1. Перечислите аббревиатуры, часто используемые при обсуждении расстройств водного метаболизма.

Общепринятые аббревиатуры:

АДГ и АВП - это один и тот же гормон. Что касается П_Na+ и M_Na+, то значками Пх или Мх (где х - любое вещество) обозначают концентрацию этого вещества в плазме крови или моче.

2. Каково распределение воды в организме человека?

Распределение воды в организме зависит от возраста, пола, мышечной массы, телосложения и количества жира. Содержание воды в различных тканях распределяется следующим образом: легкие, сердце и почки (80%), скелетная мускулатура и мозг (75%), кожа и печень (70%), кости (20%), жировая ткань (10%). Отсюда следует, что у людей с преобладанием мышечной ткани над жировой в организме содержится больше воды. В целом, у худых людей меньше жира и больше воды. У мужчин на воду приходится 60%, у женщин - 50% от массы тела. У пожилых людей больше жира и меньше мышц. В среднем в организме мужчин и женщин старше 60 лет содержится соответственно 50% и 45% воды. При обсуждении ОБО принимаются усредненные данные для мужчины с 60% воды, весом 70 кг и ростом 175 см.

Содержание воды в процентах от массы тела

3. Где находится вода внутри организма?

Общее содержание воды в организме (ОБО) включает воду, находящуюся внутри (КЖ) и вне клеток (ВКЖ). ОБО составляет 60% массы тела, а КЖ и ВКЖ - соответственно 40% и 20% массы тела. ВКЖ состоит как из интерстициальной (15%), так и из внутрисосудистой (5%) воды. Таким образом, у мужчины весом 70 кг ОБО = 42 л,

Рис. Распределение воды в организме

Рис. Общий объем крови

КЖ = 28 л и ВКЖ = 14 л. Интерстициальная вода составляет 10,5 л и внутрисосудистая (плазма крови) - 3,5 л. Итак, две трети ОБО составляет КЖ и одна треть - ВКЖ. ВКЖ на одну четверть состоит из ВСЖ и на три четверти - из ИЖ. Относительно небольшой объем ВСЖ (плазма) находится под постоянным контролем, который обеспечивает поддержание артериального давления и позволяет избежать симптоматической гиповолемии, застойной сердечной недостаточности и снижения эффективного циркулирующего объема (ЭЦО). В норме плазма крови состоит на 93% из воды и на 7% - из белков и липидов. Общий объем крови (ООК) является только малой частью ВКЖ, а объем артериальной крови составляет только 15% от ООК. Хотя артериальный объем мал, его целостность имеет большое значение для поддержания эффективной циркуляции и предотвращения патологии водного равновесия.

4. Что такое трансцеллюлярная вода? Какова ее роль?

Трансцеллюлярная вода (ТЦВ) - это вода, которая образована активным клеточным транспортом и находится в различных протоках и полостях тела. Такая вода входит в состав цереброспинальной и внутриглазной жидкости, секретов потовых, слюнных и слезных желез, секретов поджелудочной железы, печени, желчного пузыря, желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей. Вода в плевральной, перикардиаль-ной, перитонеалыюп полостях и синовиальном пространстве также относится к ТЦВ. ТЦВ обеспечивает поступление секретов в места действия ферментов и в участки, требующие смазки; в норме количества ее крайне малы. При развитии заболевания избыток или дефицит ТЦВ может приводить к дисфункциям. Избыточное образование ТЦВ может снижать ЭЦО, стимулировать секрецию АДГ, высвобождать аль-достерон и вызывать задержку соли и воды.

5. Как контролируется распределение воды в организме?

За некоторыми исключениями (например, восходящая часть петли Генле и дисталь-ный нефрон) вода свободно перемещается через клеточные мембраны в зависимости от величины осмотического давления. Поскольку осмотическое давление определяется содержанием растворимых солей, например, Na+ плазмы, расстройства водного метаболизма отражаются на изменениях концентрации солей. Чтобы разобраться в расстройствах водного метаболизма, требуется иметь четкое представление об изменениях Na+ плазмы крови (П^[а+) и осмотического давления плазмы крови (РосМ).

6. Что такое эффективный циркулирующий объем?

