сховати меню

Необхідний мінімум знань із клінічної фізіології водно‑електролітного обміну

сторінки: 18-22

О.А. Галушко, к.мед.н., доцент, кафедра анестезіології та інтенсивної терапії, Національна медична академія післядипломної освіти імені П.Л. Шупика

Неприємності виникають не від того, що ви чогось не знаєте,
а від того, що ви в чомусь впевнені, а це насправді не так.

Марк Твен

Від редакції

Хто не знає, куди йде, ймовірно, прийде не туди.
Лоуренс Пітер1

1 Лоуренс (Лоренс) Джонстон Пітер (англ. – Dr. Laurence Johnston Peter, 1919-1990) – педагог, вивчав ієрархічну організацію, відомий завдяки сформульованому ним принципу Пітера.

Одним із методів вирішення проблем, які виникають перед лікарями різних спеціальностей, є інтенсивна терапія з адекватною, збалансованою, безпечною та раціональною інфузійною терапією. Роль такої терапії в лікуванні хворого, її об’єми та склад залежать від певного кола обставин: загального вихідного стану пацієнта, глибини і поширеності уражень органів, специфіки захворювання та його ускладнень.

Сьогодні інфузійна терапія є важливим інструментом клініциста в лікуванні багатьох захворювань та синдромів, що супроводжують різні патологічні стани. Цей потужний лікувальний метод використовується для ліквідації інтоксикації, поліпшення мікроциркуляції, реологічних властивостей крові тощо. Серед основних завдань, які ставляться перед інфузійною терапією, слід назвати такі:

  • відновлення екстра- та інтрацелюлярного об’єму при дегідратації;
  • ліквідація порушень обміну речовин;
  • поліпшення реологічних властивостей крові;
  • поліпшення мікроциркуляції та перфузії тканин;
  • корегування гемостатичного потенціалу крові;
  • відновлення електролітного, осмотичного та кислотно-лужного балансу;
  • компонент дезінтоксикаційної терапії;
  • поліпшення доставки ліків до патологічного вогнища;
  • лікування больового синдрому та гіпертермії.

Додайте ще сюди традиційні для інфузійної терапії завдання відновлення об’єму циркулюючої крові у разі гіповолемії, поповнення дефіциту деяких речовин, втрачених внаслідок захворювання (фактори згортання крові, білки, вуглеводи, ліпіди), підтримки енергетичного балансу організму (усі різновиди парентерального харчування). І стає зрозумілим, що сучасна інфузійна терапія – це потужний засіб лікування багатьох хворих, у яких спостерігається втрата чи патологічна зміна важливих, а інколи і життєво необхідних функцій організму.

Усі ці передумови і слугували причиною створення на сторінках нашого журналу нової рубрики – «Раціональна інфузійна терапія». Планується, що в кожному числі журналу в рамках цієї рубрики ми будемо публікувати по дві статті. Такий підхід пов’язаний із двома обставинами. По-перше, інфузійна терапія часом має формальний характер, що відбувається через недооцінку її ролі в лікуванні хворого, недостатню поінформованість лікаря в патофізіологічних механізмах водно-електролітних порушень та нестачу досвіду у складанні раціональної програми інфузійної терапії. Тому перший матеріал кожного випуску буде присвячуватися розгляду певних теоретичних аспектів інфузійної терапії.

По-друге, в практиці лікаря важливо скласти не якусь абстрактну програму терапії, а розрахувати раціональну інфузійну терапію у конкретного хворого з конкретною патологічною картиною. Тому у другій статті рубрики ми плануємо подавати матеріали, присвячені визначенню можливостей і обговоренню особливостей проведення інфузійної терапії при окремих патологічних станах. Ми впевнені, що саме такий (подвійний) підхід буде найбільш цікавим і корисним для лікарів різних спеціальностей, які займаються проблемами інфузійної терапії.

Тож в добру путь!

 

Вміст води в організмі

вгору

Об’єм води в організмі людини перевищує вміст усіх інших хімічних речовин. На кількість води в організмі людини впливають вікові, конституційні та статеві фактори. При цьому частка води у різних людей може коливатися в широких межах. Найбільший рівень гідратації спостерігається у недоношених немовлят – до 90% маси тіла (табл. 1).

