Рис. 14.19. Схема компенсаторных реакций, возникающих при гипоосмотической гипергидратации

Как при физиологических (прием воды), так и при искусственных условиях (введение избытка жидкости) в основе компенсации гидратации лежит подавление образования и секреции в кровь вазопрессина, вследствие чего возрастает выведение избытка воды через почки. кости. Таким образом, вовлечение систем интегративного контроля водно­солевого баланса начинается еще до сдвигов уровня натрия и осмотиче­ского давления в крови системной циркуляции, поэтому в обычных усло­виях рефлекторная стимуляция почечной экскреции воды и натрия огра­ничивает увеличение объема крови из-за всасывания выпитой воды.

Чрезмерный прием воды или введение гипотонических растворов в сосу­дистую систему (см. рис. 14.19) вызывают выраженную гипоосмотическую гипергидратацию, ведут к уменьшению осмотического давления и концен­трации ионов натрия в плазме. Следствием этого является подавление нейросекреции вазопрессина, стенки дистальных канальцев и собиратель­ных трубочек в почках остаются непроницаемыми для воды. Поскольку реабсорбция ионов натрия сохраняется, почки выделяют большие количе­ства гипотоничной мочи и избыток воды удаляется из крови. В отсутствие вазопрессина мочевина не реабсорбируется в собирательных трубочках, что снижает осмолярность интерстиция мозгового вещества почек и тем самым также ослабляет реабсорбцию воды. Если описанные механизмы регуляции не обеспечивают выведение объемов воды, адекватных ее посту­пившему количеству, устанавливается положительный водный баланс, во­да задерживается в организме. Задержка воды в крови (гидремия) снижает ее осмотическое давление и вода выходит в ткани — формируются отеки.

14.4.5. Гомеостатические механизмы при изоосмотической гипергидратации

Это состояние является наиболее частым проявлением у человека положи­тельного водного баланса с одновременной задержкой NaCl (недостаточ­ность кровообращения, токсикозы беременности, болезнь Кушинга). При этом, поскольку ионы Na⁺ и СГ являются почти исключительно внекле­точными, имеет место увеличение лишь объема изотонической жидкости во внеклеточной среде и перемещений воды между вне- и внутриклеточ­ным пространствами не отмечается. Существенно увеличивается объем ин­терстициального сектора, где депонируется изотоническая жидкость и формируются отеки, увеличивается масса тела. Внутриклеточное простран­ство остается без изменений. Общее количество воды и натрия в организ­ме возрастает, но концентрация ионов Na⁺ остается в пределах нормы. Не­смотря на гипергидратацию возникает потребность в осмотически свобод­ной воде и нередко появляется жажда. Избыток изотонической жидкости в системе гемоциркуляции может вести к острой сердечно-сосудистой не­достаточности, острой почечной недостаточности при наличии патологии почек. Наиболее простым примером этого типа гипергидратации является внутривенное вливание больших количеств изотонического раствора NaCl. Следствием гипергидратации внутрисосудистого сектора является умень­шение гематокрита и концентрации плазменных белков. Избыток изоос­мотической жидкости выводится почками путем увеличения диуреза. Не­соответствие скорости мочеобразования степени гипергидратации ведет к отекам. В условиях патологии компенсация гипергидратации этого типа отличается малой эффективностью.

14.4.6. Гомеостатические механизмы при гиперосмотической гипергидратации

Этот вид водного дисбаланса возникает при первичном альдостеронизме (синдром Кона), остром гломерулонефрите, введении в организм больших количеств гипертонических растворов хлорида натрия, гидрокарбоната в послеоперационный период, особенно при почечной недостаточности. Объем и осмолярность внеклеточного пространства увеличиваются из-за прироста концентрации Na⁺ и С1⁺, вода перемещается из внутриклеточно­го пространства во внеклеточное до равенства в них осмотического давле­ния. Вследствие этого объем внутриклеточного пространства уменьшается, а осмолярность становится повышенной в обоих пространствах. Если не происходит потерь белка и эритроцитов из плазмы крови, как это бывает при гломерулонефрите, в крови повышаются гематокрит и концентрация белка. Компенсация нарушений водно-солевого гомеостазиса при этом ти­пе дисбаланса осуществляется путем почечного выведения избытка жидко­сти и натрия и требует значительного времени. Без устранения причины, вызвавшей гиперосмотическую гипергидратацию, компенсация нарушен­ного гомеостазиса в большинстве случаев не эффективна.

14.4.7. Нарушения баланса электролитов

Нарушения баланса электролитов в организме являются, как правило, следствием водного дисбаланса. Это прежде всего относится к дисбалансу ионов натрия, поскольку гиперосмотическая дегидратация и гипоосмоти- ческая гипергидратация, являясь следствием водного дисбаланса, неизбеж­но сопровождаются гипер- или гипонатриемией. Гипер- или дегидратация внутриклеточного пространства ведут, соответственно, к уменьшению или повышению содержания внутриклеточных ионов, прежде всего, калия. Как правило, сдвиги содержания электролитов в плазме крови являются следствием трех основных механизмов: 1) изменения всасывания в желу­дочно-кишечном тракте, 2) перераспределения между вне- и внутрикле­точной средами, в том числе и депонирования, 3) изменения экскреции из организма, прежде всего через почки. Электролитный гомеостазис необхо­дим для обеспечения фундаментальных свойств клеток (метаболизм, реге­нерация, возбудимость, специфические функции), а также их регуляции и саморегуляции, поэтому его нарушения ведут к тяжелейшим расстрой­ствам жизнедеятельности.

ГЛАВА 15

Кислотно-основное состояние

Кислотно-основное состояние (кислотно-щелочное равновесие; кислотно­щелочной баланс; кислотно-основное равновесие) — одно из важнейших гомеостатических свойств внутренней среды организма, характеризующее­ся относительным постоянством соотношения водородных и гидроксиль­ных ионов и определяющее оптимальный характер обменных процессов и физиологических функций.

Основой внутренней среды является вода, молекулы которой при дис­социации образуют Н⁺ и ОН" ионы. Соотношение их концентрации опре­деляет актуальную реакцию жидкостей, прежде всего крови.

Актуальной реакцией называют существующую в организме в конкрет­ных условиях кислотность или щелочность внутренней среды. От актуаль­ной реакции среды зависят условия функционирования большинства бел­ков, так как электронейтральность белковой молекулы определяется ее изоэлектрической точкой, что напрямую связано с кислотностью среды. Актуальная реакция среды определяет активность ферментов, для боль­шинства из которых свойственны свои оптимальные значения реакции среды. Кислотно-основное состояние внутренней среды определяет в тка­нях направление и интенсивность процессов окисления и восстановления, расщепления и синтеза белков, углеводов и жиров, нуклеиновых кислот, активность витаминов и микроэлементов. Изменения актуальной реакции среды помимо метаболизма влияют и на функции клеток, органов и сис­тем (сердца и сосудов, нервной системы и мышц, легких и почек), опреде­ляют биофизические свойства клеток и молекул, например проницаемость мембран и возбудимость, степень дисперсности коллоидов и пр.

В свою очередь, кислотно-основное состояние является интегральным параметром внутренней среды организма и зависит от состояния клеточ­ного метаболизма, газотранспортной функции крови, процессов питания и внешнего дыхания, водно-солевого обмена.

Внутриклеточная среда для большинства клеток нейтральна, так как это обеспечивает оптимальную возможность образования субстрат-фермент- ных комплексов. Внеклеточная жидкость и кровь имеют слабую щелочную реакцию, что способствует нейтрализации и удалению из клеток кислых метаболитов и Н-ионов.