Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
постоянное употребление пищи, богатой нукле иновыми кислотами. Болеют как мужчины, так и женщины, но у последних она возникает не сколько реже, что связывают с защитной функ цией эстрогенов, стабилизирующих лизосомы нейтрофилов и других повреждаемых клеток.
Очень интересными являются данные о вли янии гиперурикемии на формирование личнос ти. В настоящее время можно считать доказан ным наличие прямой корреляционной связи между уровнем мочевой кислоты в крови инди вида и его интеллектуальными возможностями [Эфроимсон В.П., 1984]. Среди лиц, имевших аномалии пуринового обмена и страдавших по дагрой, немало гениальных личностей, оставив ших значительный след в истории человечества, - Микеланджело Буонарроти, Мартин Лютер, Петр Великий, Карл XII, Чарлз Диккенс и др.
11.8. РАССТРОЙСТВА ВОДНО-ЭЛЕКТРОЛИТНОГС ОБМЕНА (ДИСГИДРИИ). ОБЕЗВОЖИВАНИЕ. ОТЕКИ
Вода является универсальной средой и непре менным структурным компонентом любой жи вой системы. Она - уникальный растворитель биополимеров и необходимая среда для проте-
кания всех биохимических реакций организма. В жидкой воде при температуре тела человека хаотически распределены ее свободные молеку лы и структурированные «кристаллические» аг регаты, находящиеся в состоянии подвижного равновесия между собой. Степень структуриро ванности воды в клетках отражает их функцио нальную активность при действии самых разно образных факторов внешней и внутренней сре ды даже в сверхмалоинтенсивных дозах. Струк турированность воды клеток определяет способ ность тканей насыщаться и отдавать воду (гид-ратационная способность тканей). Высокая час тота расстройств водно-электролитного обмена и тяжесть течения процессов, вызванных этим расстройством, особенно в детском возрасте, де лают проблему важной и актуальной.
11.8.1. Изменения распределения и объема воды в организме человека
Известны следующие нарушения водного ба ланса организма: отрицательный, сопровожда ющийся развитием обезвоживания организма со всеми наблюдающимися при этом последствия ми, и положительный, приводящий к развитию отеков и водянок.
Общее содержание воды в организме (общая вода тела - ОВТ) зависит от возраста, массы тела и пола (табл. 45).
Таблица 45 Содержание воды в организме,% к массе тела
|
Возрастной период |
Общая вода тела |
Внеклеточная жидкость |
Внутриклеточная жидкость |
|
Эмбрион 2 мес |
95 |
- |
- |
|
Плод 5 мое |
87 |
- |
- |
|
Новорожденный |
80 |
40-50 |
30-40 |
|
Ребенок 6 мес. |
70 |
30-35 |
35-40 |
|
Ребенок 1 года |
65 |
25 |
40 |
|
Ребенок 5 лет |
62 |
22 |
40 |
|
Взрослые |
|||
|
Мужчины: 20-39 лет 40-59 лет 60-79 лет 80 и старше |
55 53 50 51 |
25 28 28 32 |
30 25 22 19 |
|
Женщины: 20-39 лет 40-59 лет 60-79 лет 80 и старше |
46 43 42 44 |
24 25 26 32 |
22 18 16 12 |
Глава 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ 315
Как видно из таблицы, содержание общей воды тела с возрастом уменьшается, причем про цесс этот продолжается непрерывно до глубокой старости. В старости несколько повышается объем внеклеточной жидкости, в то время как содержание воды в клетках продолжает падать.
Общая вода тела у взрослого мужчины в воз расте 25-30 лет составляет в среднем примерно 60% от массы его тела (около 42 л при массе тела 70 кг), у взрослой женщины - 50%. Нор мальные колебания от средних значений не дол жны превышать 15%.
Внутриклеточный водный сектор организ ма (внутриклеточная вода тела - ВВТ). Значи тельная часть воды (30-35% от массы тела) со средоточена внутри клеток - внутриклеточный (интрацеллюлярный) водный сектор организма. Это вода клеточной массы организма. У мужчи ны 25 лет и массой 70 кг внутри клеток сосредо точено примерно 25 л воды, у женщины того же возраста и массой 60 кг - примерно 17 л (при ОВТ * 32 л).
Внутриклеточная жидкость представлена в виде трех состояний: 1) связанная с гидрофиль ными структурами вода протоплазмы; 2) вода притяжения на поверхности коллоидных струк тур; 3) вода капиллярности - в лакунах прото плазмы - наиболее мобильная, относительно сво бодная вода клеток.
При различных патологических состояниях объем внутриклеточного водного сектора может меняться как в сторону его увеличения (напри мер, при водной интоксикации), так и в сторону снижения (водное истощение). Эти изменения происходят чаще за счет варьирования объема мобильной воды клеток. Как правило, измене ние объема внутриклеточного сектора организ ма развивается медленнее и позже по сравне нию с изменением объема внеклеточного водно го сектора (особенно объема плазмы крови).
Внеклеточный (экстрацеллюлярный) вод ный сектор организма (внеклеточная вода тела ВнВТ). Объем его составляет 20-24% от массы тела человека (около 17 л у мужчин массой тела 70 кг). Этот сектор включает в себя воду плазмы крови, интерстициальную и трансцеллюлярную жидкости.
Вода плазмы крови- часть внекле точного водного сектора (интраваскулярный вод ный подсектор организма). Одной из важнейших функций плазмы крови является формирование
среды для нормальной жизнедеятельности форменных элементов крови. Объем плазмы кро ви составляет 3,5-5% от массы тела. Содержание белков в плазме крови у взрослого человека рав но 70-80 г/л (это создает величину коллоидно-осмотического давления 3,25-3,64 кПа, или 25-28 мм рт. ст.), что значительно превышает со держание их в интерстициальной жидкости (10-30 г/л). На долю чистой воды в плазме крови приходится 93% от ее объема.
Интерстициальная жидкость представляет собой жидкость внеклеточного и внесосудистого пространств. Она непосредствен но омывает клетки, близка по ионному и моляр ному составу к плазме крови (за исключением содержания белка) и вместе с лимфой составля ет 15-18% от массы тела. Эта жидкость нахо дится в постоянном обмене с плазмой крови, так что за сутки из сосудов в ткани переходит при близительно 20 л жидкости с растворенными в ней веществами и такое же количество возвра щается из тканей в общий кровоток, причем 3 л - через лимфатические сосуды.
Трансцеллюлярная жидкость-особая группа жидкостей организма. Она не со стоит в простом диффузном равновесии с плаз мой крови, а образуется в результате активной деятельности клеток, отчего занимает в организ ме особое положение. К этой группе жидкостей относятся пищеварительные соки, содержимое почечных канальцев, синовиальная, суставная и спинномозговая жидкости, камерная влага глаз и др. На их долю у взрослого человека прихо дится 1-1,5% от массы его тела.
Изменения объемов водных секторов орга низма. Объем всех указанных жидкостей орга низма, входящих в состав внеклеточного водно го сектора, как и жидкостей внутриклеточного водного сектора, может существенно изменять ся и в сторону уменьшения, и в сторону повы шения. Эти изменения могут происходить вслед ствие: 1) первичного изменения электролитного состава жидкостных сред организма (сдвиги, перемещения воды); 2) первичного обезвожива ния организма; 3) патологической задержки воды в организме. При этом в первую очередь меняют свои объемы мобильные жидкости организма -интраваскулярная и интерстициальная.
Жидкие среды организма обладают довольно постоянным электролитным составом (табл. 46), электронейтральны и находятся в состоянии ос-
316
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Молярный и ионный состав жидкостных сред человеческого организма4
Таблица -16
|
Ионы |
Плазма крови |
Интерстициальная ЖИДКОСТЬ |
Внутриклеточная ЖИДКОСТЬ |
|||
|
мм о ль/л |
мэкв/л |
ммоль/л |
мэкв/л |
ммоль/л |
мэкв/л |
|
|
Катионы: Na- к- Са2* Мд2* Всего... |
142 (135-145) 4 (3,6-5,2) 2,5 1,5 150 |
142 (135-145) 4 (3,6-5,2) 5 3 154 |
142 4 2,5 1,5 150 |
142 4 5 3 154 |
10 160 1 13 184 |
10 160 2 26 198 |
|
Анионы: CI НСО; нро42-so42- |
103 (96-106) 27 1 0,5 |
103 (96-106) 27 2 1 |
114 28 1 0,5 |
114 28 2 1 |
3 11 50 10 |
3 11 100 20 |
|
Органические: Анионы Белки Всего... |
5 2 138,5 |
5 16 154 |
5 0,5 149 |
5 4 154 |
8 * |
64 |
* В таблице не учтена концентрация недиссоциирующих соединений (глюкоза, мочевина и др.). Она составляет приблизи тельно 7-9 ммоль/л.
водит к увеличению выделения антидиуретичес кого гормона (АДГ). АДГ повышает реабсорбцию воды в дистальных канальцах нефрона, при этом диурез уменьшается.
Сенсорами антинатрийуретической системы являются волюморецепторы (рецепторы объема) предсердий, адекватным раздражителем для ко торых служит изменение объема жидкостных сред организма (главным образом объема цир кулирующей крови). При уменьшении ОЦК раз дражение волюморецепторов сопровождается увеличением секреции надпочечниками альдо-стерона, который повышает реабсорбцию натрия в почечных канальцах и способствует его задер жке в организме. Активация секреции альдо-стерона осуществляется через ренин-ангиотен-зинную систему.
При различных патологических состояниях (сердечно-сосудистая и почечная недостаточ ность, голодание и др.) эта регуляция, направ ленная на поддержание водно-электролитного гомеостаза в здоровом организме, повреждается и может становиться важным патогенетическим звеном, приводящим к серьезным расстройствам обмена воды и электролитов.
Расстройства водно-электролитного обмена
мотического равновесия. Однако электролитный состав внеклеточных жидкостей существенно отличается от электролитного состава внутрикле точных жидкостей. Клеточные жидкости содер жат значительно больше ионов калия, магния, фосфатов, внеклеточные жидкости - ионов на трия, хлора, кальция, бикарбонатов. Содержа ние белков в клетках намного превышает их со держание в межтканевой жидкости.
Постоянство электролитного состава жидко стных сред организма поддерживает постоянство объемов этих жидкостей и определенное распре деление их по водным секторам организма. И наоборот, постоянство объемов жидкостей орга низма поддерживает постоянство их электролит ного состава. Эту тонкую саморегуляцию осуще ствляют антидиуретическая и антинатрийурети-ческая системы, главным исполнительным ор ганом которых являются почки. Сенсорами ан-тядиуретической системы служат осморецепто-ры, основная рефлексогенная зона которых за ложена в переднем гипоталамусе. Кроме того, щмеются и менее чувствительные осморецепто-ры печени (от печени по афферентным нервным нутям сигналы достигают гипоталамуса). При ■ввышении осмотического давления крови от мечается раздражение осморецепторов, что при-
Глава 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ 317
могут иметь место и при нарушении поступле ния воды в организм из внешней среды. Потеря воды в количестве 0,5% от массы тела вызывает чувство жажды и стремление пить воду. Жажда бывает обусловлена как возрастанием осмотичес кой концентрации внеклеточной жидкости и раздражением осморецепторов гипоталамуса (это так называемая гиперосмотическая жажда), так и сокращением объема крови и воздействием образующегося при этом ангиотензина-И на центр жажды (гиповолемическая жажда). Пи тьевое поведение человека обусловлено измене нием состояния центра жажды в гипоталамусе, представляющего собой нейроны, чувствитель ные к ангиотензину-Н ( в меньшей степени к ангиотензину-Ш), к атриопептиду (предсердный натрийуретический фактор) и осмотической ак тивности жидкостных сред организма. Избыточ ное поступление воды по сравнению с выдели тельными возможностями организма приводит к развитию водной интоксикации. Общий объем воды тела при этом увеличивается. Недостаточ ное поступление воды в организм может сопро вождаться развитием водного истощения. В этом случае объем воды тела уменьшается.
11.8.2. Потери и потребность в воде организма человека в норме и при патологии
Человек за сутки должен потреблять такое количество жидкости, которое в состоянии воз мещать суточные потери ее через почки и вне-почечными путями. Оптимальный суточный
диурез у здорового взрослого человека составля ет 1200-1700 мл (при патологических состояни ях он может увеличиваться до 20-30 л и пони жаться до 50-100 мл за сутки). Выведение воды происходит также при испарении с поверхности альвеол и кожи - неощутимое пропотевание (лат. perspiratio insensibilis). При нормальных темпе ратурных условиях и влажности воздуха взрос лый человек таким путем за сутки теряет от 800 до 1000 мл воды. Эти потери при определенных условиях могут возрасти до 10-14 л. Наконец, незначительная часть жидкости (100-250 мл/сут) теряется через желудочно-кишечный тракт. Од нако суточные потери жидкости через желудоч но-кишечный тракт при патологии могут дости гать 5 л. Это происходит при тяжелых расстрой ствах деятельности пищеварительной системы. Таким образом, суточные потери жидкости у здоровых взрослых людей при выполнении уме ренной физической работы и местопребывании их в средней географической полосе могут коле баться от 1000 (1500) до 3000 мл. В тех же усло виях нормальная сбалансированная суточная потребность взрослого человека в воде колеблет ся в этих же объемах - от 1000 (1500) до 3000 мл и зависит от массы тела, возраста, пола и т.п.
