Нарушения гомеостаза натрия.

Натрий является одним из главных катионов живых организмов, необходимый для реализации самых важных жизненных функций. Из всего количества натрия в человеческом организме на внеклеточную жидкость приходится около 50%, костные ткани и хрящи содержат около 40% и менее 10% натрия в связи с ионом хлора находится в клетках. Параметрами гомеостаза натрия являются следующие: концентрация в сыворотке крови равна 140 мэкв/л (1 миллиэквивалент – мэкв - равен 23 г/л), в межклеточном пространстве –147 мЭк/л и в клетках –35 мэкв/л.

В физиологических условиях баланс натрия регулируется секрецией катионов с мочой, фекальными массами и потоотделением. Экскреция натрия (и хлора) через кожу и пищеварительный тракт незначительна, но в случае обильного потоотделения она может существенно возрастать. Натрий теряется организмом также при кровотечениях. Трансмембранный баланс натрия сильно варьирует в зависимости от функционального состояния клеток. Например, мембрана эритроцитов обеспечивает высокую проницаемость для анионов (хлор и бикарбонат), что обеспечивает быстрое трансмембранное их прохождение. В то же время проницаемость для катионов является селективной и регулируется ионными каналами и насосами.

Ионы натрия в большей степени определяют формирование мембранного потенциала в нервных, мышечных и других клетках. Для возбудимых клеток (обладающих потенциалом покоя) в состоянии покоя, этот потенциал является отрицательным (в среднем 50-100 мВ). Возбуждение клетки характеризуется генерированием потенциала действия, что проявляется деполяризацией клеточной мембраны. В дальнейшем, после деполяризации, происходит реполяризация мембраны, которая обусловлена быстрым возрастанием ее проницаемости для натрия. При понижении внеклеточной концентрации натрия и резком снижении градиента концентраций, отсутствует фаза деполяризации и, следовательно, потенциал действия. Эти же процессы лежат в основе образования входящего потока натрия на пре- и постсинаптических мембранах. В этом случае отсутствие ионов натрия делает невозможным реализацию специфических функций возбудимых клеток.

Почки активно регулируют баланс натрия в организме. Так, натрий свободно фильтруется в почечных клубочках и, впоследствии, реабсорбируется в почечных канальцах в соответствии с гомеостатическими нуждами организма. Реабсорбция натрия в почках представлена в виде доминирующего трансклеточного процесса. В проксимальных трубочках активно реабсорбируется 65% натрия, 25% - в восходящей части петли Генле, по 5%- в дистальных трубочках и системе котранспорта с глюкозой, аминокислотами, фосфатом или сульфатом. В то же время Na⁺K⁺-АТФаза поддерживает активный транспорт натрия в интерстициальное пространство из клетки. В собирательных трубочках реабсорбция натрия регулируется альдостероном (около 2% от всего профильтровавшегося натрия). На уровне этих трубочек осуществляет свое действие натрийуретический фактор, ингибирующий реабсорбцию натрия и, таким образом, усиливающий выведение его с мочой. Важное значение имеет и прессорная система натрийуреза (под её влиянием повышается давление в почечных сосудах). В последнем случае ингибируется образование и высвобождение ренина, повышается интерстициальное давление, что приводит к снижению реабсорбции натрия.

Согласно последним данным, антидиуретический гормон (АДГ или вазопрессин), кроме своего основного эффекта - увеличения проницаемости для воды эпителия собирательных трубочек мозгового и коркового слоев, также усиливает реабсорбцию натрия в корковых собирательных трубочках, где проявляет свое действие и альдостерон. Кортизол, эстрогены, гормон роста, тиреоидные гормоны, инсулин увеличивают реабсорбцию натрия, тогда как глюкагон, прогестерон, паратгормон - снижают. Кальцитонин обеспечивает интенсивное выделение хлоридов натрия с мочой. Эти механизмы регулирования не связаны со специфической системой, предназначеной для поддержания баланса натрия.

В целом биологическая роль ионов натрия сводится к следующим эффектам:

1) поддержание осмолярность внутренней среды организма и внеклеточного пространства;

2) осуществление транспорта жидкостей в различных секторах организма и регулирование водного баланса;

3) поддержание гидрофильности тканевых коллоидных систем и их способности к набуханию;

4) участие в формировании потенциала покоя и потенциала действия возбудимых клеток;

5) поддержание тонуса мышц;

6) участие в регуляции кислотно-щелочного баланса в организме;

7) участие в трансмембранном транспорте органических веществ (глюкозы, аминокислот) в межклеточном пространстве и почечных канальцах.

