Гомеостаз: синдромные нарушения водно-электролитного и кислотно-основного равновесия
Термин «г о м е о с т а з» (В. Кен-нон) не означает постоянное и неизменное состояние. Несмотря на то что жидкостные константы организма относительно постоянны, это постоянство достигается непрерывным движением, обновлением, нарушением и последующим восстановлением.
Гомеостаз — динамическое постоянство внутренней жидкостной среды организма. Это внутренний мир: клетки, клеточная и внеклеточная среда, связанные со всеми органами и системами. Во внутренней среде происходят сложные метаболические процессы и транспорт различных веществ. Клетки получают кислород и питательные вещества и выделяют шлаки, которые выводятся из организма посредством выделительной системы.
Клетка — живой организм, связанный с макроорганизмом и готовый в любую минуту
«пожертвовать собой» ради жизни всего существа. Этот «альтруизм» не может быть объяснен одними физико-химическими процессами. Введенная в организм «мертвая соль» вдруг
«оживает», приобретает свойства элект-
ролита и заряжает клеточные мембраны, обеспечивая клетки энергией.
Жизнь — это движение (осмысленное?) частиц, направленное на поддержание физиологических констант организма. Можно объяснить тот или иной феномен определенными законами, но это не дает ответа на главные вопросы: почему организм
«заинтересован» в выживании, почему каждая клетка работает на организм, почему организм борется до конца со своим недугом?
Острые нарушения гомеостати-ческих констант: рН клеток и внеклеточной среды, содержания воды и электролитов в водных секторах организма, осмолярности и КОД являются скорее правилом, чем исключением при тяжелых заболеваниях. Фактически при всех острых хирургических заболеваниях, сопровождающихся лихорадкой, рвотой, диареей и обильным потоотделением, олигурией или полиурией, значительно нарушается гидроионное равновесие в организме. Во всех случаях, когда ограничен или невозможен энтеральный путь усвоения воды и питательных веществ, основное зна-
чение в лечении приобретает водный и энергетический баланс. Являясь тяжелым патофизиологическим синдромом, дисбаланс воды и электролитов вызывает нарушения таких процессов метаболизма, как диффу-
зия и осмос, фильтрация и активное движение ионов. Знание основ водно-электролитного
обмена и его нарушений позволит врачу оказать эффективную помощь больному, находящемуся в критическом состоянии.
Глава 30
Водно-электролитное равновесие
Водный баланс организма
Водный баланс организма поддерживается благодаря адекватному поступлению воды в соответствии с ее потерями. Организм получает воду с питьем, пищей и в результате обменных процессов, а теряет ее с мочой и калом, через легкие и кожу.
Количество потребляемой и выделяемой воды в среднем в сутки составляет до 2,5 л. В виде питья в норме в организм должно поступать 1300 мл, с пищей — 1000 мл, в процессе метаболизма образуется 200 мл воды. Минимальное поступление воды, обеспечивающее водно-электролитное равновесие, равно 1500 мл. Суточный диурез — 1400 мл, через кожные покровы и легкие выделяется 1000 мл воды, с калом 100 мл.
Суточная потребность в воде зависит от многих факторов: массы тела, пола, возраста, температуры окружающей среды и др. В связи с этим суточная потребность организма человека в воде в норме колеблется в широких пределах — от 1 до 3 л и более. При выработке 1000 ккал образуется приблизительно 100 мл воды [Moore F.D., 1959]. Поскольку пищевой рацион взрослого человека составляет в среднем 1500—2200 ккал, то количество образующейся эндогенной воды в среднем равно 150—220 мл. Количество выпиваемой воды приблизительно соответствует диурезу, а количество воды, поступающей с пищей, примерно равно потерям при
дыхании и через кожу [Rooth G., 1978].
Нормальные показатели неощутимых потерь воды при дыхании и с поверхности кожи с потом у взрослых составляют около 15 мл/кг массы тела в сутки. Их объем зависит от интенсивности обменных процессов, количества образующейся эндогенной воды и внешних факторов.
Средняя суточная потеря воды через легкие равна 0,4—0,5 л, через кожу — 0,5—0,7 л. Таким образом, объем неощутимых, или незаметных, потерь воды у взрослого человека с массой тела 70 кг в нормальных условиях составляет примерно 1 л/сут. Физиологические колебания потерь воды довольно значительны. При повышении температуры тела увеличивается количество эндогенной воды и возрастают потери воды через кожу и при дыхании. У новорожденных потери воды более значительны, чем у взрослых, и достигают 50 мл/кг в сутки. Ежедневный обмен внеклеточной жидкости у новорожденных составляет 50 %, а у взрослого — только 15 %.
При уменьшении поступления воды возникает олигурия, повышается концентрация мочи, происходит накопление азотистых шлаков. Оптимальный суточный диурез у человека составляет 1400—1600 мл. Минимальное количество воды, обеспечивающее водно- электролитное равновесие, равно 1,5 л.
Вода с растворенными в ней веществами представляет собой функциональное единство как в биологи-
ческом, так и в физико-химическом отношении, является важнейшей реакционной средой и выполняет роль основного пластического элемента тела. Общее количество воды зависит от общего количества катионов, особенно натрия и калия, регулирующих содержание анионов и связанной воды. Выделительная функция почек зависит от содержания воды. При дегидратации в результате действия антидиуретического гормона (АДГ) возникает оли-гурия. АДГ обычно не влияет на экскрецию катионов калия и натрия [RoothG., 1978].
Общее содержание воды в организме. У новорожденных общее количество воды составляет 80 %. С возрастом содержание воды в тканях уменьшается: в организме здорового мужчины ее содержится в среднем около 60 %, а у женщин около 50 % массы тела. При ожирении содержание воды уменьшается у мужчин до 50 %, а у женщин до 42 %. При пониженном питании содержание воды в тканях увеличено (до 70 % у мужчин и до 60 % у женщин).
Жировая ткань содержит приблизительно 30 % воды, обезжиренная масса — 72—73 % [Тар- роу А.Б., Эриксон Дж.К., 1977]. Этим, по-видимому, можно объяснить тот факт, что тучные люди переносят потери воды значительно тяжелее, чем люди с нормальным или пониженным питанием.
Водные разделы организма
Примерно 2/з воды находится внутри клеток (внутриклеточное водное пространство),
^h —
вне клеток (внеклеточное водное пространство) (табл. 30.1).
Внеклеточное водное пространство. Внеклеточное пространство — это жидкость, окружающая клетки, объем и состав которой поддерживается с помощью регулирующих механизмов. Основ-
Таблица 30.1. Секторальное распределение воды в организме человека
ным катионом внеклеточной жидкости является натрий, основным анионом — хлор. Натрию и хлору принадлежит главная роль в поддержании осмотического давления и объема жидкости этого пространства. Через внеклеточное пространство обеспечивается транспорт кислорода, питательных веществ и ионов к клеткам и доставка шлаков к органам выделения. Внеклеточная среда негомогенна (кровеносные и лимфатические сосуды, межтканевая жидкость, жидкость в плотных соединительных тканях) и имеет зоны разной интенсивности обмена. В связи с этим определение внеклеточного объема в известной степени условно, хотя и имеет большое практическое значение. Принято считать, что ВнеКЖ составляет примерно 20—22 % массы тела. На самом же деле общий объем внеклеточной жидкости превышает эту величину [Рябов Г.А., 1979; Хартиг В., 1982].
Внеклеточное пространство включает в себя следующие водные секторы. Внутрисосудистый водный сектор — плазма, имеющая постоянный катионно-анионный состав и содержащая белки, удерживающие жидкость в сосудистом русле. Объем плазмы у взрослого человека составляет 4—5 % массы тела.
Интерстициальный сектор (межтканевая жидкость) — это среда, в которой расположены и активно функционируют клетки и которая является своего рода буфером между внутрисосудистым и клеточным секторами.
Интерстициальная жидкость отличается от плазмы значительно меньшим содержанием белка. Мембраны сосудов легкопроницаемы для электролитов и менее проницаемы для белков плазмы (эффект Доннана). Тем не менее между белками плазмы и межтканевой жидкостью происходит постоянный обмен. В двух секторах — внутрисо-судистом и интерстициальном
— создается изотоничность жидкости, то же наблюдается и в клеточном секторе. Через интерстициальный сектор осуществляется транзит ионов, кислорода, питательных веществ в клетку и обратное движение шлаков в сосуды, по которым они доставляются к органам выделения.
Интерстициальный сектор является значительной «емкостью», содержащей 1A всей жидкости
организма (15 % от массы тела). Эта «емкость» как вместилище воды может значительно увеличиваться (при гипергидратации) или уменьшаться (при дегидратации). За счет жидкости интерстициального сектора происходит компенсация объема плазмы при острой крово- и
плаз-мопотере. Переливание значительного количества кристаллоидных растворов не сопровождается значительным увеличением ОЦК вследствие их проникновения через
сосудистые мембраны в межтканевую жидкость. Трансцеллюлярный сектор (межклеточная жидкость)
представляет собой жидкость, которая располагается в полостях организма, в том числе в пищеварительном тракте. Общее количество трансцеллюлярной жидкости, по данным разных авторов, составляет 1—2,3 % от массы тела, хотя интенсивность выделения и реабсорбции жидкости из желудочно-кишечного тракта очень велика — 8—10 л/сут. Значительное увеличение трансцел-люлярного сектора происходит при нарушениях реабсорбции и депонировании жидкости в ЖКТ (перитонит, кишечная непроходимость).
Внутриклеточное водное пространство. Вода в клетках окружает внутриклеточные структуры (ядро и органеллы), обеспечивает их жизнедеятельность и фактически является составной частью протоплазмы клеток. В отличие от внеклеточной жидкости во внутриклеточной более высокий уровень белка и калия и небольшое количество натрия. Основным клеточным катионом является калий, основными анионами — фосфат и белки. Калий составляет примерно % активных клеточных катионов, около VS приходится на долю магния.
Концентрация калия в мышечных клетках равна 160 ммоль/л, в эритроцитах — 87 ммоль/л, в сыворотке крови только 4,5 ммоль/л. Калий в клетках или находится в свободном состоянии, или связан с ионом хлора или двумя фосфатными буферными ионами (K2HPO4и KH2PO4).
Ион хлора в здоровых клетках отсутствует либо содержится в очень небольшом количестве. Содержание хлора в клетках увеличивается только при патологических состояниях.
Концентрация калия в эритроцитах не полностью отражает его баланс в клеточном пространстве, так как изменения в содержании калия в эритроцитах происходят медленнее, чем в других клетках [ТарроуА.Б., Эриксон Дж.К., 1977].
Таким образом, концентрация калия и натрия в клеточной жид-
кости значительно отличается от концентрации этих ионов во внеклеточном водном пространстве. Это различие обусловлено функционированием натриево-калиевого насоса, локализующегося в клеточной мембране. В связи с разностью концентраций образуется биоэлектрический потенциал, необходимый для возбудимости нервно-мышечных структур. Вследствие реполяри-зации клеточной мембраны ионы K+и Na+свободно проникают в клетку, однако Na+сразу же изгоняется из клетки. Натриево-калиевый насос как бы постоянно перекачивает натрий из клеток в интерсти-ций, а калий, наоборот, — в клетки. Для осуществления этого процесса необходима энергия, которая образуется путем гидролиза аденозин-трифосфата (АТФ) при усвоении жиров, углеводов и витаминов, при отсутствии же энергетического материала расходуются тканевые белки.
Изменения концентрации калия и магния в сыворотке крови не полностью соответствуют изменениям концентрации этих ионов в клеточной жидкости. Снижение концентрации калия в сыворотке крови при ацидемии означает дефицит калия не только в плазме, но и в клетках. Нормальный уровень калия в сыворотке крови не всегда соответствует его нормальному содержанию в клетках.