Таблиця 1. Розподіл загальної води організму (за Курек В.В., 2006)

Вік

Частка води від маси тіла, %

Недоношені новонароджені, гестаційний вік 32 тиж

85-90

Доношені новонароджені

80

6 міс.

70

1-5 років

65

6-14 років

60

Дорослі

55-60

 

У людей середнього віку загальний вміст води в організмі сягає 55-60% маси тіла (МТ). З віком, за рахунок зниження маси м’язів, спостерігається зниження вмісту води до 45-55%.

Представлені вище значення стосуються переважно чоловіків із нормальною конституцією. Відхилення маси тіла від нормальних показників призводить до зміни ступеня гідратації організму. У людини з надмірною вагою зі значними накопиченнями жиру, який належить до маловодних тканин, частка води може знижуватися до 40-50%. І навпаки, у худих осіб відносна кількість води збільшується і може становити 70-75% маси тіла [5].

У жінок показник гідратації є дещо нижчим, ніж у чоловіків, і становить 50-55% від МТ. Це пов’язано з тим, що чоловіки зазвичай володіють більшою м’язовою масою, яка містить багато води. А жінки мають більш значний жировий прошарок, бідний на воду.

Вміст води в організмі визначається рівновагою між її надходженням та виділенням. Вода надходить в організм у чистому вигляді (з питтям), з їжею та утворюється під час численних біохімічних реакцій (метаболічна вода).

Виведення води з організму здійснюється нирками, кишечником, легенями і шкірою. У середньому за добу близько 1500 мл виділяється із сечею, 100 мл із калом, до 500 мл – із потом і 400 мл води втрачається у вигляді пару з поверхні шкіри і через легені. Нирки відіграють важливу роль у регуляції водного балансу. Вони регулюють виведення води і електролітів з організму залежно від його потреб. Втрата води через шкіру (випаровування з поверхні) і через легені (з повітрям, яке видихається) відбувається непомітно для людини. Тому ця частина втрат води отримала назву «непомітна втрата води», або «perspiratio insensibilis». Величина цих втрат визначається рівнем обміну речовин в організмі, температурою тіла, температурою і вологістю навколишнього середовища. У наших кліматичних умовах добові перспіраційні втрати становлять 540 мл/м2 поверхні тіла. У разі підвищення температури тіла на 1 градус вище 37°С перспіраційні втрати збільшуються на 50%.

Розподіл рідини в організмі

вгору

Рідина в організмі розподіляється по водних секторах. Кожний сектор має свій склад рідини, який відповідає його функціональній ролі в процесі життєдіяльності організму. Виділяють такі водні сектори:

  • внутрішньоклітинний простір,
  • міжклітинний простір (інтерстицій),
  • внутрішньосудинний простір,
  • трансцелюлярна рідина (рідина природних порожнин).

Внутрішньоклітинний простір. Левова частка води організму міститься у середині клітини – це так званий внутрішньоклітинний водний сектор. Всередині цього простору перебуває 2/3 всієї води організму, або близько 40% маси тіла здорової людини. Наприклад, якщо в організмі чоловіка вагою 70 кг міститься 42 л води (60% маси тіла), то 28 л цієї рідини є в клітинах (табл. 2).

Таблиця 2. Розподіл води в організмі (чоловік, 70 кг)

Водні сектори

Об’єм, л

Вміст води, %

Загальна вода

42

60% маси тіла

Внутрішньоклітинна вода

28

66% загальної води

Позаклітинна вода:

14

34% загальної води

  • Інтерстиціальна вода

8,5-9

До 72,5% позаклітинної води

  • Внутрішньосудинна вода

3,5

25% позаклітинної води

  • Трансцелюлярна рідина

1,5-2,0

До 2,5% позаклітинної води

 

У позаклітинному водному секторі виокремлюють внутрішньосудинну воду (включає воду кровоносної та лімфатичної судинних систем і становить 5% маси тіла), міжклітинну воду (або інтерстиціальну воду) і трансцелюлярну рідину.

