Ⅰ滲透壓的定義
溶質(zhì)的特性
當(dāng)多種溶質(zhì)加入到一種溶劑中之后,該液體就會與原液體發(fā)生多種變化。溶劑中存在一種或多種溶質(zhì)時,將會改變該溶劑中各分子之間的相互作用,減少他們之間的運(yùn)動空間。因此,從液體到固體(或液體到氣體)的轉(zhuǎn)換能力也將會改變。這些改變,我們把它統(tǒng)稱為溶質(zhì)的依數(shù)特性(colligativeproperties),它決定于溶液中所存在的溶質(zhì)的總顆粒數(shù)。對于一種簡單的化學(xué)物質(zhì)諸如尿素來說,其效應(yīng)是與溶液中尿素的總摩爾數(shù)相關(guān):向?qū)σ环N可以分解的化學(xué)復(fù)合物諸如氯化鈉來說,鈉和氯都將對這種依數(shù)特性起作用。因此,從理論來說,我們在氯化鈉溶液中所得到的效應(yīng)比在尿素中所得到的要大兩倍(但是,如果分解不完全,其效應(yīng)則應(yīng)沒有兩倍那么大),而這些顆粒的實(shí)際質(zhì)量對此則是毫無關(guān)聯(lián)的。一個小分子與一個大分子所產(chǎn)生的效應(yīng)可以是相同的。表1 列出了溶液中存在溶質(zhì)時的四種基本變化。其中任何一種特性的改變都可用來測量溶解于任何溶液中溶質(zhì)的總摩爾濃度。 例如,應(yīng)用冰點(diǎn)降低(freezing point depression)這一特性時,如果將冰點(diǎn)降低0.93℃,則可知溶液中有0.5摩爾的總?cè)苜|(zhì)。
表1:依數(shù)特性
冰點(diǎn)降低 |
1.86℃ |
沸點(diǎn)升高 |
0.52℃ |
蒸汽壓降低 |
0.3mmHg |
滲透壓升高 |
17,000 mmHg |
滲透壓
滲透壓(osmotic pressure)是指以抵擋溶劑透過一種只允許溶劑通過而不允許溶質(zhì)通過的半透膜的壓力。當(dāng)這種半透膜存在時,其自然趨勢是溶劑透過該半透膜以達(dá)到在膜的兩側(cè)的溶質(zhì)分子的平衡。為了阻止這種溶劑的運(yùn)動則需要一種壓力(見圖1)。反過來,我們可以認(rèn)為正是這種壓力推動了溶劑透過半透膜。一個摩爾的溶質(zhì)存在于一升溶劑中可產(chǎn)生一個滲透摩爾(osmole)。滲透濃度的測量通常是以容量滲透摩爾濃度(osmolarity)或重量滲透摩爾濃度(osmolality)表示。容量滲透摩爾濃度是指每升溶液中溶質(zhì)的摩爾數(shù)。由于溶液的體積隨加入的溶質(zhì)的量、溫度和壓力的變化而變化,因此容量滲透摩爾濃度是難以測量的。重量滲透摩爾濃度是指每公斤溶劑中所存在的溶質(zhì)微粒的毫摩爾數(shù)。由于在溫度和壓力不變的情況下溶劑的量是不變的,因此重量滲透摩爾濃度是很容易評估的,因而也就成為常用的術(shù)語。從技術(shù)上來講,重量滲透摩爾濃度應(yīng)由滲透后來衡量,但是,滲透壓的測量并不那么容易。由于滲透壓是與溶質(zhì)的總摩爾濃度成正比,因此在滲透壓與冰點(diǎn)降低或蒸汽壓降低(vapor pressure depression)之間存在正相關(guān)的關(guān)系。所以,其它依數(shù)特性的測量通常是以重量滲透摩爾濃度來表示,盡管它在技術(shù)上是不夠確切的。
圖1.滲透壓是由于在于一個半透膜兩側(cè)的顆粒濃度差而形成的,它允許水分子(而非顆粒性物質(zhì))通過,顆粒的大小與之是不相關(guān)的。在此例中,水分子從左向右的運(yùn)動,當(dāng)兩側(cè)的顆粒達(dá)到平衡時這種運(yùn)動即停止。
依數(shù)特性與比重的關(guān)系
比重(specific gravity)和折射率(refractive index)是衡量一種與水比較的溶液中固體含量的指標(biāo),比重是指某溶液重量與水重量之比較,而折射率則是描述與水比較某溶液對光的折射能力。如果所有溶質(zhì)的分子量和折射率都相似的話,那么這些衡量指標(biāo)則與其滲透壓或其它依數(shù)特性成正比。在正常尿液中,主要的溶質(zhì)是濃度相對恒定的代謝產(chǎn)物尿素和肌酐,其比重與折射率及重量滲透摩爾濃度之間存在著密切的關(guān)系。如果存在大分子物質(zhì)的話,這三者之間的關(guān)系將出現(xiàn)分歧現(xiàn)象。尿液中葡萄糖或蛋白質(zhì)濃度的增加可使尿比重成正比例地增加。血液的比重和折射率與其蛋白質(zhì)濃度密切相關(guān)。在許多實(shí)驗(yàn)室中,折射率通常是用來測量總蛋白的濃度以演繹蛋白質(zhì)與電解質(zhì)的關(guān)系模式,血清的這些測量參數(shù)對于溶質(zhì)總摩爾濃度的改變是不敏感的,并與重量滲透摩爾濃度只顯示些許的相關(guān)。
離子強(qiáng)度與依數(shù)特性的關(guān)系
一個較新的用于估計總?cè)苜|(zhì)濃度的技術(shù)是尿液試紙條法,該試紙對尿液離子強(qiáng)度的改變發(fā)生反應(yīng)。尿液中離子化的主要物質(zhì)是電解質(zhì)(鈉和鉀),而一些代謝產(chǎn)物如尿素和肌酐以及一些異常物質(zhì)如葡萄糖及蛋白質(zhì)是不帶電荷的,因此,這些物質(zhì)是不能用此法測得,在正常尿液中,重量滲透摩爾濃度和比重及離子強(qiáng)度之間的關(guān)系極為密切。但病理狀態(tài)下,由于離子強(qiáng)度與總?cè)苜|(zhì)濃度的改變不成正比例關(guān)系,因此,這些實(shí)驗(yàn)所提供的重量滲透摩爾濃度的一估計值通常是不準(zhǔn)確的,此外,試紙條對于酸堿度的改變(與報告之比重成反比)和蛋白質(zhì)濃度(與報告之比重成正比)的改變極為敏感。最后由于離子強(qiáng)度測量的誤導(dǎo)而致使住院病人人數(shù)不必要的增加。
重量滲透摩爾濃度的直接測量法
由于從比重、折射率和離子強(qiáng)度估計的重量滲透摩爾濃度通常不準(zhǔn)確,因此當(dāng)需要知道確切的總?cè)苜|(zhì)濃度時應(yīng)該使用直接測量法來測量。因?yàn)榉悬c(diǎn)法和滲透壓法耗時,且在技術(shù)上也相對困難,臨床上通常是使用冰點(diǎn)降低法或蒸點(diǎn)降低法來直接測量重量滲透摩爾濃度,這兩種實(shí)驗(yàn)設(shè)備在臨床實(shí)驗(yàn)室中均可見到,兩法可提供可靠的血清和尿液的重量滲透摩爾濃度的測量參數(shù)。但是如果樣品中存在揮發(fā)性物質(zhì)(如酒精或其他揮發(fā)性物質(zhì))的話,用蒸汽壓力計則不能顯示重量滲透摩爾濃度的改變。從下表可見,滲透壓間隙對于那些懷疑酒精攝入過量的患者的篩查是極為有用的,但如果使用蒸汽計測量重量滲透摩爾濃度的話,則沒有滲透壓間隙這一指標(biāo)。如果實(shí)驗(yàn)室需要做酒精篩選試驗(yàn)的話,冰點(diǎn)降低測量儀則可提供唯一的重量滲透摩爾濃度直接法測量參數(shù)。
表2.溶質(zhì)濃度測量方法比較
方法 |
測量物質(zhì) |
優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
試紙條法 |
電解質(zhì) |
簡單;可自動讀數(shù);可床邊檢測。 |
PH和蛋白異常時不準(zhǔn)確;不能準(zhǔn)確反應(yīng)重病患者的真實(shí)濃度。 |
比重法 |
尿素氮、肌酐、電解質(zhì)、其他小分子量溶質(zhì)(如葡萄糖)、蛋白質(zhì)、X- 光顯影劑。 |
