Ado_A_D_Patologicheskaya_fiziologia

риемии и водной интоксикации. В течение нескольких дней после травмы эпизоды расстройств, характерных для несахарного диабета, могут по­ вторяться, но не быть постоянными, так как регенерация клеток, секретирующих АДГ, происходит в течение нескольких недель или месяца с мо­ мента травмы.

При нефрогенном несахарном диабете в условиях недостатка воды сохраняется способность клеток к высвобождению АДГ, однако способ­ ность почечных канальцев реагировать на АДГ нарушена. Это наблюда­ ется при врожденных дефектах почечных канальцев, действии многихлекарств, а также при отдельных болезнях почек, характеризующихся повреждением медуллярной области или сосочка почек (поликистоз, обструктивная уропатия, поражение интерстиция). Из большого перечня лекарств, ведущих к нарушению реакции на АДГ, выделяют литий, демеклоциклин, амфотерцин В.

Падение объема внеклеточной жидкости может привести к гиповолемическому шоку и вызвать тяжелую гипоперфузию мозга, сердца, по­ чек, способствуя появлению таких осложнений, как тромбоз сосудов го­ ловного мозга, инфаркт миокарда, острый тубулярный некроз.

9.5. Нарушение электролитного баланса

Биологические жидкости организма человека (внутриклеточные и внеклеточные) представляют собой растворы, содержащие электроли­ ты. Определенный ионный состав жидкостей необходим для поддержа­ ния многих жизненных процессов. Например, функция некоторых фер­ ментов оптимальнатолько в условиях определенной концентрации ионов и величины рН. Эффект многих гормонов осуществляется благодаря из­ менению проницаемости клеточной мембраны для некоторых ионов.

Ионный состав внутри клетки значительно отличается от ионного состава внеклеточной жидкости (табл. 9.3).

Таблица 9.3

Ионный состав (мэкв/л) основных биологических жидкостей организма человека

(J. Briggs: В кн.: The Principle and practice of Nephrology. — ed. Jacobson and al., 1995, Mosby.)

248

Калий — преобладающий катион внутри клетки; магний и фосфаты также сосредоточены в основном внутри клетки. В противоположность этому натрий содержится преимущественно во внеклеточной жидкости.

9.5.1. Нарушение баланса натрия

Объем внеклеточной жидкости главным образом зависит от общего содержания натрия и сопровождающих его анионов в данной области. Изменение содержания натрия сопровождается параллельным измене­ нием объема жидкости, что необходимо для постоянства ее осмоляльно­ сти. У здорового человека осмоляльность внеклеточной жидкости оста­ ется постоянной (около 285 мОсм/кг Н2 0).

Главную роль в регуляции ионного состава и объема жидкостей иг­ рают почки. Изменение объема биологических жидкостей вызывает соот­ ветствующий ответ регулирующих систем почек; так, увеличение объема способствует увеличению экскреции натрия и воды, и, наоборот, умень­ шение объема вызывает снижение экскреции натрия. Эта закономерность нарушается при патологических процессах: если задержка натрия пре­ обладает над его экскрецией, объем внеклеточной жидкости значитель­ но увеличивается и развиваются отеки; если преобладает экскреция нат­ рия, наблюдается падение содержания натрия во внеклеточной жидкости и уменьшение объема внеклеточной жидкости.

Гипонатриемия — снижение концентрации натрия в сыворотке кро­ ви ниже 135 мэкв/л. Развитию гипонатриемии способствуют:

•потеря натрия при рвоте, поносе, перераспределение жидкости в «третье» пространство (ожоги, перитонит, панкреатит, рабдомиолиз);

•потеря натрия почками при лечении диуретиками, развитии осмо­ тического диуреза — заболеваниях, сопровождающихся накоплени­ ем осмотически активных веществ в крови (глюкоза, мочевина), или при использовании осмотических диуретиков (маннит); при некото­ рых заболеваниях почек (интерстициальный нефрит, медуллярный кистоз, обструкция мочевых путей);

•гиперволемия с выраженным отечным синдромом (сердечная не­ достаточность, цирроз печени, нефротический синдром, острая и хроническая почечная недостаточность).

