鈉是人體必需的礦物質營養素。體內的鈉大多存在於血液及細胞外液,於人體的體液平衡及其他的生理功能都有很大的關聯。鈉離子(下文中簡稱鈉)是细胞外液中带正电的離子中含量最豐富的,在身体内有助維持滲透壓,也協助神经心臟肌肉及各種生理功能的正常運作。鈉與水在體內的代谢與平衡有相當密切的關係,對血壓更有相當的影響。鈉是各種體液內常見的離子成分,體內的鈉主要經由腎臟製造的尿液排除,但汗水大量流失時,也可排出相當量的鈉。體內對鈉的調節與對水的調節息息相關,在下視丘可分泌抗利尿激素,作用於腎臟以減少水的排除,進而調控體內水與鈉的比例。

含量與分佈

人體鈉含量為105克,其中骨骼表面佔總含量的30%。血鈉正常濃度為每升血液含鈉3.15-3.4克。

每日鈉流失量約為115毫克,其中23毫克由尿及排洩物排出,46-92毫克經由表皮流失。

吸收與排泄

鈉的攝入主要是通過食物,尤其是食鹽(NaCl )。成人每日建議攝取量為2.3公克,兒童與少年為1.5-2.2公克。每日攝入的鈉幾乎全部都由胃腸道吸收,人體鈉吸收率為95-100%。

鈉排出的主要途徑是腎臟、皮膚及消化道。皮膚對鈉的排洩主要是通過汗液的排出,特殊情況下,如大量出汗等,通過皮膚排出的鈉則大大增加。少量的鈉隨糞便排出。 一般情況下腎臟是鈉的主要排泄器官。腎臟根據身體鈉含量的情況調節尿中排鈉量。腎小管過濾的鈉有95%經腎小管再吸收:近端腎小管吸收約65%,亨利氏管吸收25%,其餘10%在遠端腎小管與鉀、氫分泌相交換。

生理與生化功能

  • 葡萄糖吸收
    • 小腸細胞面對腸腔細胞膜上具有攜帶蛋白Na+/glucose cotransport,與葡萄糖或半乳糖及鈉離子形成一複合體後,將單醣和鈉送入細胞內。小腸細胞面對微血管之細胞膜上具有鈉泵,利用ATP將細胞內的鈉釋入血液,而葡萄糖或半乳糖則經由血液輸往肝臟。
  • Na Channel
    • 穿過細胞膜上的蛋白質,提供鈉離子進出細胞的通道,可維持細胞內外的電位差。
  • Na+/H+ exchanger & Cl-/HCO3- exchanger
    • 細胞內外的離子交換,保持電中性。Na+/H+ exchanger 用一個細胞外的質子交換細胞內的鈉離子,可調控細胞內的 pH 值、細胞體積及鈉離子的進出;目前已發現六種 isoform。Cl-/HCO3- exchanger 則是用一個細胞內的 HCO3- 換一個細胞外的 Cl- 。
  • 調節水分平衡
    • 鈉離子的濃度與血液體積有正比關係;鈉離子濃度太高時,血液及細胞外液也會增加,造成高血壓 。人體在心臟、血管及腎都有血壓的偵察器。當血壓不正常時身體就會開始調節。當身體水分缺乏時,細胞外液溶質濃度增加(高濃度之鈉),因而使血漿滲透壓上升,此反應會刺激下視丘滲透壓感應器讓身體產生口渴的感覺,並同時刺激腦下腺後部產生抗利尿激素 (ADH)。當此激素進入循環系統而流至腎臟時,它會使遠端腎小管和集尿管壁對水的通透性增加,並促進水分再吸收以降低血漿滲透壓。若細胞外液溶質濃度下降,下視丘滲透壓感應器則不受刺激,不會產生ADH,較多的水分將隨尿液排出體外,得以維持正常電解質濃度。
  • 離子平衡之調節
    • 細胞外液鈉濃度的調節受到神經和激素的控制。當細胞外液鈉濃度低、鉀離子濃度增加時,會刺激腎上腺皮質分泌醛固酮,該激素可以增加遠曲小管和集尿管的通透性,使得更多的鈉得以再吸收回小管周邊微血管中,並排除較多鉀離子;隨著鈉離子的增加,細胞外液體積增加而升高血壓。當細胞外鈉濃度很高時,腎上腺皮質停止分泌醛固酮,因此有較多的鈉得以被排除;當腎上腺無法製造足量的醛固酮時,大量的鈉離子排至尿液中,水因滲透壓而與鈉一起離開體外,因此血量顯著下降,如此病人會死於血壓過低。
  • 協助氯離子再吸收
    • 當鈉離子再吸收時,因為它帶有正電荷,故會吸引一個陰離子(通常為氯離子)一起通過細胞膜,因此氯離子之再吸收即與鈉離子之再吸收平行。
  • 動作電位
    • 鈉可由細胞膜的鈉離子通道進出細胞。在神經系統中,鈉及其他離子可造成動作電位 ,用於傳遞神經訊息。

異常症狀

低血鈉症

體液中鈉的濃度太低即為低血鈉症(Hyponatremia)。發生的原因可能是:攝取過多水份、腎臟功能損壞、肝硬化、心臟病、長期腹瀉、ADH分泌不正常等。當血液中的鈉濃度突降時,嚴重的症狀很快就出現。腦對鈉濃度很敏感,所以首先會無精打采及思考遲鈍。若情況更嚴重,接下來會肌肉抽搐、神志不清、昏迷甚至死亡。

輕微的低血鈉症可由控制飲食中的液體量(一天少於1L)而治療。嚴重的低血鈉症很危急,醫生可用藥物或靜脈注射緩慢增加血液中的鈉含量。若血液中的鈉濃度增加太快,會造成嚴重且通常為永久的腦部損傷。

高血鈉症

血液中鈉的濃度太高即為高血鈉症(Hypernatremia ),主要由脫水引起。發生的原因可能有:攝取過少水分、腹瀉、嘔吐、發燒、過度出汗、尿崩症、腦下垂體受損、其他電解質失調、鐮型血球病、使用藥物等等。高血鈉症在老年人當中最普遍。高血鈉症最重要的症狀起因於腦部官能障礙,嚴重高血鈉症會導致混亂、肌肉痙攣、發作、昏迷、甚至死亡。

高血鈉症可由恢復供水治療。較嚴重的高血鈉症要經由靜脈給予稀釋液體(含水以及少量仔細調整濃度的鈉 )。血液中的鈉濃度必須非常緩慢的下降,否則會造成永久的腦部損害。