30.3. Осмолярность и КОД
Осмотическое давление — это связывающая способность водных растворов, зависящая от количества растворенных частиц, но не от природы растворенного вещества или растворителя. Осмотическое давление создается в тех случаях, когда раствор отделен от чистого растворителя мембраной, которая свободно проходима для растворителя, но непроницаема для растворенных ве-
ществ. Количество веществ в растворе принято обозначать в милли-молях на 1 л (ммоль/л). Плазма крови представляет собой сложный раствор, содержащий ионы (Na+, K+, СГ, HCOi и др.), молекулы неэлектролитов (мочевина, глюкоза и др.) и протеины. Осмотическое давление плазмы равно сумме осмотических давлений содержащихся в ней ингредиентов (табл. 30.2) [Лосев Н.И., Воинов С.А., 1981].
Общая концентрация плазмы составляет 280—295 ммоль/л. Осмотическое давление плазмы создается преимущественно диссоциированными электролитами, имеющими относительно высокую молекулярную концентрацию и незначительную молекулярную массу.
Осмотическую концентрацию обозначают термином «осмолярность» — количество миллимолей, растворенных в 1 л воды (ммоль/л), или термином «осмоляльность» (ммоль/кг). Примерно 50 % осмотического давления плазмы обусловлено наличием Na+ и 33 % — СГ.
Одновалентные ионы образуют в растворе количество ос-молей, равное числу эквивалентов. Двухвалентные ионы образуют по два эквивалента, но по одному осмолю, 100 мг% глюкозы создают 5,5 ммоль/л, 100 мг% мочевины — 17,3 ммоль/л, белки плазмы — 1,5— 2 ммоль/л. Данные, приведенные в табл.30.2, рассчитаны по уравнению Вант-Гоффа (Ю.И. Белавин).
Уравнение справедливо для разбавленных растворов. В реальном растворе значения осмотического давления могут быть несколько меньше за счет межмолекулярных и межионных воздействий. В указанной таблице не учтены жиры и холестерин.
Осмотическое давление, создаваемое высокомолекулярными коллоидными веществами, называется коллоидно-осмотическим давлением (КОД) В плазме этими веществами являются альбумины, глобулины
Таблица 30.2. Концентрация компонентов плазмы и создаваемое ими осмотическое давление
Таблица 30.3. Ионный и молярный состав жидкостей тела [по Мусил Я. и др., 1982]
Примечание. В каждом водном разделе поддерживаются постоянный ионный состав, постоянные значения
осмотического давления и рН. Распределение воды между разделами зависит от общего количества растворенных в ней веществ. Вода движется в направлении более высокого осмотического градиента. Электронейтральность среды обеспечивается равенством суммарных количеств катионов и анионов.
и фибриноген. В норме КОД равно 25 мм рт.ст. (3,4 кПа) и может быть определено с помощью расчетов или прямым измерением онкомет-ром (см. табл. 30.2; табл. 30.3). КОД зависит от молекулярной массы растворенного вещества и его концентрации.
Альбумины, концентрация которых в плазме равна 42 г/л (4,2 г%), имеют мол. м. 70 000, их доля в КОД плазмы составляет до 80 %. Глобулины, имеющие более высокую молекулярную массу, чем альбумины, создают до 16—18 % общего КОД плазмы. Всего 2 % КОД плазмы создают белки свертывающей системы крови. КОД зависит от уровня белка плазмы, главным образом от уровня альбумина, и связано с волемией, осмолярностью и концентрацией Na+в плазме.
КОД играет важную роль в поддержании объема водных секторов и тургора тканей, а также в процессах транскапиллярного обмена. Имеется прямая зависимость между объемом плазмы и величиной КОД. Соотношение КОД и гидростатического давления определяет процессы фильтрации и реабсорбции. Снижение концентрации белков плазмы, особенно альбумина, сопровождается уменьшением объема
крови и развитием отеков. Липои-дорастворимые вещества не обладают осмотической активностью.
Повышение осмолярности плазмы приводит к увеличению продукции антидиуретического гормона (АДГ) и вызывает ощущение жажды. Под влиянием АДГ меняется состояние гиалуроновых комплексов интерстициального сектора, повышается резорбция воды в дистальных канальцах почки и уменьшается мочеотделение. Образование АДГ закономерно увеличивается при снижении объемов жидкости в интерстициальном и внут-рисосудистом секторах. При повышении объема крови образование АДГ уменьшается.
Функционирование этого механизма обусловлено рецепторами объема в артериальной системе, предсердиях и интерстициальной ткани. При гиповолемии усиливается секреция альдостерона, увеличивающего реабсорбцию натрия.
ВнеКЖ и ВнуКЖ, концентрация электролитов и рН находятся между собой в неразрывной связи. Любые нарушения постоянства внутренней среды организма сопровождаются изменениями водных секторов. Большие колебания жидкости в секторах обусловлены сложными биологическими процессами, подчиняющимися физико-химическим законам. При этом наибольшее значение имеют законы электронейтральности и изоосмолярности.
Закон электронейтральности заключается в том, что сумма положительных зарядов во всех водных пространствах равна сумме отрицательных зарядов. Постоянно возникающие изменения концентрации электролитов в водных средах сопровождаются изменением электропотенциалов с последующим восстановлением. Таким образом, при динамическом равновесии образуются стабильные концентрации катионов и анионов.
Рис. 30.1. Зависимость концентрации ионов НСОз от количества остаточных ионов.
OA — остаточные анионы.
Графическое изображение этого закона может быть представлено в виде диаграммы Гембла.
Содержание катионов в любом водном секторе равно содержанию анионов. Сумма положительных зарядов, создаваемых катионами, равна сумме отрицательных зарядов, создаваемых анионами. Наиболее быстрым изменениям подвержены ион гидрокарбоната и остаточные анионы. Наглядность изменений электролитов позволяет использовать диаграмму в процессе интенсивного лечения различных категорий больных. Некоторые компоненты диаграммы могут быть определены путем расчетов (рис. 30.1).
ВнеКЖ изотонична внутриклеточной, несмотря на то что внутри клеток заряженных частиц больше. Это объясняется тем, что часть ионов внутри клетки связана с протеинами. Многие ионы поливалентны, что увеличивает число зарядов, а не осмотически активных частиц.
Закон изоосмолярности. Осмо-
лярность в секторах, между которыми происходит перемещение воды, должна быть одинаковой, несмотря на различие в ионном составе.
Таким образом, равновесие достигается в том случае, если осмоляр-ность ВнуКЖ = осмолярности ИнЖ = = осмолярности ПЖ. Если в одном из пространств осмолярность повысится, т.е. увеличится количество растворенных частиц, то вода перейдет в это пространство из другого пространства с меньшей осмоляр-ностью. В результате устанавливается новая величина осмолярности, образуются новые объемы жидкости и концентрации электролитов.
Почки являются основным органом, регулирующим количество воды и электролитов в организме. Моча образуется из ВнеКЖ. Поскольку последняя состоит из воды и натрия, можно сказать, что для образования мочи необходимы вода и натрий. Чем больше их во ВнеКЖ, тем больше диурез. При недостатке воды и электролитов олигурия и анурия являются физиологической реакцией, связанной со стимуляцией АДГ и альдостерона. В этом случае восстановление водно-электролитных потерь приведет к восстановлению диуреза.
Здоровые почки взрослого человека могут хорошо функционировать при ограничении или избытке поступления жидкости и электролитов. За сутки с мочой выделяется от 300 и 1500 моем, в среднем около 600 моем, остаточных продуктов метаболизма в виде солей и других растворенных веществ. Концентрационная способность почек у новорожденных и младенцев примерно в 2 раза ниже, чем у взрослого челове-
ка. Почки взрослых могут создавать концентрацию до 1400 мосм/л. Для выделения 1 моем здоровой почке взрослого человека требуется не меньше 0,8 мл воды, или 480 мл на 600 моем. Для поддержания осмотической регуляции необходимо поступление не меньше 1500 мл воды в сутки, из которых 1000 мл уходит на перспирационные потери. Ограничение жидкости в этом случае привело бы к нарушению почечной компенсации.
В то же время почки могут выделять 600 моем в гораздо большем разведении. При этом для выделения 1 моем требуется до 5—10 мл воды, и эти цифры не являются показателем нарушенной функции почек. Для выделения 600 моем потребуется значительное количество воды (4—7 л), что не повредит здоровым почкам. Таким образом, потребление 1,5 л воды является минимумом, а 7 л — максимумом, средние же величины являются оптимальными. При добавлении к воде соли увеличивается диурез, здоровые почки при этом могут выделить до 15 л мочи в сутки [Rotrecl W., 1971].
Основная роль ионов
Значение электрически заряженных частиц в организме огромно: электролиты играют ведущую роль в осмотическом гомеостазе, создают биоэлектрические мембранные потенциалы, участвуют в обмене веществ, утилизации кислорода, переносе и сохранении энергии, деятельности органов и клеток. Различные катионы и анионы выполняют свою биологическую функцию.
H а т ρ и и — важнейший катион внеклеточного пространства. Натрию принадлежит основная роль в поддержании осмотического давления внеклеточной жидкости. Даже небольшой дефицит натрия не может быть восполнен никакими другими катионами — в этом случае не- медленно изменится осмотичность и объем ВнеКЖ. Таким образом, натрий регулирует объем жидкости во внеклеточном пространстве. Отмечена линейная зависимость между дефицитом плазмы и дефицитом натрия. Увеличение концентрации натрия во ВнеКЖ приводит к выходу
воды из клеток, и наоборот: уменьшение осмотичности ВнеКЖ способствует перемещению воды в
клетки. Натрий участвует в создании биоэлектрического мембранного потенциала.
К а л и и — основной катион внутриклеточного пространства. Большая часть этих ионов находится внутри клеток, в основном в виде непрочных соединений с белками, кре-атинином и фосфором, частично в ионизированном состоянии. В ин-терстициальном секторе и сыворотке крови калий содержится преимущественно в ионизированной форме. Калию принадлежит важная
роль в белковом обмене (участие в синтезе и расщеплении белка), утилизации гликогена клетками, процессах фос-форилирования и нейромышечного возбуждения. Калий освобождается при фосфорилировании адениловой кислоты и промежуточных звеньев гликолиза. При дефосфорилирова-нии происходит задержка калия внутри клеток. Вследствие этого гли-когенолиз связан с гиперкалиемией, что может быть результатом действия адреналина. Гипогликемия, обусловленная избытком инсулина в крови, наоборот, сопровождается ги-покалиемией. Выход калия из клеток происходит при шоке, кислородном голодании, белковом катаболизме, клеточной дегидратации и других состояниях стресса. Возврат калия в клетки наблюдается при улучшении утилизации углеводов, синтезе белков, восстановлении водного баланса. Об интенсивности клеточного обмена можно судить по отношению содержания калия во внеклеточном и внутриклеточном пространствах, которое в норме равно l/3o. B клетку
калий проникает с глюкозой и фосфором.
Калий играет важную роль в деятельности сердечно-сосудистой системы, пищеварительного тракта и почек, поляризации клеточной мембраны. Концентрация калия увеличивается при ацидозе и уменьшается при алкалозе.
Кальций — катион внеклеточного пространства. Биологической активностью обладают только ионы кальция. Они оказывают влияние на возбудимость нервно-мышечной системы, проницаемость мембран, в частности эндотелия сосудов, свертывание крови. Определенное влияние на соотношение между ионизированными и неионизированными соединениями кальция в крови оказывает рН. При алкалозе концентрация ионов кальция в плазме заметно снижается, а при ацидозе — повышается, что играет большую роль в возникновении тетании при алкалозах. Не диализируют и не переходят в ультрафильтрат соединения кальция с белками. В плазме человека кальций связан с белками, органическими кислотами и находится в ионизированном состоянии.
Магний, как и калий, является основным клеточным катионом. В клетках его концентрация значительно выше, чем в плазме и интерс-тициальной жидкости. В плазме он связан с белками, а также другими соединениями и находится в ионизированном состоянии. Магний играет важную роль в ферментативных процессах: утилизации кислорода, гликолизе, выделении энергии. Магний уменьшает возбудимость нервно-мышечной системы, снижает сократительную способность миокарда и гладкой мускулатуры, оказывает депрессивное влияние на ЦНС.
