13090

йодсодержащих гормонов из организма (главным образом с мочой, а также с молоком, слюной и калом).

Клинически недостаточность йода проявляется различными формами гипофункции щитовидной железы: у детей – в виде эндемического или спорадического кретинизма, у взрослых – эндемического зоба и микседемы. Наибольшие расстройства выявляют у детей, наименьшие – у взрослых.

Основные симптомы кретинизма: выраженные нервно-

психические, вегетативные и соматические расстройства, снижение рефлексов (особенно условных), памяти, эмоциональности, «улыбчивая дурашливость» (особенно характерна для эндемического кретинизма) или злобность и агрессивность (характерны для спорадических кретинов), умственное и физическое недоразвитие и т.д.

Основные симптомы микседемы: 1) слизистый отек кожи;

2) дистрофические изменения не только в коже, но и во внутренних органах; 3) снижение основного обмена и различных видов обмена веществ; 4) быстрое развитие гиперхолестеринемии, атеросклероза, артериальной гипотензии; 5) снижение аппетита, пищеварения и функций других систем; 6) возникновение и прогрессирование общей слабости, медлительности мышления, речи, движений; 7) ослабление умственной и физической работоспособности, половой активности; 8) активизация развития инфекционных процессов и др.

Положительный баланс йода в организме возникает вследствие таких причин:1) избыточное поступление йода в организм с пищей и водой; 2) ускоренное всасывание йода по всему ходу пищеварительного тракта; 3) активизация включения йода в тиреоидные гормоны; 4) замедление метаболизма тиреоидных гормонов в организме; 5) снижение выведения йода с экскретами из организма.

Клинически избыточность йода может проявляться различными формами гиперфункции щитовидной железы (например, гипертиреозы, тиреотоксикозы, базедова болезнь, или диффузный токсический зоб; узловатый гипертиреоидный зоб, тиреотоксическая опухоль).

Основные клинические симптомы гиперфункции щитовидной железы: 1) тахикардия; 2) увеличение МОК, содержания эритроцитов, ОЦК, артериального давления, процессов катаболизма, основного обмена; 3) активация процессов потребления кислорода, теплопродукции; 4) увеличение образования недоокисленных продуктов обмена веществ; 5) снижение образования макроэргов и интенсивности пластического обмена; 6) уменьшение детоксикационной функции

270

печени и других органов; 7) развитие тремора (дрожания), повышенной раздражительности, плаксивости, расстройств сна; 8) снижение физической и умственной работоспособности; 9) развитие зоба (увеличенного объема тканей железы); 10) развитие экзофтальма (пучеглазия) и др.

Нарушения обмена хрома

В норме суточный баланс хрома составляет 60-120 мкг (около 3-

6 мкмоль). Всасывание хрома происходит в тощей кишке в количестве менее 1% поступления его с пищей. В крови содержание хрома со-

ставляет 1,44-3,08 нмоль/л, где он транспортируется трансферрином. В тканях и органах его количество в 10-100 раз выше, чем в кро-

ви. Содержание хрома в волосах довольно точно отражает общее количество его в организме. Основное (99 %) поступившего за сутки с пищей хрома выводится с калом.

Недостаточность хрома в организме возникает в таких ситуациях: 1) уменьшение поступления его с пищей (происходит при белковом голодании, увеличении потребления высокоочищенных продуктов: сахара, пшеничной муки); 2) расстройство его всасывания через слизистую оболочку тощей кишки (возникает из-за воспалительных и деструктивных процессов в кишке, а также вследствие одновременного употребления карбоната кальция, железа, цинка или ванадия); 3) нарушение транспорта хрома с трансферрином (из-за снижения количества последнего в крови); 4) ускорение выведения хрома с мочой.

Клинические симптомы дефицита хрома: 1) снижение биологи-

ческого действия инсулина (уменьшение поступления в ткани глюкозы и гликогенных аминокислот, используемых для образования гликогена и белков); 2) увеличение содержания в крови холестерина, триглицеридов и снижение ЛПВП, что способствует развитию атеросклероза, особенно коронарных артерий; 3) развитие непереносимости сахара; 4) задержка роста; 5) быстрая утомляемость; 6) чувство тревоги и др.7) при недостаточности хрома в организме в целях лечения рекомендуют употребление продуктов, богатых хромом, либо прием препаратов, содержащих хром.

