營養學（2）：生命元素與電解質平衡

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打字累死我，也累死你，這個論壇扯淡到極致了

上次我們講到水對於生命活動的重要性。不知道你有沒有聽說過，喝水過多也會死人？那麽超量飲水為什麽會有危險？體液。無論是血液還是細胞內液，都是水溶液。體液中有很多帶有電荷的離子，比如說帶正電荷的鈉離子，鉀離子，鈣離子，帶負電荷的氯離子，磷酸根離子。這些帶電離子是由無機鹽電離產生的。比如說，食鹽，氯化鈉，在水溶液中可以電離成鈉離子和氯離子。人體從食物中獲取的礦物質微量元素，在體內經常以帶電離子的形式存在。比如說，鐵可以以二價鐵或者三價鐵的形式存在。所以體液中各種電解質都來源於食物中礦物質。體液中各種電解質都有重要的生理功能，每一種電解質濃度都需要嚴格控製·。比如說，生理鹽水含有0.7%氯化鈉，就是因為血液中鈉離子濃度需要維持在0.7&，當水溶液中電解質濃度不正常升高或者降低，就打破了體液中水分和電解質的平衡，可能造成嚴重後果。

很多人聽說過生物電，那麽什麽是生物電？生物電是如何產生的？人體很多重要功能都是通過生物電信號控製的，比如說，心率就是由心髒竇房結產生的電信號的頻率調節的；神經信號也可以是以電信號的形式傳遞。這些電信號如何產生的？我們知道，電解質帶有正電荷或者負電荷，當帶有電荷的離子有規律的流動，就會產生電壓差，生成一個電信號。所以，心髒的跳動，神經信號的傳遞都涉及細胞電位差，是由帶電離子流動性產生的。細胞膜內外物質交換，無論是營養物質進入細胞還是代謝廢物排處細胞，也跟帶電離子的通透性有關。此外，體液中的離子是維持水溶液滲透壓和酸堿度必須的。比如說，我們前麵討論過，碳酸根離子，氫離子，是人體排泄細胞代謝產生的二氧化碳的介質。碳酸根離子也是保護胃黏膜和防止胃酸損傷十二指腸的重要電解質。

導致電解質流失或者導致水電平衡破壞的原因主要有三類：第一類就是不正常失水，比如嘔吐腹瀉大量出汗，體液中中的電解質會跟水一起流失。遠動員比賽的時候大量出汗，除了補充水分之外，也需要補充電解質，所以運動飲料跟生理鹽水類似，含有葡萄糖，電解質和維生素；第二類原因是肝腎功能異常。肝髒是代謝中心，而腎髒是控製電解質排泄或者重新吸收利用的過濾裝置，肝腎功能異常經常導致某種電解質濃度不正常升高或者降低；第三類因素，就是某些疾病或者藥物的影響，特別是調節代謝和血壓的藥物。比如說，利尿劑類抗高血壓藥物，促進血液中水分排泄，也同時促進鈉離子流失和鉀離子重吸收增加，導致低血鈉和高血鉀。

電解質紊亂或者水電不平衡有什麽危害？如果你了解電解質的生理功能，就可以想象如果電解質紊亂會發生什麽後果。比如說，電解質是心率控製和神經電信號傳遞的基礎，電解質紊亂會導致心律不齊，嚴重的時候會發生心跳驟停止，對神經係統的影響可以表現為感覺異常，如麻木刺痛，情緒不穩定或者思維混亂，甚至導致昏迷、因為鈣離子參與肌肉收縮運動，電解質紊亂會導致肌肉功能受到影響，導致肌肉無力肌肉痙攣；鐵離子參與氧氣運輸，缺鐵會導致貧血，表現為疲倦；氫離子碳酸根離子對於消化吸收正常運作非常重要，電解質紊亂會導致一些列消化係統的症狀。

下麵，我們分別介紹一些人體重要電解質以及它們的功能。

鈣離子大概是每個人都熟悉的礦物質，似乎每個人都在談論補鈣預防骨質疏鬆。那麽，既然大家都知道補鈣補充維生素D，為什麽骨質疏鬆病沒有減少？因為這個問題比較複雜也很重要，下次會做一個專題，這裏就不詳細討論了。毫無疑問，鈣是骨骼重要成分。骨骼形成依賴磷酸鈣沉積，所以鈣離子影響骨骼正常發育和生長。但是，鈣離子的生理功能並不隻局限於骨骼健康。我們該才談到，人體肌肉收縮運動需要鈣離子參與。鈣離子對於血壓穩定也非常重要。所以，你可以想象，補鈣不能亂補，否則血鈣水平異常危害健康。血鈣正常值2.2~2.70 mmol/L之間，低於這個範圍會出現低血鈣症，高於這個範圍會出現高血鈣症。無論是高血鈣症還是低血鈣症都很危險，血液鈣離子濃度需要嚴格控製在正常範圍之內。

