БЕЛОРУССКАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ ПОСЛЕДИПЛОМНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Кафедра урологии и

БЕЛОРУССКАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ ПОСЛЕДИПЛОМНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Кафедра урологии и нефрологии Водно-электролитный обмен Громыко В. Н.

Почему почки в центре внимания? ¡ ¡ Только почки могут выделять Na+ и воду строго в соответствии потребностями организма. с Самая незначительная патология почек приводит к нарушению «очистки» организма. Часто патология почек приводит к артериальной гипертензии. Окончательная моча доступна и дает информацию не только о состоянии системы выделения, но и внутренней среде организма.

Кровоснабжение почки

Функции отделов при образования мочи

Термины и определения ¡ Водно-электролитный (водно-солевой) обмен - совокупность процессов поступления, всасывания, распределения и выделения воды и солей в организме человека и животных (Ю. В. Наточин).

Термины и определения Концентрация раствора – относительное количество вещества в растворе, то есть количество растворенного вещества, приходящееся на определенное количество раствора. ¡ Раствор = Растворяемое в-во + р-ль. ¡ Измеряется: г/л, мкг/л, моль/л, ммоль/л, экв/л, мэкв/л. ¡

Термины и определения ¡ ¡ Моль (молярный вес) – количество вещества в г, численно равное относительному атомному или молекулярному весу вещества. 1 моль соответствует 6, 022 х 1023 частиц. ¡ Миллимоль – количество вещества в мг, численно равное относительному атомному или молекулярному весу. ¡ Пример: относительный атомный вес натрия 23 (1 ммоль = 23 мг), хлора 35 (1 ммоль = 35 мг), натрий хлорид (Na. Cl) равен 23+35 = 58 (1 ммоль = 58 мг).

Термины и определения Na. Cl => Na+ + Cl¡ В 1 л 0, 09% Na. Cl => 9 г (9000 мг) Na. Cl ¡ 1 ммоль Na. Cl = 58 мг, то в 1 л 0, 09% Na. Cl содержится: ¡ 9000 мг / 58 мг/ммоль по 155 ммоль натрия и хлорида. ¡

Термины и определения ¡ ¡ ¡ Эквивалентный вес - это количество весовых единиц элемента, которое электрохимически эквивалентно, может замещаться или вступать в реакцию с одной весовой единицей водорода. Эквивалент - это количество вещества в граммах, миллиэквивалент в миллиграммах, численно равное атомному или молекулярному весу иона, разделенному на его электрический заряд (валентность) Пример: Na+ - 1 ммоль = 1 мэкв = 23 мг; Ca 2+ - 1 ммоль = 40 мг, а 1 мэкв = 20 мг.

Термины и определения ¡ ¡ ¡ Осмолярность – водосвязывающая способность растворов, зависящая исключительно от молярной (корпускулярной) концентрации в растворе веществ (атомов, молекул, комплексов молекул). Выражается в осмолях или миллиосмолях на 1 л раствора (осм/л раствора или мосм/л раствора) и численно равна концентрации вещества в растворе в моль/л или ммоль/л соответственно. Понятие осмолярность идентично понятию молярность (молярная концентрация).

Термины и определения ¡ ¡ Если молярная концентрация выражается на 1 кг воды (растворителя), то водосвязывающая способность раствора определяется термином осмоляльность (осм/кг воды или мосм/кг воды). Различия величин осмолярности и осмоляльности биологических жидкостей незначительны и не имеют большого практического значения.

Термины и определения ¡ ¡ Чем больше в растворе содержание воды, тем меньше отличаются между собой величины осмолярности и осмоляльности. В крови содержание воды по объему составляет в среднем 92%. Соответственно величина осмоляльности больше величины осмолярности в 1, 09 раза.

Осмолярность Общая осмолярность всех жидкостей организма зависит от: - концентрации свободных частиц растворенной осмоактивной субстанции; - активности частиц растворенной субстанции; - содержания воды. ¡ ¡ Общая осмолярность плазмы крови рассчитывается следующим образом: Осмпл=2 х [Na]+[глюкоза]+[мочевина] ¡ Осмолярность можно также измерить с помощью осмометра криоскопическим методом.

Осмолярность ¡ ¡ В норме осмолярность составляет 285± 10 мосм/л 1 мосм/л = 17 мм рт ст Примерно 0, 55% (около 1, 6 - 2 мосм/л) общей осмолярности плазмы создается белками.

Термины и определения ¡ ¡ Осмотическое давление – минимальное гидростатическое давление, которое необходимо создать в растворе, чтобы устранить перемещение (осмос) в раствор чистого растворителя через разделяющую раствор и растворитель полупроницаемую мембрану, то есть через мембрану, пропускающую чистый растворитель и не пропускающую частицы растворенного вещества. Притягивание воды частицами растворенного вещества обусловлено их гидрофильностью – способностью частиц связывать воду.

