Этапы водно-электролитного обмена
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. акад. И. П. ПАВЛОВА
НАРУШЕНИЯ
ВОДНО-ЭЛЕКТРОЛИТНОГО ОБМЕНА
И ИХ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ
Учебно-методическое пособие
для студентов лечебного и стоматологического факультетов
Санкт-Петербург
АВТОРЫ
д. м. н. проф. С. А. Шестакова
д. м. н. проф. А. Ф. Долгодворов
к. м. н. доцент А. Н. Кубынин
РЕДАКТОРЫ
д. м. н. проф. Н. Н. Петрищев
д. м. н. проф. Э. Э. Звартау
Нарушения водно-электролитного обмена и их фармакологическая коррекция : учеб. пособие / под ред. проф. Н. Н. Петрищева, проф. Э. Э. Звартау. — СПб. : СПбГМУ, 2005. — 91 с.
В данном учебно-методическом пособии рассматриваются вопросы физиологии и патофизиологии водно-электролитного обмена. Особое внимание уделено современным представлениям о механизмах нейрогормональной регуляции водно-электролитного обмена и их расстройствам, причинам и механизмам типовых нарушений водно-электролитного обмена, их клиническим проявлениям и принципам их коррекции с помощью современных способов и лечебных средств. В пособие включены новые сведения, появившиеся в последние годы и отсутствующие в учебных руководствах. Пособие рекомендовано студентам лечебного и стоматологического факультетов и представляет интерес для интернов, клинических ординаторов и врачей.
Оформление и верстка:
Панченко А. В., Шабанова Е. Ю.
© Коллектив авторов, 2005.
© Издательство СПбГМУ, 2005.
Список условных обозначений
АД — артериальное давление
АДГ — антидиуретический гормон
АТФ — аденозинтрифосфат
АКТГ — адренокортикотропный гормон
АПФ — ангиотензин-превращающий фермент
АП-2 — аквапорин-2
АТ — ангиотензин
АТФаза — аденозинтрифосфатаза
АЦаза — аденилатциклаза
БАВ — биологические активные вещества
ВП — вазопрессин
ГК — глюкокортикостероиды
ГМК — гладкомышечные клетки
ДАГ — диацилглицерол
ЖКТ — желудочно-кишечный тракт
ИФ3 —инозитол-3-фосфат
КОД — коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление
КОС — кислотно-основное состояние
ОПН — острая почечная недостаточность
ОПС — общее периферическое сопротивление
ОЦК — объем циркулирующей крови
ПГ — простагландин(ы)
ПК А — протеинкиназа А
ПК С — протеинкиназа С
ПОЛ — перекисное окисление липидов
ПНУФ — предсердный натрийуретический фактор
РАС — ренин-ангиотензиновая система
РААС — ренин-ангиотензин-альдостероновая система
СВ — сердечный выброс
СНС — симпатическая нервная система
СТГ — соматотропный гормон
ФЛаза — фосфолипаза
ц-АМФ — циклическая аденозинмонофосфорная кислота
ЦВД — центральное венозное давление
ЦНС — центральная нервная система
ЦОГаза — циклооксигеназа
ЭКГ — электрокардиограмма
ЮГА — юкстагломерулярный аппарат
Hb — гемоглобин
Ht — гематокрит
Na+ — натрий
К+ — калий
Сa2+ — кальций
Мg2+ — магний
Р — фосфор
ОГЛАВЛЕНИЕ
Список сокращений................................................................................................... 3
Введение.......................................................................................................................... 6
Глава 1. Содержание и распределение воды и электролитов
в организме человека.................................................................................................... 6
Глава 2.Водный баланс организма. Этапы водно-электролитного обмена 11
Глава 3. Регуляция водно-электролитного обмена........................................... 17
Глава 4. Нарушения водного обмена. Причины, механизмы, проявления 32
4.1. Дегидратация................................................................................................. 33
4.1.1. Изоосмоляльная дегидратация......................................................... 33
4.1.2. Гиперосмоляльная дегидратация.................................................... 35
4.1.3. Гипоосмоляльная дегидратация...................................................... 38
4.2. Гипергидратация........................................................................................... 41
4.2.1. Гипоосмоляльная гипергидратация................................................ 42
4.2.2. Гиперосмоляльная гипергидратация.............................................. 45
4.2.3. Изоосмоляльная гипергидратация................................................... 48
4.3. Отек................................................................................................................... 50 50
Глава 5. Нарушения обмена электролитов......................................................... 55
5.1. Нарушения метаболизма натрия.............................................................. 55
5.2. Нарушения метаболизма калия................................................................ 58
5.3. Нарушения метаболизма кальция............................................................ 60
