水在体内的分布

人体细胞内、外的生命物质溶于水溶液(体液)环境和细胞的内外环境,维持着细胞的新陈代谢和重要生理功能。有时机体的内外环境变化,如炎热、高温作业和剧烈运动、创伤、感染和疾病等,在机体所能调控的范围内,细胞的内环境仍较稳定,这是机体能进行自身调节和保护的物质环境基础。当机体赖以生存的内外环境的变化超过调控程度时,便引起体液的代谢紊乱,造成水、电解质和酸碱的平衡失调,严重时威胁生命。近年来,随着生理、生化等基础科学和临床学科的发展以及检测技术的进步,对细胞膜和细胞内外的体液调节有了较深的认识。

水、钠代谢之间的依赖关系十分密切。低钠血症和高钠血症本身不能反映机体内钠和水的绝对量。血钠仅表示血中水和钠的相对比值,水和钠的代谢还与各系统及组织功能有关。在正常及某些病理状况下,体内水与钠的变化是互相伴随的。钠潴留往往伴水潴留,缺钠常常合并失水;但在另一些病理情况下,两者也可以不呈比例地丢失或增多,形成临床上复杂的水、电解质代谢平衡紊乱类型。

当病变破坏机体的上述调节机制或超越了调节范围时,可导致水、电解质和酸碱平衡失常(内环境紊乱综合征)。

水约占体重的60%。人体细胞的活动和代谢都是在水溶液中进行的,包括运输、排泄、交换、体温调节和各种生物化学反应及新陈代谢过程等。因此,水是人体不可缺少的物质,水的供应一旦停止,人的生命仅能维持数天。

2H和18O标记技术测量总体水分,是研究水的转换率和每日水消耗量的较好方法。

体液中的溶质分为电解质和非电解质两类,正常体液维持着电荷的总平衡。细胞外液的主要电解质有Na+、Cl-;细胞内液的主要电解质是K+

水主要分布于细胞内液和细胞外液及血液

人体Na+的总量约占体重的0.15%(45~50mmol/kg)。其中,44%分布在细胞外液,9%在细胞内液,47%在骨骼。正常人每日摄入的Na+(约70~200mmol,相当于氯化钠4~12g)自尿、粪和汗液排出,其中经尿排出量约占90%。机体主要依靠肾脏维持Na+的平衡。

临床上,以mmol/L或mOsm/kg·H2O表示体液的渗透压。血浆渗透压可用冰点渗透压计测定,或用下列公式计算:血浆渗透压mOsm/L=2(Na++K+)+葡萄糖+尿素氮(单位均为mmol/L)。正常范围280~310mmol/L,低于280mOsm/kg·H2O为低渗,高于310mOsm/kg·H2O为高渗。Na+为血浆中的主要阳离子(正常人血浆、组织间液、细胞内液的Na+浓度约分别为142、145、10mmol/L),占血浆阳离子总量的92%左右,其含量占总渗透压比例的50%,故Na+是维持血浆渗透压平衡的主要因素。正常时,葡萄糖和尿素氮对渗透压的影响不大,但明显升高可导致高渗状态。细胞内、外液所含成分有差异,大分子物质不能通过细胞膜,故主要靠水分在细胞内外之间的被动转移维持细胞内、外液的渗透压平衡。

体内水主要分布于细胞内液和细胞外液;不同年龄和性别,这些间隙的相对容量有一定差别(下表)。成年男性,水约占总体重的60%,细胞外液占20%,其中约25%细胞外液在循环系统(即血浆占体重的5%),75%在血管外(组织间液占体重的15%),其余组织的含水量分别为脑脊液(99%)、血浆(92%)、汗液(79.5%)、胆汁(86%)、脑脊髓(70%~80%)、肾脏(82%)、结缔组织(60%~80%)、心与肺(79%)、肌肉(76%)、皮肤(72%)、肝(70%)、骨骼(16%~46%)、脂肪(25%~30%)。以脂肪组织含水量最少,为25%~30%,肌肉为76%,故肌肉发达者更能耐受失水性疾病。

体内水分布(%体重)

体内水分布(%体重)

细胞内液的物质交换需要通过细胞外液才能进行。细胞外液分为血管内液和组织间液两部分,两者维持一定的动态平衡,细胞外液对维持人体内环境的稳定起着更重要的作用。血管内液是血容量的主要成分,也是运送各种物质及维持有效血液循环的重要因素。

水的需要量随气温和劳动强度变化

正常情况下,体液的总溶质浓度或渗透压维持在很窄的范围内。健康成人的血浆渗透压(Osm)和形成血浆渗透压的主要成分——Na+浓度的变化很少超过2%,血浆渗透压和Na+浓度差分别在280~310mOsm/kg·H2O和135~145mmol/ L之间。由于血浆在组织间和细胞内液间维持其渗透压平衡,这种稳定作用大部分是依靠增加或降低总体水量来调控血浆钠及其阴离子浓度的。总体水的调节除由内环境调控系统完成外,还依赖口渴机制和抗利尿激素(ADH,AVP)来调节水的摄入和排泄。人体为了调节体温,排出代谢废物及维持机体内环境稳定,需要足够的水分供应。在非工作或非显性出汗状态下,人体需要的水量通常为1.5~2.5L/d,绝大部分为饮水及食物中所含的水,仅少量来源于体内代谢过程产生的内生水(约300ml/d)。每天约0.5~1.0L水从饮料中获得。每日摄入水量相当于每日从肾脏(800~1000ml)、皮肤(500ml)、肠道(100~150ml)及呼吸道(350ml)排出的水。正常尿液渗透压最高为600~1200mOsm/kg·H2O,最低排出尿量0.5L/d(表6-39-2)。

正常人非工作状态下水分入出量(ml)

正常人非工作状态下水分入出量(ml)

出入量失衡导致水代谢紊乱

水的出入量失衡导致水代谢紊乱的情况可见于:

  1. 皮肤失水:衡量正常人及患者对水的需要量时,忽视皮肤与呼吸道散失的水分,而造成计算上的失误;
  2. 尿量:肾脏泌尿可有很大变动,一般人尿量介于1000~2000ml/d之间,超过2500ml者为多尿,少于400ml者谓之少尿,少于100ml者称为无尿;
  3. 内生水:是指体内每克脂肪、糖、蛋白质在分解代谢过程中,分别产生1.0、0.6、0.5ml的水(一般每日共产生300ml),在急性肾衰竭的无尿或少尿期必须严格计算在内;否则在较长时间补液时,每日积累增大,可导致水的正平衡,引起水肿、肺水肿或心力衰竭;
  4. 大便含水量:不超过100~150ml/d,但在呕吐、腹泻胃肠道失水情况下,也可导致严重脱水;
  5. 药物干扰谁的代谢:许多药物可干扰电解质的代谢,引起水或电解质平衡紊乱。

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水代谢
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