Термины и определения ¡ Коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление – часть осмотического давления, которая определяется концентрацией коллоидов (в плазме концентрацией белковых молекул и в небольшой мере липидных молекул, а так же – искусственных коллоидов при их переливании).

Термины и определения ¡ Тоничность – способность раствора вызывать движение чистой воды в клетку, из клетки или не влиять на ее перемещение, что связано с возникновением градиента концентрации растворенного вещества вне клетки и в клетке (вода перемещается в направлении большей концентрации, то есть большей осмолярности).

Термины и определения ¡ ¡ ¡ Тоничность определяется, прежде всего, способностью растворенного вещества проникать через клеточную мембрану. В частности, растворы хлористого натрия не проникают через клеточную мембрану (противодействие мембранных механизмов), а растворы этанола и мочевины беспрепятственно проникают через клеточные мембраны. Соответственно, тоничность и осмолярность могут совпадать (растворы натрия хлорида), не совпадать (растворы этанола, мочевины)

Термины и определения ¡ Водно-электролитный баланс (франц. вalance – букв. весы) – соотношение поступления в выделения воды и электролитов в организме. Баланс = Поступление - Выделение

Термины и определения ¡ ¡ Водно-электролитный баланс может быть положительным (активным), когда поступления воды и (или) электролитов в организм превышают выделения. Он может быть отрицательным (пассивным), когда выделения - превышают поступления. Уравновешенным (нулевым, нормальным), когда поступления - равны выделениям. О положительном или отрицательном водном балансе можно с уверенностью говорить, если различия объемов поступивших в организм и выделенных из организма жидкостей составляют 25% и более.

Законы водно-электролитного состояния внутренней среды организма ¡ Закон изоосмолярности - осмолярность всех жидкостных систем организма, имеющих между собой свободный обмен воды, поддерживается одинаковой.

Законы водно-электролитного состояния внутренней среды организма Закон электронейтральности во всех жидкостях организма сумма отрицательных зарядов анионов равна сумме положительных зарядов катионов. ¡ Закон стремления к сохранению постоянства нормального р. Н жидкостей организма (нормальный р. Н 7, 35 -7, 45). ¡

Растворы КРИСТАЛЛОИДЫ КОЛЛОИДЫ

Растворы Кристаллоиды - водные растворы с размером частиц менее 1 нанометра. ¡ Кристаллоидные растворы однородны и поэтому их называют истинными, они кристаллизуются. ¡ Коллоиды - водные растворы с размером частиц от 1 до 100 нм. ¡

Растворы Кристалллоиды подразделяют на: - растворы электролитов (физиологический раствор, раствор Рингера, растворы кислот и др. ) - растворы неэлектролитов (растворы глюкозы, спирта и др. ). ¡ Среди коллоидов выделяют: - растворы натуральных веществ (раствор альбумина, плазма и др. ) - растворы синтетических веществ (растворы декстранов, гидроксиэтилированного крахмала и др. ). ¡

Растворы ¡ Кристаллоидные растворы свободно проходят (просачиваются) через капиллярные мембраны, коллоидные в норме в основном не проходят. В этом заключается важнейшее биологическое различие кристаллоидных и коллоидных растворов.

Вода ¡ ¡ ¡ ¡ Вода является универсальным растворителем для большинства органических (кроме липидов) и неорганических соединений. Вода и растворенные в ней вещества создают внутреннюю среду организма. Вода обеспечивает транспорт веществ и тепловой энергии по организму. Значительная часть химических реакций организма протекает в водной фазе. Вода участвует в реакциях гидролиза, гидратации, дегидратации. Определяет пространственное строение и свойства гидрофобных и гидрофильных молекул. В комплексе с ГАГ вода выполняет структурную функцию.

Вода ¡ ¡ Содержание воды в организме взрослого человека составляет в среднем 60% от массы тела; В зависимости от веса, возраста, пола, интенсивности физической работы, температуры тела, внешних условий (в горячих цехах, в жарком климате) суточная потребность человека в воде составляет в среднем 1, 5 л на 1 м 2 поверхности тела или 30– 45 г на кг массы тела, что соответствует 2, 1– 3, 1 л.

Содержание воды в организме Возрастная группа % воды от массы тела Новорожденные 75 – 80 Взрослые до 60 лет 60 Взрослые после 60 лет Мужчины Женщины 54 46

Распределение воды ¡ - ¡ Вода распределяется между 2 секторами: Внутриклеточный сектор (I водное пространство); Внеклеточный сектор (II водное пространство). В норме соотношение объемов этих водных секторов довольно постоянно и равно 3 : 1.