5.4. Нарушения метаболизма фосфора.......................................................... 64
5.5. Нарушения метаболизма магния.............................................................. 67
Глава 6. Фармакологическая коррекция нарушений водно-электролитного обмена 69
6.1. Основные направления инфузионной терапии..................................... 70
6.1.1. Восстановление адекватного ОЦК (волюмокоррекция)............ 71
6.1.2. Регидратация и дегидратация........................................................... 72
6.1.2.1. Лечение дегидратации................................................................ 72
6.1.2.2. Лечение гипергидратации.......................................................... 74
6.1.3. Нормализация электролитного баланса и кислотно-основного равновесия 76
6.1.3.1. Лечение нарушений кислотно-основного состояния......... 76
6.1.3.2. Лечение нарушений электролитного обмена....................... 76
6.1.4. Гемореокоррекция................................................................................ 79
6.1.5. Детоксикация......................................................................................... 80
6.1.6. Обменкорригирующие инфузии........................................................ 80
6.1.7. Другие возможности............................................................................ 81
6.2. Лекарственные средства, применяемые для коррекции нарушений водно-электролитного баланса 82
6.2.1. Гемодинамические средства.............................................................. 83
6.2.2. Кровезамещающие жидкости дезинтоксикационного действия 85
6.2.3. Электролитные растворы................................................................... 86
6.2.4. Препараты для парентерального питания..................................... 88
6.2.5. Обменкорригирующие растворы...................................................... 89
Литература................................................................................................................... 90
ВВЕДЕНИЕ
Организм человека как открытая система теснейшим образом связан с окружающей его средой, взаимодействие с которой осуществляется в виде обмена веществ.
Как само существование организма человека, так и качество его жизнедеятельности зависят от степени адаптации к изменяющимся условиям обитания. Сформировавшиеся в процессе эволюции механизмы регуляции обмена веществ, в том числе водно-электролитного, направлены на поддержание гомеостаза организма и, в первую очередь, физико-химических параметров крови, из которых наиболее жестко контролируются осмоляльность и концентрация протонов (рН). Даже экстремальные факторы внешней среды, такие как факторы космического полета, не изменили средних значений осмоляльности сыворотки крови у космонавтов по сравнению с исходными величинами, несмотря на возросшую вариабельность этого показателя после приземления (Ю.В. Наточин, 2003).
Такой жесткий контроль осмоляльности внеклеточной жидкости (крови) обусловлен тяжелыми последствиями ее изменения для объема клеток в связи с перемещением воды из одного водного сектора в другой по градиенту осмоляльности. Изменение объема клеток чревато существенными нарушениями их метаболизма, функционального состояния, чувствительности и реактивности к различным биологическим активным веществам — регуляторам.
Многообразие изменений водно-электролитного обмена, наблюдаемое при различных патологических состояниях, укладывается в определенные типовые его нарушения, понимание общих закономерностей возникновения и развития которых является необходимым условием для проведения эффективной их коррекции.
ГЛАВА 1.
СОДЕРЖАНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДЫ И ЭЛЕКТРОЛИТОВ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА
Вода является основным веществом, из которого состоит организм человека. Содержание воды в теле зависит от возраста, пола, массы тела (табл. 1). У здорового взрослого мужчины массой 70 кг общее содержание воды в организме составляет около 60% массы тела, т. е. 42 л. У женщин общее количество воды в организме приближается к 50% массы тела, т.е. меньше, чем у мужчин, что обусловлено большим содержанием бедной водой жировой ткани и меньшим — мышечной. У новорожденного ребенка содержание воды в теле достигает 80% массы тела и затем с возрастом постепенно уменьшается вплоть до старости. Это одно из проявлений старческой инволюции, зависящее от изменения свойств коллоидных систем (снижение cпособности молекул белков связывать воду) и от возрастного уменьшения клеточной массы, главным образом мышечной ткани. Общее содержание воды зависит также от массы тела: у тучных оно меньше, чем у лиц с нормальной массой тела, у худых — больше (табл. 1). Это связано с тем, что в жировой ткани воды значительно меньше, чем в тощих тканях (не содержащих жира).
