Раздел I основы водно-электролитного баланса основы водно-электролитного баланса

Вода в организме человека и всех живых существ играет огромную роль, так как все химические реакции, составляющие основу метаболизма, протекают только в жидкой среде.

Общая вода организма (ОВО) в зависимости от возраста составляет 60-80% массы тела человека. Согласно классической схеме Фриза-Гансена (Friis-Hansen) [11, 149, 177] в период новорождённости и первых месяцев жизни гидрофильность тканей организма максимальна и соответствует 70-80% массы тела, в пожилом и старческом возрасте она снижается до 45-55%.

Содержание ОВО и воды во внеклеточном пространстве представлено в таблице 1.1 и на рис. 1.1.

Таблица 1.1.

Общее содержание воды в организме человека и во внеклеточном пространстве в различном возрасте

Возраст	ОВО	ВКЖ	Квкж
Новорождённые	75-80%	40-43%	0,4
1-3 мес	80%	32-37%	0,35
3-6 мес	70%	30-35%	0,3
6-12 мес	60%	27-30%	0,3
1-10 лет	60%	25%	0,25
> 10 лет	60%	20%	0,2
Взрослые	60%	20%	0,2
Пожилые	45-50%	16%	0,2

Пояснения: ОВО – общая вода организма; ВКЖ – внеклеточная жидкость;

К_вкж – коэффициент, соответствующий доле ВКЖ в МТ (массе тела), используется для расчетов в некоторых формулах.

Примечание: в большинстве приводимых нами таблиц мы старались выделять основные возрастные категории по принятым международным стандартам, а именно: новорождённые (возраст от 0-1 мес), младенцы (дети в возрасте от 1-12 мес), дети раннего возраста (от 1-3 лет)[118], дети старшего возраста и иных возрастных групп (при необходимости) и взрослые.

Р ис. 1.1. Общее содержание воды в теле человека в различном возрасте и ее распределение по пространствам.

Для измерения общей воды организма используют радиоизотопный, денситометрический, ситометрический, рентгеноабсорбционный и расчётный методы. Однако все они малопригодны для практического использования из-за высокой трудоёмкости и дороговизны или недостаточной точности.

Относительно недавно появился новый неинвазивный метод анализа водного состава организма - измерение биоэлектрического импеданса (БЭИ). Полное сопротивление (импеданс) переменному току любого биологического объекта в первую очередь определяется его водно-электролитным составом. Метод БЭИ – достоверный и информативный метод динамического контроля содержания и распределением воды в различных секторах организма [69, 70].

ОВО подразделяется на клеточную жидкость (КЖ), которая независимо от возраста составляет около 40% массы тела и внеклеточную (ВКЖ), которая с возрастом уменьшается от 40 до 20% МТ.

У взрослых людей КЖ составляет 2/3 от ОВО, а ВКЖ соответственно 1/3 ОВО.

В понятие ВКЖ включают все жидкие фракции организма, не заключённые в клеточные мембраны. ВКЖ на ¾ состоит из интерстициальной жидкости и на ¼ из внутрисосудистой жидкости. К интерстициальной жидкости, кроме истинной межклеточной жидкости, относят также лимфу, соки ЖКТ, ликвор, мочу в мочевом тракте, внутриглазную, перитониальную, плевральную, перикардиальную и синовиальную жидкости.

У взрослых на внутрисосудистую жидкость приходится 4-5% массы тела, а на межтканевую жидкость и лимфу – 13-15% МТ.

О ВО(80%-60%) 2/3КЖ (40% от МТ независимо от возраста)

1/3 ВКЖ (40%-20% от МТ в зависимости от возраста)

¾ интерстициальная

¼ внутрисосудистая (у подростков и взрослых пациентов ~ 4-5% от МТ или 10% ОВО)

ВКЖ является зоной всех видов энергетического и регенеративно-трофического обмена между системой кровообращения и клетками. Постоянство ВКЖ обеспечивается гидромеханическими и осмотическими компенсаторными механизмами.

Движение жидкости с растворёнными в ней веществами между различными водными секторами организма происходит по законам осмоса и под действием основных сил: осмотического давления, гидростатического давления и онкотического давления.

Соотношение сил вызывающих перемещение воды через сосудистую мембрану описывает уравнение Старлинга (*Эрнест Генри Старлинг (1866-1927) – основатель учения о влиянии коллоидных сил на транспорт жидкости через мембраны).

Перемещение жидкости через транскапиллярную мембрану, согласно его формуле, происходит пропорционально величине градиента гидростатического давления минус осмотический и плюс онкотической градиенты.

Уравнение Старлинга (1896 г.) выглядит следующим образом 205:

Q = K (P_c – P_i) – r (p_c - p_i)

где Q – транссосудистый ток жидкости, зависящий от соотношения сил, вызывающих фильтрацию;

К – коэффициент фильтрации (количество фильтрата, проходящего через 100 г ткани в минуту при увеличении давления на 1 мм рт.ст.);

Р_с – гидростатическое давление в капиллярах;

r - коэффициент отражения (характеризует проницаемость мембран в отношении тока через них белков), при r равном 1 белки плазмы не проникают в интерстиций;

Р_i - гидростатическое давление в интерстициальном пространстве.

