Регуляция водно-солевого баланса нервной ткани

Общие принципы регуляции водно-солевого обмена.

Водно-солевой обмен – обмен воды и основных электролитов организма (Na + , K + , Ca 2 +, Mg 2 +, Cl - , HCO₃ - , H₂PO₄ - ).

В организме водно-солевой баланс внутриклеточной среды поддерживается постоянством внеклеточной жидкости. В свою очередь, водно-солевой баланс внеклеточной жидкости поддерживается через плазму крови с помощью органов и регулируется гормонами.

Выведение излишков воды и солей из организма осуществляют почки. Кроме того, воду из организма выводят кожа, легкие и ЖКТ. Изменения в работе почек, кожи, легких и ЖКТ может привести к нарушению водно-солевого гомеостаза.

Важнейшие параметры водно-солевого гомеостаза - осмотическое давление, рН и объём внутриклеточной и внеклеточной жидкости. Изменение этих параметров может привести к изменению АД, ацидозу или алкалозу, дегидратации и отёкам тканей.

Основные гормоны, участвующие в тонкой регуляции водно-солевого баланса и действующие на дистальные извитые канальцы и собирательные трубочки почек:

1) антидиуретический гормон (АДГ),

3) предсердный натриуретический фактор (ПНФ).

Антидиуретический гормон (АДГ), или вазопрессин - пептид содержащий 9 аминокислот. АДГ синтезируется в нейронах гипоталамуса в виде предшественника препрогормона, который поступает в аппарат Гольджи и превращается в прогормон. В составе нейросекреторных гранул прогормон переносится в нервные окончания задней доли гипофиза (нейрогипофиз). Во время транспорта гранул происходит процессинг прогормона, в результате чего он расщепляется на зрелый гормон и транспортный белок - нейрофизин. Гранулы, содержащие зрелый антидиуретический гормон и нейрофизин, хранятся в терминальных расширениях аксонов в нейрогипофизе, из которых секретируются в кровоток при соответствующей стимуляции.

Гипоталамус (препрогормон)→ Аппарат Гольджи (прогормон) → нейрогипофиз (зрелый гормон и нейрофизин)→хранение до стимуляции.

Стимул секреции АДГ: повышение концентрации Na + и увеличение осмотического давления внеклеточной жидкости. При недостаточном потреблении воды, сильном потоотделении или после приёма большого количества соли осморецепторы гипоталамуса, чувствительные к колебаниям осмолярности на 1%, регистрируют повышение осмотического давления крови. Возникают нервные импульсы, которые передаются в нейрогипофиз (заднюю долю гипофиза) и вызывают высвобождение АДГ. Секреция АДГ происходит также в ответ на сигналы от барорецепторов предсердий.

Механизм действия. Для АДГ существуют 2 типа рецепторов: V₁ и V₂. Рецепторы V₂, находятся на базолатеральной мембране клеток собирательных трубочек и дистальных канальцев - наиболее важных клеток-мишеней для АДГ, которые относительно непроницаемы для молекул воды. В отсутствие АДГ моча не концентрируется и может выделяться в количествах, превышающих 20 л в сутки (норма 1,0-1,5 л в сутки). Связывание АДГ с V₂ стимулирует аденилатциклазную систему и активацию протеинкиназы А, которая фосфорилирует белки, стимулирующие экспрессию гена мембранного белка - аквапорина-2. Аквапорин-2 перемещается к апикальной мембране собирательных канальцев и встраивается в неё, образуя водные каналы. Это обеспечивает избирательную проницаемость мембраны клеток для воды, которая свободно диффундирует в клетки почечных канальцев и затем поступает в интерстициальное пространство. Поскольку в результате происходит реабсорбция воды из почечных канальцев и экскреция малого объёма высококонцентрированной мочи (антидиурез), гормон называют антидиуретическим гормоном.

Рецепторы типа V₁ локализованы в мембранах ГМК сосудов. Взаимодействие АДГ с рецептором V₁ приводит к активации фосфолипазы С и синтезу инозитолтрифосфата, который вызывает высвобождение Са 2+ из ЭПС. В результате происходит сокращение гладкомышечного слоя сосудов. При этом сосудосуживающий эффект АДГ проявляется при высоких концентрациях гормона. Поскольку сродство АДГ к рецептору V₂ выше, чем к рецептору V₁, при физиологической концентрации гормона в основном проявляется его антидиуретическое действие.

Альдостерон действует на главные клетки собирательных трубочек, где реабсорбируется около 90 % фильтруемого Na + . Альдостерон связывается с внутриклеточными рецепторами, стимулирует транскрипцию генов и синтез белков, которые открывают натриевые каналы в апикальной мембране. В результате повышенное количество натрия входит в главные клетки и активирует Nа + ,К + -АТФазу базолатеральной мембраны. Кроме того, альдостерон активирует митохондриальные ферменты ЦТК, в частности цитратсинтазу, которые стимулируют образование молекул АТФ, необходимых для активного транспорта ионов.

Суммарным биологическим эффектом индуцируемых альдостероном белков является увеличение реабсорбции ионов натрия в канальцах нефронов, что вызывает задержку NaCl в организме, и возрастание экскреции калия.