Отклонение общего содержания воды в теле от средних значений в пределах 15% укладывается в рамки нормальных колебаний.
Таблица 1. Содержание воды в организме в зависимости от массы тела (в % к массе тела)
| Лица с различной массой тела | Дети | Мужчины | Женщины |
| Худой С нормальной массой тела Тучный |
Таблица 2. Содержание воды в различных тканях и жидкостях организма человека
| Материал | Содержание H2О, в % к общей массе |
| Головной мозг: серое вещество белое вещество Печень Мышцы Сердце Почки Кожа Кости Жировая ткань Зубная эмаль Плазма крови Эритроциты Ликвор |
Распределение воды в различных органах и тканях человека неодинаково (табл. 2). Особенно много воды в клетках с высоким уровнем окислительного метаболизма, выполняющих специализированные функции, полностью свободных от жира (совокупность их составляет так называемую «клеточную массу» организма).
Вода выполняет важные функции в организме. Она является обязательной составной частью всех клеток и тканей, выступает в роли универсального растворителя органических и неорганических веществ. В водной среде протекает большинство химических реакций, т. е. процессов обмена веществ, лежащих в основе жизнедеятельности организма. Непосредственным участником некоторых из них, например, гидролиза ряда органических веществ, является вода. Она участвует в транспорте субстратов, необходимых для клеточного метаболизма, и выведении из организма вредных продуктов обмена веществ. Вода определяет физико-химическое состояние коллоидных систем, в частности дисперсность белков, что обуславливает их функциональные особенности. Поскольку химические и физико-химические процессы в организме осуществляются в водной среде, которая заполняет клеточное, интерстициальное и сосудистое пространства, можно считать, что вода является основным компонентом внутренней среды организма.
Вся вода человеческого тела распределена в двух основных пространствах (отсеках, секторах, компартментах): внутриклеточном (примерно 2/3 общего объема воды) и внеклеточном (примерно 1/3 общего ее объема), разделенных плазматическими мембранами клеток (рис. 1).
Рис. 1.Распределение воды в организме и пути ее поступления и выведения
Обозначения: ВнеКЖ — внеклеточная жидкость; ВКЖ — внутриклеточная жидкость; МКЖ — межклеточная (интерстициальная) жидкость; ПК — плазма крови; ЖКТ — желудочно-кишечный тракт
Внутриклеточная жидкость составляет 30–40% массы тела, т. е. ~27 л у мужчины массой тела 70 кг, и является основным компонентом внутриклеточного пространства.
Внеклеточная жидкость подразделяется на несколько типов: интерстициальную жидкость — 15%, внутрисосудистую (плазма крови) — до 5%, трансцеллюлярную жидкость — 0,5–1% массы тела.
Интерстициальная жидкость, окружающая клетки, вместе с водой лимфы составляет около 15–18% массы тела (~11–12 л) и представляет внутреннюю среду, в которой распределены клетки и от которой непосредственно зависит их жизнедеятельность.
Внутрисосудистая жидкость, или плазма крови (~3 л), является средой для форменных элементов крови. По составу она отличается от интерстициальной жидкости большим содержанием белка (табл. 3).
Трансцеллюлярная жидкость находится в специализированных полостях тела и полых органах (прежде всего в ЖКТ) и включает спинномозговую, внутриглазную, плевральную, внутрибрюшинную, синовиальную жидкости; секреты желудочно-кишечного тракта, жидкость желчевыводящих путей, полости капсулы клубочка и канальцев почки (первичная моча). Эти водные отсеки отделены от плазмы крови эндотелием капилляров и специализированным слоем эпителиальных клеток. Хотя объем трансцеллюлярной жидкости составляет ~1 л, значительно больший ее объем может перемещаться в трансцеллюлярное пространство или из него в течение суток. Так, ЖКТ в норме секретирует и реабсорбирует до 6–8 л жидкости ежедневно.