Изменение гомеостаза натрия вызывает существенные нарушения всех вышеперечисленных функций.

Гипернатриемия представляет собой увеличение концентрации натрия в плазме крови свыше 152 мэкв/л.

Основными причинами гипернатриемия являются:

1) повышенное потребление продуктов, содержащих натрий;

2) избыточное парентеральное введение солевых растворов;

3) недостаточное потребление воды;

4) общая дегидратация (обильное потоотделение, неукротимая рвота, диаррея, гипервентиляция легких, полиурия, отёки и анасарка);

5) гиперсекреция глюкокортикоидов надпочечниками (синдром Иценко- Кушинга);

6) первичный или вторичный гиперальдостеронизм (сердечная недостаточность, цирроз печени, индром Бартера);

7) дщыхательный ацидоз.

Патогенез. Основными патогенетическими механизмами гипернатриемии являются:

а) уменьшение количества натрия в организме (абсолютная гипернатриемия);

б) дегидратация (относительная гипернатриемия);

в) задержка натрия в организме (абсолютная гипернатриемия).

Гипернатриемия, как правило, сопровождается увеличением содержания ионов хлора (гиперхлоремия). В качестве компенсаторной реакции при этом увеличивается выделении натрия и хлора с мочой (гипернатриурия и гиперхлорурия).

Компенсаторные механизма при гипернатриемии направлены на восстановление гомеостаза и предупреждение накопления избытка натрия в организме, гиперосмолярности жидкостей организма, уменьшение расстройств кислотно-щелочного равновесия и водного баланса.

Реакции компенсации при гипернатриемии могут быть функционально различными в зависимости от общего объема жидкостей в организме. Так, гипернатриемия в сочетании с дегидратацией (например, при рвоте, диаррее) приводит к возбуждению осморецепторов гипоталамуса, что повышает секрецию АДГ; это, в свою очередь, увеличивает канальцевую реабсорбцию воды и способствуют восстановлению обьема интерстициальной жидкости. Одновременно гиповолемия стимулирует секрецию альдостерона посредством активации системы «ренин-ангиотензин-альдостерон», что повышает канальцевую реабсорбцию натрия. Выведение излишка натрия через почки осуществляется при участии натрийуретического механизм, например, предсердным натрийуретическим гормоном.

Гипернатриемия, сопровождаемая гипергидратацией, приводит в действие компенсаторные механизмы, направленные на одновременное устранение избытка натрия и воды путём снижения секреции АДГ и альдостерона, что проявляется полиурией и увеличением натрийуреза. В обоих случаях гипернатриемия и, соответственно, гиперосмолярность плазмы вызывает чувство жажды, которое вынуждает увеличить введение в организм жидкости.

Проявления.

Гипернатриемия увеличивает осмотическое давление крови и интерстициальной жидкости, приводя к перемещению жидкости из клетки во внеклеточное пространство и установлению клеточного эксикоза. Избыток натрия и дефицит воды в организме вызывает олигурию, снижение веса, дегидратацию клеток, в особенности нервных. Для гипернатриемии, сопровождающейся дегидратацией, типичными являются гиповолемия, гемоконцентрация и увеличение гематокрита. Характерны также чувство жажды, сухость кожи и слизистой оболочки. В тяжелых случаях повышается температура тела, возникают нарушение ритма дыхания, расстройства сознания (сопор, ступор). Возможно развитие гиперосмолярной комы.

Для гипернатриемии, сочетающейся с гипергидратацией, характерны гиперволемия, гемодилюция, гипопротеинемия, которые усиливают транссудацию жидкости и способствуют развитию отеков. Такие проявления характерны для сердечной недостаточности и вторичного гиперальдостеронизма. Как следствие истощения компенсаторных механизмов(особенно - почечного натрийуреза), развивается их недостаточность и устанавливается высокая активность механизмов, направленных на задержку натрия, таких, как снижение скорости клубочковой фильтрации, интенсивная выработка альдостерона и др. В отличие от вторичного гиперальдостеронизма, при его первичной форме (синдром Конна) отсутствуют отеки, т.к. повышенное выделение калия с мочой и установление гипокапнии снижают чувствительность эпителия собирательных трубочек к действию альдостерона, возникает полиурия. Это состояние обозначается как «ускользание» почек от действия альдостерона.

