ВОДНО-ОСМОТИЧЕСКИЙ И ЭЛЕКТРОЛИТНЫЙ БАЛАНС доцент ТРУБЕЦКАЯ Л В

ВОДНО-ОСМОТИЧЕСКИЙ И ЭЛЕКТРОЛИТНЫЙ БАЛАНС доцент ТРУБЕЦКАЯ Л. В.

ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ ДЛЯ ОРГАНИЗМА • Вода – это среда, в которой протекают биохимические реакции (растворитель) • Активно участвует в реакциях обмена (гидролиз, окисление, гидратация коллоидов и др. ) • В водной среде происходит переваривание пищи и всасывание питательных веществ (9 л пищеварительных соков за сутки) • Вода транспортирует растворенные в ней вещества (тканевая жидкость, плазма крови) • Способствует выведению метаболитов • Уменьшает трение между соприкасающимися поверхностями (между серозными оболочками, суставными поверхностями и пр. ) • Участвует в терморегуляции • и в других физиологических процессах (например, жидкости внутреннего уха и т. д. )

ОБЪЁМ ЖИДКОСТИ В ОРГАНИЗМЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВОЗРАСТА Плод 90% Новорожденный 80% Ребенок Взрослый Старость 65% 70% 55%

ОБЩЕЕ КОЛИЧЕСТВО ВОДЫ В ОРГАНИЗМЕ МУЖЧИН И ЖЕНЩИН

ВОДНЫЙ БАЛАНС ПОСТУПЛЕНИЕ ВОДЫ Питьё 1, 1 л Пища 1, 1 л Обмен 0, 3 л ВЫДЕЛЕНИЕ ВОДЫ Дыхание 0, 4 л Кожа 0, 5 л ЖКТ 0, 1 л Почки 1, 5 л 2, 5 л/сут

НЕРЕГУЛИРУЕМЫЕ ПОТЕРИ ВОДЫ ДЫХАНИЕ: постоянные потери воды, т. к. парциальное давление водяных паров в альвеолах всегда 47 мм рт. ст. , что обычно выше, чем в атмосфере (особенно в холодную погоду, когда оно равно 0). Потери воды увеличиваются при гипервентиляции лёгких. КОЖА: постоянные потери не зависят от потоотделения (300 -400 мл/сут). Диффузию воды с поверхности кожи ограничивает слой ороговевшего эпидермиса с высоким содержанием холестерина. При обширных ожогах испарение воды может увеличиться в 10 раз (до 3 -5 л/сут). ПОТООТДЕЛЕНИЕ в норме 100 мл/сут, но в жаркую погоду при тяжелой физической нагрузке может достигать 1 -2 л/час (!)

НЕРЕГУЛИРУЕМЫЕ ПОТЕРИ ВОДЫ ЖКТ: потери воды незначительные (100 -150 мл / сут), несмотря на то, что за сутки в просвет ЖКТ выделяется до 9 литров пищеварительных соков. Вот почему при тяжелой диарее в отсутствии лечения через несколько дней развивается тяжелая дегидратация. РЕГЛИРУЕМОЕ ВЫДЕЛЕНИЕ ВОДЫ ОСУЩЕСТВЛЯЮТ ПОЧКИ. Объём выделяемой мочи может быть 0, 5 – 20 л/сут

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИДКИХ СРЕД ОРГАНИЗМА Всего воды 60% от массы тела (70 кг) ТЦЖ 1 -2% ПЛАЗМА Трансцеллюлярная жидкость (3 -е водное пространство) 4% Экстрацеллюлярная жидкость (ЭЦЖ) Межклеточная жидкость 19% Внутриклеточная жидкость 35% 75 х 1012 клеток организма Интрацеллюлярная жидкость (ИЦЖ)

ЖИДКОСТНЫЕ СРЕДЫ ОРГАНИЗМА Трансцеллюлярная жидкость: Ликвор (желудочки мозга, субдуральное пр-во) Л и м ф а Межклеточная жидкость Синовиальная жидкость Внутриглазная жидкость Жидкости внутреннего уха Кровь Внутриклеточная жидкость Плевральная А также жидкость перикардиальная, перитонеальная

СОДЕРЖАНИЕ ВОДЫ В РАЗНЫХ ОРГАНАХ

ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЁМОВ ЖИДКОСТИ Внутриклеточная жидкость 28 л Осмотическое давление Мембрана клетки Межклеточная жидкость 11 л Онкотическое давление Стенка капилляра Плазма 3 Поступление лимфоотток л Выделение

ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ - регулирует переход воды через мембрану клеток; - влияет на распределение воды между внутриклеточным и внеклеточным пространством. - Величина осмотического давления = 7, 6 атм.

