Основные механизмы регуляции водно-электролитного обмена

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

Таблица 29. Обмен воды в организме.

Наряду с этим происходит интенсивный обмен воды между секторами. Важно отметить, что существует взаимосвязь не только водного обмена с электролитным обменом, но и водно-электролитного баланса с кислотно-основным состоянием (КОС). Их объединяет два общих физико-химических закона и третий – физиологический:

1. электронейтральности;

2. изоосмолярности;

3. cтремление к постоянству рН.

Согласно закону электронейтральности сумма положительно заряженных катионов равна сумме отрицательно заряженных анионов.

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

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

Как отмечено выше, основными клеточными ионами являются К⁺, Mg²⁺, HPO^-_4, SO₄^2-_, главными электролитами внеклеточного сектора – Na⁺, Cl^-, HCO₃^-.

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

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

На обмен воды между секторами влияют следующие факторы:

• проницаемость капиллярной мембраны;

• величина гидростатического давления плазмы и тканевой жидкости;

• осмотическое и онкотическое давление крови и тканей;

• состояние лимфооттока.

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

Рис. 29. Обмен воды между секторами. Значения гидростатического (Р _гидр) и онкотического (P_oк ) в артериальном и венозном концах капилляра и в тканях, а также фильтрационного давления (ФД) в артериальном и венозном концах капилляра.

Р_ок. – онкотическое давление крови

Р _г.к – гидростатическое давление крови

Р _г.эф. – гидростатическое эффективное давление

Р _о.эф. – онкотическое эффективное давление

ФД – фильтрационное давление

РД – реабсорбционное давление

Рг – гидростатическое давление

Важную роль в распределении воды между секторами играет онкотическое давление крови. В плазме содержание белков равна 65-85 г/л, а в интерстициальном секторе – только 4 г/л. Это создает постоянную разность коллоидно-осмотического давления между секторами, обеспечивающую удержание воды в сосудистом русле.

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

В регуляции водно-электролитного обмена большое значение имеет альдостерон и дезоксикортикостерон (минералокортикоиды клубочкового слоя коры надпочечников) (рис.31).

Рис.30. Схема гипотезы Э.Старлинга.

В почках альдостерон увеличивает реабсорбцию Nа⁺ в канальцах и, вследствие осмотических явлений, реабсорбцию воды. Происходит облегчение транспорта К⁺ и Н⁺ в противоположном направлении.

Рис. 31. Механизмы регуляции водно-электролитного баланса

Альдостерон сходным образом влияет на потовые, слюнные и кишечные железы. К увеличению секреции альдостерона приводят:

• отрицательный баланс Nа⁺;

• увеличение концентрации К⁺;

• уменьшение объема циркулирующей крови (кровопотеря).

Большое влияние на водно-электролитный обмен оказывает антидиуретический гормон (АДГ, вазопрессин) – гормон нейрогипофиза. АДГ усиливает реабсорбцию воды в дистальных отделах почечных канальцев, что приводит к торможению диуреза. Естественным стимулом секреции АДГ является возбуждение осморецепторов.

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

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