Регуляция обмена натрия и объема внеклеточной жидкости

Существует тесная взаимозависимость между объемом внеклеточной жидкости и общим содер­жанием натрия, поэтому механизмы их регуляции тоже сопряжены. Эта регуляция обеспечивается рецепторами, реагирующими на изменение наибо­лее важного компонента внеклеточной жидко­сти — "эффективного" внутрисосудистого объема, который в большей степени отражает адекватность перфузии почечных капилляров, чем реальный, измеряемый объем внутрисосудистой жидкости (плазмы). Действительно, при состояниях, сопро­вождающихся отеками (сердечная недостаточ­ность, цирроз печени и почечная недостаточность), "эффективный" внутрисосудистый объем в ряде случаев не зависит от измеряемого объема плазмы, объема внеклеточной жидкости и даже от сердеч­ного выброса.

Регуляция объема внеклеточной жидкости и общего содержания натрия в конечном счете осуществляется посредством изменения почеч­ной экскреции натрия. В отсутствие заболеваний почек, лечения диуретиками и ишемии почек кон­центрация натрия в моче отражает величину "эф­фективного" внутрисосудистого объема. Следо­вательно, низкая концентрация натрия в моче (< 10 мэкв/л) — признак малого "эффективного" внутрисосудистого объема и свидетельствует о за­держке натрия почками.

Механизмы регуляции

Многочисленные механизмы регуляции объема внеклеточной жидкости и обмена натрия в норме дополняют друг друга, но в некоторых случаях функционируют обособленно. При снижении "эффективного" внутрисосудистого объема неко­торые механизмы не только изменяют почечную экскрецию натрия, но и реализуют более быстрые компенсаторные гемодинамические реакции (гл. 19).

А. Рецепторы объема. Основными рецептора­ми, реагирующими на изменение ОЦК, являются барорецепторы. АД определяется величиной сер­дечного выброса и ОПСС (гл. 19), поэтому выра­женные изменения внутрисосудистого объема (т. е. преднагрузки) влияют не только на сердеч­ный выброс, но и приводят к преходящим измене­ниям АД. Барорецепторы каротидного синуса и афферентных почечных артериол (юкстагломе-рулярный аппарат) опосредованно воспринимают изменения внутрисосудистого объема. Реагируя на колебания АД, рецепторы каротидного синуса мо­дулируют активность симпатической нервной сис­темы и неосмотическую секрецию АДГ, в то время как рецепторы афферентных артериол почек — ак­тивность системы ренин-ангиотензин-альдосте-рон. Рецепторы растяжения, находящиеся в стен­ках предсердий, также реагируют на изменение внутрисосудистого объема, модулируя высвобож­дение предсердного натрийуретического пептида и АДГ.

Б. Эффекторные механизмы регуляции ОЦК. Все эффекторные механизмы регуляции внутри-сосудистого объема в конечном счете изменяют скорость почечной экскреции натрия. Уменьше­ние "эффективного" внутрисосудистого объема снижает почечную экскрецию натрия, тогда как его увеличение — наоборот, повышает. Эта регуля­ция осуществляется посредством следующих ме­ханизмов:

1. Ренин-ангиотензин-альдостерон. Выделе­ние ренина стимулирует образование ангиотензи-на I. Затем под воздействием ангиотензинпревра-щающего фермента из ангиотензина I образуется ангиотензин II. Ангиотензин II стимулирует сек­рецию альдостерона, а также в некоторой степени увеличивает реабсорбцию натрия в проксималь-ном канальце нефрона. Кроме того, ангиотензин II является мощным вазоконстриктором и потен­цирует эффекты норадреналина. Альдостерон увеличивает реабсорбцию натрия в дистальном отделе нефрона (гл. 31) и является основным фактором, определяющим почечную экскрецию натрия.

Предсердный натрийуретический пептид

(ПНП). Этот пептид высвобождается клетками, расположенными в обоих предсердиях, в ответ на их растяжение при увеличении внутрисосудистого объема. Два главных эффекта ПНП состоят в арте­риальной вазодилатации и увеличении экскреции натрия и воды в собирательных трубочках почек. ПНП, расширяя афферентные почечные артерио-лы и вызывая сужение эфферентных артериол, способен увеличивать скорость клубочковой фильтрации (СКФ). Кроме того, ПНП подавляет секрецию ренина и альдостерона и является анта­гонистом АДГ.

3. Гидростатический натрийурез. Даже не­большое повышение АД существенно увеличивает почечную экскрецию натрия. Гидростатический диурез не зависит ни от каких известных гумо­ральных или нервных регуляторных механизмов.

4. Симпатическая нервная система. Повыше­ние тонуса симпатической нервной системы со­провождается увеличением реабсорбции натрия в проксимальных канальцах почек, а также вызы­вает сужение почечных артериол, что приводит к уменьшению почечного кровотока (гл. 31). И на­оборот, стимуляция рецепторов растяжения лево­го предсердия снижает симпатический тонус, что способствует увеличению почечного кровотока (сердечно-почечный рефлекс) и СКФ.

5. Скорость клубочковой фильтрации и кон­центрация натрия в плазме. Количество фильтру­емого в почках натрия прямо пропорционально произведению СКФ на концентрацию натрия в плазме. Поскольку СКФ обычно находится в прямой зависимости от внутрисосудистого объе ма, увеличение последнего повышает почечную экскрецию натрия. Напротив, гиповолемия угне­тает почечную экскрецию натрия.