ОСМОС – это движение воды через полупроницаемую мембрану из области с низкой концентрацией соли в область с высокой концентрацией соли • В гипотоническом растворе клетки набухают (клеточный отёк) • В гипертоническом растворе клетки сморщиваются

Нормальные эритроциты в форме двояковогнутого диска Сморщенные эритроциты в гипертоническом солевом растворе

ПРОСТЕЙШИМ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИМ Р-РОМ ЯВЛЯЕТСЯ 0, 9% Р-Р Na. Cl это изоосмотический р-р, в котором клетки не набухают и не сморщиваются

ОНКОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ - влияет на переход воды через стенку капилляра; - влияет на распределение воды между внутрисосудистым и интерстициальным (межклеточным) пространством.

БЕЛКИ ПЛАЗМЫ КРОВИ (6 -8%) - белки не проходят через стенку капилляра и удерживают воду в сосудистом русле. - Сила, с которой белки плазмы удерживают воду в капилляре, называется онкотическим давлением. - это часть осмотического давления, которая приходится на долю белков плазмы: 1/200 часть или 25 мм рт. ст.

АРТЕРИАЛЬНЫЙ КОНЕЦ КАПИЛЛЯРА гидростатическое давление крови 35 мм Hg 25 мм Hg онкотическое давление ФИЛЬТРАЦИЯ ВОДЫ ФД = 35 – 25 = 10 мм рт. ст. Фильтруется 20 л воды за сутки

ВЕНОЗНЫЙ КОНЕЦ КАПИЛЛЯРА гидростатическое давление крови 15 25 мм Hg онкотическое давление РЕАБСОРБЦИЯ ВОДЫ РД = 25 – 15 = 10 мм рт. ст. Реабсорбируется 18 л воды за сутки

ЛИМФООТТОК 2 л воды за сутки отводится из интерстициального пр-ва в составе лимфы ЛИМФА 2 л / сутки 20 л / сутки ФИЛЬТРАЦИЯ 18 л / сутки РЕАБСОРБЦИЯ

ИНТЕРСТИЦИАЛЬНЫЙ (МЕЖКЛЕТОЧНЫЙ) ОТЁК: • ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ застой крови, повышение гидростатического давления крови • ГИПООНКОТИЧЕСКИЙ дефицит белков, снижение онкотического давления плазмы • ОТЁК, ВЫЗВАННЫЙ ПОВЫШЕНИЕМ ПРОНИЦАЕМОСТИ КАПИЛЛЯРОВ (например, аллергический отёк) • ЛИМФАТИЧЕСКИЙ ОТЁК нарушение оттока лимфы (слоновость)

РЕГУЛЯЦИЯ ОСМОТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ • АДГ (вазопрессин) - увеличивает проницаемость дистальных отделов нефрона для воды, усиливает реабсорбцию осмотически чистой воды (независимо от натрия). • Поэтому только АДГ способен регулировать осмотическое давление. • Усиление секреции АДГ начинается при повышении осмолярности на 1 -2% (!) • Осморецепторы находятся – (а) в печени (всасывание воды и солей из ЖКТ) – (б) в стенке предсердий и крупных сосудов (изменение осмотического давления крови) – (в) в гипоталамусе (центральные осморецепторы) • Другим механизмом регуляции является жажда и питьевое поведение. Центр жажды находится в гипоталамусе.

