- •Часть I
- •18. Нарушения транскапиллярного обмен, лимфогенеза и лимфодинамики
- •19. Общие нарушения обмена веществ (метаболтческие дисгомеостазы)
- •20. Нарушения обмена электиролитов (электролитные дисгомеостазы)
- •23. Нарушения обеспечения кислородом (общие дизоксии)
- •Структура и составные части патофизиологии.
- •Предмет и методы исследования патологической физиологии. Метод патофизиологического эксперимента.
- •Значение и место патофизиологии в процессе подготовки врачей.
- •2. Общая этиология.
- •2.1. Характеристика причин болезней.
- •2.2. Характеристика условий возникновения болезней.
- •Характеристика причин болезней.
- •Характеристика условий возникновения болезни
- •Роль этиологического фактора в процессе возникновения болезни.
- •3.2 Роль патогенетических факторов в развитии болезни.
- •3.3. Роль реактивности организма в возникновении и развитии болезни
- •4.2. Классификация болезней
- •4.3. Периоды развития болезни
- •4.4. Структура заболевания
- •5. Общий саногенез
- •6.1. Повреждения клеточной мембраны
- •6.2. Повреждения ядра клетки
- •6.3. Повреждения эндоплазматического ретикулума
- •6.4. Повреждения митохондрий
- •6.5. Повреждения лизосом
- •6.6. Генерализованные последствия и проявления повреждений клетки
- •Локализация некоторых ферментов в митохондриях гепатоцитов
- •7. Клеточные дисметаболизмы (дистрофии)
- •8. Апоптоз
- •9. Некроз
- •10. Клеточная дедифференциация
- •11. Расстройства процесса регенерации
- •12. Гиперплазия. Гипертрофия.
- •13. Атрофия
- •14. Склерозирование
- •15.2. Этиология воспаления.
- •Патогенез воспаления
- •Пролиферация и регенерация в очаге воспаления.
- •15.5. Взаимоотношения между воспалительным процессом и реактивностью
- •6. Общие изменения в организме при воспалении.
- •16.2. Этиология аллергии. Характеристика аллергенов.
- •16.3. Патогенез аллергических реакций.
- •16.4. Неспецифическая гиперчувствительность.
- •16.5. Аутоаллергические (аутоиммунные) реакции.
- •17. Нарушения периферического кровообращения
- •17.2 Венозная гиперемия
- •17.3. Ишемия
- •17.4 Эмболия
- •17.5 Стаз крови
- •17.6. Изменения реологических свойств крови
- •18. Нарушения капиллярно-интерстициального
- •18.1. Отеки
- •18.2. Нарушения лимфодинамики
- •Метаболические дисгоместазы
- •19.1 Нарушения углеводного обмена.
- •Нарушение обмена липидов.
- •Белковые диcметаболизмы.
- •19.3.1 Общая этиология белковых диcметаболизмов.
- •19.3.2 Диcгомеостазы. Гипопротеинемия. Диспротеинемия.
- •Голодание
- •20.1. Нарушения гомеостаза натрия.
- •Нарушение гомеостаза калия
- •Нарушение водного гомеостаза.
- •21. 1. Изменения объёма внутри- и внеклеточной жидкости
- •Дегидратация
- •22. Нарушения кислотно-щелочного состояния
- •22.1 Ацидозы
- •23. Общие дизоксии
- •23.1 Общая гипоксия
- •23.2. Общая гипероксия
- •24.1. Гипо- и гиперкортицизм
- •24.2. Гипо- и гипертиреоидизм.
- •24.3. Гипо- и гиперпаратиреоидизм.
- •25. Недостаточность жизненно важных органов
- •Циркуляторная недостаточность
- •25.2. Дыхательная недостаточность
- •25.3. Печёночная недостаточность.
- •25.4. Почечная недостаточность.
- •25.5. Нарушения нервной деятельности. Кома.
- •26. Нарушения теплового гомеостаза
- •28. Смерть организма.
- •28.2 Биологическая смерть.
- •23.3 Патогенетические принципы реанимации.
20.1. Нарушения гомеостаза натрия.
Натрий является одним из главных катионов живых организмов, необходимый для реализации самых важных жизненных функций. Из всего количества натрия в человеческом организме на внеклеточную жидкость приходится около 50%, костные ткани и хрящи содержат около 40% и менее 10% натрия в связи с ионом хлора находится в клетках. Параметрами гомеостаза натрия являются следующие: концентрация в сыворотке крови равна 140 мэкв/л (1 миллиэквивалент – мэкв - равен 23 г/л), в межклеточном пространстве –147 мЭк/л и в клетках –35 мэкв/л.
