Pobierz Порушення ВОДНО-ЕЛЕКТРОЛІТНОГО ОБМІНУ i więcej Ćwiczenia w PDF z Medycyna tylko na Docsity!
ПОРУШЕННЯ ВОДНО-ЕЛЕКТРОЛІТНОГО ОБМІНУ
У регуляції водно-електролітного обміну беруть участь такі гормональні
чинники:
- антидіуретичний гормон, або вазопресин;
- ренін-ангіотензин-альдостеронова система;
- передсердний натрійуретичний пептид.
Головною функцією цих регуляторних гормональних систем є підтримка ОЦК
шляхом їх впливу на переміщення натрію та води через біологічні мембрани.
Антидіуретичний гормон (АДГ) синтезується супраоптичним і
паравентрикулярним ядрами гіпоталамусу, транспортується по супраоптико-
гіпофізарних трактах у задню частку гіпофізу за допомогою транспортного білка
- нейрофізину ІІ. За хімічною структурою АДГ є пептидом, який складається з 9
амінокислотних залишків. Концентрація АДГ у крові залежить від осмолярності
плазми. Підвищення осмолярності плазми супроводжується викидом АДГ із
задньої частки гіпофізу і всмоктуванням його через безбар’єрну зону в кров.
Середній рівень осмолярності плазми в нормі – 282 мосм/л із відхиленнями в той
або інший бік на 1,8%. За такої осмолярності рівень АДГ плазми становить
приблизно 2,5 нг/л (пг/мл). Якщо осмолярність плазми підвищується вище так
званого порогового рівня – 287 мосм/л, то вихід АДГ із гіпофізу різко
прискорюється. Швидке збільшення осмолярності плазми всього на 2%
призводить до посилення секреції АДГ у 4 рази, тоді як зменшення осмолярності
на 2% супроводжується повним припиненням секреції АДГ.
На синтез АДГ впливає також рівень артеріального тиску (АТ). Зниження
середнього АТ і об’єму плазми менше ніж на 10% супроводжується підвищенням
секреції і викиду в кров АДГ.
Головним біологічним ефектом АДГ є збільшення резорбції вільної води із сечі
в клітини ниркових канальців. Це відбувається завдяки зв’язуванню АДГ зі
специфічними V 2 - рецепторами на зовнішній мембрані клітин канальців.
Постійно низькі рівні АДГ у плазмі крові (менше 0,5 нг/л) свідчать про тяжкий
нейрогенний нецукровий діабет. Для нефрогенного нецукрового діабету
характерним є нормальний або підвищений рівень АДГ у плазмі. Синдром
неадекватної продукції вазопресину є найчастішим варіантом порушення
секреції АДГ. Він має назву синдрому Пархона , характеризується надлишковою
секрецією АДГ і клінічно проявляється олігурією, відсутністю спраги,
периферичними набряками, збільшенням маси тіла, високим вмістом у плазмі
АДГ, неадекватним рівнем осмолярності (осмолярність низька, а вміст АДГ
високий).
Ренін-ангіотензин-альдостеронова система. Основна її функція – це
підтримка оптимального рівня ОЦК. Секреція реніну в нирках стимулюється
зниженням АТ в артеріях, які йдуть до клубочка, зниженням концентрації натрію
в ділянці щільної плями і дистальних канальцях, а також підвищенням тонусу
симпатичного відділу автономної нервової системи. Найважливішим фактором
стимуляції утворення реніну є зменшення ниркового плазмотоку. Ренін, який
виділився в кров, діє на ангіотензиноген. Він відщеплює від ангіотензиногену
декапептид – ангіотензин І, від якого під впливом ангіотензин-перетворюючого
ферменту з кінця відщеплюється 2 амінокислоти, і утворюється ангіотензин ІІ.
Ангіотензин ІІ викликає звуження судин, стимулює секрецію альдостерону і
АДГ, формує відчуття спраги, підвищує ниркову реабсорбцію натрію.
Фізіологічна дія ангіотензину ІІ полягає в усуненні зниження ниркового
кровотоку, що здійснюється за рахунок звуження просвіту периферичних судин
та активації продукції альдостерону корою наднирників. Альдостерон сприяє
затримці натрію і води в організмі та відновленню ОЦК. Деякі антигіпертензивні
препарати (наприклад, інгібітори АПФ, такі як еналаприл) впливають на
організм шляхом блокування перетворення ангіотензину І в ангіотензин ІІ.
Зниження концентрації ангіотензину в плазмі спостерігається у випадках
синдрому Конна (первинного гіперальдостеронізму), дегідратації, після
видалення нирки. Підвищення активності ангіотензину плазми спостерігається у
разі артеріальної гіпертензії ниркової етіології, пухлини юкстагломерулярних
клітин нирок, які секретують ренін, у випадках раку нирки з гіперренінемією.
Система реніну є однією з кількох ниркових систем (системи простагландинів,
системи калікреїну), які діють взаємозалежно для підтримання гомеостазу
натрію і регуляції AT. Зниження концентрації реніну плазми спостерігається:
при зловживанні сіллю, у разі підвищення функції кори наднирників
екскреція натрію посилюється шляхом прямої дії ПНУП на проксимальні
канальці нефрону і непрямого інгібування синтезу і секреції альдостерону. І,
нарешті, ПНУП пригнічує секрецію АДГ на рівні задньої частки гіпофізу. Дія
усіх цих механізмів спрямована на те, щоб повернути до норми (зменшити)
збільшений об’єм води в організмі за рахунок посиленого виведення надлишку
натрію з організму
Водноелектролітний обмін – підтримання сталої кількості води в
організмі з певним перерозподілом її між воднимисекторами (компартментами)
і суворим підтриманням їх іонного складу й осмолярності.
