3. Осмолярность и состав водных секторов организма
Хотя осмолярность внутриклеточного и внеклеточного секторов практически одинакова, обусловлена она различными веществами. Поскольку для исследования более доступен внеклеточный сектор, его состав сначала и рассмотрим. В дальнейшем, если речь идет о водно-электролитном обмене без указания сектора, то по умолчанию имеется в виду внеклеточный сектор (такое соглашение связано именно с его доступностью для исследования). При рассмотрении внутриклеточного сектора необходимо уточнять, что речь идет именно о нем.
3.1. Состав внеклеточного сектора
Основной
катион, обеспечивающий осмотическое
давление внеклеточной жидкости — Na+.
Его концентрация составляет в среднем
142 ммоль/л (135-145 ммоль/л). Все ионыNa+уравновешены эквивалентным количеством
отрицательно заряженных ионов (анионов).
Если анионы одновалентны, то для
уравновешивания их потребуются те же
142 ммоль/л (двухвалентных — в 2 раза
меньше, так как один анион уравновесит
2 катиона натрия). Основная часть анионов
— одновалентные хлориды (Cl‑),
их концентрация составляет 103 ммоль/л.
Из других анионов заметный вклад в
осмотическое давление делает гидрокарбонатHCO
— 24 ммоль/л. Кроме того, осмотическое
давление во внеклеточном секторе
определяется такими неэлектролитами,
как глюкоза (≈ 5 ммоль/л), мочевина
(до 8 ммоль/л). Подробнее состав внеклеточной
жидкости представлен в таблице 1.
|
Таблица 1 | |
|
Состав внеклеточной жидкости | |
|
Компонент |
Концентрация (ммоль/л) |
|
Na+ |
142 (135-145) |
|
K+ |
3-5 |
|
Ca2+ |
2,5 |
|
Mg2+ |
0,9 |
|
Cl- |
103 |
|
HCO |
24 |
|
HPO |
1 |
|
SO |
0,5 |
|
Мочевина |
до 8 |
|
Глюкоза |
до 5,5 |
|
Белки |
1,6 |
|
Органические кислоты |
5 |
|
Всего |
≈ 300 |
Весьма важной, хотя и малой, величиной является осмотическое давление, обеспечиваемое белками. Его называют онкотическим. Важность этой величины (несмотря на ее малость) обусловлена следующими обстоятельствами (рис. 6). Концентрация белка в плазме составляет 65-80 г/л, но поскольку молекулы белка весьма велики, то требуется небольшое их количество на каждый грамм белка, потому-то их молярная концентрация невелика (около 1,6 ммоль/л из 300 ммоль/л в плазме, или 25 мм рт. ст. из 6,62 атм.). Концентрация же белка в интерстиции примерно в 2 раза меньше — 0,8 ммоль/л. Из-за больших размеров молекулы белка не могут проникать через неповрежденную сосудистую стенку, поэтому эта разница сохраняется. Другие же растворенные в плазме вещества (главным образом электролиты, глюкоза, мочевина) легко проникают через сосудистую стенку и, следовательно, их концентрации в плазме и интерстиции практически одинаковы, и они не создают разницы осмотических давлений. Таким образом, осмотическое давление плазмы крови постоянно несколько выше (на ≈ 0,8 ммоль/л), чем интерстициальной жидкости. Это один из важных механизмов поддержания ОЦК. Хорошо известно, что при выраженной гипопротеинемии (например, алиментарной) развиваются отеки, и связано это с тем, что жидкость плохо удерживается в сосудистом русле и уходит в интерстициальное пространство. Введение таким больным большого количества безбелковой изоосмолярной жидкости приводит только к усилению отеков без заметного увеличения ОЦК.
Если мы определим лабораторным путем молярные концентрации основных веществ, определяющих осмотическое давление внеклеточной жидкости, то сложив их, мы сможем грубо (с точностью до 20%) оценить осмолярность плазмы. Одна из формул для расчета осмолярности плазмы выглядит следующим образом (А.П. Зильбер):
[плазма] = 1,86∙([Na+]+[K+])+[глюкоза]+[мочевина]+4
(квадратные скобки означают концентрацию вещества, указанного в них).
Рис. 6 Онкотическое давление (объяснение в тексте)