В физиологических условиях баланс натрия регулируется секрецией катионов с мочой, фекальными массами и потоотделением. Экскреция натрия (и хлора) через кожу и пищеварительный тракт незначительна, но в случае обильного потоотделения она может существенно возрастать. Натрий теряется организмом также при кровотечениях. Трансмембранный баланс натрия сильно варьирует в зависимости от функционального состояния клеток. Например, мембрана эритроцитов обеспечивает высокую проницаемость для анионов (хлор и бикарбонат), что обеспечивает быстрое трансмембранное их прохождение. В то же время проницаемость для катионов является селективной и регулируется ионными каналами и насосами.
Ионы натрия в большей степени определяют формирование мембранного потенциала в нервных, мышечных и других клетках. Для возбудимых клеток (обладающих потенциалом покоя) в состоянии покоя, этот потенциал является отрицательным (в среднем 50-100 мВ). Возбуждение клетки характеризуется генерированием потенциала действия, что проявляется деполяризацией клеточной мембраны. В дальнейшем, после деполяризации, происходит реполяризация мембраны, которая обусловлена быстрым возрастанием ее проницаемости для натрия. При понижении внеклеточной концентрации натрия и резком снижении градиента концентраций, отсутствует фаза деполяризации и, следовательно, потенциал действия. Эти же процессы лежат в основе образования входящего потока натрия на пре- и постсинаптических мембранах. В этом случае отсутствие ионов натрия делает невозможным реализацию специфических функций возбудимых клеток.
Почки активно регулируют баланс натрия в организме. Так, натрий свободно фильтруется в почечных клубочках и, впоследствии, реабсорбируется в почечных канальцах в соответствии с гомеостатическими нуждами организма. Реабсорбция натрия в почках представлена в виде доминирующего трансклеточного процесса. В проксимальных трубочках активно реабсорбируется 65% натрия, 25% - в восходящей части петли Генле, по 5%- в дистальных трубочках и системе котранспорта с глюкозой, аминокислотами, фосфатом или сульфатом. В то же время Na+K+-АТФаза поддерживает активный транспорт натрия в интерстициальное пространство из клетки. В собирательных трубочках реабсорбция натрия регулируется альдостероном (около 2% от всего профильтровавшегося натрия). На уровне этих трубочек осуществляет свое действие натрийуретический фактор, ингибирующий реабсорбцию натрия и, таким образом, усиливающий выведение его с мочой. Важное значение имеет и прессорная система натрийуреза (под её влиянием повышается давление в почечных сосудах). В последнем случае ингибируется образование и высвобождение ренина, повышается интерстициальное давление, что приводит к снижению реабсорбции натрия.
Согласно последним данным, антидиуретический гормон (АДГ или вазопрессин), кроме своего основного эффекта - увеличения проницаемости для воды эпителия собирательных трубочек мозгового и коркового слоев, также усиливает реабсорбцию натрия в корковых собирательных трубочках, где проявляет свое действие и альдостерон. Кортизол, эстрогены, гормон роста, тиреоидные гормоны, инсулин увеличивают реабсорбцию натрия, тогда как глюкагон, прогестерон, паратгормон - снижают. Кальцитонин обеспечивает интенсивное выделение хлоридов натрия с мочой. Эти механизмы регулирования не связаны со специфической системой, предназначеной для поддержания баланса натрия.
В целом биологическая роль ионов натрия сводится к следующим эффектам:
поддержание осмолярность внутренней среды организма и внеклеточного пространства;
осуществление транспорта жидкостей в различных секторах организма и регулирование водного баланса;
поддержание гидрофильности тканевых коллоидных систем и их способности к набуханию;
участие в формировании потенциала покоя и потенциала действия возбудимых клеток;
поддержание тонуса мышц;
участие в регуляции кислотно-щелочного баланса в организме;
участие в трансмембранном транспорте органических веществ (глюкозы, аминокислот) в межклеточном пространстве и почечных канальцах.
Изменение гомеостаза натрия вызывает существенные нарушения всех вышеперечисленных функций.
Гипернатриемия представляет собой увеличение концентрации натрия в плазме крови свыше 152 мэкв/л.