Нормальна життєдіяльність клітин, що є основною морфо функціональною
одиницею організму людини, може здійснюва тися лише в умовах їх оточення
водним розчином сталого складу, який Клод Бернар назвав внутрішнім
середовищем організму. Вода як універсальний біологічний розчинник міститься
також і всередині клітин, що забезпечує обмін речовин і метаболізм. Причому,
якщо склад внутрішньоклітинних розчинів дещо відрізняється в різних органах і
організмах, то іонний склад позаклітинної рідини завжди однаковий і подібний до
океанської води (табл. 1).
Таблиця 1
Середні значення концентрації основних іонів у біологічних рідинах людини
Середні значення концентрації основних іонів у біологічних рідинах людини
Рідина Na+, мекв/л К+, мекв/л Cl–, мекв/л НСО3–,мекв/л
Внутрішньо-клітинна 12 – 38 100 – 150 4 – 50 12
Плазма крові 142 4,5 104 24
Міжклітинна 140 4,4 117 27
Шлунковий сік 60 15 130 0
Вміст тонкої кишки 130 10 70 80
Вміст товстої кишки 30 80 20 25
Діарейна рідина 60 45 40 50
Піт 30 5 35 0
Це пов’язано з тим, що перші клітини виникли й мільярди років розвивалися
в первісному океані, неорганічний склад якого багатоклітинні організми
навчилися відтворювати штучно в міжклітинній рідині, щоб забезпечити
гомеостаз і нормальну життєдіяльність своїх клітин.
Вміст води в організмі та її перерозподіл між компартмен тами. Загальна
кількість води у новонароджених (табл. 2) досягає 75 – 80 %, а у дітей віком 5 років і
дорослих чоловіків – 60 %. У жінок і чоловіків з надлишковою масою тіла вміст
води в організмі становить 50 – 55 %, а в осіб похилого віку – 45 – 55 %.
Таблиця 2
Середнє значення загального вмісту води в організмі й деяких йогокомпартментах відносно маси тіла
(%)
Вік, стать, кількість жиру Загальна
кількість води
Внутрішньо
клітинна вода
Позаклітинна вода
плазми інтерстицію
Новонароджені 75 – 80 34 5,5 34 – 39
Дорослі 60 40 4,5 14
Худі чоловіки 65 41 5 17
Чоловіки і жінки з
надлишковою масою тіла або
особи похилого віку
50 36 4 9
Уся вода розподіляється між двома основними компартментами (водними
секторами, просторами): внутрішньоклітинним і позаклітинним. У дорослої
людини 2/3 води міститься всередині клітин, у дитини грудного віку – близько
половини, а у новонародженого – ще менше. При цьому внутрішньоклітинний
об’єм найбільш сталий, а зміна загальної кількості води відбувається за рахунок
позаклітинного компартменту. Позаклітинна рідина ділиться на внутрішньо-
судинну (плазма крові), інтерстиціальну і трансцелюлярну, до якої належать
спинномозкова, плевральна, перикардіальна, внутрішньоочеревинна,
синовіальна рідини, а також вода, що міститься у травному каналі.
Найбільш сталим з усіх позаклітинних компартментів є об’єм внутрішньо-
судинної рідини, від якого залежить нормальна робота серцево-судинної
системи, а отже, й існування організму. Він майже не відрізняється у дітей і
дорослих. Якщо у дорослих плазма крові становить близько 5 % маси тіла, а сама
плазма на 90 % складається з води і на 7 % – з білка, то внутрішньо-судинна вода
становить близько 4,5 % маси тіла. Менш стабільна інтерстиціальна, або
міжклітинна, рідина, до якої належить і лімфа. У новонароджених вона
становить близько 1/2 всієї води, а у до рослих – лише 1/4. Частина
трансцелюлярної води в нормальних умовах становить 1 – 3 % маси тіла, але може
значно збільшуватися, наприклад при асциті.
Осмотично активні речовини й осмотичний тиск у нормі і при патології.
Вода утримується у рідинних компартментах за вдяки розчиненим у ній
речовинам, які поділяють на електроліти та неелектроліти. Електроліти – це
речовини, що дисоціюють у розчині на заряджені катіони й аніони, а
неелектроліти – це речовини, які не дисоціюють, наприклад, глюкоза, сечовина,
креатинін, білірубін. Концентрація розчинених речовин зумовлює осмотичний
тиск розчинів, тому ці речовини називаються осмотично активними.
Концентрація осмотично активних речовин, або осмотичний тиск, тобто сила, з
якою притягується й утримується вода, визначається не розмірами, а кількістю
іонів, молекул, колоїдних частинок. Осмотичний тиск виражається
осмолярністю, тобто кількістю мілімолів розчинених речовин в 1 л розчинника
(одиниця вимірювання – мосмоль/л), або осмоляльністю, тобто кількістю
мілімолей розчинених речовин в 1 кг розчинника (одиниця ви мірювання –
мосмоль/кг). Завдяки наявності в плазмі крові білка її осмоляльність трохи вища
від осмолярності, проте відмінність між ними в біологічних рідинах несуттєва.