簡單;不需昂貴設(shè)備,可床邊檢測。 |
存在蛋白質(zhì)和小x-光顯影劑時不準(zhǔn)確(不可用于血清的檢測),大分子物質(zhì)(如葡萄糖)對結(jié)果有不成比例的影響 |
重量滲透摩爾濃度法 |
尿素氮、肌酐、電解質(zhì)、其他小分子量溶質(zhì)(如葡萄糖)。 |
與溶質(zhì)的分子濃度成正比;最準(zhǔn)確的測量總?cè)苜|(zhì),不受大分子溶質(zhì)的影響。 |
最昂貴(設(shè)備的最初投資);需要較高的技術(shù)經(jīng)驗(yàn),通常不可床邊檢測;對于揮發(fā)性物質(zhì)(乙醇、丙酮)蒸汽法不敏感。 |
美國先進(jìn)公司(Advanced Instrument)滲透壓儀的臨床應(yīng)用(2)
Ⅱ.體液的生理調(diào)節(jié)
水與溶質(zhì)的正常平衡
水的類型及其構(gòu)成
人體是由大量水分子組成的。一個平均體重的個體大約50%-60%的體重實(shí)際上是由水組成(因?yàn)橹緦?shí)際上是不含水份的,所以越胖的人所含水份就越少)。人體內(nèi)水的出入由以下三方面構(gòu)成(見表3)。
表3:體液的構(gòu)成
體液類型 %總體水份 主要陽離子 主要陰離子 蛋白濃度 |
細(xì)胞內(nèi)液 50-65 K+Mg2+ PO43- 很高
血管內(nèi)液 10-12 Na+,K+,Ca2+ Cl-,HCO- 高
組織間液 25-40 Na+,K+,Ca2+ Cl-,HCO- 很低 |
圖2:壓力差控制了血管內(nèi)和組織間體液的交換。在動脈端,高靜水壓迫使液體通過毛細(xì)血管半透膜,使循環(huán)的蛋白質(zhì)濃縮,增加了膠體滲透壓.當(dāng)血液到達(dá)靜脈端時,低靜水壓和高膠體滲透壓將水吸回血管.靜脈的靜水壓的升高或血漿蛋白的下降以及組織間隙中體液的增多被稱為水腫。
體液間的交換
滲透壓(osmotic pressure)是由細(xì)胞膜兩側(cè)的蛋白質(zhì)和電解質(zhì)數(shù)量之差所形成,是調(diào)節(jié)水分子在細(xì)胞和血管之間運(yùn)動的最重要的因素。
靜水壓(hydrostatic pressure)從毛細(xì)管動脈端推動液體向外流動,導(dǎo)致血管內(nèi)液體的流失、蛋白濃度的增高和組織間靜水壓的升高。因此在毛細(xì)管的靜脈端,組織間隙的靜水壓較靜脈壓略高,由蛋白質(zhì)產(chǎn)生的一種滲透效應(yīng)叫膠體滲透壓(colloid oncotic pressure)將水分子從細(xì)胞間隙吸回到血管內(nèi)。如表2所示,低靜水壓和高毛細(xì)管膠體滲透壓的結(jié)合對于控制血管內(nèi)和組織間液體的平衡是十分重要的。
人體對血漿重量滲透摩爾濃度改變的生理反應(yīng)
盡管人體可從水的攝入來獲得水的平衡,人體每天都要失去大約2-3升的水分,其中大部分都是從尿液丟失。人體平均每天從汗液、糞便以及呼吸(對水的丟失不敏感)中丟失1升的水,因此人體必須通過水的攝入來彌補(bǔ)這些丟失,否則將會導(dǎo)致脫水。人體有一個非常復(fù)雜的調(diào)節(jié)系統(tǒng),在大多數(shù)情況下,重量滲透摩爾濃度或血漿容積使水的丟失與攝入得以平衡。
滲透調(diào)節(jié)器
下丘腦(腦底部的一個調(diào)節(jié)中心)對于重量滲透摩爾濃度小于1%的增高可作出反應(yīng)(其反應(yīng)通常是升高血清鈉),并激活以下兩種保護(hù)性反應(yīng)。
干渴感應(yīng)器:對滲透壓的增加升高作出反應(yīng),從而使人體水分的攝入增多,降低重量滲透摩爾濃度,使機(jī)體恢復(fù)正常狀態(tài)。在相對次要方面,干渴感應(yīng)器還可對血管內(nèi)容積的減少作出反應(yīng)。干渴的反應(yīng)導(dǎo)致水的攝入是維持人體正常水電解質(zhì)平衡的一個最為重要的因素。對于神經(jīng)系統(tǒng)病變的患者、老年人、新生兒和那些無自飲水能力的人(包括嬰兒)來說,通常對這一訊號不能作出反應(yīng),因此,他們?nèi)菀装l(fā)生脫水。
抗利尿素(ADH)下丘腦還產(chǎn)生一種激素叫抗利尿素,它對重量滲透摩爾濃度的升高作出反應(yīng),引起腎臟集合管對水的通透性增強(qiáng),提高尿液重量滲透摩爾濃度并試圖使血漿滲透度回復(fù)正常。
雖然ADH可減少水分從尿液丟失,但它每天最多只能使體內(nèi)總水份的減少在1-1.5升左右。
表4:重量滲透摩爾濃度和容積調(diào)節(jié)
因素 |
激活 |
效應(yīng) |
干渴 |
升高重量滲透摩爾濃度1%;減少>5%的容量。 |
增加水分的攝入;降低重量滲透摩爾濃度。 |
抗利尿素(ADH) |
增加>1%的重量滲透摩爾濃度;減少>5%的容量。 |
增加腎臟對水的重吸收;降低重量滲透摩爾濃度。 |
腎素/血管緊張素/醛固酮 |
減少容積;減少尿液中的電解質(zhì)。 |
升高血壓;升高血清鈉離子(輕微)降低血清鉀和氫離子;降低尿鈉離子,升高尿鉀和氫離子。 |
前房利鈉素(ANH) |
增加前房血容量。 |
增加尿鈉,減少血容量;降低醛固酮。 |
容量調(diào)節(jié)器
雖然每天人體的水份是由滲透度來調(diào)節(jié)的,但如果機(jī)體需要保留正常的血漿容量時,機(jī)體可回避滲透感應(yīng)器所發(fā)出的信號。容量調(diào)節(jié)器可對1%血漿滲透度的改變作出反應(yīng),但它相較之滲透度調(diào)節(jié)器來說就不夠那么敏感,然而它們的效能卻很大。
抗利尿劑(ADH):雖然重量滲透摩爾濃度的改變通?刂艫DH的產(chǎn)生,但當(dāng)血容量下降大約5-10%時,下丘腦仍可增加ADH的分泌,當(dāng)血容量下降大于10-15%而血漿重量滲透摩爾濃度下降時,下丘腦可產(chǎn)生大量的ADH。顯然,保持血管適度的容量較維持正常的血漿重量滲透摩爾濃度更為重要。
腎素/血管緊張素/醛固酮: 當(dāng)腎血流量減少或腎遠(yuǎn)曲小管鈉量減少時,腎素則得以分泌。腎素催化血管緊張素Ⅰ的產(chǎn)生,間接引起血管緊張素Ⅱ(AGⅡ)的產(chǎn)生。后者是一種有效的血管緊張物質(zhì),它可增加腎臟的血流量。另外AGⅡ是最有效的醛固酮刺激物,醛固酮又可使腎臟遠(yuǎn)曲小管通過鈉離子與鉀離子及氫離子的交換而增強(qiáng)對鈉的潴留。通過這一結(jié)合機(jī)理,腎素通過增加體內(nèi)總鈉量和動脈阻力來增加血流量。
前房利尿素(AND):前房心肌收縮的增強(qiáng)刺激AND的產(chǎn)生。AND可導(dǎo)致腎臟血液向腎皮質(zhì)的腎單位分流,最大限度地減少鈉的重吸收。此外,AND抑制腎上腺分泌腎上腺素。這兩種效應(yīng)可減少血漿容量和機(jī)體總鈉量。
腎臟對水和溶質(zhì)濃度的調(diào)節(jié)
由于許多激素的調(diào)節(jié)靶器官主要是腎臟,因此腎臟功能的正常是維持正常水和電解質(zhì)平衡的基本保證。由于腎臟分泌的第一步是腎小球的濾過,而且它是一種非選擇性的濾過,因此那些對機(jī)體有害的物質(zhì)被排泄入尿液。一個正常人每天大約排泄180升的水和25,000mmol的鈉入尿液。腎小管的功能是調(diào)節(jié)水和電解質(zhì)的排泄以維持正常的血容量。對于一個正常的腎臟來說,大多數(shù)鈉、氯和水的重吸收是由滲透壓梯度所致的滲透現(xiàn)象來完成的,這就需要一個無疾病的腎臟來改變由腎臟中心部位所發(fā)現(xiàn)的高重量滲透摩爾濃度,尿液電解質(zhì)和水的調(diào)節(jié)最終是通過醛固酮和抗利尿素的協(xié)同作用來完成的。當(dāng)醛固酮缺乏時,濾過到尿液中的大約3-5%的鈉將會流失,而ADH缺乏可使10%的水流失。圖3展示了這一現(xiàn)象。