Основными причинами гипернатриемия являются:
повышенное потребление продуктов, содержащих натрий;
избыточное парентеральное введение солевых растворов;
недостаточное потребление воды;
общая дегидратация (обильное потоотделение, неукротимая рвота, диаррея, гипервентиляция легких, полиурия, отёки и анасарка);
гиперсекреция глюкокортикоидов надпочечниками (синдром Иценко- Кушинга);
первичный или вторичный гиперальдостеронизм (сердечная недостаточность, цирроз печени, индром Бартера);
дщыхательный ацидоз.
Патогенез. Основными патогенетическими механизмами гипернатриемии являются:
а) уменьшение количества натрия в организме (абсолютная гипернатриемия);
б) дегидратация (относительная гипернатриемия);
в) задержка натрия в организме (абсолютная гипернатриемия).
Гипернатриемия, как правило, сопровождается увеличением содержания ионов хлора (гиперхлоремия). В качестве компенсаторной реакции при этом увеличивается выделении натрия и хлора с мочой (гипернатриурия и гиперхлорурия).
Компенсаторные механизма при гипернатриемии направлены на восстановление гомеостаза и предупреждение накопления избытка натрия в организме, гиперосмолярности жидкостей организма, уменьшение расстройств кислотно-щелочного равновесия и водного баланса.
Реакции компенсации при гипернатриемии могут быть функционально различными в зависимости от общего объема жидкостей в организме. Так, гипернатриемия в сочетании с дегидратацией (например, при рвоте, диаррее) приводит к возбуждению осморецепторов гипоталамуса, что повышает секрецию АДГ; это, в свою очередь, увеличивает канальцевую реабсорбцию воды и способствуют восстановлению обьема интерстициальной жидкости. Одновременно гиповолемия стимулирует секрецию альдостерона посредством активации системы «ренин-ангиотензин-альдостерон», что повышает канальцевую реабсорбцию натрия. Выведение излишка натрия через почки осуществляется при участии натрийуретического механизм, например, предсердным натрийуретическим гормоном.
Гипернатриемия, сопровождаемая гипергидратацией, приводит в действие компенсаторные механизмы, направленные на одновременное устранение избытка натрия и воды путём снижения секреции АДГ и альдостерона, что проявляется полиурией и увеличением натрийуреза. В обоих случаях гипернатриемия и, соответственно, гиперосмолярность плазмы вызывает чувство жажды, которое вынуждает увеличить введение в организм жидкости.
Проявления.
Гипернатриемия увеличивает осмотическое давление крови и интерстициальной жидкости, приводя к перемещению жидкости из клетки во внеклеточное пространство и установлению клеточного эксикоза. Избыток натрия и дефицит воды в организме вызывает олигурию, снижение веса, дегидратацию клеток, в особенности нервных. Для гипернатриемии, сопровождающейся дегидратацией, типичными являются гиповолемия, гемоконцентрация и увеличение гематокрита. Характерны также чувство жажды, сухость кожи и слизистой оболочки. В тяжелых случаях повышается температура тела, возникают нарушение ритма дыхания, расстройства сознания (сопор, ступор). Возможно развитие гиперосмолярной комы.
Для гипернатриемии, сочетающейся с гипергидратацией, характерны гиперволемия, гемодилюция, гипопротеинемия, которые усиливают транссудацию жидкости и способствуют развитию отеков. Такие проявления характерны для сердечной недостаточности и вторичного гиперальдостеронизма. Как следствие истощения компенсаторных механизмов(особенно - почечного натрийуреза), развивается их недостаточность и устанавливается высокая активность механизмов, направленных на задержку натрия, таких, как снижение скорости клубочковой фильтрации, интенсивная выработка альдостерона и др. В отличие от вторичного гиперальдостеронизма, при его первичной форме (синдром Конна) отсутствуют отеки, т.к. повышенное выделение калия с мочой и установление гипокапнии снижают чувствительность эпителия собирательных трубочек к действию альдостерона, возникает полиурия. Это состояние обозначается как «ускользание» почек от действия альдостерона.
Нарушения кислотно-щелочного баланса в случае гипернатриемии зависят от причины, которая ее вызывает. В большинстве случаев развивается алкалоз (чаще метаболический), гипохлоремия (при неукротимой рвоте), гипокалиемия (из-за перемещения электролитов – выхода ионов водорода из клеток в обмен на поступление в клетки ионов калия). Гипокалиемии, в этом случае, способствует также увеличение секреции калия почками и выделения его с мочой. Изменяется баланс и других электролитов – характерными являются гипокальциемия и гипомагниемия. Это, в свою очередь, приводит к декальцинации костной ткани и развитию вторичного гиперпаратиреодизма.