Предсердный натриуретический фактор (ПНФ ) - олигопептид, содержащий 28 аминокислот, синтезируется, главным образом, в кардиомиоцитах предсердий, и хранится в виде препрогормона. Стимулы секреции ПНФ:

- увеличение осмолярности плазмы,

- повышение частоты сердцебиений,

- повышенный уровень катехоламинов и глюкокортикоидов в крови.

Основные клетки-мишени ПНФ - почки, периферические артерии. В почках ПНФ стимулирует расширение приносящих артериол (вазодилятатор), усиление почечного кровотока, увеличение скорости фильтрации и экскреции Na + . В периферических артериях ПНФ снижает тонус гладких мышц и расширяет артериолы. Таким образом, суммарным действием ПНФ является увеличение экскреции Na + и понижение АД.

Механизм передачи сигнала включает связывание ПНФ с рецептором, что вызывает конформационные изменения и возрастание гуанилатциклазной активности рецептора. В результате ГТФ превращается в циклический ГМФ (цГМФ), который активирует протеинкиназу G.

ПНФ обычно рассматривают как физиологический антагонист ангиотензина II, поскольку под его влиянием возникают не сужение просвета сосудов и задержка натрия, а, наоборот, расширение сосудов и увеличение почечной экскреции соли.

Роль системы ренин-ангиотензин-альдостерон (РААС) в регуляции водно-солевого обмена

Ренин — протеолитический фермент, продуцируемый юкстагломерулярными клетками, расположенными вдоль приносящих артериол почечного тельца. Секрецию ренина стимулирует:

- падение давления в приносящих артериолах клубочка, вызванное уменьшением АД и снижением концентрации Na + .

- снижение импульсации от барорецепторов предсердий и артерий в результате уменьшения АД.

Секрецию ренина ингибирует:

В крови ренин действует на ангиотензиноген. Образование ангиотензиногена происходит в печени и стимулируется глюкокортикоидами и эстрогенами. Ренин гидролизует пептидную связь в молекуле ангиотензиногена, отщепляя от него N-концевой декапептид, образунтся ангиотензин I, не имеющий биологической активности. Под действием антиотензин-превращающего фермента (АПФ, карбоксидипептидилпептидаза) с С-конца ангиотензина I удаляются 2 аминокислоты и образуется ангиотензин II (октапептид).

Ангиотензин II функционирует через инозитолтрифосфатную систему клеток клубочковой зоны коры надпочечников и ГМК. Инозитолтрифосфат стимулирует высвобождение из ЭПС ионов кальция, совместно с которым активирует протеинкиназу С. Действие Ангиотензина II:

- стимулирует синтез и секрецию альдостерона клетками клубочковой зоны коры надпочечников.

- высокие концентрации ангиотензина II вызывают сильное сужение сосудов периферических артерий и повышают АД.

- стимулирует центр жажды в гипоталамусе и ингибирует секрецию ренина в почках.

Поддержание одной из сторон гомеостаза - водно-электролитного баланса организма осуществляется с помощью нейроэндокринной регуляции. Высший вегетативный центр жажды располагается в вентромедиальном отделе гипоталамуса. Регуляция выделения воды и электролитов осуществляется преимущественно путем нейрогуморального контроля функции почек. Особую роль в этой системе играют два тесно связанных между собой нейрогормональных механизма - секреция альдостерона и (АДГ). Главным направлением регулирующего действия альдостерона служит его тормозящие влияние на все пути выделения натрия и, прежде всего на канальцы почек (антинатриуремическое действие). АДГ поддерживает баланс жидкости, непосредственно препятствуя выделению воды почками (антидиуретическое действие). Между деятельности альдостеронового и антидиуретического механизмов существует постоянная, тесная взаимосвязь. Потеря жидкостей стимулирует через волюморецепторы секрецию альдостерона, в результате чего происходит задержка натрия и повышение концентрации АДГ. Эффекторным органом обеих систем являются почки.

Степень потери воды и натрия определяют механизмы гуморальной регуляции водно-солевого обмена: антидиуретический гормон гипофиза, вазопрессин и надпочечниковый гормон альдостерон, воздействующие на наиболее важный орган для подтверждения постоянства водно-солевого баланса в организме, какими являются почки. АДГ образуется в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах гипоталамуса. По портальной системе гипофиза этот пептид попадает в заднюю долю гипофиза, концентрируется там и выделяется в кровь под влиянием нервных импульсов, поступающих в гипофиз. Мишенью АДГ является стенка дистальных канальцев почек, где он усиливает выработку гиалуронидазы, которая деполимеризует гиалуроновую кислоту, тем самым повышает проницаемость стенок сосудов. Вследствие этого вода из первичной мочи пассивно диффундирует в клетки почек в силу осмотического градиента между гиперосмотической межклеточной жидкостью организма и гипоосмолярной мочой. Почки за сутки пропускают через свои сосуды примерно 1000 л крови. 180 л первичной мочи фильтруется через клубочки почек, но лишь 1% жидкости, профильтрованной почками, превращается в мочу, 6/7 жидкости, составляющей первичную мочу, подвергается обязательной реабсорбции вместе с другими растворенными в ней веществами в проксимальных канальцах. Остальная вода первичной мочи подвергается реабсорбции в дистальных канальцах. В них осуществляется формирование первичной мочи по объему и составу.