Нарушения кислотно-щелочного баланса в случае гипернатриемии зависят от причины, которая ее вызывает. В большинстве случаев развивается алкалоз (чаще метаболический), гипохлоремия (при неукротимой рвоте), гипокалиемия (из-за перемещения электролитов – выхода ионов водорода из клеток в обмен на поступление в клетки ионов калия). Гипокалиемии, в этом случае, способствует также увеличение секреции калия почками и выделения его с мочой. Изменяется баланс и других электролитов – характерными являются гипокальциемия и гипомагниемия. Это, в свою очередь, приводит к декальцинации костной ткани и развитию вторичного гиперпаратиреодизма.

В других случаях гипернатриемия может сочетаться с тяжелым газовым ацидозом, что сопровождается ориентированием гомеостатических механизмов на сохранение в организме оснований (альвеолярная гиповентиляция с задержкой двуокиси углерода и, в особенности, бикарбонатов).

Любая тяжелая гипернатриемия, независимо от вызвавшей ее причины, сопровождается нестерпимой жаждой, повышением температуры, тахикардией, двигательным возбуждением, гиперрефлексией, судорогами, чувством страха, депрессией, потерей сознания, комой. В этих случаях прогноз для жизни больного неблагоприятен.

Гипонатриемия представляет собой уменьшение концентрации натрия в сыворотке крови ниже 135 мэкв /л. Поскольку натрий является преимущественно внеклеточным катионом, гипонатриемия всегда сопровождается гипоосмолярностью внеклеточного пространства. При этом вода перемещается в клетки и возникает опасность развития клеточного отека, особенно опасного для головного мозга; возрастает вероятность повышения внутричерепного давления с соответствующими неврологическими симптомами.

Причины и патогенез гипонатриемии:

1) увеличение секреции АДГ (например, при некоторых наследственных заболеваниях – сидром Пархона) с повышенной почечной реабсорбцией воды, гипергидратацией, гемодилюцией и относительной гипонатриемией;

2) нарушения фильтрационной функции почек (острая почечная недостаточность) с задержкой в организме воды, гипергидратацией и относительной гипонатриемией;

3) повышенное потребление воды или избыточное введение жидкостей без электролитов (например, раствор глюкозы);

4) диаррея, сопровождающаяся потерей натрия с изотоническим содержимым кишечника (абсолютная гипонатриемия);

5) гломерулонефрит с солевыми потерями (абсолютная гипонатриемия);

6) хроническая недостаточность надпочечников, гипоальдостеронизм, усиление натрийуреза, увеличение секреции кальцитонина;

7) наследственные дефекты, сопровождающиеся гипоальдостеронизмом (нарушение биосинтеза минералокортикоидов в надпочечниках в случае блокады 21-гидроксилазы и 18-гидроксилазы);

8) нарушение синтеза ренина в случае пиелонефрита, нефроангиопатии с гипосекрецией альдостерона и усилением натрийуреза;

9) изменение синтеза (или синтез биологически неактивного) ренина;

10) длительное применение диуретиков, которые блокируют карбоангидразу – ключевой фермент ацидогенеза.

Основные патогенетические механизмы гипонатриемии:

а) значительные потери натрия в случае почечной, желудочно-кишечной, эндокринной патологии, с развитием абсолютной гипонатриемии;

б) задержка воды в организме с развитием гипергидратации и гиперволемии (относительная гипонатриемия);

в) перемещение натрия между различными секторами организма (например, из крови в клетки).

При нарушении функции почек снижается реабсорбция натрия в почечных канальцах, которая обусловлена уменьшением активности сукцинатдегидрогеназы и альфа-кетаглутарат дегидрогеназы. Потеря натрия почками ( в виде бикарбонатов) увеличивается в случае нарушения процессов ацидо- и аммониогенеза, при избыточном потреблении натрия с пищей, действии простагландинов группы Е и др. Повышенная потеря солей приводит к развитию гиповолемии и внеклеточной гипоосмолярной дегидратации. В этом случае ионы калия покидают клетку, что способствует гиперкалиемии.

Уменьшение общего содержания натрия в организме способствует угнетению Na⁺K⁺-АТФазы, что неизбежно вызовет нарушение формирования электрического мембранного потенциала в возбудимых клетках (нейронах, кардиомиоцитах). В головном мозге снижается синтез тормозных медиаторов (глицина, ГАМК) и, кроме того, блокируются рецепторы на постсинаптической мембране. Тяжелая форма гипонатриемии проявляется нарушениями со стороны ЦНС - апатией, спутанностью сознания, развитием психозов, головной болью, которая усиливается при переходе в вертикальное положение. Ингибирование Na⁺K⁺-АТФазы в нервных клетках может обусловить возникновение эпилептических очагов с развитием судорог. Также уменьшается аппетит, исчезает чувство жажды, появляются тошнота, рвота. При гипонатриемии компенсаторно усиливается секреция альдостерона и АДГ, возрастает почечная реабсорбция натрия и воды, снижается выделение натрия с мочой. Эти реакции направлены на восстановление объема циркулирующей крови.

