量过大亦可引起。
临床表现为碱中毒，低二氧化碳血症及组织缺氧。表现为神经肌肉兴奋性增高，肌肉颤动，四肢抽搐等。脑血管痉挛、血乳酸增加。
除治疗原发病外，可用含5％CO2的氧气吸入。在人工呼吸时调节呼吸频率，减少潮气量。
5、混合性酸碱平衡紊乱
临床上出现的酸碱平衡紊乱不同程度地表观为混合性。可以有各种不同的组合，病情复杂，给临床诊治带来一定的难度。从pH角度表现为互相加重的组合有呼酸+代酸，呼碱+代碱，表现为互相抵消的组合：代酸＋呼碱，呼酸＋代硷，代酸+代碱。
诊断上应紧紧抓住原有疾病，结合现有症状及实验室检查结果。治疗应抓住患者的主要问题，治疗和控制原发疾病，积极排除或纠正许多可逆性的问题，同时注意纠正其它水、电解质代谢紊乱。
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