При различных обстоятельствах и ситуаци ях, в которых может оказаться человек, и осо бенно при патологических состояниях суточные потери и потребление воды могут существенно отличаться от средненормальных. Это ведет к разбалансировке водного обмена и сопровожда ется развитием отрицательного или положи тельного водного баланса (табл. 47).
Суточные потери и потребность в воде у здоровых взрослых и детей, мл
Таблица 47
|
Потери |
Взрослый |
Ребенок |
Поступление воды |
Взрослый |
Ребенок |
|
воды |
массой 70 кг |
массой до 10 кг |
массой 70 кг |
массой до 10 кг |
|
|
С мочой |
800-1700 |
300-500 |
С пищей |
600-1200 |
350-750 |
|
С калом |
100-250 |
25-50 |
Питьевая вода |
800-1500 |
- |
|
При дыхании и |
650-1000 |
75-300 |
Эндогенная вода* |
150-250 |
50-100 |
|
потоотделении |
|||||
|
Всего... |
1550-2950 |
400-850 |
Всего... |
1550-2950 |
400-850 |
|
Потребность |
30-50 |
120-150 |
|||
|
на 1 кг массы |
* Эндогенная (метаболическая) вода, образующаяся в процессе обмена и утилизации белков, жиров и углеводов, составляет 8-10% от суточной потребности воды организмом (120-250 мл). Этот объем может возрастать в 2-3 раза при некоторых патоло гических процессах (тяжелая травма, инфекция, лихорадка и др.).
318
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
11.8.3. Виды обезвоживания и причины их развития
Обезвоживание (гипогидрия, дегидратация, эксикоз) развивается в тех случаях, когда поте ри воды превышают поступление ее в организм. При этом возникает абсолютный дефицит ОВТ, сопровождающийся развитием отрицательного водного баланса. Этот дефицит может быть свя зан с уменьшением объема внутриклеточной воды тела (ВВТ), с уменьшением объема внекле точной воды тела (ВнВТ), что практически встре чается наиболее часто, а также за счет одновре менного снижения объемов ВВТ и ВнВТ.
Виды обезвоживания. Различают два вида обезвоживания: 1) обезвоживание, вызываемое первичной абсолютной нехваткой воды (водное истощение, «десикация»). Этот вид обезвожива ния развивается либо вследствие ограничения приема воды, либо вследствие избыточного вы ведения гипотонической или вовсе не содержа щей электролитов жидкости из организма при недостаточной компенсации потерь; 2) обезвожи вание, вызываемое первичным недостатком ми неральных солей в организме. Данный вид де гидратации развивается тогда, когда организм теряет и недостаточно восполняет запасы мине ральных солей. Все формы этого обезвоживания характеризуются отрицательным балансом вне клеточных электролитов (в первую очередь ионов натрия и хлора) и не могут быть устранены толь ко приемом чистой воды.
При развитии обезвоживания практически важно учитывать два момента: 1) скорость поте ри жидкости (если дегидратация вызвана избы точными потерями воды) и 2) каким путем те ряется жидкость. Эти факторы во многом опре-
деляют характер формирующегося обезвожива ния и принципы его терапии: при быстрой (в течение нескольких часов) потере жидкости (на пример, при острой высокой тонкокишечной непроходимости) в первую очередь уменьшают ся объем внеклеточного водного сектора организ ма и содержание электролитов, входящих в его состав (прежде всего ионов натрия). Возмещать потерянную жидкость в этих случаях следует быстро. Основой переливаемых сред должны быть изотонические солевые растворы - в дан ном случае изотонический раствор хлорида на трия с добавлением небольшого количества бел ков (альбумина).
Медленно (в течение нескольких дней) раз вивающаяся дегидратация (например, при рез ком снижении или полном прекращении поступ ления воды в организм) сопровождается умень шением диуреза и потерей значительных коли честв внутриклеточной жидкости и ионов калия. Возмещение таких потерь должно быть мед ленным: в течение нескольких дней вводят жид кости, основным электролитным компонентом которых является хлорид калия (под контролем уровня диуреза, который должен быть близким к норме).
В зависимости от скорости потерь жидкости организмом выделяют острую дегидратацию и хроническую; в зависимости от преимуществен ной потери воды или электролитов - гипертони ческую или гипотоническую дегидратацию. При потере жидкости с эквивалентным количе ством электролитов (например, плазмы крови или интерстициальной жидкости) развивается изотоническая дегидратация.
В табл. 48 представлены классификации
Различные формы обезвоживания организма
Таблица 48
|
Классификация по патогенезу |
Классификация по анатомическому |
||
|
1. Формы недостатка |
II. Формы недостатка |
III. Переходные формы |
|
|
минеральных солеи |
воды |
принципу |
|
|
Потери электролитов: |
|||
|
1) желудочного |
1. От недостатка |
Формы |
1. Внеклеточные |
|
поступления |
солевого дефицита |
потери воды |
|
|
2) кишечного |
2. От гипервентиляции |
1,2,3,4, осложненные |
2. Внутриклеточные |
|
различными формами |
потери воды |
||
|
3) почечного |
З.От полиурии |
нехватки воды |
3. Потери воды с кровью (ангидремия) |
|
4) кожного |
4. Перемещения воды |
||
|
происхождения |
ia 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
319
дегидратации по патогенетическому (Керпель -Фрониус) и анатомическому (Гембл) принципам. Для правильной терапевтической коррекции различных видов обезвоживаний организма, по мимо представления о причинах дегидратации, изменения осмотической концентрации жидко стей и объема водных пространств, за счет кото рых преимущественно происходит обезвожива ние, необходимо знать и об изменении рН жид кости организма. С этой точки зрения различа ют дегидратации с изменением рН в кислую сторону (например, при хронических потерях кишечного содержимого, панкреатического сока или желчи), в щелочную сторону (например, многократная рвота при стенозе привратника сопровождается значительными потерями НС1 и ионов калия и компенсаторным повышением содержания в крови НСОэ~, что ведет к разви тию алкалоза), а также дегидратацию без из менения рН жидкостных сред организма (на пример, обезвоживание, развивающееся при сни жении поступления воды извне).
Обезвоживание в связи с первичной абсолютной нехваткой воды (водное истощение, «десикация»)
К развитию такого состояния могут приво дить: 1) алиментарное ограничение поступления воды; 2) избыточные потери воды через легкие, кожу и почки; 3) значительные потери гипото нической жидкости с обширных обожженных и травмированных поверхностей тела.
Ограничение поступления воды. У здоровых людей ограничение или полное пре кращение поступления воды в организм проис ходит при чрезвычайных обстоятельствах: у заб лудившихся в пустыне, у засыпанных при обва лах и землетрясениях, при кораблекрушениях и т.д. Однако значительно чаще водный дефицит наблюдается при различных патологических со стояниях: 1) при затруднении глотания (суже ние пищевода после отравления едкими щело чами, при опухолях, атрезии пищевода и др.); 2) у тяжелобольных и ослабленных лиц (кома тозное состояние, тяжелые формы истощения и др.); 3) у недоношенных и тяжелобольных де тей; 4) при некоторых формах заболевания го ловного мозга (идиотия, микроцефалия), сопро вождающихся отсутствием чувства жажды.
При полном прекращении поступления пита тельных веществ и воды (абсолютное голодание)
320
у здорового человека возникает суточный дефи цит воды в 700 мл (табл. 49).
При голодании без воды организм начинает использовать прежде всего мобильную жидкость внеклеточного водного сектора (вода плазмы, интерстициальная жидкость), позже использу ются мобильные водные резервы внутриклеточ ного сектора. У взрослого человека массой 70 кг таких резервов мобильной воды до 14 л (при средней суточной потребности 2 л), у ребенка массой 7 кг - до 1,4 л (при средней суточной потребности 0,7 л).
Продолжительность жизни взрослого челове ка при полном прекращении поступления воды и питательных веществ (при обычных темпера турных условиях внешней среды) составляет 6-8 сут. Теоретически рассчитанная продолжитель ность жизни ребенка массой в 7 кг в тех же ус ловиях в 2 раза меньше. Детский организм зна чительно тяжелее переносит обезвоживание по сравнению со взрослым. При одинаковых усло виях грудные дети на единицу поверхности тела, приходящейся на 1 кг массы, теряют через кожу и легкие в 2-3 раза больше жидкости. Экономия воды почками у грудных детей выражена плохо (концентрационная способность почек низкая, в то время как способность разводить мочу фор мируется быстрее), а функциональные резервы воды (соотношение между резервом мобильной воды и суточной ее потребностью) у ребенка в 3,5 раза меньше, чем у взрослого. Интенсивность обменных процессов у детей намного выше. Сле довательно, и потребность в воде (см. табл. 47,49), а также чувствительность к ее недостатку у де тей существенно выше по сравнению со взрос лым организмом.
Избыточные потери воды от гипервентиляции и усиленно го потоотделения. У взрослых суточная потеря воды через легкие и кожу может повы шаться до 10-14 л (в нормальных условиях это количество не превышает 1 л). В детском возра сте особенно большое количество жидкости мо жет теряться через легкие при так называемом гипервентиляционном синдроме, нередко ослож няющем инфекционные и вирусные заболевания. При этом возникает частое глубокое дыхание, продолжающееся в течение значительного вре мени, что приводит к потере большого количе ства чистой (почти без электролитов) воды, га зовому алкалозу.
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Таблица 49 Водный баланс здорового взрослого человека, мл, в состоянии абсолютного голодания (по Гемблу)
|
Потеря жидкости организмом |
Образование жидкости в организме |
|
Минимальное количество мочи 500 |
Метаболическая вода 200 |
|
Минимальная потеря через кожу и легкие (perspir.insensib) 900 |
Вода, освобождающаяся из депо 500 |
|
Итого 1400 |
Итого 700 |
Потеря значительных количеств гипотоничес кой жидкости через кожу и дыхательные пути может иметь место при лихорадке, усилении потоотделения, а также при искусственной вен тиляции легких, которую проводят без доста точного увлажнения дыхательной смеси. В ре зультате данной формы обезвоживания (когда по тери воды превышают потери электролитов) по вышается концентрация электролитов внеклеточ ных жидкостей организма и увеличивается их осмолярность - гипертоническая дегидратация. Концентрация натрия в плазме крови, напри мер, может достигать 160 ммоль/л (норма 135-145 ммоль/л,) и более. Увеличивается показа тель гематокрита, относительно возрастает со держание белка плазмы крови (рис. 100, 2). В результате повышения осмолярности плазмы раз вивается дефицит воды в клетках, что проявля ется возбуждением, беспокойством, в тяжелых случаях - коматозным состоянием.
Появляется мучительное чувство жажды, су хость кожных покровов, языка и слизистых обо лочек, повышается температура тела, серьезно расстраиваются функции сердечно-сосудистой, центральной нервной системы, почек. Возника ет опасное для жизни состояние.
Избыточные потери воды че рез почки. Обезвоживание от полиурии может возникнуть, например, при несахарном диабете (недостаточной выработке или высвобож дении вазопрессина).
Чрезмерные потери воды через почки имеют место при врожденной форме полиурии (врож денно обусловленное снижение чувствительнос ти дистальных канальцев и собирательных тру бочек почек к вазопрессину), некоторых формах хронического нефрита и пиелонефрита и т.д.
При несахарном диабете суточное количество мочи с низкой относительной плотностью у взрос лых может достигать 20 л и более. Если потеря жидкости компенсируется, то водный обмен ос тается в равновесии, обезвоживание и расстрой-
ства осмотической концентрации жидкостных сред организма не возникают. Если же потеря жидкости не компенсируется, то в течение не скольких часов развивается тяжелое обезвожи вание с коллапсом и лихорадкой. Возникает про грессирующее расстройство деятельности сердеч но-сосудистой системы из-за сгущения крови -опасное для жизни состояние.
Потери жидкости с обширных обожженных и травмированных поверхностей тела. Таким путем возможны значительные потери воды с малым содержанием солей, т.е. гипотоничной. В этом случае вода из клеток и плазмы крови перехо дит в интерстициальный сектор, увеличивая его объем (рис. 100, 4). При этом содержание элек тролитов там может не измениться (рис. 100, 3). Если же потеря воды происходит относительно медленно, но достигает значительных размеров, то содержание электролитов в интерстициаль-ной жидкости может повыситься.
Б, г/л
Hct,%
160
12 3 4
Рис. 100. Изменение содержания натрия (Na, ммоль/л), белка плазмы крови (Б, г/л) и показателя гематокрита (Hct,%) при различных видах дегидра тации: I - норма; 2 - гипертоническая дегидратация (водное истощение); 3 - изотоническая дегидрата ция (острая потеря внеклеточной жидкости с эквивалентным количеством солей); 4 - гипотони ческая дегидратация (хроническая дегидратация с потерей электролитов)
Глава 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
321
21 Знп.4» 532
Обезвоживание от недостатка электролитов
Электролиты организма обладают способнос тью связывать и удерживать воду. Особенно ак тивны в этом отношении ионы натрия, калия и хлора. Поэтому потеря и недостаточное попол нение электролитов сопровождается развитием обезвоживания. Этот вид обезвоживания продол жает развиваться при свободном приеме чистой воды и не может быть устранен одним только введением воды без восстановления нормально го электролитного состава жидкостных сред орга низма. При потерях электролитов могут возник нуть гипотоническая и изотоническая дегидра тации.
