第3章水电解质代谢紊乱.doc

第三章水、电解质代谢紊乱第一节水钠代谢紊乱2一、正常水、钠代谢2二、水钠代谢障碍的分类6三、低钠血症（hyponatremia）7四、高钠血症（hypernatremia)9五、水肿11第二节正常钾代谢及钾代谢障碍12一、正常钾代谢12二、钾代谢障碍15第三节镁代谢及镁代谢障碍20一、正常镁代谢20二、低镁血症21三、高镁血症24第四节钙磷代谢与钙磷代谢障碍25一、钙和磷的正常代谢25二、钙磷代谢异常27 第一节水钠代谢紊乱一、正常水、钠代谢（一）水的生理功能与平衡1．水的生理功能 水是机体中含量最多而又重要的构成物质，其生理功能是：（1）水是体内一切生化反应进行的场所 参与了水解、水化、加水脱氢等重要反应。（2）水是良好的溶剂 能使许多物质溶解，有利于营养物质及代谢产物的运输。（3）调节体温 水的比热大，能吸收代谢过程中产生的大量热量而使体温不致升高，水的蒸发热也大。故水能维持产热与散热的平衡，对体温调节起重要作用。（4）润滑作用 如唾液有助于食物吞咽，泪液有助于眼球转动，滑液有助关节活动等等。（5）结合水的作用 体内还有部分水与蛋白质、粘多糖和磷脂等结合，称为结合水。其功能之一是保证各种肌肉具有独特的机械功能。例如, 心?sub>?9%，其中大部分以结合水的形式存在，并无流动性，这就是使心肌成为坚实有力的舒缩性组织的条件之一。2．水平衡机体水的来源有三：（1）饮水 饮水量随个人习惯、气候条件、劳动条件的不同而有较大的差别。一般情况下，成年人每天饮水量波动于1000~1500ml之间。（2）食物水 随食物种类而含量各异。成年人每天随食物摄入的水量约为700~900ml。（3）代谢水 食物在体内氧化的最后阶段产生的水称代谢水。成年人每天约300 ml。机体排水途径有三：（1）不感蒸发和发汗 不感蒸发是指水分直接透出皮肤和粘膜（主要是呼吸道粘膜）表面而蒸发。发汗是指皮肤的汗腺分泌汗液。在一般情况下，成年人经呼吸道粘膜不感蒸发所排出的水每天约为350 ml，经皮肤不感蒸发和发汗排出的水每天约500 ml。（2）随粪排水 正常成人每天随粪排水约150ml。（3）随尿排水 正常成人一般情况下随尿排出的水每天约1500 ml。因成年人每天须经肾排出35g左右固体溶质（主要是蛋白质代谢终产物和电解质），尿液的最大浓度为6g~8g%，排出35g固体溶质的最低尿量应为500  ml，称为最低尿量。当每天尿量少于500 ml时，代谢最终产物就会在血液中潴留起来。从上可见，正常人每天的出入水量相等。在一般情况下，正常成人的出入水量约为2，500 ml，从而保证了水的平衡。（二）钠的生理功能与平衡1．钠的生理功能 钠与其它无机电解质共同参与：（1）维持体液的渗透压和酸碱平衡；（2）维持神经、肌肉、心肌细胞的静息电位，参与其动作电位的形成；（3）参与新陈代谢等生理活动2．钠平衡（1）含量与分布 正常成人体内含钠总量为40~50mmol/Kg体重，其中60~70%是可交换的；约有40%是不可交换的，主要结合于骨骼的基质。总钠量的50%左右存在于细胞外液，10%左右存在于细胞内液。血清Na＋浓度的正常范围是130~150mmol/L。（2）摄入与排出 一般成人每天所需的钠约为4~6g，天然食物中含钠甚少，故人们摄入的钠主要来自食盐。摄入的钠几乎全部由小肠吸收 ，Na＋主要经肾随尿排出。摄入多，排出亦多；摄入少，排出亦少。正常情况下排出和摄入量几乎相等。此外，汗液虽为低渗液，随汗液亦可排出少量的钠，如大量出汗，也可丢失较多的钠。（三）液体的分布体内并无纯水，体内的水与溶解于其中的电解质、低分子有机化合物以及蛋白质等组成体液，广泛分布于组织细胞内外，构成了人体的内环境。正常成人的体液总量占体重的60%；体液的2/3分布在细胞内，称为细胞内液（intracellular fluid，ICF），约占体重的40%；体液的1/3分布在细胞外，称为细胞外液（extracellular fluid，ECF），约占体重的20%。细胞外液中的血浆约占体重的5%，其余的15%为组织间液。组织间液中有极少的一部分分布于一些密闭的腔隙（如关节囊、颅腔、胸膜腔、腹膜腔）中，称第三间隙液。由于这一部分是由上皮细胞分泌产生的，又称为跨细胞液（transcellular fluid）。体液总量的分布因年龄、性别、胖瘦而不同。从婴儿到成年人，体液量占体重的比例逐渐减少。新生儿体液量约占体重的80%，婴儿占70%，学龄儿童约占65%，成年人占60%。另一方面，体液总量随脂肪的增加而减少，脂肪组织含水量约为10%~30%，而肌肉组织含水量约为75%~80%，故肌肉组织发达者较能耐受失水性疾病。（四）体液的电解质成分 体液中主要的电解质有Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Cl-、HCO3-、HPO42-和 SO42- 等。细胞外液主要的阳离子是Na＋，主要的阴离子是Cl- 和HCO3-；细胞内液主要的阳离子是K＋，主要的阴离子是HPO42-。不同部位体液中电解质的组成及各自的浓度各不相同，但在正常情况下，均处于动态平衡，保持相对稳定。细胞内外液渗透压是相等的，通常血浆渗透压在280~310mmol/L。各部分体液中所含阴、阳离子数的总和相等，体液呈电中性。（五）体液容量及渗透压的调节细胞外液容量和渗透压的相对稳定是通过神经－内分泌系统的调节实现的。1．渴感、抗利尿激素、醛固酮的作用渗透压感受器主要分布在视上核和颈内动脉附近。正常渗透压感受器阈值为280 mmol/L。当成人细胞外液渗透压有1%~2%变动时，就可以影响抗利尿激素（antidiuretic hormone，ADH）释放。精神紧张、疼痛、创伤以及某些药物和体液因子，如氯磺丙脲、长春新碱、环磷酰胺、血管紧张素Ⅱ等也能促进ADH分泌或增强ADH的作用。在细胞外液容量 有较大幅度改变时，血容量和血压的变化（非渗透性剌激）可通过左心房和胸腔大静脉处的容量感受器和颈动脉窦、主动脉弓的压力感受器而影响ADH的分泌。当细胞外液渗压升高时，则剌激下丘脑的视上核及颈内动脉的渗透压感受器和侧面的口渴中枢，也可反射性引起口渴的感觉，从而引起ADH释放及口渴。口渴主动饮水而补充水的不足；ADH可加强肾远曲小管和集合管对水的重吸收，减少水的排出；同时抑制醛固酮的分泌，减弱肾小管对Na＋的重吸收，增加Na＋的排出，降低了Na＋在细胞外液的浓度。上述调节结果使体内水的容量增加，血浆渗透压恢复正常。若血浆渗透压降低则引起相反的反应，抑制渴感、ADH的释放和促进醛固酮分泌。实验证明，细胞外液容量的变化可以影响机体对渗透压变化的敏感性。许多血容量减少的疾病，其促使ADH分泌的作用远超过血浆晶体渗透压降低对ADH分泌的抑制，说明机体优先维持正常的血容量。2．心房肽的作用心房肽（atriopeptin）是影响水Na＋代谢的重要因素。心房肽或称心房利钠肽（atrial natriuretic peptide，ANP）是一组由心房肌细胞产生的多肽，约由21~33个氨基酸组成。当心房扩展、血容量增加、血Na＋ 增高或血管紧张素增多时，将剌激心房肌细胞合成释放ANP。ANP释放入血影响水钠代谢的机制：①减少肾素的分泌；②抑制醛固酮的分泌；③对抗血管紧张素的缩血管效应；④拮抗醛固酮的滞Na＋ 作用。因此，有人认为体内可能有一个ANP系统与肾素血管紧张素－醛固酮系统一起担负着调节水钠代谢的作用。 3．水通道蛋白的作用水通道蛋白（aquaporins，AQP）也是影响水Na＋ 代谢的另一重要因素。AQP是一组构成水通道与水通透性有关的细胞膜转运蛋白，广泛存在于动物、植物及微生物界。目前在哺乳动物组织监定的AQP有8种（AQP0、AQP1、、AQP2、AQP3、AQP4、AQP5、AQP6、AQP7），统称为“Aquaporins（AQPs）”，每种AQP有其特异性的组织分布。不同的AQP在肾和其它器官的水吸收和分泌过程中有着不同的作用和调节机制。水通过水通道转运与简单扩散不同，其渗透通透性远大于扩散通透性。水利用水通道蛋白可以向高渗方向移动，这一过程很快，不需要“门控”等调节。在生理情况下，基本上处于激活状态，且不受质膜分子组成及温度等的影响。①AQP1 位于红细胞膜上，生理状态下有利于红细胞在渗透压变化的情况下，如通过髓质高渗区时得以生存；也存在于淋巴管、毛细血管和小静脉内皮细胞中，对水分迅速进入淋巴管和血管床，调控细胞间液体量、毛细血管流体静压和血浆胶体渗透压起着重要作用；也位于近曲小管享氏袢降支管腔膜和基膜以及降支直小血管管腔膜上和基膜，对水的运输和通透发挥调节作用。