Во внеклеточной жидкости осмотическое давление регулируют почки, которые могут выделять мочу с концентрацией хлорида натрия от следовой до 340 ммоль/л. При выделении мочи, бедной хлоридом натрия, осмотическое давление из-за задержки соли будет возрастать, а при быстром выделении соли – падать.

Концентрация мочи контролируется гормонами: вазопрессин (антидиуретический гормон), усиливая обратное всасывание воды, повышает концентрацию соли в моче, альдостерон стимулирует обратное всасывание натрия. Продукция и секреция этих гормонов зависит от осмотического давления и концентрации натрия во внеклеточной жидкости. При снижении концентрации соли в плазме увеличивается продукция альдостерона и задержка натрия возрастает, при повышении – увеличивается продукция вазопрессина, а продукция альдостерона падает. Это увеличивает реабсорбцию воды и потери натрия, способствует уменьшению осмотического давления. Кроме того, рост осмотического давления вызывает жажду, что увеличивает потребление воды. Сигналы для образования вазопрессина и ощущение жажды инициируют осморецепторы гипоталамуса.

Регуляция клеточного объема и концентрации ионов внутри клеток - это энергозависимые процессы, включающие активный транспорт натрия и калия через клеточные мембраны. Источником энергии для систем активного транспорта, как практически при любых энергетических затратах клетки, является обмен АТФ. Ведущий фермент - натрий-калиевая АТФ-аза - дает клеткам возможность перекачивать натрий и калий. Этому ферменту необходим магний, а, кроме того, для максимальной активности требуется одновременное присутствие как натрия, так и калия. Одним из следствий существования различных концентраций калия и других ионов на противоположных сторонах клеточной мембраны является генерация разности электрических потенциалов на мембране.

На обеспечение работы натриевого насоса расходуется до 1/3 общей энергии, запасенной клетками скелетных мышц. При гипоксии или вмешательстве любых ингибиторов в метаболизм клетка набухает. Механизм набухания, заключается в поступление ионов натрия и хлора в клетку; это приводит к возрастанию внутриклеточной осмолярности, что в свою очередь увеличивает содержание воды, ибо она следует за растворенным веществом. Одновременная потеря калия не эквивалентна поступлению натрия, и поэтому итогом будет повышение содержания воды.

Эффективная осмотическая концентрация (тоничность, осмолярность) внеклеточной жидкости изменяется практически параллельно концентрации в ней натрия, который вместе со своими анионами обеспечивает не менее 90% ее осмотической активности. Колебания (даже в патологических условиях) калия и кальция не превышают нескольких миллиэквивалентов на 1л и не отражаются существенно на величине осмотического давления.

Гипоэлектролитемией (гипоосмией, гипоосмолярностью, гипотоничностью) внеклеточной жидкости называют падение осмотической концентрации ниже 300 мосм/л. Это соответствует снижению концентрации натрия ниже 135 ммоль/л. Гиперэлектролитемией (гиперосмолярностью, гипертоничностью) называют превышение осмотической концентрации 330 мосм/л и концентрацией натрия 155 ммоль/л.

Большие колебания объемов жидкости в секторах организма обусловлены сложными биологическими процессами, подчиняющимися физико-химическим законам. При этом большое значение имеет принцип электронейтральности, заключающийся 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. При динамическом равновесии образуются стабильные концентрации катионов и анионов по обе стороны биологических мембран. Однако, необходимо отметить, что электролиты - не единственные осмотически активные компоненты жидкой среды организма, поступающие с пищей. Окисление углеводов и жиров обычно приводят к образованию углекислого газа и воды, которые могут просто выделяться легкими. При окислении аминокислот образуется аммиак и мочевина. Превращение аммиака в мочевину обеспечивает организм человека одним из механизмов детоксикации, но при этом летучие соединения, потенциально удаляемые легкими, превращаются в нелетучие, которые должны уже выводиться почками.

Обмен воды и электролитов, питательных веществ, кислорода и двуокиси углерода и других конечных продуктов метаболизма, в основном, происходит за счет диффузии. Капиллярная вода несколько раз в секунду обменивается с интерстициальной тканью водой. Благодаря растворимости в липидах кислород и двуокись углерода свободно диффундируют через все капиллярные мембран; в то же время вода и электролиты, как полагают проходят через мельчайшие поры эндотелиальной мембраны.

7. Принципы классификации и основные виды расстройств водного обмена.

Необходимо отметить, что единой общепринятой классификации нарушений водно-электролитного баланса не существует. Все виды нарушений в зависимости от изменения объема воды принято делить: с увеличением объема внеклеточной жидкости - водный баланс положительный (гипергидратация и отеки); с уменьшением объема внеклеточной жидкости – отрицательный водный баланс (дегидратация). Гамбиргер и соавт. (1952) предложили подразделять каждую из этих форм на экстра- и интерцеллюлярную. Избыток и уменьшение общего количества воды рассматривают всегда в связи с концентрацией натрия во внеклеточной жидкости (осмолярностью ее). В зависимости от изменения осмотической концентрации гипер- и дегидратацию подразделяют на три вида: изоосмолярную, гипоосмолярную и гиперосмолярную.