X л о ρ — основной анион внеклеточного пространства, участвует в процессах поляризации клеточных мембран, находится в эквивалентных соотношениях с натрием. Избыток хлора ведет к ацидозу.
Гидрокарбонат. В отличие от ионов натрия, калия и хлора, которые называют фиксированными ионами, ион гидрокарбоната подвержен значительным изменениям. Уменьшение концентрации гидрокарбоната приводит к метаболическому ацидозу, увеличение — к алкалозу. Гидрокарбонат входит в состав важнейшей буферной системы внеклеточного пространства. Вместе с белками плазмы он образует сумму бикарбонатного и белкового буфера, которая в норме равна 42 ммоль/л. Остаточные анионы — фосфаты, сульфаты и анионы органических кислот (лактат, пируват, ацетоуксусная и β-оксимасляная кислоты и др.) — находятся в плазме в низких концентрациях.
Φ о с φ а т — основной анион внутриклеточного пространства. Концентрация фосфата в клетках примерно в 40 раз выше, чем в плазме. Фосфат в плазме представлен в виде моногидрофосфатного и ди-гидрофосфатного анионов. Он связан с белками, нуклеиновыми кислотами, участвует в обмене углеводов, энергетических процессах, обладает свойствами буфера.
Сульфат — преимущественно клеточный анион. Его процент в плазме очень невелик. Сульфат образуется при распаде аминокислот, содержащих серу. Повышение концентрации сульфата в плазме происходит при почечной недостаточности.
Концентрация молочной и пиро-виноградной кислот в плазме повышается при анаэробном гликолизе, ацетоуксусной и β-оксимасляной кислот — при диабете.
Значительная часть ионов находится в фиксированном состоянии в костной и хрящевой ткани, сухожилиях и других тканях и не принимает участия в обмене. В табл. 30.4 приведены данные о содержании и распределении электролитов в организме взрослого человека с массой тела 70 кг [по В. Хартигу, 1982].
Таблица 30.4. Содержание катионов и анионов в организме человека
Ион
U
ш Jl I
г/кг
Распределение в тканях
Na+
100
1,4-1,5
!/2 часть во ВнеКЖ, 1/з — в костной и хрящевой ткани, небольшая часть во ВнуКЖ
K+
150
2-2,1
98 % в клетках, 2 %
— внеклеточ-но, 70
% в мышцах
Ca2+
1000
— 1500
14-21
99 % в костях, остальная часть во ВнеКЖ
Mg2
+
20-28
0,3-0,4
1/2 часть в костной и хрящевой ткани,
остальная часть преимущественно в клетках, немного во ВнеКЖ
сг
100
1,4-1,5
Преимущественно во ВнеКЖ
Фос фат
500-
800
9-11,5
88 % в скелете, остальная часть в клетках, небольшая часть во ВнеКЖ
Белки, или протеины,— высокомолекулярные сложные органические вещества, построенные из аминокислот и являющиеся главной составной частью живого организма и материальной основой жизнедеятельности. Белки регулируют многие важнейшие процессы, стимулируют химические реакции, связывают токсины и яды, попавшие в кровь, являются переносчиками кислорода, гормонов, лекарственных и других веществ, участвуют в процессах свертывания крови и мышечного сокращения, создают КОД и обладают буферным свойством. Содержание белков в клетках значительно выше, чем в плазме. Белки составляют примерно 17 % массы тела. В сосудистом секторе содержится примерно 120 г альбумина. В интерстициаль-ной жидкости содержание альбумина незначительно — 0,4 г в 100 мл
[Geigy J.R., 1968]. Концентрация белков плазмы в норме равна 2 ммоль/л (16—17 мэкв/л). Большая часть аминокислот содержится в мышцах.
Эквивалентные отношения некоторых химических соединений
58 мг NaCl содержит 1 ммоль натрия и 1 ммоль хлора
1 л 5,8 % раствора NaCl содержит 1000 ммоль натрия и 1000 ммоль хлора
1 г NaCl содержит 400 мг натрия и 600 мг хлора Хлорид калия
1 г KCl содержит 13,4 ммоль калия и
13,4 ммоль хлора
74,9 мг KCl содержат 1 ммоль калия и 1 ммоль хлора
1 л 7,49 % раствора KCl содержит 1000 ммоль калия и 1000 ммоль хлора
1 г KCl содержит 520 мг калия и 480 мг хлора
Гидрокарбонат натрия 1 г NaHCOs содержит 11,9 ммоль натрия и 11,9 ммоль гидрокарбоната
84 мг NaHCOs содержит 1 ммоль натрия и 1 ммоль гидрокарбоната
1 л 8,4 % раствора NaHCOs содержит 1000 ммоль натрия и 1000 ммоль гидрокарбоната Гидрокарбонат калия
1 г КНСОз содержит 10,0 ммоль калия и
10,0 ммоль гидрокарбоната
Лактат натрия 1 г NaCsHsOi содержит 8,9 ммоль натрия и 8,9 ммоль лактата
Глава 31 Дисбаланс жидкости и электролитов
Нарушения баланса воды и электролитов сопровождают многие заболевания. Дисбаланс жидкости приводит к нарушениям функции клеток и органов, что влияет на конечный результат лечения. Особенно большое значение водно-электролитный баланс имеет в критическом состоянии, когда у больного нарушен энтеральный путь усвоения жидкости и питательных веществ. В критическом состоянии почки и другие органы, регулирующие объем и состав жидкостей тела, в значительной мере утрачивают эту функцию, а необходимость возмещения жидкостного дефицита подразумевает незамедлительную жидкостную терапию. Это требует точ-
ного расчета потерь воды и электролитов, необходимых для возмещения, поскольку сам организм в экстремальных ситуациях не может компенсировать эти нарушения.
Невыявленные и некорригированные нарушения могут приводить к фатальным осложнениям. У всех больных с потенциальными или реальными жидкостными и электролитными нарушениями необходим мониторинг жидкостного баланса. Значение исследований состоит в возможно раннем распознавании нарушений и проведении лечебных мероприятий. Для полноценного возмещения важно установить источник жидкостных потерь, определить их объем и состав. Это достига-
ется путем постоянных исследований, знанием основ жидкостного и электролитного распределения в организме и рациональной коррекции этих нарушений.
Клинические и лабораторные признаки нарушений баланса воды и электролитов Выявить нарушения баланса воды и электролитов не всегда легко. Диагноз устанавливается на основании анамнестических, клинических и лабораторных данных.
Анамнез. Важно получить сведения о возможных патологических потерях жидкости (кровотечение, рвота, диарея и т.д.) и времени последнего приема пищи и жидкости. Клинические симптомы и лабораторные исследования:
жажда (наличие, степень, продолжительность);
состояние кожных покровов, языка, слизистых оболочек (сухость или влажность, цвет, эластичность, температура кожи);
отеки (выраженность, распространенность, скрытые отеки, изменение массы тела);
общая симптоматика (вялость, апатия, адинамия, слабость);
неврологический и психический статус (неадекватность, патология сухожильных рефлексов, нарушение сознания, маниакальное состояние, кома);
температура тела (понижение или повышение, градиент между центральной и периферической температурой);
состояние центральной и периферической гемодинамики (АД, ЧСС, ЦВД, индекс шока, крово- ток ногтевого ложа и др.);
дыхание (частота, вентиляционные резервы, гипо- и гипервентиляция);
ОЦК, осмолярность и КОД плазмы, электролиты, показатели КОС, концентрация белка плазмы, гематокрит.
Виды нарушений баланса воды и электролитов
Шок и жидкостная терапия его могут сопровождаться:
нарушениями внеклеточного объема жидкости (дегидратация и гипергидратация);
нарушениями осмолярности (гипо- и гиперосмолярные состояния);
электролитными и кислотно-основными сдвигами.
Хотя эти нарушения рассматриваются раздельно, все они взаимосвязаны и могут встречаться в различных комбинациях у одного и того же больного [Roberts W., 1981].
Нарушения внеклеточного объема жидкости зависят от потерь или избытка ионов натрия, хлора и бикарбоната — основных осмотических компонентов, определяющих движение жидкости из внутриклеточного во внеклеточное водное пространство. Если имеется потеря этих составляющих, то возникает дефицит жидкости во внеклеточном пространстве с характерной
клинической симптоматикой. Если же имеются избыточные поступления (в основном в результате жидкостной терапии), то возникает внеклеточная гипергидратация, которая нередко более опасна, чем дегидратация.
Дефицит внеклеточной жидкости. Уменьшение ВнеКЖ связано с ее потерями и снижением содержания натрия.
Причины дефицита:
гастроинтестинальные потери (рвота, диарея, кишечные свищи, зонд и др.);
крово- и плазмопотеря (уменьшение объема ВнеКЖ в этом случае связано не только с объемом внешних потерь, но и с внутренним перемещением ВнеКЖ в клетки, особенно в клетки скелетных мышц);
почечные потери (избыточные потери в результате осмотического диуреза, вызванного диабетом или назначением диуретико,в; нарушений регулирующих механизмов водно-электролитного обмена);
секвестрация изотонической жидкости в тканевые промежутки и полости тела, так называемое третье водное пространство. Объем функционирующей ВнеКЖ при этом снижается, тогда как общий объем жидкости может быть нормальным или даже повышенным. Внутренняя секвестрация жидкости наблюдается при перитоните, паралитической кишечной непроходимости, ожогах, больших повреждениях мягких тканей и печеночных нарушениях.
Снижение объема ВнеКЖ распознается по некоторым клиническим симптомам, подтверждаемым соответствующими анализами. Наиболее характерны сердечно-сосудистые и неврологические проявления. Острая потеря ВнеКЖ сопровождается выраженными нарушениями гемодинамики, которые зависят от потери плазмы. Гиповолемия может достигать крайней степени и приводить к снижению ЦВД, АД, CB и, наконец, к шоку. Симптомами значительного дефицита ВнеКЖ являются холодная кожа, снижение температуры тела, слабый частый пульс, иногда отсутствие его на периферических артериях. Диурез снижен до выраженной олигурии при уменьшении содержания натрия в моче. Если дегидратация продолжается более суток, то соотношение азота крови и мочи возрастает, клиренс мочевины снижен,
что связано с уменьшением скорости гломерулярной фильтрации.
Неврологические проявления зависят от степени дефицита ВнеКЖ и связаны с уменьшением церебральной перфузии: адинамия, снижение сухожильных рефлексов, нарушение сознания вплоть до комы.
Выделяют три степени изотонического обезвоживания (В. Хар-тиг):
I степень (дефицит около 2 л): утомляемость, тахикардия, слабость, апатия, анорексия, наклонность к ортостатическим коллапсам, АД в положении лежа нормальное;
II степень (дефицит около 4 л): апатия, анорексия, рвота, падение АД даже в положении лежа;
III степень (дефицит 5—6 л): помрачение сознания, шок, падение систолического АД в положении лежа ниже 90 мм рт.ст.
Основой диагностики является клиническая картина. Осмолярность плазмы в пределах нормы (280— 300 мосм/л), ОЦП снижен, Ht часто повышен. Ионограмма без существенных изменений. Может быть повышен уровень калия в плазме.
Лечение. Принципиальная терапия — восстановление объема внеклеточной жидкости путем сбалансированных солевых растворов, содержащих натрий и хлор, с добавлением глюкозы. Количество инфу-зионных растворов должно соответствовать клинической картине дегидратации. При дегидратации I и II степени лечение преимущественно кристаллоидными растворами электролитов и в меньшей степени растворами глюкозы. Общий объем вводимых в организм жидкостей складывается из двух компонентов: физиологической потребности в воде и
электролитах (1,5 л жидкости на 1 м2поверхности тела) и восполнения выявленного дефицита (до 1 л на 1 м2поверхности тела в сутки).
Коррекция должна быть медлен-
ной! При гиповолемическом шоке принимаются экстренные меры: на первом плане стоит лечение шока, включая воздействие на почечный кровоток и выравнивание КОС.
