第九章 水分與電解質

 

 

    人體內的水分約40公升,佔體重之50~70%,在瘦肉組織(Lean muscle tissue)約是73%、在脂肪組織(adipose tissue)約是20%的水分。水分是體內最重要的溶劑,水分調控人體與外在環境的平衡及維持體內各器官、組織、細胞間的正常功能。體液(Body Fluid中的電解質(Electrolyte調節人體滲透壓平衡、肌肉收縮、神經傳導、酸鹼平衡及協助水分對養分、廢物的運輸與排出。

 

 

第一節    水分

 

一.  水分的組成

體內水分包括細胞內液(ICFIntracellular Fluid細胞外液(ECFExtracellular Fluid

1.      細胞內液約佔體重的45%、約25公升,是存在於細胞組織內的水分,包括血球、骨、肌肉等細胞。

2.      細胞外液約佔體重的15%、約17公升,包括細胞間液(Interstitial Fluid)、血漿(Plasma)、黏膜分泌液及淋巴液等。

 

二.  水分的功能

1.      身體組成份:細胞最重要的組成份即是水分。

2.      體內反應的介質:水分參與體內的多項重要反應,例如能量代謝反應中,水分既參與反應也是反應的最後產物。

3.      最佳溶劑:參與體內的養分及代謝產物的運輸。

4.      潤滑劑:包括唾液、消化液、腸道黏液等。

5.      體溫調節:體內產生的熱量藉由肺臟及皮膚排出的水分來調節體溫。

6.      組成特殊成份:力如羊水等。

 

三.  水分的來源

1.      水分的攝取:包括白開水及各類飲料。

2.      食物的攝取:各類食物中含不同比率的水分。

3.      反應產物:體內代謝反應的生成物。

 

四.  水分的消耗量

1.      糞便的水分的含量約100~200毫升。

2.      尿液的水分的含量約1000~1500毫升。

3.      肺部的水分的含量約250~400毫升。

4.      皮膚的水分的含量約400~10000毫升。

 

五.  水分的需要量

1.      成人約每一大卡需要水分1毫升,嬰兒約每一大卡需要水分1.5毫升。

2.      成人一天約需要6~8杯水。

 

 

第二節        電解質

.電解質

     體內電解質濃度的平衡是維持滲透壓平衡的主要因素。

1.      電解質即是在水溶液中能解離為陽離子及陰離子的物質者即稱為電解質,這類溶液都具有導電性。

2.      離子是一個或多個帶有電荷的原子,其中帶正電荷之離子為陽離子,帶負電荷之離子為陰離子,

 

.電解質的計量單位

 濃度以毫當量濃度(mEqmillieqivalents)來表示。

毫當量濃度(毫當量/升)=(毫克÷升)/(原子量÷原子價)。

 

.電解質的組成份

1.      陽離子有鈉(Na+)、鉀(K+)、鈣(Ca+2)、鎂(Mg+2)等。

2.      陰離子有氯離子(Cl)、重碳酸氫根離子(HCO3)、磷酸根離子(HPO42)、硫酸根離子(S O42)、有機酸、蛋白質離子等。

 

.體液之電解質

1.      細胞外液:血漿及細胞間液的陽離子以鈉離子、陰離子以氯離子為主要離子。

2.      細胞內液:細胞內液中主要的陽離子以鉀離子、陰離子以磷酸根離子為主要離子。

 

 

第三節 水分與電解質的調節

 

.腎臟

1.      功能:腎臟有選擇性的再吸收、排出廢物及分泌的功能,腎臟在體內的水分平衡、電解質平衡、滲透壓平衡及酸鹼平衡功能中扮演著重要角色。

2.      尿液成分:腎臟由腎元所組成,每分鐘約有1.2公升的血液流經兩個腎臟,經腎臟過濾後的尿液約95%的水份及5%的溶質,溶質中約 60%是以尿素為主的含氮化合物及40%的無機鹽類,尿液中的鈉、鉀等無機物會隨飲食攝取量的多寡而有差異,含氮化合物量則與蛋白質代謝量有關。

 

 

.影響水和電解質平衡之因素

(1)  細胞膜的通透性

(2)  微血管內壓

(3)  蛋白質類大分子物質的膠體滲透壓

(4)  電解質滲透效應

(5)  淋巴液流動

(6)  主動運輸機制

(7)  攜帶媒體的競爭機制

(8)  激素與神經系統等因素的影響。

 

.調節水與離子平衡

    1.  水分變化:當體內水分缺乏、細胞外液離子濃度上升時,下視丘會引發渴感而喝水,另外腎小管增加對水再吸收,促使細胞外液離子濃度下降。

    2.  離子濃度變化:當細胞外液鈉濃度下降、鉀濃度升高時,腎臟分泌腎活素(renin)來活化血管收縮素,血管收縮素會刺激腎上腺分泌醛固酮,醛固酮主要是增加腎小管的通透性而增加水分及鈉再吸收、鉀流失量,促使離子濃度回復正常濃度。