圖3:腎小管分為多個段落以控制水和溶質(zhì)狀態(tài)。最初由遠(yuǎn)曲小管(a)吸收大部分溶質(zhì),約2/3的鈉,以及水和氯被重吸收。在亨利擇。╞)段,水被進(jìn)一步吸收,鈉濃度的升高致重量滲透摩爾濃度升高達(dá)1200mosm/kg。在下一個階段(C),鈉和氯被重吸收,出現(xiàn)幾乎不含鉀的重量滲透摩爾濃度相對較低的尿液。近曲小管(d)在醛固酮的作用下對鈉進(jìn)行重吸收,與此交換鉀或氫離子。集合管(e)在ADH的作用下重吸收水,使尿液濃縮。
尿液溶質(zhì)濃度的“正!敝
每當(dāng)實(shí)驗(yàn)室被要求提供尿液溶質(zhì)濃度和重量滲透摩爾濃度的“正!敝担ā皀ormal”values)時,腎功能最好是用“恰當(dāng)”(appropriate)這個詞來理解。例如,對于一個脫水病人來說,如果發(fā)現(xiàn)其尿液極度稀釋,且尿液重量滲透摩爾濃度為50的時候,則應(yīng)被視為是不恰當(dāng)?shù)模╥nappropriate),盡管這種情況可在正常人中見到。同樣,如果這個病人的尿液鈉濃度是100mmol/L,也應(yīng)該被認(rèn)為是不恰當(dāng)?shù)。在我們自己的?shí)驗(yàn)室,我們是不提供尿液的重量滲透摩爾濃度和電解質(zhì)濃度的正常參考值的。
濃縮和稀釋
腎臟可通過腎小管的功能來排泄?jié)舛炔煌哪蛞骸T诿撍闆r下,ADH刺激水的最大儲存,從而使尿液的重量滲透摩爾濃度達(dá)到1200mosm/kg之高。水的攝入過多時,最大稀釋可產(chǎn)生重量滲透摩爾濃度小至50mosm/kg。這些數(shù)值可在兒童中以及隨著年齡的增長而改變;年齡大于65歲的人最大濃縮度則不能達(dá)到700mosm/kg,而最多稀釋度通常不小于100-150mosm/kg。
尿液電解質(zhì)
在正常人中,尿液電解質(zhì)的排泄與鹽的攝入有關(guān)。一個正常個體的總尿鈉排泄量是鈉攝入的一個很好的指標(biāo),該指標(biāo)一直被用作監(jiān)測高血壓患者鈉攝入的工具。但是,當(dāng)血漿容量改變時,激素會刺激機(jī)腎臟來改變鈉的排泄,以達(dá)到重新平衡的狀態(tài)。在一個血容量下降的病人中,典型表現(xiàn)是當(dāng)尿鈉濃度小于10mmol/L時,醛固酮可作用于腎小管,使已被腎小球?yàn)V過的尿鈉的丟失減少到小于0.5%。而當(dāng)血容量過大時,尿鈉的排泄會明顯增加,可達(dá)已濾過尿鈉的5%或更大,便尿鈉濃度大于血鈉濃度的2倍或更大。
Ⅲ.溶質(zhì)狀態(tài)的測試
滲透間隙
滲透間隙(Osmotic Gap)是一個理論概念(與陰離子間隙相似),最初用來作為檢查滲透重量摩爾濃度儀器的準(zhǔn)確度的一個指標(biāo)。滲透間隙是指實(shí)際重量滲透摩爾濃度與測量重量滲透摩爾濃度之差,它是從存在于血清中的所有主要溶質(zhì)的摩爾濃度中計算出來的。常用的兩個用來計算范量滲透摩爾濃度的公式如下:
公式1
【葡萄糖】 【尿素氮】 【乙醇】
1.86 x Na+ + 18 + 2.8 + 3.8
0. 93
公式2
2 x Na+ + 【葡萄糖】 + 【尿素氮】 + 【乙醇】
18 2.8 3.8
血清實(shí)際只有約93%是水,其余為懸浮于水中的脂肪和蛋白,滲透活性物質(zhì)則溶解于水中而并非于血漿中。由于93%血清是水,所以全部結(jié)果除以0.93,1.86 x Na+則變成2 x Na+,換算系數(shù)將葡萄糖和尿素氮由mg/dl換成mmol/L。雖然乙醇換算系數(shù)的期望值是4.6,但乙醇的作用不僅僅是溶質(zhì),而且是溶劑,換算系數(shù)3.8實(shí)際上是從觀察乙醇在溶液中的效應(yīng)而決定的。滲透間隙可大到10,這種差異是出于其他一些滲透活性物質(zhì)的存在而未能被考慮入以上兩個公式所致。
滲透間隙提示有一種以毫摩爾量的小分子化合物存在。為了實(shí)際應(yīng)用的目的,可認(rèn)為引起滲透間隙的物質(zhì)只有酒精(甲醇、異丙醇、乙烯和丙烯乙二醇)、丙酮、乙酰水楊酸和三聚乙醛。乙醇如果在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不能測得,而又未被考慮入以上兩個公式的話,也可產(chǎn)生滲透間隙。只有非離子物質(zhì)會對滲透間隙產(chǎn)生影響,例如,酸分解并與一個堿基結(jié)合,直接替代HCO3;由于我們已將陰離子乘以NA+并乘以2,從而導(dǎo)致“未測定”的陰離子的升高,因此不會產(chǎn)生滲透間隙。有無滲透間隙的存在會影響過去那些用來測量重量滲透摩爾濃度的方法。由于大多數(shù)能引起滲透間隙的物質(zhì)是揮發(fā)性的(阿司匹林除外),用來測量蒸點(diǎn)降低的滲透壓計是檢測不到這些物質(zhì)的存在的。幸運(yùn)的是,我們國家大多數(shù)醫(yī)院的實(shí)驗(yàn)室所采用的是冰點(diǎn)降低法,它可準(zhǔn)確地測量到這些物質(zhì)的存在。
自由水清除率
自由水清除率(free water clearance)是一個理論上的概念,它是指提高腎臟的排泄能力以達(dá)到排泄或多或少的水,而非腎臟本身需要處理由腎小球?yàn)V過的滲透的量。它反映了腎小管因病人血容量的改變而進(jìn)行濃縮和稀釋的調(diào)節(jié)能力。自由水清除率是計算總水清除率(尿液容量)和所需水清除率(滲透清除率)之差,由下面的公式來定義:
C水 = C尿 — C滲透 = V — U滲透 x V = V x (1 — U滲透)
--------- --------
P滲透 P滲透
如果腎臟沒有水的凈重吸收,但排泄與血液重量滲透摩爾濃度相同的尿液的話,那么自由水清除率為零。在血容量減少的情況下,正常的響應(yīng)是提高抗利尿素的分泌,從而導(dǎo)致排泄一種與血液相比水份含量少的濃縮性尿液,因此自由水清除率為負(fù)值。同樣,水的過多攝入抑制了ADH的分泌,導(dǎo)致了稀釋尿液的排泄,此時自由水清除率為正值。如果所有調(diào)節(jié)系統(tǒng)和腎臟的工作正常的話,尿液溶質(zhì)濃度就會適合于身體液體的狀況。
美國先進(jìn)公司(Advanced Instrument)滲透壓儀的臨床應(yīng)用(3)
Ⅳ.重量滲透摩爾濃度對臨床診斷的優(yōu)勢
重量滲透摩爾濃度的測定步驟既簡單,也相對經(jīng)濟(jì)。我們通常遇到的問題是關(guān)于它在臨床中的用途有哪些。下面我們將對它的應(yīng)用作一詳細(xì)的介ā紹,并在后面的章節(jié)里用病例討論的形式對其進(jìn)行介紹。重量滲透摩爾濃度的測定步驟既簡單,也相對經(jīng)濟(jì)。我們通常遇到的問題是關(guān)于它在臨床中的用途有哪些。下面我們將對它的應(yīng)用作一詳細(xì)的介ā紹,并在后面的章節(jié)里用病例討論的形式對其進(jìn)行介紹。
血清重量滲透摩爾濃度在臨床中的應(yīng)用
攝入性中毒的篩選(滲透間隙=溶質(zhì)的摩爾濃度)