Міжклітинний простір (інтерстицій). Між­клі­тин­на рідина відіграє в організмі роль об’ємного буфера – при крововтраті з неї мобілізується вода в судинне русло, а при передозуванні внутрішньовенно введених розчинів зазвичай більша їх частина депонується міжклітинно (в інтерстиції). Цієї рідини у дорослих близько 10-12 л, що відповідає 15-17% маси тіла. За своїм об’ємом вона посідає друге місце серед водних секторів організму, поступаючись лише внутрішньоклітинній рідині. Необхідно підкреслити, що лише частка міжклітинної води (60%) функціонально активна, а 40% її зв’язані із глюкозаміногліканами сполучної тканини фасцій, хрящів, кісток і функціонально малоактивні [1].

Електролітний склад міжклітинної рідини від­повідає електролітному складу плазми, за ви­нят­ком більш низького вмісту білка (20 г/л). Гідроста­тичний тиск у міжклітинному просторі зазвичай негативний і становить близько 5 мм рт. ст.

Внутрішньосудинний простір. Через багатокомпонентність свого складу кров являє собою особливе рідке середовище, яке якісно відрізняється від рідини інших водних секторів. Це фактично рідка тканина, утворена сумішшю автономних кров’яних клітин та міжклітинної рідини (плазми). Другою відмінністю крові є її постійне переміщення в судинному руслі та активний обмін речовинами та газами з інтерстицієм і різними органами [5].

Об’єм рідкої частини крові – плазми можна обрахувати за формулою:

Об’єм плазми (л) = маса тіла (кг) × 0,043.

З об’ємів плазми та формених елементів крові складається об’єм циркулюючої крові (ОЦК), який у нормі становить приблизно 7% МТ.

Трансцелюлярна рідина – це рідина, яка міститься в порожнинах організму. Формування трансцелюлярної рідини пов’язане зі специфічними клітинно-транспортними ферментними механізмами, які діють у місцях її утворення. Тому секрети, які належать до трансцелюлярної рідини, суттєво відрізняються один від одного за складом. Виділяють рідину природних замкнених порожнин, рідину шлунково-кишкового тракту та рідину сечовидільного сектора.

Рідина природних замкнених порожнин міститься у спинномозковому просторі, очних яблуках, у середині суглобів, у плевральній, перикардіальній та перитонеальній порожнинах. Вона переважно виконує механічну роль амортизатора та регулятора внутрішньопорожнинного тиску (для головного та спинного мозку) або речовини, що знижує тертя (в синовіальних та серозних порожнинах). Загальна кількість цієї рідини у нормі не перевищує 100-200 мл, але при деяких захворюваннях (плеврит, асцит) у серозних порожнинах може накопичуватися до 10-20 л рідини [4].

Рідина в порожнині шлунково-кишкового тракту (ШКТ) перебуває у вигляді хімусу, який являє собою суміш вжитої води, їжі та травних соків. Останні надходять у просвіт кишківника цілодобово в загальній кількості 6-8 л на добу. Але завдяки постійному всмоктуванню рідини в кров середній об’єм хімусу становить близько 1-2 л [7].

Сектор сечовидільної системи – останній резервуар, який завершує циркуляцію води в організмі. На відміну від інших водних секторів, між якими може відбуватися перерозподіл води, рідина в порожнині сечовидільної системи виключається з подальшого обміну в організмі. Ємність цього сектора – близько 500-800 мл. За добу через нього проходить 1,5-2 л рідини.

В клініці виділяють також поняття «третього водного простору». Його використовують тільки для характеристики патологічних станів. Третій водний простір включає рідину, яка накопичується в серозних порожнинах у разі асциту, плевриту, перикардиту, перитоніту; в глибоких шарах шкіри при опіках; у просвіті кишківника при кишковій непрохідності; у травмованих тканинах. Рідина третього водного простору не бере участі в обміні води на рівні мікроциркуляторного русла [4].

Практичному лікарю важливо не тільки мати уявлення про наявні водні компартменти, але й розуміти – на який із водних секторів буде впливати той чи інший інфузійний розчин. Так, при введенні колоїдів переважно поповнюється внутрішньо­судинний простір, а при введенні розчинів глюкози – переважно внутрішньоклітинний. Сучасні багатокомпонентні засоби, наприклад реосорбілакт, розподіляються і впливають як на судинний простір, так і на інтерстиціальний водний сектор (табл. 3).