Кожний компартмент відокремлений від іншого перегород ками,
проникними для води завдяки тому, що стінки капілярів легко пропускають між
ендотеліоцитами воду і солі, а ліпідні мембрани більшості клітин, у тому числі
ендотеліоцитів, мають білкові водні канали – aquaporins. Тому осмотичний тиск
однаковий у всіх водних секторах і в нормі становить 290 ± 10 мосмоль/л, що
відповідає осмолярності первісного океану. У нормальних умовах збільшення
1
Зниження осмолярності позаклітинної рідини , навпаки, зумовлює
блокування секреції АДГ, зникнення відчуття спраги й активацію ренін-
ангіотензин-альдостеронова система (РААС). Все це спричиняє прискорене
виведення з організму води, затримку натрію і, як результат, підвищення
осмолярності позаклітинної рідини до норми.
Механізми підтримання сталості об’єму і тиску крові. Іншими стимулами для
посилення спраги й секреції АДГ є зменшення ОЦК або зниження артеріального
тиску. Інформацію про зміни об’єму і тиску крові сприймають барорецептори,
розташовані в стінках аорти й сонних артерій, у передсердях, шлуночках серця,
вінцевих судинах і легеневих венах. Ці рецептори є механо рецепторами, що
реагують на розтягнення судинної стінки або серця. Для механізмів регуляції
об’єму рідини, ймовірно, більш важливі серцево-легеневі барорецептори, які
реагують на зміну централь ного венозного тиску й об’єму крові, а тому
називаються волюмо-рецепторами. Зменшення ОЦК або зниження
артеріального тиску не менше ніж на 10 % знижує інтенсивність імпульсів, що
надходять від волюморецепторів у гіпоталамус, це посилює спрагу та підвищує
секрецію АДГ, а від барорецепторів аорти й сонних артерій – у судиноруховий
центр довгастого мозку, який підвищує активність симпато адреналової системи.
Активація симпато адреналової системи за допомогою впливу на β-
адренорецептори викликає тахікардію, на α-адренорецептори – підвищує тонус
судин, на β 1 адренорецептори гранулярних клітин юкстагломерулярного апарату
нирок – стимулює секрецію реніну і, впливаючи переважно через α адренорецептори
на Na
/H
антипорт (протипереносник), безпосередньо підвищує реабсорбцію Na
в проксимальних канальцях нефрону. Крім того, гранулярні клітини, які
синтезують і секретують ренін, самі діють як барорецептори і посилюють секрецію
при зниженні артеріального тиску. Активація РААС збільшує реабсорбцію Na
, що
підвищує осмолярність крові, а це, у свою чергу, ще більше стимулює секрецію
АДГ і, відповідно, посилює реабсорбцію води. Крім того, активована
симпатоадреналова система й АДГ, звужуючи артеріоли ниркових клубочків,
знижують швидкість клубочкової фільтрації і, відповідно, екскрецію натрію та
води. Ангіотензин II до того ж є потужним стимулятором нейронів гіпоталамуса,
які відповідають за відчуття спраги.
При збільшенні об’єму позаклітинної рідини, особливо ОЦК, або при
підвищенні артеріального тиску більш ніж на 10 % реак ції організму будуть,
навпаки, спрямовані на виведення натрію та води із сечею. Крім гальмування
РААС і пригнічення секреції АДГ розтягнення передсердь у разі збільшення ОЦК
стимулює секрецію кардіоміоцитами передсердного (атріального)
натрійуретичного пептиду (ПНП), який знижує реабсорбцію Na
в
проксимальних канальцях нефрону, гальмує синтез реніну, альдостерону й АДГ і
підвищує швидкість клубочкової фільтрації. Натрій-уретичну дію також
справляють простагландини (ПГ, PG) Е 2 та I 2 і NO, що утворюються в нирках при
підвищенні артеріального тиску.
За допомогою зіставлення механізмів підтримання осмолярності з
механізмами забезпечення сталості об’єму встановлено, що, по-перше, для
організму пріоритетним є підтримання осмолярності, по-друге – в обох випадках
задіяно однакові діуретичні, антидіуретичні, натрійуретичні й антинатрій-
уретичні механізми. Відмінність полягає у тому, що при забезпеченні сталості
об’єму або тиску крові активація чи зниження реабсорбції води збігається з
активацією або пригніченням реабсорбції натрію, тоді як при порушенні
осмолярності все відбувається навпаки. Так, при підвищенні осмолярності
позаклітинної рідини посилення реабсорбції води супроводжується пригніченням
реабсорбції натрію, а при зниженні – зменшення надходження та прискорене
виведення води із сечею відбувається на тлі посиленої реабсорбції натрію.
Види, причини та наслідки порушеньводно‑електролітного обміну
Порушення балансу між надходженням і виведенням води викликає
зневоднення (дегідратацію, ексикоз, гіпогідратацію, гіпогідрію) або накопичення
води в організмі (гіпергідратацію, гіпергідрію). Залежно від змін осмолярності
позаклітинної рідини гіпо та гіпергідратацію поділяють на ізоосмолярну,
гіпоосмолярну і гіперосмолярну (рис. 1).