РЕГУЛЯЦИЯ ОБЩЕГО ОБЪЁМА ВОДЫ В ОРГАНИЗМЕ и ОЦК (объёма циркулирующей крови) • АДГ (вазопрессин) – усиление секреции гормона при снижении ОЦК на 7 -8%. В ответ – реабсорбция воды почками. • Ренин-ангиотензин-альдостероновая система – активация системы при снижении давления и кровотока в почечных артериях. В ответ – реабсорбция натрия и воды почками. • ПНГ (предсердный натрийуретический гормон) – торможение секреции гормона при снижении ОЦК (уменьшение растяжения предсердий). В ответ – снижение выведения натрия и воды почками.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПОДДЕРЖАНИЯ ОСМОТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ МОЧЕВЫДЕЛЕНИЕ ЖАЖДА осморецепторы центральные

ДЕГИДРАТАЦИЯ ТКАНЕЙ: увеличение осмолярности и уменьшение ОЦК Стимуляция ядер ГИПОТАЛАМУСА (центральные осморецепторы) волюморецепторы и осморецепторы предсердий ГИПОФИЗ – усиленное выделение АДГ в кровь Осморецепторы сосудов и паренхимы органов ПОЧКА – усиленная реабсорбция воды Дегидратация тканей Снижение диуреза

ГИПЕРГИДРАТАЦИЯ ТКАНЕЙ: уменьшение осмолярности и увеличение ОЦК Торможение ядер ГИПОТАЛАМУСА (центральные осморецепторы) Волюморецепторы и осморецепторы предсердий Осморецепторы сосудов и паренхимы органов ГИПОФИЗ – уменьшение выделения АДГ в кровь ПОЧКА – уменьшение реабсорбции воды Гипергидратация тканей Повышение диуреза

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЁМОВ ОТДЕЛЬНЫХ ЖИДКИХ СРЕД ОРГАНИЗМА Объём жидких сред определяется методом разведения индикатора: Объём = количество индикатора концентрация индикатора • ОБЩИЙ ОБЪЁМ ВОДЫ (ООВ): индикатором может быть тритий или дейтерий. • ОБЪЁМ ВНЕКЛЕТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ (ЭЦЖ): в качестве индикатора применяют радиоактивный натрий, инулин. • ОБЪЁМ ВНУТРИКЛЕТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ (ИЦЖ) измерить невозможно. Его рассчитывают: ИЦЖ = ООВ – ЭЦЖ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ И МЕЖКЛЕТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ • ОБЪЕМ ПЛАЗМЫ: индикатор не должен проходить через стенку капилляров. Применяют альбумин, меченный радиоактивным йодом, или метиленовый синий (который связывается с альбумином плазмы). • ОБЪЁМ МЕЖКЛЕТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ измерить невозможно. Его рассчитывают как разность между объёмом внеклеточной жидкости (ЭЦЖ) и объёмом плазмы крови. (Для определения объёма цельной крови надо знать объём плазмы и показатель гематокрита).

ЭЛЕКТРОЛИТНЫЙ БАЛАНС

ОСНОВНЫЕ КАТИОНЫ И АНИОНЫ ВНУТРИКЛЕТОЧНОЙ И ВНЕКЛЕТОЧНОЙ ЖИДКОСТЕЙ Внеклеточная жидкость (в том числе плазма крови) Внутриклеточная жидкость

РОЛЬ ПОЧЕК В РЕГУЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОЛИТНОГО СОСТАВА ПЛАЗМЫ • АЛЬДОСТЕРОН – минералокортикоид (кора надпочечников): (1) Усиливает реабсорбцию натрия, (2) Усиливает секрецию калия, (3) Усиливает секрецию водородных ионов. Секрецию альдостерона стимулируют: (а) ангиотензин, (б) гиперкалиемия (в) АКТГ • ПНГ (предсердный натрийуретический гормон) уменьшает реабсорбцию натрия и воды почками.

УЧАСТИЕ АЛЬДОСТЕРОНА В РЕГУЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОЛИТНОГО БАЛАНСА Повышение секреции альдостерона Повышение K / Na коэффициента в плазме Повышение реабсорбции натрия. Повышение секреции калия. Понижение реабсорбции натрия. Понижение секреции калия. Na Понижение секреции альдостерона K Понижение K / Na коэффициента в плазме

ОЦЕНКА ЭЛЕКТРОЛИТНОГО БАЛАНСА • Главным показателем электролитного баланса (и осмолярности) является концентрация натрия в плазме. • Нормальный показатель = 140 мэкв/л • Гипонатриемия (<140) указывает на избыток воды или недостаток натрия • Гипернатриемия (>140) указывает на недостаток воды или избыток натрия

