胶体渗透压

（1）渗透压和体液的生理调节[转]

渗透压（osmoticpressure）是指以抵挡溶剂透过一种只允许溶

剂通过而不允许溶质通过的半透膜的压力。当这种半透膜存在时，其

自然趋势是溶剂透过该半透膜以达到在膜的两侧的溶质分子的平衡。

为了阻止这种溶剂的运动则需要一种压力。

水与溶质的正常平衡

水的类型及其构成

人体是由大量水分子组成的。一个平均体重的个体大约50%-60%

的体重实际上是由水组成（因为脂肪实际上是不含水份的，所以越胖

的人所含水份就越少）。人体内水的出入由以下三方面构成（见表3）。

表3：体液的构成

体液类型%总体水份主要阳离子主要阴离子蛋

白浓度

细胞内液50-65K+Mg2+PO43-

很高

血管内液10-12Na+,K+,Ca2+Cl-,HCO-

高

组织间液25-40Na+,K+,Ca2+Cl-,HCO-

很低

图2：压力差控制了血管内和组织间体液的交换。在动脉端，高静

水压迫使液体通过毛细血管半透膜，使循环的蛋白质浓缩，增加了胶

体渗透压.当血液到达静脉端时,低静水压和高胶体渗透压将水吸回血管.

静脉的静水压的升高或血浆蛋白的下降以及组织间隙中体液的增多被

称为水肿。

体液间的交换

渗透压（osmoticpressure）是由细胞膜两侧的蛋白质和电解质

数量之差所形成，是调节水分子在细胞和血管之间运动的最重要的因

素。

静水压（hydrostaticpressure）从毛细管动脉端推动液体向外流

动，导致血管内液体的流失、蛋白浓度的增高和组织间静水压的升高。

因此在毛细管的静脉端，组织间隙的静水压较静脉压略高，由蛋白质

产生的一种渗透效应叫胶体渗透压（colloidoncoticpressure）将水

分子从细胞间隙吸回到血管内。如表2所示，低静水压和高毛细管胶

体渗透压的结合对于控制血管内和组织间液体的平衡是十分重要的。

人体对血浆重量渗透摩尔浓度改变的生理反应

尽管人体可从水的摄入来获得水的平衡，人体每天都要失去大约

2-3升的水分，其中大部分都是从尿液丢失。人体平均每天从汗液、粪

便以及呼吸（对水的丢失不敏感）中丢失1升的水，因此人体必须通

过水的摄入来弥补这些丢失，否则将会导致脱水。人体有一个非常复

杂的调节系统，在大多数情况下，重量渗透摩尔浓度或血浆容积使水

的丢失与摄入得以平衡。

渗透调节器

下丘脑（脑底部的一个调节中心）对于重量渗透摩尔浓度小于1%

的增高可作出反应（其反应通常是升高血清钠），并激活以下两种保

护性反应。

干渴感应器：对渗透压的增加升高作出反应，从而使人体水分的

摄入增多，降低重量渗透摩尔浓度，使机体恢复正常状态。在相对次

要方面，干渴感应器还可对血管内容积的减少作出反应。干渴的反应

导致水的摄入是维持人体正常水电解质平衡的一个最为重要的因素。

对于神经系统病变的患者、老年人、新生儿和那些无自饮水能力的人

（包括婴儿）来说，通常对这一讯号不能作出反应，因此，他们容易

发生脱水。

抗利尿素（ADH）下丘脑还产生一种激素叫抗利尿素，它对重量

渗透摩尔浓度的升高作出反应，引起肾脏集合管对水的通透性增强，

提高尿液重量渗透摩尔浓度并试图使血浆渗透度回复正常。

虽然ADH可减少水分从尿液丢失，但它每天最多只能使体内总水

份的减少在1-1.5升左右。

表4：重量渗透摩尔浓度和容积调节

因素激活效应

