体液渗透压平衡
出处:按学科分类—医药、卫生 军事医学科学出版社《临床实用补液手册》第15页(2467字)
一、渗透压的概念
渗透压是由溶液中电解质及非电解质类溶质颗粒引起的,也即带电荷的离子对水产生的吸引力。半透膜是渗透压产生并存在的基本条件之一。所谓半透膜,是指只能允许溶剂分子通过而溶质分子不能通过的隔膜,当水和溶液被半透膜分隔时,可以发现水通过半透膜进入溶液,这种现象叫做渗透现象,而这种促进水流动的吸引力就叫做渗透压。人的细胞膜就是一种半透膜,它把细胞和细胞周围环境隔开,渗透现象就发生在细胞膜的两侧。
体液渗透压的大小与体液中单位容量内溶质的微粒数有关,溶质微粒多则渗透压增高,反之则低。这些溶质微粒也就是携带有阴、阳电荷的离子。当不同溶液被半透膜分开时,由于溶液中含有不同的溶质微粒数,水就从溶质微粒少的溶液通过半透膜进入溶质微粒多的溶液内。如无其他外力作用,直至半透膜两侧的单位容量中其溶质微粒数相等为止。这种渗透作用对于调节不同体液间隙之间水的分布是十分重要的,溶质的渗透性与溶质颗粒的大小成反比。
也有人提出渗透压机理是离子活动度的新概念。例如,当氯化钠溶解于水中时,不仅有钠离子和氯离子活动度降低,而且水分子的活动度也降低。氯化钠的浓度愈高,水的活动度下降愈大。所以两种不同浓度的氯化钠溶液被选择性渗透膜分隔时,水即从低浓度的溶液中流向高浓度溶液一边,膜两边活动度之差(浓度之差)等于两种溶液之间的渗压差,这种现象是决定水通过生物细胞膜的基础。
体液在血浆、组织间液和细胞内液的3个区间中,由于新陈代谢的结果,其浓度不断改变而产生渗压差,因此渗透现象不断地在各区间发生。在体液中起渗透作用的物质主要是电解质、血浆及组织间液的一些非电解质大分子,其中90%~95%源自于单价的钠、氯和碳酸氢根离子,所剩余的5%~10%由其他离子如葡萄糖、氨基酸、尿素及蛋白质等所构成。
临床上渗透压的单位是毫摩尔分子量/升(mmol/L)。需注意的是,有些溶质在水中不解离(如葡萄糖),有些溶质则解离。在解离的溶质中,有的一个分子解离为两个离子,如NaCl;有的则一个分子解离成三个离子,如CaCl2。溶液的渗透压取决于溶液中所含“离子颗粒”的多少,而不决定于颗粒的性质、大小和重量。电解质解离后的离子,如Na+、Cl-、Ca2+和HCO3-等与不解离的非电解质分子如葡萄糖的性质和重量虽各不同,但它们在溶液中每颗粒所引起的渗透压是相同的。因此,“毫渗透分子量”(mOsm)这一名词是代表各种离子和不解离的分子颗粒的概念,对于非电解质来说,1毫摩尔分子量/升(mmol/L)浓度的溶液其渗透压就等于1毫渗透分子量/升(mOsm/L)。这是因为非电解质物质在水中不能解离,在固体时为1mmol,溶于水后仍为1mmol,其渗透压亦是由1mmol颗粒所产生。例如1mmol葡萄糖溶于1L蒸馏水中,其渗透压为1mOsm/L。
二、体液渗透压平衡
正常情况下,体液在血浆、组织间液及细胞内液这3个区间,通过溶质的渗透作用,维持着一种动态的平衡状态,即渗透压平衡。体液中的电解质在溶液中解离后,其阴阳离子的性质虽不同,但它们各自引起的渗透压效果完全相同。因此,体液的总渗透压是由电解质离子和非电解质分子所组成的渗透压的总和。正常范围是280~310mmol/L,在此范围内称为等渗,低于280mmol/L属于低渗,高于310mmol/L属于高渗。因为总渗透压的一半是由血浆钠引起的,所以临床上常以检验所得的血浆钠量推算体液的渗透压,其方法是血浆含钠量加10乘以2,即得血浆总渗透压。加10是代表加入钠以外的阳离子含量,乘2是把阴阳离子等量看待(阴、阳离子保持阴阳电荷平衡),因为血浆和组织间液中水和电解质可以自由渗透,这两部分的渗透压是平衡的。
钾是细胞内液主要成分之一,也是保持细胞内液渗透压的主要电解质。正常情况下,细胞内液总渗透压为300mmol/L左右,其中阳离子约占180mmol/L,阴离子约占120mmol/L。维持细胞内液和细胞外液的渗透压平衡,主要依靠水分子在细胞内外的自由渗透。
三、渗透压平衡的调节
1.神经系统的调节 当机体水摄入量不足,水丢失过多或者食入盐过多时,细胞外液的渗透压就会增高,从而刺激中枢神经系统的渗透压感受器,引起渴感。机体饮水后,血浆被稀释,渗透压恢复正常,渴感消失。
2.激素调节 机体内分泌激素对渗透压的调节主要是通过影响肾脏的重吸收机理来实现的,参与调节的激素主要有抗利尿激素(ADH)和醛固酮(ADS)。ADH主要的作用是促进远端肾小管和集合管对水的重吸收,而对电解质的影响很小。当血浆渗透压升高时,ADH分泌增多,水的重吸收增加;反之,当血浆渗透压降低时,ADH分泌减少,水的重吸收降低,使肾脏排尿增多。ADS是肾上腺皮质分泌的“盐皮质激素”,其维持着正常的血容量,ADS能促进远端肾小管重吸收钠、氯,同时排钾和氢,即有保钠排钾的作用,在钠和氯被重吸收的同时,一部分水也被重吸收,使细胞外液容量增大。
当血浆容量和渗透压同时降低时,机体首先调节血浆容量,即增加ADS和ADH的分泌,使钠和水的重吸收增加。
3.肾脏调节 肾脏通过肾小球的滤过作用、肾小管的重吸收及离子交换作用来调节水和电解质平衡,并维持体液的正常渗透压。