Основные механизмы регуляции водно-электролитного обмена

Суточный объем воды (поступление-выделение) составляет 3,6 % массы тела. У новорожденного эта величина значительно больше (около 10 %). Взрослому организму требуется примерно 2,5 л воды в сутки. Примерно столько же ее выделяется с мочой, потом, выдыхаемом воздухом и калом.

Таблица. Обмен воды в организме.

Поступление (2,5л)	Выделение (2,5л)
Экзогенная: Напитки: (1200мл) Пищевые продукты (1000мл)	Перспирация: Испарение, вентиляция (1000мл)
Эндогенная: Окисление питательных веществ (300 мл)	Мочевыделение (1400мл)
	Фекалии (100мл)

Наряду с этим идет интенсивный обмен воды между секторами. Следует учитывать, что существует взаимосвязь не только водного обмена с электролитным, но и водно-электролитного баланса с кислотно-основным состоянием (КОС). Объединяет их два общих физико-химических закона и третий - физиологический:

1. Закон электронейтральности

2. Закон изоосмолярности

3. Стремление организма к постоянству рН.

По закону электронейтральности сумма положительно заряженных катионов должна быть равна сумме отрицательно заряженных анионов.

Согласно закону изоосмолярности осмотическое давление в плазме, межклеточной и внутриклеточной жидкости должно быть одинаковым.

Третий закон выражает свойство организма постоянно поддерживать рН на нормальном уровне.

Основными клеточными ионами является К⁺, Mg^2*, HPO^-_4, SO₄^2-_, главными электролитами внеклеточного сектора считаются Na⁺, Cl^-, HCO₃ ^- и др.

Следует отметить, что механизмы водно-электролитного обмена между секторами не могут быть сведены только к физико-химическим процессам, так как распределение воды и электролитов связано также с особенностями функционирования мембран.

Наиболее динамичным является интерстициальный сектор, на котором отражаются потеря, накопление и перераспределения воды и сдвиги электролитного баланса прежде всего.

На обмен воды между секторами влияют следующие факторы:

• проницаемость капиллярной мембраны;

• величина гидростатического давления плазмы и тканевой жидкости;

• осмотическое и онкотическое давление крови и тканей;

• состояние лимфооттока.

Важными факторами, влияющими на распределение воды между сосудистым и интерстициальным секторами, является степень проницаемости сосудистой стенки, а также соотношение и взаимодействие гидродинамических и онкотических давлений секторов.

Ткань Poк = 4,5 мм рт.ст.
Poк = 25 мм рт.ст. Артериальный конец Р гидр. = 32,5 мм рт.ст.	Капилляр		Poк = 25 мм рт.ст. Венозный конец Ргидр. = 12 мм рт.ст.
Ткань Р гидр. 3 мм.рт.ст.
Рг.эф. = 32,5-3=29,5 мм рт.ст. Ро. эф. = - 25+4,5= - 20,5 мм рт.ст. ФДа = Рг.эф.+Ро.эф. = 29,5 - 20,5 = 9 мм рт.ст.		Рг.эф = 12 – 3 = 9 мм рт.ст. Ро. эф. = - 20,5 мм рт.ст. ФДв = - 20,5+9= -11,5 мм рт.ст.

Рис. Значения гидростатического (Р _гидр) и онкотического (P_oк ) в артериальном и венозном концах капилляра и в тканях, а также фильтрационного давления (ФД) в артериальном и венозном концах капилляра.

Важную роль в распределении воды между секторами играет онкотическое давление крови. В плазме содержание белков равна 65-80 г/л, а в интерстициальном секторе только 4 г/л. Это создает постоянную разность коллоидно-осмотического давления между секторами, обеспечивающую удержание воды в сосудистом русле.

Роль гидродинамического и онкотического факторов в обмене воды между секторами была показана еще в 1896 г. американским физиологом Э. Старлингом. Согласно гипотезе Э. Старлинга переход жидкой части крови в межтканевое пространство и обратно обусловлен тем, что в артериальном конце капилляров эффективное гидростатическое давление выше, чем эффективное онкотическое давление, а в венозном участке капилляре – наоборот.

В регуляции водно-электролитного обмена большое значение имеет альдостерон и дезоксикортикостерон (минералокортикоиды клуюочкового слоя коры надпочечников). В почках альдостерон увеличивает реабсорбцию Nа⁺ в канальцах и, вследствие осмотических явлений, реабсорбцию воды. Происходит облегчение транспорта К⁺ и Н⁺ в противоположном направлении. Альдостерон сходным образом влияет на потовые, слюнные и кишечные железы. К увеличению секреции альдостерона приводят:

• отрицательный баланс Nа⁺;

• увеличение концентрации К⁺;

• уменьшение объема циркулирующей крови (кровопотеря).

Большое влияние на водно-солевой обмен оказывает антидиуретический гормон (АДГ, вазопрессин) – гормон нейрогипофиза. АДГ усиливает реабсорбцию воды в дистальных отделах почечных канальцев, что приводит к торможению диуреза. В более высоких концентрациях АДГ повышает артериальное давление, отчего получил название вазопрессин. Естественным стимулом секреции АДГ является возбуждение осморецепторов.

Третьим гормоном, участвующим в регуляции водно-электролитного баланса является предсердный натрийуретический фактор (ПНФ) или атриопептид. Биосинтез, депонирование и секреции ПНФ происходит в специализированных клетках миокарда, локализующихся преимущественно в ушке правого предсердия. ПНФ повышает уровень клубочковой фильтрации, увеличивает диурез, экскрецию с мочой Na⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Cl^-. ПНФ - мощный диуретик, его мочегонное действие при одинаковой молярности раствора в 1000 раз превосходит диуретический эффект фуросемида. ПНФ тормозит секрецию альдостерона, ренина, повышает выделение норадреналина.

На регуляцию водно-солевого обмена влияют и другие гормоны. Например, глюкокортикоиды, катехоламины, тироксин могут оказывать влияние на водно-солевой баланс косвенным путем (через изменение гемодинамики, другие стороны обмена веществ и т. д.).

Нарушение водно-электролитного баланса

Нарушение баланса воды в организме называется дисгидрией. Дисгидрии делят на две группы: ДЕГИДРАТАЦИЯ и ГИПЕРГИДРАТАЦИЯ. В зависимости от преобладания нарушений во внеклеточном или внутриклеточном секторах различают ВНЕКЛЕТОЧНУЮ и ВНУТРИКЛЕТОЧНУЮ форму нарушений. Водный обмен, как уже отмечалось, тесно связан с электролитным. Нарушение баланса катионов и анионов, выполняющих важные функции, вызывает значительные сдвиги во внутренней среде организма. Изменения концентрации электролитов в жидких средах обусловливают изменения осмолярности, что способствует перемещению воды из одного сектора в другой.

По концентрации электролитов плазмы выделяют гипертоническую, изотоническую и гипотоническую дисгидрии. Так называемые ассоциированные дисгидрии представляют собой сочетание дегидратации одного из водных секторов с гипергидратацией другого. Ассоциированные нарушения возникают в связи с изменением осмолярности и перемещения жидкости из одного сектора в другой. В результате в одном секторе, например, внутриклеточном, может наблюдаться дегидратация, в то время как в другом межклеточном -гипергидратация. Примером такой формы может служить гиперосмолярная кома при сахарном диабете.