Внутриклеточная (интрацеллюлярная) жидкость (ВКЖ) ¡ ¡ ¡ Связанная с гидрофильными органическими и неорганическими веществами. Адгезированная на поверхности коллоидных молекул. Свободная. Эта часть внутриклеточной воды меняется наиболее значимо при изменении жизнедеятельности клетки, как в норме, так и при развитии патологических процессов.

Внеклеточная (экстрацеллюлярная) жидкость (ЭКЖ) Интраваскулярная жидкость (плазма крови). Вода циркулирующей плазмы составляет в среднем около 4– 5% от массы тела. ¡ Интерстициальная жидкость (тканевая, межуточная). Она составляет 12– 15 % от массы тела. ¡

Внеклеточная (экстрацеллюлярная) жидкость (ЭКЖ) ¡ - Трансклеточная жидкость (межклеточная) (1– 3% от массы тела) находится в различных пространствах организма: спинномозговая жидкость; синовиальная жидкость (суставов, сухожилий и др. ); желудочный и кишечный соки; жидкость полости капсулы клубочка и канальцев почек (первичная моча); жидкость серозных полостей (плевральной, перикарда, брюшной и др. ); влага камер глаза.

Суточный баланс жидкости Поступление воды, мл/сут Питье и жидкая пища – 1100 – 1400 Твердая пища – 800 – 1000 Эндогенная вода – 300 ИТОГО 2200 - 2700 Выделение воды, мл/сут С мочой – 1200 – 1400 С потом – 600 – 700 С воздухом – 300 – 400 Через кишечник – 100 – 200 ИТОГО 2200 - 2700 Количество выпиваемой воды приблизительно эквивалентно диурезу, а количество воды, поступающей с пищей примерно равно потерям при потоотделении и со слизистых дыхательных путей.

Вода ¡ Вода, образующаяся эндогенно, и вода, теряемая путем перспирации через легкие, не содержат электролитов.

Обмен воды в организме ¡ ¡ ¡ Вода вместе с растворенными в ней солями во всех жидкостей организма находится в постоянном обмене, движении. Общий обмен жидкости между плазмой и интерстицием достигает 1100 литров в сутки; Плазмоток в почечных клетках превышает 1000 литров в сутки, что сопровождается образованием 180 литров первичной мочи и выделением 1, 5 литров вторичной мочи.

Обмен воды в организме ¡ ¡ В ЖКТ за сутки секретируется 8 -10 литров воды, которая непрерывно по мере выделения всасывается обратно (главным образом, до 95% в толстом кишечнике), исключая примерно 100 мл воды, выделяющейся с калом. В зависимости от характера питания и состояния организма в течение суток слюнные железы секретируют до 1, 5 л слюны, печень – до 1, 2 л желчи, поджелудочная железа – до 1, 5 -2, 0 л поджелудочного сока, желудок – до 2 -3 л желудочного сока, тонкий кишечник – до 1 -3 л кишечного сока.

Регуляция водно-электролитного обмена Регулируется: - непрерывной и обширной рецепцией параметров водно-электролитного состояния; - управляющей деятельностью нейроэндокринной системы; - функционированием органов-исполнителей регуляции.

Рецепторы - Воспринимают и анализируют изменения: объема; гидростатического давления; осмолярности; содержания натрия в жидкостях, содержащихся в сосудистом русле и интерстиции.

Рецепторы ¡ ¡ волюморецепторы (правое предсердие, дуга аорты и др. ); барорецепторы (правое и левое предсердия, общая сонная артерия, каротидный синус, дуга аорты, периферические сосуды, афферентная артериола); осморецепторы (гипоталамус, правое предсердие, различные органы и ткани); рецепторы юкстагломерулярного аппарата почек, коры надпочечников, предсердий, непосредственно воспринимающие изменения концентрации натрия.

Гормоны Вазопрессин (АДГ); ¡ Альдостерон; ¡ Атриопептид. ¡

Вазопрессин (AVP) Антидиуретический гормон (АДГ) • Пептидный гормон, состоящий из 9 аминокислот. • Синтезируется в гипоталамусе, храниться в нейрогипофизе. • Древний гормон в эволюционном плане (черви, гидра, моллюски, насекомые).

Вазопрессин (AVP) Антидиуретический гормон (АДГ) • Выброс AДГ стимулируют: - повышение осмолярности плазмы (гипернатриемия); - снижение объема циркулирующей крови; • Обеспечивает концентрирование мочи выше осмолярности плазмы крови; • Короткий период жизни (T 1/2 = 3 -5 мин. ) => очень быстрый эффект.