 

.酸鹼平衡

1.            pH值:人體體內pH值為6.8-7.8的微鹼性範圍,血漿pH值為7.35-7.45

2.      代謝物:體內代謝中間物或產物有許多酸性物質,包括碳酸、乳酸、丙酮酸、尿酸、硫酸、磷酸等會影響體內的pH值。

3.            體內的調節機制

(1)    稀釋作用:以大量體液來稀釋代謝酸性產物。

(2)    酸鹼緩衝系統:包括HCO3/H2CO3HPO32/H2PO4Hb/HHb

HbO2/HHbO2、蛋白質/H蛋白質等。

(3)    二氧化碳與氧氣的調節:以呼吸速率體液的碳酸濃度。

(4)          腎臟調節:尿液的pH值範圍可由4.5-8.0,平均的pH6.0。當血漿氫離子濃度升高時,會促使腎小管對氫離子的排出量增加來升高血漿pH值,相反的,如果血漿pH值升高時,則會促使腎小管對碳酸氫鹽的排出量增加來降低血漿pH值。

 

.酸性與鹼性灰食物

    食物代謝後留於體內的陰離子與陽離子量不同時對食物的區分。

1.      酸性灰食物:食物代謝後留於體內的陰離子比陽離子多,此類食物會產生酸性灰份因此稱為酸性灰食物。肉類、榖類、奶酪即是這類食物。

2.      鹼性灰食物:食物代謝後留於體內的陽離子比陰離子多,此類食物會產生鹼性灰份因此稱為鹼性灰食物。蔬菜類、水果類、牛奶即是這類食物。

3.      中性食物:脂肪、糖、澱粉類食物代謝後不會產生酸性灰份或鹼性灰份,因此是中性食物。

 

.酸鹼中毒

包括有呼吸性及代謝性兩種情形。

1.      酸中毒:碳酸氫鹽和碳酸比小於201pH7.35以下。 造成原因包括窒息、換氣量減少、糖尿病失控、飢餓、嚴重腹瀉、慢性腎衰竭等。

2.      鹼中毒:碳酸氫鹽和碳酸比大於201pH7.45以上。造成原因包括換氣量增加、歇斯底里、嚴重嘔吐、腎功能失調等。

 

 

第四節         

  

.體內鈉組成與功能

1.  組成:人體中的鈉約50﹪存在於細胞外液、40﹪存在於骨骼、10﹪存在於細胞內液。

2.  功能:鈉是細胞外液中主要的電解質,也是維持滲透壓與水分平衡的主要力量,它也與其他離子共同調節肌肉的收縮、神經的傳導與細胞膜的通透性等身體機能。

 

.鈉的來源與排出

    1.  來源:飲食中的氯化鈉是鈉離子的主要來源,人體腸道能幾乎完全的吸收鈉離子。

2.  排出:鈉離子的排出會經由尿液及汗液來排出體外,其中尿液中的鈉含量是由腎臟依據鈉的攝取量來調節,而汗液量則會因外界溫度及身體活動量而有所差異。

 

.身體的鈉需要量

1.      身體對鈉的需要量會隨著身體的流汗量不同而有所差異。

2.      成人最少需要量約每天500毫克(RDA,NRC)。

3.      每日食鹽攝取量以不超過5~8公克為原則。

4.      高血壓患者每日食鹽攝取量以不超過5公克為原則。

 

.鈉來源

1. 食鹽攝取量是飲食中食鹽、醬油、味精及加工食品中含鹽量的總和。

2. 調味品中鈉的含量:

   1茶匙食鹽=2000毫克鈉。

   1毫升醬油=63毫克鈉;1毫升薄鹽醬油=37毫克鈉。

   1毫升烏醋=76毫克鈉。

   1毫升蕃茄醬=33毫克鈉。

   1公克味精=130毫克鈉。

 

3. 食物中也含有鈉,下列是含鈉量高的食物:

(1)            加工食品中添加高量的鹽、鹼、蘇打、發粉等食品,如:肉醬、麵線、西點、麵包、蜜餞、豆豉等。

(2)    含鈉量高的新鮮蔬菜,如:紫菜、海帶、胡蘿蔔、芹菜等。

(3)    含鈉量高的海鮮食品,如:文蛤、蚵、蝦米等。

 