Рис. 1. Співвідношення позаклітинної (ліворуч) і внутрішньоклітинної (праворуч)
рідини в нормі та при патології
Ознаки порушень ВЕБ позаклітинного сектора
Осмолярність Гіпогідратація Гіпергідратація
Гіпооcмолярна Ht ↑, Na ↓, ЦВТ ↓↓↓, спраги
немає
Ht ↓, Na ↓, ЦВТ ↑,
спраги немає
Ізоосмолярна Ht ↑, Na норма, ЦВТ ↓↓, може
бути спрага
Ht ↓, Na норма, ЦВТ ↑↑,
спраги немає
Гіперосмолярна Ht ↑, Na ↑, ЦВТ ↓, спрага Ht ↓, Na ↑, ЦВТ ↑↑↑, спрага
втрати рідини спостерігаються у позаклітинному секторі, то швидко розвивають ся
ознаки дегідратації зі зменшенням ОЦК: зниження тургору шкі ри, сухість слизових
оболонок, тахікардія, ортостатична гіпотензія, слабка пульсація яремних вен та
олігурія. Зниження осмотичного тиску в позаклітинній рідині зумовлює перехід
води в клітини і їх набухання з розвитком симптомів підвищеного
внутрішньочерепного тиску (блювання, головний біль, затьмарення свідомості,
брадикардія, апатія). Переміщення води у внутрішньоклітинну рідину посилює
гіповолемію, згущення крові й порушення кровообігу.
Ізоосмолярна дегідратація , класичними прикладами котрої є гостра крововтрата
й виражений опік шкіри, у разі яких організм рівномірно втрачає солі й воду,
супроводжується зменшенням об’єму позаклітинної рідини без зміни кількості
води всередині клітин.
Гіповолемія (зменшення ОЦК), що супроводжує виражену дегідратацію
будь-якої осмолярності, може викликати розвиток колапсу і шоку з гострою
нирковою недостатністю.
Гіпергідратація буває загальною та з переважним скупченням рідини в
окремих компартментах. Так, накопичення води в інтерстиції називається
набряком (oedema), у плазмі крові – гіперволемією, у внутрішньо-клітинній рідині
- набуханням клітин, а в серозних порожнинах – водянкою (hydrops); водянку
черевної порожнини називають асцитом (ascites), плевральної порожнини –
гідротораксом (hydrothorax), шлуночків мозку – гідроцефа лією (hydrocephalus),
порожнини перикарда – гідроперикардом (hydropericardium). Скупчення
незапальної рідини має назву«транссудат», а запальної – «ексудат».
Ізоосмолярна гіпергідратація , яка може виникнути при над мірному введенні
ізотонічного розчину NaCl або інших сольових кровозамінників,
характеризується збільшенням кількості водив позаклітинній рідині без істотної
зміни об’єму внутрішньо-клі тинної рідини.
Гіперосмолярна гіпергідратація у дорослих спостерігається при вторинному
гіперальдостеронізмі (серцева або печінкова недостатність, нефротичний
синдром) і дуже рідко – при вживанні сольових розчинів; у дітей можлива в
період новонародженості й у віці до 1 року при надлишковому вживанні натрію.
При цьому вода накопичується переважно в позаклітинній рідині з розвитком
генералізованих набряків.
Гіпоосмолярна гіпергідратація (водне отруєння) може виникати або у дітей
раннього віку у зв’язку з недорозвиненням нирок і систем їх регуляції, або у
дорослих і дітей різного віку при неадекватно підвищеній секреції АДГ чи при
надлишковому парентеральному введенні розчинів, що не містять електролітів
(наприклад, розчин глюкози, який після утилізації глюкози перетворюється на
дистильовану воду). При цьому вода потрапляє у клітини, що спричиняє їх
набухання.
В експерименті на тваринах гіпоосмолярну гіпергідратацію можна викликати
повторним введенням води в шлунок. Одноразове водне навантаження у здорових
тварин зазвичай не призводить до тяжких наслідків. Згідно з результатами
досліджень, при надлишковому надходженні води в кров, навіть в об’ємі, що
дорівнює масі крові, об’єм води в крові мало змінюється (М. Н. Зайко). Це
зумовлено затримкою води в печінці, м’язах, селезінці, шкірі, а також посиленим
виведенням її з організму. Однак при порушенні регуляції водного обміну навіть
незначне водне навантаження може призвести до гіпергідратації. Так,
експериментальну гіпергідратацію можна викликати шляхом водного
навантаження з одночасним введенням вазопресину, альдостерону або
видаленням надниркових залоз. Та обставина, що адреналектомовані тварини, які
переважно гинуть від втрати солей натрію та зневоднення, погано переносять
водне навантаження, пояснюється зниженням артеріального тиску, а отже, і
швидкості клубочкової фільтрації після видалення надниркових залоз.
Гіперволемія при вираженій гіпергідратації будь-якої форми може
спричинити гостру серцеву недостатність і набряк легень.
Набухання клітин можливе й без зміни осмолярності поза клітинної рідини.
Це пов’язано з тим, що плазматичні мембрани не є абсолютно непроникними для
іонів. Останні можуть проходити через клітинні мембрани селективними іонними
каналами. Іони калію за градієнтом концентрації постійно «виходять» із клітин,
а іони натрію – «заходять» у клітини. Це зумовлює збільшення кількості Na
в
клітинах лише в умовах недостатності Na
,K
АТФази, що виникає у разі
енергодефіциту клітин, наприклад, в умовах гіпоксії. Оскільки кожен іон натрію
зв’язує 14 молекул води, а іон калію – лише 10, накопичення натрію у клітинах
викликає їх набухання, унаслідок чого підвищується проникність цитолеми через
механо й АТФ залежні канали і прискорюється надходження натрію та кальцію
всередину клітин і вихід калію з клітин, що, у свою чергу, пошкоджує клітини, а
також порушує біоелектричні процеси в нервових і м’язових клітинах (міоцитах).