Эффективный циркулирующий объем (ЭЦО) - артериальный объем, требуемый для поддержания нормального барорецепторного давления, необходимого для данного уровня резистентности сосудов. ЭЦО также называется эффективным артериальным объемом (ЗАО). Вызывая изменения барорецепторного тонуса, изменения ЭЦО имеют существенное влияние на водный баланс. Низкий ЭЦО вызывает задержку почками воды и соли, в то время, как высокий ЭЦО приводит к потере почками воды и соли. В зависимости от употребления воды пациентом, эти изменения могут привести к значимой гипонатриемии. Поддержание нормального ЭЦО поддерживает циркуляторный гомеостаз путем стабилизации нейрогуморальных изменений, которые обычно происходят вместе с изменениями ЭЦО.

7. Как барорецепторы влияют на ЭЦО?

Барорецепторы - основные структуры, воспринимающие изменения ЭЦО. Однако их главная роль - поддержание нормального давления (не объема) на уровне баро-рецепторов, расположенных преимущественно в каротидном синусе, дуге аорты, предсердиях, легочных венах и афферентных почечных артериолах. Эти анатомические локализации важны, в связи с тем, что перфузия этих регионов влияет на три основные области воздействия циркуляторного гомеостаза - мозг, сердце и почки.

Рис. Компоненты эффективной циркуляции

8. Как сосудистое давление, воспринимаемое барорецепторами, связано с эффективным циркулирующим объемом и гипонатриемией?

Д (давление) = К (кровоток) X С (сопротивление)

К - Л / С

АД = СВ (сердечный выброс) х ПСС (периферическое сосудистое сопротивление)

АД = ЧСС х УО (ударный объем) X ПСС

Выше приведенные формулы позволяют определить давление, кровоток, сопротивление. Для поддержания функциональной целостности сосудов ткани должны адекватно кровоснабжаться. На первый взгляд, верхние две формулы не отражают важность объема для перфузии ткани. Однако объем является составляющей кровотока, так как К = СВ, а СВ = ЧСС х УО.

Барорецепторы чувствительны к изменению давления, и в ответ изменяют свой тонус. Изменения тонуса приводит к импульсам, проходящим через блуждающий и языкоглоточный нервы к ядрам tractus sohtanus. Действуя посредством связей ЦНС эти нервы передают изменения в сердечно-сосудистую систему, в связи с чем были названы буферными нервами. Повышенное сосудистое давление стимулирует тонус барорецепторов, что подавляет тонические импульсы вазоконстрикторных нервов и стимулирует сердечные ветви блуждающего нерва. В результате снижается АД вследствие дилатации сосудов, брадикардии ипочечных потерь соли и воды. Понижение эффективного сосудистого давления уменьшает стимуляцию барорецепторов, вызывая увеличение АД вследствие сужения сосудов, увеличения ЧСС и задержки почками соли и воды.

В связи с тем, что барорецепторы реагируют на изменения в давлении, их эффект более сказывается на изменении давления, чем объема. Более подходящим термином для обозначения, что же все-таки означает ЭЦО являетсяЭСД или эффективное сосудистое давление. Артериальное давление играет важнейшую роль в поддержании эффективной циркуляции. Однако снижение венозного давления (посредством артериальных рецепторов растяжения) инициирует выделение вазопрессина (АДГ) и задержку натрия и воды, часто до того, как произойдет изменение давления. Кроме того, венозное давление и объем - важнейшие определяющие сердечного выброса, а, следовательно, и АД. Таким образом, изменения, как в венозной, так и в артериальной системе принимают участие в поддержании сосудистого гомеостаза.
Падение ЭЦО или ЭСД снижает тонус предсердных, аортальных, каротидных и почечных барорецепторов, снижая тоническое ингибирующее действие на выделение гормонов, вследствие чего повышается секреция ренина, альдостерона, ангиотензина II и АДГ. Секреция предсердного натрийуретического пептида (ПНП) и уродилатина (ПНП-гюдобного гормона, вырабатываемого почками) снижается. Эти изменения увеличивают задержку натрия и воды почками. Если пациент потребляет чистую воду, эти изменения могут привести к гипонатриемии. Важно помнить, что гипонат-риемия не мсжет развиться, пока пациент удерживает больше воды, чем выделяет. Снижение ЭЦО/ЭСД предрасполагает к задержке воды, но для развития гипонатриемии пациент должен получать чистую воду.

9. Дайте определение осмолярности и осмотического давления. Опишите, как они влияют на движение воды.