Таблиця 3. Розподіл основних інфузійних розчинів у водних секторах організму

Група інфузійних розчинів

Приклади представників

Розподіл у водних секторах

Судинний

Інтерстицій

Клітина

Сольові розчини

Р-н Рінгера-малат, р-н Рінгера-лактат, 0,9% NaCl

+

++

-

Розчини глюкози

5% розчин глюкози

-

+

++

Колоїди (розчини ГЕК*)

Гекотон, гекодез

+++

+

-

Колоїди (желатини)

Волютенз

+++

+

-

* ГЕК – розчини гідроксиетильованих крохмалів.

 

Регуляція водно-електролітного обміну

вгору

У регуляції водно-електролітного обміну беруть участь такі гормональні чинники:

  • антидіуретичний гормон, або вазопресин;
  • ренін-ангіотензин-альдостеронова система;
  • передсердний натрійуретичний пептид.

Головною функцією цих регуляторних гормональних систем є підтримка ОЦК шляхом їх впливу на переміщення натрію та води через біологічні мембрани.

Антидіуретичний гормон (АДГ) синтезується супраоптичним і паравентрикулярним ядрами гіпоталамусу, транспортується по супраоптикогіпофізарних трактах у задню частку гіпофізу за допомогою транспортного білка – нейрофізину ІІ. За хімічною структурою АДГ є пептидом, який складається з 9 амінокислотних залишків. Концентрація АДГ у крові залежить від осмолярності плазми. Підвищення осмолярності плазми супроводжується викидом АДГ із задньої частки гіпофізу і всмоктуванням його через безбар’єрну зону в кров. Середній рівень осмолярності плазми в нормі – 282 мосм/л із відхиленнями в той або інший бік на 1,8%. За такої осмолярності рівень АДГ плазми становить приблизно 2,5 нг/л (пг/мл). Якщо осмолярність плазми підвищується вище так званого порогового рівня – 287 мосм/л, то вихід АДГ із гіпофізу різко прискорюється. Швидке збільшення осмолярності плазми всього на 2% призводить до посилення секреції АДГ у 4 рази, тоді як зменшення осмолярності на 2% супроводжується повним припиненням секреції АДГ [1].

На синтез АДГ впливає також рівень артеріального тиску (АТ). Зниження середнього АТ і об’єму плазми менше ніж на 10% супроводжується підвищенням секреції і викиду в кров АДГ.

Головним біологічним ефектом АДГ є збільшення резорбції вільної води із сечі в клітини ниркових канальців. Це відбувається завдяки зв’язуванню АДГ зі специфічними V2-рецепторами на зовнішній мембрані клітин канальців. Постійно низькі рівні АДГ у плазмі крові (менше 0,5 нг/л) свідчать про тяжкий нейрогенний нецукровий діабет. Для нефрогенного нецукрового діабету характерним є нормальний або підвищений рівень АДГ у плазмі [3]. Синдром неадекватної продукції вазопресину є найчастішим варіантом порушення секреції АДГ. Він має назву синдрому Пархона, характеризується надлишковою секрецією АДГ і клінічно проявляється олігурією, відсутністю спраги, периферичними набряками, збільшенням маси тіла, високим вмістом у плазмі АДГ, неадекватним рівню осмолярності (осмолярність низька, а вміст АДГ високий).

Ренін-ангіотензин-альдостеронова система. Основна її функція – це підтримка оптимального рівня ОЦК. Секреція реніну в нирках стимулюється зниженням АТ в артеріях, які йдуть до клубочка, зниженням концентрації натрію в ділянці щільної плями і дистальних канальцях, а також підвищенням тонусу симпатичного відділу автономної нервової системи. Найважливішим фактором стимуляції утворення реніну є зменшення ниркового плазмотоку. Ренін, який виділився в кров, діє на ангіотензиноген. Він відщеплює від ангіотензиногену декапептид – ангіотензин І, від якого під впливом ангіотензинперетворюючого ферменту з кінця відщеплюється 2 амінокислоти, і утворюється ангіотензин ІІ.

Ангіотензин ІІ викликає звуження судин, стимулює секрецію альдостерону і АДГ, формує відчуття спраги, підвищує ниркову реабсорбцію натрію. Фізіологічна дія ангіотензину ІІ полягає в усуненні зниження ниркового кровотоку, що здійснюється за рахунок звуження просвіту периферичних судин та активації продукції альдостерону корою наднирників. Альдостерон сприяє затримці натрію і води в організмі та відновленню ОЦК [1]. Деякі антигіпертензивні препарати (наприклад, інгібітори АПФ, такі як еналаприл) впливають на організм шляхом блокування перетворення ангіотензину І в ангіотензин ІІ.