Набряки , відповідно до теорії Е. Старлінга (1896), виникають або внаслідок
посилення фільтрації води з капілярів у міжклітинну рідину під впливом
підвищеного гідростатичного тиску крові на венозному кінці капіляра, або в
результаті гальмування осмотичного висмоктування інтерстиціальної рідини
білками плазми крові при зниженні онкотичного тиску крові і/або підвищенні
онкотичного тиску тканин.
Найчастіше причиною підвищення гідростатичного тиску крові в умовах
патології є вади клапанів серця, які зумовлюють застійну правошлуночкову
серцеву недостатність і застій крові у венах. Крім того, венозний тиск
підвищується у результаті здавлення та закупорювання (тромбозу) вен,
порушення їх клапанного апарату, під час тривалого перебування у положенні
стоячи.
Підвищення гідростатичного тиску крові спостерігається також при
збільшенні ОЦК. Гіперволемія, у свою чергу, може бути наслідком затримки
натрію та води при нирковій недостатності або у разі посилення їх реабсорбції.
Останнє, зокрема, спостерігається при лівошлуночковій серцевій недостатності,
коли зменшується приплив артеріальної крові до юкстагломерулярного апарату
нирок і знижується артеріальний тиск у приносній артеріолі без зменшення ОЦК.
Усе це імітує крововтрату та викликає, згідно з вищеописаними механізмами,
стимуляцію РААС, розвиток вторинного гіперальдостеронізму і підвищення
секреції АДГ, що посилює ниркову реабсорбцію натрію та води з розвитком
гіперволемії. Так виникає «помилка регуляції», яка посилює набряк. Ганс Селье на
звав подібні явища хворобами адаптації.
реабсорбція натрію у проксимальних канальцях, у чому, очевидно, певну роль
відіграє вторинний гіперальдостеронізм, оскільки антагоніст альдостерону –
спіронолактон (синтетичний стероїд) – дає діуретичний і натрійуретичний ефект.
При нефротичному синдромі основним механізмом набряку є зниження
онкотичного тиску крові в резуль таті протеїнурії, яка призводить до виникнення
гіпопротеїнемії.
Патогенез набряку внаслідок серцевої недостатності
У розвитку набряку внаслідок ураження печінки найважливішу роль також
відіграє гіпопротеїнемія, зумовлена порушенням син тезу білків у печінці. Певне
значення має порушення інактивації альдостерону. До розвитку асциту при цирозі
печінки призводять погіршення кровообігу в печінці та підвищення
гідростатичного тиску крові в системі ворітної вени.
Причинами кахектичного (голодного) набряку є аліментарна дистрофія
(голодування). В основі його патогенезу лежить зниження онкотичного тиску крові
внаслідок гіпопротеїнемії, зумовленої порушенням синтезу білків, і підвищення
проникності стінки капілярів, пов’язаного з порушенням трофіки судин.
У патогенезі запального, алергійного й токсичного набряків , які є переважно
локальними (місцевими), основну роль відіграє зниження онкотичного тиску
крові та підвищення онкотичного тиску тканин унаслідок підвищення проникності
стінки капілярів й активації протеолітичних ферментів у пошкоджених тканинах.
Певне значення у патогенезі цих набряків має підвищення гідро статичного тиску
крові внаслідок розвитку артеріальної та венозної гіперемії, які виникають у
вогнищі ураження під впливом вазоак тивних медіаторів (БАР і метаболіти).
У розвитку набряку різної етіології слід розрізняти дві стадії. У першій стадії
надлишкова рідина, яка надходить у міжклітинний простір, накопичується
переважно в гелеподібних структура(колагенові волокна й основна речовина
сполучної тканини), збільшуючи масу не мобільної, фіксованої міжклітинної
рідини. Коли маса фіксованої рідини збільшується приблизно на 30 %, а тиск
сягає атмосферного, починається друга стадія, для якої характерне накопичення
вільної міжклітинної рідини (рис. 4). Ця рі дина здатна переміщатися у
міжклітинному просторі під дією сили тяжіння і зумовлює симптом ямки після
натискання на набряклу тканину. Наслідки набряку залежать від його ступеня та
локалізації.
Рис. 4. Залежність об’єму вільної ( 1 ) та фіксованої ( 2 ) міжклітинної рідини від її тиску, що характеризує дві стадії розвитку
набряку (за А.С. Guyton, 1975)
Значне скупчення рідини викликає здавлювання тканин, порушення їх трофіки та функцій.
Особливо небезпечним є набряк мозку і легень. Скупчення рідини в серозних порожнинах
тіла порушує функцію прилеглихорганів (утруднення дихання внаслідок гідротораксу).
Обмін електролітіві його порушення
Дотепер ми розглядали електроліти винятково як осмотично-активні речовини,
кількість яких визначає більшу частину осмолярності, а отже, й об’єм
компартментів. Ця функція електролітів дуже важлива, але не єдина. Зокрема від
градієнта концентрації катіонів у цитоплазмі й інтерстиції залежать збудливість і
провідність нервової та м’язової тканин, а від співвідношення фіксованих катіонів
та аніонів – КОС організму. Тому здатність підтримувати сталу концентрацію
електролітів у позаклітинній рідині (ізоіонія) – одна з найважливіших функцій
організму.