·酒精(甲醇、異丙醇)
·甘油(乙烯、丙二醇)
滲透活性物質(zhì)濃度的監(jiān)測
·甘露醇
·低血鈉的評估
·假性血鈉降低的排除
·其他滲透性物質(zhì)的存在(甘氨酸、葡萄糖)
攝入性中毒的篩選
也許重量滲透摩爾濃度最有用的一點(diǎn)是用于對被懷疑攝入有毒物質(zhì)病人的評估。如果毒素是以毫摩爾濃度存在的話,那么重量滲透摩爾濃度(用冰點(diǎn)降低法檢測所有的不帶電荷的毒素或用蒸汽壓力計檢測非揮發(fā)性毒素)就會升高。作為實(shí)測和計算的重量滲透摩爾濃度之差的滲透間隙計算值(見公式1和2)可提供任何額外存ā在的物質(zhì)的摩爾濃度估計值。在這些毒素當(dāng)中,能夠由重量滲透摩爾濃度得到的有酒精如甲醇、乙醇、丙乙醇、乙烯、丙二醇甘油、水楊酸(阿司匹林及相關(guān)物質(zhì))和三聚乙酰。如果這些物質(zhì)可由定量方法定量的話,那么就可通過滲透間隙乘以因數(shù)(分子量/10)的方法計算出mg/dL濃度。
滲透活性物質(zhì)濃度的監(jiān)測
在治療腦水腫病人時,通常用滲透活性物質(zhì)如甘露醇來將細(xì)胞內(nèi)的水份吸出以減輕水腫。因?yàn)闆]有一個簡易的方法來了解甘露醇的濃度,有人建議用滲透間隙來估計甘露醇的濃度,其治療的目的是使?jié)B透間隙維持在10mosm/kg。這里則顯示出選擇一個具有良好精度的方法來測量重量滲透摩爾濃度和電解質(zhì)是非常必要的。如果滲透間隙達(dá)到50mosm/kg的話,就有可能損害腎臟。
低鈉血癥的評估
因?yàn)殁c(與其陰離子一起)是參與形成血清重量滲透摩爾濃度的主要物質(zhì),大多數(shù)低鈉血癥的病人其重量滲透摩爾濃度也下降。有時低鈉與低鈉血癥并不相關(guān),這種情況通常見于那些血清葡萄糖升高的病人,因?yàn)槠咸烟强墒顾蛛x開細(xì)胞內(nèi)液以稀釋血清電解質(zhì)。糖尿病人的重量滲透摩爾濃度常常升高,但有時也會在正常范圍內(nèi)。大概的估計是,每升高100 mg/dL的葡萄糖,鈉濃度則降低1.6—2.0 mmol/L。因?yàn)閷τ谄咸烟莵碚f這樣可使重量滲透摩爾濃度升高5.6 mosm/kg,而對于鈉來說,則使重量滲透摩爾濃度降低3.2—4.0mosm/kg,那么允許的變化范圍是每升高100mmol/L的鈉,重量滲透摩爾濃度將升高1.5—2.5mosm/kg。大于這一范圍的升高則提示水丟失過大是由于存在高鈉或其他滲透活性物質(zhì)所致,低于這一范圍則提示鈉的丟失過多。
雖然血清重量滲透摩爾濃度正常,其他滲透活性物質(zhì)如甘露醇(上面提到過)和甘氨酸可導(dǎo)致同樣的現(xiàn)象。甘氨酸是泌尿?qū)<以谕ㄟ^尿道進(jìn)行前列腺切除術(shù)(TURP)時為清晰視野而使用的一種灌注液中的成分,由于是在加壓下進(jìn)行灌注的,因此如果醫(yī)生切到靜脈竇時(靜竇在前列腺極為豐富),甘氨酸就有可能被吸入到血液循環(huán)中。在大約5—10%的案例中,大量的灌注液被吸入使血清鈉被稀釋,盡管這種液體對病人無害,但液體及甘氨酸的增加可引起其他方面的問題。這種液體吸入的量和甘氨酸的代謝速度可通過滲透間隙來估計。
最后,由于大多數(shù)方法是測量血漿中的鈉而不是水中的鈉(通常由滲透感應(yīng)器調(diào)節(jié)),對于血漿水含量減少的病人來說,血清鈉的測定結(jié)果往往會出現(xiàn)假性降低的現(xiàn)象。如果是使用稀釋標(biāo)本法的火焰光度計或離子選擇電極的方法測量血清鈉的話(大多數(shù)儀器不需要稀釋樣品),這一現(xiàn)象就會在總蛋白或血脂明顯升高的病人中發(fā)生。由于重量滲透摩爾濃度是與水中的溶質(zhì)濃度相關(guān)的,對于這種病人重量滲透摩爾濃度也可是正常。
尿液重量滲透摩爾濃度
由于重量滲透摩爾濃度是測量總?cè)苜|(zhì)濃度最為準(zhǔn)確的方法,因此它可提供關(guān)于腎臟濃縮功能的最好估計指標(biāo),它是評價腎臟功能改變所必須的。尿液重量滲透摩爾濃度是測量總的尿液溶質(zhì),尿液溶質(zhì)主要是一些代謝廢物,如肌酐尿素(在正常尿液中大約占總?cè)苜|(zhì)的80%)。在腎病患者中,電解質(zhì)所占的尿液總?cè)苜|(zhì)比例增高。而對于一些血液中含有過高的其他物質(zhì)(如葡萄糖、乙醇)的人來說,其尿液中的這些物質(zhì)的含量可超過總?cè)苜|(zhì)的30%。由于這一原因,尿液重量滲透摩爾濃度通常應(yīng)與尿電解質(zhì)和尿肌酐一并考慮。
尿液重量滲透摩爾濃度的應(yīng)用
尿量增多的評估
·原發(fā)性劇渴癥(低血、低尿重量滲透摩爾濃度)
·尿崩癥(高血、低尿重量滲透摩爾濃度)
·糖尿。ǜ哐⒏吣蛑亓繚B透摩爾濃度)
尿量減少的評估
·脫水(高尿重量滲透摩爾濃度,自由水清除率為負(fù)值)
·急性腎小管損傷(自由水清除率為零)
腎臟酸化缺損評估
·尿液滲透間隙=NH4+排泄
尿量增多
在大多數(shù)病人中,尿量的增多是由三種導(dǎo)致多尿原因的之一種所引起。最常見的是因?yàn)樗臄z入過多所致,成為劇渴癥(polydipsia)這是一種由于心理障礙所產(chǎn)生的嗜水感(心因性劇渴癥),或因口干或?yàn)橐种七滥娑?大量攝水(原發(fā)性劇渴癥)。在這兩種類型的劇渴癥里,尿液重量滲透摩爾濃度處于最大限度的稀釋能力中,其典型表現(xiàn)是低于100mosmo/kg。
水的攝入過多也可因ADH缺乏所引起(中樞性尿崩癥)或腎臟對ADH的反應(yīng)無力所致(腎性尿崩癥,通常由藥物如鋰所導(dǎo)致)。在這兩種形式下,尿液的重量滲透摩爾濃度可極度降低,但是,尿崩癥病人的血清重量滲透摩爾濃度則輕度升高,而在劇渴癥病人血清重量滲透摩爾濃度卻是下降的。傳統(tǒng)教學(xué)中會描述使用一種被稱為“禁水”試驗(yàn)來評估這類病人,從理論上來說,正常人會以尿液重量滲透摩爾濃度大于300mosmo/kg來對此作出反應(yīng),然而尿崩癥的病人對此則無反應(yīng)。區(qū)分中樞性和腎性尿崩癥是攝入ADH后觀察到后者尿液重量滲透摩爾濃度升高。實(shí)際上,長時間的尿量增多會損害腎臟對ADH的最大反應(yīng)能力,結(jié)果是,在兩種類型的多尿癥中,其觀察結(jié)果常常是非常近似的。在糾正了多尿癥后(如必要時使用ADH)再重復(fù)這一試驗(yàn),結(jié)果就較易演繹。
在糖尿病患者中,尿液中的葡萄糖的增多引起水的丟失,這種病人表現(xiàn)為典型的尿液和血清的重量滲透摩爾濃度升高。
尿量減少
尿量的減少可以是由于腎臟本身的問題或者身體在試圖保留水和電解質(zhì)所致。在大多數(shù)情況下,因腎臟疾病引起的急性尿量減少是由于急性腎小管的損傷所致(急性腎小管壞死,即ATN,藥物、毒素或血流量減少所致的腎小管細(xì)胞壞死;或組織間腎小球炎;藥物引起的炎癥)。
當(dāng)腎小管損傷時,尿液的重量滲透摩爾濃度接近于血漿的濃度(約290mosmo/kg),自由水清除率接近零。然而,許多醫(yī)學(xué)和臨床病理學(xué)教科書都討論了尿液電解質(zhì)和尿鈉排泄分量的檢測,在ATN病人中,自由水清除率較鈉檢測平均要早一天發(fā)現(xiàn)異常。實(shí)際上,鈉排泄通常在ATN發(fā)作后2-3天內(nèi)維持在低水平。
