- •Водно-электролитный обмен
- •Содержание
- •Список сокращений
- •1. Значение воды для жизни и ее распределение по секторам организма
- •2. Осмос, осмотическое давление, молярная концентрация
- •3. Осмолярность и состав водных секторов организма
- •3.1. Состав внеклеточного сектора
- •3.2. Состав внутриклеточного сектора
- •3.3. Физиологическое значение некоторых электролитов
- •4. Регуляция водно-электролитного обмена
- •5. Нарушения водно-электролитного обмена
- •5.1. Гипогидратация
- •5.1.1. Гипоосмолярная гипогидратация
- •5.1.2. Изоосмолярная гипогидратация
- •5.1.3. Гиперосмолярная гипогидратация
- •5.2. Гипергидратация
- •5.2.1. Гипоосмолярная гипергидратация
- •5.2.2. Изоосмолярная гипергидратация
- •5.2.3. Гиперосмолярная гипергидратация
- •5.3. Нарушения обмена некоторых электролитов
- •5.3.1. Нарушения обмена натрия
- •5.3.2. Нарушения обмена калия
- •5.3.3. Нарушения обмена магния
- •5.3.4. Нарушения обмена кальция
- •5.3.5. Нарушения обмена хлора
- •5.3.6. Нарушения обмена неорганического фосфата (Фн)
- •5.4. Состояние клеток при различных видах нарушения вэб внеклеточного сектора
- •5.4.1. Состояние клеток при гипоосмолярных состояниях
- •5.4.2. Состояние клеток при гиперосмолярных состояниях
- •5.4.3. Состояние клеток при изоосмолярной гипогидратации
- •5.4.4. Состояние клеток при нарушениях обмена некоторых электролитов
- •5.5. Методы оценки водно-электролитного состава организма
- •5.5.1. Клинические методы
- •5.5.2. Лабораторные методы
- •5.5.3. Расчетные методы
- •6. Интенсивная терапия нарушений водно-электролитного обмена
- •6.1 Ит отдельных видов дисгидрий
- •6.1.1. Ит гипоосмолярной гипогидратации
- •6.1.2. Ит изоосмолярной гипогидратации
- •6.1.3. Ит гиперосмолярной гипогидратации
- •6.1.4. Ит гипоосмолярной гипергидратации
- •6.1.5. Ит изоосмолярной гипергидратации
- •6.1.6. Ит гиперосмолярной гипергидратации
- •6.2 Ит некоторых видов электролитных нарушений
- •6.2.1. Гипокалиемия и гипокалигистия
- •6.2.2. Гиперкалиемия
- •6.3. Растворы, применяемые для коррекции вэо
- •6.3.1. Кристаллоидные солевые растворы
- •6.3.2. Кристаллоидные растворы углеводов
- •6.3.3. Кристаллоидные растворы, содержащие многоатомные спирты
- •6.3.4. Коллоидные плазмозаменители. Производные декстрана
- •Водно-электролитный обмен
3.2. Состав внутриклеточного сектора
Основной внутриклеточный катион — K+, его концентрация в разных типах клеток весьма вариабельна и может составлять от 80 ммоль/л в эритроцитах до 160 ммоль/л в лейкоцитах и кардиомиоцитах (во внеклеточном секторе — 3-5 ммоль/л). Натрия же в клетке всего 20 ммоль/л (вне клетки — 142 ммоль/л). В отличие от внеклеточного пространства, где основной анион —Cl‑, в клетке основными анионами являются фосфаты и сульфаты (соответственно 40 и 10 ммоль/л), хлоридов же всего — 6 ммоль/л. Концентрации мочевины и глюкозы в обоих секторах практически одинаковы, так как эти вещества легко проникают через клеточную мембрану. Подробнее состав внутриклеточного сектора отображен в таблице 2.