249

Гипонатриемия может отражать снижение общего содержания натрия

ворганизме, но при некоторых состояниях снижение концентрации натрия

вплазме сопутствует его нормальному или даже увеличенному общему содержанию. Это связано с тем, что разные причины вызывают неодина­ ковую интенсивность потери натрия и воды и в зависимости от соотноше­ ния интенсивности потери последних развиваются гиповолемическая ги­ понатриемия, гиперволемическая гипонатриемия и эуволемическая гипонатриемия.

При гиповолемической гипонатриемии потеря натрия несколько преобладает над потерей воды, хотя имеет место значительное сниже­ ние общего содержания воды, развивается гипоосмоляльность плазмы. Это расстройство гомеостаза чаще наблюдается при применении диуре­ тиков. В некоторых случаях гиповолемия, вызванная, например, сниже­ нием внутрисосудистого объема или перераспределением жидкости в «третье» пространство, может обусловить стимуляцию высвобождения АДГ и способствует задержке жидкости.

В большинстве случаев гипонатриемия не приводит к каким-либо клиническим симптомам. При падении осмоляльности плазмы меняется осмотический градиент гематоэнцефалического барьера, возникает уси­ ленное движение воды к мозгу, способствующее гипергидратации кле­ ток мозга и развитию мозговой симптоматики. Жалобы пациентов на тош­ ноту, общую слабость возникают при концентрации натрия в плазме ниже 125 мэкв/л; коматозное состояние развивается при содержании натрия в плазме ниже 110 мэкв/л.

При увеличении объема внеклеточной жидкости в некоторых случа­ ях наблюдается гиперволемическая гипонатриемия. Это расстройство развивается при сердечой недостаточости или других заболеваниях, со­ провождающихся уменьшением «эффективного» объема крови, отеками и увеличением общего содержания натрия. При этом, несмотря на зна­ чительное увеличение содержания воды, увеличивается секреция АДГ (неосмотическая стимуляция), также способствующая задержке воды и развитию отеков.

При умеренно выраженной гиперволемии, обусловленной избира­ тельной задержкой воды (без сопутствующего увеличения общего содер­ жания натрия) может развиться эуволемическая гипонатриемия. В этих случаях отеков не бывает, несмотря на умеренное увеличение объема внеклеточной жидкости. Эуволемической гипонатриемии способствует снижение экскреции воды, вызванное эктопической стимуляцией секре­ ции АДГ. Это расстройство наблюдается при различных заболеваниях — злокачественных опухолях, инфекционных болезнях легких, туберкулезе, раке легкого, патологии ЦНС и определяется как синдром неадекват­ ной секреции АДГ. Развитие этого синдрома могут вызвать некоторые лекарства — наркотики, клофибрат, винкристин, нестероидные противо­ воспалительные препараты.

Гипернатриемия — увеличение концентрации натрия в плазме свы­ ше 145 мэкв/л.

250

Развитию гипернатриемии способствуют:

•потеря воды желудочно-кишечным трактом (понос, рвота), кожей (ожоги);

•потеря воды почками (осмотический диурез, применение петлевых диуретиков, постобструктивный диурез);

•введение препаратов натрия с лечебной целью (при ацидозе, искус­ ственном питании);

•избыток минералокортикоидов.

Гипернатриемия может отражать увеличение общего содер­ жания натрия в организме, но в некоторых случаях наблю­ дается и при снижении общего содержания натрия.