Гипотоническая дегидрата ция. В тех случаях, когда потери электролитов превышают потерю воды, возникает гипотони ческая дегидратация (см. рис. 100, 4). Это мо жет иметь место при хронических потерях жид кости, содержащей большое количество элект ролитов. Чаще других такие потери могут про исходить через желудочно-кишечный тракт: долго незаживающие свищи желудка, протока поджелудочной железы, многократная рвота и поносы. Много электролитов может теряться че рез почки и кожу.
Потеря электролитов и воды через почки. Экспериментально добиться больших потерь воды и солей через почки мож но путем удаления надпочечников, многократ ным введением диуретических средств, «осмо тическим» диурезом (введением мочевины, ги пертонических растворов глюкозы, сахарозы, маннитола и пр.) и другими способами. Боль шое количество солей и воды может теряться при некоторых формах нефритов, при болезни Аддисона, при полиурии с высокой осмотичес кой плотностью мочи и т.д. (см. рис. 100, 4; 101; 102).
Потеря электролитов и воды через кожу. Содержание электролитов в поте относительно низкое. Средняя концентра ция натрия - 42 ммоль/л, хлора - 15 ммоль/л. Однако при обильном потоотделении потеря их может достигать значительных величин. Суточ ное количество пота у взрослого человека в за висимости от температурных факторов внешней среды и мышечной нагрузки колеблется от 800 мл до 10 л, при этом натрия может теряться бо-
лее 420 ммоль/л, а хлора - более 150 ммоль/л. Поэтому при обильном потоотделении (тяжелая физическая нагрузка, работа в горячих цехах, длительные марши) без соответствующего при ема соли и воды наблюдается столь же тяжелое и быстрое обезвоживание, как при тяжелых га строэнтеритах и неукротимой рвоте. Если пы таться возместить потерянную воду бессолевой жидкостью, наступают внеклеточная гипоосмия и переход воды в клетки с последующим кле точным отеком.
Изотоническая дегидрата ция. При острых стремительных потерях со ков желудочно-кишечного тракта изменения ос-молярности и состава внеклеточной жидкости практически не происходят. При этом возника ет солевой дефицит, осложненный потерей эк вивалентного количества жидкости (см. табл. 48). Развивается изотоническая дегидратация (см. рис. 100, 3).
Рис. 101. Изменение электролитного равновесия при различных патологических состояниях организ ма (по Гемблу): 1 - нормальное содержание электролитов в плазме крови; 2 - нефроз, значительно уменьшено содержа ние белков, незначительно снижено осмотическое давление крови, концентрация хлора возрастает; 3 -стеноз привратника желудка, уменьшение хлора на 2/3 от исходного уровня, сильный алкалоз, увеличе ние концентрации SO,,2 и НР042, снижение осмоти ческого давления крови; 4 - диарея с обезвоживани ем (у детей) вызывает ацидоз, увеличение концент рации S042' и НР042', снижение общего осмотическо го давления; 5 - болезнь Аддисона; БАН - белки и анионы (SO.2- и НРО,2-)
322
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Острая дегидратация в результате потери вне клеточной жидкости может возникнуть при сте нозе привратника, острой бактериальной дизен терии, холере, язвенном колите, высокой тонко-кишечной непроходимости. Изотоническая де гидратации может развиться также при обшир ной механической травме, массивных ожогах по верхности тела, длительном применении диуре тиков и др.
При данном виде обезвоживания потеря воды организмом происходит в основном за счет вне клеточной жидкости (до 90% от объема поте рянной жидкости), что крайне неблагоприятно сказывается на гемодинамике из-за быстро на ступающего сгущения крови. На рис. 102 пока заны изменения объема внутри- и внеклеточной жидкости организма, а также перемещение (сдвиги) воды из одних водных пространств в другие при острой потере внеклеточной жидко сти (см. рис. 102, позиции 3,5).
При медленном обезвоживании объем воды пропорционально уменьшается за счет всех вод ных пространств организма. При быстром обез воживании организма теряются главным обра зом интерстициальная жидкость и вода плазмы крови. При этом имеет место сдвиг воды внут риклеточного сектора в интерстициальный.
При обширных ожогах и травмах вода из клеток и плазмы крови перемещается в интер стициальный сектор, увеличивая его объем.
После сильной кровопотери вода быстро (от
Рис. 102. Изменение объема внутри- и внеклеточной жидкости организма, а также сдвиги воды из
одних пространств в другие при различных патологических состоя ниях у взрослого человека: А - объем внутриклеточной жидко сти; В - объем интерстициальной жидкости; С - объем крови. Пл - плазма крови, Эр - эритроциты
750 до 1000 мл за сутки) перемещается из ин-терстициального водного сектора в сосуды, вос станавливая объем циркулирующей крови.
При неукротимой рвоте и поносах (гастроэн териты, токсикоз беременности и др.) организм взрослого ежесуточно может терять до 15% от общего количества натрия, до 28% от общего количества хлора и до 22% от всей внеклеточ ной жидкости. Нарушения функций органов и систем организма при изотоническом обезвожи вании проявляются быстрее и протекают тяже лее, чем при гипертонической дегидратации -прогрессивно уменьшается масса тела, падает артериальное и центральное венозное давление, уменьшается минутный объем сердца, расстраи вается деятельность центральной нервной сис темы, нарушается выделительная функция по чек. Быстро нарастают апатия и адинамия, рас страивается сознание и возникает коматозное состояние.
11.8.4. Экспериментальное воспроизведение обезвоживания
Обезвоживание может быть получено в экс перименте различными путями: 1) ограничени ем или лишением организма воды в сочетании с пищевым рационом, богатым белками; 2) лише нием организма воды и солей путем перораль-ного введения сернокислого магния (в качестве слабительного) при одновременном повышении температуры окружающей среды; 3) внутривен-
Глава 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
323
ным введением гипертонических растворов раз личных Сахаров (осмотический диурез); 4) мно гократным откачиванием желудочного сока или назначением рвотных средств (апоморфин и др.); 5) внутриперитонеальным диализом; 6) искус ственным сужением пилорического отдела же лудка или начальной части двенадцатиперстной кишки с постоянным отведением наружу секре та поджелудочной железы и др.
Указанные методы ведут к преимуществен ной первичной потере организмом либо воды, либо электролитов (вместе с соками желудочно-кишечного тракта) и быстрому развитию обезво живания с последующим нарушением постоян ства внутренней среды и функций различных органов и систем. Особое место при этом принад лежит нарушению деятельности сердечно-сосу дистой системы (ангидремическое расстройство кровообращения).
11.8.5. Влияние обезвоживания на организм
Нарушение деятельности сердечно-сосуди стой системы. Значительное обезвоживание орга низма ведет к сгущению крови - ангидремии. Это состояние сопровождается расстройством ряда гемодинамических показателей.
Объем циркулирующей крови и плазмы при обезвоживании уменьшается. Так, при экспери ментальном обезвоживании животных (собак) потеря воды, составляющая 10% от массы тела, вызывает снижение объема циркулирующей крови на 24% при уменьшении количества плаз мы на 36% . Происходит перераспределение кро ви. Жизненно важные органы (сердце, мозг, пе чень) за счет значительного снижения кровоснаб жения почек и скелетной мускулатуры относи тельно лучше других снабжаются кровью.
При тяжелых формах обезвоживания систо лическое артериальное давление падает до 70-60 мм рт. ст. и ниже. Венозное давление также понижается. Минутный объем сердца в тяжелых случаях обезвоживания снижается до 1/3 и даже до 1/4 нормальной величины. Время кругообо рота крови удлиняется по мере снижения вели чины минутного объема сердца. У грудных де тей при тяжелом обезвоживании оно может быть удлинено в 4-5 раз по сравнению с нормой.
Нарушение деятельности центральной нер вной системы. В основе расстройств централь ной нервной системы при обезвоживании (судо-
роги, галлюцинации, коматозное состояние и т.д.) лежит нарушение кровоснабжения нервной ткани и интоксикация ее продуктами обмена. Это приводит к следующим явлениям: а) недо статочному поступлению питательных веществ (глюкозы) к нервной ткани; б) недостаточному снабжению нервной ткани кислородом; в) нару шению ферментативных процессов в нервных клетках. Величина парциального давления кис лорода в венозной крови головного мозга чело века достигает критических цифр, приводящих к коматозному состоянию (ниже 19 мм рт. ст.). Расстройству деятельности центральной нервной системы способствуют понижение артериально го давления в большом круге кровообращения, нарушение осмотического равновесия жидкост ных сред организма, ацидоз и азотемия, разви вающиеся при обезвоживании.
Нарушение деятельности почек. Главной причиной снижения выделительной способнос ти почек является недостаточное кровоснабже ние почечной паренхимы. Это может быстро привести к азотемии с последующей уремией.
В тяжелых случаях обезвоживания могут на блюдаться и анатомические изменения почек (некротическое обызвествление канальцев с ис чезновением активности фосфатазы их эпителия; тромбозы почечных вен, закупорка почечной артерии, симметричные кортикальные некрозы и др.). Возникновение азотемии зависит как от понижения фильтрации, так и от повышения реабсорбции мочевины в канальцах. Непропор ционально большая реабсорбция мочевины, ви димо, связана с поражением канальцевого эпи телия. Нагрузка на почки как на выделитель ный орган при обезвоживании повышена. По чечная недостаточность является решающим фактором в механизме негазового ацидоза (на копление кислых продуктов белкового обмена, кетоновых тел, молочной, пировиноградной кис лот и др.).
Расстройство деятельности желудочно-ки шечного тракта. Вследствие торможения фер ментативных процессов, а также из-за угнете ния перистальтики желудка и кишечника, при обезвоживании возникают растяжение желудка, парез кишечной мускулатуры, уменьшение вса сывания и другие расстройства, вызывающие нарушение пищеварения. Ведущим фактором при этом является тяжелое ангидремическое расстройство кровообращения желудочно-кишеч ного тракта.
324
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
11.8.6. Задержка воды в организме
Задержка воды в организме (гипергидратация, гипергидрия, обводнение) наблюдается при чрез мерном введении воды (водное отравление, вод ная интоксикация) либо при ограничении выде ления жидкости из организма. При этом могут развиваться видимые и скрытые отеки и водян ки.
Водное отравление (интоксикация). У чело века и животных водное отравление возникает в том случае, если поступление воды в организм превосходит способность почек к ее выведению. От чрезмерной водной нагрузки увеличивается объем циркулирующей крови (олигоците-мическая гиперволемия), относитель но уменьшается содержание белков и электро литов крови, гемоглобина, возникают гемолиз эритроцитов и гематурия. Такое состояние сопровождается развитием гипоосмолярной ги пергидратации, переходом воды в клетки с пос ледующим появлением признаков внутриклеточ ного отека.
В экспериментальных условиях у собак при повторном (до 10-12 раз) введении в желудок воды по 50 мл на 1 кг массы с интервалом в 0,5 ч наступает острая водная интоксикация. При этом возникают рвота, мышечные подергивания, судороги, коматозное состояние и нередко смер тельный исход.
Диурез первоначально увеличивается, затем начинает относительно отставать от количества поступающей воды, а при развитии гемолиза и гематурии происходит истинное уменьшение мочеотделения. Особенно резко усугубляются эти явления при одновременном введении антидиу ретического гормона или альдостерона.
У человека водное отравление может возник нуть при некоторых почечных заболеваниях (гид ронефроз, во вторую стадию острой почечной недостаточности и др.), при состояниях, сопро вождающихся острым уменьшением или прекра щением отделения мочи (у больных в послеопе рационном периоде, в шоковом состоянии при внутривенном капельном введении больших ко личеств жидкостей). Описано возникновение водного отравления у больных несахарным мо чеизнурением, продолжавших принимать боль шое количество жидкостей на фоне лечения антидиуретическими гормональными препарата ми, у детей, выпивающих на спор большое ко личество жидкости.
Виды гипергидратации. Увеличение общего
содержания воды в организме может наблюдать ся при сохранении ее нормальной осмоти ческой концентрации (300-330 мосмоль/л). В этом случае возникает изоосмолярная гипергидратация. Такое состо яние наблюдается, например, при повышении гидростатического давления в капиллярах и уси лении процесса фильтрации жидкости из сосу дов в интерстициальное пространство (например, при недостаточности правого сердца). Скопление изоосмолярной жидкости в тканях имеет место при резком снижении онкотического давления в крови (потери белка через почки, цирроз пече ни, белковое голодание и т.д,)> при повышении проницаемости капиллярной стенки (диффузный капиллярит при гломерулонефрите), при затруд нении лимфооттока (закупорка лимфатических сосудов, например круглыми червями-филяри-ями, метастазы в лимфоузлы и лимфососуды -см. механизм развития отеков). Изоосмолярная гипергидратация может развиваться поело вве дения избыточных количеств изотонических ра створов (неправильная коррекция водно-элект ролитных нарушений).
В случае уменьшения осмотической концент рации жидкостных сред организма ниже 300 мосмоль/л (при увеличенной массе общей воды тела) говорят о гипоосмолярной гипергидрата ции. Такое состояние возникает при водном от равлении, а также при гиперпродукции антиди уретического гормона.
Гиперосмолярная гипергидратация (при повышении осмотической концентрации жидко стных сред организма выше 330 мосмоль/л) мо жет возникнуть, например, при вынужденном неограниченном употреблении морской воды, осмолярность которой намного превышает осмо-лярность плазмы крови. При этом развиваются опасные для жизни нарушения деятельности органов и систем, обусловленные дегидратацией клеток. Подобное состояние имеет место также при избыточном введении различных гиперто нических растворов с лечебной целью (неправильная коррекция водно-электролитных нарушений).