Избыток хрома проявляется его разнообразным токсическим действием, возрастающим по мере увеличения валентности поступающего хрома.

271

Клинические симптомы избытка хрома: 1) повреждения слизи-

стых оболочек дыхательных путей, легких, почек, печени; 2) развитие недостаточности этих органов; 3) кожная сыпь, язвы желудка; 4) снижение процессов репаративной регенерации; 5) появление и усиление аллергизации организма; 6) снижение функций щитовидной железы; 7) угнетение активности тиоловых ферментов мембран и ферментов цикла Кребса; 8) возникновение мутаций; 9) развитие опухолей.

Нарушения обмена кобальта

В норме суточный баланс кобальта у человека составляет 5,1 мкмоль (0,5-1,5 мг), 20-90 % которого усваивает организм.

Основное количество (около 90 %) кобальта поступает в организм с растительными и животными продуктами, остальное количество – с водой. Всасывание кобальта происходит в тощей кишке, оно увеличивается при дефиците железа. В крови его содержание колеблется от 0,1 до 0,6 мкмоль/л. Основное количество кобальта в плазме связано с белками. Кобальт – важнейшая составная часть витамина В12 (переносимого белками – транскобаламинами I, II, III) и некоторых ферментов (карбоксилтрансферазы и др.). Из крови кобальт поступает в ткани и концентрируется в печени, а также в почках, поджелудочной, щитовидной железах и надпочечниках. Выводится преимущественно (до 90 %) с мочой, незначительно – с калом, потом, выпавшими волосами.

Недостаточность кобальта возникает по следующим причинам:

1)уменьшение поступления его с пищей (мясом, сердцем, пече-

нью);

2)снижение всасывания в тонкой кишке;

3)нарушение образования транскобаламина в крови;

4)расстройство метаболизма витамина В12 в тканях;

5)усиленное выведение витамина В12, белково-связанного и свободного кобальта с мочой.

Способствуют дефициту кобальта в организме беременность, лактация, прием большого количества витамина С, а также вегетарианская диета.

Клинические проявления дефицита кобальта:

1)развитие витамин В12-зависимой гиперхромной анемии, лейкопении, тромбоцитопении;

2)замедление деления, а значит обновления клеток, особенно

272

клеток слизистых оболочек пищеварительного тракта и кожи;

3)торможение образования миелиновой оболочки различных нервных волокон с последующим снижением их функций и даже их разрушением;

4)расстройства функций периферической и центральной нервной системы;

5)нарушения функций пищеварительного тракта.

В целях лечения дефицита кобальта в организме рекомендуют введение витамина В12 (2-4 мкг/день) и проведение лечебных мероприятий по восстановлению функций слизистых оболочек желудка и тонкой кишки. Используемый в лечебной практике витамин В12 нетоксичен, лишь в редких случаях отмечают усиление или появление угревидных высыпаний на коже.

Избыточность кобальта в виде острых и хронических отравлений возможна только на производствах, где получают кобальт.

Нарушения обмена селена

В норме суточный баланс селена составляет около 100 мкг. В условиях патологии обычно развивается дефицит селена в организме, крайне редко – его избыток.

Отрицательный баланс селена возникает при длительном не-

дополучении его с пищей (с продуктами моря, почками, печенью, мясом, реже с зерновыми продуктами, фруктами, овощами и др.).

Клинические проявления обусловлены ослаблением иммунной и антиоксидантной систем, возникающим в результате снижения функциональной активности глутатиона, необходимого вместе с витаминами Е и С для снижения образования в организме избытка свободных радикалов и гидроперекисей, а также их повреждающего действия на клеточные и субклеточные структуры. В частности, дефицит селена приводит к развитию гиперхолестеринемии и развитию атеросклероза, снижению гомеостатических функций почек и печени, репродуктивной способности, особенно у мужчин, активизации развития инфекционных заболеваний, опухолей, процесса старения организма и уменьшению продолжительности жизни.