Избыточное накопление воды в организме (гипергидратация, гипергидрия).

Изотоническая гипергидратация представляет собой увеличение внеклеточного объема жидкости без нарушения осмотического давления. При этом перераспределение жидкости между внутри- и внеклеточным секторами не происходит. Увеличение общего объема воды в теле совершается за счет внеклеточной жидкости. Такое состояние может быть результатом сердечной недостаточности, гипопротеинемии при нефротическом синдроме, когда объем циркулирующей крови остается постоянным за счет перемещения жидкой части в интерстициальный сегмент (появляются пальпируемые отеки конечностей, может развиться отек легких). Последнее может явиться тяжелым осложнением, связанным с парентеральным введением жидкости в терапевтических целях, вливание больших количеств физиологического или Рингеровского раствора в эксперименте или больным в послеоперационном периоде.

Гипоосмолярная гипергидратация, или водное отравление обусловлено избыточным накопление воды без соответствующей задержки электролитов, нарушением выведения жидкости из-за почечной недостаточности или неадекватной секреции антидиуретического гормона. В эксперименте это нарушение можно воспроизвести путем перитонеального диализа гипоосмотического раствора. Водное отравление у животных легко развивается также при нагрузке водой после введения АДГ или удалении надпочечников. У здоровых животных водная интоксикация наступала через 4-6 часов после приема внутрь воды по 50 мл/кг через каждые 30 минут. Возникают рвота, тремор, клонические и тонические судороги. Концентрация электролитов, белков и гемоглобина в крови при этом резко снижается, объем плазмы возрастает, реакция крови не изменяется. Продолжение инфузии может привести к развитию коматозного состояния и к гибели животных.

В клинической практике с явлениями водной интоксикации встречаются в тех случаях, когда поступление воды превосходит способность почек к ее выделению. После введения больному 5 и более литров воды в день наступают головные боли, апатия, тошнота и судороги в икрах. Отравление водой может возникать при избыточном ее потреблении, когда имеет место повышенная продукция АДГ и олигоурия. После травм, при больших хирургических операциях, потери крови, введения анестетиков, особенно морфина, обычно не менее 1-2 суток длится олигоурия. Водное отравление может возникать в результате внутривенного вливания больших количеств изотонического раствора глюкозы, которая быстро потребляется клетками, причем концентрация введенной жидкости падает. Опасно также введение больших количеств воды при ограничении функции почек, которая бывает при шоке, почечных заболеваниях с анурией и олигоурией, лечении препаратами АДГ несахарного диабета. Опасность водной интоксикации возникает при избыточном введении воды без солей во время лечения токсикоза, в связи с поносом грудных детей. Избыточное обводнение иногда бывает при часто повторяемых клизмах.

Терапевтические воздействия при состояниях гипоосмолярной гипергидрии должны быть направлены на устранения избытка воды и на восстановление осмотической концентрации внеклеточной жидкости. Если избыток был связан с чрезмерно большим введением воды больному с явлениями анурии, быстрый терапевтический эффект дает применение искусственной почки. Восстановление нормального уровня осмотического давления путем введения соли допустимо лишь при снижении общего количества соли в организме и при явных признаках водного отравления.

Гиперосомлярная гипергидратацияпроявляется увеличением объема жидкости во внеклеточном пространстве с одновременным ростом осмотического давления за счет гипернатриемии. Механизм развития нарушений таков: задержка натрия не сопровождается задержкой воды в адекватном объеме, внеклеточная жидкость оказывается гипертонической, и вода из клеток движется во внеклеточные пространства до момента осмотического равновесия. Причины нарушения многообразны: синдром Кушинга или Кона, питье морской воды, черепно-мозговая травма. Если состояние гиперосмолярной гипергидратации сохраняется долго, может наступить гибель клеток центральной нервной системы.

Обезвоживания клеток в условиях эксперимента наступает при введении гипертонических растворов электролитов в объемах, превышающих возможность достаточно быстрого выделения их почками. У человека подобное расстройство наступает при вынужденном питье морской воды. Происходит передвижение воды из клеток во внеклеточное пространство, ощущаемое как тяжелое чувство жажды. В некоторых случаях, гиперосмолярная гипергидрия сопровождает развитие отеков.

Уменьшение общего объема воды (обезвоживание, гипогидрия, дегидратация, эксикоз) происходит также с понижением или с повышением осмотической концентрации внеклеточной жидкости. Опасность обезвоживания состоит в угрозе сгущения крови. Серьезные симптомы дегидратации возникают после потери около одной трети внеклеточной воды.