Особенно быстро возникают признаки клеточ ной дегидратации, если гипертонические раство ры вводят в организм при нарушении функции почек в отношении выведения солей или на фоне избыточной продукции альдостерона (первич ный, вторичный альдостеронизм).
Глава 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ 325
11.8.7. Отеки и водянки
Отеком называется патологическое скопле ние жидкости в тканях и межтканевых про странствах вследствие нарушения обмена воды между кровью и тканями. Отек - типовой пато логический процесс, встречающийся при мно гих заболеваниях.
Патологическое скопление жидкости в сероз ных полостях организма называется водянкой (в брюшной полости - асцит, в плевральной по лости - гидроторакс, в околосердечной сумке -гидроперикардиум и др.).
Скопившаяся в различных полостях и тка нях невоспалительная жидкость называется транссудатом. По своим физико-химическим свойствам транссудат существенно отличается от воспалительного выпота - экссудата. Эти отли чия имеют практически большое значение для установления природы образующегося выпота (см. гл.9).
Механизмы возникновения отеков
Обмен жидкости между сосудами и тканями происходит через капиллярную стенку. Эта стен ка представляет собой достаточно сложно устро енную биологическую структуру, через которую относительно легко транспортируются вода, элек тролиты, некоторые органические соединения (мочевина), но значительно труднее - белки. В результате этого концентрации белков в плазме крови (60-80 г/л) и тканевой жидкости (10-30 г/л) неодинаковы.
Согласно классической теории Э. Стерлинга (1896) нарушение обмена воды между капилля рами и тканями определяется следующими фак торами: 1) гидростатическим давлением крови в капиллярах и давлением межтканевой жидко сти; 2) коллоидно-осмотическим давлением плаз мы крови и тканевой жидкости; 3) проницаемо стью капиллярной стенки.
Кровь движется в капиллярах с определен ной скоростью и под определенным давлением (рис. 103), в результате чего создаются гидро статические силы, стремящиеся вывести воду из капилляров в интерстициальное пространство. Эффект гидростатических сил будет тем боль ше, чем выше кровяное давление и чем меньше величина давления тканевой жидкости.
Гидростатическое давление крови в артери альном конце капилляра кожи человека состав ляет 30-32 мм рт. ст. (Ланджи), а в венозном конце - 8-10 мм рт. ст.
В настоящее время установлено, что давле ние тканевой жидкости является величиной от рицательной. Она на 6-7 мм рт. ст. ниже вели чины атмосферного давления и, следовательно, обладая присасывающим эффектом действия, способствует переходу воды из сосудов в меж тканевое пространство.
Таким образом, в артериальном конце капил ляров создается эффективное гидростатическое давление (ЭГД) - разность между гидростатичес ким давлением крови и гидростатическим дав лением межклеточной жидкости, равное « 36 мм рт. ст. (30 - (-6). В венозном конце капилляра величина ЭГД соответствует 14 мм рт. ст. (8-(-6).
Удерживают воду в сосудах белки, концент рация которых в плазме крови (60-80 г/л) созда ет коллоидно-осмотическое давление, равное 25-28 мм рт. ст. Определенное количество белков содержится в межтканевых жидкостях. Колло идно-осмотическое давление интерстициальной
капилляра ' капилляра
Гидростатическое давление крови 30 мм рт. ст. 22 мм рт. ст. 8 мм рт. ст.
Онкотическое давление крови 28 мм рт. ст. 28 мм рт. ст. 28 мм рт. ст.
Рис. 103. Обмен жидкости между различными частями капилляра и тканью (по Э. Старлингу): ра - нормальный перепад гидростатического давления между артериальным (30 мм рт. ст.) и венозным (8
мм рт. ст.) концом капилляра; be - нормальная величина онкотического давления крови (28 мм рт.
ст.). Влево от точки .4 (участок АЬ) происходит
выход жидкости из капилляра в окружающие ткани, вправо от точки А (участок Ас) происходит
ток жидкости из ткани в капилляр (А( - точка равновесия). При повышении гидростатического давления [р'а') или снижении онкотического давле ния (Ь'с') точка А смещается в положение А, и А2. В этих случаях переход жидкости из ткани в капилляр затрудняется и возникает отек
З.'ЗЙ
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
жидкости для большинства тканей составляет а 5 мм рт. ст. Белки плазмы крови удерживают воду в сосудах, белки тканевой жидкости - в тканях. Эффективная онкотическая всасыва ющая сила (ЭОВС) - разность между величиной коллоидно-осмотического давления крови и меж тканевой жидкости. Она составляет * 23 мм рт. ст. (28 - 5). Если эта сила превышает величину эффективного гидростатического давления, то жидкость будет перемещаться из интерстициаль-ного пространства в сосуды. Если ЭОВС меньше ЭГД, обеспечивается процесс ультрафильтрации жидкости из сосуда в ткань. При выравнивании величин ЭОВС и ЭГД возникает точка равнове сия А (см. рис. 103). В артериальном конце ка пилляров (ЭГД = 36 мм рт. ст., а ЭОВС = 23 мм рт. ст.) сила фильтрации преобладает над эффек тивной онкотическои всасывающей силой на 13 мм рт. ст. (36-23). В точке равновесия А эти силы выравниваются и составляют 23 мм рт. ст. В венозном конце капилляра ЭОВС превосходит эффективное гидростатическое давление на 9 мм рт. ст. (14-23 = -9), что определяет переход жид кости из межклеточного пространства в сосуд.
По Э. Стерлингу, имеет место равновесие: количество жидкости, покидающей сосуд в ар териальной части капилляра, должно быть рав но количеству жидкости, возвращающейся в со-:уд в венозном конце капилляра. Как показыва ют расчеты, такого равновесия не происходит: сила фильтрации в артериальном конце капил ляра равна 13 мм рт. ст., а всасывающая сила в венозном конце капилляра - 9 мм рт. ст. Это «оджно приводить к тому, что в каждую едини цу времени через артериальную часть капилля ра в окружающие ткани жидкости выходит боль шее, чем возвращается обратно. Так оно и проис ходит - за сутки из кровяного русла в межкле-очное пространство переходит около 20 л жид-всти, а обратно через сосудистую стенку воз вращается только 17 л. Три литра транспорти руется в общий кровоток через лимфатическую встему. Это довольно существенный механизм оаврата жидкости в кровяное русло, при повреж-■еаии которого могут возникать так называемые вввфатические отеки.
Обмен жидкости между капилляром и тка-шю показан на рис. 103.
В развитии отеков играют роль следующие аиогенетические факторы:
1. Гидростатический фактор. При возраста-
нии гидростатического давления в сосудах (рис. 103, р'а') увеличивается сила фильтрации, а так же поверхность сосуда (А; в, а не Ав, как в нор ме), через которую происходит фильтрация жид кости из сосуда в ткань. Поверхность же, через которую осуществляется обратный ток жидко сти (А, с, а не Ас, как в норме), уменьшается. При значительном повышении гидростатического давления в сосудах может возникнуть такое со стояние, когда через всю поверхность сосуда осу ществляется ток жидкости только в одном на правлении - из сосуда в ткань. Происходит на копление и задержка жидкости в тканях. Воз никает так называемый механический, или за стойный, отек. По такому механизму развива ются отеки при тромбофлебитах, отеки ног у бе ременных. Этот механизм играет существенную роль при возникновении сердечных отеков и т.д.
2. Коллоидно-осмотический фактор. При уменьшении величины онкотического давления крови (в'с' на рис. 103) возникают отеки, меха низм развития которых связан с падением вели чины эффективной онкотическои всасывающей силы. Белки плазмы крови, обладая высокой гид-рофильностью, удерживают воду в сосудах и, кро ме того, в силу значительно более высокой кон центрации их в крови по сравнению с межтка невой жидкостью стремятся перевести воду из межтканевого пространства в кровь. Помимо этого увеличивается поверхность сосудистой пло щади (в'А2, а не вА, как в норме), через которую происходит процесс фильтрации жидкости при одновременном уменьшении резорбционной по верхности сосудов (А2 с', а не Ас, как в норме).
Таким образом, существенное уменьшение величины онкотического давления крови (не менее чем на 1/3) сопровождается выходом жид кости из сосудов в ткани в таких количествах, которые не успевают транспортироваться обрат но в общий кровоток, даже несмотря на компен саторное усиление лимфообращения. Происхо дит задержка жидкости в тканях и формирова ние отека.
Впервые экспериментальные доказательства значения онкотического фактора в развитии оте ков были получены Э. Старлингом (1896). Ока залось, что изолированная лапа собаки, через сосуды которой перфузировали изотонический раствор поваренной соли, становилась отечной и прибавляла в массе. Масса лапы и отечность резко уменьшались при замене изотонического
И / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
327
раствора поваренной соли на белковосодержащий раствор сыворотки крови.
Онкотический фактор играет важную роль в происхождении многих видов отеков: почечных (большие потери белка через почки), печеноч ных (снижение синтеза белков), голодных, ка-хектических и др. По механизму развития та кие отеки называются онкотическими.
3. Проницаемость капиллярной стенки. Уве личение проницаемости сосудистой стенки спо собствует возникновению и развитию отеков. Такие отеки по механизму развития называют ся мембраногенными. Однако повышение про ницаемости сосудов может привести к усилению как процессов фильтрации в артериальном кон це капилляра, так и резорбции в венозном кон це. При этом равновесие между фильтрацией и резорбцией воды может и не нарушаться. По этому здесь большое значение имеет повышение проницаемости сосудистой стенки для белков плазмы крови, вследствие чего падает эффектив ная онкотическая всасывающая сила в первую очередь за счет увеличения онкотического дав ления тканевой жидкости. Отчетливое повыше ние проницаемости капиллярной стенки для бел ков плазмы крови отмечается, например, при остром воспалении - воспалительный отек. Со держание белков в тканевой жидкости при этом резко нарастает в первые 15-20 мин после дей ствия патогенного фактора, стабилизируется в течение последующих 20 мин, а с 35-40-й мин начинается вторая волна увеличения концент рации белков в ткани, связанная, по-видимому, с нарушением лимфотока и затруднением транс порта белков из очага воспаления (см. гл.9). Нарушение проницаемости сосудистых стенок при воспалении связано с накоплением медиа торов повреждения, а также с расстройством нервной регуляции тонуса сосудов.
Проницаемость сосудистой стенки может по вышаться при действии некоторых экзогенных химических веществ (хлор, фосген, дифосген, люизит и др.), бактериальных токсинов (дифте рийный, сибиреязвенный и др.), а также ядов различных насекомых и пресмыкающихся (ко мары, пчелы, шершни, змеи и др.). Под влия нием воздействия этих агентов, помимо повы шения проницаемости сосудистой стенки, про исходит нарушение тканевого обмена и образо вание продуктов, усиливающих набухание кол лоидов и повышающих осмотическую концент-
рацию тканевой жидкости. Возникающие при этом отеки называются токсическими.
К мембраногенным отекам относятся также нейрогенные и аллергические отеки.
4. Лимфообращение. Затруднение транспор та жидкости и белков по лимфатической систе ме из интерстициального пространства в общий кровоток создает благоприятные условия для задержки воды в тканях и развития отеков. Так, например, при повышении давления в системе верхней полой вены (недостаточность правого сердца, сужение устья полых вен) возникает мощный прессорный рефлекс на лимфатические сосуды организма, вследствие чего затрудняет ся отток лимфы из тканей. Нарушение лимфо обращения является одним из важных механиз мов развития отека при сердечной недостаточ ности.
При значительном понижении содержания белков в крови (ниже 40 г/л), например при не-фротическом синдроме, линейная и объемная скорости лимфотока возрастают в несколько раз. Однако, несмотря на это, вследствие чрезвычай но интенсивной фильтрации жидкости из сосу дов в ткани (см. роль коллоидно-осмотического фактора) лимфатическая система не в состоянии возвращать в общий кровоток столь значитель ные объемы тканевой жидкости. В связи с пере грузкой транспортных возможностей лимфати ческих путей возникает так называемая дина мическая лимфатическая недостаточность. В формировании отеков при нефротическом синд роме этот патогенетический фактор играет важ ную роль (схема 20).
В некоторых случаях роль лимфатического фактора в механизме развития отеков настоль ко непосредственна и велика, что выделяют так называемые лимфатические отеки. Примером может служить слоновость (elephantiasis). Забо левание встречается преимущественно в тропи ческих странах и возникает вследствие меха нической закупорки лимфатических сосудов круглыми паразитическими червями - филяри-ями. Развивающаяся при этом механическая лимфатическая недостаточность является ве дущим патогенетическим механизмом формиро вания сильнейшей отечности конечностей (мас са одной нижней конечности может достигать 50 кг и более), половых органов и других частей тела (по типу анасарки). Заболевание быстро приводит к инвалидности (рис. 104).
Роль активной задержки электролитов и
328
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Автоматическая регуляция гомеостаза натрия и воды
Схема 20
Альдостеронстимулирующие факторы (гиповолемия,дефицит натрия,избыток калия т.д.)
Повышение содержания альдостерона в крови (вторичный альдостеронизм)
Стимуляция реабсорбции натрия в почечных канальцах и уменьшение его выведения с потом
и через желудочно-кишечный тракт
Повышение содержания натрия в крови (гипернатриемия)
Стимуляция осморецепторов,избыточное образование АДГ
Увеличение реабсорбции воды почечными канальцами
Увеличение объема крови,нормализация концентрации натрия и калия в крови, прекращение действия альдостеронстимулирующих факторов
воды. Важным звеном в развитии многих видов отеков (сердечные, почечные, печеночные, ка-хектические и др.) является включение меха низмов, активно задерживающих электролиты и воду в организме. Регуляцию постоянства элек тролитного состава жидкостных сред организма и их объема осуществляют антидиуретическая и антинатрийуретическая системы.