.鈉的異常代謝與高血壓

     體內鈉如果不平衡,會影響體液的平衡、肌肉神經的收縮傳導、血壓的改變。

1.        鈉耗竭:出現症狀有噁心、昏睡、肌肉痙攣、嚴重者會導致循環衰竭。

1)身體大量出汗,導致鈉排出過量者。

2)愛迪生病病患(Addison’s disease),腎上腺皮質素缺乏,由於嘔吐與腹瀉導致鈉過量流失於腸道。

2.        鈉滯留:鈉滯留導致細胞外液中水分聚積,形成水腫。

(1)    心臟、腎臟功能衰退,鈉排出能力下降。

(2)    腎上腺皮質腫瘤,皮質激素分泌過多,導致鈉滯留。

3.        高血壓:鈉攝取量是與高血壓發病率有關的相關因素之一,攝取較高量的食鹽者較容易罹患高血壓。

 

.減少鈉攝取

1.        餐桌上不用鹽。

2.        減少烹調之用鹽量。

3.        減少使用含鹽量高的調味品。

4.        多食用新鮮食物,減少攝取加工食品或醃製食品。

5.        注意食品標示上鈉或食鹽的含量標示。

 

 

第五節

 

.體內鉀組成與功能

1.        組成:人體中的鉀約97﹪存在於組織細胞內、其餘存在於細胞外液。

2.        功能:鉀是細胞內液中主要的電解質,鉀參與身體內許多生化反應、參與維持滲透壓與水分平衡、與其他離子共同調節肌肉的收縮、神經的傳導與細胞膜的通透性等身體機能。

 

.鉀的吸收與排出

1.      腸胃道中的鉀大部分都會被吸收,只有極少量的鉀會隨糞便排出,體內多於的鉀會由腎臟排出。

2.      鉀有一定比率與蛋白質結合,因此可用來定量無脂肌質的量,當蛋白質合成時,鉀離子會進入細胞內;當蛋白質分解時,鉀離子會由細胞內移出。

 

.身體的鉀需要量

成人最少需要量約每天2000毫克(RDA,NRC)。

 

.鉀的異常代謝

1.      鉀過低:鉀缺乏發生的原因大部分不是因為飲食所造成。

(1)    鉀過低的症狀:有噁心、低血壓、肌肉無力、心跳加速、心律不整等症。

(2)            發生原因:嚴重營養不良、慢性酗酒、神經性厭食、長期嘔吐、腹瀉、腎上腺皮質腫瘤導致醛固酮分泌過多、身體嚴重受傷促使鉀流失過多、利尿劑的使用等。

2.      鉀過多:高血鉀症。

(1)            鉀過高的症狀:身體感覺異常、全身無力、呼吸不順、心律不整、甚至心臟衰竭等症狀。

(2)    發生原因:腎功能衰竭、嚴重脫水、腎上腺皮質功能不全等。

(3)    改善方法:採用低鉀、低蛋白、高醣飲食。

.鉀來源

1.      各類食物中都含有鉀。

2.      食物中鉀含量的參考表:

(1)    奶類(牛奶、奶粉):>100毫克/100毫升;>1300毫克/100公克。

(2)    蛋類:>100毫克/100公克。

(3)    豆類:>600毫克/100公克。

(4)    魚、肉類:>350毫克/100公克。

(5)    五榖根莖類:>70毫克/100公克。

(6)    蔬菜類:>400毫克/100公克。

(7)    水果類:>250毫克/100公克。

 

 

第六節

 

.體內氯組成與功能

1.      組成:人體中的氯幾乎都以離子型態存在,大部分存在於細胞外液。

2.      功能:是胃液的主要成分,它與氫離子結合而提供酵素活化及消化所必須的酸性環境。細胞外液中約2/3的陰離子是氯離子,是維持滲透壓、水分平衡、酸鹼平衡的重要因素。

 

.氯的吸收與排出

1.      吸收:食物、胃液中的氯能完吸收進入血液循環中來反覆使用,因此飲食中的氯含量並不影響胃液中的氯量。

2.      排出:氯的排出由腎臟調節排出,通常與鈉、鉀伴隨排泄。汗液、糞便中也有鈉排出。

 

.氯的需要量與來源

1.        需要量:成人約每天750毫克即足夠。

2.        來源:氯的主要來源是食鹽,正常情況下一般人的氯都不虞缺乏。

 

.氯的不平衡

正常情況下不會發生氯的不平衡現象,當嚴重嘔吐、腹瀉及水分大量流失時才會造成氯的大量流失。

 

 

 

 

 

參考文獻

 

1.      Gordon M. WardlawPerspectives in nutrition. 4 th Edition Mc Graw Hill.1999

2.      丘志威、許瑞芬、落菲莉、盧義發、菜淑芳。新編實用營養學。藝軒圖書出版社。(1995

3.      陳淑華。營養學。華香園出版社。(1996

4.      謝明哲、葉松鈴。膳食療養學實驗。台北醫學院保健營養學系。(1997