Активация рецепторов V 1 вазопрессином. Связывание AVP с V 1 стимулирует мембран-связанную фосфолипазу (PLCβ) через активацию Gq-протеина. Это, в свою очередь, приводит к образованию инозитол трифосфата (IP 3) и мобилизации внутриклеточного Ca 2+ (ic. Ca 2+). Запускаемый отдельно каскад фосфорилирования через активацию диацилглицерола (DAG) и протеин киназы С (PKC) вызывает следующие эффекты: вазоконстрикцию ГМК сосудов, клеточный рост, выброс АКТГ и агрегацию тромбоцитов.

Активация рецепторов V 2 вазопрессином. Связывание AVP с V 2 стимулирует Gs-протеин, который активирует аденилат циклазу. Это приводит к образованию c. AMP, активирующего протеин киназу А (РКА). Этот путь усиливает экзоцитоз и ингибирует эндоцитоз везикул, содержащих аквапориновый водный канал (AQMCV), что приводит к увеличению каналов аквапорина 2 (AQ 2) с их последующим встраиванием в апикальную мембрану. Это повышает проницаемость воды из собирательных трубок.

Это приводит к снижению эффективности выведения натрия и мочевины

Натриуретический гормон (предсердный натриуретический фактор, ПНФ, атриопептин) ¡ ¡ ¡ ПНФ - пептид, содержащий 28 АК с 1 дисульфидным мостиком, синтезируется, главным образом, в кардиомиоцитах предсердий. Секрецию ПНФ стимулирует в основном повышение АД, а также увеличение осмотического давления плазмы, частоты сердцебиений, концентрации катехоламинов и глюкокортикоидов в крови. ПНФ действует через гуанилатциклазную систему, активируя протеинкиназу G.

Натриуретический гормон (предсердный натриуретический фактор, ПНФ, атриопептин) ¡ ¡ В почках ПНФ расширяет приносящие артериолы, что увеличивает почечный кровоток, скорость фильтрации и экскрецию Na+. В периферических артериях ПНФ снижает тонус гладких мышц, что расширяет артериолы и понижает АД. Кроме того, ПНФ ингибирует выделение ренина, альдостерона и АДГ.

Альдостерон ¡ ¡ ¡ Альдостерон — активный минералокортикостероид, синтезирующийся клетками клубочковой зоны коры надпочечников. Синтез и секрецию альдостерона стимулируют ангиотензин II, низкая концентрация Na+ и высокая концентрацией К+ в плазме крови, АКТГ, простагландины. Секрецию альдостерона тормозит низкая концентрация К+.

Альдостерон ¡ ¡ Рецепторы альдостерона локализованы как в ядре, так и в цитозоле клетки. Альдостерон индуцирует синтез: а) белков-транспортёров Na+, переносящих Na+ из просвета канальца в эпителиальную клетку почечного канальца; б) Na+, К+-АТФазы в) белков-транспортёров К+, переносящих К+ из клеток почечного канальца в первичную мочу; г) митохондриальных ферментов ЦТК, в частности цитратсинтазы, стимулирующих образование молекул АТФ, необходимых для активного транспорта ионов.

Альдостерон стимулирует реабсорбцию Na+ в почках, что вызывает задержку Na. Cl в организме и повышает осмотическое давление. ¡ стимулирует секрецию К+, NH 4+ в почках, потовых железах, слизистой оболочке кишечника и слюнных железах. ¡

Заключение Почки играют важную роль в регуляции водно-электролитного баланса организма. ¡ Цель этой регуляции – поддержание гомеостаза. ¡

Спасибо за внимание!

Осмолярность ¡ ¡ Эффективное осмотическое давление в ЭКЖ создается в основном ионами натрия и соответствующими ему анионами, для которых клеточная мембрана относительно непроницаема. Эффективная осмоляльность плазмы равна: Осмпл=2 х [Na]+[глюкоза] Клиническое значение имеет показатель осмоляльный промежуток (интервал) - это разница между осмоляльностью, вычисленной по формуле и измеренной с помощью осмометра. Норма – до 10 м. Осм/кг воды

Сектора жидкости, эквилибрация UF Диализирующий раствор Внутриклеточная жидкость ~ 63% Интерстициальная жидкость ~ 30% Сосудистое русло ~ 7%

Вода ¡ ¡ ¡ Самое распространѐнное химическое соединение; Идеальный растворитель для органических и неорганических веществ; Неотъемлемый компонент метаболических реакций, основная составляющая внутренней среды организма; В жидкой среде осуществляется пищеварение и всасывание в кишечнике питательных веществ; С водой из организма устраняются продукты его жизнедеятельности; Вода является необходимым компонентом для осуществления большинства жизненно важных функций организма;

ОРГАННЫЙ КРОВОТОК И ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА ОРГАН ПОЧКА МОЗГ КОЖА СК МЫШЦА СЕРДЦЕ КРОВОТОК мл/100 г мин КРОВОТОК мл/мин QO 2 µМ/100 г мин 420 54 13 27 84 1260 750 460 840 252 267 147 15 72 431