Раздражение осморецепторов гипоталамуса (при повышении осмотического давления кро ви) и волюморецепторов предсердий (при сни жении объема циркулирующей крови) сопровож дается увеличением секреции альдостерона над почечниками, а также антидиуретического гор мона гипоталамусом (см. схемы 20, 21).
Рис. 104. Общий вид правой нижней конечности у ребенка 10 лет с врожденной слоновостью
Стойкое повышение секреции альдостерона наблюдается при многих патологических состо яниях: уменьшении минутного объема сердца, гиповолемии, гипотонических состояниях, ише мии почек (активация ренин-ангиотензинной системы), отрицательном натриевом балансе, повышении адренокортикотропной функции гипофиза, обширной травме и т.д. Поэтому при сердечной недостаточности, недостаточной фун кции почек, сопровождающейся активацией ре нин-ангиотензинной системы, циррозе печени и т.д. обнаруживается значительное повышение содержания альдостерона в крови (вторичный альдостеронизм). Секреция АДГ при этих состо яниях также возрастает.
Установлено, что стойкий гиперальдостеро-низм при сердечной недостаточности и циррозе печени является результатом не только повы шенной секреции гломерулярной зоной коры надпочечников, но и пониженной инактивации альдостерона печенью. При этом наблюдается увеличение объема внеклеточных жидкостей организма, которое, казалось, должно было бы снизить секрецию альдостерона и АДГ и тем са мым уменьшить задержку воды и солей в орга низме. Однако этого не происходит. При ука занных патологических состояниях избыток аль достерона и АДГ уже не выполняет защитной роли и механизмы, направленные на сохране ние гомеостаза у здорового человека, в этих ус ловиях «ошибаются», в результате чего задерж ка воды и солей усугубляется. В этом отноше нии отечные состояния могут рассматриваться, по Г. Селье, как «болезни адаптации». В клини-
^лава 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
329
Схема 21 Нервно-гуморальное звено в механизме задержки воды и солей при сердечной недостаточности
Уменьшение минутного объема сердца
г 'мепьшеппс: iviwnyinuiu ииьема и^мнцс*
Снижение минутного кровотока почек Раздражение баро- и волюморецепторов—,
I ► Увеличение выработки ренина
Активация ренин-ангиотензинной системы (гипертензиноген-»ангиотензин-1->ангиотензин-Н->ангиотензин-1П)
Стимуляция секреции альдостерона
(вторичный альдостеронизм)
Уменьшение выделения натрия из организма
(через почки,желудочно-кишечный тракт.со слюной)
Гипернатриемия
Раздражение осморецепторов
Усиление секреции АДГ
Увеличение реабсорбции воды почечными канальцами
Задержка жидкости в организме
Отек, водянка
ке наиболее часто встречаются сердечные, по чечные, нейрогенные отеки, а также асцит при циррозе печени.
Сердечные отеки. Такие отеки возникают при развитии сердечной недостаточности (см. гл. 14). Наибольшей выраженности они достигают в ста дию сердечной декомпенсации, однако могут быть выявлены еще задолго до этой стадии, осо бенно при физической нагрузке.
В формировании сердечных отеков принима ют участие многие патогенетические факторы, значимость и последовательность включения которых меняется по мере нарастания по вреждения деятельности сердечно-сосудистой системы. Несомненно, что венозный застой кро ви и повышение гидростатического давления (см. роль гидростатического фактора) играют суще ственную роль, а нередко и ведущую в развитии сердечных отеков. Поэтому их называют застой ными. Однако имеются данные о том, что воз никновение сердечных отеков может предшество вать повышению венозного давления и разви тию застойных явлений.
Повышение давления в полых венах (недо статочность правого сердца) вызывает рефлек торный спазм лимфатических сосудов, приводя
к механической лимфатической недостаточно сти, что также является важным звеном форми рования сердечных отеков.
Нарастающее расстройство общего кровообра щения вызывает гипоксию тканей с последую щим расстройством их трофики и повышением проницаемости стенки сосудов. Нарушение кро вообращения печени и почек сопровождается снижением синтеза белков (см. роль онкотичес-кого фактора) и активацией деятельности ренин-ангиотензинной системы (гипоксия почек). Уве личение в крови биологически активных пепти дов - ангиотензина-Н и ангиотензина-Ш - сопро вождается усилием синтеза альдостерона и ан тидиуретического гормона (повышению концен трации этих гормонов в крови способствует так же снижение расщепления их печенью) с после дующей задержкой воды и солей в тканях (схе ма 21).
Почечные отеки. При заболеваниях почек происходит нарушение водно-электролитного обмена, сопровождающееся задержкой воды в организме и возникновением отеков (см. гл.18). Характерной локализацией почечных отеков являются веки, лицо, при прогрессировании раз вивается отечность всего тела (анасарка), скоп-
330
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Схема 22 Патогенетические факторы, участвующие в развитии отеков при нефротическом синдроме
Повреждение клубочкового и каналыдевого аппаратов почек
Т Т
Увеличение проницаемости Уменьшение каналыдевой
почечных клубочков реабсорбции белков
Протеинурия '
Гипопротеинемия
Увеличение фильтрации воды из сосудов и ткани
Динамическая лимфатическая недостаточность
Уменьшение объема циркулирующей крови (гиповолемия) -<
Увеличение продукции альдостерона (возможно повышение чувствительности почечных канальцев к альдостерону)
Задержка натрия в организме
Гипернатриемия
I
Раздражение осморецепторов
Увеличение продукции АДГ (возможно повышение чувствительности почечных канальцев к АДГ)
Увеличение реабсорбции воды почечными канальцами и собирательными трубочками
Задержка жидкости в организме Ч-
Отек, водянка ч-
ление жидкости в серозных полостях (асцит, гидроторакс, гидроперикардиум и др.).
Отеки при нефротическом синдроме. При развитии нефротического синдрома ведущее ме сто в формировании отека принадлежит резко му уменьшению содержания белков плазмы кро ви - гипопротеинемии. Отек по патогенезу на зывается онкотическим. Это обусловлено боль шой потерей белков плазмы крови (главным об разом альбуминов, но также теряются и другие белки: церулоплазмин, трансферрин, гаптогло-бин, у-глобулин и др.) с мочой.
Протеинурия связана с повышением прони цаемости почечных клубочков и нарушением обратного всасывания белков почечными каналь цами. При этом концентрация белков в крови может падать до 30-20 г/л и ниже, а суточная потеря белков с мочой достигает 30-50 г (в нор ме не превышает 50 мг/сут). Отсюда становится понятным значение коллоидно-осмотического фактора в развитии нефротических отеков. Уси ленная транссудация жидкости из капилляров в ткани и развитие динамической лимфатичес-
кой недостаточности могут способствовать появ лению гиповолемии (уменьшению объема цир кулирующей крови) с последующей мобилизаци ей альдостеронового механизма задержки натрия и антидиуретического механизма задержки воды в организме (схема 22).
Определенное значение в механизме задерж ки воды и натрия при нефротическом синдроме может иметь повышение чувствительности по чечной ткани к альдостерону и антидиуретичес кому гормону.
Отеки при гломерулонефрите. В патогенезе отеков при хроническом гломерулонефрите боль шое значение имеет снижение клубочковой филь трации, что уже само по себе может вести к за держке воды и солей в организме. Кроме того, в крови больных гломерулонефритом нередко от мечается повышенная концентрация альдосте рона и АДГ. Считается, что гиперсекреция аль достерона обусловлена нарушением внутрипочеч-ной гемодинамики с последующим включением ренин- и ангиотензинной системы. Образующи еся из ангиотензиногена крови под воздействием
Глава 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
331
ренина через ряд промежуточных продуктов ангиотензины-П и III активируют секрецию аль-достерона в надпочечниках, чувствительность которых к стимулирующему эффекту ангиотен-зина-Ш может повышаться.
Таким образом мобилизуется альдостероновый механизм задержки натрия в организме. Гипер-натриемия (усугубляющаяся сниженной фильт рацией электролитов в почечных клубочках) через осморецепторы активирует секрецию АДГ, что сопровождается повышением не только ре-абсорбции воды в дистальных отделах почечных канальцев и собирательных трубочках, но и про ницаемости обширной части капиллярной сис темы организма - «генерализованный капилля-рит».
Имеются сведения и о повышении активнос ти плазменного калликреина у больных с гло-мерулонефритом, что также ведет к увеличению сосудистой проницаемости. Отличительной осо бенностью отеков при гломерулонефритах явля ется высокое содержание белка в межтканевой жидкости и повышенная гидрофильность соеди нительной ткани, возникающая под воздействи ем альдостерона, АДГ и других гормонов, а так же биологически активных веществ, выделяе мых почками (см. гл. 18).
Асцит и отек при циррозе печени. При цир розе печени, наряду с местным скоплением жид кости в брюшной полости (асцитом), имеет мес то скопление ее в тканях и межтканевых про странствах организма (печеночные отеки). Пер вичным моментом возникновения асцита при циррозе печени является затруднение внутри-печеночного кровообращения с последующим повышением гидростатического давления в сис теме воротной вены. Постепенно скапливающа яся внутри брюшной полости жидкость повы шает внутрибрюшное давление до такой степе ни, что оно противодействует выходу жидкости из сосудов в полость и затрудняет дальнейшее развитие асцита. Онкотическое давление крови при этом не понижается до тех пор, пока не на рушается функция печени синтезировать белки. Однако как только это произойдет, асцит и отек развиваются значительно быстрее. Содержание белков в асцитической жидкости обычно очень низкое. С повышением гидростатического давле ния в области воротной вены резко усиливается лимфоток в печени. При развитии асцита транс судация жидкости превосходит транспортную
емкость лимфатических путей (развивается ди намическая лимфатическая недостаточность).
Важная роль в механизме развития отеков при циррозе печени отводится активной задержке натрия в организме. Отмечено, что концентра ция натрия в слюне и поте при асците низкая, а концентрация калия высокая. С мочой выделя ется большое количество альдостерона. Все это указывает на повышение секреции альдостеро на и недостаточную инактивацию его в печени с последующей задержкой натрия.
При нарушении способности печени синтези ровать альбумины понижается онкотическое дав ление крови вследствие развивающейся гипоаль-буминемии и к перечисленным выше факторам, участвующим в механизме развития отека, присоединяется еще онкотический.
Нейрогенные отеки. В механизме развития любого вида отека нарушение нервно-гумораль ной регуляции водно-электролитного баланса всегда имеет место. Однако при некоторых ви дах отеков роль нервной системы выступает наи более ярко и непосредственно. Такие отеки на зывают нейрогенными. В их происхождении важную роль играют повышение проницаемос ти сосудистых стенок и нарушение обменных процессов в повреждаемых тканях. Так, напри мер, развиваются отеки конечностей при сирин-гомиелии (образование полостей в сером веще стве спинного мозга) и сухотке спинного мозга (поражение задних рогов и столбов спинного моз га). Невралгия тройничного нерва нередко со провождается развитием отека лица. К невро-генным относятся отеки кожи при истерии, кон-тузионные отеки и др.
Велика роль нервной системы и в развитии различных форм отека. Г. Квинке (немецкий врач-терапевт, описавший в 1882 г. острый ло кальный ангионевротический отек). Различают аллергический (см. гл.7) и неаллергический (на следственный, связанный с дефицитом ингиби торов протеаз, и в частности Cj-эстеразы) отеки Квинке. Чаще эти отеки развиваются на лице и в глотке, но могут затрагивать и внутренние орга ны (пищевод, желудок, кишечник, матку и даже сердце).
Значение отека для организма. Как видно из изложенного, в образовании различных ви дов отеков (сердечные, почечные, печеночные, кахектические, токсические, воспалительные, аллергические, нейрогенные и др.) участвуют
332
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
многие общие механизмы: повышение гидроста тического давления в сосудах, увеличение про ницаемости сосудистой стенки для белков плаз мы крови и коллоидно-осмотического давления в тканях, повышение онкотического давления тканевой жидкости, недостаточность лимфооб ращения и возврата жидкости из тканей в кровь, уменьшение онкотического давления крови, включение механизмов, активно задерживающих натрий и воду в организме, повышение чувстви тельности почечной ткани к альдостерону и АДГ, повышение гидрофильности соединительной тка ни под воздействием этих и других гормонов и Т.Д.
Можно выделить несколько фаз в образова нии отеков. В первую фазу имеет место увеличе ние массы связанной, фиксированной с основ ным веществом соединительной ткани воды. Когда масса связанной воды выравнивает вели чину межтканевого давления до атмосферного (в норме эта величина на 6-7 мм рт. ст. ниже величины атмосферного давления), развивается вторая фаза обводнения, характеризующаяся накоплением свободной межтканевой жидкости - видимый отек.