Гипоосмолярная дегидратация развивается в тех случаях, когда организм теряет много жидкости, содержащей электролиты, а возмещение потери происходит меньшим объемом воды без введения соли. Такое состояние бывает при повторной рвоте, поносе, усиленном потоотделении, гипоальдостеронизме, полиурии (несахарный и сахарный диабет), если потеря воды (гипотонических растворов) частично пополняется питьем без соли. Из гипоосмотического внеклеточного пространства часть жидкости устремляется в клетки. Таким образом, эксикоз, развивающийся вследствие солевой недостаточности, сопровождается внутриклеточным отеком. Чувство жажды при этом отсутствует. Потеря воды кровью сопровождается нарастанием гематокрита, повышением концентрации гемоглобина и белков. Обеднение крови водой и связанное с этим уменьшение объема плазмы и повышение вязкости существенно нарушает кровообращение и, иногда, служит причиной коллапса и смерти. Уменьшение минутного объема ведет также к почечной недостаточности. Объем фильтрации резко падает и развивается олигоурия. Моча бывает практически лишена хлористого натрия, чему способствует усиление секреции альдостерона благодаря возбуждению объемных рецепторов. Нарастает содержание остаточного азота в крови. Могут наблюдаться внешние признаки обезвоживания - снижение тургора и сморщивание кожи. Нередко бывают головные боли, отсутствие аппетита. У детей при обезвоживании быстро появляется апатия, вялость, мышечная слабость.

Замещать дефицит воды и электролитов при гипоосмолярной гидратации рекомендуется путем введения изоосмотической или гипоосмотической жидкости, содержащей разные электролиты. При невозможности достаточного приема воды внутрь неизбежные потери воды через кожу, легкие и почки следует возмещать внутривенным вливанием 0,9% раствора хлористого натрия. При уже возникшем дефиците увеличивают вводимый объем, не превышая 3 л в сутки. Гипертонический раствор соли следует вводить лишь в исключительных случаях, когда возникают неблагоприятные последствия снижения концентрации электролитов крови, если почки не удерживают натрий и его много теряется другими путями, иначе введение избытка натрия может усилить обезвоживание. Для предупреждения гиперхлоремического ацидоза при понижении выделительной функции почек рационально вводить вместо хлористого натрия молочнокислую соль.

Преобладание потери воды над выделением электролитов приводит к увеличению осмотической концентрации внеклеточной жидкости и передвижению воды из клеток в экстрацеллюлярное пространство. Таким образом, замедляется сгущение крови. Уменьшение объема внеклеточного пространства стимулирует секрецию альдостерона. Этим поддерживается гиперосмолярность внутренней среды и восстановление объема жидкости благодаря усилению продукции АДГ, который ограничивает потерю воды через почки. Гиперосмолярность внеклеточной жидкости снижает также выделение воды экстраренальными путями. Неблагоприятное действие гиперосмолярности связано с обезвоживанием клеток, которое вызывает мучительное чувство жажды, усиление распада белка, повышение температуры. Потеря нервными клетками ведет к нарушениям со стороны психики (помрачнение сознания), расстройствам дыхания. Обезвоживание гиперосмолярного типа сопровождается также снижением массы тела, сухостью кожи и слизистых оболочек, олигурией, признаками сгущения крови, повышением осмотической концентрации крови. Угнетение механизма жажды и развития умеренной внеклеточной гиперосмолярности в эксперименте достигали уколом в супрооптические ядра гипоталамуса у кошек и вентромедиальные ядра у крыс. Восстановление дефицита воды и изотоничности жидкости организма человека достигается главным образом введением гипотонического раствора глюкозы, содержащим основные электролиты.

Изотоническая дегидратацияможет наблюдаться при аномально увеличенном выведении натрия, чаще всего – с секретом желез желудочно-кишечного тракта (изоосмолярные секреты, суточный объем которых составляет до 65% к объему всей внеклеточной жидкости). Потеря этих изотонических жидкостей не ведет к изменению внутриклеточного объема (все потери – за счет внеклеточного). Их причины – повторная рвота, поносы, потеря через фистулу, формирование больших транссудатов (асцит, плевральный выпот), крово- и плазмопотери при ожогах, перитонитах, панкреатитах.

Водно-электролитные нарушения характерны для тяжелых нейрохирургических больных, т. к. повреждение центральной нервной системы (ЦНС) зачастую нарушает способность мозга к регуляции гомеостаза.

Потенциально последствия водно-электролитных расстройств для пораженного мозга могут включать развитие цитотоксического и вазогенного отека мозга, потерю церебральной ауторегуляции, повышение ВЧД и снижение ПДМ.

Раннее выявление и адекватное лечение водноэлектролитных нарушений минимизирует вторичное повреждение мозга.

а) Основные положения регуляции водно-солевого обмена:

1. Вода в организме человека. Объем воды в теле человека (ОВТ) существенно варьирует (45-80%, в среднем около 55%) и зависит от возраста, пола и конституции. ОВТ состоит из двух секторов. Внутриклеточный объем жидкости составляет три пятых ОВТ. Внеклеточный объем включает внутрисосудистое (25%) и интрестициальное пространство (75%).

2. Электролиты. Во внеклеточном секторе основными компонентами являются натрий и хлориды, в то время как во внутриклеточном пространстве больше калия и фосфата. Нормальным уровнем натрия во внеклеточном пространстве является 135-145 мг-экв/л. Всего 2% натрия содержится внутри клеток.

Напротив, практически весь калий находится внутриклеточно; около 2% содержится во внеклеточном пространстве. Нормальный уровень калия в экстрацеллюлярном секторе составляет 3,5-5,0 мг-экв/л. Высокие градиенты между внутри- и внеклеточным содержанием Na и К поддерживаются работой Na + /К + -АТФазы и необходимы для нормального мембранного потенциала.