臨床上，血鈣濃度高於或等於2.75mmol/L為高血鈣症；當血鈣高於或等於3.75mmol/L時會出現高鈣危象，係內科急症，需緊急搶救。高血鈣可以引發多個係統的症狀：神經精神症狀，輕者乏力，倦怠，嚴重者出現頭痛，肌無力，易激動，步態不穩，語言障礙，聽力視力障礙或喪失等，嚴重出現譫妄，驚厥或者昏迷；高鈣也會導致呼吸係統症狀，比如肺部感染，呼吸困難甚至呼吸衰竭；高鈣血症可以出現心血管係統的症狀，比如血壓升高，心律失常等；最常見的是消化道症狀，如食欲減退，惡心，嘔吐，腹痛，便秘，甚至可以發生麻痹性腸梗阻，消化性潰瘍，急性胰腺炎等；高血鈣在泌尿係統中表現為腎小管濃縮功能下降，多尿，煩渴，多飲，也會出現間質性腎炎，泌尿係感染和結石；血鈣增高還可以激活凝血因子，從而導致廣泛性血栓形成。血鈣低於2.2mmol/Ll(8.8mg/l) 時稱為低血鈣症。低血鈣可以導致：神經肌肉係統紊亂。由於鈣離子可降低神經肌肉的興奮性，低鈣血症時神經肌肉的興奮性升高。可出現肌痙攣。嚴重的低鈣血症能導致喉、腕足、支氣管等痙攣，癲癇發作甚至呼吸暫停；會引起心律失常；骨質疏鬆

哪些原因會引起血鈣不正常升高或降低？首先，大量服用鈣片和維生素D顯然導致血鈣升高；抗骨質疏鬆藥物加速鈣離子在骨骼組織的沉澱，會引起血鈣偏低。甲狀旁腺激素是調節鈣離子代謝的主要內分泌激素，所以甲狀旁腺激素過多多少都會影響血鈣水平；腎髒調節水和電解質重吸收利用，腎髒功能異常肯定影響血液鈣離子濃度。此外，某些癌症或者藥物也影響血鈣水平。

鈉離子對於生命活動的重要性可以從每天飲食需要補充食鹽看出。食鹽的主要成分就是氯化鈉，氯化鈉在水溶液中電離成鈉離子和氯離子。鈉離子和鉀離子是細胞跨膜運輸的重要元素。無論是細胞需要的營養物質，如能量代謝需要的葡萄糖，還是細胞代謝產生的酸性氫離子，要跨越細胞膜都需要鈉鉀離子協助。所以，鈉離子對於細胞運輸對於能量代謝至關重要。此外，鈉離子也是細胞生物電的重要元素，對於神經信號傳遞非常重要。鈉離子也參與肌肉收縮運動。

血鈉的正常值範圍在135-145mmol/L，低於135mmol/L稱之為低鈉血症，145mmol/L以上稱之為高鈉血症。鈉攝取過多引起高血壓。第四次中國居民營養與健康狀況調查報告表明，每天攝入食鹽≥12g，患高血壓的風險增高14%，每日食鹽攝入量≥18g，患高血壓的風險增高27%。高血鈉危害中樞神經係統。鈉含量高導致中樞神經係統脫水。早期症狀一般有乏力嗜睡；嚴重時患者會臥床不起，出現譫妄、定向力失常，甚至昏迷危及生命。低鈉血症引起的臨床損害早期表現為胃腸道的症狀，惡心嘔吐，食欲不振；嚴重時容易並發腦水腫，出現頭痛、嗜睡、肌肉痛性痙攣、精神神經症狀和可逆性的供給失調。 甚至可以出現腦疝、呼吸衰竭，死亡。

影響鈉離子平衡的一個關鍵因素是水分的攝取或者流失：大量飲水必然導致血液中鈉離子濃度降低；大量水分損失，導致血鈉升高；大量體液損失，會導致鈉離子流失。所以，影響水平衡的因素，出汗，嘔吐，腹瀉，呼吸異常，都可能影響血液鈉離子濃度。正常生理條件下，人體腎髒過濾損失的鈉離子97%會被重吸收利用，所以腎髒衰竭會導致鈉離子重吸收減少，造成血液中鈉離子濃度偏低。腎上腺皮質激素調節鈉離子代謝，所以激素類藥物，包括皮質醇和用於治療高血壓的利尿劑影響鈉離子平衡。

人體中，鈉離子和鉀離子經常是一對，他們的生理功能以及代謝經常偶聯。所以，鉀離子的生理功能跟鈉離子類似，參與神經信號傳遞，控製心跳戒律，控製肌肉收縮。影響血液中鉀離子濃度的因素也包括飲水，嘔吐出汗都是水分流失，腎功能衰竭，皮質醇激素和高血壓藥物。需要指出的是，酸中毒，也就是血液酸堿度pH值下降，比如糖尿病酮症酸中毒，會導致血鉀偏高。