干渴升高重量渗透摩尔浓度1%；减少>5%的容量。增加水分的

摄入；降低重量渗透摩尔浓度。

抗利尿素（ADH）增加>1%的重量渗透摩尔浓度；减少>5%的容

量。增加肾脏对水的重吸收；降低重量渗透摩尔浓度。

肾素/血管紧张素/醛固酮减少容积；减少尿液中的电解质。升高

血压；升高血清钠离子（轻微）降低血清钾和氢离子；降低尿钠离子，

升高尿钾和氢离子。

前房利钠素（ANH）增加前房血容量。增加尿钠，减少血容量；

降低醛固酮。

容量调节器

虽然每天人体的水份是由渗透度来调节的，但如果机体需要保留

正常的血浆容量时，机体可回避渗透感应器所发出的信号。容量调节

器可对1%血浆渗透度的改变作出反应，但它相较之渗透度调节器来说

就不够那么敏感，然而它们的效能却很大。

抗利尿剂（ADH）:虽然重量渗透摩尔浓度的改变通常控制ADH

的产生，但当血容量下降大约5-10%时，下丘脑仍可增加ADH的分

泌，当血容量下降大于10-15%而血浆重量渗透摩尔浓度下降时，下

丘脑可产生大量的ADH。显然，保持血管适度的容量较维持正常的血

浆重量渗透摩尔浓度更为重要。

肾素/血管紧张素/醛固酮:当肾血流量减少或肾远曲小管钠量减少

时，肾素则得以分泌。肾素催化血管紧张素Ⅰ的产生，间接引起血管

紧张素Ⅱ（AGⅡ）的产生。后者是一种有效的血管紧张物质，它可增

加肾脏的血流量。另外AGⅡ是最有效的醛固酮刺激物，醛固酮又可使

肾脏远曲小管通过钠离子与钾离子及氢离子的交换而增强对钠的潴留。

通过这一结合机理，肾素通过增加体内总钠量和动脉阻力来增加血流

量。

前房利尿素（AND）:前房心肌收缩的增强刺激AND的产生。

AND可导致肾脏血液向肾皮质的肾单位分流，最大限度地减少钠的重

吸收。此外，AND抑制肾上腺分泌肾上腺素。这两种效应可减少血浆

容量和机体总钠量。

肾脏对水和溶质浓度的调节

由于许多激素的调节靶器官主要是肾脏，因此肾脏功能的正常是

维持正常水和电解质平衡的基本保证。由于肾脏分泌的第一步是肾小

球的滤过，而且它是一种非选择性的滤过，因此那些对机体有害的物

质被排泄入尿液。一个正常人每天大约排泄180升的水和

25,000mmol的钠入尿液。肾小管的功能是调节水和电解质的排泄以

维持正常的血容量。对于一个正常的肾脏来说，大多数钠、氯和水的

重吸收是由渗透压梯度所致的渗透现象来完成的，这就需要一个无疾

病的肾脏来改变由肾脏中心部位所发现的高重量渗透摩尔浓度，尿液

电解质和水的调节最终是通过醛固酮和抗利尿素的协同作用来完成的。

当醛固酮缺乏时，滤过到尿液中的大约3-5%的钠将会流失，而ADH

缺乏可使10%的水流失。图3展示了这一现象。

图3：肾小管分为多个段落以控制水和溶质状态。最初由远曲小管

（a）吸收大部分溶质，约2/3的钠，以及水和氯被重吸收。在亨利择

（b）段，水被进一步吸收，钠浓度的升高致重量渗透摩尔浓度升高达

1200mosm/kg。在下一个阶段（C），钠和氯被重吸收，出现几乎不

含钾的重量渗透摩尔浓度相对较低的尿液。近曲小管（d）在醛固酮的

作用下对钠进行重吸收，与此交换钾或氢离子。集合管（e）在ADH

的作用下重吸收水，使尿液浓缩。

尿液溶质浓度的“正常”值

每当实验室被要求提供尿液溶质浓度和重量渗透摩尔浓度的“正

常”值（“normal”values）时，肾功能最好是用“恰当”