При патологии часть этой жидкости может обособляться в отдельный пул воды, не участвующий в свободном обмене («третье пространство»), например, скопившийся в серозных полостях экссудат или секвестрированная жидкость в ЖКТ при острой кишечной непроходимости.
Водные отсеки отличаются не только количеством, но и составом содержащейся в них жидкости. В биологических жидкостях все соли и большинство коллоидов находятся в диссоциированном состоянии, причем сумма катионов в них равна сумме анионов (закон электронейтральности).
Концентрацию всех электролитов в жидких средах организма можно выражать по способности ионов соединяться друг с другом в зависимости от электрической валентности — в миллиэквивалентах/литр (мэкв/л), и в этом случае количество катионов и анионов будет равным (табл. 3).
Концентрацию электролитов можно выразить по их массе — в граммах или миллимолях на литр (г/л, ммоль/л). В соответствии с международной системой единиц (СИ), количество веществ в растворах принято выражать в ммоль/л.
Распределение электролитов в различных жидкостях организма характеризуется постоянством и специфичностью состава (табл. 3). Ионный состав внутри- и внеклеточной жидкости различен. В первой основным катионом является К+, количество которого в 40 раз больше, чем в плазме; преобладают анионы фосфата (PO43–) и белка. Во внеклеточной жидкости основной катион — Na+, анион — Cl–. Электролитный состав плазмы крови схож с таковым интерстициальной жидкости, отличаясь лишь по содержанию белка.
Таблица 3. Ионный состав и концентрация ионов (мэкв/л) в жидкостях различных отсеков организма человека (Д. Шейман, 1997)
| Компонент | Плазма крови | Интерстициальная жидкость | Внутриклеточная жидкость |
| Na+ K+ Ca2+ Mg2+ | 2,5 1,5 | ||
| Сумма катионов | |||
| Cl– HCO3– HPO42– SO42– Органические кислоты Белки | 0(4) | ||
| Сумма анионов |
Различия электролитного состава жидкостей организма являются результатом функционирования процессов активного транспорта, избирательной проницаемости барьеров между различными отсеками (гистогематический барьер и клеточные мембраны свободно проницаемы для воды и электролитов и непроницаемы для крупных белковых молекул) и клеточного метаболизма.
Электролиты и коллоиды обеспечивают адекватный уровень осмотического и коллоидно-осмотического (онкотического) давления и тем самым стабилизируют объем и состав жидкости в различных водных отсеках организма.
Глава 2.
Водный баланс организма.
Этапы водно-электролитного обмена
Суточная потребность в воде у здорового взрослого человека в среднем составляет 1,5 л на единицу площади поверхности тела (1500 мл/м2) и колеблется от минимальной потребности — 700 мл/м2 до максимальной толерантности 2700 мл/м2. Выраженная по отношению к массе тела потребность воды составляет около 40 мл/кг. Приводимые в литературе колебания в потребности воды (от 1 до 3 л) зависят от массы тела, возраста, пола, климатических условий, физической нагрузки. Повышение температуры на 1º С сопровождается дополнительной потребностью в жидкости, составляющей приблизительно 500 мл/м2 поверхности тела за 24 часа.
В нормальных условиях количество поступающей в организм воды равно общему количеству выделяемой воды (табл. 4). Поступление воды в организм человека происходит в основном с пищей и питьем. В процессе метаболизма в организме образуется эндогенная, или метаболическая, вода. Окисление 100 г липидов сопровождается образованием 107 мл воды, 100 г углеводов — 55 мл, 100 г белков — 41 мл воды.
Таблица 4. Суточный водный баланс взрослого человека
| Поступление воды в организм, л | Выделение воды из организма, л |
| С жидкой пищей, питьем, 1,0–1,4 С твердой пищей, 1,0 Эндогенная (метаболическая) вода, 0,3 | Через почки, 1,3–1,5 Через кожу, 0,5–0,6 Через легкие, 0,4 С испражнениями, 0,1–0,2 |
| Всего: 2,3–2,7 | Всего: 2,3–2,7 |
Содержание метаболической воды возрастает при отклонениях от нормального состояния организма. Так, резкое повышение энергозатрат, усиление катаболизма, активизация окисления энергетических субстратов при инфекции, травме, лихорадке приводит к увеличению образования метаболической воды в 2–3 раза.