Поскольку концентрация натрия главным образом определяет осмоляльность внеклеточной жидкости, гипернатриемия отражаетее гиперосмоляльность. Если во внеклеточной жидкости накапливаются дру­ гие растворенные вещества, например мочевина или глюкоза, возникает

гипертоничность внеклеточной жидкости или гиперосмолярность. Хотя

глюкоза относится к неэффективным осмолям, в условиях дефицита ин­ сулина изменяется проницаемость клеточных мембран, что с одновре­ менно высокой концентрацией глюкозы в крови ведет к гиперосмолярности или гипертоничности плазмы. Гипертоничность и гиперосмоляльность приводят к тяжелым расстройствам, например у больных сахарным диа­ бетом могут развиться значительная дегидратация, вызванная осмоти­ ческим диурезом, а также

Гиперволемическая гипернатриемия обычно возникает при введении солей натрия или изотонического раствора натрия хлорида в больших количествах. Из других причин следует отметить первичный гиперальдостеронизм и синдром Кушинга. При гиперволемической ги­ пернатриемии увеличение внеклеточного объема вызывается потерей внутриклеточной жидкости, в связи с чем развивается клеточная дегид ­ ратация. Это проявляется расстройством функций ЦНС, нарушением чувствительности, раздражительностью, очаговой неврологической симп­ томатикой, лихорадкой, жаждой.

Гиповолемическая гипернатриемия чаще развивается при значи­

тельной потере воды почками или желудочно-кишечным трактом. Несмот­ ря на снижение содержания не только воды, но и натрия, преобладание потери воды способствует гипернатриемии. При гиповолемической ги­ пернатриемии вода перемещается из клеток во внеклеточное пространст­ во, и при этом развивается клеточная дегидратация: из клеток может те­ ряться 2/3 воды, что вызывает тяжелое состояние больных сахарным диабетом и гиперосмоляльную кому.

При некоторых расстройствах, приводящих главным образом к поте­ ре воды, развивается эуволемическая гипернатриемия. Объем внекле­ точной жидкости существенно не меняется, поскольку теряется только часть воды из этой области. Это состояние может наблюдаться при поте­ ре воды кожей (сильном потоотделении, лихорадке) или почками (неса­ харный диабет центрального генеза или нефрогенный несахарный диабет).

251

9.5.2. Нарушение баланса калия

Концентрация калия в плазме здорового человека (с массой тела 70 кг) составляет 3,5—4,9 мэкв/л. Концентрация калия внутри клетки — 150 мэкв/л. Таким образом, 98 % калия составляет внутриклеточный ка­ лий и только 2 % — внеклеточный. В то же время концентрация калия во внеклеточной жидкости — основной фактор, определяющий нервномышечную возбудимость, поэтому регуляция концентрации внеклеточ­ ного калия имеет большое клиническое значение.

Существует тесная корреляция между уровнем калия в сыворотке и нарушением общего содержания калия — его избытком или дефицитом. Расстройство баланса калия проявляется гипокалиемией и гиперкалиемией.

Гипокалиемия — снижение концентрации калия в плазме ниже 3,5 мэкв/л. Баланс общего содержания внеклеточного калия определя­ ется соотношением потребляемого и выделяемого калия с мочой и регу­ лируется почками. 90 % калия свободно фильтруется в гломерулах, око­ ло 50 % фильтруемого калия реабсорбируется в проксимальных канальцах и только 10 % — достигает дистальных канальцев и собирательных тру­ бок. Эти сегменты являются основным источником экскретируемого ка­ лия, поскольку калий высвобождается в просвет дистальных канальцев и собирательных трубок путем канальциевой секреции.

Причинами гипокалиемии могут быть следующие состояния:

• расстройства, обусловленные нарушением экскреции калия или на­ рушением перераспределения калия между вне- и внутриклеточной жидкостью. Разные патологические процессы в почках могут выз­ вать нарушение секреции калия в этих сегментах, однако более час­ той причиной гипокалиемии является применение тиазидных диу­ ретиков, вызывающих снижение общего содержания калия. Тиазидные диуретики могут способствовать падению концентрации калия в плазме путем следующих механизмов:

•при увеличении потока мочи в дистальных канальцах;

•при увеличении высвобождения натрия в дистальных каналь­ цах, способствующего усилению секреции калия;

•при увеличении секреции альдостерона.