Осмолярность - это концентрация активных частиц в 1 кг воды. Осмолярность вещества - это концентрация вещества в 1 л воды, деленная на молекулярную массу вещества. Осмотическое давление = эффективная Осмолярность - осмотическое давление, производимое растворенными частицами на стенку клеточной мембраны. Поскольку натрий и глюкоза (при дефиците инсулина) находятся в ВКЖ, их осмолярное давление считается нормальным, и их называют эффективными осмолями. Маннитол, сорбитол, глицерол и глицин также являются эффективными осмолями. Поскольку моча свободно проникает через клеточные мембраны и распределяется равномерно по ОБО, изменения в моче приводят к изменениям осмолярности, но не осмотического давления. Поэтому моча является неэффективным осмолем. Этанол и метанол - также неэффективные осмоли. Вода всегда движется через клеточные мембраны от более низкой к более высокой осмолярности, пока Осмолярность с обеих сторон не станет одинаковой. Соответственно, Осмолярность КЖ всегда будет равна осмолярности ВКЖ. Поскольку плазма является частью ВКЖ, всегда будет справедлива формула: Осмолярность КЖ = Осмолярность ВКЖ = Роем. Клинически значимые сдвиги осмолярности обычно обусловлены изменениями ОВО или движением воды между КЖ и ВКЖ.

10. Какие формулы используются при определении осмолярности и осмотического давления?
Осмолярность ВКЖ = 2 П_Nа+ + глюкоза/18 + азот мочевины крови/2,8 Нормальная Осмолярность = 2 (140) + 90/18 + 14/2,8 = 280 + 5 + 5 = 290 мОсм/кг Осмотическое давление ECF (эффективная Осмолярность) =2 П_Nа++ глюкоза/18 Нормальное осмотическое давление = 2 (140) + 90/18 = 280 + 5 = 285 мОсм/кг

Например, нормальный показатель П_Nа+ в пределах 135-145 мЭкв/л. При введении натрийсодержащих растворов нормальные показатели Р_осм должны составлять 280-295 мОсм/кг, и нормальное осмотическое давление 275-290 мОсм/кг. Средствами коррекции других эффективных солей (осмолей) являются маннитол/18, со-рбитол/18 и глицерол/9. Замещающими факторами для неэффективных солей (ос-молей) являются этанол/4,6 и метанол/3,2.

11. Каково соотношение натрия плазмы крови и общего содержания калия в организме к ОВО?

Для оценки соотношений Na+_плазмы (П_Nа+)&; К+_плазмы, общего содержания натрия и калия [Na+ + K+] и ОВО используют следующие формулы. [Na+ + K+] характеризует солевой баланс всего организма.

1. П_Na+ = Общее содержание в организме [Na+ + К+] / ОВО
2. ОВО - [Na+ + К+] / П_Nа+
3. П_Na+ - Р_осм - [общая осмолярность] ~-[солевой баланс] - 1 / ОВО

Таким образом, П_Na+ пропорционально общему содержанию натрия и калия в организме и обратно пропорционально ОБО. Пользуясь этими уравнениями и сведениями, приведенными в ответах 6 и 7, П_Na+ является информативным показателем для определения объема воды в плазме, ОБО, Росм, осмолярности всего организма и состояния солевого баланса. Повышение или уменьшение содержания Na+ в плазме пропорционально отражает изменения П_Na+ Однако в клинической практике изменения nNa+ обычно отражают изменения в содержании воды в плазме. Если П_Na+ высокое, то содержание воды в плазме низкое. При низком П^а+ роды в плазме много. Хотя 98% К+ располагается внутриклеточно, П^а+ пропорционально общему содержанию К+, и инфузии Na+ или К+ повышают П_Na+ . Происходит это следующим образом. При гипокалиемии введенный инфузионно К+ поступает в клетки. Чтобы сохранить электролитный баланс, Na+ выходит из клеток, или С1~ поступает в клетки. Вода ВКЖ следует за К+ и С1~ в клетки из-за повышенной осмолярности. Эти механизмы повышают П_Na+ после инфузии КС1. При введении больным с гипокалие-мией равных количеств КС1 или NaCl, П_Na+ возрастает в равной степени. Таким образом, прибавление КС1 в изотонический физиологический раствор делает его гипертоническим, и инфузия солевого раствора с большим содержанием КС1 может вызвать очень быстрые сдвиги П_Na+ (см. ответ на вопрос 35).

12. Опишите процесс поступления и выведения воды.

