(一)水的功能

水是機(jī)體含量最多的組成成分,是維持人體正常生命活動的重要物質(zhì)之一。

1.促進(jìn)物質(zhì)代謝 水既是生化反應(yīng)的媒介,又是良好的溶劑,能使許多物質(zhì)溶解,加速化學(xué)反應(yīng);同時(shí),水在營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收、運(yùn)輸和代謝廢物排泄的過程中具有重要作用。

2.調(diào)節(jié)體溫 水的比熱大,能吸收代謝過程中產(chǎn)生的大量熱能,蒸發(fā)少量的汗就能散發(fā)大量的熱;加之水的流動性大,能隨血液迅速分布全身,而且交換非常迅速,使得物質(zhì)代謝中產(chǎn)生的熱量能夠在體內(nèi)迅速均勻分布,因此水可以調(diào)節(jié)體溫,維持產(chǎn)熱和散熱平衡。

3.潤滑作用 淚液、涎液、關(guān)節(jié)囊的滑液、胸膜腔和腹腔的漿液等均可減少組織間的摩擦而起潤滑作用。

4.結(jié)合水的特殊功能 結(jié)合水是水在體內(nèi)的存在狀態(tài)之一,是吸附和結(jié)合在有機(jī)固體物質(zhì)上的水,主要是依靠氫鍵與蛋白質(zhì)的極性基(羧基和氨基)相結(jié)合形成水膠體。它的存在可使機(jī)體外表和組織器官保持正常的形態(tài),并發(fā)揮其復(fù)雜的生理功能。例如,心肌中的水大部分以結(jié)合水的形式存在,流動性小,使之成為堅(jiān)實(shí)有力的組織。

(二)水平衡

正常人每日水的攝入量和排出量處于動態(tài)平衡。水的來源包括飲水、食物水和代謝水。代謝水是糖、脂肪、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)氧化生成的水,又稱內(nèi)生水,每日約300ml。組織分解代謝加強(qiáng),內(nèi)生水可增多。如擠壓綜合征時(shí),每1kg受損肌肉約釋放850ml水。

皮膚、呼吸道、消化道和腎是機(jī)體排出水分的主要器官。每日由皮膚蒸發(fā)的水(非顯性汗)僅含少量電解質(zhì);通過呼吸蒸發(fā)的水分不含電解質(zhì),故這兩種不顯性蒸發(fā)排出的水分可以當(dāng)作純水來看待。汗液是一種低滲溶液,含有少量的Na+和K+。消化道每日分泌大量含電解質(zhì)的消化液,其中隨糞排出的水約150ml/d。腎是排水的最主要器官,正常成年人每日尿液中的固體物質(zhì)(主要是蛋白質(zhì)代謝終產(chǎn)物與電解質(zhì))一般約35g,尿液最大濃度為6%~8%,所以每日排出35g固體物質(zhì)的最低尿量需要500ml,再加上非顯性汗和呼吸蒸發(fā)以及糞便排水量,則機(jī)體每日最低需要排出1500ml。所以,要維持水分出入的平衡,每日需水1500~2000ml,稱日需要量(表3-1)。

表3-1　正常成年人每日水的攝入和排出量

(三)電解質(zhì)的功能

機(jī)體內(nèi)的電解質(zhì)包括有機(jī)電解質(zhì)和無機(jī)電解質(zhì)兩部分。前者包括蛋白質(zhì)和多種有機(jī)酸等,后者主要是無機(jī)鹽,包括氯化物、磷酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽和含量微小的碘化物與氟化物等。形成無機(jī)鹽的主要金屬陽離子有Na+、K+、Ca2+和Mg2+等;主要陰離子為Cl-、和等,它們的主要生理功能如下:

1.構(gòu)成組織的成分 體內(nèi)所有組織細(xì)胞都含有無機(jī)鹽成分。骨骼、牙齒中含鈣、磷和鎂等較多;肌肉和紅細(xì)胞中含鐵較多;骨、軟骨、皮膚和角膜等組織都具有含硫酸根的黏多糖。