②AQP2 位于集合管，约有10%的肾小球滤过液流经集合管时在AQP2的参与下被重吸收，在肾浓缩机制中起重要作用。当AQP2发生功能缺陷时，将导致尿崩症。③AQP3 位于肾集合管、膀胱、皮肤、巩膜和胃肠道粘膜。AQP3不仅能转运水，而且也能转运尿素和甘油，对尿液浓缩起重要作用。拮抗AQP3可产生利尿反应。④AQP4 位于集合管主细胞基质侧，可能提供水流出通道。也分布于渴中枢，可能参与调节血浆的渗透压和控制ADH的分泌，在中枢神经系统介导水转运。⑤AQP5 主要分布于外分泌组织，如泪腺和唾液腺，与泪腺和唾液的产生相关，可能提供分泌通道。也分布于肺，可能参与呼吸不显蒸发，有迅速清除新生儿、婴儿肺内液体的作用。⑥AQP6 位于肾，其功能尚不清楚，推测与肾脏的水转运有关。⑦AQP7 位于心脏、肾脏、骨胳?sub>湍裕形从蟹肿蛹喽ㄖぞ荨Ｃ庖咦橹еな礎QP7还存在于精子，转运甘油功能大于转运水的功能。⑧AQP0 是晶状体纤维蛋白的主要成分（占60%），维持晶体水平衡，与晶状体的透明有关。总之，水通道的发现对于水代谢的研究有重要意义，但目前的了解还是初步的，许多问题尚待进一步研究。 二、水钠代谢障碍的分类水钠代谢障碍往往是同时或相继发生，并且相互影响，故临床上常将两者同时考虑。一般根据体液容量和血钠浓度分为：（一）低钠血症（hyponatremia）低钠血症是指血清钠浓度<130mmol/L，伴有或不伴有细胞外液容量的改变。根据体液容量可分为：1.低容量性低钠血症（hypovolemic hypohatremia）低容量性低钠血症是指失Na＋ >失水，血清Na＋浓度<130mmol/L，血浆渗透压<280 mmol/L，伴有细胞外液的减少，又称为低渗性脱水（hypotonic dehydration）。2.高容量性低钠血症（hypervolemic hyponatremia） 高容量性低钠血症是指血钠下降，血清Na＋浓度<130mmol/L，血浆渗透压<280 mmol/L，但体钠总量正常或增多，见于全身水肿、水中毒（water intoxication）。3.等容量性低钠血症（isovolemic hyponatremia）等容量性低钠血症是指血钠下降，血清Na＋浓度<130mmol/L，血浆渗透压<280 mmol/L。一般不伴有血容量的明显改变，或仅有轻度升高。有些患者体钠总量正常或接近正常。主要见于ADH分泌异常综合征（syndrome of inappropriate ADH secretion，SIADH）。（二）高钠血症（hypernatremia）高钠血症是指血清Na＋浓度>150 mmol/L。高钠血症患者血浆皆为高渗状态，但体Na＋总量有减少、正常和增多之分。根据体液容量可分为：1.低容量性高钠血症（hypovolmic hypernatremia） 低容量性高钠血症是指失水>失Na＋，血清Na＋浓度>150 mmol/L，，血浆渗透压>310， mmol/L，伴有细胞内、外液减少，又称高渗性脱水（hypertonic dehydration）。2.高容量性高钠血症（hypervolemic hypernatremia） ，高容量性高钠血症是指血容量和血钠均增高。主要见于盐摄入过多或盐中毒。3.等容量性高钠血症（isovolemic hypernatremia） 等容量性高钠血症是指血钠升高，血容量无明显改变，又称原发性高钠血症，常见于下丘脑病变，由于下丘脑受损，其中的渗透压感受器阈值升高，即渗透调定点（osmostat）上移，因而只有在血浆钠浓度明显高于正常时才能剌激ADH的释放，从而在高于正常的水平对细胞外液的渗透压进行调节，于是维持了高钠血症。（三）正常血钠  根据体液容量可分为：1.正常血钠性细胞外液减少（低容量性血钠正常） 正常血钠性细胞外液减少是指钠与水成比例地丧失，血清Na＋浓度在130~150 mmol/L之间，渗透压在280~310 mmol/L之间，细胞外液量减少，细胞内液量正常，又称等渗性脱水（isotonic dehydration）。如不及时处理，则因不感蒸发继续失水而转变为高渗性脱水；如只补充水而不补钠，又可转变为低渗性脱水。2.正常血钠性细胞外液过多（高容量性血钠正常） 常为原发性，见于快速输注生理盐水时，钠和水基本上成比例地在体内潴留，严重时可伴有肺水肿和全身性水肿。三、低钠血症（hyponatremia）血清钠浓度<130mmol/L（一）低容量性低钠血症（低渗性脱水）一）原因与机制1．肾外原因 例如（1）经消化道失液：如呕吐、腹泻导致大量含钠消化液丧失。（2）液体在第三间隙积聚：如大量胸水或腹水形成时。（3）经皮肤失液：大量出汗、大面积烧伤可导致液体和Na＋的大量丢失。2．肾性原因 例如：（1）长期连续使用高效能利尿药如速尿、利尿酸等。这些利尿剂能抑制髓袢升支对Na＋的重吸收。（2）肾实质性疾病：如慢性间质性肾疾患可使髓质正常间质的结构破坏，使肾髓质不能维持正常的浓度梯度和髓袢升支功能受损等，均可使Na＋ 随尿液排出增加。（3）肾上腺皮质功能不全：如Addison病时，由于醛固酮不足，故肾小管对钠的重吸收减少。（4）远曲肾小管酸中毒：远曲肾小管酸中毒系集合管分泌H＋ 功能降低，从而Na＋ 吸收减少，导致Na＋ 尿排出增加。几乎都是在治疗措施不当，即失液后只补充水分或滴注葡萄糖时，才会导致低渗性脱水。二）对机体的影响1．血浆渗透压降低：血浆渗透压低，无口渴感，不饮水。但晚期严重患者，可因血容量严重减少，使血管紧张素Ⅱ增多，可有口渴。 2．血浆渗透压降低：抑制渗透压感受器，使ADH分泌减少，远曲小管和集合管对水的重吸收也相应减少，导致多尿和低比重尿。但在晚期血容量显著降低时，ADH释放增多，肾小管对水的重吸收增加，可出现少尿。3．组织间液向血管内转移，有明显失水体征：由于血容量减少，组织间液向血管内转移，使组织间液减少更为明显，因而病人出现明显的失水体征，如皮肤弹性减退，眼窝和婴幼儿囟门凹陷，出现明显的脱水外貌。4．细胞外液减少：低渗性脱水主要特点是细胞外液减少。如果细胞外液的低渗状态得不到及时的纠正，则水可从细胞外液移向渗透压相对较高的细胞内液，从而使细胞外液进一步减少，低血容量进一步加重，易发生低血容量性休克。可出现静脉塌陷、动脉血压降低、四肢厥冷、脉搏细速等。5．尿钠：如低血容量性低钠血症是由肾性原因引起，则病人尿钠含量增多（>20 mmol/L）；如果是由肾外原因引起，则因低血容量时肾血流量减少而激活肾素－血管紧张素－醛固酮系统，醛固酮分泌，使肾小管对钠的重吸收增加，结果尿钠含量减少（<10 mmol/L）。三）防治的病理生理基础1．防治原发病，除去病因；2．纠正不适当的补液；3．恢复正常的血钠浓度与血容量：血容量减少伴血钠浓度120~135 mmol/L患者，首先要纠正低容量血症。可口服NaCl或静脉滴注生理盐水，补充血容量，抑制ADH释放，使肾能排出过量的水，而纠正低钠血症。当然，同时还要注意血钾的变化。在血容量减少伴血钠浓度低于120mmol/L患者，或伴有明显症状的细胞外液减少低钠血症患者需应用5%高渗盐溶液，接每小时提高血钠0.5~1mmol/L速度计算给予（24小时内血钠不宜提高12mmol/L），使血钠浓度达“安全钠浓度”（通常为125mmol/L或稍高），病人脱离危险。然后慢速输入钠，在24~48小时内使血钠浓度达正常水平。输高渗盐水时，应特别小心，恢复血钠浓度不宜过快，否则，高血浆渗透压可能使脑组织等脱水和损伤。可能导致严重神经系统损害，主要为渗透性去髓鞘作用，以桥脑部损害为最主要，为中央桥脑性脑髓鞘形成（central portine myelinolysis）。在快速纠正血钠浓度之末和整个维持治疗期间必须进行血清钠浓度的测定以确保恰当的纠正。如已发生休克，要及时积极抢救（见休克章）。（二）.高容量性低钠血症-水中毒（water intoxication） 肾排水障碍+摄水↑→水潴留→稀释性低钠→水中毒 1.原因1).摄水过多2).排水障碍：a.肾泌尿功能障碍：急慢性肾衰→GFR↓+饮水→水中毒b.ADH分泌增多：应激、药物刺激、循环血量↓2.对机体的影响稀释性低钠血症→细胞外液低渗→水向细胞内转移→细胞水肿脑细胞水肿→颅高压→神经精神症状、脑疝3.防治原则 防治原发病 轻症-暂停给水 重症-利尿严重低渗-高渗盐水 对肾衰、心衰患者控制水的摄入 （三）.