Водный баланс организма
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
Водный баланс организма.
Электролитный состав.
Осмотическое давление.
Гидростатическое и гидродинамическое давление.
Регуляция водно – солевого обмена.
Принципы классификации и основные виды расстройства водного обмена.
Отеки, их патогенетические факторы.
Расстройства натриевого обмена.
Введение.
Обмен воды и растворенных в ней электролитов неразрывно связаны между собой как в здоровом организме, так и в условиях патологии и могут рассматриваться только в тесном единстве. Нарушениями водно-электролитного баланса сопровождаются многие тяжелые заболевания. В свою очередь, отклонения в содержании воды и минеральных веществ представляют одно из опасных нарушений гомеостаза, которое неблагоприятно отражается на функциях всех систем и органов. Нераспознанные и не устраненные нарушения водно-электролитного обмена остаются нередкой причиной осложнений и летального исхода различных болезней. Эти нарушения часто встречаются при недостаточности кровообращения, заболевание почек, печени, при нарушении обмена веществ, различного рода воспалительных реакциях, токсическом поражении, при нарушениях нервной регуляции, при сенсибилизации организма и аллергических реакциях.
Водный баланс организма.
Вода выполняет в организме огромное количество функций. Она является растворителем как органических, так и неорганических веществ и представляет собой основу внутренней среды организма. Уникальные свойства воды определяются дипольным характером ее молекул и сильной степенью их межмолекулярных взаимодействий, проявляющихся в образовании ими бесчисленных водородных связей.
Общее содержание воды у взрослого составляет около 60-65% массы тела, у мужчин ее больше, чем у женщин. В молодом возрасте содержание воды несколько больше, чем в пожилом. Относительное содержание ее падает при увеличении жировых отложений.
Различают внутриклеточную воду, составляющую около 40% массы тела и внеклеточную, на долю которой приходится приблизительно 20% общей массы организма. Внеклеточная вода разделяется в свою очередь на внутрисосудистую воду, входящую в состав плазмы крови и составляющую примерно 5% массы тела, и воду межтканевой жидкости, составляющую 12-15% массы тела, трансцеллюлярную жидкость, составляющую 1-3%.
Большая часть воды находится в организме в связанном состоянии - она входит в состав белковых мицелл, образующих гидрофильные коллоиды, и находится в межмицеллярных пространствах этих коллоидов. Вода, связанная с коллоидами, лишена подвижности, поэтому ткани человеческого тела имеют плотную консистенцию.
Объем внеклеточной жидкости зависит в основном от общих концентраций белка в плазме крови и содержания натрия в организме. Концентрация натрия контролируется вазопрессином (усиливает реабсорбцию воды) и альдостероном (стимулятор обратного всасывания натрия). Общий объем внутрисосудистой жидкости – натрийуретическим гормоном, количество которого растет при увеличении объема плазмы. Этот гормон повышает скорость выделения натрия, ограничивая его реабсорбцию в канальцах, и, значит, уменьшает реабсорбцию воды (вторично).
Распределение воды в организме человека в % от массы тела и в абсолютных величинах
| Женщина | Мужчина | |||
| % | л | % | л | |
| Общая вода тела | 44-60 | 38.5 | 50-70 | |
| Внутриклеточная вода | 30-45 | 28.5 | 35-50 | 31.5 |
| Внеклеточная вода | 14-22 | 9.8 | 15-22 | 10.5 |
| Межклеточная жидкость | 10-15 | 10-18 | 7.4 | |
| Плазма | 4-5 | 2.8 | 3.5-4.5 | 3.2 |
Огромную роль в обменных процессах между плазмой кровеносных капилляров и межтканевой жидкостью играет лимфа. Лимфа по содержанию белка (3-4%) занимает промежуточное положение между сывороткой крови (6-7%) и межтканевой жидкостью (1-2%). На межклеточную и лимфатическую жидкость приходится 120 мл/кг массы тела, это значительно превосходит остальную жидкость в теле.