ОБО обеспечивается балансом ее поступления (включая эндогенное образование) и выведения. У взрослых людей в среднем поступление воды составляет около 1600 мл (питье), 700 мл (продукты питания) и 200 мл (метаболическое окисление углеводов и жиров), всего 2500 мл/сутки. Средние потери воды составляют 1500 мл (почки), 500 мл [ кожа (400 мл испарение и 100 мл потоотделение)], 300 мл (легкие - дыхание) и 200 мл через желудочно-кишечный тракт (стул), всего 2500 мл/сутки. Большие потери воды (увеличение выведения) происходят при повышенном потоотделении, усиленном дыхании (физические упражнения), ожогах, поносе, рвоте и усиленном мочеотделении. Уменьшение поступления воды происходит при измененном,чувстве жажды или при нарушениях психических или физических функций (особенно в пожилом возрасте).

13. Каковы нормальные характеристики диуреза?

Прием жидкости и осмотические продукты метаболизма определяют обычный суточный диурез. При нормальном режиме питания здоровый взрослый человек должен выделять приблизительно 800-1 000 мОсм солевого раствора в сутки. Колебания нормальной концентрационной функции почек составляют 50-1200 мОсм/кг. Отсюда следует, что облигатная экскреция воды составляет 0,8-20 л/сутки. Расчет следующий: 1000 мОсм/1200 мОсм/кг - 0,8 л/сут при максимальной концентрации и 1000 мОсм/50 мОсм/кг = 20 л/сут при максимальном разведении. Следует помнить, что повышенная солевая нагрузка (с пищей) способствует повышенной экскреции воды. Таким образом, малое поступление солей (голодание) при большом потреблении воды предрасполагает к задержке воды и водной интоксикации. Такое сочетание может иметь место у заядлых потребителей пива, когда поступление солевых растворов может составлять всего 300 мОсм/кг. У таких больных, если воспользоваться теми же расчетами, диурез падает до 0,25-6 л/сут. С возрастом у пожилых людей снижаются скорость клубочковой фильтрации и концентрационная способность почек. Таким образом, у 80-летней женщины может быть нормальная (для ее возраста) почечная концентрация в пределах 100-700 мОсм/кг, однако максимальная U_OCMУ пожилых лиц может снижаться до 350 мОсм/кг. Обычный пищевой режим больной обеспечивает лишь 600 мОсм/сут. Нормальными величинами диуреза у нее следует считать 0,9-6 л/сут. Если уменьшенное поступление воды с пищей снижает Р_ОСМ до 300 мОсм/сут, то максимальный диурез у нее сокращается до 3 л/сут. При отмене ограничений на питье воды и прием тиазид-содержащих диуретиков, которые уменьшают разведение мочи, у больной может быстро развиться водная интоксикация и гипонатриемия.

14. Каковы основные факторы контроля водного метаболизма?

Жажда, гормональные и почечные механизмы в сочетании контролируют водный метаболизм.

15. Как стимулируется жажда?

Жажду контролируют осморецепторы сосудистого сплетения передней части гипоталамуса. Повышение осмотического давления стимулирует жажду при пороговом значении 5 мОсм/кг, выше, чем для высвобождения АДГ. Кроме того, рецепторы ротоглотки также важны для регуляции жажды. Жажда усиливается при сухости в полости рта. Употребление напитков и воды снижает жажду, даже не изменяя Р_ocм. При высвобождении АДГ уменьшение объема циркулирующей жидкости и последующее воздействие на афферентные барорецепторы повышает жажду. Увеличение содержания ангиотензина II в результате снижения объема жидкости также является важным стимулирующим фактором.

16. Какие гормональные механизмы принимают участие в регуляции водного обмена?

Супраоптические и паравентрикулярныс ядра влияют на изменения осмолярности и объема циркулирующей жидкости путем повышения или снижения секреции АДГ. АДГ и другие гормоны, в том числе предсердный натрийуретический пептид (ПНУП), алъдостерон, простагландины и ангиотензин II, а также нейрогуморальные воздействия, контролируют экскрецию или задержку соли и воды почками. В почках также образуется собственный ПНУП-подобиый гормон под названием уродилатин. Однако АДГ является самым важным регулятором задержки и выделения воды. Способность почек выводить воду настолько велика, что гипонатриемия редко развивается, если не нарушена почечная экскреция воды. Период полураспада АДГ короткий и составляет всего 15-20 минут, метаболизм его осуществляется в почках и печени. Молекулы этого гормона взаимодействуют с V2 рецепторами на базальной мембране основных клеток корковых и мозговых собирательных канальцев и активируют цАМФ. Увеличение цАМФ активирует протеинкиназу, приводя к выводу водных канальцев изнутри клетки через канальцевую мембрану. Вода движется из просвета по этим канальцам в клетки и иптерстициальное пространство (реабсорбция) согласно осмотическому градиенту. Однако 20% рецепторов АДГ в клетках собирательных канальцев составляют Vj рецепторы. Если АДГ стимулирует Уг рецепторы, то происходит активация синтеза простагландина Е2 и простациклина. Эти простагландины по действию противоположны антидиуретическим свойствам АДГ. Поскольку АДГ-чувствительные Vj рецепторы активируются только при очень высоких значениях АДГ, эта кратковременная петля негативной обратной связи предупреждает избыточное действие АДГ.