Избыток внеклеточного объема жидкости возникает при вливаниях больших количеств изотонических растворов, содержащих натрий, и при заболеваниях, сопровождающихся отеками (сердечно-сосудистая недостаточность, токсикозы беременности, вторичный альдостеро-низм и др.)- При этом общее содержание натрия и воды в организме повышено, но концентрация натрия в плазме и интерстициальной жидкости остается нормальной.
Патофизиологические изменения заключаются в значительном увеличении объема интерстициального пространства за счет депонирования в нем изотонической жидкости. Содержание воды в клетках и осмотическое давление во всех водных секторах остаются нормальными. В наиболее тяжелых случаях появляются отеки тела, легких, асцит, масса тела увеличивается. Несмотря на гипергидратацию, потребность организма в свободной воде полностью не удовлетворяется, и возникает жажда. Наводнение организма изотонической жидкостью может привести к ряду осложнений: острой сердечно-сосудистой недостаточности, острой почечной недостаточности, в особенности у больных с болезнями почек, труднопредсказуемым нарушениям секторального распределения между сосудистым и интерстициальным секторами, что во многом зависит от КОД плазмы.
Диагностика состояния не всегда проста. При внешнем осмотре больного отеков можно не обнаружить. Иногда первым симптомом избытка ВнеКЖ является одышка, затем появление застойных хрипов в легких. ЦВД может быть нормальным и даже пониженным. Диурез, как правило, снижен. Осмолярность крови в пределах нормы. Это осложнение
нередко возникает у больных пожилого возраста, особенно в тех случаях, когда инфузионная терапия проводится без учета введенной и выделенной жидкости [Малышев В.Д., 1985].
Лечение. Прекращают или резко ограничивают введение инфу-зионных растворов, в особенности содержащих натрий и хлор. Назначают фуросемид (20 мг), постепенно увеличивая дозу до получения эффекта. При снижении насосной функции сердца назначают ино-тропные средства. Проводят мониторинг сердечно-сосудистой и дыхательной системы, функции почек.
Нарушение осмолярности (гипо- и гиперосмолярные состояния)
Общая концентрация осмотически активных веществ в жидких средах тела колеблется от 280 до 295 мосм/л. К таким веществам относятся натрий, составляющий
\/2 всей осмолярности внеклеточной жидкости, хлор (1X^ осмолярности ВнеКЖ), глюкоза, мочевина и др. Снижение или повышение осмолярности в одном водном секторе сопровождается перемещением жидкости и выравниванием осмолярности во всех водных секторах. Поэтому стойкая гипоосмолярность или гиперосмолярность плазмы свидетельствует о гипоосмолярнос-ти и гиперосмолярности во всех водных секторах, включая клетки. Нарушения осмолярности приводят либо к отеку клеток, либо к их дегидратации и в конечном итоге к гибели клеток. Гипо- и гиперосмолярные состояния могут возникать в результате различных заболеваний, но нередко связаны с грубыми ошибками при проведении инфузи-онной терапии. Нарушения осмолярности требуют быстрой диагностики и соответствующей терапии [Roberts W., 1981].
Гипоосмолярные нарушения.
Уменьшение уровня натрия в плазме ниже 130 ммоль/л означает уменьшение количества соли относительно количества воды во всех водных секторах — внутрисосудис-том, интерстициальном и клеточном. Основным патофизиологическим механизмом
гипонатриемии является отек клеток вследствие перехода жидкости из внеклеточного во внутриклеточное пространство. Основными признаками гипоосмоляр-ной гипонатриемии являются нарушения функции ЦНС, связанные с отеком клеток головного мозга Этиология. Гипоосмолярная гипонатриемия возникает при истинном дефиците натрия и, в меньшей степени, воды при потерях жидкости, содержащей большое количество электролитов (например, из желудочно-кишечного тракта), потерях солей (полиурия,
осмотический диурез, болезнь Аддисона, сильное потоотделение), возмещении изотонических потерь растворами, не содержащими электролиты. Эта форма нарушений наблюдается при отеках сердечного происхождения, циррозе печени, острой почечной недостаточности, гиперпродукции АДГ, при длительных изнуряющих заболеваниях, приводящих к
уменьшению массы тела.
Особенно глубокие нарушения возникают при введении больших количеств бессолевых растворов (глюкозы или фруктозы) на фоне дефицита натрия и хлора.
Клиническая картина. В результате снижения осмолярнос-ти внеклеточной жидкости вода переходит в клетки. Развиваются клинические симптомы отравления организма водой, рвота, частый водянистый стул, полиурия с низкой плотностью мочи, затем анурия. В результате наводнения клеток рано появляются симптомы, связанные с поражением ЦНС: апатия, вялость,
нарушения сознания, судороги и кома. В поздней стадии возникают отеки. Кровообращение существенно не нарушается, поскольку объем жидкости в сосудистом секторе значительно не изменяется.
Гипоосмоляльный синдром характеризуется уменьшением осмоляль-ности плазмы ниже 280 моем на 1 кг воды. Гипоосмолярность обусловлена в основном снижением концентрации натрия в плазме крови. Критическим уровнем натрия в плазме следует считать 120 ммоль/л. Определяющие признаки гипоосмоляльного синдрома:
снижение осмолярности плазмы ниже нормы;
неспецифические неврологические симптомы: вялость, адинамия, рвота, возбуждение, дели- рий, тремор мышц, менингеаль-ные знаки, судороги, нарушения сознания вплоть до комы. Клиническая картина связана с проявлениями общей водной интоксикации. При значительном снижении осмоляльности (250— 230 моем на 1 кг воды) может быстро наступить летальный исход. Наибольшую опасность представляет быстро развивающийся гипоос-моляльный синдром.
Диагностика основана на следующих признаках:
снижение концентрации натрия в плазме крови ниже 130 ммоль/л;
немедленное прекращение введения безэлектролитных растворов;
назначение инфузионных электролитных растворов, содержащих натрий и хлор. Изотонический раствор натрия хлорида и раствор Рингера назначают при умеренной гипонатриемии, не ниже
120 ммоль/л. Концентрированные растворы натрия хлорида (3 %, иногда 5 %) вводят при глубокой гипонатриемии.
Во всех случаях темп внутривенных инфузий должен быть очень медленным! Средний темп инфузий составляет 2—4 мл/кг массы тела в 1 ч. Общий объем инфузий должен быть определен на основании динамического исследования концентрации натрия в плазме. При увеличении уровня натрия до 130 ммоль/л корригирующую терапию прекращают; • одновременно назначают салуре-тики (лазикс) в дозе 20 мг и выше до получения нормального диуреза. Диуретики противопоказаны при некорригированной гипово-лемии.
Ги перосмо л я рн ые нарушения.
Концентрация натрия в плазме выше 150 ммоль/л означает увеличение концентрации соли относительно данного объема жидкости. Потеря свободной воды вызывает повышение осмолярности внеклеточной жидкости и приводит к вторичному переходу воды из внутриклеточного во внеклеточное пространство, уменьшению внутриклеточного объема и развитию общего генерализованного состояния ги-перосмолярности. В ответ на гипер- осмолярность возрастает гипофи-зарная секреция АДГ, что приводит к задержке воды почками. Рецепторы жажды стимулируются, прием воды восстанавливает равновесие. Однако у критических больных с неадекватным сознанием первичная потеря воды ведет к уменьшению объема ВнеКЖ. В результате освобождения альдостерона увеличиваются ренальные потери натрия, резорбция воды почками.
Этиология. Гиперосмоляр-ная гипернатриемия возникает в тех случаях, если потери воды превышают потери электролитов. К этому же типу нарушений приводят али-
ментарное ограничение приема воды и недостаточное восполнение ее потерь в критическом состоянии, когда у больных нарушена регуляция водного обмена или невозможен прием воды через рот. Данная форма нарушений возникает при значительных потерях жидкости через кожу и дыхательные пути — при лихорадке, обильном потоотделении или ИВЛ, которую
проводят без достаточного увлажнения дыхательной смеси.
Причиной гипернатриемии могут быть инфузий больших количеств гипертонических и изотонических растворов электролитов, в особенности больным с почечной недостаточностью, а также при состояниях, приводящих к повышению продукции антидиуретического гормона и альдостерона (стресс, заболевания надпочечников, острый гломерулонеф-рит, сердечно-сосудистая недостаточность). Гиперосмолярные нарушения могут возникать на фоне сниженного, нормального или повышенного ОЦК.
Клиническая картина. В клинической картине преобладают симптомы дефицита воды: жажда, доходящая до крайней степени выраженности; сухость и гиперемия кожных покровов; сухость слизистых оболочек; иногда повышение температуры тела. В результате повышения осмолярности внеклеточной жидкости развивается дефицит воды в клетках, который проявляется возбуждением, беспокойством, делириозным состоянием и комой. С самого начала заболевания может проявиться почечная недостаточность. Наибольшую опасность представляет острая сердечная недостаточность, которая может развиться внезапно при гипертонической гипергидратации.
К этой же группе нарушений относится несахарный диабет, характеризующийся гиперосмолярностью плазмы и снижением осмолярности мочи.
Рис. 31.1. Гипо- (1) и гиперосмолярный (2) синдромы. N — осмолярность в норме.
Гиперосмоляльный синдром. Характеризуется увеличением осмоляль-ности плазмы выше 295 моем/кг. Гиперосмоляльный синдром сопровождается клеточной дегидратацией, при нем, так же как и при гипоосмо-ляльном синдроме, наблюдаются неспецифическая неврологическая симптоматика, изменения психики и ориентации. При значительном дефиците воды — делирий, маниакальное состояние, лихорадка и гипотен-зия. Если причиной гипоосмоляль-ного синдрома бывает только гипо-натриемия, то гиперосмоляльный синдром может быть обусловлен ги- пернатриемией, повышением уровня глюкозы, мочевины и других веществ в плазме крови. Оба синдрома в поздней стадии имеют сходную клиническую картину, но требуют совершенно противоположного подхода к лечению (рис. 31.1).
Диагностика. Истинный характер
гиперосмоляльных нарушений быстро определяют с помощью осмометрии. Диагноз подтверждается, если уровень натрия или глюкозы выше нормы. Вязкость крови, число эритроцитов и гематокрит обычно повышены. Плотность мочи во всех случаях, за исключением несахарного диабета, тоже повышена. Основу диагностики определяют клинические симптомы нарушений водно-электролитного баланса и функции ЦНС.
Лечение гиперосмоляльных нарушений, возникающих в результате гипернатриемии. С самого начала следует прекратить, затем ограничить введение растворов, содержащих натрий. Назначают растворы, снижающие осмоляль-ность плазмы: вначале 2,5 % и 5 % растворы глюкозы, затем гипотонические и изотонические растворы электролитов с растворами глюкозы в соотношении 1:1. Для ускоренного выведения натрия применяют ла-зикс. Общее количество растворов может быть определено по формуле:
Дефицит жидкости, л =
= (1 - -FS———————) χ 60 % массы v Осмоляльность' тела кг плазмы '
Следует опасаться быстрой коррекции гиперосмоляльности. Быстрое восстановление клеточного объема может вызвать водную интоксикацию. Большой дефицит воды следует корригировать в течение 2—3 сут, не более λ/ι выявленного дефицита за 24 ч. Лучшим контролем эффективности лечения служат повторные измерения осмоляльнос-ти плазмы и всех составляющих ее компонентов.
31.4. Нарушения КОД плазмы
Нарушения КОД возникают при изменениях концентрации общего
белка плазмы, альбуминов и глобулинов, белков свертывающей системы крови. Наибольшее значение в поддержании КОД плазмы имеет фракция альбуминов. При уменьшении концентрации белков снижается КОД. Состояние при КОД ниже 20 мм рт.ст. называется гипоонкией. Зависимость между концентрацией общего белка и КОД плазмы представлена в табл. 31.1.