При формировании отеков включается ряд компенсаторных механизмов, направленных на предотвращение, а по возможности и на устра нение отека, - резко увеличивается лимфоотток, активнее вымываются мелкодисперсные белки из межтканевой жидкости, что снижает ее кол-лоидно-онкотическое давление; видимый отек не развивается до тех пор, пока отрицательное дав ление межтканевой жидкости не будет выравне-но с атмосферным или превысит его. Если эти резервные возможности организма повышаются, а видимого отека еще не наблюдается, говорят о предотечном состоянии. Эти общие однотипные механизмы формируют отеки у разнообразных высокоорганизованных представителей животно го мира, в том числе и у человека. Все сказан ное, а также обязательное развитие отеков при различных повреждениях организма (отек - один из важнейших показателей повреждения) позво ляют относить его к типовым патологическим процессам. Подобно любому патологическому процессу, отеки обладают как повреждающими свойствами (в этом заключается их сущность), так и элементами защиты.
Развитие отека приводит к механическому сдавлению тканей и нарушению в них кровооб-
ращения. Избыток межтканевой жидкости зат рудняет обмен веществ между кровью и клетка ми. Вследствие нарушения трофики отечные ткани легче инфицируются, иногда отмечается развитие в них соединительной ткани. Если отеч ная жидкость гиперосмотична (например, у боль ных с сердечными отеками, которые нарушают солевой режим), наступает обезвоживание кле ток с мучительным чувством жажды, повыше нием температуры, двигательным беспокойством и т.д. Если же отечная жидкость гипоосмотич-на, развивается отек клеток с клиническими признаками водного отравления. Нарушение электролитного баланса при отеках может при вести к нарушению кислотно-щелочного состоя ния жидких сред организма. Опасность отека в значительной мере определяется его локализа цией. Скопление жидкости в полостях головно го мозга, сердечной сумке, в плевральной поло сти нарушает функции этих важных органов и нередко угрожает жизни.
Из защитно-приспособительных свойств сле дует указать на следующие: переход жидкости из сосудов в ткани способствует освобождению крови от растворенных в ней (иногда токсичес ких) веществ, а также сохранению изоосмоляр-ности жидкостных сред организма; отечная жид кость способствует уменьшению концентрации различных химических и токсических веществ, снижая их патогенное действие. При воспали тельных, аллергических, токсических и некото рых других видах отеков вследствие затрудне ния оттока крови и лимфы из очага поврежде ния (отечная жидкость сдавливает кровеносные и лимфатические сосуды) происходит уменьше ние всасывания и распространения по организ му различных токсических веществ.
11.8.8. Принципы терапии водно-электролитных нарушений
Важнейшими звеньями терапии водно-элект ролитных нарушений являются: 1) восстановле ние и поддержание нормального объема цирку лирующей крови и других водных пространств организма; 2) ликвидация наиболее опасных нарушений баланса электролитов и сдвигов кис лотно-щелочного состояния; 3) восстановление и поддержание диуреза на уровне, обеспечиваю щем баланс воды и электролитов в организме; 4) обеспечение нормального распределения жидко стных объемов и электролитов по секторам.
"лава 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
333
Осмысленное осуществление перечисленных мероприятий невозможно без установления при чин развития водно-электролитных нарушений, правильной интерпретации клинических симп томов и данных лабораторных исследований.
Важное место в коррекции водно-электролит ных нарушений принадлежит инфузионной те рапии (метод лечения, направленный на восста новление и поддержание нормального объема и электролитного состава жидких сред организма), медикаментозной терапии тех патологических состояний, которые привели к нарушению вод но-электролитного обмена, и соответствующей диетотерапии.
11.9. НАРУШЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ОБМЕНА
11.9.1. Нарушения обмена макроэлементов
Белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кис лоты организма человека и животных состоят в основном из углерода, кислорода, водорода и азота. Необходимым для существования организ ма является также ряд других химических эле ментов, которые по суточной потребности и со держанию в организме могут быть условно раз делены на макроэлементы (Са, Р, К, S, CI, Na, Mg) и микроэлементы.
Нарушения обмена натрия
На долю натрия - основного катиона внекле точной жидкости, определяющего ее осмоляль-ность, приходится более 90% всех катионов плаз мы крови. Третья часть натрия связана в кост ной ткани, остальные ионы свободно обменива ются. Нормальная концентрация натрия в сы воротке крови у взрослых составляет 130-145 ммоль/л, в эритроцитах - 13-22 ммоль/л.
Ка+,Кт-АТФаза, входящая в состав мембран клеток, осуществляя активное выведение ионов натрия из цитоплазмы во внеклеточную среду, поддерживает градиент натрия, образующий на клеточной мембране электрохимический потен циал, обеспечивающий функции возбудимости и проводимости нервной и мышечной тканей. Натрий играет ведущую роль в поддержании осмотического давления внеклеточной жидкости и ее объема, участвует в регуляции кислотно-
основного состояния, в транспорте углекислого газа, в активном переносе глюкозы и аминокис лот в клетку, в поддержании пространственной конфигурации биомолекул и клеточных струк тур.
Отклонения от физиологической нормы кон центраций натрия, как внутриклеточного, так и содержащегося в экстрацеллюлярном простран стве, могут стать важным звеном в патогенезе различных патологических процессов. У боль ных гипертонической болезнью и крыс со спон танной генетической гипертензией Ю.В. Пост новым и С.Н. Орловым (1987) были выявлены генетически детерминированные нарушения структуры и функций мембран клеток возбуди мого и невозбудимого типов (увеличение пассив ного входа натрия в клетку, увеличение скорос ти NaVH'-обмена, Na", К*, 2С1 "-котранспорта). В патогенезе артериальной гипертензии может играть роль избыточная концентрация натрия во внеклеточной жидкости, повышающая чув ствительность мышечных клеток к катехолами-нам. Напротив, сниженное содержание натрия в межклеточной среде, вызывающее уменьше ние активности симпатических окончаний, мо жет стать причиной развития гипотонии.
Ведущую роль в поддержании гомеостаза на трия, который содержится в обычном рационе в количествах, в несколько раз превышающих потребность организма, играют почки. Основны ми факторами регуляции почечной экскреции натрия являются ангиотензин-П и альдостерон, снижающие выведение иона в периоды ограни ченного поступления его с пищей, а также пред-сердный натрийуретический фактор (секретиру-емый предсердиями при их растяжении, выз ванном повышением артериального давления, в том числе связанном с увеличением объема плаз мы), стимулирующий экскрецию натрия. Сти муляция центра жажды, а также высвобожде ние вазопрессина (антидиуретического гормона) из секреторных гранул в ответ на повышение осмотического давления межклеточной жидко сти позволяют восстановить нормальную концен трацию натрия за счет увеличения объема воды в организме.
Концентрация натрия в сыворотке крови не всегда отражает его общее содержание в орга низме. При дефиците натрия в организме содер жание ионов в крови пациентов может быть низ ким (в случаях, когда потеря натрия сочетается
334
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
пертонического солевого раствора или бикарбо ната натрия, а также при нарушении выведе ния макроэлемента (почечная недостаточность; избыток минералокортикоидов при застойной сердечной недостаточности, нефротическом син дроме, стенозе почечной артерии, декомпенси-рованном циррозе печени, синдромах Кушинга и Конна). Симптомы связаны с перераспределе нием воды между внутриклеточной и внеклеточ ной средами в пользу последней и с дегидрата цией в первую очередь нервных клеток (одыш ка, отеки, венозный застой, гипертензия, потли вость, усталость, беспокойство, возбуждение, усиление мышечного тонуса, кома).
Суточная потребность организма взрослого человека в хлориде натрия составляет около Юг.
Нарушения обмена калия
Калий является основным внутриклеточным катионом. Концентрация этого минерала в клет ках в десятки раз превышает его содержание во внеклеточной жидкости (в сыворотке крови ка лия содержится 3,7-5,2 ммоль/л, в эритроцитах - 77-96 ммоль/л). В клетках организма калий находится в свободном и связанном с белками, глюкозой, фосфатами и другими соединениями виде; внеклеточная жидкость содержит только 2% от общего его количества, преимущественно в виде ионов, концентрация которых поддержи вается в узком диапазоне. Уровень калия в плаз ме крови не является показателем его общего содержания в организме. Главная биологичес кая роль калия - создание трансмембранного потенциала, обеспечивающего в том числе воз будимость и проводимость нервных и мышеч ных клеток, основным механизмом поддержа ния которого является работа Ыа+,К*-АТФазы. Распределение калия между внеклеточной жид костью и внутриклеточной средой зависит от рН (ацидоз способствует развитию гиперкалиемии, алкалоз - гипокалиемии), некоторых гормонов (инсулин, адреналин, альдостерон), а также от концентрации катионов (например, магний вли яет на активность Na+, К+-насоса). Общее коли чество калия в организме и его содержание в плазме крови регулируются изменением коли чества экскретируемого минерала почками, ко торые в то же время не способны так же эффек тивно удерживать калий, как натрий, и поэтому выведение калия наблюдается даже при суще ственном недостатке его в организме.
336
Калии участвует в поддержании кислотно-основного состояния, осмотического давления, транспорте углекислого газа кровью, способству ет всасыванию глюкозы и кальция в кишечни ке, оказывает влияние на многие стороны внут риклеточного обмена веществ (например, акти вирует ферменты гликолиза енолазу и пируват-киназу, участвуя в синтезе АТФ).
Гипокалиемия может развиваться вследствие сниженного поступления (нерациональное парен теральное введение, редко дефицит в пище) и/ или повышенного выведения калия из организ ма через почки (полиурическая фаза острой по чечной недостаточности, избыток минералокор тикоидов: первичный и вторичный альдостеро-низм, синдром Кушинга и др.), желудочно-ки шечный тракт (диарея, рвота, стеноз пилоричес-кого отдела желудка и др.), в результате уси ленного потоотделения. Гипокалиемия может быть вызвана перемещением калия внутрь кле ток (алкалоз, избыток инсулина, быстрая кле точная пролиферация после ожогов, травм или голодания, лечение Р-адренергическими агони-стами или повышение Р-адренергической актив ности при стрессе, ишемии миокарда и др.). При гипокалиемии наблюдаются нарушения сердеч ных, нейромышечных, почечных функций: ги потония, мышечная слабость, спазмы мышц ног, сниженные рефлексы, запоры, рвота, наруше ние концентрационной способности почек, веду щее к полиурии; на ЭКГ отмечаются тахикар дия, аритмии, депрессия сегмента ST, депрес сия или инверсия зубца Т, увеличение интерва лов PR и QT, выраженный зубец U. Действие гипокалиемии на почки объясняется повышени ем синтеза простагландинов - антагонистов ва-зопрессина, нейромышечные и сердечные про явления - нарушением возбудимости и проводи мости клеток. Тяжелая гипокалиемия (менее 2 ммоль/л) вызывает остановку сердца в систоле или паралич дыхательных мышц и летальный исход.
Гиперкалиемия развивается при избыточном поступлении калия в организм (внутривенное введение препаратов калия, переливание консер вированной крови); сниженном выведении ка лия (прием сохраняющих калий диуретиков или ингибиторов ангиотензинпревращающего фер мента, острая и хроническая почечная недоста точность, недостаточность минералокортикоидов, например при болезни Аддисона); выходе калия
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
из клеток (ацидоз, недостаток инсулина, ката-болические состояния при лихорадке, травме, сепсисе и др.). К неврологическим симптомам гиперкалиемии относятся раздражительность, беспокойство, парестезии, слабость, вялый па ралич. На ЭКГ больных отмечаются прежде все го увеличение амплитуды и заострение зубца Т, затем уплощение зубца Р вплоть до его исчезно вения, расширение комплекса QRS, удлинение интервала PQ, брадиаритмия. Тяжелая гиперка-лиемия (13 ммоль/л) вызывает остановку серд ца в диастоле.
Суточная потребность организма взрослого человека в калии составляет 2-5 г.
Нарушения обмена кальция и фосфора
Организм взрослого человека содержит около 1000 г кальция и 600 г фосфора, 99% Са и 85% Р депонировано в скелете в виде кристаллов гид-роксиапатита. В сыворотке крови кальций и фосфат содержатся в связанной с белками и дру гими соединениями форме, а также в виде ионов. Ионизированные формы кальция и фосфата яв ляются физиологически активными. Содержание общего кальция в сыворотке крови в норме со ставляет 2,3-2,7 ммоль/л, ионизированного -1,1-1,4 ммоль/л, неорганического фосфора - 0,7-1,4 ммоль/л.
На гомеостаз кальция и фосфора оказывают влияние паратиреоидный гормон, кальцитонин и кальцитриол, основными органами-мишенями которых являются кости, почки и кишечник. Паратиреоидный гормон стимулирует освобож дение кальция и фосфата из костной ткани и почечный синтез кальцитриола, а также усили вает реабсорбцию кальция и подавляет реабсор-бцию фосфата в почках. Кальцитриол активиру ет резорбцию кости и усиливает почечную реаб сорбцию кальция и фосфата и абсорбцию каль ция и фосфата в кишечнике. Кальцитонин тор мозит остеокластическую резорбцию, тем самым снижая высвобождение кальция и фосфата, а также способствует поступлению фосфата в клет ки кости и периостальную жидкость.
Функции фосфора в организме не сводятся только к формированию минерального компонен та кости. Он входит в состав нуклеиновых кис лот, фосфопротеинов и фосфолипидов, участву ет в метаболизме белков, липидов и углеводов, образовании макроэргических соединений (АТФ, креатинфосфата и др.), поддержании кислотно-
Глава 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ HARVUJEh
22 Зака. .Чо 532
основного равновесия, необходим для активации ряда ферментов и нормального функционирова ния нервов и мышц.