等容量性低钠血症ADH分泌异常增多综合症（syndrome of inappropriate ADH secretion,SIADH）1.原因a.恶性肿瘤b.中枢NS疾c.肺疾患→回左心血↓→容量感受器(+)→ADH↑2.对机体的影响低钠血症→脑细胞水肿→中枢NS症状四、高钠血症（hypernatremia)血清钠浓度>150mmol/L（一）低容量性高钠血症（高渗性脱水）一）原因与机制1．水摄入减少：多见于水源断绝，如沙膜迷路；不能或不会饮水如频繁呕吐的病人，昏迷或极度衰弱的病人；下丘脑病变损伤口渴中枢，使渴感障碍等。水摄入减少但机体经皮肤和呼吸道蒸发等不断失水。成人一日不饮水，丢失水约1200ml（约为体重的2%），婴儿一日不饮水，失水可达体重的10%，故可引起低容量性高钠血症。2．水丢失过多（1）经呼吸道失水：任何原因引起的过度通气（如癔病、代谢性酸中毒等）都可使呼吸道粘膜的不感蒸发加强以致大量丢失不含任何电解质的水。（2）经皮肤失水：高热、大量出汗和甲状腺功能亢进时，均可失大量低渗液，如发热时，体温每升高1.5℃,皮肤的不感蒸发每天大约增加500ml。 （3）经肾失水：中枢性尿崩症时因ADH产生和释放不足，肾性尿崩症因肾远曲小管和集合管对ADH的反应性缺乏，故肾可排出大量低渗尿液。使用大量脱水剂如甘露醇、高渗葡萄糖等，以及昏迷的病人鼻饲浓缩的高蛋白饮食，可因肾小管液渗透压增高而引起渗透性利尿，排水多于排钠。（4）经肾肠道失水：呕吐、腹泻及消化道引流等可导致消化液丢失。上述造成失水过多的原因，对渴感正常的人，在可以得到水喝和能够喝水的情况下，很少引起高渗性脱水，因为在水分丧失的早期，血浆渗透压稍有增高时，就会剌激口渴中枢，在喝水后，血浆渗透压即可恢复。但如果没有及时得到水的补充，而且皮肤和呼吸道蒸发又不断丧失水分，体内水的丢失就会大于钠的丢失，从而导致低容量性高钠血症。二）对机体的影响1．口渴：血浆渗透压增高，剌激口渴中枢，促使患者找水喝，这是重要的保护机制。但在衰弱的病人和老年人，口渴反应不明显。2．血浆渗透压升高：除尿崩症病人外，血浆渗透压升高，剌激渗透压感受器引起ADH分泌增加，加强了肾小管对水的重吸收 ，因而尿量减少而尿比重增高。细胞外液减少（达体重的4%时），可反射性引起醛固酮分泌增加，增强了肾小管对Na＋重吸收。3．细胞内液向细胞外液转移：由于细胞外液高渗，可使渗透压相对较低的细胞内液向细胞外转移，这有助于循环血量的恢复，但同时引起细胞脱水，致使细胞皱缩。如脑细胞严重脱水时，可引起一系列中枢神经系统功能障碍，包括嗜睡、肌肉抽搐、昏迷甚至死亡。脑体积因脱水而且显著缩小时，颅骨与脑皮质之间的血管张力增大，因而导致静脉破裂而出现局部脑出血和蛛网膜下腔出血。4．低容量性高钠血症：低容量性高钠血症细胞内、外液都减少，但通过以上三点使细胞外液得到补充，故细胞外液和血容量减少不如低渗性脱水时明显，发生休克者也较少。血液浓缩、血压下降及氮质血症一般比低容性低钠血症轻。5．尿钠：早期或轻症病人，由于血容量减少不明显，醛固酮分泌不增多，故尿中仍有钠排出，其浓度还可因水重吸收增多而增高；在晚期和重症病人，可因血容量减少，醛固酮分泌增多而致尿钠含量减少。三）防治的病理生理基础1．防治原发病，除去病因。2．恢复正常的血钠浓度与血容量  不能经口进食者可由静脉滴入5%~10%葡萄糖溶液，但不宜过快过多，以免加重心脏负担和引起水中毒。虽然病人血Na＋升高，但体内总钠是减少的，故在待缺水得到一定程度纠正后，应适当补钠，或给予生理盐水与5%~10%葡萄糖混合溶液。需慢速纠正高钠血症，在最初48小时内，降血清钠速率为<2mmol/（L.h），直到血清钠下降到150 mmol/L为止。快速降低血浆渗透压会引起水进入脑组织，增大脑容量，进而导致脑水肿、癫痫发作或死亡。（二）高容量性高钠血症原因：高渗溶液或碳酸氢钠输入过多醛固酮分泌过多影响： 细胞脱水导致中枢NS功能障碍（三）等容量性高钠血症原因：下丘脑病变引起渗透压调定点上移影响：脑细胞脱水五、水肿水肿：组织间隙体液积聚积水：体腔内液体积聚分类：范围：全身性、局部性原因：肾性、肝性、心性、营养不良性等部位：皮下水肿、脑水肿、肺水肿等发生机制：（一）血管内外液体交换障碍１．毛细血管流体静压增高　心衰、静脉压迫２．血浆胶体渗透压降低　血浆清蛋白减少蛋白质的合成障碍蛋白质丢失蛋白质分解增强３．微血管壁通透性增加　炎症４．淋巴道受阻　恶性肿瘤、丝虫病 （二）体内外液体交换障碍 肾１．肾小球滤过率下降２．肾小管重吸收钠水增多１）肾小球滤过分数的增加２）肾血流重分布３）醛固酮分泌增多４）抗利尿激素分泌增多５）心房肽分泌减少第二节正常钾代谢及钾代谢障碍一、正常钾代谢（一）．钾的生理功能 钾是体内最重要的无机阳离子之一，其生理功能是：（1）参与细胞内新陈代谢 钾参与多种新陈代谢过程，与糖原和蛋白质合成有密切关系。细胞内一些与糖代谢有关的酶类，如磷酸化酶和含巯基酶等必须有高浓度钾存在才具有活性。糖原合成时有一定量钾进入细胞内，分解时则释出，其比例为1g糖原∶0.36~0.45mmol钾；蛋白质合成亦需一定量的钾，1g蛋白质约需30 mmol钾。（2）维持细胞静息膜电位 钾是维持细胞静息膜电位的物质基础。静息膜电位主要取决于细胞膜对钾的通透性和膜内外钾浓度差。由于安静时细胞膜只对钾有较高的通透性，随着细胞内钾向膜外的被动扩散，造成内负外正的极化状态，形成了静息电位。此电位对神经肌肉组织的兴奋性是不可缺少的。（3）调节细胞内外的渗透压和酸碱平衡 钾是细胞内主要的阳离子，是维持细胞内渗透压的基础。K＋ 又能通过细胞膜与细胞外液中的H＋、Na＋ 进行交换，参与细胞内外的渗透压和酸碱平衡的调节。（二）．钾平衡及其调节 钾的来源是食物，天然食物富含钾盐，成人每天随饮食摄入的钾约为50~200 mmol，进入体内的钾，90%经肾从尿排出，少量随粪（5~10 mmol）和汗液（0~10 mmol）中排出。正常人体钾的摄入和排出处于动态平衡并保持血浆钾浓度在正常的范围内。其主要调节机制是通过：①改变钾在细胞外液和细胞内液间的分布（钾的跨细胞转移）；②肾对钾排泄的调节，以及结肠排钾来调节体钾的平衡。1.钾的跨细胞转移 正常成人体内含钾总量约为50~55mmol/kg体重。其中98%存在于细胞内，7.6%存在于骨中，1%存在于跨细胞液（消化液）中，仅1.4%存在细胞外液中。细胞内液的钾浓度约为140~160 mmol/L，而血清钾浓度为3.5~5.5 mmol/L。调节钾跨细胞转移的基本机制被称为泵-漏机制（pump-leak mechanism）。泵指钠-钾泵，即Na＋-K＋ATP酶，将钾逆浓度差摄入细胞内；漏指钾离子顺浓度差，通过各种钾离子通道进入细胞外液。影响钾的跨细胞转移的主要因素有：1）激素和血清钾浓度：胰岛素可直接剌激Na＋-K＋ATP酶的活性，促进细胞摄钾，是影响钾跨细胞转移的主要激素。儿茶酚胺对K＋分布的影响因受体不同而异，兴奋α受体，能降低细胞对K＋的摄取；剌激β受体，可通过激活细胞膜上Na＋-K＋ATP酶，促进细胞摄取钾。肾上腺素由于具有激活α-和β-两种受体的活性，其作用表现为首先引起短暂的（1-3分钟）的高钾血症，随后有一个较持续的血清钾浓度的轻度下降。血清钾浓度升高可直接激活Na＋-K＋ATP酶促进钾进入细胞内。相反，低钾血症时，钾从细胞内溢出以维持血清钾浓度。2) 酸碱平衡状态：酸中毒时细胞外液的H＋ 进入细胞而细胞内K＋ 释放至细胞外；碱中毒时细胞内H＋ 移至细胞外而细胞外K＋ 进入细胞。一般认为血液pH每升高或降低0.1单位，血清钾浓度将降低或升高0.6 mmol/L。因此,酸中毒时常伴有高钾血症,还由于酸中毒使细胞膜对钾的通透性明显增大所致；而碱中毒时常伴有低钾血症。3）物质代谢状况：细胞在摄取葡萄糖合成糖原，摄取氨基酸合成蛋白质时钾进入细胞内。相反，在糖原和蛋白质分解过程中，可由细胞内释出相应的钾。4）渗透压：细胞外液渗透压急性升高促进钾离子自细胞内移出。可能是细胞外液高渗引起水向细胞外移动时将钾也带出，且高渗引起的细胞脱水使细胞内钾浓度升高也促进钾离子外移。5）运动：反复的肌肉收缩使细胞内钾外移，细胞外液钾浓度升高促进局部血管扩张。6）机体总钾量：机体总钾量的不足或增高引起钾跨细胞分布的改变。一般来说，机体总钾量不足时，细胞内、外液钾浓度都有下降；体内总钾量过多时，通常也表现为细胞内、外液钾浓度均升高。2.肾对钾平衡的调节从肾小球滤出的钾，几乎全部在近曲小管和髓袢被重吸收。机体主要依靠远曲小管和集合管对钾的分泌和重吸收来调节，从而维持体钾的平衡。