На основании фактов, что внеклеточный объем зависит в основном от содержания натрия и вода свободно перемещается по градиенту концентрации между внутри- и внеклеточными секторами, сформулируем два основополагающих правила:

1. При сохранении нормальной осморегуляции первичные изменения концентрации натрия приводят к различным изменениям во внеклеточном пространстве.

2. Недостаточное содержание воды сопровождается нарушениями внутри- и внеклеточного объемов. Изменение соотношения воды и растворенных в ней веществ приводит к нарушению нормальной осмолярности.

3. Осмолярность, осмоляльность и эффективное осмотическое давление раствора. Чтобы лучше понимать разницу между терминами их определение дано в таблице ниже.

б) Регуляция водно-электролитного обмена и осмолярности. На рисунке ниже обобщены процессы волюмо- и осморегуляции. В организме здорового человека возможности поддержания осомолярности плазмы и содержащегося в ней натрия ограничены. Барорецепторы, находящиеся в аорте и предсердии, улавливают изменения объема циркулирующей жидкости и внутрисосудистого давления и модулируют потребность организма в жидкости (жажда) и экскрецию жидкости (почки).

Антидиуретический гормон. Одним из главных механизмов регуляции является выброс антидиуретического гормона (АДГ). АДГ секретируется в соответствии с осмолярностью плазмы крови. Пороговой осмолярностью считают уровень около 280 мОсм/л. АДГ способствует увеличению реабсорбции воды в почках и приводит к концентрации мочи. При максимальном выбросе АДГ осмолярность первичной мочи может достигать 1000 мОсм/л и выше.

Секрецию АДГ могут стимулировать различные препараты (наркотики, барбитураты, карбамазенин), а также повышение тонуса симпатической нервной системы. Секреция АДГ может осуществляться даже при гипоосмолярности плазмы.

При гиперосмолярном состоянии для поддержания водного баланса важны чувство жажды и питьевые привычки. Даже при отсутствии АДГ осмолярность плазмы будет находиться в нормальных пределах, если пациент может испытывать чувство жажды и голода и имеет возможность их утолить.

в) Регуляция концентрации натрия. Регуляция концентрации натрия осуществляется для поддержания адекватного давления и объема жидкости. Концентрация натрия в организме регулируется ренальным, центральным и гуморальным механизмами.

Ключевую роль в регуляции внеклеточного содержания натрия играют силы гидростатического и онкотического давления, действующие на микроциркуляторном уровне в почках. Повышение перфузионного давления почек или снижение онкотического давления приводит к усилению экскреции натрия и наоборот. При дофаминергической вазодилатации повышается гидростатическое давление в капиллярах, что приводит к потере натрия.

Вазоконстрикция (например, при гиповолемическом шоке или сердечной недостаточности) способствует задержке натрия. Адренергическая стимуляция усиливает реабсорбцию ионов Na, а денервация уменьшает.

1. Ренин-ангиотензин-альдостероновая система. Основным гормональным механизмом регуляции натрия является ренин-ангиотензин-альдостеро-новая система. Уменьшение объема циркулирующей крови улавливается юкстагломерулярным аппаратом, что приводит к выбросу в кровь ренина. В конечном итоге происходит повышение уровня ангиотензина II и альдостерона. Ангиотензин II оказывает вазоконстрикторный эффект, также действует на гипоталамический центр жажды. Альдостерон способствует повышению реабсорбции натрия и экскреции калия в дистальных канальцах.

2. Предсердный натриуретический пептид (ПНП). Предсердный натриуретический пептид (ПНП), секретируемый из кардиомиоцитов при повышении артериального давления или повышении нагрузки на правое предсердие, действует непосредственно на функцию почек. ПНП повышает диурез и натриурез, ингибирует ренин-ангиотензиновую систему, а также выброс АДГ, снижает общее периферическое сопротивление сосудов и артериальное давление, что в итоге уменьшает чувство жажды. ПНП, секретируемый в ЦНС, принимает участие в регуляции внутриклеточного объема в головном мозге, а также водно-электролитного состава, вероятно, за счет воздействий на капиллярное русло.

г) Регуляция концентрации калия. Выделение калия осуществляется почками, в зависимости от градиента концентрации в дистальных канальцах. Выброс альдостерона происходит при повышении концентрации калия в сыворотке крови. Альдостерон стимулирует не только реабсорбцию натрия, но и экскрецию калия. Распределение калия между внутри- и внеклеточными водными секторами также регулируется кислотно-щелочным равновесием. При алкалозе, который наблюдается при гипервентиляции, происходит перемещение калия в клетки, снижается его плазменная концентрация и усиливается почечная экскреция. При ацидозе наблюдаются противоположные изменения.

д) Регуляция водного обмена в головном мозге. В периферических органах распределение внутри-и внеклеточной жидкости регулируется онкотическим и гидростатическим давлением. В ЦНС регуляция осуществляется посредством гематоэнцефалического барьера (ГЭБ). Распределение жидкости между внутрисосудистым и внеклеточным пространствами прежде всего определяется градиентом осмотического давления вдоль эндотелия капилляров в головном мозге.