Ионы кальция принимают участие в мышеч ном сокращении, выделении нейромедиаторов, контроле возбудимости, внутриклеточном мета болизме, свертывании крови, поддержании це лостности мембран, трансмембранном транспор те, высвобождении веществ, синтезируемых в клетке (в том числе гормонов), поступлении в клетку веществ путем фаго- и пиноцитоза, ми нерализации костей; являются кофакторами многих ферментов и неферментных белков. Каль ций воздействует на разнообразные обменные процессы, выполняя функцию внутриклеточно го мессенджера (в том числе в комплексе с каль-модулином служит посредником в передаче ре гул яторных сигналов). Концентрация свободных ионов кальция в цитозоле, поддерживаемая в пределах 0,1-10 мкмоль/л, зависит от активнос ти Са2*-АТФазы, кальциевых каналов и от кон центрации кальция во внеклеточной жидкости. Ряд гормонов (а,-адренергические катехолами-ны, вазопрессин и др.) изменяет проницаемость мембран для кальция, тем самым регулируя его вход в клетку, воздействуя на Na+/Са2+-обмен-ник. Возможны также как мобилизация каль ция из митохондрий и эндоплазматического ре-тикулума, так и накопление его в этих органел-лах.
В физиологических условиях происходит по стоянное обновление костной ткани - резорбция костной ткани протекает параллельно с образо ванием остеоида и его минерализацией. При раз личных нарушениях гормональной регуляции (избыток или недостаток кальцитриола, парати-реоидного гормона, глюкокортикоидов, эстроге нов и андрогенов, тиреоидных гормонов, инсу лина, глюкагона, соматотропина), а также при нарушениях обмена кальция и фосфата сдвига ется динамическое равновесие, обеспечивающее стабильное состояние скелета. Нарушения мета болизма кальция и фосфора в костной ткани характерны для таких заболеваний, как рахит и остеомаляция, остеопороз, болезнь Педжета и Др.
Повышение концентрации внутриклеточного кальция, регистрируемое при различных пато логиях, может служить причиной нарушения функций и даже гибели клеток различных орга нов и тканей организма. Вытеснение кальция
Й ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ 337
из комплекса с кальмодулином ионами двухва лентных металлов (Си, Zn, Co, Мп) вызывает угнетение регулируемых Са2*-кальмодулином клеточных процессов и играет важную роль в патогенезе интоксикации этими металлами.
Гипокальциемия обычно бывает вызвана воз растанием потерь кальция или нарушением ре гуляции его обмена между межклеточной жид костью и костной тканью, а также затруднени ем абсорбции минерала в кишечнике большими количествами жиров, оксалатов или фитиновой кислоты. Основным механизмом развития гипо-кальциемии при недостатке витамина D в пище и/или нарушении его метаболизма у больных хронической печеночной и почечной недостаточ ностью, при нефротическом синдроме, мальаб-сорбции, лечении противосудорожными препа ратами (фенобарбитал), наследственной недоста точности 1-а-гидроксилазы является снижение количества кальцитриола и нарушение абсорб ции Ca2t в кишечнике.
Снижение концентрации ионизированного кальция в сыворотке крови может быть вызвано также врожденным или приобретенным гипопа-ратиреозом; псевдогипопаратиреозом I типа (вследствие генетического дефекта нарушен про цесс активации аденилатциклазы, поэтому свя зывание паратиреоидного гормона с рецептором не приводит к образованию цАМФ) и II типа (на рушена реакция клетки на цАМФ); недостатком магния (снижение секреции и эффекта парати реоидного гормона); гиперфосфатемией или вве дением больших количеств цитрата (связывание кальция анионами); алкалозом (увеличение свя зывания кальция альбуминами); опухолевым процессом (обладающие остеобластической актив ностью клеточные элементы опухоли могут за держивать кальций), хроническим алкоголиз мом, острым панкреатитом и др.
Клинические проявления гипокальциемии в значительной степени связаны с изменением возбудимости нейронов и миоцитов. У больных наблюдаются парестезии, судороги, спазмы мышц, положительные симптомы Труссо (I) (то ническая судорога кисти, придающая ей форму руки акушера, в ответ на сдавление в области плеча) и Хвостека (одностороннее сокращение мышц лица при перкуссии в области прохожде ния лицевого нерва), тетания, ларингоспазм. Понижение сократимости сердечной мышцы приводит к развитию застойной сердечной недо-
Повышение абсорбции
почках
статочности, гипотензии, увеличению интерва ла QT. При тяжелой гипокальциемии тетанус дыхательных мышц приводит к летальному ис ходу.
Снижение общей концентрации кальция в сыворотке крови без изменения концентрации ионизированного кальция (псевдогипокальцие-мия) может быть связано с гипоальбуминемией и не вызывает клинических проявлений.
Повышение концентрации кальция в крови наблюдается при первичном или вторичном ги-перпаратиреозе, гранулематозных заболеваниях (повышенное образование кальцитриола моно-нуклеарными фагоцитами), отравлении витами ном D, лечении тиазидсодержащими диурети ками (снижение экскреции кальция с мочой), полиурической фазе острой почечной недостаточ ности, идиопатической гиперкальциемии в ран нем детском возрасте и др. Причинами разви тия гиперкальциемии при опухолевом росте могут являться секреция клетками опухоли пеп тида, подобного паратиреоидному гормону, из быточное образование простагландина Е факто ра некроза опухоли р или интерлейкина-1, ак-
338
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
тивирующих остеокласты, а также резорбция кости при наличии в ней метастазов. Увеличе ние концентрации ионов кальция в сыворотке наблюдается при ацидозе.
Гиперкальциемия проявляется слабостью, утомляемостью, снижением массы тела, анорек-сией, тошнотой, рвотой, запорами, полиурией, дегидратацией, депрессией, спутанностью созна ния. В тяжелых случаях наблюдаются измене ние личности, ступор, кома. На ЭКГ больных регистрируются укорочение сегмента ST, интер вала QT, желудочковые аритмии.
Откладывание в органах (почки, роговица, сосуды и др.) фосфата кальция наблюдается в случае, если гиперкальциемия сопровождается нормальным или повышенным уровнем фосфа та в сыворотке крови.
Восстановление уровня кальция в сыворотке крови в случае его повышения или снижения осуществляется гормональной регуляцией про цессов абсорбции кальция в кишечнике, реаб-сорбции его в почках и резорбции кости (схемы 23, 24).
Гипофосфатемия может быть результатом неадекватного парентерального питания либо сниженной абсорбции фосфата из желудочно-кишечного тракта или его повышенных потерь через желудочно-кишечный тракт или почки при рвоте, диарее, мальабсорбции, дефиците витами на D, гиперпаратиреозе, использовании тиазид-ных диуретиков, гипомагниемии, семейном ги-пофосфатемическом рахите, алкоголизме и др. Концентрация фосфата в сыворотке крови мо жет снижаться также при повышенном исполь зовании его клетками (при заживлении ран и после голодания), а также в результате перехо да фосфата в клетки при алкалозе, внутривен ном введении глюкозы (например, при лечении диабетического кетоацидоза).
Нарушения функций ЦНС при гипофосфате-мии (ухудшение памяти, спутанность сознания, дискоординация, летаргия) объясняются в том числе и снижением образования макроэргичес-ких фосфатсодержащих соединений. Развиваю щиеся гипоксемия и гипоксия связаны со сни жением содержания в эритроцитах 2,3-дифосфог-лицерата. Наряду с этим хроническая гипофос фатемия приводит к развитию признаков рахи та и остеомаляции, проявляющихся болями в костях и переломами. У больных развивается мышечная слабость, в тяжелых случаях - ост-
Схема 24 Механизм коррекции гиперкальциемии [Бауман В.К., 1989]
рый рабдомиолиз (распад поперечно-полосатой мышечной ткани), а также уменьшение сокра тительной способности миокарда со снижением сердечного выброса и артериального давления. Снижение уровня АТФ и других фосфатсодер жащих соединений в лейкоцитах и тромбоци тах крови ведет к развитию инфекций и возник новению кровотечений.
Гиперфосфатемия наиболее часто развивает ся при острой и хронической почечной недоста точности, а также при повышенном потребле нии фосфата (при кормлении грудных детей не разбавленным коровьим молоком) или витами на D, гипопаратиреозе и псевдогипопаратирео-зе, при перемещении фосфата из клеток во вне клеточную жидкость при дыхательном ацидозе и диабетическом кетоацидозе без лечения, выс вобождении фосфата при катаболических состо яниях (опухолевый лизис, рабдомиолиз). Выра женная гиперфосфатемия, приводящая к подав лению гидроксилирования 25-гидроксихолекаль-циферола в почках и нарушению образования
Глава 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
339
кальцитриола, а также к образованию метаста тических отложений гидроксиапатита, за счет этих двух механизмов вызывает гипокальцие-мию. Большинство клинических проявлений гиперфосфатемии связано с развитием гипокаль-циемии и отложением фосфата кальция в тка нях (роговица, кровеносные сосуды, почки, лег кие и др.). Кальцификация сердечной мышцы вызывает нарушение проводимости и аритмии, суставов - артралгию и ограничение их подвиж ности. В тяжелых случаях развивается гипокаль-циемическая тетания.
Суточная потребность организма взрослого человека в кальции составляет 0,8-1 г, в фосфо ре - 1-1,5 г.
Нарушения обмена магния
Из 25 г магния, содержащихся в организме взрослого человека, 50-60% сосредоточено в ко стях, 1% - во внеклеточной жидкости, осталь ная часть - в клетках тканей (среди катионов по концентрации в клетках магний уступает толь ко калию). 25-35% магния сыворотки крови свя зано с белками (в основном с альбуминами), не большая часть присутствует в комплексных со единениях. Физиологически значимым являет ся ионизированный (свободный) магний. Гипо-альбуминемия вызывает снижение общего содер жания магния в сыворотке, количество ионизи рованного магния при этом остается в норме.
Магний является кофактором либо активато ром более чем 300 ферментов, участвующих.в обмене белков и нуклеиновых кислот (пептид-гидролазы, аргиназа, аминоацил-тРНК-синтета-за, ДНК- и РНК-полимеразы, полинуклеотидфос-форилаза, ДНКаза, РНКаза и др.), углеводов (большинство ферментов гликолиза); принима ет участие в трансмембранном транспорте ионов (поддерживает уровень ионов калия в клетке, принимая участие в работе Na+/K+-Hacoca). Ак тивируя ферменты цикла Кребса и участвуя в сопряжении окисления и фосфорилирования (АТФ-синтетазной реакции), Mg2+ оказывает вли яние на энергетический потенциал клетки. Вза имодействуя с кальцием, магний влияет на про ницаемость мембран клеток и их электрические свойства, являясь регулятором механизма про водимости нейронов и волокон миокарда.
Гипомагниемия (наблюдающаяся примерно у 10% госпитальных больных) может быть выз-
вана повышенными потерями магния из желу дочно-кишечного тракта (рвота, диарея, дрени рование желудка); нарушением всасывания (опу холи и резекции желудочно-кишечного тракта, энтериты, панкреатит); приемом лекарственных препаратов, повышающих почечную экскрецию (петлевые диуретики, гентамицин, цисплатин, циклоспорин и др.); нарушением функции по чечных канальцев; хроническим избытком ми нерал окортикоидов; хроническим алкоголизмом (сниженное поступление с пищей, нарушение абсорбции, повышенная экскреция); белково-калорийным голоданием (гипоальбуминемии сопутствует снижение содержания в сыворотке крови магния, связанного с белками).
Значительное уменьшение содержания в орга низме магния, нарушающее цАМФ-зависимые процессы секреции паратиреоидного гормона и пострецепторной передачи гормонального сигна ла в клетках тканей-мишеней, влечет за собой развитие гипокальциемии, а также гипофосфа-темии. Развитие дефицита калия при гипомаг-ниемии связано с повышенной его экскрецией почками и одновременно с нарушением регуля ции активности Na+/K+-Hacoca (Mg2* является кофактором Ыа+/К+-АТФазы). Клинические про явления гипомагниемии (при снижении концен трации ионов ниже 0,5 ммоль/л) зачастую обус ловлены присоединившимися недостатками ка лия и кальция: тошнота, рвота, анорексия, бес сонница, изменения настроения, психические расстройства, бред, галлюцинации, атаксия, тре мор, хорееподобные движения, судороги, мышеч ная слабость, тетания, положительные симпто мы Хвостека (I) и Труссо, парестезии. На ЭКГ регистрируются увеличение длительности интер валов PR и QT, депрессия сегмента ST, уплоще ние зубца Т; возможны тахиаритмии, фибрил ляция предсердий.
Причинами гипермагниемии (приобретаю щей клиническое значение при концентрации ионов магния не менее 2,0 ммоль/л) могут стать употребление магнийсодержащих лекарственных препаратов (антациды, сульфат магния и др.) и снижение экскреции магния, встречающееся у больных с почечной недостаточностью и недо статочностью коры надпочечников (болезнь Ад-дисона). Избыток в организме магния проявля ется тошнотой, рвотой, потливостью, сонливос тью, мышечной слабостью, гипотензией вслед ствие периферической вазодилятации, снижени ем глубоких сухожильных рефлексов, кальци-
340
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
фикацией мягких тканей. Магний в концентра ции не менее 5,0 ммоль/л в сыворотке крови, воздействуя на проводимость сердечной мышцы, вызывает брадикардию, атриовентрикулярную блокаду. Тяжелая гипермагниемия (концентра ция ионов превышает 7,5 ммоль/л), развиваю щаяся только при почечной недостаточности, вызывает паралич дыхания и остановку сердца. В развитие клинической картины существенный вклад вносят нарушение проведения нервного импульса в центральной и периферической не рвной системе и подавление секреции паратире-оидного гормона (на регуляцию секреции гор мона магний влияет аналогично кальцию).