1）远曲小管和集合管分泌钾 正常情况下，大约有1/3左右的尿钾由远曲小管和集合管分泌出来的。钾的分泌由该段小管上皮的主细胞（principal cells，占上皮细胞的90%左右）完成。主细胞基底膜面的Na＋-K＋泵将Na＋泵入小管间液，而将小管间液的K＋泵入主细胞，由此形成的主细胞内K＋浓度升高驱使K＋被动弥散入小管腔中。主细胞的管腔面胞膜对K＋具有高度的通透性。影响主细胞钾分泌的因素通过以下三个方面调节钾的分泌：影响主细胞基底膜面的Na＋-K＋泵活性；影响管腔面胞膜对K＋的通透性；改变从血液到小管腔的电化学梯度。影响远曲小管和集合管排钾的主要因素有：①醛固酮和血浆钾浓度 醛固酮具有显著的排钾功能，它可使Na＋-K＋泵的活性升高，并加强主细胞腔面胞膜对钾的通透性。血钾升高可直接剌激肾上腺皮质分泌醛固酮。从而对血钾产生反馈调节作用。血清钾浓度升高不仅能剌激肾上腺皮质释放醛固酮，而且血清钾浓度升高可剌激Na＋-K＋泵的活性；增大管腔面胞膜对钾的通透性；降低肾间质液钾浓度与小管细胞内液钾浓度差，从而减少小管细胞内钾离子向肾间质的返流。②远端流速（distal flow rate）：远端肾单位的小管液流速是影响钾分泌的重要因素。远端流速增加对管腔起冲刷作用，使小管液钾浓度降低并增大了细胞内外钾浓度梯度，故钾分泌增加。③酸碱平衡状态：H＋浓度升高可抑制主细胞的Na＋-K＋泵，使主细胞的泌K＋功能受阻，因此，急性酸中毒时肾排钾减少；碱中毒时，肾排钾增多。但慢性酸中毒病人却常显示尿钾增多，其原因系慢性酸中毒时可使近曲小管的水钠重吸收受抑制，从而使远曲小管的原尿流速增大，该作用可超过H＋对远曲小管集合管主细胞Na＋-K＋泵的抑制作用，从而出现慢性酸中毒时肾排钾反增多的现象。2）集合管对钾的重吸收 一般情况下，远曲小管和集合管对钾平衡的主要功能是泌钾。只在摄钾量明显不足的情况下，远曲小管和集合管才显示出对钾的净吸收。该段小管对钾的重吸收主要由集合管的闰细胞（intercalated cells）执行。闰细胞的管腔面分布有H＋-K＋ATP酶，也称质子泵，向小管腔中泌H＋而重吸收钾。缺钾时，闰细胞肥大，腔面膜增生，对钾的重吸收能力增强。（3）结肠对钾平衡的调节 正常时，摄入钾的90%由肾排出，约10% 的钾由肠道排出，该部分钾主要由结肠上皮细胞以类似于远曲小管上皮主细胞泌K＋的方式向肠道分泌，结肠泌K＋量平均可达到摄入钾量的三分之一（34%），成为一重要排钾途径。此外，汗液中也含有少量的钾，但在炎热、重体力劳动时，可经过皮肤丢失相当数量的钾。 二、钾代谢障碍钾代谢障碍主要是指细胞外液中K＋ 浓度的异常变化，尤其是指血清K＋ 浓度的变化。它包括低钾血症（hypokalemia）和高钾血症（hyperkalemia），是水、电解质代谢紊乱中的一种常见病理过程。 （一）低钾血症 血清钾浓度低于3.5 mmol/L，称为低钾血症。缺钾（potassium depletion）指细胞内钾的缺失。低钾血症和缺钾常同时发生，但也可分别发生。1.原因与机制（1）摄入不足 正常饮食的情况下不易产生低钾血症或缺钾现象。只有在不能进食，如肠道梗阻或昏迷、禁食、胃肠外营养时没有同时补钾或补钾不够，可导致低钾血症或缺钾。（2）排出过多1）经胃肠道失钾：大量消化液丧失是低钾血症最常见的原因，主要见于呕吐、腹泻、胃肠减压及肠瘘等。其机制为：①富含钾的消化液大量丢失；②严重腹泻、呕吐等原因丧失大量消化液，引起血容量减少，醛固酮分泌增加，使结肠排钾、肾脏泌钾增多；③呕吐引起代谢性碱中毒，使肾排钾增多。2）经皮肤失钾：高温环境中进行重体力劳动时，大量出汗常能引起明显的失钾。3）经肾失钾：经肾失钾的原因较多，例如：①排钾利尿剂长期连续使用或用量过多：如碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺，速尿、利尿酸等，通过达远肾单位的尿流速增加；利尿后容量减少引起继发性醛固酮分泌增多；利尿引起氯缺失时远端肾单位的钾分泌持续增多等，使肾排钾增多。②渗透性利尿：如急性肾功能衰竭的多尿期，糖尿病高血糖所致的渗透性利尿等，由于远端肾小管内尿液流速加快，导致尿钾增多。③肾小管酸中毒：肾小管酸中毒（renal tubular acidosis，RTA）是一种由遗传性因素、肾实质疾bing或药物导致的肾损害所引起的肾小管排酸障碍为主的疾病，而肾小球功能一般正常。分近曲小管性酸中毒和远曲小管性酸中毒。远曲小管性酸中毒是集合管质子泵（H＋泵）功能障碍使H＋ 排泄和K＋ 重吸收受阻，致酸潴留而钾丢失。药物损害（如两性霉素B）还可导致小管上皮对H＋ 的通透性增加，致使管腔液中的H＋ 返流回血中，加重酸中毒。近曲小管性酸中毒是近曲小管重吸收HCO3- 和K＋ 障碍所致。若再合并其它物质的重吸收障碍，称为Fanconi综合征，除尿钾和HCO3- 丢失过多外，还出现糖尿、氨基酸尿、磷酸盐尿等。 ④盐皮质激素过多：见于原发性或继发性醛固酮增多症，由于醛固酮排钾作用致肾排钾过多。⑤镁缺失：髓袢升支钾的重吸收有赖于肾小管上皮细胞的Na＋-K＋ATP酶，而此酶需Mg2＋ 激活。缺镁时，此酶失活，导致钾重吸收障碍，尿钾增加。（3）钾向细胞内转移增多：钾由细胞外向细胞内转移时，可引起低钾血症，但体内钾含量可不发生改变。常见于：①碱中毒：H＋ 从细胞内溢出至细胞外，而细胞外K＋ 进入细胞内，可引起低钾血症；②低钾性周期性麻痹（hypokalemic periodic paralysis）；是一种少见的常染色体显性遗传病，发作时出现低钾血症和骨骼肌瘫痪，常从肢体远端向躯干逐步进展，不经治疗可在6~24小时自行缓解。常可因高碳水化合物食物，注射葡萄糖、胰岛素及某些盐皮质激素而诱发，可能是骨骼肌对K＋的吸收异常增多，从而引起低钾血症；也可能与糖代谢异常有关，发作时常伴有糖原合成增加；③甲状腺机能亢进（甲亢）：甲亢可伴发周期性麻痹，其机制可能是甲状腺素使肾上腺素能β受体对儿茶酚胺的敏感性增强，提高了Na＋-K＋ATP酶的活性，从而钾向细胞内转移，或与糖代谢异常有关；④大量胰岛素应用：大剂量胰岛素治疗糖尿病酮症酸中毒时，因糖原合成钾从细胞外进入细胞内，出现低钾血症；⑤某些毒物，如钡中毒，粗制棉籽油中毒,主要毒素为棉酚，使钾从细胞内流出受阻，因而发生低钾血症。2. 对机体的影响（1）对骨骼肌的影响：通常血清钾低于3mmol/L时会出现明显的肌肉松弛无力，当低于2.65mmol/L可出现肌麻痹。低钾血症时[K＋]I / [K＋]e的比值增大，因而肌细胞静息电位负值增大，静息电位与阈电位的距离增大，细胞兴奋性降低，严重时甚至不能兴奋，亦即细胞处于超极化阻滞状态。临床上先是出现肌肉无力，继而发生弛缓性麻痹。这种变化在四肢肌肉最为明显，严重者可发生呼吸肌麻痹，这是低钾血症患者的主要死亡原因之一。此外，当血清钾低于3mmol/L时，即可见血清肌酸磷酸酶活性升高，提示肌细胞损伤。低于2mmol/L时，则会出现明显的肌细胞坏死，称为横纹肌溶解（rhabdomyolysis）。其机制主要与缺钾时运动所诱发的舒血管反应的丧失，造成肌肉缺血有关；此外，与低钾时糖原合成减少，能源储备不足以及Na＋-K＋泵活性降低使细胞内Na＋ 增多有关。（2）对胃肠道平滑肌的影响 低钾血症引起胃肠道平滑肌细胞超极化阻滞，以及ATP产生和利用障碍，使胃肠道运动功能减弱，可出现食欲减退，腹胀、恶心、呕吐、麻痹性肠梗阻等。（3）对心肌的影响 1）对兴奋性的影响：当血清钾浓度明显降低时，心肌细胞膜对K＋的通透性降低，从而使细胞内钾外流减少，静息膜电位降低，使静息膜电位与阈电位的距离缩小，心肌兴奋性升高。2）对传导性的影响：低血钾时，心肌细胞静息膜电位降低，去极化时钠内流速度减慢，故0相去极化的速度减慢，幅度减小，兴奋扩布减慢，心肌传导性下降。3）对自律性的影响：低钾血症时，心肌细胞膜对钾的通透性下降，达到最大复极后，钾外流减小，Na＋ 内流相对增大，自动除极化速度加快，心肌自律性升高。4）对收缩性的影响：细胞外液低钾对Ca2＋ 内流入细胞的抑制作用减弱，故在复极化2期Ca2＋ 内流加速，因Ca2＋是心肌细胞兴奋收缩的偶联因子，因此早期轻度细胞外低钾可使心肌收缩性增强。但严重慢性缺钾时，由于心肌细胞内缺钾，致使细胞代谢障碍，心肌细胞变性、坏死，ATP产生利用障碍，而使心肌收缩性减弱。低钾血症时，由于心肌兴奋性增高、超长期延长、自律性增高等原因，容易发生心律失常。传导性降低所致的传导缓慢和单向传导阻滞，导致兴奋折返，因而也引起包括心室纤维颤动在内的心律失常。