Поскольку натрий поддерживает чувствительность сосудистой стенки к симпатическим влияниям, его дефицит вызывает снижение системного АД, сосудистую недостаточность, вплоть до коллапса, тахикардию с малым наполнением пульса.

В тонком кишечнике снижается абсорбция глюкозы, активный транспорт которой зависит от натрия. В некоторых случаях может развиться клиника паралитической кишечной непроходимости.

При относительной гипонатриемии, возникшей вследствие дилюции (разжижения) внеклеточной жидкости из-за задержки воды в организме (например, при нарушении фильтрационной функции почек или при парентеральном введении гипотонических растворов), неизбежно развивается гипоосмолярная гипергидратация со снижением осмотического давления во внеклеточных и внутриклеточных водных секторах. При этом вода поступает в клетки, развивается клеточный отек. Особенно опасными являются отек легких и отек мозга. Отек мозга сопровождается увеличением содержания натрия в клетках головного мозга, параллельно со снижением содержания калия. В то же время увеличивается внеклеточная концентрация калия. Клинические проявления – постоянная головная боль, тошнота, рвота, судороги; в тяжёлых случаях развивается гипоосмолярная кома. При перемещении электролитов снижается концентрация натрия в крови и, как следствие, клетки частично теряют калий, что снижает внутриклеточное осмотическое давление. Часть натрия в этом случае переносится в клетку с одновременным уменьшением концентрации его в крови. Общее содержание натрия в организме в этом случае остается неизменным. Подобные нарушения могут наблюдаться у больных с неполным истощением, иногда в послеоперационном периоде.

Нарушения КЩС при гипонатриемиии состоят в развитии негазового (метаболического) ацидоза и включении компенсаторных реакций, направленных на нормализацию рН крови и внутренней среды организма. Ионы водорода и хлора переходят в эритроциты в обмен на ионы калия, что приводит к гиперкалиемии. Костная ткань теряет ионы кальция, развивается гиперкальциемия и остеопороз. Гиперкалиемия и гиперкальциемия усанавливающиеся при гипонатриемии служат непосредственными причинами нарушения сердечной деятельности, взникновению аритмий.

Гипонатриемия сопровождает многие формы клинической патологии, осложняя их течение и прогноз. Так, при почечной недостаточности, в особенности в ее терминальной стадии (уремия), гипонатриемия представляется одним из важных патогенетических механизмов нарушений водно-электролитного и кислотно-щелочного балансов. При сахарном диабете в крови возрастает содержание осмотически активных веществ (глюкоза, кетоновые тела), что приводит к внеклеточной гипергидратации, гидремии, гипонатриемии и внутриклеточному ацидозу. При декомпенсации сердечной деятельности гипонатриемия сочетается с гиперкалиемическим ацидозом. Характерным для этой патологии является перемещение натрия в клетки. В подобных случаях важным является тот факт, что гипонатриемия ассоциирована с увеличением общего содержания натрия в организме, где он преимущественно накапливается в костной ткани.

Гипонатриемию у детей, так же, как и у взрослых, может вызывать как общий дефицит натрия в организме, так и разведение жидкостей организма задержкой значительных количеств воды. Первый вариант гипонатриемии встречается чаще у детей с желудочно-кишечными заболеваниями, сопровождающимися рвотой и поносом, при заболеваниях почек и надпочечников, при избыточном применении диуретиков, при значительной потере натрия вследствие обильного потоотделения, при длительной бессолевой диете у подростков, при кормлении детей раннего возраста жидким питанием. Опасность истощения запасов натрия возрастает у детей с асцитом, при повторном парацентезе (абдоминальная пункция). Иногда гипонатриемия у детей может быть результатом органического поражения ЦНС, которое ведет к нарушению механизмов, регулирующих поддержание водно-электролитного баланса.

Гипонатриемия у детей проявляется общей слабостью, снижением мышечного тонуса и силы мышечного сокращения, спутанностью сознания, иногда - комой. Характерен тяжелый эксикоз: кожа серовато-землистого цвета, тургор понижен, потеря в весе достигает приблизительно 10%, АД понижено или не определяется, тоны сердца приглушены, пульс частый, нитевидный. Уровень остаточного азота в плазме крови повышен – внепочечная гиперазотемия.

№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№№