如果尿量減少是因腎臟血流量減少所致,身體則會試圖保留水和鈉以減少血流量的進(jìn)一步減少。在這種情形下,尿液的重量滲透摩爾濃度將會極度增高(而實(shí)際上鈉的排泄通常在ATN發(fā)作后2-3天內(nèi)維持在低水平)。尿液重量滲透摩爾濃度和電解質(zhì)的升高有助于懷疑有ADH異常分泌的病人的評估,這種病人有高尿液重量滲透摩爾濃度的傾向,而且在禁水過程中滲透摩爾濃度不會正常的升高,在攝水后又不會下降。這種動態(tài)試驗(yàn)觀察對于臨床是診斷非常必要的。
尿液酸化的評估
正常情況下,由腎臟排泄的主要酸性物質(zhì)是NH4+。在一些腎臟疾病中,腎臟不能最大程度地排酸或重吸收碳酸氫根;這類腎功能不全統(tǒng)稱為腎小管酸中毒(renal tubular acidosis)。這種病人對氨離子的排泄減少。由于不容易直接測量氨,所以有人提出了一些間接的測量法。其中最為準(zhǔn)確的一種方法是尿滲透間隙的計算,尿液滲透間隙由以下公式表達(dá):
重量滲透摩爾濃度實(shí)例 — 【2 x。∟a+ + K+) + 尿素 + 葡萄糖 】
——— ———
2.8 18
糞便重量滲透摩爾濃度:
糞便重量滲透摩爾濃度的檢測有時對于腹瀉病人的評估是非常有用的。在正常糞便中,大多數(shù)小分子物質(zhì)被重吸收了(電解質(zhì)除外),所以糞便中的大多數(shù)滲透活性物質(zhì)來源于電解質(zhì)。糞便的滲透間隙是指測量的重量滲透摩爾濃度與計算的重量滲透摩爾濃度(其定義是糞便中的Na與K離子之和乘以2)之差,或者更準(zhǔn)確的說,是血清重量滲透摩爾濃度。
從滲透型腹瀉中分離分泌物
滲透型腹瀉
·存在未被吸收的溶質(zhì)
·濫用通便劑、吸收不良
分泌型腹瀉
·毒素對腸粘膜的損害(炎癥、感染、藥物)
大多數(shù)的腹瀉是因感染或細(xì)菌毒素所引起,可在短時間內(nèi)恢復(fù)正常。糞便重量滲透摩爾濃度對于這類病人作用不大。如果腹瀉持續(xù)時間大于1周而糞便培養(yǎng)是陰性的話,腹瀉的原因就比較難確定。胃腸專家將腹瀉描述成兩種類型:滲透型腹瀉和分泌型腹瀉。在滲透型腹瀉中,一些未被吸收的物質(zhì)存在于糞便中,阻止了水的正常吸收(如通便劑的工作原理)。在這類病人中,典型的表現(xiàn)是重量滲透摩爾濃度大于50mosm/kg。滲透型腹瀉可見于通便劑使用過量的病人當(dāng)中,也可見于營養(yǎng)性吸收不良的病人。
如果有內(nèi)源性腸粘膜損傷,引起水和電解質(zhì)的吸收障礙,那么就會發(fā)生分泌型腹瀉,這常見于那些機(jī)腸道機(jī)械性疾病,如炎癥、腫瘤和血流量的減少。
在測量糞便重量滲透摩爾濃度時的一個重要考慮因素是細(xì)菌在代謝過程中會產(chǎn)生滲透活性物質(zhì),因此糞便重量滲透摩爾濃度的測量必須在樣品收集后30分鐘內(nèi)完成,或者在分析前將樣品存放在冰箱中。
美國先進(jìn)公司(Advanced Instrument)滲透壓儀的臨床應(yīng)用(4)
Ⅴ.滲透摩爾濃度臨床病例討論
病例1——可能性的攝入性中毒
男性白人,43歲,有抑郁病史,家人在睡房發(fā)現(xiàn)其大量酗酒,最后家人將其送到急診室就醫(yī)。就診時神志不清,在后來數(shù)小時里一直處于昏迷狀態(tài)。急診化驗(yàn)結(jié)果顯示葡萄糖115mg/dL,BUN 9mg/dL,Na 145mmol/L,K 4.2mmol/L,Cl 112mmol/L,CO2 7mmol/L,血清重量滲透摩爾濃度383mosm/kg,血乙醇陰性。動脈血?dú)夥治鼋Y(jié)果:pH7.12,pCO2 34mmHg。尿液毒理分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示血清揮發(fā)性物質(zhì)陰性。計算了其血清重量滲透摩爾濃度和滲透間隙。在血清揮發(fā)性物質(zhì)陰性、血乙醇陰性和尿毒理檢查陰性的情況下。血清重量滲透摩爾濃度有何臨床意義?
討論
最初的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示存在著陰離子間隙26mmol/L,以及滲透間隙大于80,后者并非由乙醇所引起。這相對局限了對該病歷的鑒別診斷,由中毒而引起的昏迷的臨床表現(xiàn)更進(jìn)一步局限了臨床的鑒別診斷,提示攝入酒精或乙二醇的可能性。用太空尖端氣相色譜進(jìn)行的血液揮發(fā)性物質(zhì)的篩選精確地測量了以下物質(zhì),酮體和酒精,但卻不能檢測到揮發(fā)極小的乙二醇。同樣,毒理實(shí)驗(yàn)室篩選分析的是可用非極化性溶劑抽提的物質(zhì),但一些高度極化性物質(zhì),如酒精,乙二醇和鴉片葡糖酸卻不能測到。實(shí)驗(yàn)室最重要的一點(diǎn)是要提供有關(guān)所有懷疑的毒素的信息,雖然盡管使用了尖端色譜儀和氣相質(zhì)譜儀對血液和尿液進(jìn)行所謂的“篩選”試驗(yàn),但還是使某些物質(zhì)諸如重金屬和乙二醇漏檢。在此病例中,立即檢測重量滲透摩爾濃度引起懷疑該病人是乙烯、丙二醇甘油或甲醇中毒,盡管在此之前揮發(fā)性物質(zhì)的化驗(yàn)報告或毒理篩選試驗(yàn)報告已經(jīng)發(fā)出。
大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室都有的一些輔助試驗(yàn)?zāi)軒椭s小鑒別診斷的范圍。丙二醇甘油的毒性最常發(fā)生的是住院病人的腎功能不全,因?yàn)榇宋镔|(zhì)是作為許多藥物的溶劑來使用,正常情況下是由腎臟排泄。個別案例可見于食物中毒或一些不明來源的中毒。丙二醇甘油的主要代謝產(chǎn)物是乳酸,后者在中毒病例中可見明顯升高。乙烯甘油存在于防凍劑中,中毒通常是因蓄意造成,但是,有時它可污染禁用的“月光”白酒。它可代謝生成乙醛酸和草酸,可進(jìn)行尿液草酸鈣結(jié)晶的檢查,如果發(fā)現(xiàn)草酸鈣單水結(jié)晶中度升高,這種橢圓型的結(jié)晶可與比較典型的“信封”型草酸鈣二水結(jié)晶鑒別開,是乙烯甘油中毒的較典型的特征。收集了做乙烯甘油分析的樣品后,病人開始了乙醇點(diǎn)滴,補(bǔ)充碳酸,并進(jìn)行透析(這類中毒的標(biāo)準(zhǔn)療法)。大約4小時后,病人恢復(fù)意識,并確認(rèn)在入院前,因其家屬收走所有的酒而會攝入prostone防凍劑以試圖灌醉自己。大約3小時后,乙烯甘油的化驗(yàn)結(jié)果出來了,濃度為500mg/dL,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出致死水平。病人繼續(xù)透析12小時,直至其滲透間隙下降到零為止。
這個病例中,重量滲透摩爾濃度幫助了診斷,并提供了一個治療方案。立即的懷疑診斷使得病人獲得恰當(dāng)?shù)闹委,恢?fù)迅速,且未發(fā)生腎、肺或心臟的損害。病人三天后出院。由于滲透摩爾濃度結(jié)果能夠即時提供,因此它對于那些攝入致死毒物者是一項(xiàng)最快及最佳的篩選試驗(yàn)。
病例2——低血鈉的評估
急診化驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人注意到手術(shù)室的一個病人的化驗(yàn)結(jié)果與頭天晚上的化驗(yàn)結(jié)果有比較大的變化(見下表),重新抽血化驗(yàn),其結(jié)果與第二次結(jié)果(即剛才的結(jié)果)相同,而兩天前的抽血化驗(yàn)結(jié)果則與第一次(即頭天晚上)標(biāo)本結(jié)果相同,兩次均估計和計算了重量滲透濃度和滲透間隙。從以上情況發(fā)現(xiàn)了什么?