低钾血症时，洋地黄与Na＋-K＋ATP酶的亲合力增高，会明显增大洋地黄致心律失常的毒性作用。心电图主要表现有：Q-T或Q-U间期延长，P-R间期或P-Q间期延长，QRS综合波增宽，是心肌细胞的传导性降低所致；S-T段压低，S-T段反映动作电位2相平台期，低钾血症时心肌细胞膜对K＋通透性下降，出现Ca2＋由细胞外向细胞内流相对增大，使S－T段不能回到基线而呈下移斜线状；T波压低、增宽、倒置，为复极化3期延长之故；T波后出现高大的U波，可能是低钾血症对purkinje纤维的复极化3期延长大于心室肌复极化过程，而得以显现所致。在上述图形中可出现Ⅰ0-Ⅱ0房室传导阻滞，及各种心律失常。（4）对肾脏的影响 表现为尿液浓缩功能障碍常出现多尿和烦渴。发生机制是：慢性缺钾时集合管和远曲小管上皮细胞受损，cAMP生成不足，对ADH的反应性降低，髓袢升支受损，对钠、氯重吸收减少，影响髓质正常渗透压梯度（高渗区）形成所致。（5）对酸碱平衡的影响 低钾血症患者的酸碱平衡状态与原发疾病或引起低钾血症的原因有密切的关系。但是，缺钾和低钾血症本身却往往倾向于引起代谢性碱中毒。主要机制是低钾血症时H＋ 向细胞内转移增多，排氨、排H＋ 增多所致。3. 防治的病理生理基础（1）防治原发病，尽早恢复正常饮食 （2）补充血钾，其原则是：①口服补钾能奏效时应尽量口服。②缺钾即将引起威胁生命的并发症，或者因恶心、呕吐等原因患者不能口服，且每日尿量在500ml以上时，应静脉内补钾，浓度要低，速度要慢。③补钾勿操之过急，因为补入钾进入细胞达到分部平衡时需4~6日，严重慢性缺钾患者有时需补钾10~15日以上，细胞内外钾才能达到平衡。④纠正水和其它电解质代谢紊乱，引起低钾血症的原因中，有不少可同时引起水和其它电解质如钠、镁等的丧失，应及时检查处理。如果低钾血症是由缺镁引起，如不补镁，单纯补钾是无效的。（二）高钾血症血清钾浓度高于5.5 mmol/L，称为高钾血症。1. 原因与机制（1）摄入过多：在肾功能正常时，因高钾饮食引起的高钾血症极为罕见。只有当静脉内过多过快输入钾盐，特别是在肾功能低下时，才能引起高钾血症。（2）肾排钾减少这是引起高钾血症的主要原因。肾小球滤过率（GFR）的显著下降，或和远曲小管、集合管泌K＋ 功能受阻，均可导致高钾血症。常见于：1）留钾利尿剂长期连续使用或用量过多：例如安体舒通长期大量应用因拮抗醛固酮而导致高钾血症；氨苯蝶啶长期大量应用因抑制远曲小管和集合管对钾的分泌也可引起高钾血症。2）某些肾脏疾病：急性肾功能衰竭的少尿或无尿期以及慢性肾功能衰竭末期出现少尿或无尿时，因肾小球滤过率减少或肾小管排钾功能障碍，往往发生高钾血症；任何原因引起的急性而严重的肾小球滤过率减少，例如休克、失液、出血等，均可导致钾在体内潴留。3）盐皮质激素缺乏：醛固酮分泌减少或作用减弱时常发生高钾血症。见于：肾上腺皮质功能不全（Addison病），醛固酮的合成障碍（先天性酶缺乏），某些药物或疾病所引起的继发性醛固酮不足（如消炎痛、糖尿病、间质性肾炎等），或集合管对醛固酮的反应不足（如假性低醛固酮症，少数系统性红斑狼疮病人，肾移植后的早期等）等，均可导致钾排出减少，血钾升高。(3）细胞内钾转移到细胞外：细胞内K＋ 迅速转移至细胞外，当钾负荷超过了肾的排钾能力时，血浆钾浓度增高，见于： 1）酸中毒：酸中毒时细胞外液的H＋ 进入细胞而细胞内的K＋ 释出细胞外。2）胰岛素不足：见于糖尿病。酮症或非酮症患者，因胰岛素缺乏影响了细胞膜Na＋-K＋ATP酶的功能，从而妨碍了钾进入细胞内，引起高钾血症。3）高钾性周期麻痹（hyperkalemic periodic paralysis）：是一种少见的常染色体显性遗传病，肌麻痹发作时细胞内钾向细胞外转移，血浆钾浓度多在5~6mmol/L。4）某些药物：如β受体阻滞剂用量过度，如心得安、洋地黄类药物中毒等通过干扰Na＋-K＋ 泵的功能妨碍细胞摄取钾。肌肉松弛剂氯化琥珀胆碱则可增大骨骼肌膜的K＋ 通透性，钾外漏增多。5）细胞和组织的损伤和破坏 细胞内释出大量的K＋。2. 对机体的影响（1）对骨骼肌的影响轻度高钾血症（血清钾5.5~7 mmol/L）时，细胞外液钾浓度的增高使[K＋]I / [K＋]e的比值减少，静息期细胞内K＋外流减少，静息电位负值减少，与阈电位的距离减少，肌肉的兴奋性增高。可出现肢体感觉异常、剌痛、肌肉震颤等症状。严重高钾血症（血钾7~9 mmol/L）时，骨骼肌细胞的静息电位过小，细胞处于去极化阻滞状态而不能被兴奋。可出现肌肉软弱甚至弛缓性麻痹等症状，可波及呼吸肌。但骨骼肌的症状常被心脏的表现掩盖。（2）对心肌的影响1）对兴奋性的影响：与对骨骼肌的影响相似，在轻度高钾血症时，[K＋]I / [K＋]e的比值减少，静息期细胞内K＋外流减少，静息电位负值减少，与阈电位的差距缩小，故心肌兴奋性增高。当血清钾显著升高时，由于静息电位过小，快钠通道大部分或全部已失活，心肌兴奋性降低甚至消失，心搏可停止。2）对传导性的影响：由于心肌静息膜电位降低，膜上的快钠通道部分失活或能被激活的快钠离子通道减少，以致0期时钠内流减慢，导致0期除极的速度减慢，幅度减小，因而兴奋的扩布减慢减少，导致0期除极化的速度减慢，幅度减小，传导性降低。且当快钠通道失活，而由Ca2＋ 内流来完成动作电位的0期去极化时，传导性下降会更严重。 3）对自律性的影响：高钾血症时，心肌细胞膜对K＋的通透性升高，因此达到最大复极电位后，细胞内钾的外流比正常时加快而持续性的钠内流相对缓慢，导致快反应自律细胞的4期自动去极化减慢，自律性降低。4）对收缩性的影响：高钾血症时，细胞外液K＋ 浓度增高，可抑制心肌细胞复极化2期Ca2＋ 内流，故心肌细胞内Ca2＋ 浓度降低，兴奋-收缩偶联减弱，收缩性降低。 高钾血症对机体的主要危害是包括心室纤维颤动在内的心律失常。严重的高钾血症时可因心肌兴奋性消失或严重的传导阻滞而导致心搏骤停。心电图检查的主要表现有：P波和QRS波振幅降低，间期增宽，S波增深，P-R或P-Q间期延长，是传导性下降所致；T波高尖，基底狭窄，为复极化3期加速之故。3. 防治的病理生理基础（1）防治原发病，去除引起高钾血症的原因包括严禁静脉内推注钾溶液等。（2）降低血钾 心电图上除了T波高耸还有其它变化，或血清K＋ 浓度高于6.5 mmol/L,必须迅速采取紧急措施降低血钾,保护心脏。1）使钾向细胞内转移：葡萄糖和胰岛素同时静脉内注射，可使细胞外钾向细胞内转移。2）使钾排出体外：可口服阳离子交换树脂聚苯乙烯磺酸钠（sodium polystyrene sulfonate）。对于严重高钾血症患者，可用腹膜透析或血液透析来移除体内过多的钾。（3）注射钙剂和钠盐：可静脉内注射10%葡萄糖酸钙或高渗钠溶液。（4）纠正其它电解质代谢紊乱 在引起高钾血症的原因中，有些可同时引起高镁血症，故应及时检查并给予相应的处理。第三节镁代谢及镁代谢障碍镁是机体内含量仅次于钙、钠、钾中第四位阳离子。而在细胞内，镁的含量仅次于钾占第二位。镁代谢正常对维持细胞正常功能、代谢非常重要。正常人体内镁总量为21~28g；大约53%存在骨中，27%存在肌肉中，19%存在其他软组织中，仅有1%在细胞外液中;细胞内镁的主要功能是和各种螯合体结合，例如ATP、ADP、 蛋白质、RNA 、 DNA和柠檬酸盐，只有５％~10%细胞内镁是游离的。一、正常镁代谢（一）镁的生理功能镁具有许多重要生理功能。它是多种酶的激活剂，已知镁参与300余种酶促反应，其中包括葡萄糖利用，脂肪、蛋白质的生物合成，DNA的复制、转录和mRNA的翻译，ATP代谢，肌肉收缩和一些膜转运系统。镁也是可影响细胞跨膜电位、房室结传导、神经肌肉兴奋性、心肌兴奋性及血管张力。由于特异的镁转运系统，如Na＋/  Mg2＋交换体的发现，医学家已把镁看作是一个生理性调节剂。有资料证明：镁是各种离子通道的调节剂，如心肌胞浆镁可对钙通道、钠通道、钾通道和氯通道具有调节作用。如镁可封闭不同的钾通道的外向性电流而导致这些通道的内向性整流，镁可抑制钙经钙通道内流，即抑制慢内向性钙内流(slow inward calcium current )。（二）镁平衡及其调节镁可在骨或肌肉库和细胞外液之间进行流动。镁总量的恒定主要依赖于胃肠道吸收和肾脏的排泄。平均每日饮食摄入约为150~350mg，其中30~50%被肠吸收，并且肠吸收量与其镁摄入量成反比。肾脏是调节镁平衡的主要器官。每日约100mg镁被排入尿中。镁重吸收的60~70%发生于亨利氏袢升支粗段，尽管远曲小管只重吸收滤过镁的10%，但却是调节镁平衡的主要部位。