1. Гематоэнцефалический барьер. Гематоэнцефалический барьер представляет собой механический барьер со средним диаметром пор 7 А. Даже небольшие молекулы, как например, натрий, не могут проходить через поры и оказывать осмотическое давление. Из этого следует, что онкотические растворы при условии сохранности ГЭБ оказывают незначительное воздействие на водный баланс головного мозга. Вода же легко проходит сквозь поры ГЭБ и следует по осмотическому градиенту, который быстро выравнивается.

Как следует из вышесказанного, изменения в концентрации онкотически активных веществ в крови (например, при гемодилюции или инфузии коллоидных растворов) при интактном ГЭБ не оказывают значимого влияния на содержание воды во внеклеточном пространстве, а также на степень выраженности отека мозговой ткани. Напротив, введение в циркуляторное русло осмотически активных растворов (маннитол, гипертонический раствор хлорида натрия) приведет к значительным сдвигам ВЧД.

2. Регуляция водного обмена при повреждении ГЭБ. В области повреждения ГЭБ повышается проницаемость эндотелия сосудов для больших молекул, в этом случае онкотическое и гидростатическое давление становятся ведущими факторами регуляции баланса жидкостей. Следовательно, для предотвращения отека мозговой ткани предпочтительнее использовать коллоидные растворы.

е) Водно-электролитный баланс в послеоперационном периоде. В послеоперационном периоде обычно наблюдается задержка натрия и воды. Это обусловлено повышенной секрецией (не связанной с плазменной осмолярностью) АДГ и адренокортикостероидов. Уровень гормонов снижается приблизительно на 3-4 сутки после операции. На секрецию АДГ в периоперативном периоде может влиять ряд факторов:
- Изменения циркуляции, обусловленные кровоизлиянием
- Гипотензивные препараты
- Потеря жидкости с рвотой
- Инфузия осмодиуретиков (маннитол).

Очень важно следить за повышением уровня антидиуретических гормонов в раннем послеоперационном периоде, а также при ЧМТ, и проводить своевременную коррекцию возникающих расстройств. Необдуманная инфузия и неадекватная секреция АДГ, вероятно, являются наиболее частыми причинами гипонатриемии у больных нейрохирургического профиля.

ж) Гипернатриемия. Определение. Для нейрохирургических пациентов гипернатриемией считается превышение концентрации натрия в сыворотке 150 ммоль/л, что может наблюдаться в случае несахарного мочеизнурения или после инфузии гипертонического раствора NaCl.

Симптомы. Умеренное повышение натрия в плазме (3-4 ммоль/л) может проявляться чувством сильной жажды. Уровень натрия выше 160 ммоль/л или осмолярность выше 330 мОсм/л может сопровождаться оглушением, возбуждением, сонливостью, припадками, тремором и гиперрефлексией.

з) Гипонатриемия. Определение. Диапазон нормы натрия в сыворотке крови 135-145 ммоль/л. Проявления тяжелой ги-понатриемии можно наблюдать при снижении уровня натрия ниже 120 ммоль/л.

Этиология и эпидемиология. В нейрохирургической практике гипонатриемия чаще всего встречается при синдроме неадекватной секреции АДГ (SIADH) или при так называемом синдроме церебральной потери солей (CSWS). Считается, что при SIADH развивается дилюционная гипонатриемия. При CSWS происходит потеря как ионов натрия, так и свободной жидкости. Следовательно, лечение при этих синдромах различается.

и) Несахарное мочеизнурение (diabetes insipidus). Определение. Для несахарного мочеизнурения характерна избыточная потеря воды вследствие дефицита АДГ, секреция которого не изменяется под влиянием сдвигов в осмолярности плазмы или при повышении артериального давления.

Симптомы. Клинически у пациентов в сознании несахарное мочеизнурение проявляется полиурией и полидипсией (жажда), которые приводят к гипернатриемии. Первая фаза несахарного мочеизнурения (6-8 часов после травмы или хирургического вмешательства): полиурия и гипернатриемия, т. к. в крови еще циркулирует эндогенный АДГ. Первая фаза может длиться 2-5 суток и часто наблюдается после операций в области стебля гипофиза. Вторая фаза: олигурия и снижение концентрации натрия в сыворотке.

Может продолжаться 5-14 суток и переходить в постоянную форму несахарного мочеизнурения (при поражении гипоталамуса, голубоватого пятна).

Этиология и эпидемиология. У нейрохирургических пациентов проявления несахарного мочеизнурения обычно наблюдаются после хирургических вмешательств по поводу аневризм передней соединительной артерии (поражение переднего отдела гипоталамуса) или после операций транссфеноидальным доступом (повреждение стебля гипофиза). При тяжелой ЧМТ частота возникновения несахарного мочеизнурения около 2%, в особенности если линия перелома проходит через турецкое седло или рядом с ним.

Хирургия краниофарингиом, а также операции, выполняемые из транссфеноидального доступа, в 7% случаев сопровождаются симптомами несахарного мочеизнурения, которые обычно исчезают в течение 12-36 часов.

Можно ожидать развитие несахарного мочеизнурения у больных со смертью мозга при поддержании жизненных функций.