時間 Na K Cl CO2 BUN Cr Glu Osmolality |
17/2,6pm 143 5.6 111 17 20 1.6 111 294 18/2,3pm 112 4.7 93 16 16 1.3 150 280 |
討論
在此病例中,有幾個方面需要考慮,第二次結(jié)果與第一次結(jié)果比較,鈉、氯和陰離子間隙(第一次是15,第二次是3)結(jié)果相差很大,而這些結(jié)果在正常人當(dāng)中天與天之間的變化是很小的。第二次的滲透間隙非常大為42,而第一次滲透間隙正常為零。相對正常的重量滲透摩爾濃度和低血鈉提示樣本中有可能存在顆粒物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、脂肪)的升高。樣本無脂濁現(xiàn)象,并且其術(shù)前血清總蛋白和白蛋白均正常。由于病人沒有攝入過量的蛋白,因此可以排除蛋白增高的可能性。另外,重量滲透摩爾濃度的輕微下降提示血液中總?cè)苜|(zhì)的改變,而這種改變不會因蛋白質(zhì)或脂肪所致。第二種可能是前后兩份標(biāo)本來自不同的個體,但是,同一病人的術(shù)前兩次結(jié)果與本次結(jié)果相同,且第二次來自手術(shù)室的樣本的鈉是109。第三種可能,也是最大的可能是,病人攝入了低滲藥物溶液,該溶液是滲透活性(輕微地稀釋了鈉和降低了滲透摩爾濃度)和含有未測之陽離子(降低陰離子間隙)。雖然有好幾種藥物如甘露醇是滲透活性的,但只有少許幾種是帶正電荷的。最大可能引起這種情況的是氨基酸甘氨酸。
滲透摩爾濃度相對較高的甘氨酸溶液(200至220之間)通常是進(jìn)行膀胱、前列腺或子宮組織切除術(shù)中用來作為一種灌注液使用的。這一程序是在視野下用電子烙器進(jìn)行,用灌注液沖洗表面以便能分辨異常組織,防止損壞正常組織。由于灌注液必須在壓力下灌注入器官,因此可能通過開放的血管被吸入。水是不能用作這一用途的,因?yàn)樗奈肟蓢?yán)重降低滲透摩爾濃度并引起溶血。電解質(zhì)溶液如生理鹽水因可導(dǎo)電也不能用作這一用途。由于這些原因,甘氨酸溶液被用來作灌注用途了。
因?yàn)樽訉m內(nèi)膜的切除常與小量的甘氨酸的吸入有關(guān),因此,在前列腺切除術(shù)(TURF)過程中有可能因甘氨酸的吸入引起嚴(yán)重的低血鈉癥。在切除前列腺時,可向上進(jìn)行60升的灌注。如果外科醫(yī)生意外地切到靜脈竇(前列腺中的大血管)的話,大量的灌注液有可能被吸收。由于該病人的滲透摩爾濃度正常,雖然有低血鈉癥,但這不會引起太大的麻煩。大量的液體可導(dǎo)致肺水腫和損害心功能。甘氨酸本身或氨的產(chǎn)生可改變腦的功能,且在大量吸入甘氨酸的情況下病人可發(fā)生昏迷。血鈉的下降提示了灌注液吸入量的多少。
5—10%的TURF的病人因吸入灌注液而使血清鈉降低到125以下。滲透間隙可提示甘氨酸的存在,這一參數(shù)還可在術(shù)后用來觀察甘氨酸的清除情況。
病例3——低血鈉的評估
男性,32歲,曾有過便血一次,有酗酒史,上一年曾在車禍中頭部受傷;(yàn)結(jié)果顯示血清鈉115mmol/L。進(jìn)一步詢問病人主訴經(jīng)常感覺“干渴”,且每天需飲水?dāng)?shù)杯以解渴。問:低鈉的原因是什么?其中一位醫(yī)生提出:該患者是否患有尿崩癥或ADH分泌不足?以下結(jié)果是否有助于這些疾病的診斷?
樣本 Na K Cl CO2 BUN Cr Glu Osmolality |
血清 115 4.8 79 26 3.0 0.7 84 246 尿繃 <10 6.3 <15 1.3 44 |
討論
在本病例中,病人有明顯的低血鈉癥和低血氯癥,并伴有尿素氮的嚴(yán)重下降和低重量滲透摩爾濃度。這些結(jié)果提示病人存在潴留,這可能是由于抗利尿素的分泌過度或攝入過多的水而引起。尿崩癥可導(dǎo)致低尿重量滲透摩爾濃度和高尿量,并可致病人慢性干渴。但是,干渴又可由滲透摩爾濃度的升高所引發(fā),但病人的滲透摩爾濃度卻很低。血清的稀釋和尿表現(xiàn)為最大程度的稀釋確定了水中毒的診斷。該病人采用了禁水療法,24小時過后,血清鈉回升到133,尿液重量滲透摩爾濃度升到223,病人給予出院。原發(fā)性干渴癥,如本例病人的情況,是一種相對常見的疾病。我們每年可遇到5-10例這類病人。在我本人的經(jīng)驗(yàn)中,這類干渴癥多于常見報道的那種心因性引起的攝水過量的情況。大多數(shù)病人對禁水療法有反應(yīng),但是,這當(dāng)中的一些病人曾因同樣情況多次入院,提示這些病人也可能存在心因性干渴癥引起的攝水過量。
病例 4----低血鈉的評估
一天晚上,檢驗(yàn)科負(fù)責(zé)人發(fā)現(xiàn)一病人的血清鈉降到超出與前一周的結(jié)果比較的允許范圍。于是用Beckman CX7對該標(biāo)本重新分析,并同時在Ektachem分析儀上進(jìn)行檢查,除鈉結(jié)果外,其他結(jié)果均相同。再次用兩臺儀器重新分析該標(biāo)本,結(jié)果如前。再分析多個其他病人的樣本,沒有發(fā)現(xiàn)兩臺分析儀的結(jié)果有差異。測量的血清重量滲透摩爾濃度是302。用以上兩臺儀器的結(jié)果所得的滲透間隙是什么?導(dǎo)致出現(xiàn)這種結(jié)果的原因是什么?該病人的血清鈉有無異常?
儀器 Na K Cl CO2 BUN Cr Glu |
CX7 129 5 107 19 33 2 152 Ektachem 142 5.1 107 20 33 21 455 |
如病例2一樣,該病人的本次結(jié)果與前一次相比有很大差異。但是,在這種情況下,不同儀器的同一分析結(jié)果存在著差異。在以CX-7上,鈉是用離子選擇電極(ISE)稀釋法分析的。而在Ektachem上使用的是ISE的直接測定法,標(biāo)本未作稀釋。前者所得的滲透摩爾濃度為24,而后者為2。由于后者的鈉較前者高,所以本例情況的可能解釋是,病人的血清中存在著溶質(zhì)的升高。因?yàn)闃?biāo)本沒有脂濁 ,所以最大的可能是由于蛋白質(zhì)的升高所致。最終病人發(fā)現(xiàn)是患有多發(fā)性骨髓瘤,其總蛋白為13.8g/dl。
因?yàn)檠逯瑵崾且疬@一現(xiàn)象的最常見原因,許多實(shí)驗(yàn)室如果是使用ISE稀釋法或火焰光度法作電解質(zhì)分析的話,在分析前都通常預(yù)先清除脂濁。因?yàn)檠逯缓?6%的水,所以該病人的“血清”鈉實(shí)際上是降低的。由于人體是對水中的鈉進(jìn)行調(diào)節(jié),因此該患者沒有鈉代謝的異常。
病例 5----低血鈉的評估
一個74歲男性患者在二月份曾在一次心肌梗塞,住院一個月后出現(xiàn)氣短,發(fā)現(xiàn)患了肺炎,且對治療不敏感,引起懷疑還有其他的原因存在。該病人進(jìn)食很少,并一直靠靜脈點(diǎn)滴維持到三月份后插入營養(yǎng)管。此時發(fā)現(xiàn)病人有低鈉血癥,盡管通過管道加大鹽的注入量,但其血清鈉依然不見升高。為什么該病人的尿液和血清的重量滲透摩爾濃度有如此表現(xiàn)?這種情況的可能病因是什么?