Таблица 31.1. Зависимость КОД от концентрации общего белка плазмы
Критический уровень КОД плазмы — 16 мм рт.ст., что соответствует снижению концентрации общего белка плазмы ниже 50 г/л. Показатели летальности находятся в прямой зависимости от величины КОД. При КОД ниже 14 мм рт.ст. в послеоперационном периоде летальность значительно возрастает [Маневич А.З. и др., 1981].
Основными причинами гипоон-кии могут быть значительные потери белка при различных заболева-
ниях и состояниях (послеоперационный период, ожоговая болезнь, гнойно-септические процессы, раневое истощение, кровотечения, образование экссудатов); катаболичес-кая фаза белкового обмена (повышенная потребность в белках, использование белка в качестве энергетического материала); проницаемость сосудистой стенки для белковых соединений (шок, тканевая гипоксия, ацидоз); инфузии значительных объемов кристаллоидных растворов без использования аутогенных и других плазмозамещаю-щих средств; нарушенный синтез белка (заболевания печени, интоксикация); недостаточное восполнение потерь белков (невозможность энтерального питания, недостаточное введение белка в процессе парентерального питания). Снижение КОД приводит к фильтрации воды плазмы в интерстиций и уменьшению объема плазмы [Александров В.H. и др., 1982].
Противоположные изменения возникают при гиперонкии — КОД выше 30 мм рт.ст. Причинами гиперонкии могут быть увеличение концентрации белков плазмы; преимущественное использование концентрированных высокомолекулярных соединений, обладающих высоким онкотическим давлением; дефицит жидкости в сосудистом и ин- терстициальном секторах при сохраненном уровне белков плазмы; уменьшение проницаемости сосудистой стенки (действие глюкокорти-коидов и катехоламинов). В результате повышения КОД увеличивается объем жидкости в сосудистом секторе (рис. 31.2).
31.5. Нарушения баланса электролитов
Нарушения баланса катионов и анионов, выполняющих важнейшие функции, вызывают значительные сдвиги во внутренней среде организма. Изменения концент-
Рис. 31.2. Зависимость объема циркулирующей крови (ОЦК) от коллоидно-осмотического давления (КОД). рации электролитов в жидких средах обусловливают изменения ос-молярности, способствуют патологическому перемещению жидкости из одного водного раздела в другой, нарушают функции органов и систем, приводят к сдвигам КОС и биоэлектрического мембранного потенциала.
Нарушения баланса натрия. Содержание натрия в плазме или сыворотке крови у взрослых 136— 145 ммоль/л, у стариков старше 90 лет 132—146 ммоль/л, в клетках 10 ммоль/л. Суточная потребность в натрии составляет 50—70 ммоль/м2, или 50—70 мл 5,8 % раствора NaCl на 1 м2.
Определение поверхности тела представлено на рис. 31.3.
Содержание натрия в организме 100 г/70 кг.
Гипонатриемия — содержание натрия в сыворотке крови менее 135 ммоль/л. Дефицит натрия не следует смешивать с понятием «ги-понатриемия». Гипонатриемия может отмечаться при сниженном, нормальном или повышенном содержании натрия в организме. Клинические признаки гипонатриемии возникают при снижении содержания Na+в сыворотке крови ниже 125 ммоль/л.
При уровне Na+в сыворотке крови ниже 120 ммоль/л отмечается общая слабость, при содержании
Рис. 31.3. Номограмма для определения площади поверхности тела у взрослых по росту и массе методом Дюбуа.
центрации натрия в сыворотке до 105 ммоль/л сопровождается тяжелыми неврологическими симптомами вплоть до комы [Энциклопедия клинических лабораторных тестов, 1997].
Причинами дефицита натрия служат потери его при патологии ЖКТ (рвота, диарея, длительное зондирование, кишечные свищи), с мочой (поражение канальцев почек, фор- сированный диурез), через кожу (обильное потоотделение), недостаточное поступление
натрия в организм, нарушения центральных механизмов регуляции — нарушения образования АДГ, надпочечниковая недостаточность. Концентрация натрия в плазме снижается на 1,5— 3 ммоль/л при каждом повышении концентрации глюкозы в плазме крови на 100 мг/дл.
Потери натрия происходят, как правило, вместе с другими ионами: хлоридами, гидрокарбонатом, сульфатом калия. Снижение концентрации натрия плазмы при его нормальном содержании в организме может быть вызвано гипергидратацией и гемодилюцией. Этот так называемый дефицит натриевой концентрации не является истинным дефицитом натрия. При дефиците натрия уменьшается обьем ВнеКЖ. Вследствие гипонатриемии снижается осмолярность плазмы и происходит гипергидратация клеток. Симптомы недостаточности натрия не следует смешивать с дегидратацией. Различие можно установить, ориентируясь на клинические признаки.
При умеренном дефиците натрия (0,5 г NaCl на 1 кг) наблюдаются усталость, апатия, головокружение, возможность обморока в вертикальном положении, при более выраженном дефиците (1 г/кг) — тошнота, рвота, гипорефлексия, гипотен-зия, ступор, кома и судороги. Лечение. Во многом лечение дефицита натрия сходно с таковым при гипоосмолярной гипонатриемии (см. выше). Для коррекции дефицита натрия используют формулу:
Дефицит натрия, ммоль =
— (Nад— Наф) · (масса тела, кг)/5,
где №д— должная концентрация натрия, Ναφ— фактическая концентрация натрия в плазме;
(масса тела, кг)/5 — объем ВнеКЖ.
Гипернатриемия — содержание натрия в плазме более 145 ммоль/л. Причиной этого могут быть олигу-рия, значительные потери гипотонической жидкости, избыточное поступление натрия, первичный аль-достеронизм, синдром Кушинга, прием кортикостероидов и АКТГ, ограничение введения жидкости. При уровне натрия в сыворотке крови выше 155 ммоль/л возникают
сердечно-сосудистые и почечные синдромы, а при уровне выше 160 ммоль/л — потенциальная опасность для жизни [Энциклопедия клинических лабораторных тестов, 1997].
В клинической картине преобладают явления, обусловленные ги-перосмолярностыо плазмы: жажда, гипертермия, отечность, повышение АД; в тяжелых случаях — мозговые симптомы, сердечная недостаточность и клеточная дегидратация.
Лечение. См.
Гиперосмолярная гипернатриемия.
Нарушения баланса калия. Концентрация калия в сыворотке крови 3,5—5,1 ммоль/л, в клеточной жидкости 120—160 ммоль/л, 98 % калия находится в клетках, и лишь 2 % —
внеклеточно. Общее содержание калия в теле взрослого человека массой 70 кг равно 150 г. Уровни калия во ВнеКЖ и ВнуКЖ должны постоянно поддерживаться, чтобы не вызывать нарушений сердечной и нейромышечной функции. Суточная потребность в калии — 50— 70 ммоль/м2, 40 ммоль/1000 ккал.
В норме широкие вариации ежедневного потребления калия полностью компенсируются выделением калия почками. Высокая клеточная концентрация калия сопровождается более быстрым выведением его, и наоборот. На распределение калия между ВнуКЖ и ВнеКЖ влияют многие факторы. Альдостерон и инсулин способствуют повышению клеточного калия. Ацидоз вызывает сдвиг внутриклеточного калия во ВнеКЖ, а алкалоз — обратный сдвиг. Стресс, катаболизм белка сопровождаются освобождением внутриклеточного калия и переходом его во ВнеКЖ. Концентрация калия в моче зависит от количества калия, распределяющегося для резорбции в дистальных канальцах, от количества калия, выделяющегося в тубуляр-ный люмен, от степени окисления мочи и уровня АКТГ. Во время лечения диуретиками (фуросемид,
этакриновая кислота, тиазид или маннитол) большое количество натрия распределяется в дистальные канальцы, и под влиянием альдосте-рона этот натрий реабсорбируется, в то время как калий теряется с мочой. Во время инфузий растворов, содержащих свободный калий, назначение растворов натрия хлорида также стимулирует калийурез.
Уровень калия в сыворотке крови в отсутствие кислотно-основного дисбаланса и других факторов, вызывающих изменения баланса калия, может быть использован как критерий общего содержания калия в организме. Ориентировочно можно допустить, что снижение калия в сыворотке на 1 ммоль/л соответствует потере 200—300 ммолей калия из клеточного пространства. Этот расчет не следует применять для определения избытка калия при ги- перкалиемии [Rooth G., 1978].
Гипокалиемия — уменьшение концентрации калия в сыворотке крови ниже 3,5 ммоль/л. Существует суточный ритм колебания уровня калия: минимальный — около 22 ч, максимальный — в 8 ч утра [Энциклопедия клинических лабораторных тестов, 1997].
Истинный дефицит калия (калиевое истощение) может не соответствовать данным исследования калия сыворотки. Тем не менее результаты динамического определения уровня калия сыворотки и клинические данные позволяют установить нарушения баланса этого иона. Механизм калиевого истощения включает в себя недостаточное поступление этого иона, почечное выделение калия и его наружные потери. В условиях нормального метаболизма снижение уровня калия может возникать только при его недостаточном поступлении.
Причинами калиевого истощения могут быть потери из ЖКТ (рвота, постоянная аспирация, кишечные свищи, понос, язвенный колит, перитонит), с мочой (заболевания
почек, протекающие с полиурией, осмотический диурез, назначение диуретиков), первичный или вторичный альдостеронизм, синдром Барттера, синдром Лиддла, нарушения гуморальной регуляции (гипер-кортицизм, синдром Кушинга, лечение гормонами), перемещение калия во внутриклеточное пространство после лечения глюкозой и инсулином (подтверждается снижением уровня калия сыворотки), метаболический алкалоз, дефицит магния, недостаточное поступление калия. Гипокалиемию могут вызывать некоторые антибиотики (карбени-циллин в больших дозах, амфотери-цин В, возможно — гентамицин). Нормальный уровень калия в сыворотке у больного с ацидозом, как правило, свидетельствует о дефиците калия [Knochel J.Р., 1987; Solomon R., 1987].
При умеренной гипокалиемии и дефиците калия внешние клинические симптомы могут отсутствовать. При прогрессировании дефицита калия клинические проявления связаны с изменениями в -трансмем-бранном потенциале и возбудимости нейромышечных тканей. Вначале больной жалуется на мышечную слабость, особенно в мышцах ног. При более выраженной гипокалиемии и дефиците калия развивается генерализованная слабость скелетных мышц. Мышечная слабость может продолжаться вплоть до общей арефлексии, паралича и смерти от недостаточности дыхательных мышц. Особенно опасна острая ги- покалиемия, при которой указанные симптомы могут быстро прогрессировать. При остром дефиците калия могут возникать паралитическая непроходимость кишечника, рабдомиолиз и миоглобинурия.
Гипокалиемия и дефицит калия обычно сопровождаются расстройствами деятельности сердца, связанными с изменениями проводимости: брадикардией, суправентрику-лярными и вентрикулярными нару-
шениями. На электрокардиограмме определяются типичные изменения: упрощение и инверсия зубца
T, увеличение выступа зубца
U и прогиб сегмента
ST. Дефицит калия усиливает кардиотоксическое действие препаратов наперстянки. Клинические симптомы могут быть обусловлены как снижением уровня калия в плазме, так и общим уменьшением содержания его в организме. Быстрое снижение уровня калия в плазме крови до 2,2 ммоль/л способно вызвать остановку сердца [Rooth G., 1978; Flaked G. et. al., 1986].
Важным почечным механизмом калиевого истощения является снижение концентрирующей способности почек, приводящей к поли-урии, никтурии и полидипсии.
Более выраженные симптомы дефицита калия наблюдаются при сопутствующем метаболическом ацидозе. При метаболическом алкалозе общее состояние больного и мышечный тонус нарушаются меньше.
Лечение. Следует помнить, что гипокалиемический синдром легче предупредить, чем лечить. Постоянное наблюдение за уровнем калия в плазме крови и другими электролитами, выявление калиевых потерь позволяют вовремя начать профилактическое лечение. При отсутствии энтерального пути усвоения необходимо обеспечить суточную потребность калия, равную 50—70 ммоль/м2.
