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急性肠胃炎可能导致脱水、电解质紊乱，严重时可引发器官损伤。
剧烈呕吐和腹泻造成体液快速丢失，每小时腹泻超过3次时，成人24小时失水量可达体重的5%。钠、钾、氯离子随消化液大量排出，血钾浓度低于3.5mmol/L会引发肌肉痉挛，严重低钠血症可导致脑水肿。儿童每公斤体重失水50毫升即出现循环衰竭体征，老年人可能因血容量不足诱发急性肾损伤。
肠道黏膜急性损伤可能引发细菌移位。沙门氏菌感染患者中，约3%会发生菌血症；轮状病毒重症感染可致肠绒毛广泛脱落，营养吸收障碍持续2-3周。未及时补液治疗的重症病例，血容量下降20%即出现低血容量性休克。个别产毒性大肠杆菌感染可能并发溶血性尿毒综合征，造成血小板减少和急性肾衰竭。
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