Лечение недостаточности селена сводится к длительному на-

значению большого количества селена в виде натрия селенита, а также пищевых продуктов, содержащих много селена.

273

Положительный баланс селена возникает при длительном приеме избытка селеновой пищевой добавки в виде натрия селенита, а также избыточного приема пищи, полученной из растений, выросших на почвах с высоким содержанием селена.

Клинически проявляется очаговым выпадением волос (аллопецией), ломкостью ногтей, повышенной раздражительностью, появлением зуда, сыпи и бледности кожи, мышечными болями, снижением функций почек, печени, иммунной системы.

Нарушения обмена фтора

В норме суточный баланс фтора в организме человека составляет около 100 нмоль. Фторид-ион обладает среди других ионов наибольшей способностью замещать ион гидроксила (ОН–). Фтора больше всего в твердых тканях зуба, меньше – в мягких тканях организма. Концентрация фторид-иона в сыворотке крови колеблется в пределах лишь нескольких микромолей, т.е. определяется, таким образом, примерно на одном уровне. Главными участниками регуляции содержания фтора в плазме крови считаются кости (депо) и почки (процесс реабсорбции в канальцах). При чрезмерном поступлении фтора в организм он до 90 % выводится с мочой. При недостаточном поступлении фтора в организм он быстро мобилизуется из костной ткани.

Недостаточность фтора (гипофтороз) возникает в следующих ситуациях:1) снижение поступления его с пищей и водой; 2) уменьшение всасывания в желудке и тонкой кишке (в норме усваивается до 80% фтора, содержащегося в пище, и менее 50 % фтора, входящего в состав костной муки); 3) снижение выхода из депо (кости); 4) увеличение выделения с мочой (до 90 %) и калом (до 10 %).

Клинические проявления гипофтороза: 1) развитие и активизиро-

вание кариеса зубов; 2) ослабление процесса формирования полноценных зубов (особенно при снижении рН ротовой полости); 3) снижение активности иммунной системы; 4) возникновение тонзиллопатий; 5) нарушения обмена калия, приводящие к развитию рахита, остеопороза, костных переломов.

Для ликвидации гипофтороза рекомендуют длительное ежедневное применение 30-40 мг и более натрия фторида внутрь или втирания в зубы фторсодержащей пасты.

Избыточность фтора (гиперфтороз, флюороз) возникает вслед-

ствие длительного (многолетнего) чрезмерного поступления в организм фтора и фторорганических соединений. Это приводит к угнете-

274

нию одних ферментов (эстеразы микросом печени, липаз, лактатдегидрогеназы и др.) и активизации других (аденилатциклазы и др.).

Различают следующие основные виды флюорозов: эндемические, профессиональные, ятрогенные.

Клинические проявления флюорозов: 1) остеосклероз скелета; 2) тугоподвижность суставов и позвоночника; 3) развитие деформаций скелета в виде кифоза и сколиоза; 4) ускорение старения организма; 5) фиброзирование мышечных волокон; 6) хронические гастриты, панкреаты, токсические гепатиты, гепатозы, кардиомиодистрофии; 7) снижением функций гонад и т.д.

Лечение флюороза направлено, во-первых, на устранение избы-

точного поступления в организм фтора и фторорганических соединений, во-вторых, на снижение метаболических, структурных и функциональных нарушений, особенно на восстановление нарушенного кислотно-основного состояния внутренней среды организма.

10. ПАТОФИЗОЛОГИЯ КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО СОСТОЯНИЯ

10.1. Биологическое значение концентрации ионов водорода

Важнейший показатель гомеостаза организма – концентрация ионов водорода (Н+) в клетках, плазме и других внеклеточных средах. Содержание Н+ в последних влияет на конформацию макромолекул, физико-химическое и структурное состояние мембран, интенсивность образования активных форм кислорода и гидроперекисей, возбудимость, лабильность и проводимость возбудимых тканей, особенно нервных структур, чувствительность рецепторов к ФАВ, гормонам, медиаторам, сродство Hb к кислороду, активность ферментативных реакций и т.д. В нейтральной среде pH составляет 7,0. Реакция крови (pH) – жесткая гомеостатическая константа, колеблющаяся в очень малых пределах (от 7,35 до 7,45). Таким образом, кровь – слабощелочная среда.