НАРУШЕНИЯ ВОДНО-ЭЛЕКТРОЛИТНОГО БАЛАНСА

ДЕГИДРАТАЦИЯ

СТЕПЕНЬ ДЕГИДРАТАЦИИ • Лёгкая дегидратация - потеря 5 -6% жидкости (или 1 -2 литра): отмечается чувство жажды. • Средняя дегидратация - потеря 5 -10% жидкости (или 2 -4 литра): повышение температуры, беспокойство как признаки дегидратации головного мозга. • Тяжёлая дегидратация - потеря более 10% жидкости (или более 4 л): гипертермия, нарушение микроциркуляции, гиповолемический шок. • Острая дегидратация потеря 20 л и более – является смертельно опасной.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ДЕГИДРАТАЦИИ На передней поверхности предплечья внутрикожно вводится 0, 25 мл физраствора Na. Cl, после чего определяется время до его полного рассасывания. НОРМА 45 -60 мин Лёгкая Степень 30 -40 мин 50 -80 мл/кг/сут для коррекции Средняя Степень 15 -20 мин 80 -120 мл/кг/сут для коррекции Тяжёлая Степень 5 -15 мин 120 -170 мл/кг/сут для коррекции

ИЗОТОНИЧЕСКАЯ ДЕГИДРАТАЦИЯ • Потери жидкости, изотоничной плазме крови: рвота, диарея, кровотечение, ожоги, диуретики на фоне бессолевой диеты. Снижение тургора кожи, сухой язык, гипертермия, олигурия. Уменьшается ОЦК (гиповолемия) вплоть до развития дегидратационного шока. Падение АД, снижение МОК ведут к увеличению секреции АДГ и альдостерона. Гиповолемия. ИЦЖ НОРМА 0 10 20 (Необходимо введение физраствора). ЭЦЖ 30 40 ОБЪЁМ (л)

ГИПЕРТОНИЧЕСКАЯ ДЕГИДРАТАЦИЯ • Преимущественная потеря воды: гипервентиляция, профузное потоотделение, слюнотечение, рвота, диарея, полиурия – при недостаточном поступлении воды в организм. Происходит выход воды из клеток. Развивается торможение, сонливость, апатия, судороги, кома. Гипертермия ( «солевая лихорадка» ). Обезвоживание клеток. Гиповолемия. ИЦЖ НОРМА 0 10 (Необходимо ведение растворов, содержащих глюкозу с инсулином). ЭЦЖ 20 30 40 ОБЪЁМ (л)

ГИПОТОНИЧЕСКАЯ ДЕГИДРАТАЦИЯ • Преимущественная потеря электролитов: потоотделение, неукротимая рвота, тяжелая диарея ( а также лечение дегидратации водой, чаем, кока-колой) Гипонатриемия (Na<130 ммоль/л). Снижение осмолярности ЭЦЖ ведет к переходу воды в клетки. Уменьшается ОЦК (гиповолемия), увеличивается вязкость крови, нарушается КЩР. ИЦЖ Клеточный отёк. Гиповолемия. ЭЦЖ (Необходимо введение растворов с катионами натрия) НОРМА 0 10 20 30 40 ОБЪЁМ (л)

ГИПЕРГИДРАТАЦИЯ

ОСНОВНЫЕ СИМПТОМЫ ГИПЕРГИДРАТАЦИИ • Увеличение ОЦК (объёма циркулирующей крови) • Повышение АД, аритмии. • Снижение онкотического давления • Интерстициальные отёки: отёки тканей, отёк мозга, отёк лёгких. • Психоневрологические симптомы отёка мозга.

ИЗОТОНИЧЕСКАЯ ГИПЕРГИДРАТАЦИЯ • • Повышение объёма ЭЦЖ с нормальной осмолярностью Развивается при застойной недостаточности сердца, циррозе печени, заболеваниях почек. Может возникнуть при плохо контролируемом введении физ. раствора в/в. ИЦЖ Интерстициальные отёки. ЭЦЖ (Лечить основное заболевание) НОРМА 0 10 20 30 40 ОБЪЁМ (л)

ГИПОТОНИЧЕСКАЯ ГИПЕРГИДРАТАЦИЯ • Избыточное поступление воды в организм ( «водное отравление» ): снижение онкотического давления; снижение осмотического давления; гипокалиемия, гипонатриемия. Головная боль, тошнота, рвота, судороги, при явлениях комы – смерть (отёк мозга). ИЦЖ НОРМА 0 10 ЭЦЖ 20 30 Клеточный отёк. Интерстициальный отёк. 40 ОБЪЁМ (л)