В других случаях гипернатриемия может сочетаться с тяжелым газовым ацидозом, что сопровождается ориентированием гомеостатических механизмов на сохранение в организме оснований (альвеолярная гиповентиляция с задержкой двуокиси углерода и, в особенности, бикарбонатов).
Любая тяжелая гипернатриемия, независимо от вызвавшей ее причины, сопровождается нестерпимой жаждой, повышением температуры, тахикардией, двигательным возбуждением, гиперрефлексией, судорогами, чувством страха, депрессией, потерей сознания, комой. В этих случаях прогноз для жизни больного неблагоприятен.
Гипонатриемия представляет собой уменьшение концентрации натрия в сыворотке крови ниже 135 мэкв /л. Поскольку натрий является преимущественно внеклеточным катионом, гипонатриемия всегда сопровождается гипоосмолярностью внеклеточного пространства. При этом вода перемещается в клетки и возникает опасность развития клеточного отека, особенно опасного для головного мозга; возрастает вероятность повышения внутричерепного давления с соответствующими неврологическими симптомами.
Причины и патогенез гипонатриемии:
увеличение секреции АДГ (например, при некоторых наследственных заболеваниях – сидром Пархона) с повышенной почечной реабсорбцией воды, гипергидратацией, гемодилюцией и относительной гипонатриемией;
нарушения фильтрационной функции почек (острая почечная недостаточность) с задержкой в организме воды, гипергидратацией и относительной гипонатриемией;
повышенное потребление воды или избыточное введение жидкостей без электролитов (например, раствор глюкозы);
диаррея, сопровождающаяся потерей натрия с изотоническим содержимым кишечника (абсолютная гипонатриемия);
гломерулонефрит с солевыми потерями (абсолютная гипонатриемия);
хроническая недостаточность надпочечников, гипоальдостеронизм, усиление натрийуреза, увеличение секреции кальцитонина;
наследственные дефекты, сопровождающиеся гипоальдостеронизмом (нарушение биосинтеза минералокортикоидов в надпочечниках в случае блокады 21-гидроксилазы и 18-гидроксилазы);
нарушение синтеза ренина в случае пиелонефрита, нефроангиопатии с гипосекрецией альдостерона и усилением натрийуреза;
изменение синтеза (или синтез биологически неактивного) ренина;
длительное применение диуретиков, которые блокируют карбоангидразу – ключевой фермент ацидогенеза.
Основные патогенетические механизмы гипонатриемии:
а) значительные потери натрия в случае почечной, желудочно-кишечной, эндокринной патологии, с развитием абсолютной гипонатриемии;
б) задержка воды в организме с развитием гипергидратации и гиперволемии (относительная гипонатриемия);
в) перемещение натрия между различными секторами организма (например, из крови в клетки).
При нарушении функции почек снижается реабсорбция натрия в почечных канальцах, которая обусловлена уменьшением активности сукцинатдегидрогеназы и альфа-кетаглутарат дегидрогеназы. Потеря натрия почками ( в виде бикарбонатов) увеличивается в случае нарушения процессов ацидо- и аммониогенеза, при избыточном потреблении натрия с пищей, действии простагландинов группы Е и др. Повышенная потеря солей приводит к развитию гиповолемии и внеклеточной гипоосмолярной дегидратации. В этом случае ионы калия покидают клетку, что способствует гиперкалиемии.
Уменьшение общего содержания натрия в организме способствует угнетению Na+K+-АТФазы, что неизбежно вызовет нарушение формирования электрического мембранного потенциала в возбудимых клетках (нейронах, кардиомиоцитах). В головном мозге снижается синтез тормозных медиаторов (глицина, ГАМК) и, кроме того, блокируются рецепторы на постсинаптической мембране. Тяжелая форма гипонатриемии проявляется нарушениями со стороны ЦНС - апатией, спутанностью сознания, развитием психозов, головной болью, которая усиливается при переходе в вертикальное положение. Ингибирование Na+K+-АТФазы в нервных клетках может обусловить возникновение эпилептических очагов с развитием судорог. Также уменьшается аппетит, исчезает чувство жажды, появляются тошнота, рвота. При гипонатриемии компенсаторно усиливается секреция альдостерона и АДГ, возрастает почечная реабсорбция натрия и воды, снижается выделение натрия с мочой. Эти реакции направлены на восстановление объема циркулирующей крови.