Для лучшего понимания механизмов ВЭБ целесообразно рассмотреть некоторые базовые термины и понятия, без которых невозможно освоение методов инфузионной терапии.

Осмос – физическое явление, представляющее движение воды через полупроницаемую мембрану в соответствии с градиентом концентраций недиффундирующих частиц растворенных веществ, находящихся по обе стороны мембраны.

Осмотическое давление – гидростатическая сила, действующая в направлении уравновешивания концентраций с помощью перемещения воды по обе стороны поверхности мембраны, которая непроницаема для веществ растворённых в воде. Осмотическое давление пропорционально общему количеству молекул и не зависит от их молекулярной массы.

Один осмоль соответствует 1 молю недиссоциирующего вещества. Для ионизированных веществ количество осмолей соответствует числу частиц, образуемых при диссоциации одного моля вещества. При растворении 1 моля NaCl должно образовываться 2 осмоля, но в реальности взаимодействие между катионами и анионами снижает эффективную осмотическую активность раствора хлорида натрия на 25%. Разница в 1 мосм/л создает осмотическое давление 19,3 мм рт.ст.

Термины «осмолярность» и «осмоляльность» часто путают.

Осмолярность – молярное количество осмотически активных (связывающих воду) частиц в 1 литре раствора.

Чаще всего для расчетов осмолярности используют формулы 33, 149:

Осмолярность (мосм/л) = 2Na⁺ + мочевина + глюкоза

и для более точных расчетов:

Осмолярность (мосм/л) = 2(Na⁺ + K⁺) + ОАМК + глюкоза

где ОАМК – общий азот мочевины и креатинина.

Примечание: все используемые в формулах значения должны быть определены в ммоль/л.

Осмоляльность - молярное количество осмотически активных частиц в 1 кг растворителя.

Молекулы воды перемещаются в соответствии с осмотическим градиентом ионов так, что концентрации растворов выравниваются.

Осмоляльность определяют по снижению точки замерзания раствора.

Для подавляющего большинства солевых растворов осмоляльность равна или чуть меньше осмолярности. Так раствор Рингера-лактата имеет расчётную осмолярность около 295 мосм/л, а измеренную прямым методом - осмоляльность около 254 мосм/кг Н₂О. Это обусловлено тем, что в растворах диссоциация солей менее 100%.

Гидростатическое давление – давление, создаваемое весом жидкости и дополнительными факторами.

Фильтрация – движение воды и растворённых в ней веществ из области более высокого гидростатического давления в область более низкого. Фильтрация обеспечивает ток жидкости из артериального конца капилляра через транскапиллярную мембрану во внеклеточное пространство (ВКП).

Эндотелий капилляров имеет поры размером 65Å, которые свободно проницаемы для малых молекул, для ионов натрия и хлора, но не проницаемы для крупных молекул белков. Межэндотелиальные поры в капиллярах головного мозга значительно меньше - всего 7Å, что обеспечивает функционирование гематоэнцефалического барьера.

Коллоидно-онкотическое (осмотическое) давление (КОД) плазмы является частью общего осмотического давления, которое создается белковыми молекулами. Коллоидно-онкотическое давление и коллоидно-осмотическое давление считаются синонимами.

КОД плазмы является основным фактором, регулирующим перемещение воды из тканей в капилляры. Это определяющая сила, которая способна удержать жидкость внутри капилляра. Большая часть коллоидно-онкотического давления плазмы крови обеспечивается альбумином. Альбумин удерживает около 80% воды, находящейся в кровеносном русле за счет всех высокомолекулярных соединений крови.

Полное коллоидно-онкотическое давление плазмы крови в норме составляет величину не более 30 мм рт. ст., из которых примерно 25 мм рт. ст. обусловлено альбумином. Оставшаяся часть онкотического давления создаётся другими плазменными белками. Глобулины обусловливают меньший онкотический эффект, поскольку, несмотря на значительно больший молекулярный вес, общее количество этих белков невелико.

Большинство критических состояний сопровождается снижением уровня альбумина в крови, что ведёт к перераспределению жидкости между секторами в сторону увеличения её интерстициальной составляющей. С другой стороны при повышении проницаемости капилляров коллоидные частицы могут сами свободно проходить через мембраны, и тем самым, увеличивают содержание воды в интерстиции [39, 113].

Низкий уровень альбумина при неотложных и критических состояниях является неблагоприятным прогностическим фактором.

Рассмотренные законы движения жидкости между секторами являются необходимыми знаниями практического врача, применяющего методы инфузионной терапии.

В жидкостных секторах организма все вещества находятся в растворенном виде, большая часть из которых являются электролитами.

Электролиты - вещества, диссоциирующие в водной среде с образованием ионов. Различают положительно и отрицательно заряженные ионы (катионы и анионы). Наиболее важные электролиты плазмы, интерстициальной и внутриклеточной жидкостей – Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^, HCO₃^, H₂PO₄^, SO₄^2, органические кислоты и белки.

Содержание электролитов в различных жидкостных пространствах существенно отличается (табл. 1.2.).

Таблица 1.2.