Зниження концентрації ангіотензину в плазмі спостерігається у випадках синдрому Конна (первинного гіперальдостеронізму), дегідратації, після видалення нирки. Підвищення активності ангіотензину плазми спостерігається у разі артеріальної гіпертензії ниркової етіології, пухлини юкстагломерулярних клітин нирок, які секретують ренін, у випадках раку нирки з гіперренінемією.

Система реніну є однією з кількох ниркових систем (системи простагландинів, системи калікреїну), які діють взаємозалежно для підтримання гомеостазу натрію і регуляції AT. Зниження концентрації реніну плазми спостерігається: при зловживанні сіллю, у разі підвищення функції кори наднирників (первинного гіперальдостеронізму, двосторонньої гіперплазії наднирників, раку наднирників); у разі гіпертонічної хвороби з низьким рівнем реніну, гострої ниркової недостатності, синдрому Ліддла; під дією медикаментозних препаратів (діуретиків, кортикостероїдів, простагландинів, естрогенів).

Підвищення активності реніну плазми спостерігається у разі вторинного гіперальдостеронізму, ураження паренхіми нирок, захворювань печінки (гепатиту, цирозу), первинної недостатності кори наднирників (хвороби Аддісона), правошлуночкової недостатності кровообігу, нефрозу, нефропатії, нейробластоми, синдрому Бартера тощо.

Альдостерон – це стероїдний гормон, який синтезується з холестерину в клітинах клубочкового шару кори наднирників. Його секреція регулюється системою ренін-ангіотензин (через ангіотензин II, або через ангіотензин III, або через обидва фактори), адренокортикотропним гормоном і змінами концентрації натрію і калію плазми крові. Альдостерон впливає на дистальну частину ниркових канальців, збільшуючи реабсорбцію (збереження) натрію, секрецію і екскрецію калію та іонів водню. Затримка натрію веде до затримки води, тому альдостерон можна розглядати як регулятор об’єму рідини. До факторів, що збільшують викид альдостерону, належать: збільшення вмісту ангіо­тензину ІІ та калію в плазмі; зниження вмісту натрію в плазмі; збільшення вмісту адренокортикотропного гормону [6].

Первинний гіперальдостеронізм (синдром Конна) – це досить рідкісне захворювання, причиною якого є частіше за все аденома клубочкового шару наднирників, де синтезується альдостерон. Для цього захворювання характерний високий рівень альдостерону плазми, постійно низький рівень реніну, підвищені втрати калію з сечею, гіпокаліємія, м’язова слабкість. Це єдина форма артеріальної гіпертензії, за якої рівні реніну і альдостерону в крові знаходяться у зворотних співвідношеннях.

Вторинний гіперальдостеронізм є наслідком порушень в регуляції системи ренін-ангіотензин-альдостерон. На відміну від синдрому Конна, у цьому випадку первинно підвищується активність реніну і ангіотензину в крові, а вторинно підвищується рівень альдостерону. Вторинний гіперальдостеронізм зазвичай виявляється на фоні захворювань, які характеризуються утворенням набряків і затримкою натрію в організмі (цироз печінки з асцитом, нефротичний синдром, серцева недостатність) [1].

Зниження концентрації альдостерону в плазмі крові може спостерігатися при деяких ендокринологічних захворюваннях (Аддісоновій хворобі, гіпоальдостеронізмі, синдромі Тернера (у 25% випадків), а також при цукровому діабеті, гострій інтоксикації різного ґенезу).

Передсердний натрійуретичний пептид (ПНУП) синтезується і зберігається у вигляді прогормону в кардіоміоцитах правого і лівого передсердь, секретується в кров у вигляді неактивного димеру, який у плазмі перетворюється на активний мономер. Головними факторами, які стимулюють секрецію ПНУП, є збільшений ОЦК, підвищений центральний венозний тиск, високий AT, гіперосмолярність плазми, тахікардія, підвищений рівень катехоламінів плазми.

