Патология водно-электролитного и минерального обмена. Отеки нарушения водно-электролитного и минерального обмена

Вода в качестве растворителя органических и минеральных веществ является главным компонентом чело- веческого тела и составляет в среднем 65% массы тела. Содержание ее в организме зависит от возраста, пола, степени упитанности и других факторов.

У новорожденных на долю воды приходится около 70 % общей массы тела. По мере развития ребенка относительное содержание воды в организме уменьшается. У женщин содержание воды примерно на 6-10 %, ниже, чем у мужчин.

Важная роль воды в биологических системах обусловлена способностью ее молекул образовывать множе- ственные водородные связи. Они и объясняют особые физические и химические свойства воды (точки кипения и замерзания, высокая диэлектрическая проницаемость, высокая критическая температура, универсальность как растворителя, способность образовывать Н⁺ и ОН^- и участвовать в качестве структурного элемента макромолекул).

В живых системах вода служит основным компонентом внутренней среды, принимает участие в процессах транспорта и образования структур и выполняет функцию изолятора. Участвуя в биохимических реакциях, вода обеспечивает обмен веществ.

Обращает на себя внимание неравномерное распределение воды в различных органах и тканях организма.

Таблица. Насыщение тканей водой.

Лишь небольшая часть воды, имеющейся в теле, находится в истинно мобильном состоянии, характерном для неживой природы. Основная часть воды является компонентом структур, причем не только клеточных, но и внеклеточных. Особенно это касается соединительных тканей, особенно их гли- копротеиновому компоненту (протеогликанам,кислым мукополисахаридам).

Они представляют собой макро- молекулярные полиионы, образующие сетчатую структуру. Отрицательные заряды этих макромолекул ней- трализованы ионами Na⁺ и окружены гидратной оболочкой. В результате всех взаимодействий образуются гелеобразные или сильно гидратированные структуры, в которых вода и ионы быстро обмениваются и уста- навливается стационарное состояние, характерное для живых систем. Подобным образом вода связана и в структуре клеток.

При расчетах полагают, что вода распределена в организме между двумя пространствами, называемыми внутриклеточным и внеклеточным. Внеклеточное пространство включает также плазму крови и интерстициальную жидкость, которая делится на подвижную (свободную) и связанную со структурой соединительной ткани.

Вода клеток организма существует в 3-х функциональных фазах, между которыми поддерживается динамическое равновесие. Это свободная или мобильная вода водных секторов, связанная с коллоидами вода и конституционная вода молекулярных структур, высвобождающаяся в процессе обмена.

Внутриклеточный сектор составляет 70 % от всей воды или 30-40 % массы тела, внеклеточный – до 30 % от всей воды или 20-25% массы тела. Внеклеточная вода содержится в интерстициальном (межклеточном) секторе (до 22 %), во внутрисосудистом (кровь, лимфа) - около 5 % и трансцеллюлярном секторе (спинно-мозговая, внутрисуставная, внутриглазная жидкость, вода пищеварительных секретов) - около 1,5 - 3 %.

Таблица. Распределение воды в организме

(65-70%, 40-50л).

Водный обмен неразрывно связан с обменом электролитов (натрием, хлором, бикарбонатами - во внеклеточном пространстве и калием, фосфатами, как основными осмотически активными ионами в клетке), поэтому в условиях патологии речь идет о нарушениях водно-электролитного обмена.

Отдельные пространства разделены мембранами, свойства которых определяют транспорт воды и раство- ренных в ней веществ и являются причиной неравномерного распределения растворенных веществ, т. е. обра- зования градиента концентрации. Состав внутренней среды (интерстициального пространства и плазмы кро- ви) поддерживается на постоянном уровне с помощью ряда динамических компенсационных процессов.

По составу электролитов внеклеточная водасильно отличается от внутриклеточной жидкости. Основным катионом внутри клетки является К⁺ (около 160 мМ/л). Затем следуют ионы Mg²⁺ (около 13 мМ/л) и Na⁺ (около 10 мМ/л). Анионы внутриклеточной жидкости представлены белками (20 % от массы клетки), фосфата- ми (50 мМ/л), сульфатом (10 мМ/л) и бикарбонатом (около 11 мМ/л).

Основным катионом внеклеточной жидкости является Na⁺ (142 мМ в плазме и 144 мМ/л в интерстициальной жидкости, концентрация К⁺ - 4 мМ/л, Са²⁺ - 2,5 мМ/л в плазме и 1 мМ/л - в интерстициальной жидкости, Mg²⁺ - 1,5 мМ/л, но может быть и 1 мМ/л. Основной анион - Cl^- (103 мМ/л в плазме и 114 мМ/л - в интерстициальной жидкости). Еще меньшая концентрация приходится на долю НСО^-₃ (27мМ/л) и фосфатов.

Что касается содержания воды и ионов, то между плазмой и остальной внеклеточной жидкостью быстро устанавливается равновесие. При этом, конечно, соблюдается условие электронейтральности раствора, т. е. ра- венство количества положительных и отрицательных зарядов. Общая осмоляльная концентрация внеклеточ- ной жидкости около 0,3 осмоль/л; рН находится в диапазоне 7,35-7,45. Постоянство состава внутренней среды обеспечивается регуляторным механизмом легких и почек. Почки участвуют в поддержании рН среды, осуществляя следующие процессы: обмен Na⁺ на Н⁺, обмен НРО^2-₄ на Н₂РО₄^-, присоединение Н⁺ к NH₃ с образованием NH₄. Почки принимают участие в сохранении осмотического давления и ионного состава посредством дифференцированного образования мочи. Они же производят выде- ление отходов метаболизма (мочевины, креатинина и др.) и чужеродных веществ.