•сходные механизмы обусловливают потерю калия почками при дру­ гих формах патологии почек —остром тубулярном некрозе (фаза выздоровления), постобструктивном диурезе, осмотическом диуре­ зе, применении некоторых лекарств (циспластин, аминогликозиды,

-пенициллин в сверхвысоких дозах);

• потере калия почками могут также способствовать присутствие в канальцевой жидкости нереабсорбируемых анионов, таких, как НС03~, увеличение высвобождения бикарбонатов в дистальных ка­ нальцах. Например, пусковым фактором, обусловливающим гипокалиемический метаболический алкалоз, является потеря HCI при тошноте и рвоте. Однако потеря чистого калия при этом невелика,

252

но потеря НС! вызывает увеличение концентрации бикарбонатов в сыворотке, что способствует увеличению высвобождения бикарбо­ натов в дистальном нефроне и превышению реабсорбционных воз­ можностей канальцев;

•потеря калия с потом, с соками желудочно-кишечного тракта (рво­ та, дренаж желудка, диарея). Желудочный сок может содержать до 2 мэкв/л, а пищеварительные соки кишечника — д о 8—10 мэкв/л калия;

•гипокалиемия от разведения, возникающая вследствие введения в

организм осмотических растворов, не содержащих калий;

•гипокалиемия от перемещения калия из межклеточного простран­ ства в клетки.

Последствия гипокалиемии. Гипокалиемия вызывает увеличение разницы трансмембранной концентрации калия и потенциала покоя кле­ точной мембраны, что приводит к гипополяризации и падению возбуди­ мости клетки. Гипокалиемия оказывает значительный эффект на состоя­ ние мышцы сердца. Изменения на ЭКГ наблюдаются при Иадении калия в плазме ниже 3 мэкв/л и включают уплощение зубцов 7~, депрессию сег­ мента БТ, появление зубца I/, удлинение интервала РР, увеличение амп­ литуды Рволн. Эти изменения ЭКГ обратимы при адекватной коррекции гипокалиемии. Гипокалиемия может оказать аритмогенный эффект, спо­ собствуя предсердным и желудочковым аритмиям. Падение концент­ рации калия может влиять на сосудистую систему и вызывать снижение артериального давления, что показано на экспериментальной модели гипертензии.

Однако падение концентрации калия в плазме у пациентов с эссенциальной гипертензией совпадало с повышением артериального давле­ ния. Гипертензивный эффект в последнем случае объясняется антинатриуретическим и антидиуретическим эффектом гипокалиемии.

Влияние снижения содержания калия на скелетную мускулатуру ва­ рьирует в зависимости от степени этого снижения. При умеренно выра­ женной гипокалиемии могут наблюдаться миалгии, слабость, которые более выражены при уровне калия ниже 3 мэкв/л.

Хроническое падение содержания калия вызывает нарушение фун­ кций почек: уменьшение скорости клубочковой фильтрации и почечного кровотока, нарушение концентрационной функции почек, способствую­ щие полидипсии и резистентной к АДГ полиурии.

В эксперименте на животных и при наблюдениях в клинике хрони­ ческая гипокалиемия (продолжительностью не менее месяца) вызывает характерные патологические изменения в ткани почек (атрофию каналь­ цев и формирование клеточной инфильтрации, интерстициальный фиб­ роз). Падение общего содержания калия с сопутствующей гипокалиемией, помимо влияния на возбудимость мышц, приводит к нарушению функций эндокринной системы и многим метаболическим расстройствам. Наблюдаются уменьшение секреции инсулина с невосприимчивостью

253

к углеводам, с развитием в некоторых случаях сахарного диабета, паде­ ние уровня альдостерона в плазме и увеличение образования аммиака в почках.

Трансмембранное распределение калия модулируется гормональ­ ными влияниями, состоянием кислотно-основного баланса, осмоляльностью внеклеточной жидкости и другими факторами, нарушающими актив­ ность № + , К+-аденозинтрифосфатазы или пассивный перенос калия через мембрану. Гипокалиемия вследствие перераспределения калия чаще наблюдается при стрессовых ситуациях, когда в крови внезапно увели­ чивается уровень катехоламинов (тяжелый ангинозный статус, инфаркт миокарда) или применяются агонисты р-адренергических рецепторов (при бронхиальной астме). Катехоламины способствуют переходу внекле­ точного калия внутрь клетки. Инсулин также способствует увеличению усвоения калия клетками, поэтому при лечении инсулином возможно раз­ витие гипокалиемии.