Водный баланс организма поддерживается благодаря адекватному поступлению воды в соответствии с ее потерями. Организм получает воду с питьем (внешний обмен), в результате обменных процессов (внутренний обмен), а теряет с мочой, калом, через легкие и кожу. Минимальная суточная потребность в питьевой воде – около 1500 мл. Эта потребность обеспечивается за счет поступления извне. Суточная потребность организма в воде зависит от многих факторов: массы тела, пола, возраста, температуры окружающей среды и др. В связи с этим суточная потребность организма в воде в норме колеблется в широких пределах - от 1 до 3л и более. При выработке 1000 ккал образуется приблизительно 100 мл воды.
В обычных условиях за сутки вода выделяется посредством испарения кожей (0.5-1 л), почками (1-1.5 л), через легкие до 400 мл и через кишечник – примерно 100 мл. Вся вода организма обновляется примерно за 4 недели. При обмене воды гомеостатические механизмы обеспечивают как сохранение постоянства общего объема жидкостей, так соотношения в распределении жидкости между пространствами. Основные закономерности обмена жидкости между кровью и интерстициальными тканями были описаны еще в прошлом веке Старлингом. Движение воды и электролитов осуществляется путем диффузии, ультрафильтрации и активного переноса их гистогематическими мембранами. Распределение воды между интерстициальным и внутриклеточным сегментами зависит, главным образом, от осмотических сил. Энергия для активного транспорта ионов в обоих направлениях черпается из окислительных процессов внутри клеток.
Электролитный состав.
Среди электролитов наибольшее значение имеет NaCl, поскольку это единственная соль, употребляемая в пищу в физиологических условиях. Все остальные соли находятся в достаточной пропорции при смешанной белково-растительной диете. Установлено, что человеческий организм в сутки должен получать 9-15 г поваренной соли при смешанном режиме питания.
Натрий – основной электролит плазмы крови и катион внеклеточного отдела. Основные функции натрия:
1) способствует усвоению углеводов в желудочно-кишечном тракте;
2) потенцирует действие адреналина в симпатической нервной системе;
3) поддерживает тонус мышц и сосудов;
4) составляет щелочной резерв организма;
Натрий играет главную роль в поддержании осмотического давления и сохранении кислотно-основного соотношения. Всасывание натрия из пищеварительного тракта происходит почти полностью в верхнем отделе тонкого кишечника. Дефицит натрия (уменьшение его содержания ниже 137 ммоль/л плазмы) связан с недостатком поступления с пищей и избыточным выведением его из организма. Избыточное выведение натрия происходит при диспептических расстройствах (рвота, диарея, кишечные свищи), потерях с мочой, при обильном потоотделении, при нарушении центральных механизмов регуляции: уменьшении содержания антидиуретического гормона (АДГ) и снижении функции коры надпочечников. Потери натрия, как правило, происходят вместе с потерями других ионов: хлорида, гидрокарбоната, сульфата и калия.
Хлорид – важнейший анион внеклеточного пространства. 90% из общего количества иона в организме приходится на этот сектор, большая часть его содержится в желудочном соке. Участвует в поддержании осмотического равновесия и кислотно-основного состояния. Содержание хлора регулируется альдостероном. Поступают хлориды через желудочно-кишечный тракт, всасываясь в верхних отделах тонкого кишечника, выделяется в основном с мочой в физиологических условиях, а при патологии – при сильном потоотделении, рвоте, поносе. Гиперхлоремия бывает при общей дегидратации и избыточном поступлении хлора (переливание жидкостей, содержащих хлор).
Калий – основной катион внутриклеточного отдела. Он участвует в поддержании осмотического давления, кислотно-основного состояния, является регулятором некоторых клеточных процессов. Гипокалиемия – содержание в плазме крови калия менее 3.8 ммоль/л. Причины развития гипокалиемии:
1) увеличение потери калия из желудочно-кишечного тракта (рвота, понос и др.);
2) нарушение гуморальной регуляции (гиперкортицизм, альдостеронизм);
3) перемещения калия внутриклеточно после лечения глюкозой и инсулином;
4) метаболический алкалоз;
5) недостаточное поступление калия с пищей.
Дефицит калия характеризуется астенизацией организма, мышечной слабостью, доходящей до параличей, адинамией, парезом кишечника, нарушением сердечного ритма с возможной остановкой сердца в систоле. Механизм гипокалиемии связан как с падением уровня калия в плазме крови, так и со снижением его общего содержания в организме. Сопутствующий метаболический ацидоз усугубляет течение гипокалиемии.