Обмін натрію і його порушення. Натрій є головним катіоном позаклітинної
рідини, який забезпечує понад 90 % її катіонної осмолярності. У середньому
організм людини містить близько 60 мекв Na
на 1 кг маси тіла, що становить
близько 0,15 % загальної маси тіла: 50 % натрію міститься у позаклітинній
рідині, 43 % – у кістках і лише 7 % – усередині клітин. При цьому 70 % натрію
можуть вільно обмінюватися. У нормі концентрація Na
в плазмі крові становить
135 – 145 мекв/л, тобто її коливання не перевищують 10 %. Водночас розбіжність
показників внутрішньо-клітинної концентрації натрію в різних тканинах
Концентрація калію всередині різних клітин значно відрізняється. В еритроцитах
вона найнижча (100–110 мекв/л), у м’язах – найвища (140–160 мекв/л). У плазмі
крові у дорослих концентрація калію в нормі становить 3,8–5,1 мекв/л. Протягом
першого тижня життя новонародженого спостерігається гіперкаліємія, тобто
підвищення рівня калію у плазмі крові від 5,7 до 8 мекв/л. Це пов’язано з тим, що
кількість іонів калію у позаклітинній рідині визначається не стільки його вмістом
в організмі, скільки КОС. Ацидоз, який має місце в цьому віці, як правило,
супроводжується гіперкаліємією, про що йдеться у відповідному розділі, а алкалоз
- гіпокаліємією, тобто знижен ням концентрації калію у плазмі крові нижче 3,
мекв/л. Крім того, оскільки висока внутрішньо-клітинна концентрація калію
створюється лише завдяки активності Na
,K
АТФази, навіть не значне її
пригнічення при гіпоксії або пошкодженні клітин здатне істотно підвищити
концентрацію калію у позаклітинній рідині без зміни загальної кількості цього
катіона в організмі. І навпаки, при первинних змінах кількості калію у
позаклітинній рідині він активно «закачується» у клітини за допомогою
Na
,K
АТФази або пасивно виходить із них через селективні калієві канали.
Na
,K
АТФаза у м’язах і деяких інших клітинах активується інсуліном та
адреналіном, що дає змогу запобігти гіперкаліємії після їди і під час фізичного
навантаження. Головним регулятором балансу калію в організмі, як і інших
фіксованих іонів, є нирки. Вони здатні реабсорбувати близько 90 %
профільтрованого калію. Фізіологічна втрата калію з сечею та калом становить 1,
мекв/кг на добу, тому добова потреба організму дорослої людини в цьому
електроліті – 1,2–1,5 мекв/кг. У дітей у процесі росту і розвитку потреба в калії
досягає 3–7 мекв/кг на добу. Головними джерелами калію для організму є м’ясо,
фрукти й овочі.
Гіпокаліємія може виникати в разі: недостатнього надходжен ня калію з їжею;
первинного й вторинного гіперальдостеронізму; надлишкового вироблення
(хвороба Іценка–Кушинґа) або введення глюкокортикоїдів; втрати калію при
блюванні, діареї, лікуванні діуретиками й ниркового канальцевого ацидозу I типу;
переміщення калію усередину клітин при алкалозі й уведенні інсуліну. Оскільки
мембранний потенціал спокою нервових і м’язових клітин прямо залежить від
співвідношення внутрішньоклітинної та позаклітин ної концентрації калію,
зменшення його кількості в позаклітинній рідині зумовлює вихід калію із клітин,
гіперполяризацію клітинної мембрани й зниження її збудливості. Тому
гіпокаліємія проявляється швидкою стомлюваністю, парестезіями, м’язовою
слабкістю, гіпорефлексією, спазмом м’язів нижніх кінцівок, порушенням
перистальтики із закрепами й паралітичною непрохідністю кишок, підвищенням
чутливості серцевого м’яза до дигіталісу. На ЕКГ характерні подовження
інтервалу Q–T , сплощення зубця Т й поява зубця U; можливі атріовентрикулярна
блокада, тахіаритмія. Гіпокаліємія нижче 1,5 мекв/л спричиняє параліч м’язів і
зупинку серця.
Гіперкаліємія виникає в разі ниркової недостатності, гіпоальдостеронізму та
гіпокортицизму, ацидозу, інсулінової недостатності й надлишкового введення
калію. Підвищення концентрації калію у позаклітинній рідині знижує
мембранний потенціал спокою, що посилює збудливість нервових і м’язових
клітин. При ще більшому підвищенні концентрації калію у позаклітинній рідині
потенціал спокою може досягти порогового рівня, що спричинить різке
зниження збудливості, загальну слабкість і параліч. Гіперкаліємія проявляється
дратівливістю, діареєю, кишковими спазмами, патологічним впливом на серцеву
діяльність. Оскільки підвищення концентрації калію порушує провідність і
серцевий ритм, на ЕКГ зубець Т стає високим і загостреним, інтервал P–Q
подовжується, комплекс QRS розширюється; можливі блокада пазухо-
передсердного вузла та брадіаритмія. При гіперкаліємії понад 7,5 мекв/л можуть
виникнути пароксизмальна тахікардія, фібриляція шлуночків й асистолія.
Обмін магнію і його порушення. Рівень магнію в організмі людини
становить менше ніж 0,036 % маси тіла, але він є другим за кількістю
внутрішньоклітинним катіоном і четвертим – за абсолютним умістом в організмі.