Поступившая в организм вода после всасывания в кишечнике проходит определенный цикл, вступая в процессы перемещения и обмена между секторами организма, а также участвует в метаболических превращениях. При этом перемещение воды происходит довольно быстро и в больших объемах. У новорожденного ребенка за сутки обменивается около половины объема внеклеточной воды, у взрослого — около 15%. Весь цикл, который проходит поступившая в организм вода (плазма — клетки — биохимические процессы — плазма — выделение), у взрослого человека составляет около 15 дней, у детей — 5–6 дней.
Водные отсеки в организме человека отграничены полупроницаемыми мембранами, движение воды через которые зависит от разницы осмотического давления по обе стороны от мембраны. Осмос — движение воды через полупроницаемую мембрану из области низкой концентрации растворенного вещества в область с более высокой его концентрацией. Осмоляльность — мера способности раствора создавать осмотическое давление, действуя тем самым на движение воды. Она определяется количеством осмотически активных частиц в 1 кг растворителя (воды) и выражается в миллиосмолях на кг воды (мосм/кг). В клинике удобнее определять осмотическую активность биологических жидкостей в мосм/л, что соответствует понятию осмолярность (табл. 5). Поскольку биологические жидкости сильно разведены, численные значения их осмоляльности и осмолярности очень близки.
Таблица 5. Нормальные значения осмолярности биологических жидкостей человека
| Жидкость | Осмолярность, мосм/л |
| Плазма крови Ликвор Слюна Желудочный сок Желчь Моча | 285–310 285–310 110–210 160–340 290–300 600–1200 |
Осмолярность плазмы обусловлена в основном ионами Na+, Cl– и в меньшей степени гидрокарбоната (табл. 6).
Часть осмотического давления, производимая в биологических жидкостях коллоидами (белками), называют коллоидно-осмотическим (онкотическим) давлением (КОД). Оно составляет около 0,7% осмолярности плазмы, но имеет исключительно большое значение в связи с высокой гидрофильностью белков, особенно альбуминов, и неспособностью их свободно проходить через полупроницаемые биологические мембраны.
Эффективная осмоляльность, или тоничность, создается осмотически активными веществами, неспособными свободно проникать через плазматические мембраны клеток (глюкоза, Na+ , маннитол).
Во внеклеточной жидкости (плазме) основными осмотически активными веществами являются ионы Na+ и Cl–; из неэлектролитов — глюкоза и мочевина. Остальные осмотически активные вещества в сумме обеспечивают менее 3% общей осмолярности (табл. 6). С учетом этого обстоятельства осмолярность плазмы рассчитывают по формуле
Р(мосм/л) = 2´Na+ + K+] + [глюкоза] + [мочевина] + 0,03[белок].
Получаемая величина лишь приблизительно соответствует истинной осмолярности, т. к. не учитывает вклад минорных компонентов плазмы. Более точные данные дает криоскопический метод определения осмолярности плазмы крови. В норме осмотическое давление во всех водных отсеках примерно одинаковое, поэтому величина осмолярности плазмы дает представление об осмолярности жидкостей и в других водных отсеках.
Таблица 6. Содержание компонентов плазмы взрослого человека и их роль в формировании ее осмолярности
| Вещество | Содержание, ммоль/л |
| Натрий Хлор Белки Калий Кальций Магний Гидрокарбонаты Гидрофосфаты Сульфаты Органические кислоты Глюкоза Мочевина | 2,5 1,5 0,5 |
| Итого | 300,5 |
Осмоляльность плазмы здорового человека колеблется в пределах 280–300 мосм/кг, что принимается за эталон сравнения в клинике. Растворы, имеющие тоничность в этих пределах, называют изотоническими, например, 0,9% (0,15 М) раствор NaCl. Гипертонические растворы имеют тоничность, превышающую осмоляльность плазмы (3% р-р NaCl), гипотонические растворыимеют тоничность ниже, чем у плазмы (0,45% р-р NaCl).