Метаболический и респираторный алкалоз способствует гипокали­ емии, однако механизмы, обусловливающие гипокалиемию при алкало­ зе, не полностью ясны.

Г и п е р к а л и е м ия — повышение концентрации калия в плазме до уровня выше 5 мэкв/л.

Причины гиперкалиемии. Увеличенное поступление калия в плазму может быть связано с избыточным поступлением его извне или обуслов­ лено увеличением выхода калия из клеток.

Стабилизация гиперкалиемии может быть обусловлена нарушени­ ем экскреции калия почками или быть следствием внепочечных причин. В клинических условиях нередко встречается ятрогенная гиперкалие­ мия — при введении в высоких дозах хлорида калия или калиевой соли пенициллина и потреблении продуктов, богатых калием.

Эндогенным источником гиперкалиемии является интенсивное по­ ступление калия из клеток при рабдомиолизе, быстром рассасывании опухоли при химиотерапии, внутрисосудистом гемолизе, массивном же­ лудочно-кишечном кровотечении, а также при интенсивной мышечной нагрузке, например во время марафона.

Различные факторы могут вызывать изменение распределения внут­ риклеточного калия и способствовать выходу его во внеклеточное про­ странство. Дефицит инсулина может способствов^ать гиперкалиемии при хронической почечной недостаточности. При диабете повышение концен­ трации калия бывает связано как с дефицитом инсулина, так и с осмоти­ ческим эффектом глюкозы. Однако гиперкалиемия при этом более веро­ ятна при наличии сопутствующей почечной недостаточности или гипоальдостеронизме. Гиперкалиемия может быть обусловлена ингиби-

Гиперкалиемия при нарушении выделения калия почками наблюда­ ется при значительном снижении скорости клубочковой фильтрации, но в некоторых случаях развитие гиперкалиемии возможно при умеренном

254

снижении клубочковой фильтрации или даже нормальном ее уровне. К та­ ким случаям относятся неадекватное высвобождение натрия в дистальных канальцах и падение потока мочи в дистальных канальцах при недостаточ­ ности надпочечников (болезнь Аддисона), нарушении тубулярной секре­ ции калия (обстуктивная уропатия, тубулоинтерстициальные нефропатии), атакже при использовании спиронолактонов.

Последствия гиперкалиемии. Гиперкалиемия изменяет функцию возбудимости тканей в связи со снижением соотношения внутриклеточ­ ного и внеклеточного калия. Последствия этих изменений особенно вред­ ны для состояния сердца. Тяжесть электрокардиографических измене­ ний обычно параллельна степени повышения калия в сыворотке. Однако тяжелая форма гиперкалиемии в некоторых случаях может не соответст­ вовать изменениям на ЭКГ. Высокий остроконечный зубец Г—ранний признак гиперкалиемии; в более тяжелых случаях обнаруживаются уплощение зубца Р, расширение комплекса ОйЭ. В некоторых случаях гиперкалиемия может быть следствием технических погрешностей (ис­ следование гемолизированной сыворотки, неправильная техника забо­ ра крови).

9.5.3. Нарушение баланса кальция

Кальций играет первостепенную роль в метаболических и многих фи­ зиологических процессах организма человека. Он является главным со­ ставным элементом костей. Ионы кальция играют важную роль в переда­ че внутриклеточных сигналов, различных реакциях ферментов, коагуляции крови. Кальций определяет нервно-мышечную проводимость. Регуляция стабилизации баланса кальция — процесс большой важности.