3.3. Физиологическое значение некоторых электролитов
Натрий.Основной катион внеклеточного пространства. Общее содержание натрия в организме составляет 60 ммоль/кг массы тела, а потребность в нем — 1‑2 ммоль/кг∙сут. Концентрация в плазме колеблется от 135 до 145 ммоль/л, в эритроцитах — 15,6‑34,8, лейкоцитах — 38, миоцитах — 16‑24 ммоль/л. Натрий на 46% определяет осмотическое давление внеклеточной жидкости. Натрий повышает возбудимость симпатических нервных окончаний и вместе с кальцием повышает сосудистый тонус, что может играть определенную роль в патогенезе гипертонической болезни. Натрий участвует в генерации потенциала действия, в поддержании КОС и тесно связан с водным обменом. Основной путь выведения натрия — почечный (1,7 ммоль/кг∙сут). С потом выводится 1,5 ммоль/кг∙сут, с калом — 0,1 ммоль/кг∙сут. Естественно, у здоровых общее количество выводимого натрия равно его потребляемому количеству.
Таблица 2 | |
Состав внутриклеточной жидкости | |
Компонент |
Концентрация (ммоль/л) |
K+ |
80 — 160 |
Na+ |
20 |
Ca2+ |
— |
Mg2+ |
17,5 |
Cl- |
6 |
HCO |
14 |
HPO |
40 |
SO |
10 |
Мочевина |
до 8 |
Глюкоза |
до 5,5 |
Белки |
3,8 |
Органические кислоты |
20 |
Всего |
≈ 300 |
Физиологическое значение калия огромно. Без него невозможен синтез белков, АТФ, гликогена. Он необходим для обеспечения потенциала покоя клеточных мембран, вместе с натрием и хлором формирует потенциал действия. Он также способствует активации ряда ферментов.
Магний.Общее содержание магния в организме составляет 14 ммоль/кг массы тела. Среднесуточная потребность в магнии находится в пределах 300‑400 мг (6 ммоль/кг∙сут). Во внеклеточной жидкости находится лишь 1% всего магния организма, остальное его количество примерно поровну делят кости и мягкие ткани с мышцами. Магний занимает 2-е место после калия среди внутриклеточных катионов по значимости для организма. Его концентрация в разных клетках колеблется от 5 до 20 ммоль/л, в плазме — 0,7‑1 ммоль/л. Магний входит в состав почти 300 ферментных комплексов, способствует синтезу белков, стабилизирует клеточные мембраны, образуя комплексы с их фосфолипидами, участвует в регуляции секреции паратирина.
Кальций.В организме взрослого человека содержится 25‑37 кмоль (1‑1,5 кг) кальция. Суточная потребность составляет 18 ммоль/кг. 90% всего кальция находится в костях, 1% — во внеклеточной жидкости. Концентрация кальция в плазме составляет 2,5 ммоль/л, но меньше половины этого количества находится в ионизированном, то есть активном, состоянии, бóльшая же его часть связана с белками или входит в состав солей (фосфатов, цитратов и сульфатов).
Ионизация кальция определяется pH: при ацидозе концентрацияCa2+нарастает, а при алкалозе — снижается. Этим, в частности, объясняется гипокальциемическая тетания при алкалозе (при гипокальциемии резко повышается нейромышечная возбудимость). Из всех электролитов в организме именно кальций находится под самым строгим контролем. Это связано со следующими моментами. Для осуществления разнообразных процессов жизнедеятельности ионы должны мигрировать через клеточную мембрану (например, для создания потенциала действия и т.п.). Для этого в мембране образуются специфические для каждого иона каналы. Эти каналы формируются по командам из различных регулирующих систем. Для реализации команды необходим посредник между регулирующей системой и клеточной мембраной. Благодаря своим уникальным химическим свойствам в качестве такого посредника и выступают ионыCa2+.