6. Канальцево-клубочковый баланс. Несмотря на то что количество фильтруемого в клубочках натрия варьируется в широких пределах, реабсорб-ция его в проксимальных канальцах осуществля­ется в строго ограниченном диапазоне. К факто­рам, обеспечивающим канальцево-клубочковый баланс, относят скорость тока жидкости в почеч­ных канальцах, а также изменения гидростатичес­кого и онкотического давления в перитубулярных капиллярах почек. Изменения реабсорбции нат­рия в проксимальных канальцах способны оказы­вать существенное влияние на почечную экскре­цию натрия.

7. Антидиуретический гормон. Секреция АДГ оказывает незначительное влияние на почечную экскрецию натрия; но секреция этого гормона, опосредованная неосмотическими стимулами, иг-

рает важную роль в поддержании объема внекле­точной жидкости при средневыраженном и выра­женном уменьшении "эффективного" внутрисосу-дистого объема.

Осморегуляция и регуляция объема внеклеточной жидкости

Осморегуляция обеспечивает нормальное соотно­шение между растворенными веществами и водой, тогда как целью регуляции объема внеклеточной жидкости является поддержание в норме абсолют­ного количества растворенных веществ и объема внеклеточной жидкости. Различия этих механиз­мов регуляции наглядно представлены в табл. 28-7. Как указывалось ранее, регуляция объема внекле­точной жидкости имеет приоритет перед осморегу-ляцией.

Анестезия

Необходимо выявить клиническую симптоматику нарушений обмена натрия, а также патологичес­кое состояние, ставшее их причиной. Нарушения обмена натрия проявляются либо гиповолемией (дефицит натрия), либо гиперволемие"й (избыток натрия). Оба вида нарушений должны быть уст­ранены до операции. При избытке натрия, обычно проявляющемся отеками, проводится тщательное обследование функции сердца, печени и почек.

Гиповолемия потенцирует вазодилатацию и отрицательное инотропное действие ингаляцион­ных анестетиков, барбитуратов, а также препа­ратов, вызывающих высвобождение гистамина (морфин, меперидин, тубокурарин, атракурий). Дозы других препаратов тоже уменьшают вслед-

ствие низкого объема распределения (Vd). Гипово­лемия значительно потенцирует симпатолитичес-кие эффекты спинномозговой и эпидуральной анестезии. Препаратом выбора для индукции анес­тезии при гиповолемии является кетамин, прием­лемой альтернативой — этомидат.

Гиперволемию необходимо устранить с помо­щью диуретиков до начала операции. По возмож­ности нормализуют функцию сердца, почек и пече­ни. Увеличение объема внеклеточной жидкости сопряжено с высоким риском нарушения газообмена вследствие интерстициального или альвеолярного отека легких, а также выраженного плеврального выпота или асцита.

Нарушения обмена калия

Калий играет важную роль в электрофизиологи­ческих процессах клеточной мембраны (гл. 19), а также в обеспечении синтеза углеводов и белков. Мембранный потенциал покоя в норме зависит от соотношения внутри- и внеклеточной концентра­ций калия. Внутриклеточная концентрация калия составляет 140 мэкв/л, внеклеточная — 4 мэкв/л. Механизм регуляции внутриклеточной концент­рации калия остается недостаточно изученным, тем не менее известно, что внеклеточная концент­рация адекватно отражает баланс между потребле­нием и экскрецией калия.

При определенных условиях перераспределе­ние калия между клетками и внеклеточным про­странством способно привести к существенному изменению концентрации калия во внеклеточном пространстве в отсутствие изменений общего со­держания калия в организме.

ТАБЛИЦА 28-7. Осморегуляция и регуляция объема внеклеточной жидкости

	Регуляция объема	Осморегуляция
Цель	Регуляция объема внеклеточной жидкости	Регуляция осмоляльности внеклеточной жидкости
Механизм	Изменение почечной экскреции натрия	Изменение питьевого поведения Изменение почечной экскреции воды
Рецепторы	Афферентные почечные артериолы Барорецепторы каротидного синуса Рецепторы растяжения предсердий	Осморецепторы гипоталамуса
Эффекторные механизмы	Ренин-ангиотензин-альдостерон Симпатическая нервная система Канальцево-клубочковый баланс Гидростатический натрийурез Предсердный натрийуретический пептид Антидиуретический гормон	Жажда Антидиуретический гормон V

Воспроизведено с изменениями. Из: Rose В. D. Clinical Physiology of Acide-Base and Electrolite Disorders, 3rd ed. McGraw-Hill, 1989.

Обмен калия в норме

В норме взрослый человек потребляет в среднем 80 мэкв калия в сутки (от 40 до 140 мэкв). Около 70 мэкв калия выделяется с мочой, 10 мэкв — через желудочно-кишечный тракт.

Почечная экскреция калия колеблется от 5 мэкв/'л до 100 мэкв/л. Практически весь фильт­руемый почечными клубочками калий реабсорби-руется в проксимальных канальцах и петле Генле. Выделение калия с мочой происходит за счет секре­ции в дистальных канальцах. Секреция калия в ди­стальных канальцах сопряжена с реабсорбцией на­трия, опосредованной альдостероном (гл. 31).