99 % кальция (приблизительно 1000 г) сосредоточено в костях. На­ ряду с этим кальций содержится в плазме и внеклеточной жидкости. Кон­ центрация кальция в плазме составляет 8,9—10,1 мг/100 мл или 2,23— 2,52 мэкв/100 мл. Концентрация ионизированного кальция при рН 7,4 колеблется от4,75 до 5,20 мг/100 мл. Количество ионизированного каль­ ция варьирует в зависимости от величины рН: алкалоз уменьшает кон­ центрацию ионизированного кальция, ацидоз оказывает обратный эф­ фект. Общая концентрация кальция в плазме зависит от содержания альбуминов и глобулинов: уменьшение или увеличение содержания аль­ буминов в плазме на каждый 1 г/100 мл соответственно уменьшает или увеличивает содержание кальция сыворотки на 0,8 мг/100 мл.

Баланс кальция зависит от количества кальция, абсорбированного кишечником, реабсорбированного почечными канальцами, и количества, выделенного с калом и мочой. В среднем здоровый человек ежедневно потребляет 600—1000 мг кальция и теряет около 100 мг.

Стабилизация содержания кальция в плазме поддерживается влия­ нием паратиреоидного гормона (паратгормона), витамином Э и кальцитонином (рис. 9.5; 9.6). В зависимости от уменьшения или увеличения содержания кальция в плазме стимулируется (или блокируется) высво­ бождение (или синтез) паратгормона, способствующего мобилизации

255

Рис. 9.5. Мобилизация адаптационных механизмов при гипокальциемии. Rajin Kumar. В кн.: The Principles and Practice of Nephrology / R. Jacobson et al. — Mosby, 1995. — P. 968.

(или снижению мобилизации) кальция из костей, и наряду с этим повы­ шается (или снижается) содержание в сыворотке 1,25-дигидрооксивита- мина й3 — активного метаболита витамина й, который увеличивает (или снижает) реабсорбцию кальция проксимальными канальцами соответст­ венно.

Гипокальциемия — понижение концентрации кальция в плазме до уровня 8,8 мг/100 мл и ниже, однако этот показатель не всегда отражает концентрацию ионизированного кальция. Например, при гипоальбуминемии низкая концентрация кальция может сочетаться с нормальным со­ держанием ионизированного кальция.

Причины гипокальциемии и механизмы, способствующие ее раз­ витию. Причиной гипокальциемии может быть нарушение высвобождения или синтеза паратгормона паращитовидными железами. Различают пер­ вичный, или идиопатический, гипопаратиреоз и псевдогипопаратиреоз.

256

Рис. 9.6. Мобилизация адаптационных механизмов при гиперкальциемии. Rajin Kumar. В кн.: The Principles and Practice of Nephrology / R. Jacobson et al. — Mosby, 1995.— P. 968.

Гипокальциемия может наблюдаться при разных патологических процессах: злокачественных новообразованиях, острой и хронической почечной недостаточности, остром панкреатите, дефиците витамина О. Механизмы, обусловливающие гипокальциемию при разных заболевани­ ях, неодинаковы. При злокачественных новообразованиях предполагается влияние медиаторов, высвобождаемых опухолевыми клетками и способ­ ствующих стимуляции функции остеобластов и усилению образования кости.

При острой и хронической почечной недостаточности гипокальцие­ мия обусловлена нарушением продукции 1,25-дигидроксивитамина 03 клетками проксимальных канальцев, приводящей к дефициту витамина О, а также задержкой фосфатов. Дефицит витамина О сопровождается гипокальциемией и гипофосфатемией, в результате чего может развить­ ся вторичный гиперпаратиреоз. Некоторые лекарственные средства — противосудорожные, фенобарбитал — могут обусловить главным обра­ зом гипокальциемию предположительно вследствие их способности снижать концентрацию 1,25-гидроксивитамина 0 3 в сыворотке.

Последствиягипокальциемии. Клинические проявления гипокальциемии обычно развиваются при снижении кальция до уровня ниже 7 мг/ 100 мл, но более характерны при быстром снижении кальция. Повышен­ ная возбудимость нервной ткани может способствовать тетании или спон­ танному сокращению мышц, особенно областей кистей и стоп. При быст-

257