樣本 Na K Cl CO2 BUN Cr Glu Osmolality |
二初 138 3.6 98 25 17 0.9 143 三初 120 4.6 83 23 15 0.5 313 257 三末 113 4.9 81 21 9 0.7 89 239 尿液 7 70.1 41 90.7 694 |
討論
病人血清重量滲透摩爾濃度低提示存在真正的鈉異常。其尿液滲透摩爾濃度表示標(biāo)本與血清相比嚴(yán)重濃縮,提示存在ADH的作用。
對于ADH分泌增加的病人,第一步要了解這種分泌是否正常。因?yàn)锳DH分泌增加的主要調(diào)節(jié)因素是血漿滲透壓的升高,而滲透壓低的患者只有通過降低血管內(nèi)容量來增加這一激素的分泌。當(dāng)病人懷疑為血容量下降時,臨床醫(yī)生通常是通過發(fā)現(xiàn)有無低血壓來尋找異常的依據(jù)。但是,直至血容量下降到總?cè)萘康?-15時,才會表現(xiàn)出低血壓的癥狀。由于在脫水的情況下,尿素氮是隨尿中的水分被重吸收的,所以尿素氮和肌酐的比值隨血容量的下降而升高(導(dǎo)致一種選擇性地降低尿素氮消除率和改變正常的BUN/Cr比值)。
從住院之日起,該病人的血清尿素氨和肌酐逐漸下降,并伴有低BUN/Cr比值。這種模式常見于攝水過量的病人,見病例3中的討論。低血鈉癥、低尿素氮、低肌酐和低BUN/Cr比值是在無適當(dāng)?shù)拇碳は鲁霈F(xiàn)ADH分泌過量的依據(jù),因此可診斷為抗利尿素分泌異常綜合癥(SIADH)。
對于該患者來說有兩種可能性的致病原因:肺炎以及前次的心梗。增大鹽的攝入量對于SIADH病人的治療是無效的,因?yàn)樵黾友苎萘靠纱碳DH的分泌,進(jìn)一步增加了尿鈉的流失。對于輕微的SIADH,禁水療法可有效的控制低鈉血癥。對于較為嚴(yán)重的患者,如該病例患者,或者如果綜合癥是由于惡性腫瘤所引起的話,有必要使用藥物來抗衡ADH對腎臟的作用。當(dāng)病人對禁水療法沒有反應(yīng)時,最廣泛使用的藥物是抗生素和去甲金霉素。
病例6----多尿的評估
54歲男性,因躁憂性精神病而收住入精神病科。該患者最近接受了碳酸鋰治療。其主訴常常干渴,每日尿量超過8升。內(nèi)分泌專家被邀會診以排除腎性尿崩朋癥,醫(yī)生要求化驗(yàn)室協(xié)助化驗(yàn)結(jié)果的演繹。問尿量增多的原因是什么?哪一次有低尿滲透摩爾濃度?引起此種情況的最大可能是什么?
樣本 Na K Cl CO2 BUN Cr Glu Osmolality |
血清 126 3 92 25 10 1.1 145 269 尿繃 <10 3.5 <15 31.7 53 |
本例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與病例3非常相似,事實(shí)上,這是另一種水中毒的例子,本例是由于心理原因引起的攝水過量。
在該病例中,最初的判斷是基于尿液的排泄量而非血清鈉的基礎(chǔ)上。尿排泄量的增多通常是由于以下兩種原因之一所引起的:水中毒或尿崩癥。在這兩種疾病中,出于ADH分泌或反應(yīng)下降而使尿液的滲透摩爾濃度降低。在水中毒中(如本例患者),干渴是一種反應(yīng)異常的表現(xiàn),因?yàn)槠溲萘渴钦5。在尿崩癥中,ADH或缺乏(中樞性尿崩癥)或無效(腎性尿崩癥)。鋰可引起腎性尿崩癥,本例中精神病醫(yī)先懷疑的正是這點(diǎn)。
對于本病例的患者,簡單的禁水療法可糾正低血鈉癥和減少尿排泄量。但是在許多病案中,并不是那么容易作出診斷。過多的大量攝水通過腎臟能使尿液濃度降低。如果這種情況發(fā)生的話,禁水也許不能立即減少尿排泄量,病人則可出現(xiàn)脫水。在這種情形下,通常會診斷為尿崩癥,而病人則肯定需要接受ADH的治療。因此在禁水一段時間后通常有必要重復(fù)化驗(yàn),特別是對那些最初為低血清鈉的病人(如本例病人),必要時采用ADH治療。
美國先進(jìn)公司(Advanced Instrument)滲透壓儀的臨床應(yīng)用(5)
病例7----多尿的評估
36歲男性,有酗酒史,為診斷是否癲癇而收住入院,并于入院的當(dāng)天晚上摔倒,碰傷頭部。在縫合傷口時,病人逐漸變得反應(yīng)遲緩,最后進(jìn)入昏迷狀態(tài)。病人被送往手術(shù)室治療,但在手術(shù)后,當(dāng)以下化驗(yàn)結(jié)果出來時,病人仍未蘇醒。病人術(shù)后平均尿量為每小時800毫升。問該尿液的重量滲透摩爾濃度的臨床意義是什么?可能的診斷是什么?假設(shè)你的診斷正確的話,你會如何應(yīng)用重量滲透摩爾濃度來監(jiān)測病人的治療?
樣本 |
Na |
K |
CL |
CO2 |
BUN |
Cr |
CLu |
Osmolality |
入院時
第二天上午
第二天下午
尿液 |
137
155
172
32 |
4.2
4.3
4.6
9.0 |
103
116
132
15 |
25
26
27 |
15
17
19 |
1.1
1.1
1.2 |
94
95
112 |
353 |
討論
正如病例6中討論到的一樣,尿量增大并伴尿液重量滲透摩爾濃度的下降是由兩種原因之一所致。在本例中,因?yàn)椴∪耸翘幱诨杳誀顟B(tài),我們可以從可能性中排除由心因性的多尿癥,那么病人在手術(shù)中被注入過多的補(bǔ)液成為一種可能的因素,但這并不能解釋血清鈉和滲透摩爾濃度的升高。此病例的這種結(jié)果引致尿崩癥的診斷
頭部受傷史是一個典型的例子,大約有30%的病案在腦部受傷后出現(xiàn)尿崩癥。立即給病人予ADH治療,通常(每2小時)尿液滲透摩爾濃度的測量用來決定最初的用藥計量并以此檢測病人的治療情況,其目的是要保持尿液滲透摩爾濃度在300以上(只要病人接受點(diǎn)滴),并保持尿量少于60毫升/小時。當(dāng)因外傷引起的尿崩癥得到控制時,該病人一直接受此種治療直至受傷后一個月死亡。
在診斷不如上面這個病人這么明顯的話,通常需作禁水實(shí)驗(yàn),這是非常危險的,需要非常小心的監(jiān)測病人以防發(fā)生脫水,應(yīng)每小時進(jìn)行一次尿液的重量滲透摩爾濃度試驗(yàn),且該試驗(yàn)須堅持到尿液的重量滲透摩爾濃度超過500,或病人脫水量超過其總體重的3%而尿液重量滲透摩爾濃度沒有明顯的提高時為止。一些病人被識別為“部分尿崩癥”,他們的尿液重量滲透摩爾濃度上升到500,但沒達(dá)到最大濃度,但正如前面所談到的,由于最大濃縮能力可受到年齡和其他腎臟疾病的影響,因此這種情況是較難診斷的。如果由于因?yàn)槟蛞旱闹亓繚B透摩爾濃度不能回升而影響試驗(yàn)的完成的話,可給予ADH看腎臟是否有反應(yīng)。但是,如病例6中提到的,如果病程較長的話,對ADH的反應(yīng)的演繹是比較困難的。
病例8----少尿的評估
35歲男性,有酗酒史,因胃口不佳及腹瀉入院,被診斷患有肝硬化。因血培養(yǎng)陽性而用萬古霉素進(jìn)行治療。用藥4天后,病人出現(xiàn)少尿,每日尿量少于300毫升。于是進(jìn)行了尿液電解質(zhì)和重量滲透摩爾濃度的檢查。問尿量減少的鑒別診斷是什么?在該病例中如何應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果在多種可能性中進(jìn)行判斷?