При pH = 7,4 содержание ионов Н+ во внеклеточной жидкости составляет 40 × 109 моль/л.

Даже незначительные отклонения рН на ±0,1 или ±0,2 от нормального уровня приводят к быстрым и существенным изменениям метаболических процессов, функционирование ЦНС, гемодинамики, дыхания, деятельности различных тканей, органов, систем и всего ор-

275

ганизма. Отклонение pH на ±0,3-0,4 от нормального значения приводит к тяжелым расстройствам, вплоть до развития комы. Отклонение более ±0,4 обычно приводит к гибели организма.

Количество ионов Н+ в биологических средах организма определяет их кислотно-основное состояние (КОС), или кислотно-щелочное равновесие (КЩР), или реакцию крови. Величина КОС зависит от содержания в крови кислот, оснований и буферных систем. Интегральным показателем КОС считают величину pH, являющуюся отрицательным десятичным логарифмом молярной концентрации ионов водорода в биологической среде (например, в крови), т.е. pH = –log [H+]. Чем больше концентрация H+ в биологической среде, тем меньше величина pH, и наоборот – чем ниже концентрация H+ в биологической среде, тем выше величина pH.

Постоянство КОС внутренней среды организма, определяющее оптимум активности ферментов и других процессов жизнедеятельности в довольно узком диапазоне рН, – одно из обязательных условий нормального метаболизма, строения и функционирования различных уровней организации организма.

Общеизвестно, что кислотность внутри- и внеклеточной сред зависит главным образом от соотношения в этих биосредах организма концентрации слабых кислот (химических веществ и соединений, способных при диссоциации освобождать протоны, т.е. служить донорами протонов) и слабых оснований (химических веществ и соединений, способных связывать протоны, т.е. служить акцепторами протонов).

В связывании протонов важную роль играют слабые основания – анионы слабых кислот (КНСО3, NаНСО3, NаН2РО4), которые в отличие от сильных кислот и оснований при растворении ионизируются не полностью.

Можно утверждать, что катионы натрия, калия, кальция и магния, так же как и анионы сильных кислот (в том числе Cl–) и сильных оснований (ОН) не оказывают непосредственного влияния на кислотность той или иной среды организма, так как в разбавленных растворах ионизируются полностью.

При осуществлении разнообразных и взаимосвязанных метаболических процессов, особенно их катаболической стадии, всегда существует возможность изменения кислотности внутренних сред организма. В частности, в ходе диссимиляции органических поли-, ди- и мономеров и минеральных соединений образуются различные эндо-

276

генные кислоты, которые можно разделить на летучие и нелетучие.

Кнелетучим кислотам относят молочную, пировиноградную, β-

оксимасляную, ацетоуксусную, серную. Они не способны превращаться в газообразное вещество и не удаляются легкими наружу.

Клетучим кислотам относят угольную кислоту, продукт дис-

социации которой (СО2) выводится из организма при помощи легких. Следует напомнить, что конечный продукт метаболизма СО2 (летучий ангидрид угольной кислоты) – потенциальный источник про-

тонов.

В ходе метаболических реакций здорового организма интенсивность генерации протонов обычно соответствует скорости нейтрализации их с участием различных буферных систем либо удаления их из организма с участием органов выделительной системы, что и обеспечивает сохранность неизменного КОС.

Таким образом, КОС это такое соотношение кислот и оснований

вбиологических средах организма, которое характеризует их кислот- но-основной гомеостаз и отражает характер и интенсивность метаболических и функциональных процессов.

10.2.Основные показатели кислотно-основного состояния

рН (актуальный рН) крови (артериальной, капиллярной, венозной), во-первых, отражает концентрацию водородных ионов, а фактически – соотношение кислот и оснований в исследуемой крови; вовторых, служит важной интегральной величиной, отражающей степень компенсаторных сдвигов при действии на организм разнообразных повреждающих факторов, направленных на изменение кислотности внутренней среды организма.