许多因素，激素和非激素的（如甲状旁腺素、降钙素、高血糖素、血管加压素和镁限制、酸－碱变化和钾缺乏等）影响着亨利氏袢和远曲小管的重吸收。然而，重吸收的主要调节是血浆镁离子浓度自身：高镁血症可抑制袢对镁的转运,而低镁血症则可剌激其转运。不论是镁缺乏与否。此机制似乎是受Ca2＋/Mg2＋感知受体（Ca/Mg－sensing receptor） 所调节，此受体位于亨利氏袢升支粗段细胞的毛细血管侧，它感知Mg2＋的变化。正常血清镁含量维持在0.75~1.25mmol/L之间,当镁摄入与排出的平衡被打破时，便会出现镁代谢紊乱，分为低镁血症和高镁血症。二、低镁血症血清镁含量低于0.75mmol／L称为低镁血症（hypomagnesemia）（一）原因和发生机制1．摄人不足 因食物中含镁丰富，只要正常进食，机体不至于缺镁。摄入不足主要见于长期营养不良、厌食、节食、禁食或长期胃肠外营养而未补镁等。某些地区，因饮水中镁含量低也可致低镁。2．排出过多（1）经消化道排出过多：主要见于严重腹泻、小肠切除术、胰腺脂肪痢、肠瘘等。其机制是肠粘膜吸收镁减少和消化液中的镁大量丢失以及镁与未吸收的脂肪结合，形成不溶性镁脂肪酸盐，使粪镁排出增多等；原发性低镁血症是指由于遗传异常所致的选择性的镁吸收不良。 （2）经肾排镁过多：慢性肾小球肾炎、肾盂肾炎、肾小管性酸中毒，以及某些药物所引起的肾小管功能受损可使尿镁增多。急性肾小管坏死多尿期，由于渗透性利尿等，也可使尿镁增多；速尿、利尿酸可抑制髓袢升支粗段对镁的重吸收。葡萄糖、甘露醇等渗透性利尿也可使镁排出增多；高钙血症时，尿钙增多，钙在髓袢竟争性抑制镁的重吸收，使尿镁排出增多；甲状旁腺切除后，特别是在伴有严重骨病时，可能由于镁进人细胞或骨组织；或PTH缺乏使远曲小管重吸收镁减少而使尿镁排出增多，引起低镁血症；醛固酮可使肠道吸收镁减少；使近曲小管及髓袢重吸收镁减少。原发性与继发性醛固酮增多症时均可引起低镁血症；糖尿病酮症酸中毒时可引起低镁血症。主要机制是由于酸中毒妨碍肾小管重吸收镁及高血糖所致渗透性利尿作用等，使尿镁排出增多。此外，胰岛素治疗后镁进入细胞内等也可致低镁血症；慢性酒精中毒是常见的低镁血症原因。长期饮酒由于常合并肝、胰等损害使肠吸收镁减少。或因经常呕吐、腹泻使肠道丢失镁增多。酒精又可抑制肾小管对镁的重吸收，故可致低镁血症；婴儿的镁缺乏：新生儿体内的镁主要来自母体，因此，早产儿由于镁的贮存不足可有低镁血症。(二）对机体影响1．对神经肌肉和中枢神经系统的影响 低镁血症可使神经肌肉兴奋性增强，可出现四肢肌肉震颤、强直、痛性肌痉挛 、Chvostek征阳性和手足搐弱等临床表现。低镁引起神经肌肉兴奋性增高的机制不清，一般认为与下列因素有关：①Mg2+与Ca2+竞争进人轴突，低镁则Ca2+进人增多，使含乙酰胆碱的囊泡向轴突膜移动及出胞作用增强，释放乙酰胆碱增多。②低镁使 Mg2+抑制终板膜上乙酰胆碱受体敏感性的作用减弱。③低镁使Mg2+抑制神经纤维和骨骼肌应激性的作用减弱。低镁血症可引起多种神经精神症状。轻者可产生神经官能症样症状，重者可引起精神失常、抽搐、昏迷等。其机制不清，可能与低镁使Mg2+抑制中枢神经系统作用减弱有关。此外，与Mg2+对Na+-K+-ATP酶及 cAMP水平的影响可能也有一定关系。近年来发现低镁血症与癫病发作关系密切。Mg2+可阻滞中枢内兴奋性氨基酸受体N•甲基•D天冬氨酸（N-methyl-D-aspartate：NMDA）型受体。低镁血症时，该阻滞作用减弱，可引起癫痫样放电，致癫痫发作。2．对心血管系统影响 ①心律失常：低镁血症可引起心律失常，以室性心律失常为主，严重者可引起室颤导致猝死。其机制可能与Mg2+直接作用有关。因Mg2+与Ca2+、Na+有拮抗作用，低镁使Ca2+和Na+经慢通道进人心肌细胞加快，平台期缩短，致有效不应期缩短；以及自律细胞自动去极化加速等导致心律失常。此外，与低镁时Na+-K+-ATP酶及Ca2+-ATP酶活性减弱，引起心肌细胞内低钾、高钙等因素也有关。②冠脉动脉痉挛：低镁血症在冠心病的发生发展中具+作用减弱、低镁使内皮细胞产生内皮源性舒张因子减少、低镁加强了血管紧张素、去甲肾上腺素等收缩血管等作用有关。此外，由于镁具有抗凝、扩张血管。对心肌缺血再灌注损伤具有保护作用，因此，低镁血症还易导致心肌梗死的发生。③ 外周阻力升高：低镁血症时平滑肌细胞内钙含量增高，使血管收缩，外周阻力增高。低镁还可增强儿茶酚胺等缩血管物质的收缩血管作用。因此，低镁有时可引起血压升高。3．低镁血症可致低钙血症和低钾血症 低镁血症引起低钙血症的原因可能为：①缺镁时，骨镁释放而Ca2+进人骨内。②低镁使腺苷酸环化酶活性降低，cAMP减少，PTH分泌减少，肾小管重吸收Ca2+减少。③Mg2+可置换血浆中与蛋白及与阴离子结合的Ca2+ ，低镁可使游离钙减少。有报道：46％的低镁血症伴有低钾血症，此时单纯补钾无效，必须补镁才能纠正低钾血症。低钾的原因可能是：镁缺乏使“钠泵”活性降低，细胞内K+进人血中，但低镁同时也促进了肾小管排钾增加，故可致低钾血症。（三）、防治的病理生理基础1．防治原发病；2．补镁 用口服、肌注或静注补镁。给予镁的方法随临床表现而变。50%MgSO4.7H2O是有效的,肌肉内或静脉内注射。肌肉注射疼痛，因此首选静脉内注入。伴有手足抽搐的低钙血症性低镁血症病人疑有低镁血症－低钙血症性室性心律失常的病人若肾功能正常就应当静脉内输入25mmol硫酸镁，溶于100ml 5%葡萄糖液中，缓慢输入8~24小时以上（在1000ml中)为保持血浆镁浓度在0.4mmol/L以上,这个剂量可以反复给予。在正常血镁或伴有低钙血症的低镁血症病人被提示每日重复剂量，持续3~5天。镁应当继续给予直到低镁血症生化变化和临床表现恢复为止。在肾功能不全（血浆肌酐 > 2.0 mg/dL）的病人应慎重给予药，应仔细监测血浆的水平。无症状病人或慢性低镁血症病人应当用口服缓释制剂来治疗。目前可用的有两种制剂：含氯化镁的慢镁和含乳酸镁的缓释片剂。由噻嗪类或袢活性的利尿剂引起的低镁血症病人不能中止利尿剂治疗，加入保钾利尿剂如阿米洛利是有利的，因为这些药可不断地增加皮质集合管的重吸收而减少镁的排泄。在这些疾患中镁单独补充可能无效，因为即使快速提高血浆镁水平，却导致镁排泄的增加。因此对慢性镁缺乏的病人，不管用什么治疗方案，都需要持续一个相当长的时间，直至尿镁排泄与镁摄入相平衡。3．并发症的处理（1）手足抽搐 因低镁血症而发生手足抽搐常伴有低钙血症，所以首先应静脉内注射10%葡萄糖酸钙溶液或10%CaCl2, 然后静脉内给予50%硫酸镁。若确知无低钙血症则不需补钙。（2）癫痫发作 这是低镁血症引起严重的中枢神经系统功能障碍的表现，应静脉内给予50%硫酸镁。（3）心律失常  出现心律失常静脉内给予50%硫酸镁，同时还必须纠正低钾血症，因为低钾血症和低镁血症同时存在，都可引起心律失常的发生。4．密切注意患者的肾功能状态 当用镁剂治疗时，肾小球滤过率易受到高镁血症的损害。因此应经常检查血清镁水平，特别对那些伴有肾功能不全的患者更应如此。也应密切注意BUN和血清肌酐水平。三、高镁血症血清镁浓度高于l.25 mmol／L为高镁血症（hypermagnesemia）。（一）原因和发生机制 主要为镁排出障碍所致，常见原因有：1．少尿：急、慢性肾衰竭或严重脱水伴少尿时，肾小球滤过功能降低可致高镁血症。肾小球滤过率在 30ml／min以下时可引起镁潴留。 此时要慎用含镁药物。2．甲状腺功能减退：甲状腺素对镁代谢的影响，可产生负镁平衡。因此，甲状腺功能减退患者可发生高镁血症。纠正后，镁代谢可恢复正常。3．醛固酮分泌减少：如Addison病等，由于肾排镁减少，可致高镁血症。（二）对机体影响1．对神经肌肉和中枢神经系统影响 镁过多可使神经肌肉接头处释放乙酰胆碱减少，抑制了神经－肌肉兴奋的传递。抑制中枢神经系统的突触传递及其功能。因此，临床上可表现为：骨骼肌弛缓性麻痹，甚至累及呼吸肌。中枢神经系统症状常见嗜睡、精神萎靡、言语不清、精神恍惚、昏迷等。但目前认为镁进入中枢神经系统是很有限的，这些症状多为继发性的（如高镁继发低血压）。原发的情况少见，常在血脑屏障有缺陷或鞘内给药时。2．对心血管系统影响 高镁血症并发低血压与Mg2+拮抗Ca2+使血管平滑肌舒张以及Mg2+抑制交感神经末梢释放去甲肾上腺素有关。镁过多可延长窦房结、房室结传导及不应期，出现传导阻滞和心动过缓等。严重的高镁可致心脏停搏。（三）防治的病理生理基础1．防治原发病；2．