Хиггинс_Расшифорвка клин лаб анализов

Как натрий участвует в поддержании объема ВнеКЖ?

Осмолярность любого раствора зависит от общей концентрации растворенных в нем ионов. Так как в жидких средах организма человека (КЖ и ВнеКЖ) ионы присутствуют в относительно высоких концентрациях по сравнению с другими растворенными веществами, именно электролиты определяют осмолярность. На рис. 4.2 показано распределение электролитов между КЖ и ВнеКЖ. Отсюда следует, что именно концентрация натрия в плазме — определяющий показатель объема ВнеКЖ, а значит, объема крови.

Внутри клеток основной катион — это калий, а натрия

вклетках очень мало. Напротив, вне клеток много натрия и мало калия. Эти различия в концентрациях электролитов

вКЖ и ВнеКЖ поддерживаются с помощью механизма активного транспорта ионов, который осуществляется при участии так называемой натриево-калиевой помпы (насоса) (рис. 4.3). Это энергозависимая система, локализованная на клеточных мембранах клеток всех типов, которая выводит из клеток ионы натрия в обмен на ионы калия.

Если бы такой транспортной системы не существовало, то ионы натрия и калия диффундировали бы пассивно через клеточную мембрану и в конце концов установилось бы ионное равновесие между КЖ и ВнеКЖ. Активный транспорт ионов натрия из клетки обеспечивает его высокое содержание во ВнеКЖ и, следовательно, определяет высокую осмолярность ВнеКЖ. Так как осмолярность влияет на распределение воды между КЖ и ВнеКЖ, от концентрации натрия зависит объем ВнеКЖ.

Рис. 4.2. Концентрации растворенных веществ в КЖ и ВнеКЖ

Внимание! мэкв/л = ммоль/л для одновалентных ионов (натрий, калий), а для двухвалентных количество мэкв/л нужно разделить на 2, чтобы получить количество ммоль/л. Левая часть рисунка (внеклеточная жидкость) отражает состав плазмы крови. Состав интерстициальной жидкости очень похож, за исключением того, что в ней меньше белка и выше концентрация хлоридов.

Рис. 4.3. Поддержание концентраций натрия и калия в клетках и во внеклеточной жидкости

Регуляция водного баланса

Чтобы не возникала дегидратация или гипергидратация, поступление воды должно быть адекватно ее выведению. Для экскреции ядовитых продуктов метаболизма почками необходимо выведение как минимум 500 мл мочи в день. К этому необходимо добавить 400 мл воды, ежедневно выводимых легкими при дыхании, 500 мл, теряемых через кожу, и 100 мл — с фекалиями. Таким образом, человек теряет каждый день около 1500 мл воды. До 400 мл воды ежедневно синтезируется в организме в качестве побочного метаболического продукта. Следовательно, для поддержания водного баланса организм должен получать извне не менее 1100 мл воды в день. На самом деле поступление воды обычно превышает этот минимальный уровень, но почки легко справляются с выведением излишка жидкости, что позволяет поддерживать водный баланс. Обычно объем суточной мочи составляет от 1200 до 1500 мл, но почки, если понадобится, могут образовывать мочу в значительно большем количестве.

Поступление воды и выведение мочи связаны с осмолярностью плазмы крови. Например, если потери воды адекватно не восполняются, объем ВнеКЖ уменьшается и осмолярность

растет. Это вызывает поступление воды из клеток во ВнеКЖ, восстановление ее объема и осмолярности до определенного предела. Такое внутреннее перераспределение воды может быть, однако, лишь кратковременной мерой. Так как происходит дегидратация клеток, воды требуется больше.

Адекватный физиологический ответ на дефицит воды представлен на рис. 4.4.

Когда кровь с высокоосмолярной плазмой протекает через гипоталамус, специальные клетки (осморецепторы) понижают осмолярность одновременно по двум независимым механизмам: вызывая жажду и стимулируя секрецию антидиуретического гормона (АДГ) гипофизом. Жажда способствует увеличению поступления воды в организм. Антидиуретический гормон, действуя на почки, сохраняет воду в организме. Он увеличивает реабсорбцию воды из дистальных канальцев и собирательных трубочек почек — выводится относительно небольшое количество более концентрированной мочи, хотя некоторые современные анализаторы позволяют измерять степень гемолиза и оценивать «истинное» содержание калия в плазме гемолизированных образцов крови.

Если в организм поступает слишком много воды, осмолярность ВнеКЖ падает. Осморецепторы не стимулируются, следовательно, отсутствует жажда и не изменяется секреция АДГ. Разбавленная моча выводится в больших количествах, нивелируя избыточную водную нагрузку. Нужно помнить, что в желудочно-кишечный тракт человека ежедневно поступает около 8000 мл воды в виде слюны, желудочного сока, желчи, панкреатического и кишечного соков. В норме около 99% этой воды реабсорбируется и лишь 100 мл теряется с фекалиями. Однако нарушение функционирования механизмов сохранения воды, содержащейся в этих секретах, влечет развитие тяжелого водного дисбаланса. Таким образом, сохранение нормального водного баланса зависит от:

сохранности чувства жажды, для проявления которого человек должен быть в сознании;

нормально функционирующих гипоталамуса и гипофиза;

нормально функционирующих почек;

нормально функционирующего желудочно-кишечного тракта.