正常血鉀濃度3.5-5.5mmol/L，血鉀高於5.5mmol/L，會出現高血鉀症。高鉀血症對心髒具有抑製作用，患者的臨床表現是心肌收縮功能降低、心音低鈍，使心髒停搏於舒張期，從而出現心率減慢、室性期前收縮、房室傳導阻滯、心室顫動等；高鉀血症會影響患者血壓，早期血壓升高，晚期降低，出現血管收縮等缺血症，同時皮膚表現為蒼白、濕冷，並且出現麻木、酸痛感；高血鉀對中樞神經係統存在影響，患者可能會出現疲乏、無力、四肢鬆弛性癱瘓、腱反射消失、動作遲緩、嗜睡等表現。低鉀對中樞神經係統的影響：輕者表現為精神萎靡、神情淡漠、倦怠；重者則有反應遲鈍、定向力減弱、嗜睡甚至昏迷；對肌肉影響主要表現為四肢軟弱無力，甚至出現軟癱，嚴重者影響到呼吸肌後出現呼吸困難。引起食欲減退、消化不良、惡心、嘔吐、便秘等，嚴重的可出現麻痹性腸梗阻；低鉀引起心律失常，如輕度多表現為竇性心動過速、房性期前收縮及室性期前收縮；重度則可導致室上性或室性心動過速及室顫。可以危及生命

人體中另一個重要電解質是鎂離子。鎂離子參與神經信號傳遞，心率調節和肌肉收縮等重要生理功能。鎂可以抑製甲狀旁腺激素而刺激降鈣素的分泌，因此，可以促進鈣進入骨骼，預防骨質疏鬆；並有助於從軟組織移去鈣而防止鈣化。鈣/鎂的比例保持為2:1為佳。導致血液中鎂離子濃度異常的因素包括腎功能衰竭，營養吸收不良，腹瀉出汗，利尿劑。需要指出的是，飲酒過量導致血液中鎂離子濃度偏低。

正常人血清鎂約為0.81mmol/L，血清鎂若低於0.75mmol/L即為低鎂血症，高於1.0mmol/L即為高鎂血症。鎂在人體內主要負責神經肌肉活動、肌肉興奮傳導。高鎂血症可以造成病人嗜睡，出現肌無力，甚至會出現呼吸肌麻痹、死亡等。機體缺鎂可以表現為便秘、乏力、困倦、手腳抽筋。還可以出現腹瀉、脫水，有些患者可以出現肌肉鬆弛、心律不齊、心律失常、心動過速、情緒不安、容易激動。

氯化鈉是食鹽主要成分，氯化氫（鹽酸）是胃酸的主要成分。所以，血液中氯離子具有不可或缺的重要生理功能。由於帶負電荷的氯離子和帶正電荷的鈉鉀離子可以結合生成氯化鈉和氯化鉀，血液鈉離子和鉀離子濃度會影響氯離子濃度。腎髒功能異常同樣影響氯離子衝吸收利用的效率。

血氯的正常值範圍是96-106mmol/L。過高的血氯，會嚴重的影響心肝腎功能，導致高氯性酸中毒。低氯血症的臨床表現主要為疲倦，周身不適，表情淡漠，惡心，食欲減退，頭痛，嗜睡，譫妄等

人體中另外一個非常重要的帶負電荷的電解質是磷酸鹽。磷酸鹽生理功能非常廣法。比如說，磷酸鹽是維持酸堿平衡的緩衝係統；高能磷酸鍵是細胞能量直接來源；磷酸激酶參與很多重要細胞活動調節；磷酸是合成細胞遺傳物質DNA和RNA的原料；磷脂類是組成所有細胞膜的重要成分；磷酸鈣鹽是組成骨骼的重要成分、

由於骨骼中的磷酸鈣和血液中鈣離子和磷酸根離子保持一個動態平衡。如果血液中鈣離子偏低，磷酸鈣沉積減少，就會導致血液磷酸根離子升高。某些瀉藥的主要成分是磷酸鎂，所以過度使用會導致血液磷酸根離子偏高。腎功能異常，某些疾病和藥物也會影響血液中磷酸鹽濃度。

血磷酸鹽過高，鈣與磷酸鹽一起會導致血鈣水平降低，引起肌肉抽筋和痙攣，導致骨骼脆弱。鈣和磷酸鹽還會在身體組織（包括血管壁內）內形成晶體（鈣化），引起動脈硬化。晶體也可能在皮膚內形成，導致嚴重瘙癢。低磷酸鹽血症，可能出現肌力減弱，甚至木僵、昏迷和死亡。長期的低水平血磷酸鹽會使骨骼變脆弱，引起骨痛和骨折。患者會感到虛弱和食欲降低

這一章我們重點介紹了礦物質生命元素的營養功能。礦物質在體內經常以帶電點離子，也就是電解質形式存在，電解質對於維持酸堿平衡，維持水電平衡至關重要。某些電解質具有廣泛生理功能，包括參與神經信號傳遞，細胞跨膜運輸，能量代謝，心率調節，肌肉收縮以及骨骼健康等。血液中電解質升高或者降低會影響上述人體生理功能；影響電解質平衡的主要因素可以分為三類，飲食飲水以及消化吸收，腎髒功能，某些藥物或者疾病。為了幫助你複習理解本章內容，請思考回答以下問題