При выявленном дефиците калия и гипокалиемии первичная задача заключается в осторожной коррекции дефицита калия и предупреждении его дальнейшего дисбаланса. Проводят внутривенные инфузии поляризующих калиевых коктейлей, имеющих в своем составе калий, глюкозу и инсулин. Обычно требуется от 100 до 150 ммоль калия в сутки. Скорость введения растворов не должна превышать 20 ммоль калия в час. Необходимо проводить кардиомониторинг, постоянные измерения уровня калия в плазме.
Если не нарушена функция ЖКТ, то хлорид калия назначают в виде добавок в дневной рацион питания (эликсир или таблетки). Максимальное количество калия, вводимого внутривенно, не должно превышать 200 ммоль в сутки, при этом следует соблюдать большую осторожность, наблюдать за ЭКГ, чтобы избежать токсического эффекта калия. Нередко требуется
коррекция не только калия, но и других ионов. Одновременное развитие гипокалиемии и гипокальциемии маскируется нервно-мышечными нарушениями, характерными для каждого из этих ионов, поэтому одновременно проводят коррекцию и калия, и кальция.
Гиперкалиемия — увеличение концентрации калия в сыворотке крови свыше 5,1 ммоль/л. Причинами гиперкалиемии могут быть почечная недостаточность, олигурия и анурия любого происхождения, недостаточность надпочечников, массивные травматические повреждения тканей, быстрое переливание консервированной крови, усиленный распад белков (катаболизм) и мобилизация гликогена из клеток (гликогенолиз), интоксикация препаратами наперстянки, ацидоз, ги-перосмолярность жидких сред, дефицит инсулина, избыточное введение калия [Williams M.E., Rosa R.M., 1988].
Как и при гипокалиемии, клинические симптомы гиперкалиемии (слабость, повышение тонуса мышц вплоть до паралича) развиваются в результате нарушений функции поперечнополосатой мускулатуры. К наиболее существенным признакам гиперкалиемии относятся сердечные аритмии. Самые ранние изменения на ЭКГ — появление высокоамплитудного зубца
T, затем — расширение комплекса
QRS и удлинение интервала
P-
R. При более тяжелой гиперкалиемии развивается блокада сердца, исчезает зубец P и
сливаются
QRS и зубец
T. Вслед за
этим наступают ФЖ и асистолия. Остановка сердца возможна, если концентрация калия в плазме крови равна или превышает 7 ммоль/л. Наиболее опасны быстрые изменения концентрации калия в сыворотке. Метаболический ацидоз способствует развитию гиперкалиемии. Опасность последней возрастает при гипонатриемии и гипокальциемии. Лечение. Выраженная интоксикация сердечной мышцы наиболее эффективно снимается назначением кальция. Для этого 10—20 мл 10 % раствора глюконата кальция вводят внутривенно в течение 1 — 5 мин под контролем ЭКГ. Лактат натрия или бикарбонат повышают рН ВнеКЖ и способствуют переходу калия в клетки. Таким же действием обладают декстроза и глюкоза. Если олигурия не связана с органической почечной недостаточностью, то на фоне инфузионной терапии (глюкоза, гидрокарбонат и хлорид натрия) назначают диуретики. В случаях выраженной почечной недостаточности и кардиотоксичности показан пе-ритонеальный диализ или гемодиа-лиз.
Нарушения баланса магния. В среднем концентрация магния в сыворотке крови равна 0,7— 1 ммоль/л. Нормальное содержание магния в сыворотке крови у здоровых людей в возрасте от 20 до 60 лет 0,66— 1,07 ммоль/л, от 60 до 90 лет — 0,66—0,99 ммоль/л, старше 90 лет — 0,70—0,95 ммоль/л [Энциклопедия клинических лабораторных тестов, 1997]. Общее содержание магния в теле взрослого человека массой 70 кг составляет 20—28 г. Половина магния находится в костной и хрящевой ткани, остальная часть — преимущественно в клетках, небольшая часть — во ВнеКЖ. Ежедневная потребность взрослого человека в магнии составляет 10— ЗОмэкв/м2, или 5—15 ммоль/м2. На каждые 1000 ккал необходимо 2,5— 4 ммоля магния. Недостаточность магния в организме не всегда под-
тверждается уменьшением его уровня в плазме.
Гипомагниемия и дефицит магния.
Концентрация магния в сыворотке крови ниже 0,7 ммоль/л называется гипомагниемией. В тех случаях, когда снижение концентрации магния в сыворотке крови сопровождается дефицитом этого иона, возникают характерные симптомы.
Дефицит магния — наиболее часто встречающееся нарушение электролитного баланса у госпитализированных больных. Главной причиной, вызывающей недостаток магния, является снижение его поступления в организм. К причинам дефицита магния, не всегда определяемого по анализам сыворотки крови, относят интенсивную инфу-зионную терапию, часто без
магния, проводимую на фоне диуретиков, применение антибиотиков (в частности, аминогликозидов, воздействующих на почечную функцию) и других препаратов, повышающих экскрецию магния почками.
Исходя из многих исследований содержания сывороточного магния можно сделать вывод о том, что дефицит магния почти всегда встречается у больных в ОРИТ. Это связано с прекращением поступления магния с пищей и энергичным применением диуретиков.
Наиболее частые причины дефицита магния у больных отделений ИТ:
применение осмотически активных диуретиков и салуретиков (фуросемид, этакриновая кислота, тиазидные диуретики);
недостаточное поступление магния.
Снижение содержания магния в крови часто наблюдается у пациентов, страдающих алкоголизмом, циррозом печени, панкреатитом, гиперпаратиреоидизмом. Дефицит магния часто сочетается с другими нарушениями электролитного баланса — гипокалиемией, гипофос-фатемией, гипонатриемией, гипо-кальциемией. Одно из главных проявлений магниевого дефицита — стойкая гипокалиемия, устранение которой следует начинать с предварительной коррекции недостатка магния. При этом восполнение магния приводит внутриклеточное содержание калия в норму [Whang R., 1984]. Полагают, что без ионов Mg2+нарушается работа натрий-калиевого насоса (т.е. №+,К+-АТФазы), восстанавливающего содержание K+в клетках. Связь гипокальциемии и гипомагниемии нарушается под влиянием паратгормона, что было обнаружено у больных с магниевым дефицитом [EHn RJ., 1988].
Дефицит магния следует считать одним из факторов риска в отношении развития нарушений ритма и проводимости при остром инфаркте миокарда. Уменьшение содержания магния в сыворотке крови повышает риск коронароспазма вследствие повышения транспорта ионов Ca2+внутрь гладкомышечных клеток. Иногда выраженные нарушения сердечного ритма поддаются определенной коррекции препаратами магния при внутривенном введении, причем даже тогда, когда обычная противоаритмическая терапия не приводит к положительному результату [Iseri L.T., 1984]. В лечении стойких аритмий внутривенному введению препаратов магния придают большое значение (исключая синусовую тахикардию), в том числе и при нормальном содержании Mg2+в сыворотке [Марино П., 1998].
Клинические проявления. Дефицит магния характеризуется изменчивостью симпто- матики и возможен при нормальном уровне магния в сыворотке. Недостаток магния в организме часто сочетается со снижением в сыворотке других катионов: калия, фосфора, натрия и кальция. Выделяют несколько форм дефицита магния: церебральную (депрессия,
Функционирование многих ферментов связано с участием Mg2+, он также вовлечен во все реакции, протекающие с участием АТФ. Магний называют «скрытым» ионом, поскольку до сих пор нет достоверных точных методов определения его общего содержания в организме. Не все клинические проявления дисбаланса магния объяснимы.
Лечение. Для профилактики и лечения дефицита магния применяют 25 % раствор магния сульфата (1 мл этого раствора содержит 2 ммоль магния). Для профилактики дефицита магния следует вводить внутривенно по 3—12 мл 25 % раствора магния сульфата.
При умеренном дефиците магния без клинических симптомов и отсутствии нарушений баланса других электролитов препараты магния вводят в следующем порядке:
внутривенно — 6 г магния сульфата (24 мл 25 % раствора MgSO4на 500 мл изотонического раствора натрия хлорида) в течение Зч;
продолжить внутривенную ин-фузию препарата медленно (5 г магния сульфата на 500 мл изотонического раствора натрия хлорида) в течение последующих 6 ч;
внутривенно — 5 г магния сульфата через каждые 12 ч (продолжительная инфузия) в течение последующих 6 сут.
При угрожающих состояниях (развитие сердечных аритмий или судорожных приступов), вызванных гипомагниемией, рекомендуется [по Марино П., 1998]:
внутривенно ввести 4 мл 50 % или 8 мл 25 % раствора магния сульфата в течение 1—2 мин;
500 мл изотонического раствора натрия хлорида) в течение последующих 6 ч;
продолжать вводить внутривенно указанный выше раствор магния сульфата каждые 12 ч
(продолжительная инфузия) в течение последующих 5 сут.
Несмотря на первое болюсное введение раствора магния сульфата, концентрация его в крови после короткого повышения быстро снижается, что и требует дальнейшей продолжительной инфузии магния сульфата. По мнению П. Марино, обычно для пополнения запасов магния требуется несколько суток, хотя содержание Mg2+в сыворотке может нормализоваться уже в первый день заместительной терапии. Для разбавления концентрированных растворов магния сульфата ни в коем случае нельзя использовать раствор Рингера с лактатом, поскольку он содержит Ca2+.
При выраженном дефиците магния у больных с почечной недостаточностью лечение необходимо проводить с особой осторожностью, избегая быстрых инфузии препарата. При этом доза магния сульфата должна быть снижена в 2 раза. Больным с почечной недостаточностью и выраженными аритмиями внутривенно вводят 2 г магния сульфата в течение 5 минут, затем через 15 мин определяют концентрацию Mg2+в сыворотке крови. Если содержание Mg2+в сыворотке не
повышается или аритмия сохраняется, то повторяют внутривенное введение 2 г магния сульфата в течение 5 мин [Марино П., 1998]. При ФЖ и ЖТ, вызванных дефицитом магния, доза сульфата магния составляет 1—2 г в разведении на 100 мл изотонического раствора натрия хлорида. Этот раствор вводят в течение 1—2 мин, в менее экстренных случаях — в течение 60 мин; поддерживающая доза вводится со скоростью 0,5—1 г/ч в течение 24 ч.
Следует помнить, что в условиях дефицита магния (как и дефицита калия) организм повышенно чувствителен к сердечным гликозидам, потенцирует их аритмогенное действие и кардиотоксический эффект. Внутривенное введение магния сульфата может сопровождаться артериальной гипотензией, чаще всего зависящей от нарушения скорости инфузии.
Гипермагниемия — повышение концентрации Mg2+в сыворотке крови больше 1,1 ммоль/л. Причины: почечная недостаточность, диабетический кетоацидоз, патологические состояния, способствующие выходу ионов Mg2+из клеток, феохромоцитома.
Симптомы: гипотензия, сонливость, гипорефлексия, угнетение дыхания, при глубокой гипермаг- ниемии — кома и остановка сердца. Стойкая артериальная гипотензия возникает при увеличении содержания Mg2+в сыворотке крови до 3— 5 ммоль/л. При концентрации магния в сыворотке крови до 7,5 ммоль/л наступает полная сер-
дечная блокада, а при возрастании до 10 ммоль/л отмечаются угнетение дыхания и кома
[Reinhart R.А., 1988].
Лечение. Проводят терапию основнсто заболевания, восстанавливают водный и электролитный баланс, при отсутствии противопоказаний вводят диуретики. Артериальную гипотензию можно устранить с помощью препаратов кальция. Для этого внутривенно вводят медленно 10—20 мл 10 % раствора кальция глюконата. Как основной метод лечения показан ге-модиализ.