2.維持生理功能 ①維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài):K+、Na+、Cl-、和等離子是維持體液的容量、滲透壓平衡和酸堿平衡的主要因素;②維持神經(jīng)、肌肉與心肌細(xì)胞的靜息電位,并參與其動作電位的形成。

3.參與代謝 K+和Mg2+參與多種代謝過程,是一系列酶的激活劑或輔助因子。Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合能激發(fā)心肌和骨骼肌的收縮;Mg2+、K+和Mn2+參與糖代謝的某些步驟并起催化作用。

4.構(gòu)成身體必需維生素、激素和酶的原料 如鐵、銅、鋅和錳等金屬元素是體內(nèi)某些酶的組成成分;維生素B12和促紅細(xì)胞生成素含鈷;碘參與甲狀腺激素的合成。

(四)電解質(zhì)平衡

1.鈉、氯的代謝平衡

(1)含量與分布:正常成年人體內(nèi)含鈉和氯的總量依次為40mmol/kg和50mmol/kg,其中60%~70%的鈉是可交換的,20%~40%是不可交換的(主要結(jié)合于骨骼的基質(zhì))。鈉總量的50%存在于細(xì)胞外液,10%存在于細(xì)胞內(nèi)液。血清鈉濃度為130~150mmol/L。氯是血漿及組織間液中的主要陰離子,血清氯離子濃度為104mmol/L,細(xì)胞內(nèi)含量很少。

(2)吸收與排泄:成年人每日從飲食中攝取NaCl 4.5~9.0g(相當(dāng)于Na+75mmol和Cl-150mmol),全部經(jīng)小腸黏膜吸收,因此正常膳食很少缺鈉。Na+和Cl-主要經(jīng)腎隨尿液排出體外,腎排Na+的特點(diǎn)為“多食多排、少食少排、不食不排”。此外,排出的汗液和糞便中也含有少量的Na+和Cl-。

2.鉀的代謝平衡

(1)鉀在體內(nèi)的含量與分布:鉀是體內(nèi)最重要的陽離子之一。正常人體每千克體重的含鉀量約為50mmol(1.95g)。其中98%存在于細(xì)胞內(nèi)液,濃度為140~160mmol/L;其余2%存在于細(xì)胞外液,濃度為3.5~5.5mmol/L。細(xì)胞內(nèi)、外鉀離子濃度相差近30倍,主要是由細(xì)胞膜上Na+-K+-ATP酶的主動轉(zhuǎn)運(yùn)過程來保證。

(2)吸收與排泄:正常膳食中都含有較豐富的鉀。成年人平均每日從食物中攝入的鉀量波動于50~200mmol,即每日鉀攝入量常大于其細(xì)胞外液的總鉀量,因此機(jī)體必須有完善的排鉀機(jī)制,才能防止鉀在體內(nèi)潴留。機(jī)體通過腎、消化道及汗腺排出鉀。其中約90%的鉀經(jīng)腎排出,腎排鉀的特點(diǎn)是“多食多排、少食少排、不食也排”。只要有尿液生成,就有鉀的排泄。約10%的鉀由消化道隨糞便排出,汗液中亦含有極少量的鉀。

3.鎂的代謝平衡

(1)含量與分布:成年人體內(nèi)鎂的總含量約為15mmol/kg,其中50%存在于骨骼中,其余部分大多存在于骨骼肌和其他器官的組織中。鎂主要位于細(xì)胞內(nèi),只有1%左右位于細(xì)胞外。細(xì)胞內(nèi)Mg2+濃度為27mmol/L,其中2/3與脂蛋白或核蛋白等結(jié)合,另1/3呈游離狀態(tài)。血清鎂濃度為0.25~1.25mmol/L。

(2)吸收與排泄:成年人每日從飲食中攝取鎂約10mmol,其中約1/3在小腸內(nèi)被吸收,其余隨糞便排出體外。體液中的鎂主要經(jīng)腎排出,當(dāng)鎂攝入不足時(shí),腎則顯示出明顯的保鎂作用,此時(shí)尿鎂的排出量每日可低于0.5mmol。