Гиперкалиемия – увеличение концентрации калия в плазме крови более 5.2 ммоль/л. Причины развития гиперкалиемии: - почечная недостаточность, олигоурия и анурия любого генеза, массивные травмы, недостаточная функция коры надпочечников, гликогенолиз и др. Клинические проявления при гиперкалиемии – рвота, понос, спутанность сознания, брадиаритмия, гипертонус мышц, ведущий к мышечному параличу, остановка сердца в диастоле.
Кальций – внеклеточный катион. Функционирует в организме как составная часть опорных тканей, мембран, участвует в проведении нервного импульса, в инициации мышечного сокращения и др. Ограниченно участвует в поддержании осмотического давления и кислотно-основного состояния, в связи с его сравнительно небольшим содержанием, и тем, что лишь небольшая его часть ионизирована. Повышается содержание кальция в период роста и при беременности. Гипокальциемия – уменьшение уровня кальция в плазме крови ниже 2.1 ммоль/л. Причины развития – переливание цитратной крови, панкреатит, почечная недостаточность, дефицит витамина D, операции на органах желудочно-кишечного тракта. Проявляется гипокальциемия повышением нервно-мышечной возбудимостью, пароксизмальной тахикардией. В результате развивается тетания и спазмофилия.
Гиперкальциемия – увеличение содержания кальция в плазме крови выше 2.6 ммоль/л. Возникает при злокачественных опухолях, гиперпаратиреозе, гипервитаминозе D, передозировке препаратов кальция. Проявляется снижением нервно-мышечной возбудимости, заторможенностью, изменениями на ЭКГ. В тяжелых случаях возникает тошнота, рвота, полиурия, сменяющаяся олигоурией и азотемия. Возникает некротические поражения почек, миокарда и печени.
Магний – содержится во внеклеточном сегменте в меньших количествах по сравнению с внутриклеточной жидкостью (примерно в 10 раз), концентрация его в плазме крови и интерстициальной жидкости почти одинакова. Известна его роль в качестве кофактора энзимов (холинэстераз). Дефицит магния связан с поражением паренхиматозных органов (почки, печень, поджелудочная железа), бывает при гиперпаратиреоидизме, алкоголизме. Клинически проявляется судорогами, депрессией, тахикардией, гипотонией, диареей. Увеличение уровня магния в плазме крови выше 1.2 ммоль/л приводит к сонливости, угнетению дыхания, коме, остановке сердца. Причины их развития – почечная недостаточность, диабетический кетоз, повышенный катаболизм белка.
Неорганический фосфат. Содержится преимущественно в составе костной ткани и ткани зубов (80% всего фосфора). Играет важную роль в обменных процессах в качестве структурного компонента макроэргических соединений, в составе нуклеиновых кислот и фосфопротеинов.
Для внутриклеточной жидкости типичны катионы калия, магния, кальция. Анионы представлены протеинами и нуклеиновыми кислотами.
К типичным катионам внеклеточной жидкости относятся ионы натрия, в меньшей степени – кальция. Анионы здесь представлены хлором, гидрокарбонатом, протеинами и органическими кислотами.
В межклеточной жидкости анионы представлены преимущественно карбонатами и хлоридами, имеются органические кислоты, низкое содержание белка. Основной катион - натрий, которого здесь в 15-20 раз больше, а калия в 20-40 раз меньше, чем в клетках. Заметно меньше в межклеточной жидкости ионов магния, но присутствует кальций. Согласно современным воззрениям межтканевая жидкость представляет собой гель, который при соответствующем насыщении водой переходит в золь. Золь в клинических условиях проявляется отеком, когда в межтканевой жидкости появляется, так называемая свободная жидкость.
Электролитный состав плазмы крови сходен с интерстициальной жидкостью, отличаясь по содержанию белка (примерно в 4 раза ниже, чем в клетках).
Содержание калия и натрия в плазме крови здоровых людей в ммоль/л
| Элемент | Плазма | Элемент | Плазма |
| Натрий | 135 – 155 | Хлор | 100 - 106 |
| Калий | 3.8 – 4.5 | Магний | 0.8 – 1.2 |
| Кальций | 2.1-2.6 |