Кальций:
поддерживает структуру скелета при постоянном образовании и резорбции костной ткани, клеточных мембран и мембран клеточных органелл;
вызывает начальное выделение медиатора в синаптическую щель;
индуцирует секрецию гистамина из гранул тучных клеток, является универсальным триггером многих других секреторных процессов;
сопрягает процессы возбуждения и сокращения в мышцах;
вместе с инсулином облегчает поступление глюкозы в клетки;
участвует в основных биологических процессах — размножении, пролиферации и гибели клеток.
Хлор.Основной анион внеклеточного пространства. Общее содержание хлора в организме составляет 33 ммоль/кг массы тела, а потребность в нем — 1,5‑3,5 ммоль/кг∙сут. Концентрация в плазме колеблется в пределах 90‑105 ммоль/л. 65% хлора находится в активной форме во внеклеточном секторе, до 17% связано в плотной соединительной ткани и хрящах, 12% находится во внутриклеточном пространстве. Специальная биологическая роль хлора минимальна. Обмен хлора тесно связан с обменом натрия, хотя в почечных канальцах они могут выделяться и реабсорбироваться независимо друг от друга. Хлор вместе с натрием обеспечивает необходимый уровень осмотического давления внеклеточной жидкости, а с калием участвует в формировании потенциала покоя клеточной мембраны.
Фосфаты.В крови бóльшая часть фосфора находится в эритроцитах в виде органического фосфата, в плазме содержится липидный фосфор, эфиры фосфорной кислоты и неорганический фосфат.
Неорганический фосфат представлен анионами HPOиH2PO, которые участвуют в регуляции КОС. ПриpH7,4 соотношение этих ионов составляет 4:1. Концентрация неорганического фосфата в пределах 0,94‑1,44 ммоль/л, а суточная потребность в нем — 15 ммоль/кг. 50% неорганического фосфата находится в костях, 20% — во внеклеточной жидкости.
Неорганический фосфат входит в состав коферментов, нуклеиновых кислот, фосфопротеинов; из него образуются 2‑3‑дифосфоглицерат (2‑3‑ДФГ, играет важнейшую роль в регуляции отдачи кислорода гемоглобином), фосфаты (обязательный компонент клеточных мембран), АТФ и креатинфосфат (хранители энергии). Вместе с кальцием фосфаты образуют апатиты — основу костной ткани.
Сульфаты.Концентрация неорганических сульфатов в плазме 0,3‑1,5 ммоль/л. Механизмы регуляции обмена сульфатов изучен мало.SOучаствует в детоксикации. Сера входит в состав многих БАВ (тиамин, биотин, липоевая кислота, глутатион и др.).
Анионы органических кислот.Клиническое значение имеют анионы молочной (лактат), пировиноградной (пируват), β-оксимасляной, ацетоуксусной и лимонной кислот. Скорость образования лактата равна 25‑30 ммоль/кг∙час, но его концентрация в плазме остается постоянной (1,1‑1,5 ммоль/л), так как избыток лактата в печени и корковом слое почек превращается в глюкозу. Концентрация пирувата в плазме составляет 0,1 ммоль/л, остальных выше перечисленных анионов — 6 ммоль/л.
Белки плазмы крови.Важнейшими белками плазмы являются альбумины (40‑50 г/л), глобулины (20‑30 г/л) и фибриноген (2‑4 г/л). Как указывалось выше, белки, несмотря на свою малую молярную концентрацию, играют важнейшую роль в поддержании ОЦК и транскапиллярном движении жидкости, которое подчиняется закономерностям, обнаруженным Старлингом: в начальной части капилляра сумма гидродинамического и гидростатического давлений преобладает над онкотическим и превышает гидростатическое давление в тканях, поэтому жидкость из начального отдела капилляра переходит в ткани; в средней части капилляра давления уравниваются, и движение жидкости прекращается, а в венозном конце сумма гидростатического, гидродинамического и онкотического давлений плазмы становится меньше той же суммы в тканях, и поэтому жидкость переходит из межклеточного пространства в капилляр (рис. 7).