Повышение осмоляльности в каком-либо водном секторе может быть обусловлено увеличением содержания неэффективных осмотически активных веществ (легко проходящих через полупроницаемую мембрану), например, мочевины при уремии. Однако в этом случае мочевина свободно проходит в соседние отсеки, и гипертоничности в первом отсеке не развивается. Следовательно, не возникает перемещения воды в первый отсек из соседних с развитием в них дегидратации.
Таким образом, переход воды через полупроницаемые плазматические мембраны клеток определяется осмотическим градиентом, создаваемым эффективными осмотически активными веществами. При этом вода движется в сторону более высокой их концентрации до тех пор, пока тоничность жидкостей внеклеточного и внутриклеточного пространств не сравняется.
Поскольку тоничность определяет направление движения воды, то очевидно, что при снижении тоничности внеклеточной жидкости вода перемещается из внеклеточного пространства во внутриклеточное, вследствие чего объем клеток будет увеличиваться (клеточная гипергидратация). Это происходит при приеме больших количеств дистиллированной воды и нарушении ее выведения, либо при введении гипотонических растворов при инфузионной терапии. Напротив, при повышении тоничности внеклеточной жидкости вода перемещается из клеток во внеклеточное пространство, что сопровождается их сморщиванием. Такая картина наблюдается вследствие значительных потерь организмом воды или гипотонических жидкостей — например, при несахарном диабете, диарее, интенсивном потении.
Существенные изменения объема клеток влекут за собой нарушения их метаболизма и функций, наиболее опасные в головном мозгу из-за возможности сдавления клеток мозга, находящегося в жестко ограниченном пространстве, либо смещения мозга при сморщивании клеток. В связи с этим необходимое постоянство клеточного объема поддерживается за счет изотоничности цитоплазмы и интерстициальной жидкости. Имеющийся избыток в клетках высокомолекулярных анионов белка и других органических веществ, свободно не проходящих через мембрану, частично уравновешивается свободными катионами К+, концентрация которых в клетке выше, чем снаружи. Однако это не приводит к клеточной гипергидратации и последующему осмотическому лизису клеток благодаря постоянной работе К+/Na+ АТФ-азы, обеспечивающей выведение из клетки Na+ и возвращение вышедшего из нее К+ против градиента концентрации катионов, на что затрачивается клеткой ≈30% энергии. В случае развития энергодефицита недостаточность транспортного механизма приведет к поступлению в клетку Na+ и воды и развитию внутриклеточной гипергидратации, наблюдаемой в ранней стадии гипоксии.
Другой особенностью клеточных мембран человека является сохранение разности потенциалов между клеткой и окружающей средой, равной 80 мВ. Мембранный потенциал клетки определяется градиентом концентрации ионов К+ (в 30–40 раз больше в клетке, чем снаружи) и Na+ (в 10 раз больше во внеклеточной жидкости, чем в клетке). Мембранный потенциал — это логарифмическая функция соотношения K+, Na+ ,Cl– во внутри- и внеклеточном пространствах. Если повышается проницаемость и активный транспорт через мембрану, возрастает гиперполяризация мембраны, т. е. накопление К+ в клетке и выделение из нее Na+.
Для клинической практики важнее деполяризация мембраны. Вследствие нарушений активного транспорта и проницаемости мембраны происходит выход К+ из клетки и поступление Na+, Н2О и ионов Н+ в клетку, что приводит к внутриклеточному ацидозу. Это наблюдается при перитоните, шоке, уремии и других тяжелых состояниях.
Наибольшим колебаниям подвергается объем внеклеточной жидкости, которая постоянно перемещается между внутрисосудистым и интерстициальным пространствами посредством диффузии, фильтрации, реабсорбции и пиноцитоза через стенку обменных сосудов. У здорового человека за сутки из сосудов в ткани поступает до 20 л жидкости и столько же возвращается назад: через сосудистую стенку — 17 л и через лимфу — 3 л.
Обмен воды между внутрисосудистым и интерстициальным пространствами присходит в соответствии с постулатом Э. Старлинга о равновесии между гидростатическими и осмотическими силами по обе стороны стенки обменных сосудов.
Выведение из организма воды осуществляется рядом физиологических систем, из которых ведущая роль принадлежит почкам.