Внорме рН артериальной крови в среднем равен 7,42, а венозной

–7,35.

pСО2 – величина напряжения углекислого газа в крови, отражает,

с одной стороны, интенсивность внутреннего дыхания (окислительного распада питательных веществ в тканях), с другой – функциональное состояние системы внешнего дыхания. Этот показатель может отражать развитие компенсаторных реакций при отклонениях КОС, а также расстройства самой дыхательной системы.

В норме величина рСО2 крови колеблется от 4,5 до 6,0 кПа.

ВВ (Buffer Base) – величина буферных оснований капиллярной крови, характеризует мощность буферных систем крови (карбонат-

277

ной, фосфатной и др.) и отражает состояние метаболического компонента кислотно-основного гомеостаза.

В норме величина ВВ колеблется от 44 до 52 ммоль/л.

ВЕ (Base Excess) – избыток оснований капиллярной крови, или величина сдвига буферных оснований, характеризует смещение ко-

личества кислот или оснований по отношению к должным их величинам для капиллярной крови.

В норме величина ВЕ в среднем составляет ±2,5 ммоль/л.

Отрицательные значения ВЕ свидетельствуют либо об избытке в организме нелетучих кислот либо о недостатке оснований, а также о необходимости введения в организм эквивалентного количества оснований.

Положительные значения ВЕ свидетельствуют либо о недостатке нелетучих кислот, либо об избытке оснований, а также о необходимости введения в организм с целью коррекции КОС тех или иных кислых соединений.

SB (Standart Bicarbonate) – величина стандартного бикарбона-

та плазмы крови, отражающая концентрацию гидрокарбонатов, определенную в стандартных условиях.

В норме величина SB колеблется от 20 до 27 ммоль/л.

Величина SB (так же как и величины ВВ и ВЕ), отражает функциональное состояние метаболических процессов, ответственных за регуляцию кислотно-основного гомеостаза. Изменения величины этого показателя, как и других перечисленных выше, считают надежным симптомом возникшего нарушения КОС. В случае возникновения дыхательной недостаточности отклонения величины SB обычно свидетельствуют о компенсаторных сдвигах процессов метаболизма.

Достоверная оценка КОС крови и других биологических сред организма возможна только при условии динамического исследования, как комплекса лабораторных показателей КОС, так и клинической картины заболевания с учетом его стадии и тяжести.

10.3. Основные механизмы устранения сдвигов кислотноосновного состояния в биологических средах организма

В процессе эволюции, в целях стабильного поддержания концентрации Н+ в биологических средах организма в разных условиях его жизнедеятельности, сформировались различные взаимосвязанные системы и механизмы регуляции содержания Н+ как в норме, так и

278

при различных видах патологии.

Внормальных условиях соотношение образующихся в организме кислых продуктов в 20 раз больше, чем оснований.

Вэтой связи в организме преобладают системы, устраняющие избыток кислых продуктов. Так, чтобы сделать реакцию сыворотки щелочной, к ней необходимо прибавить в несколько десятков раз (в 40-70 раз) больше гидроксида натрия, чем к дистиллированной воде.

Ачтобы сделать реакцию сыворотки кислой, к ней необходимо прибавить в несколько сотен раз (в 300-400 раз) больше соляной кислоты, чем к дистиллированной воде.

Системы, обеспечивающие нормальный pH биологических сред, включают химические буферные системы и физиологические механизмы, ответственные за регуляцию КОС.

10.3.1. Химические буферные системы

При сдвигах содержания ионов Н+ в крови и других биосредах организма (как при увеличении, так и при снижении их количества) сначала срабатывают быстродействующие и мощные химические буферные системы плазмы и эритроцитов (гемоглобиновая, бикарбонатная, фосфатная, белковая). Их емкость (а значит, и эффектив-

ность) достаточно высока (табл. 7).

Таблица 7

Относительная емкость буферов крови (в %)

Общеизвестно, что принцип действия химических буферных систем заключается в трансформации сильных кислот и оснований в слабые.

Гемоглобиновая буферная система является основным буфером эритроцитов крови и составляет около 75 % всей буферной емкости крови. Гемоглобин, как и другие белки, – амфолит, т.е. гемоглобино-

279