Близько 60 % магнію міститься у кістках, 1/3 з якого здатна до обміну. Лише 1 %
магнію міститься у позаклітинній рідині, де його концентрація становить 0,75–
1,25 ммоль/л. Близько 30 % магнію плазми крові зв’язано з білками та іншими
речовинами. Решта кількості магнію перебуває в іонізованому стані. Саме ця його
частина є біологічно активною. У м’язах концентрація магнію становить близько
10 ммоль/л, а в еритроцитах – близько 2,5 ммоль/л. Як і у випадку з кальцієм, при
гіпоальбумінемії загальна кількість магнію зменшується, проте рівень
іонізованого магнію може і не змінюватися. Зниження рН сприяє підвищенню
концентрації іонізованого магнію.
Людина отримує магній переважно із зеленими овочами, горіхами,
бобовими, арахісом, цитрусовими, шоколадом, чаєм, морепродуктами. У нормі
в тонкій кишці абсорбується близько 35 % магнію, що надходить з їжею. Жирні
кислоти, фітин та алкоголь знижують його абсорбцію у кишках. Добова потреба
в магнії дорослої людини становить 0,4 ммоль на 1 кг маси тіла, у вагітних і дітей
- в 1,5– 2 рази більше. Нирки здатні реабсорбувати близько 95 % магнію
здебільшого в товстій висхідній частині петлі Генле (Henle′s loop). Алкоголь,
мінералокортикоїди, внутрішньо венне введення кальцію і глюкози знижують
його реабсорбцію. Абсорбція магнію в кишках і його реабсорбція у нирках, так
само як і кальцію, активуються паратгормоном і вітаміном D. Інсулін стимулює
перехід магнію з позаклітинної рідини в клітини.
Внутрішньоклітинний магній є кофактором та активатором багатьох
ферментів, позаклітинний – бере участь у нейром’язовому збудженні, діючи на цей
процес подібно до кальцію і протилежно до калію.
Гіпомагніємія виникає при зменшенні його надходження в організм,
зниженні всмоктування у кишках і посиленні виведення із сечею. Дефіцит магнію
спостерігається при білково-калорійній дієті, ентериті, ураженні ниркових
канальців, введенні діуретиків, гіперальдостеронізмі. У дорослих основною
причиною гіпомагніємії є алкоголізм. Симптоми гіпомагніємії виникають при
концентрації магнію нижче 0,5 ммоль/л і зумовлені підвищенням нервової та
м’язової збудливості, що проявляється тремором, су домами нижніх кінцівок,
атаксією, запамороченням, безсонням, депресією, іноді – галюцинаціями й
психозом, анорексією, нудотою, блюванням, проносом, парестезіями. Часто
розвиваються артеріальна гіпертензія, тахікардія й екстрасистолія.
Гіпермагніємія найчастіше буває результатом гіпервітамінозу
D. Вона також спостерігається при нирковій і наднирково-залозовій
недостатності й у випадку застосування препаратів, що містять магній. Симптоми
виникають при концентрації магнію у плазмі крові понад 2 ммоль/л.
тим, що підвищення рН переводить додаткову кількість білків у форму
поліаніонів, а зниження рН чинить протилежну дію. Крім того, ацидоз
безпосередньо активує резорбцію кісток остеокластами. Усе це дає змогу при
ацидозі вивільняти частину кальцію як від зв’язку з білками плазми, так і з кісток.
Рівень загального кальцію у новонароджених становить 2 – 2,4 ммоль/л, у дітей
віком до 1 року і старше – 2,5–2,8 ммоль/л. Гіперкальціємія у дітей раннього віку,
ймовірно, пов’язана зі схильністю їх організму до ацидозу та підвищеною
чутливістю до вітаміну D. Кальцій надходить в організм із їжею, переважно з
молоком і сиром. У нормі в кишках всмоктується лише 1/4 частина кальцію. Цей
процес активний і регульований, а отже, може значно змінюватися залежно від
вмісту кальцію в їжі. У нирках може реабсор буватися до 99 % профільтрованого
кальцію; 85 % його реабсорбується у проксимальному відділі і в товстій висхідній
частині петлі Генле пасивно й парацелюлярно. Решта кальцію реабсорбується у
дистальному відділі нефрону активно й трансцелюлярно за допомогою Са
АТФази і Са
/Na
протипереносника. Рівень іонізованого кальцію у плазмі крові
підтримується 22 взаємодії паратгормону, який виробляється
прищитоподібними залозами, активованого вітаміну D (1,25 (OH) 2
D
3
кальцитріолу) і гормону парафолікулярних С клітин щитоподібної залози –
кальцитоніну. Секреція паратгормону безпосередньо стимулюється зниженням
концентрації кальцію у позаклітинній рідині. Паратгормон стиму лює активацію
вітаміну D і разом з ним посилює резорбцію кісток остеокластами, всмоктування
кальцію у кишках і реабсорбцію його в нирках, а також пригнічує ниркову
реабсорбцію фосфату. Кальцитонін зменшує резорбцію кісток, але його вплив на
гомеос таз кальцію обмежений порівняно з паратгормоном і вітаміном D. Кількість
кальцію, що екскретується із сечею, у дорослих за добу дорівнює кількості
кальцію, абсорбованій у кишках, тобто його баланс є нульовим. У вагітних і дітей
баланс кальцію, навпа ки – позитивний, оскільки він необхідний для побудови
скелета дитини. Добова потреба кальцію у дорослих становить 0,8–1,5 г, або 0,3–
0,5 ммоль/кг. В останньому триместрі вагітності вона підвищується у 2 рази.