Поскольку натрий поддерживает чувствительность сосудистой стенки к симпатическим влияниям, его дефицит вызывает снижение системного АД, сосудистую недостаточность, вплоть до коллапса, тахикардию с малым наполнением пульса.
В тонком кишечнике снижается абсорбция глюкозы, активный транспорт которой зависит от натрия. В некоторых случаях может развиться клиника паралитической кишечной непроходимости.
При относительной гипонатриемии, возникшей вследствие дилюции (разжижения) внеклеточной жидкости из-за задержки воды в организме (например, при нарушении фильтрационной функции почек или при парентеральном введении гипотонических растворов), неизбежно развивается гипоосмолярная гипергидратация со снижением осмотического давления во внеклеточных и внутриклеточных водных секторах. При этом вода поступает в клетки, развивается клеточный отек. Особенно опасными являются отек легких и отек мозга. Отек мозга сопровождается увеличением содержания натрия в клетках головного мозга, параллельно со снижением содержания калия. В то же время увеличивается внеклеточная концентрация калия. Клинические проявления – постоянная головная боль, тошнота, рвота, судороги; в тяжёлых случаях развивается гипоосмолярная кома. При перемещении электролитов снижается концентрация натрия в крови и, как следствие, клетки частично теряют калий, что снижает внутриклеточное осмотическое давление. Часть натрия в этом случае переносится в клетку с одновременным уменьшением концентрации его в крови. Общее содержание натрия в организме в этом случае остается неизменным. Подобные нарушения могут наблюдаться у больных с неполным истощением, иногда в послеоперационном периоде.
Нарушения КЩС при гипонатриемиии состоят в развитии негазового (метаболического) ацидоза и включении компенсаторных реакций, направленных на нормализацию рН крови и внутренней среды организма. Ионы водорода и хлора переходят в эритроциты в обмен на ионы калия, что приводит к гиперкалиемии. Костная ткань теряет ионы кальция, развивается гиперкальциемия и остеопороз. Гиперкалиемия и гиперкальциемия усанавливающиеся при гипонатриемии служат непосредственными причинами нарушения сердечной деятельности, взникновению аритмий.
Гипонатриемия сопровождает многие формы клинической патологии, осложняя их течение и прогноз. Так, при почечной недостаточности, в особенности в ее терминальной стадии (уремия), гипонатриемия представляется одним из важных патогенетических механизмов нарушений водно-электролитного и кислотно-щелочного балансов. При сахарном диабете в крови возрастает содержание осмотически активных веществ (глюкоза, кетоновые тела), что приводит к внеклеточной гипергидратации, гидремии, гипонатриемии и внутриклеточному ацидозу. При декомпенсации сердечной деятельности гипонатриемия сочетается с гиперкалиемическим ацидозом. Характерным для этой патологии является перемещение натрия в клетки. В подобных случаях важным является тот факт, что гипонатриемия ассоциирована с увеличением общего содержания натрия в организме, где он преимущественно накапливается в костной ткани.
Гипонатриемию у детей, так же, как и у взрослых, может вызывать как общий дефицит натрия в организме, так и разведение жидкостей организма задержкой значительных количеств воды. Первый вариант гипонатриемии встречается чаще у детей с желудочно-кишечными заболеваниями, сопровождающимися рвотой и поносом, при заболеваниях почек и надпочечников, при избыточном применении диуретиков, при значительной потере натрия вследствие обильного потоотделения, при длительной бессолевой диете у подростков, при кормлении детей раннего возраста жидким питанием. Опасность истощения запасов натрия возрастает у детей с асцитом, при повторном парацентезе (абдоминальная пункция). Иногда гипонатриемия у детей может быть результатом органического поражения ЦНС, которое ведет к нарушению механизмов, регулирующих поддержание водно-электролитного баланса.
Гипонатриемия у детей проявляется общей слабостью, снижением мышечного тонуса и силы мышечного сокращения, спутанностью сознания, иногда - комой. Характерен тяжелый эксикоз: кожа серовато-землистого цвета, тургор понижен, потеря в весе достигает приблизительно 10%, АД понижено или не определяется, тоны сердца приглушены, пульс частый, нитевидный. Уровень остаточного азота в плазме крови повышен – внепочечная гиперазотемия.
№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№