轻度高镁血症的治疗 轻度高镁血症不需要特殊治疗。停用全部含镁的药物后，血清镁浓度逐渐降低。3．肾功能正常的患者可应用盐水补容和静脉内给利尿剂（如速尿）。补钙和利尿剂联合应用将进一步增加肾镁的排出。静脉内给予胰岛素和葡萄糖可使镁和钾离子向细胞内转移以降低血镁。若有严重肾功能不全或对上述治疗无明显疗效者可用血液透析等疗法。以无镁的透析液进行血液透析可在 4 ~ 6小时内使血清镁降至安全水平。对婴儿则可用换血疗法。 4．并发症的处理 若有严重的呼吸抑制或心脏传导障碍时应立即给予人工通气，并在 5~10min内静滴 2.5 ~ 5.0mmol钙。可暂时逆转心脏和呼吸的异常。5．纠正水和其他电解质紊乱。第四节钙磷代谢与钙磷代谢障碍钙、磷在维持人体正常结构与功能中起着重要作用。虽然钙、磷的日摄入量和排出量经常有很大的变动，但人体细胞内、外液的浓度却相对恒定。体内的钙、磷绝大部分以骨盐形式存在于骨和牙中，成为机体的钙磷库，且骨中的钙、磷比几乎是恒定的，两者之一在体内含量显著变动时，另一个亦随之改变。一、钙和磷的正常代谢(一)钙、磷的含量和分布成人体内总钙量约1000-1200g，99％以骨盐形式存在于骨骼中，其余存在于各种软组织中，细胞外液钙仅占总钙量的0.1％，约1g左右。成人体内含磷约750g±50g，85％以上存在于骨盐中，其余主要以有机磷酸脂形式存在于软组织中(如磷脂、核酸等)，细胞外液中仅约2g，以磷脂和无机磷酸盐形式存在。1．骨的钙、磷 骨盐占骨总重的60％-65％，主要以非晶体的磷酸钙和晶体的羟磷灰石两种形式存在，其组成和物化性状随人体生理或病理情况而不断变动。新生骨中的非晶体磷酸钙比陈旧骨多，骨骼成熟过程中逐渐转变成晶体的羟磷灰石。骨钙和血循环中的钙不断进行着缓慢的交换，每天可达250-1000mg，它是维持血钙恒定的重要机制之一，同时也是骨的不断更新过程。2．血钙 正常人血清总钙量相当恒定，为2.25-2.75mmol／L，儿童稍高，常处于上限。血浆和细胞外液中的钙有如下三种存在方式：①蛋白结合钙 ：约占血钙总量的40％，主要与白蛋白结合。②可扩散结合钙：与有机酸结合的钙，如柠檬酸钙、乳酸钙、磷酸钙等，它们可通过生物膜扩散，故称为可扩散结合钙，约占13％。③血清游离钙：即钙离子(Ca2+)。它与上述两种钙处于动态平衡、不断交换之中，其含量与血pH有关，如在pH6.8时，Ca2+约占血总钙量的58．3％，在pH7.8时占37.5％，在正常生理pH范围，离子钙约占47％。上述三种血钙形式中，只有离子钙才起直接的生理作用，调节血钙的激素也是针对离子Ca2+进行调控，并受离子Ca2+水平的反馈调节。血清离子Ca2+的正常水平为1-1.25mmol／L。3．血磷 临床上所测的血磷通常指血清中以无机磷酸盐形式存在的磷，正常成人约为0.8-1.3mmol／L。血磷浓度不如血钙稳定，波动较大。 正常人血中的磷酸根主要是[[HPO42-]，根据溶度积原理，[Ca2+]和[[HPO42-]之浓度乘积等于一常数，故其中一项的波动将引起另—项的反向变动，而两者浓度的乘积不变。(二)钙、磷的生理功能1．钙 钙具有多方面的功能：①钙是构成骨骼和牙的主要成分，起支持和保护作用，同时作为钙库，调节细胞外液钙离子浓度的恒定。②钙在所有细胞的运动、分泌、代谢和分化等过程中都起着信使或协同信使的作用。③许多参与细胞代谢的酶，如腺苷酸环化酶、鸟苷酸环化酶、磷酸二酯酶、酪氨酸、色氨酸羟化酶等，其活性都受Ca2+的调节或需Ca2+激活。④Ca2+是凝血过程必不可少的因子。⑤ Ca2+与Mg2+，Na+，K+等共同维持神经-肌肉的正常兴奋性。当血钙<1.75mmol／L时，神经肌肉兴奋性升高，可出现搐搦。此外，Ca2+ 还可以降低毛细血管膜的通透性，防止渗出、控制炎症和水肿。2．磷 磷在生命过程中十分重要，体内重要的生命化学过程皆有磷的参与。(1)生命重要物质的组分：核酸、磷脂、磷蛋白是机体遗传物质、膜结构、重要功能蛋白的基本组分，而磷是这些基本组分的必需元素。(2)参与机体能量代谢的核心反应：磷酰基的给出与再获得，同时伴随着能量的转换,是机体一切生命活动的能量源泉。(3)蛋白质的可逆磷酸化过程是机体调控机制的分子学基础之一。(4)成骨：磷是骨和牙的基本矿物质成分。(5)凝血：凝血过程的几个重要步骤皆须在磷脂的表面进行，血小板因子3和凝血因子Ⅲ的主要成分即磷脂，为凝血过程提供反应场所。此外，磷酸盐参与酸碱平衡的调节；2，3-二磷酸甘油酸调节血红蛋白与氧的亲和力等皆是磷的重要生理功能。(三)钙、磷平衡的调节1．钙、磷的需求量及其吸收与排泄（1）钙、磷的每日需求量：成人约需钙0.5-1.0g/d，儿童、妊娠哺乳期需钙量增加，约为1.0-1.5g/d，绝经期妇女由于女性激素缺乏，尿钙排除增加，钙需求量也随之增加。磷的需求量成人约1.0-1.5g/d，磷在膳食中含量丰富，食物中磷易于吸收，并可在体内储存，因此磷缺乏症相对少见。（2）钙的吸收与排泄：钙主要在十二指肠和空肠上段吸收，生理情况下决定钙吸收量的主要因素是是维生素D和机体对钙的需求量。PTH通过加强肾对维生素D的羟化，促进肠道钙的吸收。另外食物中过多的硷性盐如草酸盐等也可妨碍钙的吸收。 钙的排泄主要通过粪和尿两种方式。正常人粪钙日排量约占摄入量的75%-80%，尿钙约占20%。机体对尿钙的排泄具有一定的调节能力。经肾小球排泄的钙在PTH和维生素D的作用下，99%滤出的钙被肾小管重吸收。血钙降低时尿钙排除可明显减少或停排。血钙增高时尿钙排出增多，但很少超过500mg/d，某些利尿剂如速尿、利尿酸和药理剂量的肾上腺皮质激素可促进尿钙的排泄。（3）磷的吸收与排泄：食物中的磷约70%在小肠吸收，以小肠中段为主。磷的吸收需要钠离子同时存在，磷和钠的协同运输是主动耗能过程。维生素D可促进磷的吸收。正常人20-40%的磷由粪排泄，60-80%经肾排泄。肾小球滤过的磷85%-95%被肾小管重吸收。维生素D促进肾小管对磷的重吸收，PTH和降钙素抑制肾小管对磷的重吸收。2．钙磷代谢的调节 机体对钙磷代谢的调节主要由三种激素通过三个器官来维持平衡。（1）PTH的基本作用：PTH的基本功能为动员骨钙，排出尿磷，维持血钙水平，同时通过促进维生素25-(OH)2D3转化为1,25-(OH)2D3，从而通过活化D3进一步影响钙磷的代谢。PTH的分泌受血清游离钙的反馈调节。(2)维生素D:维生素D经体内肝、肾羟化为1,25-(OH)2D3后发挥作用，其基本作用为促进钙、磷的吸收，包括肠中钙磷的吸收和肾小管对钙、磷的重吸收。(3)降钙素(calcitonin，CT)：CT的基本作用为降低血钙，其分泌受血Ca2+的反馈调节。二、钙磷代谢异常(一)低钙血症低钙血症(hypocalcemia)应指血清离子钙浓度低于1mmol/L。但通常的实验方法测定的是血清总钙量，因此当血清蛋白浓度正常时，血清总钙低于2.2mmol／L为低钙血症。1．病因和发病机制(1)维生素D代谢障碍：①维生素D缺乏：多见于食物中缺乏维生素D，或接触阳光过少。儿童发病典型，形成营养性佝偻病。②肠吸收障碍：见于慢性腹泻、脂肪泻、阻塞性黄疽等，使维生素D吸收障碍。③维生素D的羟化障碍：见于肝硬化、肾功能衰竭、遗传性1а-羟化酶缺乏等疾病。由于维生素D的羟化障碍，不能在体内有效地生成活性型的维生素D，形成抗维生素D佝偻病。由于维生素D的不足致肠钙吸收减少，尿钙丢失增加，造成低钙血症和钙缺乏。(2)甲状旁腺功能减退(hypoparathyroidism)：根据甲状旁腺功能减退引起低钙血症的发病机制，本症可分为三类，即：甲状旁腺激素PTH的缺乏；靶组织对PTH抵抗和PTH无活性。 (3)慢性肾功能衰竭：在CRI时出现低血钙，其原因：①血磷升高：血浆[Ca]x[P]为一常数，在 CRF高磷血症时，必然导致血钙下降，同时在血磷增高时，磷从肠道排出增多，在肠内与食物中的钙结合成难溶解的磷酸钙排出，妨碍钙的吸收。②维生素D代谢障碍：肾小管将25-(OH)•D3羟化为1,25-(OH)2•D3的功能减退，影响肠道对钙的吸收。③血磷升高刺激甲状旁腺C细胞分泌降钙素，抑制肠道吸收。④体内某些毒性物质的滞留可使小肠粘膜受损而使钙的吸收减少。(4)急性胰腺炎：胰腺因炎症、坏死，释放脂肪酸与钙结合形成钙皂，可引起血钙暂时性降低。此外，胰腺炎可引起胰高血糖素过多分泌，后者刺激CT分泌增加也可能参与低血钙的发生。(5)低镁血症：低镁血症常并发低钙血症。除了有些病因可同时引起低镁和低钙血症外(如慢性腹泻、脂肪泻、胰腺炎等)，低镁血症还引起PTH的分泌不足；靶组织对PTH的反应不足和骨盐的镁-钙交换障碍。