（appropriate）这个词来理解。例如，对于一个脱水病人来说，如果

发现其尿液极度稀释，且尿液重量渗透摩尔浓度为50的时候，则应被

视为是不恰当的（inappropriate），尽管这种情况可在正常人中见到。

同样，如果这个病人的尿液钠浓度是100mmol/L，也应该被认为是不

恰当的。在我们自己的实验室，我们是不提供尿液的重量渗透摩尔浓

度和电解质浓度的正常参考值的。

浓缩和稀释

肾脏可通过肾小管的功能来排泄浓度不同的尿液。在脱水情况下，

ADH刺激水的最大储存，从而使尿液的重量渗透摩尔浓度达到

1200mosm/kg之高。水的摄入过多时，最大稀释可产生重量渗透摩

尔浓度小至50mosm/kg。这些数值可在儿童中以及随着年龄的增长

而改变；年龄大于65岁的人最大浓缩度则不能达到700mosm/kg，

而最多稀释度通常不小于100-150mosm/kg。

尿液电解质

在正常人中,尿液电解质的排泄与盐的摄入有关。一个正常个体的

总尿钠排泄量是钠摄入的一个很好的指标，该指标一直被用作监测高

血压患者钠摄入的工具。但是,当血浆容量改变时,激素会刺激机肾脏来

改变钠的排泄,以达到重新平衡的状态。在一个血容量下降的病人中，

典型表现是当尿钠浓度小于10mmol/L时，醛固酮可作用于肾小管，

使已被肾小球滤过的尿钠的丢失减少到小于0.5%。而当血容量过大时，

尿钠的排泄会明显增加，可达已滤过尿钠的5%或更大，便尿钠浓度大

于血钠浓度的2倍或更大。

Ⅲ.溶质状态的测试

渗透间隙

渗透间隙（OsmoticGap）是一个理论概念（与阴离子间隙相

似），最初用来作为检查渗透重量摩尔浓度仪器的准确度的一个指标。

渗透间隙是指实际重量渗透摩尔浓度与测量重量渗透摩尔浓度之差，

它是从存在于血清中的所有主要溶质的摩尔浓度中计算出来的。常用

的两个用来计算范量渗透摩尔浓度的公式如下：

公式1

【葡萄糖】【尿素氮】【乙醇】

1.86xNa++18+2.8+3.8

0.93

公式2

2xNa++【葡萄糖】+【尿素氮】+【乙

醇】

182.83.8

血清实际只有约93%是水，其余为悬浮于水中的脂肪和蛋白，渗

透活性物质则溶解于水中而并非于血浆中。由于93%血清是水，所以

全部结果除以0.93，1.86xNa+则变成2xNa+，换算系数将葡萄糖

和尿素氮由mg/dl换成mmol/L。虽然乙醇换算系数的期望值是4.6，

但乙醇的作用不仅仅是溶质，而且是溶剂，换算系数3.8实际上是从观

察乙醇在溶液中的效应而决定的。渗透间隙可大到10，这种差异是出

于其他一些渗透活性物质的存在而未能被考虑入以上两个公式所致。

渗透间隙提示有一种以毫摩尔量的小分子化合物存在。为了实际

应用的目的，可认为引起渗透间隙的物质只有酒精（甲醇、异丙醇、

乙烯和丙烯乙二醇）、丙酮、乙酰水杨酸和三聚乙醛。乙醇如果在实

验室内不能测得，而又未被考虑入以上两个公式的话，也可产生渗透

间隙。只有非离子物质会对渗透间隙产生影响，例如，酸分解并与一

个碱基结合，直接替代HCO3；由于我们已将阴离子乘以NA+并乘以

2，从而导致“未测定”的阴离子的升高，因此不会产生渗透间隙。有