Нарушения баланса кальция. Концентрация общего кальция в сыворотке крови равна 85— 102 мг/л, или 2,1—2,5 ммоль/л; кальция ионизированного — 48—72 мг/л, или 1,1 — 1,3 ммоль/л; 99 % кальция находится в скелете. Общее содержание кальция в организме человека массой тела 70 кг составляет 1000— 1500 г. Общая концентрация кальция в сыворотке крови представлена сочетанием трех компонентов: кальция, связанного с белком, в основном с альбуминами; кальция, связанного с другими веществами (например, фосфат); кальция ионизированного. Почти 50 % общего кальция находится в ионизированном состоянии, и эта форма отвечает за регулирование нейромышеч-ной функции. В клетках кальций не содержится. Ежедневная потребность взрослого человека в кальции составляет 15—40 мэкв/л/м2, или 7,5—20 ммоль/м2, и находится в зависимости от энергозатрат — 2,2— 4 ммоль/1000 ккал [Zaioga G.Р., ChernowB., 1985].
Коррекция содержания общего кальция. Определение одного лишь ионизированного кальция в крови без учета его общего содержания может привести к неправильному заключению. Например, при уменьшении уровня альбуминов крови содержание общего кальция может оставаться неизменным. Для опре-
деления общего содержания кальция при снижении содержания белка в крови используют поправку, которая предусматривает увеличение содержания кальция на 8 мг/л при снижении концентрации сывороточного альбумина на 1 мг/л. Эта поправка, используемая в клинике, не может быть применена для определения уровня ионизированного кальция [Landenson J.H., Levins J.W., Boyd J.C., 1978].
При лабораторных исследованиях ионизированного (свободного) кальция требуются особая тщательность и наличие специальных ионоселек-тивных электродов. Для уменьшения влияния CO2и метаболической продукции на точность полученных результатов забор крови проводят в анаэробных условиях, а форменные элементы крови быстро удаляют. Ошибки в определении ионизированного кальция могут возникать при заборе крови при комнатной температуре, при этом доля ионизированного кальция возрастает. Поэтому свободный кальций следует определять при температуре 370C.
Факторы, вызывающие изменения содержания ионизированного кальция:
при ацидозе снижается связывание кальция с белками и тем самым повышается доля свободного кальция. При респираторном и метаболическом алкалозе повышение рН крови усиливает связывание кальция с белками крови и снижает концентрацию свободного кальция. Определение уровня свободного кальция, как и альбумина крови, остается важной задачей в
условиях алкалоза;
при гипернатриемии (уровень Na+M55 ммоль/л) уменьшается связывание кальция с белками и повышается доля ионизированного кальция. При гипонатрие-мии (уровень Na+<120 ммоль/л) происходит противоположный процесс;
антикоагулянты типа гепарина и натрия гидроцитрата способны связывать Ca2+в образцах крови и снижать тем самым содержание ионизированного кальция;
нарушение баланса кальция происходит вследствие нарушений взаимодействия паратгормона
(ПТГ), кальцитонина и витамина D.
Гипокальциемия — уменьшение концентрации общего кальция в сыворотке крови ниже 2,1 ммоль/л. Гипокальциемия ионизированной формы (ниже 1,1 ммоль/л) в ОРИТ — наиболее частая форма нарушений. Снижение уровня свободного кальция в крови характерно для таких состояний, как сепсис, гипомагниемия, почечная недостаточность, алкалоз и острый панкреатит. К другим причинам, вызывающим гипокальциемию, относятся жировая эмболия, ожоги, массивные гемотрансфузии, искусственное кровообращение, лекарственные средства. При жировой эмболии отмечается повышение концентрации неэстерифици-рованных жирных кислот, связывающих кальций. При массивных гемотрансфузиях гипокальциемию вызывает натрия гидроцитрат, связывающий ионы кальция с образованием кальция цитрата. Гипокальциемия может возникать после обширных операций на органах ЖКТ, невозмещенных потерь кальция и парентеральном питании.
При
сепсисе гипокальциемию связывают с выходом кальция через нарушенную систему микроциркуляции. Обычно это состояние сопровождается нестабильной гемоди-намикой и является плохим прогностическим признаком.
При
дефиците магния снижение содержания кальция в крови объясняют угнетением секреции паратгормона и уменьшением реакции на него органов-мишеней.
Гипокальциемия, возникающая в результате дефицита магния, ре-зистентна к проводимой
терапии. При этом кальций интенсивно выходит с мочой в результате ослабленного действия ПТГ, а гипо-кальциемия поддерживает недостаток магния в организме. Коррекция содержания свободного кальция в крови невозможна без предварительного устранения магниевого дефицита. По мнению П. Марино (1998), проблема состоит в том, что уровень магния в сыворотке крови может быть нормальным при наличии общего дефицита магния в организме. В этом случае необходимо восполнить недостаток магния. Почечная недостаточность не является противопоказанием к контролируемой терапии магнием.
При
острой и хронической почечной недостаточности снижение уровня ионизированного кальция в крови возникает в результате задержки фосфата почками и нарушения превращения витамина D в его активную форму. Повышение уровня фосфора в крови способствует образованию нерастворимых фосфатно-кальциевых кристаллов, накапливающихся в мягких тканях. В этом случае главное в терапии гипокальциемии заключается в снижении уровня фосфатов в сыворотке крови путем назначения антаци-дов, блокирующих всасывание фосфора из кишечника [Марино П., 1998].
Коррекция уровня ионизированного кальция при гипофосфате-мии должна быть направлена на снижение уровня фосфатов в сыворотке крови до нормальных значений.
На фоне ацидоза связывание свободного кальция снижается, и тем самым увеличивается его содержание.
При
остром панкреатите снижается секреция ПТГ, что приводит к гипокальциемии. Клинические признаки гипокальциемии могут отсутствовать и выявляться только при лабораторных исследованиях. С другой стороны, гипокальциемия может сопровождаться чрезвычайно острыми и опасными проявлениями.
Основным клиническим признаком гипокальциемии является повышение нейромышечной возбудимости, приводящее к тетании. Возможны онемение и покалывание пальцев и ногтей, спазм свода стопы, судороги мышц («рука акушера», «конская стопа», ларинго-спазм, боли в области живота, головная боль, головокружение), психические нарушения и др. С дефицитом ионизированного кальция связывают снижение CB, возникновение периферической вазодилата- ции, артериальной гипотензии, ле-вожелуд очковой недостаточности, удлинение интервала
Q-T. Лечение. Внутривенное введение препаратов кальция может оказаться либо полезным, либо вредным. Применение кальция может дать отрицательный эффект — нарушить функцию
сердечно-сосудистой системы: вызвать снижение CB, сопровождающееся периферической вазодилатацией. Препараты кальция могут снижать растяжимость желудочков, что приводит к
усилению существующей ранее диа-столической формы сердечной недостаточности. Однако полного доказательства связи этих явлений с гипокальциемией пока нет, несмотря на отдельные сообщения об улучшении сердечной деятельности после введения препаратов кальция. Кальций крайне редко применяют при выраженной артериальной гипотензии или остановке сердца.
Следует помнить о повышении чувствительности сердца к кальцию при дигиталисной терапии
(возмож-
но появление желудочковой экстра-систолии, ФЖ и остановки сердца во время систолы). Применение препаратов кальция показано при гипокальциемии и систолической форме сердечной недостаточности, устойчивой к другим лекарственным средствам. Введение этих препаратов можно рекомендовать при кардиогенном шоке, возникающем после прекращения экс- тракорпорального кровообращения. Их вводят только в центральные вены (табл. 31.2).
Содержание ионизирован ного кальция (Ca2+) в 10 мл раствора
Максима льная скорость введения
, мл /ми н
Кальция хлорид
(IO % раствор)
272 мг (13,6
мэкв)
1,0
Кальция глюконат (10 % раствор)
90 мг (4,5
мэкв)
0,5
Разбавить 10 мл готового раствора соли кальция в 100 мл 5 % раствора глюкозы (во избежание раздражения вен). Нагреть полученный раствор до комнатной температуры (для предотвращения образования осадка). Рекомендуемые дозы: при острой гипокальциемии начальная доза 100—200 мг Ca2+в течение 10 мин. Поддерживающая доза 1 — 2 мг/(кгч). При хронической форме гипокальциемии назначают соли кальция и витамин D внутрь.
Гиперкальциемия. В основном две причины чаще всего вызывают ги-перкальциемию: злокачественные опухоли и гиперпаратиреоз [Марино П., 1998]. Клинические симптомы — изменение психического статуса (от отклонений в умственной деятельности и эмоциональной неустойчивости до глубокого угнетения сознания), паралитический
илеус, снижение АД и почечная недостаточность. Гиперкальциемия сопровождается обильным диурезом по осмотическому механизму и одновременной потерей кальция с мочой. Это приводит к дегидратации и требует жидкостного возмещения. В связи с потерей жидкостного объема параллельно усиливается гемоконцентрация, что способствует еще большему повышению уровня кальция в крови.
Показанием для коррекции тяжелой формы гиперкальциемии является повышение уровня кальция в крови до 130 мг/л и более.
Основой лечения является объ-емозамещающая терапия солевыми растворами, содержащими натрий (изотонический раствор натрия хлорида, раствор Рингера и др). Выведение натрия с мочой само по себе усиливает экскрецию кальция. Для усиления последней добавляют петлевые салуретики (фуросемид от 40 до 100 мг каждые 2 ч — за час до введения солевых растворов). При этом определяют почасовой диурез и поддерживают водный баланс, контролируют уровень кальция в крови. Скорость внутривенной инфузии солевых растворов должна соответствовать скорости мочеотделения.
При отсутствии эффекта от проводимой терапии применяют каль-цитонин (полипептидный гормон щитовидной железы гипокальцие-мического действия). Кальцитонин уменьшает выход кальция из костей при состояниях с повышенной скоростью их резорбции (включая ос- теопороз). Синтетический кальци-тонин приводит к нормализации уровня кальция в сыворотке крови в течение 2—3 ч [Roswell R.H., 1987]. Обычно вводят 4 ЕД/кг препарата внутримышечно или двойную дозу подкожно каждые 12 ч. В случае неэффективности дозу кальцитонина можно удвоить по истечении 2 сут с начала лечения.
ткани, является митрамицин. Он более эффективен, чем кальцито-нин, однако лечебное действие его развивается только через 24—36 ч после введения. При безуспешности всех способов лечения прибегают к гемодиализу.
Нарушение баланса фосфора. У взрослых людей нормальная концентрация неорганического фосфора в сыворотке крови, представляющего фосфаты (в основном в виде НРО|- и H2POi), составляет 0,87— 1,45 ммоль/л, или 2,2—4,4 мг/дл с некоторым снижением в пожилом возрасте и различием у мужчин и женщин. У мужчин старше 60 лет нормальное содержание фосфора неорганического (Фн) равно 0,74— 1,20 ммоль/л, у женщин — 0,90— 1,32 ммоль/л. В организме взрослого человека содержится 500—800 г фосфора, что составляет 1 % массы тела (80—88 % его находится в скелете, 10—15 % — в соединительной ткани и менее 1 % — во ВнеКЖ) [Rapoport S.M., 1977]. Содержание фосфора в виде фосфатного аниона в клетках в 40 раз выше, чем во внеклеточной среде. Фосфор — преимущественно внутриклеточный ион (основной внутриклеточный анион), как K+и Mg2+. В составе фосфолипидов он входит в структуру клеточных мембран. В организме человека фосфор существует в органической и неорганической формах. Основная органическая составная фосфора есть в структуре каждой клетки. Внутриклеточный неорганический фосфор, являющийся малой частью общего фосфора, обеспечивает образование сложного субстрата, включающего в себя АТФ для синтеза энергии.
Суточная потребность в фосфоре составляет 0,15 ммоль/кг. Обычно взрослый человек получает с пищей 1000—1200 мг фосфора в сутки в зависимости от его содержания в тех или иных продуктах. Концентрация фосфатов в сыворотке крови колеблется в течение суток (мини-
мальный уровень в утренние часы, максимальный — ночью). Эти колебания могут быть связаны как с поступлением фосфора с пищей, так и с суточным ритмом секреции ПТГ [Yu G.C., Lee D.B., 1987]. Нормальный уровень суточных колебаний фосфора составляет от 30 до 45 мг/л.