時間 |
Na |
K |
CI |
CO2 |
BUN |
Cr |
GLu |
Osmolality |
入院時
4天后
尿液(第四天) |
136
133
10 |
3.3
4.1
22.5 |
103
112
19 |
28
18 |
1.0
10 |
0.6
4.5 |
125
72 |
287
187 |
討論
在尿量減少的病人中,應(yīng)考慮兩種主要的診斷:⑴腎臟的血流量減少,通常稱為腎前性氮血癥;⑵急性腎小管損傷,通常因急性腎小管的損害(通常是“急性腎小管壞死”)而致。在本病例中,病史與以上任何一種診斷都相符。
肝硬化常與大多數(shù)腎小球所在之腎臟的外周部位的血容量減少有關(guān),這將使腎臟功能減弱,被稱作“肝腎綜合癥”。在任何腎前氮血癥中,腎臟都試圖通過腎素的產(chǎn)生,最后腎上腺素的分泌來調(diào)節(jié)血流量,這將引起量大程度的鈉滯留。血容量的減少導(dǎo)致ADH的分泌,使尿液濃縮。
但是在急性腎小管壞死(ATN)中,腎小管內(nèi)源性的改變使其無法對任何一種激素作出反應(yīng)。ATH的常見病因是休克和藥物對腎小管的損害,包括氨基糖 和諸如萬古霉素等。最初的典型表現(xiàn)是腎臟對ADH 失去反應(yīng),自由水消除率下降至零,導(dǎo)致尿液的重量滲透摩爾濃度接近血的濃度。出于近曲小管不能對鈉進(jìn)行重吸收,因此鈉的排泄在24小時內(nèi)升高。如果腎上腺素在此之前就已升高的話,遠(yuǎn)曲小管對鈉的重吸收下降,可導(dǎo)致48-72小時內(nèi)尿鈉的排泄降低。
在最初的檢查中,低尿鈉的排泄為臨床醫(yī)生提示了腎前性氮血癥的存在。但是,此病案的低自由水清除率提示了急性腎小管壞死。次日,尿量仍然很少,但尿鈉的排泄升高,病人繼續(xù)出現(xiàn)少尿現(xiàn)象,最終需要進(jìn)行血液透析約一個月,直至其腎功能改進(jìn)到不需要透析為止。病人的腎功能再沒能恢復(fù)到正常。該病例向我們顯示了自由水清除率提示早期 ATH的重要性。
病例9----少尿的評估
74歲男性,有胰島素依賴型糖尿病、高血壓和“心臟問題”病史,在一月下旬因腸穿孔而做急診手術(shù)修復(fù),進(jìn)行了回腸切開。病人住進(jìn)重癥監(jiān)護(hù)室,至三月上旬轉(zhuǎn)入普通病區(qū),并開始進(jìn)食。三月十五日,當(dāng)發(fā)現(xiàn)血清磷偏低時,開始給病人補(bǔ)磷。三月十九日因高血鉀癥而向臨床病理學(xué)家咨詢,因高血鉀而停止了補(bǔ)磷。病人的腎功能繼續(xù)惡化,三月二十五日再次咨詢病理學(xué)家,于是建議進(jìn)行尿電解質(zhì)和重量滲透摩爾濃度的檢測。25日的尿液尿素氮結(jié)果是315mg/dl。臨床鑒別診斷為總性腎小管壞處,脫水,或腎上腺功能不全。問:基于以下結(jié)果,哪一診斷最可能?尿液重量滲透摩爾濃度有什么臨床意義?病人需進(jìn)一步作哪些檢查?
時間 |
Na |
K |
CI |
CO2 |
BUN |
Cr |
GLu |
Osmolality |
15/3
19/3
25/3
尿液 |
135
127
122
〈 10 |
4.1
7.4
7.3
33.9 |
101
97
92
〈 15 |
20
22
17 |
4.0
31
96 |
1.1
1.7
3.4
173 |
251
241
208 |
434 |
討論
該病例中的血清鈉的下降和血清鉀的升高使臨床醫(yī)生懷疑病人有腎上腺功能不全。本病案中因鈉從尿中丟失,導(dǎo)致血容量下降,BUN/Cr比值升高,這種情況可造成腎前氮血癥的臨床表現(xiàn)。上面所說到的三種異常均可導(dǎo)致尿量減少。起初,基于血清化驗(yàn)的結(jié)果,我們建議進(jìn)行尿液電解質(zhì)和重量滲透摩爾濃度的檢測以進(jìn)一步評估每一種異常的可能性。
在ATH中,腎臟不能保留鈉或濃縮尿液,在此病例中這兩種情況都ā存在。在腎上腺功能不全中,從腎臟丟失鈉可導(dǎo)致脫水,因此尿鈉應(yīng)該升高,然而低尿鈉排除了這一可能。由此推斷,本病例診斷的最大可能性是腎前性氮血癥。
在這一診斷中,臨床醫(yī)生遇到的最大困難是相對偏低的尿液滲透摩爾濃度。大多數(shù)正常人在ADH的作用下對水的最再大重吸收應(yīng)是有能力產(chǎn)生更為濃縮的尿液的;仡櫮蛞旱恼3煞謱τ诮忉尡静±Y(jié)果大有幫助,記住,尿液通過腎小管時,大多數(shù)電解質(zhì)被重吸收,而諸如尿素等的廢物則濃縮于尿中。當(dāng)尿液到達(dá)集合管(ADH作用之處)時,溶質(zhì)大多為尿素,其次是鈉和肌酐。當(dāng)ADH致水分重吸收時,總?cè)苜|(zhì)濃度升高,尤以尿素最濃。
本例的病人尿液的尿素氮僅為315mg/dl,轉(zhuǎn)換為重量滲透摩爾濃度則是112mosm/kg。正常情況下,尿液的平均BUN/Cr比值約為10-15/L(在mg/dl單位下)。該病人的比值小于1.5/L。這一偏低結(jié)果是因與手術(shù)相關(guān)的極度營養(yǎng)不良和脫水所致。病人術(shù)后慢慢才開始進(jìn)食,這導(dǎo)致了蛋白質(zhì)從體內(nèi)丟失,而手術(shù)中的回腸切開導(dǎo)致鈉和水的丟失。
我們建議檢測大便的容量、重量滲透摩爾濃度和電解質(zhì)濃度以記錄每一種丟失。大便(回腸切開術(shù))的丟失約為每天1.5升,其鈉的濃度為78mmol/L。給病人點(diǎn)滴正常的生理鹽水可補(bǔ)回身體總的丟失及估計的缺差,5天便使所有的結(jié)果得以平衡。
Ⅵ.臨床實(shí)驗(yàn)室重量滲透摩爾濃度的急診檢測
從以上各病例中所提到的重量滲透摩爾濃度的使用情況可見,重量滲透摩爾濃度的測量可提供其他方法所不能提供的信息。雖然在一些適合的條件下該指標(biāo)可作為常規(guī)檢查,而對于另一些病人來說,這一指標(biāo)在急診方面的應(yīng)用也同樣是非常重要的。如果醫(yī)院已開展了毒物攝入篩選試驗(yàn)的話,重量滲透摩爾濃度的急診檢查應(yīng)被列入低分子量毒素快速篩選試驗(yàn)中。對于神經(jīng)外科手術(shù)病人的治療,通常需要計算出滲透間隙以監(jiān)測甘露醇療法,用這兩項(xiàng)指標(biāo)用來保證用藥劑量的準(zhǔn)確性以防中毒。重量滲透摩爾濃度還可用作對于血清鈉改變或尿量異常的病人的評估,因?yàn)橹亓繚B透摩爾濃度可提供一個有關(guān)尿液溶質(zhì)濃度的更為準(zhǔn)確的結(jié)果,所以它被視為較離子強(qiáng)度或比重更好的指標(biāo)。在我的實(shí)驗(yàn)室里,大約80%的重量滲透摩爾濃度檢查是作為急診來進(jìn)行的。在標(biāo)本收集后的短時間內(nèi)進(jìn)行滲透摩爾濃度的檢測可減少由于揮發(fā)性物質(zhì)或滲透活性物在體外的代謝所帶來的誤差。出于新型的儀器所需的標(biāo)本量小,且操作簡便,能快速提供結(jié)果,我相信在任何一個醫(yī)療單位,急診科都會遇到上面所提到的情況,因此都應(yīng)建立重量滲透摩爾濃度的急診檢測。