无渗透间隙的存在会影响过去那些用来测量重量渗透摩尔浓度的方法。

由于大多数能引起渗透间隙的物质是挥发性的（阿司匹林除外），用

来测量蒸点降低的渗透压计是检测不到这些物质的存在的。幸运的是，

我们国家大多数医院的实验室所采用的是冰点降低法，它可准确地测

量到这些物质的存在。

自由水清除率

自由水清除率（freewaterclearance）是一个理论上的概念，它

是指提高肾脏的排泄能力以达到排泄或多或少的水，而非肾脏本身需

要处理由肾小球滤过的渗透的量。它反映了肾小管因病人血容量的改

变而进行浓缩和稀释的调节能力。自由水清除率是计算总水清除率

（尿液容量）和所需水清除率（渗透清除率）之差，由下面的公式来

定义：

C水=C尿—C渗透=V—U渗透xV=Vx（1—U渗透）

-----------------

P渗透P渗透

如果肾脏没有水的净重吸收，但排泄与血液重量渗透摩尔浓度相

同的尿液的话，那么自由水清除率为零。在血容量减少的情况下，正

常的响应是提高抗利尿素的分泌，从而导致排泄一种与血液相比水份

含量少的浓缩性尿液，因此自由水清除率为负值。同样，水的过多摄

入抑制了ADH的分泌，导致了稀释尿液的排泄，此时自由水清除率为

正值。如果所有调节系统和肾脏的工作正常的话，尿液溶质浓度就会

适合于身体液体的状况。

肾的作用有以下五点：肾的作用一、分泌尿液，排出代谢废物、

毒物和药物：肾血流量约占全身血流量的1/4～1/5左右，肾小球滤液

每分钟约生成120mL，一昼夜总滤液量约170～180L。滤液经肾小

管时，99%被回吸收，故正常人尿量约为1500mL/d。葡萄糖、氨基

酸、维生素、多肽类物质和少量蛋白质，在近曲小管几乎被全部回收，

而肌酐、尿素、尿酸及其他代谢产物，经过选择，或部分吸收，或完

全排出。肾小管尚可分泌排出药物及毒物，如酚红、对氨马尿酸、青

霉素类、头孢霉素类等；药物若与蛋白质结合，则可通过肾小球滤过

而排出。

肾的作用二、调节体内水和渗透压：调节人体水及渗透压平衡的

部位主要在肾小管。近曲小管为等渗性再吸收，为吸收Na+及分泌

H+的重要场所(注：故肾可以调节人体酸碱平衡)。在近曲小管中，葡

萄糖及氨基酸被完全回收，碳酸氢根回收70%～80%，水及钠的回收

约65%～70%。滤液进入髓袢后进一步被浓缩，约25%氯化钠和15%

水被回吸收。远曲及集合小管不透水，但能吸收部分钠盐，因之液体

维持在低渗状态。

肾的作用三、调节电解质浓度：肾小球滤液中含有多种电解质，

当进入肾小管后，钠、钾、钙、镁、碳酸氢、氯及磷酸离子等大部分

被回吸收，按人体的需要，由神经内分泌及体液因素调节其吸收量。

肾的作用四、调节酸碱平衡：肾对酸碱平衡的调节包括：①排泄

H+，重新合成HCO3-，主要在远端肾单位完成；②排出酸性阴离子，

如SO42-、PO43-等；③重吸收滤过的HCO3-。

肾的作用五、内分泌功能：可分泌不少激素并销毁许多多肽类激

素。肾脏分泌的内分泌激素主要有血管活性激素和肾素、前列腺素、

激肽类物质，参加肾内外血管舒缩的调节；又能生成1，25-二羟维生

素D3及红细胞生成素。（注：故肾主少阴君火）

注：渗透压直接关系水代谢和电解质平衡，是与中医各种治疗方

法密切相关的。