В образовании конечной мочи участвуют процессы ультрафильтрации в клубочках и реабсорбции, секреции и экскреции — в канальцах. Вследствие чрезвычайно интенсивной почечной перфузии (600 л крови за сутки) и селективной фильтрации, образуется 180 л гломерулярного ультрафильтрата. В проксимальных отделах канальцев из него реабсорбируется в среднем 80% натрия, хлоридов, калия и воды и почти полностью глюкоза, низкомолекулярные белки, большая часть аминокислот и фосфатов. В петле Генле и дистальных отделах нефрона происходят процессы концентрирования и разведения мочи, что обусловлено селективной проницаемостью различных отделов петли Генле и дистальных отделов нефрона для натрия и воды. Нисходящий отдел петли Генле высоко проницаем для воды и имеет относительно низкий уровень активного транспорта и пассивной проницаемости для Na Cl, который выходит в межклеточное пространство; восходящий отдел петли Генле непроницаем для воды, но обладает высокой способностью к транспорту Na, Cl, К, Са из просвета нефрона. Благодаря этому формируется значительный кортико-медуллярный осмотический градиент (900 мосм/л) и градиент между содержимым толстого восходящего отдела петли Генле и окружающей интерстициальной жидкостью (200 мосм/л). Примерно 50% осмоляльности интерстициальной жидкости обусловлено присутствием в ней мочевины.
Постоянный осмотический градиент между канальцевой и интерстициальной жидкостями обуславливает выход воды из канальцев и все большее концентрирование мочи в направлении к сосочкам мозгового слоя почки (нижний полюс петли Генле). В восходящем отделе петли Генле канальцевая жидкость становится гипотоничной вследствие активного транспорта из нее натрия, хлора, калия. В собирательных трубках происходит АДГ-зависимая реабсорбция воды, концентрирование и формирование конечной мочи.
В норме при обеспечении полного выведения вредных продуктов метаболизма диурез колеблется от 1300 до 1500 в сутки. Средняя нормальная осмолярность суточной мочи колеблется от 1000 до 1200 мосм/л, т. е. в 3,5–4 раза выше, чем осмолярность плазмы крови.
Если диурез составляет < 400 мл/сут, это указывает на олигурию. Она возникает при: 1) нарушении системного кровообращения (шок) и почечного кровообращения (тромбоз почечной артерии); 2) паренхиматозной почечной недостаточности (значительное уменьшение количества функционирующих почечных нефронов при истощении компенсаторных механизмов); 3) нарушении оттока мочи из почек (почечно-каменная болезнь).
При полиурии диурез может достигать 20 л и более (например, у больных несахарным диабетом), относительная плотность мочи и осмолярность резко снижены — соответственно не более 1001 и меньше 50 ммоль/л. Нарушение концентрационной способности почек проявляется уменьшением относительной плотности мочи и ее осмолярности: гипостенурия- снижение концентрационной способности почек, изостенурия — выраженное уменьшение ее, астенурия — полное нарушение концентрационной способности.
Потериводы перспирационным путем через кожу увеличиваются при усилении потоотделения. Повышение температуры тела на 1 Сº сопровождается увеличением потери воды на 200 мл и более. При лихорадочных состояниях организм может терять до 8–10 л жидкости в сутки путем потоотделения. Возрастание потери воды через легкие (с выдыхаемым воздухом) наблюдается при гипервентиляции. Потери воды этим путем могут быть весьма значительными у маленьких детей при нарушении нормального носового дыхания.
В нормальных условиях из 8–9 л поступающей за сутки в ЖКТ жидкости (слюны — 1500 мл, желудочного сока — 2500 мл, желчи — 800 мл, панкреатического сока — 700 мл, кишечного сока — 3000 мл) выделяется с калом около 100–200 мл воды, остальная вода реабсорбируется (рис. 2). Потери воды и электролитов (К, Сl) через ЖКТ резко возрастают при повторяющихся эпизодах рвоты (например, при токсикозе беременных), при диарее (энтериты, кишечные свищи и др.), что приводит к нарушениям водно-электролитного баланса и КОС (выделительный кишечный ацидоз). Напротив, состояния пониженной перистальтики кишечника могут сопровождаться скоплением в просвете кишечника жидкости, выключенной из общего обмена воды (третье пространство).
Рис. 2. Реабсорбция воды в кишечнике в норме и при его заболеваниях
ГЛАВА 3.