У дітей грудного віку добова потреба кальцію становить у середньому 2,
ммоль/кг, у дітей віком від 1 до 5 років – приблизно 2 ммоль/кг, старше 5 років –
1,5 ммоль/кг. У процесі перенесення і відкладення кальцію важливу роль
відіграють кальцій зв’язуючі білки (СаЗвБ). Насьогодні їх описано понад 70:
кальмодулін, парвальбумін, СаЗвБ кишок, білок S 100
головного мозку,
протромбін, амелогенін та енамелін емалі зубів, остеокальцин тощо. Зміна
активності СаЗвБ відіграє важливу роль у порушенні транспорту кальцію через
мембрани, скоротливої функції серцевих, скелетних і непосмугованих м’язів,
згортання крові, мінералізації кісток і в механізмі деструкції твердих тканин зубів
при карієсі.
Роль кальцію в організмі не обмежується побудовою скелета. Від
концентрації позаклітинного кальцію залежать генерація потенціалу дії та
згортання крові, а внутрішньоклітинний кальцій забезпечує поєднання збудливості
й скоротливості м’язів, активацію ферментів, регуляцію секреції гормонів,
передачу гормонального й нервового сигналів, механізми апоптозу та некробіозу.
Гіпокальціємія властива всім новонародженим у зв’язку з різким
припиненням надходження цього макроелемента від матері. Зниження рівня
кальцію більш виражене у недоношених, а також у новонароджених, які
перенесли сильний стрес під час пологів, викликаний асфіксією або травмою. У
таких дітей гіпокальціємія зумовлена, по-перше, абсолютною і відносною
паратиреоїдною недостатністю у цьому віці; по-друге – гіперпродукуванням
глюкокортикоїдів, що знижують реабсорбцію кальцію; по-третє –
гіперфосфатемією, яка є результатом інтенсивного дефосфорилювання АТФ і
креатинфосфату. У новонароджених можуть спостерігатися лише летаргія,
погане смоктання й ознаки підвищеної збудливості (дрібно-розмашистий тремор
підборіддя і пальців, прискорене дихання з апное). Легкий перебіг гіпокальціємії у
цьому віці пов’язаний із тим, що нестача загального кальцію компенсується
підвищенням рівня іонізованого кальцію, яке є на слідком ацидозу. Після п’ятої
доби життя у дітей, які отримують суміші на основі коров’ячого молока, може
розвинутися тетанія, викликана гіперфосфатемією, що стимулює відкладення у
кістках кальцію фосфату. Гіперфосфатемія у таких дітей зумовлена тим, що їх
нирки не здатні екскретувати надлишок фосфатів, які надходять із коров’ячим
молоком. У дітей старшого віку та дорослих гіпокальціємія спостерігається при
абсолютній або відносній недостатності паратгормону і/або активної форми
вітаміну D, нирковій і печінковій недостатності, ентериті, панкреатиті,
переливанні цитратної крові, введенні петльових діуретиків і глюкокортикоїдів,
алкалозі, підвищенні рівня фосфору та зниженні концентрації маг нію у плазмі
крові. Гіпокальціємія супроводжується підвищенням нейром’язової збудливості,
яка проявляється гіперрефлексією, судомами, спазмофілією (тетанією – у дітей
віком від 2 міс. до 2,5 року), бронхо й ларингоспазмом. Характерні періоральні й
периферичні парестезії. Можливі аритмії, пілороспазм із блюванням, біль у животі.
Недостатнє всмоктування кальцію з кишок при гіповітамінозі D може призвести до
остеомаляції – підвищеного виходу кальцію з кісток. Хронічна гіпокальціємія
зумовлює розвиток остеопорозу та переломи кісток.
Гіперкальціємія спостерігається при гіперпаратиреозі, гіпервітамінозі D,
злоякісних новоутвореннях, тривалій нерухомості або невагомості й ацидозі, у
тому числі при алкоголізмі. Гіперкальціємія знижує нейром’язову збудливість –
виникають нудота, блювання, анорексія, закрепи, гіпотонія м’язів, аритмія,
швидка стомлюваність, депресія і, як наслідок, кома. Гіперкальціємія та
гіперкальційурія можуть зумовити розвиток нефропатії, яка проявляється
зменшенням швидкості клубочкової фільтрації, натрійурезом, зниженням
чутливості ниркових канальців до ADH, поліурією, дегідратацією та полідипсією.
У разі тривалого впливу патогенних факторів підвищена активність остеокластів
призво дить до остеопорозу з переломами кісток, а при відсутності
гіпофосфатемії – до кальцифікації судин, нирок, рогівки й утворення каменів у
нирках.
Обмін фосфору і його порушення. Фосфор в організмі людини становить
близько 1 % маси тіла. Він входить до складу органічних і неорганічних сполук
переважно у вигляді залишків ортофосфатної кислоти (Н 3 РО 4 ); 85 % усіх
фосфатів містяться у кістках і зубах, де 2/3 їх представлені важкорозчинними
фосфатами кальцію, а 1/3 – розчинними сполуками (депо фосфатів крові). Усього
1 % фосфатів міститься у позаклітинній рідині; 67 % фосфатів плазми крові
представлені фосфоліпідами. Концен трація неорганічних фосфатів плазми крові у
дорослих становить 0,9–1,5 ммоль/л, або 1,7–2,6 мекв/л, з яких 10 – 15 % зв’язані з