ГИПЕРТОНИЧЕСКАЯ ГИПЕРГИДРАТАЦИЯ • Вследствие усиленного потребления солевой воды; введения солевых растворов, бикарбонатов на фоне почечной недостаточности. При гиперальдостеронизме. Гипернатриемия (Na>150). Вода выходит из клеток в интерстиций. Вода выходит из сосудистого русла в интерстиций. Жажда (а пить нельзя), гипертермия, повышение АД и ЦВД. Развитие отека головного мозга и лёгких. ИЦЖ НОРМА 0 10 ЭЦЖ 20 30 Обезвоживание клеток. Интерстициальный отёк. Очень сложный вариант. 40 ОБЪЁМ (л)

ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИИ ПОЧЕК У ДЕТЕЙ РАННЕГО ВОЗРАСТА • ГРУДНОЕ МОЛОКО адаптировано к внутренне среде организма, является изотонической жидкостью и не несёт никакой осмотической нагрузки. • Поэтому механизмы концентрации и разведения мочи в раннем возрасте отсутствуют (они не нужны). • Система АДГ пока не функционирует. • Система РЕНИН-АНГИОТЕНЗИН-АЛЬДОСТЕРОН наоборот чрезвычайно активна (ребёнок растёт, у него положительный солевой баланс). • Вот почему организм не справляется с водными и солевыми нагрузками ( «водное отравление» , «солевая лихорадка» ). • Почки выделяют большое количество изотонической мочи. • Осмотическое давление внутренней среды целиком зависит от правильного режима питания и питья.

ОСОБЕННОСТИ ВОДНОГО ОБМЕНА У ДЕТЕЙ РАННЕГО ВОЗРАСТА • В раннем возрасте особенно велики экстраренальные (помимо почек) нерегулируемые потери воды: (а) испарение с поверхности кожи (большая площадь поверхности относительно малой массы тела); (б) выделение воды лёгкими (высокая частота дыхания); (в) потери воды через ЖКТ (частый жидкий стул) • Поэтому при неправильном питании или голодании очень быстро наступает обезвоживание, снижается ОЦК и АД, развивается гиповолемический шок.

РОЛЬ ПОЧЕК В РЕГУЛЯЦИИ КОНЦЕНТРАЦИИ КАЛЬЦИЯ И ФОСФАТОВ В КРОВИ • ПАРАТГОРМОН (паращитовидные железы) При снижении уровня Са в крови (а) усиливает выход Са из костной ткани, (б) усиливает реабсорбцию Са в почках, (в) усиливает всасывание Са в ЖКТ. • КАЛЬЦИТОНИН (щитовидная железа) При повышении уровня Са в крови тормозит разрушение костей. • Д 3 (кальцитриол) (кожа печень почки) (а) усиливает реабсорбцию Са и фосфатов в почках, (б) усиливает всасывание Са и фосфатов в ЖКТ, (в) облегчает выход Са из костей.

КОНЕЦ ЛЕКЦИИ

ОСНОВНЫЕ КАТИОНЫ И АНИОНЫ ВНУТРИКЛЕТОЧНОЙ И ВНЕКЛЕТОЧНОЙ ЖИДКОСТЕЙ 150 КАТИОНЫ АНИОНЫ Концентрация (мэкв/л) Внеклеточная жидкость (в том числе плазма крови) Na+ Cl. HCO 3 - 0 150 Ca 2+ Mg 2+ K+ (вместе) PO 43 И органические ионы Белок Внутриклеточная жидкость

РОЛЬ ГИПОФИЗА И НАДПОЧЕЧНИКО В АКТГ АДГ СТГ Глюкокортикоиды в регуляции водного и электролитного баланса альдостерон + + фильтраци я + Реабсорбция воды Реабсорбция натрия Na+ H 2 O Na+ H 2 O K+(секреция) Облигатная реабсорбция Факультативная реабсорбция +

ОБЩЕЕ КОЛИЧЕСТВО ЖИДКОСТИ В ОРГАНИЗМЕ (ОТНОСИТЕЛЬНО МАССЫ ТЕЛА) 100% 75% 65% 55% Мужчины дети 55% Женщины Мужчины молодые 45% Женщины старые