36

Министерство здравоохранения Республики Беларусь

Гродненский государственный медицинский институт

Кафедра патологической физиологии

Патофизиология

обмена веществ

Часть II

Патофизиология

водно-электролитного, витаминного обменов и КОС

Учебно-методическая разработка к практическим занятиям для студентов

Гродно, 1994

Учебно-методическая разработка подготовлена:

профессором В.В. Баканская

доцентом К.А. Эйсмонтом

ст. преподавателем Я.В. Лагодским

ассистентами кандидатами медицинских наук

Г.М. Сухоцкой, Н.Е. Максимович, С.С. Мальчиком

Под общей редакцией зав. кафедрой профессора Д.А. Маслакова

Рецензент: зав. кафедрой биохимии

профессор Н.К. Лукашик

Учебно-методическая разработка печатается на основании решения центрального методического совета института

(протокол № 1 от 23 сентября 1993 г.)

Ответственный за выпуск

Проректор по учебной работе

Профессор В.С. Васильев

Список принятых сокращений

АДГ – антидиуретический гормон

АТФ – аденозинтрифосфорная кислота

ВФ – внутренний фактор Кастла

ГАМК – гамма-аминомаслянная кислота

КОС – кислотно-основное состояние

НАД – никотинамидадениндинуклеотид

НАДФ – никотинамидадениндинуклеотидфосфат

НАМ – никотинамид

НК – никотиновая кислота

ПНФ – предсердный натрийуретический фактор

ПТГ – паратгормон

РНК – рибонуклеиновая кислота

ТГФК – тетрагидрофолиевая кислота

ФАД – флавинадениндинуклеотид

ЦНС – центральная нервная система

SB – стандартный бикарбонат

AB – истинный (актуальный) бикарбонат

BB – буферные основания

BE – избыток или дефицит оснований

Нарушение водно-электролитного

и минерального обмена

Вода составляет в среднем 65 % массы тела. Содержание ее в организме зависит от возраста, пола, степени упитанности и других факторов.

У новорожденных на долю воды приходится около 75% общей массы тела. По мере развития ребенка относительное содержание воды в организме уменьшается. У женщин содержание воды примерно на 6-10% ниже чем у мужчин, так как у последних в организме меньше жировой ткани.

Участвуя в биохимических реакциях, вода обеспечивает транспорт и обмен веществ, является главным компонентом внутренней среды организма. Вода организма существует в 3-х функциональных фазах, между которыми поддерживается динамическое равновесие. Это свободная или мобильная вода водных секторов, связанная с коллоидами воды и конституционная вода молекулярных структур, высвобождающаяся в процессе обмена.

Вся вода находится в двух главных водных секторах: внутриклеточном и внеклеточном. Внутриклеточный сектор составляет 30-40% массы тела, внеклеточный- до 20-25% массы тела. Внеклеточная вода содержится в интерстициальном секторе ( до 15% массы тела), внутрисосудистом (кровь, лимфа) –около 5% и трансцеллюлярном секторе (спинномозговая, внутрисуставная, внутриглазная жидкость, вода пищеварительных секретов) -около 3% массы тела.

Водный обмен неразрывно связан с обменом электролитов, поэтому в условиях патологии речь идет о водно-электролитных сдвигах и нарушениях.

Основные механизмы регуляции

водно-электролитного обмена.

Суточный оборот воды (поступление- выделение) составляет 3,6 % массы тела. У новорожденного эта величина значительно больше (около 10%). Взрослому организму требуется примерно 2,5 л воды в сутки. Примерно столько же выделяется с мочой, потом, выдыхаемым воздухом и калом.

Наряду с этим идет интенсивный обмен воды между секторами, т.н. обмен по горизонтали. Рассматривая эти вопросы, следует учитывать, что имеется взаимосвязь не только водного обмена с электролитным, но и водно-электролитного баланса с кислотно-основным состоянием /КОС/. Объединяет их два общих физико-химических закона и третий – физиологический:

1. Закон электронейтральности

2. Закон изоосмолярности

3. Стремление организма к постоянству рН

По закону электронейтральности сумма положительных зарядов катионов должна быть равна сумме отрицательных зарядов анионов. Согласно закону изоосмолярности осмотическое давление в плазме, межклеточной и внутриклеточной жидкости должно быть одинаковым.

Третий закон, управляющий кислотно-основным состоянием и электролитным балансом, носит физиологический характер и выражает свойство организма постоянно поддерживать pH на нормальном уровне.

Основными клеточными ионами являются К⁺, Mg²⁺, НРО₄^-, SO₄^2-, главными электролитами внеклеточного сектора считаются Na⁺, Cl^-, HCO₃^- и др.

Следует отметить, что механизмы водно-электролитного обмена между секторами не могут быть сведены только к физико-химическим процессам, так как распределение воды и электролитов связано также с особенностями функционирования мембран.

Наиболее динамичным является интерстициальный сектор, на котором, прежде всего, отражаются потеря, накопление и перераспределение воды, и сдвиги электролитного баланса.

Важными факторами, влияющими на распределение воды между сосудистым и интерстициальным секторами, является степень проницаемости сосудистой стенки, а также соотношение и взаимодействие гидродинамических давлений секторов.

В плазме содержание белков равно 65-80 г/л, а в интерстициальном секторе только 4 г/л. Это создает постоянную разность коллоидно-осмотического давления между секторами, обеспечивающую содержание воды в сосудистом русле. Роль гидродинамического и онкотического факторов в обмене воды между секторами была показана еще в 1896 г. американским физиологом Э. Старлингом. Согласно гипотезе Э. Старлинга переход жидкой части крови в межтканевое пространство и обратно обусловлен тем, что в артериальном капиллярном русле эффективное гидростатическое давление выше, чем эффективное онкотическое давление, а в венозном капилляре наоборот.

В регуляции водно-электролитного обмена большое значение имеет альдостерон. В почках альдостерон увеличивает реабсорбцию Na⁺ в канальцах и, вследствие осмотических явлений, реабсорбцию воды. Происходит облегчение транспорта К+ и Н+ в противоположном направлении. Альдостерон сходным образом влияет на потовые, слюнные и кишечные железы.

Установлено, что к увеличению секреции альдостерона приводят 3 основных состояния:

1. Отрицательный баланс Na

2. Увеличение концентрации К

3. Уменьшение объема крови (кровопотеря)

Большое влияние на водно-солевой обмен оказывает антидиуретический гормон (АДГ). АДГ усиливает реабсорбцию воды в дистальных отделах почечных канальцев, что приводит к торможению диуреза. В более высоких концентрациях АДГ повышает артериальное давление, отчего получил название вазопрессин. Естественным стимулом секреции АДГ является возбуждение осморецепторов.

Менее изученным является влияние на водно-электролитный обмен предсердного натрийуретического фактора /ПНФ/ или атриопептида. Биосинтез, депонирование и секреция ПНФ происходит в специализированных клетках миокарда, локализующихся преимущественно в ушке правого предсердия. ПНФ повышает уровень клубочковой фильтрации, увеличивает диурез, экскрецию с мочой Na+, Mn²⁺, Ca²⁺, Cl^-. ПНФ – мощный диуретик, его мочегонное действие при одинаковой молярности раствора в 1000 раз превосходит диуретический эффект фурасемида. ПНФ тормозит секрецию альдостерона, ренина, повышает выделение норадреналина.

На регуляцию водно-солевого обмена влияют и другие гормоны. Например, глюкокортикоиды, катехоламины, тироксин и др. могут изменять водно-солевой баланс через процессы гемодинамики, другие стороны обмена веществ и т.д.