因镁是许多生化反应的辅因子，缺镁导致 PTH系统的功能障碍，纠正缺镁后病人的PTH反应亦可恢复正常。2．对机体的影响 慢性、轻中度的低血钙可不伴有症状，但血清钙离子严重而迅速下降可致明显症状。(1)对神经肌肉的影响：Ca与其它几种阳离子的平衡控制着神经肌肉的应激性，其关系式如下：神经肌肉应激性∝[Na+][K+]／([Ca2+][H+])。低血钙时神经肌肉兴奋性增高，可出现手足抽搐、肌痉挛、喉鸣与惊厥，严重者可致癫痫发作及精神症状。(2)对骨代谢的影响：低钙血症伴钙缺乏时，可引起骨质钙化障碍，小儿多表现为佝偻病，出现囟门迟闭、骨骼畸形等；成人则表现为骨质软化、纤维性骨炎、骨质疏松等。(3)对心肌的影响：由于细胞外液钙离子浓度降低，对Na+内流的膜屏障作用减小，心肌的兴奋性、传导性升高。但由于膜内外Ca2+的浓度差减小，Ca2+内流减慢，从而使动作电位平台期延长，不应期相应延长。心电图上表现为Q-T时间延长，ST段延长及T波平坦或倒置。同时，钙内流减慢使心肌收缩力下降，在新生儿，严重的低钙血症可引起心力衰竭。(4)其它：婴幼儿缺钙时，免疫功能降低，易感染念珠菌病或反复发生细菌感染。少数慢性缺钙患者可有皮肤干燥、鳞屑增多、指甲易脆、毛发稀疏等表现。3．防治原则(1)病因治疗：寻找病因，尽可能根治。(2)补充钙剂和维生素D：对于抗维生素D的缺钙症，可使用1,25(OH)2•D3。(二)高钙血症(hypercalcemia)  血清钙大于2.75mmol／L为高钙血症。但对轻度升高的血钙，需确定离子钙浓度是否大于1.25mmoL／L。1．病因和发病机制(1)原发性甲状旁腺功能亢进症：为高血钙的主要原因，常见于甲状旁腺腺瘤和甲状旁腺增生，少数为甲状旁腺癌。PTH的异常升高使骨钙释放增加；同时又使肾小管对钙的重吸收增加；PTH还使肾转化维生素D为活性型1,25(OH)2•D3的量增大，从而使肠钙吸收也增多。(2)恶性肿瘤：引起高血钙的发生率仅次于原发性甲状旁腺功能亢进症，是引起高血钙的另一主要原因。其中骨转移肿瘤约占70％，白血病20％。骨转移性肿瘤(包括白血病)引起高血钙的基本机制是骨钙释放增多。(3)甲状腺功能亢进：约15％-20％的中度甲状腺功能亢进病人伴有高血钙。甲状腺素和三碘甲腺氨酸(T3)可促进骨质吸收，使血钙升高。(4)继发性甲状旁腺功能亢进症：见于慢性肾炎，维生素D缺乏，肾功能衰竭病人血液透析等原因引起的长期低血钙。长期低血钙的刺激可引起甲状旁腺的代偿性增生，PTH分泌增加，有时可因过度增生反而出现高血钙。(5)其它：维生素D中毒，肾上腺皮质功能减退等。过量的维生素D造成肠钙吸收增加和骨钙溶解致高血钙。肾上腺皮质功能减退致高血钙者多见于肾上腺切除术后或大剂量使用肾上腺糖皮质激素后突然停药，因肾上腺皮质激素具有对抗维生素D，抑制肠钙吸收和骨吸收的作用，其突然减退可致功能性(相对性)高维生素D血症，从而导致高血钙。2．对机体的影响(1)肾的损害：高钙血症主要损害肾小管，包括肾小管的水肿、坏死、肾小管基底膜钙化纤维化等。早期主要表现为浓缩功能障碍，多尿、夜尿、严重者尿量增多可达8-lOL／d。病人烦渴，脱水，呕吐，血液浓缩致高钠血症。若高钙血症不能控制，则可逐步发展至肾功能不全，肾功能衰竭。(2)对神经肌肉的影响：由于Ca2+可降低神经肌肉的兴奋性，高钙血症时，神经肌肉兴奋性下降，病人早期常表现乏力、软弱、淡漠、腱反射抑制。严重高血钙病人常表现腹痛、极度衰弱、精神障碍以至木僵、昏迷等。(3)对心肌的影响：高钙血症可引起心肌的兴奋性、传导性降低和多处的异位钙化。3．防治的病理生理基础  轻度高钙血症若无明显的临床症状可不予治疗，但应找出病因并控制钙和维生素D的摄入。有明显症状的高钙血症应予及时治疗，如大量输液，纠正脱水，促进钙的排泄；使用速尿、利尿酸等利尿剂；糖皮质激素，降钙素，以及透析疗法等。(三)低磷血症(hypophosphatemia)和缺磷(phosphate depletion)血清磷(serum phosphate)浓度小于0.8mmol／L称为低磷血症，小于0.5mmol/L时为重度低磷血症。由于血清无机磷的正常波动范围较大，因此血清磷并不是一个反映机体磷平衡的敏感而特异的指标。而且，能对机体造成损害的主要是机体的磷缺乏(缺磷)，而不是单纯的血磷降低(低磷血症)。因此，检出低磷血症后通常须结合临床病史中有无导致缺磷的病因，以及有无缺磷的功能代谢损伤表现，以确定低磷血症是否确伴有缺磷。1．病因和发病机制 (1)摄入和吸收不足：重度营养不良，慢性酒精中毒等可造成长时间的磷摄入不足导致缺磷。维生素D缺乏则导致肠道磷吸收障碍，是低磷血症和缺磷的主要病因。(2)丢失过度：从胃肠道过度失磷主要见于长时间腹泻、呕吐或经胃肠吸引术丧失较大量消化液时。此外，大量或长期使用能结合无机磷的抗酸剂(如氢氧化铝等，用于治疗胃溃疡)也会造成较明显的磷丢失。经肾过度失磷见于：甲状旁腺功能亢进症，由于PTH分泌增加导致大量无机磷从肾排泄，引起低血磷，病人同时伴有高血钙。Fanconi综合征由于近曲小管的重吸收障碍，导致多种物质随尿丢失，磷酸盐尿是其特征之一，失磷过多致缺磷和低磷血症。(3)磷酸盐转移入细胞：在原有磷缺失的基础上，磷酸盐转移入细胞常引起明显的低磷血症和临床症状，常见的原因为呼吸性碱中毒。此时，糖酵解的限速酶——磷酸果糖激酶激活，酵解增强，大量葡萄糖和果糖的磷酸化可导致明显的低磷血症。输入葡萄糖和静脉高营养时，大量磷酸盐随葡萄糖或氨基酸进入细胞代谢池亦常导致明显的低磷血症。2．对机体的影响 自从血清磷自动检测技术问世以来，住院病人中低磷血症的发现甚为常见，一般住院病人低磷血症发生率10％-21.6％不等，但低磷血症通常并无明确特异的症状，因此易被忽略。因为ATP和2,3-DPG的生成皆需要充足的无机磷，因此低磷血症引起的主要异常为ATP生成不足和红细胞中2，3—DPG减少。在急性轻中度低磷血症时，由于细胞内通常有丰富的磷储备，可不出现任何症状，但在长期严重的磷缺乏时，则可出现明显的损害，甚至危及生命(此时血清磷通常低于0.3mmol/L)。 在急性低磷血症时，以神经肌肉的症状较明显，包括近端肌肉无力、厌食、头晕、感觉异常、鸭步态等。慢性低磷血症时常以骨骼系统损害为主要表现，如骨痛、佝偻病、骨质软化、病理性骨折等。在极度严重的低磷血症(血清磷低于0.16mmol/L)，可出现神经系统的明显损害和神经精神症状，如易激惹、发音障碍、精神错乱、木僵、抽搐、昏迷。脑电图可见广泛的异常改变以及神经传导速度减慢。横纹肌可出现溶解，严重者可出现呼吸肌衰竭。此外血细胞在重度低磷血症时也可出现一系列损害。3．防治原则 低磷血症防治的关键在于及时的识别和诊断。因低磷血症通常无特异的表现常易被忽略，或被混入原发病的症状中，因此对它保持警惕性，及时正确的诊断，适当的补磷常可奏效。 (四)高磷血症(hyperphosphatemia)成人血清磷大于1.61mmol／L，儿童大于1.90mmol／L为高磷血症。1.病因和发病机制(1)肾功能衰竭：人体正常时60％-80％的磷由尿排出。然而在肾功能不全早期，尽管肾小球滤过率逐渐下降，但血磷并不明显升高。这是因为在肾小球滤过率下降时血磷暂时上升，使血中游离钙减少，刺激甲状旁腺分泌PTH，后者可抑制肾小管对磷的重吸收，使磷排出增多。在CRF时由于肾小球滤过率极度下降(低于30ml／min)，继发性PTH分泌增多已不能使磷充分排出，故血磷水平显著升高。PTH的增多又加强溶骨活动，使骨磷释放增多，从而形成恶性循环，导致血磷水平不断上升。 (2)甲状旁腺功能低下：由于PTH分泌不足致尿磷排泄减少，导致血磷升高。(3)维生素D中毒：维生素D促进小肠的磷吸收和肾小管对磷重吸收，过量的维生素D可使血磷升高。(4)磷从细胞内释出：急性酸中毒或淋巴瘤，白血病等化疗时，磷可从细胞内大量释出而造成高磷血症，尤其在肾功能不全、磷排泄受阻时更易发生。2.对机体的影响 高磷血症的主要影响在于它与钙的结合，导致低钙血症和异位钙化，从而出现低钙血症的各种临床表现和异位钙化组织的相应损害，如肾的钙化可造成肾功能的进行性损害，皮肤的钙化则可能是慢性肾功能衰竭病人皮肤顽固瘙痒的原因之一等。因此，在肾性骨营养不良的发生中，高磷血症亦是一个重要的发病因素。 3．防治的病理生理基础(1)防治原发病，治疗低血钙。(2)降低肠吸收磷，如口服氢氧化铝凝胶与磷形成不溶解的化合物以阻止磷的吸收等。(3)肾功能衰竭所致高血磷可用透析疗法。