У нирках ПНУП підвищує тонус привідних артеріол із підвищенням тиску в клубочках і фільтраційного тиску. Це призводить до посилення екскреції натрію з сечею (натрійурез) разом із великою кількістю первинної сечі. Додатково екскреція натрію посилюється шляхом прямої дії ПНУП на проксимальні канальці нефрону і непрямого інгібування синтезу і секреції альдостерону. І, нарешті, ПНУП пригнічує секрецію АДГ на рівні задньої частки гіпофізу. Дія усіх цих механізмів спрямована на те, щоб повернути до норми (зменшити) збільшений об’єм води в організмі за рахунок посиленого виведення надлишку натрію з організму [3].

Для чого лікарю-практику потрібні викладені тут відомості із клінічної фізіології водно-електролітного обміну?

Виявляється, що залежно від свого складу та розподілу у водних секторах, розчини викликають різні клінічні ефекти. Наприклад, якщо вводиться вода без електролітів (5% розчин глюкози), то вона надходить переважно у внутрішньоклітинний сектор, і невеликі кількості її розподіляються між внутрішньосудинним та інтерстиціальним секторами (табл. 4). І, таким чином, у хворих, яким призначали великі об’єми 5% глюкози, слід очікувати розвитку набряків.

Таблиця 4. Розподіл різних розчинів по водних секторах організму (здоровий чоловік, 70 кг)

Розчин

Загальна вода, л (± Δ)

Внутрішньоклітинна вода, л (± Δ)

Позаклітинна вода, л (± Δ)

Інтерстиціальна

Внутрішньосудинна

Початковий рівень

42

28

10,5

3,5

1 л 5% глюкози

43 (+1)

28,8 (+0,8)

10,6 (+0,1)

3,6 (+0,1)

1 л Рінгера-малату

43 (+1)

28 (0)

11,2 (+0,7)

3,8 (+0,3)

1 л 3% NaCl

43 (+1)

25,5 (–2,5)

12,9 (+2,4)

4,6 (+1,1)

 

Інший приклад: якщо лікар використовує гіпертонічні розчини (10% розчин натрію хлориду) – відбувається перерозподіл води з внутрішньоклітинного сектора в інтерстиціальний та внутрішньосудинний. З одного боку, це буде сприяти збільшенню ОЦК (що корисно при гіповолемії), а з іншого боку – приведе до дегідратації клітини, важливими клінічними ознаками якої є нестерпна спрага та гіпертермія [7]. А при використанні збалансованих сучасних кристалоїдів, таких як Рінгера-малат, не буде відбуватися ані гіпергідратації клітин, ані дегідратації.

Таким чином, у практичній діяльності лікаря важливим є не лише розуміння клінічної фізіології водно-електролітного обміну, але й знання складу розчинів, які вводяться хворим. Тому ми присвятимо один із наступних випусків «Раціональної інфузійної терапії» основним групам розчинів, що використовуються в клінічній практиці, та опишемо, як визначати потребу хворого в рідині і складати програми інфузійної терапії.

Список літератури

1. Бондарь M.B. Физиология и патология водно-электролитного обмена / В кн.: Руководство по интенсивной терапии под ред. А.И. Трещинского, Ф.С. Глумчера. – К.: Вища школа, 2004. – C. 251-311.

2. Курек В.В., Кулагин А.Е., Фурманчук Д.А. Анестезия и интен­сивная терапия у детей. – М.: Медицинская литература, 2006. – 240 с.

3. Назаренко Г.И., Кишкун А.А. Клиническая оценка результатов лабораторных исследований. – М.: Медицина, 2002. – 542 с.

4. Нетяженко В.З., Галушко О.А. Неінтенсивна інфузійна терапія в практиці лікаря внутрішньої медицини // Укр. хіміотерапевтичний журнал. – 2012. – № 3 (26). –С. 164-169.

5. Постников А.А. Водно-минеральный обмен. – М.: Триада-фарм, 2004. – 238 с.

6. Хейтц У., Горн М. Водно-электролитный и кислотно-основной баланс. Краткое руководство / Пер. с англ. В.А. Горбоносова. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. – 359 с.

7. Шлапак І.П., Голубовська О.А., Галушко О.А. Інфузійна терапія інфекційних хвороб: Посібник-довідник практикуючого лікаря. – К., 2015. – 288 с.

Поділитися з друзями:

Партнери