Биологическая роль фосфора огромна. Этот элемент вовлечен в энергетический обмен организма, участвует в переносе энергии. В критических ситуациях, когда возрастает потребность в энергии и кислороде, происходят изменения в фосфорном обмене, что сопровождается усиленным транспортом энергии и кислорода к тканям.
Фосфор важен для структурной целости клеток, для синтеза метаболических и синтетических процессов, регулирует активность большого количества ферментов; соединяясь с кальцием, он образует нерастворимые соли, необходимые для образования костей; является частью мочевого буфера, что обеспечивает экскрецию связанных кислот; участвует в процессах иммунитета и свертывания крови.
Гипофосфатемия. Термины «ги-пофосфатемия», «фосфорная недостаточность», «фосфорное истощение» не идентичны. Гипофосфатемия — это снижение содержания фосфора в сыворотке крови ниже обычного уровня. Термин «фосфорная недостаточность» используется главным образом как показатель недостаточного поступления фосфора при энтеральном питании. Под «фосфорным истощением» и «дефицитом фосфора» понимают уменьшение его запасов в организме. Уровни сывороточного фосфора, подобно уровню любого клеточного иона, не могут отражать общее содержание этого иона в организме. Гипофосфатемия может протекать при отсутствии дефицита фосфора в клетках, но может ассоциироваться и с истинным истощением за-
В основе гипофосфатемии лежит три основных механизма: перемещение фосфатов в клетки и кости, уменьшение интестинальной фосфорной абсорбции или увеличение потерь фосфора из кишечника, увеличение экскреции фосфатов с мочой вследствие уменьшения их реабсорбции в почках.
Перемещение фосфатов в клетки происходит при парентеральном назначении растворов глюкозы или фруктозы, особенно при длительном непрерывном их введении. Недостаточное поступление фосфора чаще всего наблюдается при длительном парентеральном питании, выраженном истощении, заболеваниях и дисфункциях ЖКТ. Рвота, диарея, длительная назогастральная аспирация также могут быть причинами тяжелой формы гипофосфатемии. Увеличение экскреции фосфатов с мочой возникает при объемной нагрузке и применении диуре-тиков. Снижение концентрации калия, кальция и магния в сыворотке крови сопровождается гипофос-фатемией. Сдвиг фосфатов в клетки и нарушение почечной
реабсорбци-онной способности отмечаются при ацидозе. У больных с тяжелыми ожогами задерживается большое количество солей и воды. По мере выздоровления и резком повышении диуреза происходит потеря фосфора. При анаболических процессах последний активно включается в состав клеток и переходит во внеклеточную среду. Дыхательный алкалоз — обычная причина гипофосфатемии. Это особенно важно учитывать у больных, находящихся на ИВЛ. Повышение ρ Η внутри клеток стимулирует гликолиз, а усиление фосфорилирования способствует трансмембранному переходу фосфатных ионов^ Сепсис^часто сопровождается снижением концентрации фосфора в крови. Снижение почечной фосфатной реабсорбции и уменьшение интестинальной абсорбции фосфатов и кальция характерны для дефицита витамина D. Увеличение внутриклеточного фосфатного сдвига часто наблюдается у больных с диабетическим кетоаци-дозом, когда в фазе декомпенсации внутриклеточный фосфор и калий проходят в экстрацеллюлярный сектор и выделяются почками при осмотической полиурии, что приводит к потере жидкости, калия и фосфора. Хронический алкоголизм и алкогольная абстиненция — частые причины снижения сывороточной концентрации фосфора. Антациды, содержащие алюминий, способны связывать фосфор в кишечнике и тем самым вызывать его дефицит в организме. В
многочисленных публикациях показано, что обширные хирургические вмешательства связаны с изменениями баланса фосфора в организме. Авторы едины во мнении, что оперативное вмешательство приводит к гипофосфатемии, которая развивается во время операции и продолжается в послеоперационном периоде. Причина хирургической гипофосфатемии окончательно не выяснена.
В ряде случаев гипофосфатемия приобретает характер тяжелого патофизиологического синдрома и сопровождается высокой летальностью.
К основным причинам тяжелой гипофосфатемии с падением уровня РОЗ" ниже 5 мг/л следует отнести следующие состояния, наблюдаемые в ОРИТ:
интра- и послеоперационный период у больных с поражением органов брюшной полости
(перитонит, острая кишечная непроходимость и др.) [Копылов П.M., 1998];
обширная хирургическая операция с осложненным послеоперационным периодом
(необходимость повторных операций,
многодневной ИВЛ в режиме гипервентиляции, длительной ин-фузии растворов глюкозы);
длительное парентеральное питание;
сепсис;
диабетический кетоацидоз.
Предрасполагающие факторы. Гипофосфатемия закономерно возникает во время оперативного вмешательства, причина ее развития окончательно не выяснена; возможно, она является своеобразным гуморальным ответом на операционную травму. В исследованиях было установлено, что умеренная гипофосфатемия возникает даже при нетравматичных операциях (грыжесечение) и усиливается при более тяжелых операциях (резекции желудка, печени, холецис-тэктомия, черепно-мозговая травма, трансплантация органов) [Сиротин- скаяА.Ю., 1998].
Снижение концентрации фосфора в сыворотке крови и перераспределение микроэлемента в водных секторах организма фактически начинаются с момента операции или первого послеоперационного дня. Они нарастают ко 2—4-му дню и приходят к нормальным показателям на 5—7-й день без коррекции фосфатными растворами [Малышев В.Д., Андрюхин И.M., Бочаров В.А. и др., 1998]. У больных с различными видами перитонита исходный уровень сывороточного фосфата, как правило, снижен, а в послеоперационном периоде гипофосфатемия достигает максимума на 5-й день и не приходит к норме даже на 7— 8-е сутки после операции [Копылов П.M., 1998].
При
сепсисе, вызванном грампо-ложительными и грамотрицатель-ными микроорганизмами, уровень фосфатов в крови снижается, механизм гипофосфатемии до конца не выяснен.
Полагают, что он связан с возросшей потребностью организма в фосфатах вследствие повышенно-
го метаболизма при сепсисе. Очевидно, что обширные оперативные вмешательства у септических больных могут сопровождаться тяжелой гипофосфатемией.
Установлено, что внутривенная инфузия глюкозы, особенно в течение длительного времени,
сопровождается снижением уровня неорганического фосфора в крови уже через несколько суток после госпитализации. При парентеральном питании внутривенная инфузия глюкозы — одна из главных причин гипофосфатемии. Снижение уровня неорганического фосфора при этом может достигать критического уровня и проявляться через несколько дней после начала парентерального питания. Отмечено, что гипофосфатемия на фоне инфузий глюкозы
особенно выражена у истощенных больных. Гипофосфатемия, вызванная инфузией глюкозы, может быть обусловлена выделением инсулина, способствующего транспорту глюкозы и фосфата через клеточные мембраны в клетки печени и скелетных мышц [Марино П., 1998].
Диабетический кето ацидоз. У больных с диабетическим кетоаци-дозом, сочетающимся с гипофосфатемией, имеется существенное истощение запасов фосфатов в организме, что служит показанием к немедленной фосфатвосполняющей терапии. Причины дефицита фосфатов при кетоацидозе — глкжо-зурия, усиливающая экскрецию фосфатов с мочой, и инсулинотера-пия, приводящая к перемещению фосфатов из крови в клетки, что очень быстро вызывает гипофосфа-темию [Desai Т.К., Carlson R.W., Geheb MА., 1987].
Клиническая картина. Из наиболее значимых проявлений заболевания можно выделить следующие:
гипоксию органов и тканей в связи с нарушением транспорта
кислорода, необходимого для выработки энергии. Истощение запасов фосфатов сопровождается, в частности, недостатком 2,3-ди-фосфоглицерата в эритроцитах, что приводит к смещению кривой диссоциации гемоглобина влево и снижению тканевой оксигена-ции;
нарушения деятельности ЦНС (парастезии, тремор, атаксия, страх, спутанность сознания вплоть до комы);
возможность сердечной недостаточности в связи с угнетением сократительной способности миокарда;
возможность дыхательной недостаточности в связи с нарушением функции диафрагмы и дыхательных мышц;
возможность нарушения свертывающей системы крови (в эксперименте показано, что гипофосфатемия приводит к изменениям функции тромбоцитов, нарушению ретракции сгустка крови, увеличению скорости исчезновения тромбоцитов из кровотока). Предполагают, что гипофосфатемия является одним из этиологических факторов ДВС-синдрома.
Лечение. В случае тяжелой гипофосфатемии рекомендуется только внутривенное введение растворов фосфора (табл. 31.3). Поскольку гипофосфатемия часто сочетается с гипокалиемией и гипо-магниемией, используются фосфатные растворы, содержащие калий, натрий и магний. Внутривенное введение растворов, содержащих фосфор, показано всем больным, у которых уровень фосфата (РОЗ~) в сыворотке крови ниже 10 мг/л, или 0,3 ммоль/л (даже при отсутствии клинических проявлений).
Гиперфосфатемия. Наиболее частой причиной гиперфосфатемии является почечная недостаточность. К другим вероятным причинам относятся состояния, сопровождаю- Таблица 31.3. Лечение гипофосфа-темии препаратами, содержащими фосфор (внутривенное введение) [по Мари-HO П., 1998]
!
Соде1
)жание
Препарат
фосфор
другие электролиты, мэкв/мл
Натрия фосфат
3 ммоль (93
мг)/мл
Na+= 4
Калия фосфат
3 ммоль
(93 мг)/мл
K+= 4,3
Натрия фосфат нейтральный
0,09 ммоль
(2,8мг)/мл
Na+= 0,16
Примечание. 1 ммоль = 31 мг.
Содержание PU4 в сыворотке крови:
Рекомендуемые дозы:
>5 мг/л
15 мг/кг (0,5 ммоль/кг) через 4 ч
5-10 мг/л
7,7 мг/кг (0,25 ммоль/кг) через 4 ч
щиеся тяжелым повреждением тканей, рабдомиолиз, распад опухоли и т.д. Гиперфосфатемия, как и гипер-калиемия, может наблюдаться при диабетическом кетоацидозе, но после начала лечения инсулином уровень фосфора в крови начинает снижаться.
Лечение. В первую очередь проводят терапию основного заболевания, гемодиализ. При хронической почечной недостаточности показано применение алюминийсо-держащих антацидных средств с целью связывания в кишечнике поступающего в организм фосфора.
Нарушение баланса хлора. В норме концентрация хлора в сыворотке крови равна 100—106 ммоль/л. Общее содержание хлора в организме примерно равно 100 г. Хлор преимущественно содержится во ВнеКЖ. Ежедневная потребность в хлоре составляет 50—70 ммоль/м2. Хлор выделяется с потом и мочой. Увеличение его потерь может быть при рвоте, полиурии, значительном потоотделении. Содержание хлора регулируется альдостероном. Уменьшение концентрации хлора в сыворотке сопровождается увеличением гидрокарбонатного буфера и алкалозом. Это состояние может сопровождаться судорогами.
Гиперхлоремия возникает при общей дегидратации, обусловленной недостатком в организме свободной воды; при избыточном поступлении (например, при избыточном переливании большого количества растворов, содержащих большую по сравнению с плазмой концентрацию хлора).
Дефицит хлора, как и дефицит натрия, можно рассчитать по формуле:
Дефицит СГ, ммоль =
/гм_ ~λ..
масса тела, кг
(Ыд ыф; · ————-———— ;
где С1д — должная концентрация хлора; С1ф — фактическая концентрация хлора. Коррекцию дефицита хлора проводят преимущественно растворами натрия хлорида, при дефиците калия добавляют растворы калия хлорида.
При повышенной концентрации хлора в плазме введение растворов, содержащих хлор, прекращают. Используют преимущественно безэлектролитные растворы для снижения до нормы осмолярности плазмы.
