要想真正了解动物抗应激机理必须懂得动物机体电解质的组成特点及其调节

供稿:猪猪侠

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    一、组成特点

     

      体液可分为细胞内液和细胞外液,细胞内液是指存在于细胞内的液体,约占体重的50%;细胞外液是指存在于细胞外的液体,包括血浆和组织间液,其中血浆约占体重的5%,组织间液约占体重的15%。细胞外液和细胞内液电解质的组成差异极大。

     

      (1细胞外液的电解质组成。在细胞外液中,含量最多的阳离子电解质是Na+,阴离子电解质以Cl-HCO3-为主。阳离子和阴离子总量相等,液体呈电中性。

     

      正常动物细胞外液的化学组成和物理化学性状是相对稳定的,这是动物健康生长的必需条件。

     

      细胞外液是细胞生活的环境,称为机体的内环境,这是与机体所处的外界环境相对而言的。只有当机体内环境的化学组成和物理化学性质维持在正常恒定的范围之内时,每个细胞才能进行正常的生命活动,动物才能健康生长。外界环境的千变万化以及机体自身的新陈代谢不断地影响着内环境的稳定,如果机体的内环境发生了改变,细胞代谢将发生紊乱,必将引起动物发生疾病,甚至导致死亡。

     

    2)细胞内液的电解质组成。细胞内液中阳离子的主要组成成分是K+,其次是Mg2+, Na+含量则很少;阴离子的主要组成成分是蛋白质和PO43-Cl-虽然是细胞外液中的主要阴离子,但在细胞内液中几乎不存在。由此可见,细胞内液和外液中阳离子方面的突出差异就是K+ Na+浓度的差异。这种差异是许多生理现象所必须的,比如Na+ -K+-ATP酶引导的物质转运、细胞兴奋性的发生和电信号的传导,这些都需要Na+K+的参与,因此必须维持体液电解质的平衡。

    二、钠、钾离子的代谢和调节

     

      1.钠离子的代谢

     

      体内的钠一半左右存在于细胞外液中,其余大部分存在于骨骼中,因此可以认为骨钠是钠的贮存形式。当体内缺钠时,一部分骨钠可被动员出来以维持细胞外液中Na+含量的稳定。由于细胞外液中Na+含量占阳离子总量的90%左右,因此Na+是维持细胞外液渗透压及其容量的决定因素。此外,Na+的正常浓度对维持神经肌肉的正常兴奋性也有重要作用。

     

      动物机体内的钠主要从饲料中摄取,一般在饲料中会添加食盐,动物可通过饲料补充所需的钠离子和氯离子。Na+的需要是受体内排出量控制的,Na+的排出主要通过肾脏随尿排出。肾脏的排钠是受肾上腺皮质分泌的醛固酮严格控制的。正常情况下,尿中钠的排出与摄入量大致相等。当血浆中的Na+浓度低于阈值时(110~130mmol/L),尿中不再排钠。尿液中Na+的排出规律是多吃多排、少吃少排、不吃不排。此外,Na+也可由汗液排出一部分。

     

      2.钾离子的代谢

     

      体内的钾主要存在于细胞内液中,约占体钾总量的98%,细胞外液很少。K+是细胞内液的主要阳离子,其浓度对维持细胞内液的渗透压及细胞容积十分重要, K+的动向与Na+ H+和水的转移密切相关,因此K+对维持体内酸碱平衡也有重要作用。K+对维持神经肌肉的兴奋性和细胞的正常代谢也具有很重要的作用。

     

      体内的钾也主要从饲料中摄取,和钠一样易被吸收。肾脏是排钾和调节钾平衡的主要器官。肾脏的排K+能力很强,但是保K+的能力比保Na+的能力弱得多。当机体完全停止Na+的摄入时,肾脏排Na+接近于零。但当K+摄入量很低时,肾脏仍会通过尿液排出一定量的K+。尿液中K+的排出规律是多吃多排、少吃少排、不吃也排。此外,汗液和消化液也能排出一定量的K+

     

      3.钠、钾代谢的调节

     

      体液水和电解质动态平衡的调节是在中枢神经系统地控制下,通过神经-体液调节途径实现的,主要的调节因素有抗利尿激素、盐皮质激素和心钠素等,主要作用器官是肾脏。

     

      3.1 抗利尿激素(ADH)的调节

     

      当细胞外液因失水过多(如腹泻、呕吐或大出汗等)而导致渗透压升高时,下丘脑视上核前区的渗透压感受器受到刺激,作用于垂体后叶从而加速抗利尿激素的释放。抗利尿激素随血液循环到达肾脏,能加强肾远曲小管和集合管对水的重吸收,使尿量减少,细胞外液的渗透压就会恢复正常。反之,当饮水过多或盐类丢失过多,使细胞外液的渗透压降低时,就会减少对渗透压感受器的刺激,抗利尿激素的释放就会减少,肾脏排出的水分就会增加,从而使细胞外液的渗透压恢复正常。

     

      抗利尿激素对肾的作用是促进肾小管等的细胞中环腺苷一磷酸(cAMP)的生成,经蛋白激酶系统使膜蛋白磷酸化,从而提高肾远曲小管和集合管对水的通透性,促使水从管腔中渗出至渗透压较高的组织间隙中,增加肾对水的重吸收,减少排尿量。

     

      3.2 肾素-血管紧张素-醛固酮系统的调节

     

      通常将调节水和无机盐平衡作用较强的肾上腺皮质激素合称为盐皮质激素,其中以醛固酮的作用最强。由于醛固酮的分泌释放主要受肾素-血管紧张素系统地调节,故将这一调节途径称为肾素-血管紧张素-醛固酮系统。

     

      当肾血液供应不足或血浆中钠离子浓度不足时,肾脏的近球细胞会合成和分泌一种酸性蛋白水解酶—肾素,经肾静脉进入血液循环,催化血浆中血管紧张素原转变为血管紧张素Ⅰ。血管紧张素Ⅰ的缩血管作用很弱,可在血浆转换酶的作用下转换成血管紧张素Ⅱ。血管紧张素Ⅱ具有很强的促进醛固酮分泌和引起小动脉收缩的作用。醛固酮的作用是促进肾远曲小管和集合管上皮细胞分泌H+和重吸收Na+(H+ -Na+交换),同时也增加Cl-和水的重吸收,使体内保持一定量的水分。醛固酮也促进肾远曲小管上皮细胞排K+及重吸收Na+(即K+ -Na+交换),其总结果是排出H+K+而保留Na+

     

      3.3 心钠素的调节

     

      心钠素是一种具有强利尿、利钠、扩张血管和降血压等作用的肽类激素。心钠素的主要作用是在不增加肾血流量的基础上增加肾小球的滤过率,从而增加尿的排出量。心钠素可减少醛固酮介导的Na+重吸收,在利尿、利钠的同时,K+ Cl-的排出量也增加。心钠素还能抑制血管紧张素Ⅱ造成的血管收缩。

     

      在极端环境下,动物容易发生应激反应,机体水盐丢失严重,而且会引起下丘脑的摄食中枢兴奋性降低,导致食欲下降,采食量降低。对猪群补充充足的电解质可以调节机体内环境平衡,提高细胞活性,改善生产性能,比如提高采食量、改善肉质等。因此我们需要对动物机体电解质的补充加强认识,加深理解,提高重视程度。


    (审核编辑: 猪猪侠)

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