Диагностика. Для диагноза несахарного мочеизнурения используются следующие критерии:
- Высокий темп диуреза > 200-250 мл/ч.
- Низкий удельный вес мочи 1,001-1,005.
- Низкая осмолярность мочи 50-150 мОсм/л.
- Нормальная или повышенная концентрация. натрия в сыворотке.
- Нормальная функция адреналовой системы. Дифференциальный диагноз. Необходимо исключить:
- Психогенную полидипсию.
- Почечную форму несахарного мочеизнурения (почки нечувствительны к АДГ).
- Осмодиурез (инфузия маннитола).

Лечение несахарного мочеизнурения. Терапия несахарного мочеизнурения при полиурии заключается в назначении препаратов десмопрессина (АДГ). Существуют формы выпуска для парентерального и интраназального применения. Первое введение следует несколько отложить (до отрицательного баланса 2500 мл), чтобы избежать ятрогенной гипонатриемии при возможной передозировке препарата. Пациентам в сознании с интактным центром жажды замещение АДГ необходимо только при суточном диурезе более 4000 мл. Пациенты, которые теряют меньший объем жидкости с мочой, могут возместить дефицит жидкости питьем.

Дозирование десмопрессина производят в соответствии с диурезом. Терапевтической целью является поддержание нулевого баланса жидкости с диурезом около 2500 мл/сут. Существующий дефицит свободной воды корригируют гипотоническим Na + 100-содержащим раствором. Ранее использовавшийся 5% раствор глюкозы менее выгоден, т. к. несет дополнительную гликемическую нагрузку.

к) Синдром неадекватной секреции АДГ. Определение. SIADH (синдром Schwartz-Bartter) сопровождается постоянной секрецией АДГ несмотря на гипонатриемию, снижение осмолярности сыворотки, нормальный или избыточный объем внеклеточной жидкости.

Симптомы. Вызвать подозрение по поводу гипонатриемии и гипоосмолярности сыворотки должно появление в клинической картине угнетение сознания, новая очаговая симптоматика, припадки или повышение ВЧД. Пациенты в сознании часто испытывают парадоксальную жажду.

Эпидемиология. Около 5% пациентов ОРИТ с субарахноидальным кровоизлиянием или ЧМТ предъявляют симптомы SIADH. Также синдром встречается при опухолях головного мозга, после краниэктомии и при менингите.

Диагностика: для диагноза SIADH необходимы следующие критерии:
- Нормальная функция почек и адреналовой системы
- Осмолярность сыворотки 25-30 мэкв/л), зачастую 50-150 мэкв/л.

Диагноз SIADH у тяжелых нейрохирургических больных затруднен, т. к. оценить волемический статус довольно затруднительно. Диагноз можно подтвердить, если при ограничении инфузии происходит уменьшение потери электролитов и коррекция гипонатриемии. Также может быть полезным определение мочевой кислоты, так как при SIADH ее уровень низкий, а при гиповолемии — повышается.

Лечение синдрома неадекватной секреции АДГ. Перед ограничением поступления жидкости необходимо исключить синдром церебральной потери солей в качестве причины гипонатриемии. При легких формах SIADH ограничение жидкости до 1 л/сут. является первоочередным лечением. Лечение хронической формы SIADH состоит в длительном ограничении жидкости (1200-1800 мл/сут.) и назначении фуросемида (40 мг/сут.). Возможно назначение антибиотика из группы тетрациклинов демеклоциклина (150-300 мг перорально каждые 6 часов), который оказывает антагонистический по отношению к АДГ эффект на почечные канальцы.

Лечение SIADH у пациентов с вазоспазмом или ЧМТ. При лечении таких пациентов не следует ограничивать количество жидкости. Напротив, поддержание эуволемического статуса следует проводить, используя коллоидные растворы, богатые натрием. Приоритетными задачами являются поддержание адекватного перфузионного давления мозга и профилактика вторичных повреждений. Гиперволемия не является главной проблемой у пациентов в острой фазе болезни.

Лечение тяжелой гипонатриемии при SIADH. Для коррекции тяжелой гипонатриемии ( 25-30 мэкв/л, часто 50-150 мэкв/л.
- Нормальная концентрация мочевой кислоты в моче.

Лабораторная диагностика, включая анализ электролитов в сыворотке и в моче может не выявить большой разницы при CSW и SIADH. Истощение объема вследствие натрийуреза бывает трудно заметить. Для CSWS более характерны снижение массы тела и отрицательный баланс жидкостей.

Лечение CSWS. Краеугольным камнем в лечении CSWS является восполнение дефицита жидкости с помощью изо- и гипертонического (3%) растворов хлорида натрия, а также назначение минералкортикоида флюдрокортизона (0,2 мг в/в).

м) Дифференцирование CSWS и SIADH. Ключевой отличительной характеристикой при CSWS и SIADH является волемический статус, который иногда трудно оценить. ЦВД нельзя считать достаточно информативным признаком. Общий баланс жидкостей на протяжении нескольких дней более информативен при дифференциальном диагнозе CSWS и SIADH. У пациентов обеих групп наблюдается повышенный уровень АДГ. Повышение АДГ при SIADH неадекватное, а при CSWS считается адекватным. Патогномоничных лабораторных показателей для этих синдромов не выделено.

В ситуации неясного дифференциального диагноза при всех возможностях клинической и лабораторной диагностики, проводится коррекция гипонатриемии и пробная терапия минералокортикоидом, при этом необходимо поддерживать соответствующий изоволемический статус.