Регуляция баланса натрия

Поддержание натриевого баланса так же важна для нормального функционирования организма, как и поддержание баланса между поступлением и выведением воды. В норме в организме взрослого человека содержится около 3000 ммоль натрия, который в основном, как уже говорилось, входит в состав ВнеКЖ (плазма крови и ИСЖ) в концентрации приблизительно 140 ммоль/л.

ввиде соленых приправ. Излишек натрия выводится почками с мочой. Почечная регуляция выведения натрия позволяет поддерживать его баланс несмотря на широкую вариабельность в его поступлении. Экскреция натрия почками зависит прежде всего от скорости клубочковой фильтрации (СКФ; см. гл. 5). Относительно высокая СКФ увеличивает выведение натрия, а относительно низкая — способствует его задержке

ворганизме. Основное количество натрия (95–99%), фильтруемого в клубочках, активно реабсорбируется при прохождении мочи через проксимальные извитые канальцы. Ко времени попадания ультрафильтрата в дистальные извитые канальцы в нем остается только 1–5% натрия, отфильтрованного

впочечных клубочках. Дальнейшая судьба этого натрия (т. е. будет он выведен с мочой или реабсорбируется в кровоток) зависит главным образом от концентрации в крови альдостерона — гормона, секретируемого надпочечниками. Альдостерон действует на клетки дистальных канальцев, усиливая реабсорбцию натрия в обмен на ионы калия или водорода. Таким образом, в присутствии высоких концентраций этого гормона основное количество оставшегося натрия реабсорбируется; если же концентрация альдостерона мала, натрий не реабсорбируется, а выводится с мочой в относительно больших количествах.

Секреция альдостерона корой надпочечников находится под контролем ренин-ангиотензиновой системы (рис. 4.5). Ренин — это фермент, синтезируемый и секретируемый

другой орган) зависит от объема крови и, следовательно, от концентрации натрия, получается, что ренин секретируется почками при относительном снижении уровня натрия в плазме.

Ренин ферментативно расщепляет белок, известный как рениновый субстрат. Один из продуктов расщепления этого белка представляет собой небольшой пептид, состоящий из 10 аминокислот, — ангиотензин I. Второй фермент, получивший название ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) и синтезируемый преимущественно в легких, в дальнейшем отщепляет две аминокислоты от ангиотензина I. Получающийся в результате октопептид — это гормон ангиотензин II. Этот гормон обладает двумя важными свойствами:

вызывает сужение капилляров (вазоконстрикцию), увеличивая тем самым кровяное давление и способствуя восстановлению нормального кровотока через почки;

стимулирует синтез и секрецию альдостерона клетками коры надпочечников, что активизирует, как уже обсуждалось, реабсорбцию натрия и, следовательно, нормализует объем крови и почечный кровоток.

Вответ на повышение кровяного давления и объема крови клетки предсердия секретируют предсердный натрийуретический пептид (ANP) — гормон, выступающий антагонистом альдостерона. В результате действия ANP уменьшается реабсорбция натрия в дистальных канальцах почек и усиливается его выведение с мочой. Так в совокупности система «обратной связи» обеспечивает тонкую регулировку баланса натрия в организме.

Кроме того, ежедневно в желудочно-кишечный тракт поступает с водой около 1500 ммоль натрия (см. выше). В норме около 10 ммоль натрия, экскретируемого с фекалиями, реабсорбируется. Недостаточность реабсорбции натрия в желудоч- но-кишечном тракте неизбежно приводит к дефициту натрия, который становится очевидным, если почечная компенсация оказывается неэффективной. В целом баланс натрия зависит главным образом от:

нормальной функции почек;

адекватной секреции альдостерона корой надпочечников;

нормального функционирования желудочно-кишечного тракта.

КАЛИЙ. НОРМАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ

Калий необходим для функционирования множества ферментов, проведения нервного импульса и мышечного сокращения. Практически все содержащиеся в организме человека 3000 ммоль калия локализованы внутри клеток. Только 0,4% калия находится в плазме крови, где можно измерить его уровень, хотя он недостаточно точно отражает общее содержание этого элемента в организме. Сохранение нормального уровня калия в плазме, однако, необходимо для поддержания здоровья и калиевого баланса в целом.

Регуляция баланса калия в норме

Ежедневно с мочой, калом и потом теряется как минимум 40 ммоль калия. Для поддержания калиевого равновесия они должны быть восполнены. Обычно в пище содержится

всреднем 100 ммоль калия в составе цитрусовых, листовых овощей, картофеля, хлеба и мяса. Почки обеспечивают экскрецию калия в мочу в количествах, достаточных для сохранения баланса. Как и натрий, калий, фильтрующийся через почечные клубочки, в основном реабсорбируется в начальной (проксимальной) части почечных канальцев. Тонкая регуляция осуществляется в дистальных отделах канальцев и в собирательных трубочках. Здесь калий может секретироваться

вобмен на ионы натрия или реабсорбироваться. Натриево-ка- лиевый обмен усиливается под действием ренин-ангиотензин- альдостероновой системы, так что альдостерон активирует реабсорбцию натрия и выведение калия с мочой.

Количество калия, выводимого с мочой, определяется также действием почек по сохранению рН крови в нормальных границах. Один из механизмов, предотвращающих сильное закисление крови, — выведение почками избытка ионов водорода в составе мочи путем обмена на ионы натрия в дистальных почечных канальцах. Это значит, что при ацидозе меньше натрия может обмениваться на калий и, следовательно, относительно меньше калия выводится с мочой. Как мы

вдальнейшем увидим, существуют и другие пути взаимовлияния калия и кислотно-основного состояния.