17. Каковы основные факторы, влияющие на выработку АДГ?

Функция АДГ заключается в поддержании осмотического гомеостаза и объема циркулирующей жидкости. Секреция АДГ начинается при пороговом осмотическом давлении 280 мОсм/кг и повышается пропорционально увеличению осмотического давления. Увеличение осмолярности на 1-2% и падение внутрисосудистого объема на 10% стимулируют секрецию АДГ. Действуя на каротидные синусы, аортальные и предсердные барорецепторы, возросший ЭЦО (эффективный циркулирующий объем) повышает осмотический порог для начала секреции АДГ, в то время как уменьшение ЭЦО снижает этот порог. Резкое снижение объема циркулирующей жидкости и гипотензия опережают гипоосмотическое подавление секреции АДГ. Это называют законом циркулирующего объема. При таких состояниях секреция АДГ сохраняется, приводя к усилению гипонатриемии. Тошнота, боль и стресс, которые возникают в послеоперационном периоде, являются очень мощными стимуляторами высвобождения АДГ и, если в организм поступает избыточное количество свободной воды, может сформироваться угрожающая жизни гипонатриемия. Это играет особенно важную роль при назначении препаратов, способных усиливать выброс или действие АДГ.

Основные факторы (состояния), стимулирующие секрецию АДГ:гиперосмоляр-ность, гиповолемия, тошнота, боль и стресс, человеческий хориональный гонадотро-пин (ЧХГ) при беременности, никотин (возможно, вызывая тошноту), гипогликемия (выброс кортикотропин-рилизинг гормона/АДГ), бактериальные и вирусные инфекции ЦНС, опухоли или сосудистые поражения ЦНС (тромбоз, геморрагии) и эктопическое выделение АДГ при злокачественных поражениях [карциномы легких (брон-хогеипый рак), двенадцатиперстной кишки, поджелудочной железы, мочеточников, мочевого пузыря, предстательной железы и при лимфомах]. Секреция АДГ может повышаться при тяжелых заболеваниях легких, в том числе пневмонии, туберкулезе, бронхиальной астме, ателектазах, кистозном фиброзе, искусственной вентиляции легких с положительным давлением в конце выдоха и респираторном дистресс-синдроме взрослых. ВИЧ-инфицирование также может оказать многостороннее влияние на дисфункцию центральной нервной системы, развитие легочных заболеваний и злокачественных опухолей. Избыток экзогенного АДГ или ацетата десмопрессина у больных несахарным диабетом непосредственно усиливают эффекты АДГ. Окситоцин, применяемый в больших дозах для стимуляции родовой деятельности, также значи-тельтто повышает активность АДГ.

Лекарственные препараты, стимулирующие секрецию АДГ: морфин, карбамазе-пин, клофибрат, циклофосфамиды для внутривенного применения, винкристин, вин-бластин, галоперидол, амитриптилин, тиоридазип и бромокриптин. Поскольку психозы сами по себе могут стать причиной СНСАГ, то роль перечисленных антипсихотических средств в стимуляции эффекта АДГ требует уточнения.

Лекарственные препараты, усиливающие действие АДГ: хлорпропамид, толбутамид, карбамазспин, ацетаминофен, нестероидныс противовоспалительные средства и циклофосфамид для внутривенного применения.
Основные ингибиторы секреции АДГ: гипоосмолярность, гиперволемия, этанол, фенитоин и сосудосуживающие средства (влияние барорецепторов).
Лекарственные препараты, уменьшающие действие АДГ: демеклоциклин, литий, ацетогексамид, толазамид, глибурид, пропоксифеп, амфотерицин, метоксифлуран, колхицин, винбластин, простагландин Е2 и простациклин.