Содержание магния в сыворотке крови в нор ме составляет 0,7-1,1 ммоль/л. Суточная потреб ность организма взрослого человека в магнии -0,3-0,5 г, из которых абсорбируется 30-40%.
11.9.2. Нарушения обмена микроэлементов
Эссенциальными (незаменимыми) микро элементами на современном этапе развития на уки считаются Fe, Cu, Zn, Mn, Se, Mo, Cr, I,
Со, F, для которых доказаны проявления синд ромов истинного дефицита у человека. Наряду с этими микроэлементами, по данным P. Aggett (1985), для некоторых животных незаменимы ми являются As, В, Br, Li, Ni, Si, V. А.П. Ав-цын (1983) разработал концепцию и классифи кацию патологических процессов, вызванных дефицитом, избытком или дисбалансом микро элементов в организме, и предложил для них объединяющее название «микроэлементозы».
Нарушения обмена железа
В организме взрослого мужчины содержится 3-5 г железа, женщины - 3-4 г, из них 65-70% железа входит в состав эритроцитов и эритрока-риоцитов; железо, связанное с ферритином и гемосидерином, составляет 20% от его общего количества; 15% входит в состав миоглобина; около 1% - в состав гемовых ферментов и бел ков, содержащих негемовое железо; на долю транспортного железа, связанного с трансферри-ном, приходится 0,1-0,2%.
Железо входит в состав простетических групп окислительно-восстановительных ферментов (ок-сидоредуктаз), обеспечивает транспорт электро нов цитохромами и железосеропротеинами,
транспорт и депонирование 02 и С02 гемоглоби ном и миоглобином.
Железо участвует не только в процессах окис лительного фосфорилирования и свободного окис ления, но и в поддержании вторичной и третич ной структуры ДНК и РНК, превращениях ами нокислот по радикалу (фенилаланина в тирозин и др.), активации |3-окисления ацил-КоА, повы шении активности пептидгидролаз.
Во внеклеточных жидкостях железо содер жится в виде трансферрина и лактоферрина. Внутриклеточные соединения железа можно подразделить на гемопротеины, структурным элементом которых является гем (гемоглобин, миоглобин, цитохромы, каталаза, пероксидаза, миелопероксидаза и др.); негемовые железосо держащие ферменты (ацил-КоА-дегидрогеназа, пролилоксидаза, ксантиноксидаза и др.); ферри-тин и гемосидерин внутренних органов; железо, рыхло связанное с белками и другими органи ческими веществами.
Железодефицит (гипосидероз) - один из наи более распространенных микроэлементозов че ловека. Гипосидероз может развиться при недо статочном поступлении железа с пищей, а так же в результате нарушения кислотообразующей функции желудка (атрофический гастрит, то тальная и субтотальная гастроэктомия), наруше ния его всасывания в кишечнике (обширная ре зекция тонкой кишки, хронический энтерит, конкурентная абсорбция Zn и Си, недостаток аскорбиновой кислоты, способствующей перево ду железа в двухвалентую форму). Прием несте роидных противоревматических препаратов и некоторых антибиотиков также может стать при чиной развития железодефицитных состояний. Распространенная причина дефицита железа -хронические кровотечения из мочеполовой сис темы и желудочно-кишечного тракта (в том числе при язвенной болезни желудка, злокачественных опухолях, полименорее и др.). Потребность в железе возрастает при беременности, лактации, росте организма.
Первым следствием превышения расхода же леза над поступлением его в организм является истощение его депо в печени, селезенке и дру гих органах и тканях. Дальнейшее развитие ги-посидероза приводит к разнообразным тканевым и органным повреждениям, многие из которых проявляются еще до наступления железодефи-цитной анемии.
Глава 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
341
Неспецифичные признаки железодефицита выражаются в легкой утомляемости, головокру жении, головных болях, повышенной возбуди мости, или, напротив, депрессии. У детей ухуд шается внимание, память, замедляется умствен ное развитие. У некоторых больных наблюдает ся отсутствие аппетита или извращение вкуса (геофагия, пагофагия, амилофагия). Хроничес кий недостаток железа вызывает поражения кожи и ее производных (сухость и трещины кожи, ломкость ногтей, выпадение волос), сли зистых оболочек рта, глотки, пищевода, желуд ка, верхних дыхательных путей (ангулярный стоматит, глоссит, эзофагит, ларинго- и фарин-готрахеит, гастрит). При анемизации проявля ются симптомы, связанные с недостаточным обес печением тканей кислородом: мышечная сла бость (причиной которой является также нару шение метаболизма миоглобина), одышка, серд цебиение, обмороки. Дефицит железа вызывает угнетение иммунитета.
Железодефицитная гипохромная микроцитар-ная анемия является наиболее тяжелым след ствием гипосидероза, приводящим к развитию гипоксии, поражению всех органов и тканей, стойкой утрате трудоспособности, вплоть до ги бели организма. Прежде всего от гипоксии стра дают чувствительные к кислородному голоданию ткани - нервная и эпителиальная. Причинами развития гипоэнергетических состояний в тка нях, наряду с недостатком кислорода, являются нарушения в митохондриальнои цепи переноса электронов, связанные с дефицитом железа, вхо дящего в состав цитохромов и железосерных бел ков.
Предполагается, что нарушения со стороны нервной системы при дефиците железа связаны также с изменениями активности дофаминерги-ческих рецепторов и метаболизма у-аминомас-ляной кислоты.
Недостаток железа, являющегося кофактором гидроксилирования пролиновых и лизиновых остатков в полипептидных цепях коллагена, который необходим для формирования стабиль ной структуры данного белка, приводит к отслой ке эпителия слизистых от базальных мембран в желудочно-кишечном тракте. Снижение актив ности ферропротеинов вызывает нарушение вы работки соляной кислоты в париетальных клет ках желудка, что затрудняет всасывание желе за и формирует «порочный круг».
Гиперсидероз может возникать при избыточ ном содержании железа в пище (в том числе у людей, постоянно готовящих пищу в железной посуде - сидероз банту), повышенном всасыва нии железа в кишечнике, при неадекватном па рентеральном введении препаратов железа при лечении рефрактерных анемий или многочислен ных трансфузиях крови (трансфузионный сиде роз), при хроническом усиленном гемолизе при талассемиях. Профессиональный сидероз (отло жения железа в легких) нередко наблюдается у шахтеров и металлургов. Гиперсидероз может иметь местный (например, сидероз глазного яб лока) и генерализованный характер.
Избыточное железо накапливается в основ ном в виде гемосидерина в клетках ретикулоэн-дотелиальной системы печени и селезенки, что со временем может привести к фиброзу печени. Повреждение миокарда при гиперсидерозе спо собствует развитию сердечной недостаточности. Токсическое действие избыточных концентраций железа во многом объясняется его участием в свободнорадикальных процессах (реакции Фен-тона). Длительная перегрузка организма желе зом ведет к накоплению в клетках ферритина и гемосидерина, способствующих нарушению це лостности лизосомальных мембран и выходу протеолитических ферментов, повреждающих клеточные структуры.
Острое отравление железом может стать при чиной некротического гастроэнтерита, некроза печени, почечной недостаточности, вплоть до летального исхода.
У человека известны два наследственных за болевания, затрагивающих обмен железа, - ат-рансферринемия, механизм возникновения ко торой до конца не изучен, и первичный гемох-роматоз, основной причиной которого является избыточное всасывание железа в кишечнике. Отложения железа в клетках печени, селезен ки, поджелудочной железы, сердца, надпочеч ников, развивающиеся при наследственном ге-мохроматозе, приводят к нарушению структуры и функций этих органов (цирроз печени, сахар ный диабет, гепатоспленомегалия, сердечная недостаточность и т.д.).
У животных известны следующие генетичес кие дефекты обмена железа: «анемия, сцеплен ная с полом» у мышей (sla); микроцитарная ане мия у мышей (mk) и белградская анемия у крыс (Ь) - аутосомные рецессивные мутации, ведущие к развитию тяжелой гипохромной анемии.
342
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Как избыток, так и дефицит железа оказыва ют эмбриотоксическое действие, проявляющее ся в нарушении развития нервной и иммунной систем.
При нормальном питании в организм челове ка поступает около 15 мг железа в сутки, из них в кишечнике всасывается 1-1,5 мг, при некото рых видах анемий - до 2-3 мг в день. Из орга низма железо выделяется с желчью, через поч ки и потовые железы, а также с менструальной кровью. При распаде гемоглобина 90% железа в организме реутилизируется, а 10% должно по полняться за счет пищи.
В норме концентрация сывороточного железа у мужчин составляет 14-25 мкмоль/л, у женщин - 11 - 22 мкмоль/л.
Нарушения обмена меди
Медь, принимая участие в обмене веществ и энергии (в том числе окислительном фосфори-лировании и свободном окислении), оказывает влияние на воспроизведение, рост и развитие организма. Медь необходима для мобилизации железа из резервов, она также способствует его включению в структуру гема цитохромоксида-зы и гемоглобина, являясь соответственно важ ным фактором эритро- и гранулоцитопоэза. Вхо дя в состав активного центра дофамин-Р-гидро-ксилазы, медь участвует в синтезе нейромедиа-торов (превращении дофамина в норадреналин). Медь необходима также для нормального тече ния процессов кератинизации и пигментации кожи и волос, формирования миелина, синтеза различных производных соединительной ткани и др.
Ионы меди активируют аскорбатоксидазу, ингибируют ксантиноксидазу, принимают учас тие в поддержании вторичной и третичной струк туры ДНК и РНК. Медь входит в состав цито-хромоксидазы (компонента цепи переноса элек тронов в митохондриях), тирозиназы (катализи рующей окисление тирозина, превращение ряда фенолов в хиноны, из которых в результате даль нейшего окисления образуются меланины). Пе реносчиком меди является церулоплазмин (фер-роксидаза), имеющий окислительную актив ность. Медь наряду с цинком входит в состав субъединиц цитозольной супероксиддисмутазы, прерывающей свободнорадикальные процессы (защищающей клеточные структуры от повреж дающего действия супероксидных анион-ради-
калов). Медьсодержащие аминоксидазы прини мают участие в катаболизме многих аминов, та ких как гистамин, тирамин, путресцин, спер мин и другие, окислении адреналина.
Причинами гипокупреоза у человека могут являться пищевой недостаток меди при нераци ональном искусственном вскармливании ново рожденных, неадекватном парентеральном пи тании; конкурентная абсорбция избыточного количества цинка в кишечнике. Модель пище вого дефицита меди, полученная на крысах и свиньях, характеризуется нарушением овуляции и прерыванием беременности.
Дефицит меди приводит к развитию микро-цитарной анемии и лейкопении. Гипокупреоз у человека вызывает депигментацию кожи и ее производных, у грызунов - ахромотрихию, что связано с нарушением синтеза тирозиназы. Не достаток меди, входящей в состав лизилоксида-зы - фермента, необходимого для образования ковалентных сшивок между полипептидными цепями коллагена и эластина, может стать при чиной дефектов формирования соединительной ткани, в том числе сердечно-сосудистой систе мы (вазопатии, расслаивающая аневризма аор ты) и скелета (остеопатии с изменениями в кос тях). Нарушением синтеза катехоламинов и де-миелинизацией при гипокупреозе, связанными с недостаточностью цитохромоксидазы и дофа-мин-Р-гидроксилазы, объясняются поражения нервной системы (спинальная демиелинизиру-ющая нейропатия у овец в бедных медью райо нах Австралии, дискоординация движений у человека).
Недостаток меди в организме матери вызы вает тяжелые нарушения развития нервной сис темы, дефекты соединительной ткани, снижение иммунитета у плода, возможна его гибель.
К наследственным формам гипокупреоза от носится синдром Менкеса («болезнь курчавых волос» с тяжелым поражением ЦНС), при кото ром нарушаются функции ряда медьсодержащих ферментов - тирозиназы (депигментация волос), сульфидоксидазы (нарушение процесса керати низации), лизилоксидазы (поражения соедини тельной ткани: аневризмы, эмфизема, остеопа тии), дофамин-р-гидроксил азы и цитохромокси дазы (нейродегенеративные явления).
Значительная часть меди в клетках находит ся в связанном виде с металлотионеином - бел ком, содержащим много остатков цистеина и
глава 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
343
играющим важную роль в нейтрализации потен циально токсичных ионов тяжелых металлов. Избыточное накопление меди в клетках пече ни, происходящее при некоторых наследствен ных заболеваниях, а также под воздействием токсических веществ, может быть связано с на рушением регуляции синтеза металлотионеина и, в свою очередь, может приводить к индукции биосинтеза этого белка: создается «порочный круг». Избыток меди приводит к повреждению цитоскелета и мембран, в том числе лизосомаль-ных, что также способствует дальнейшему на коплению люди к клетках в СВЯЗИ С нарушением выделительной функции лизосом.
Повышенное накопление меди в печени, ба-зальных ганглиях головного мозга, роговице глаз и других тканях при наследственном наруше нии ее метаболизма, известном как болезнь Вильсона - Коновалова, или гепатоцеребраль-ная дистрофия (снижение экскреции меди с жел чью, уменьшение концентрации церулоплазми-на в плазме и включения в него меди, гипера-миноацидурия), становится причиной развития цирроза печени, артритов, катаракты, моторных неврологических нарушений, гемолитической анемии. Механизм нарушения синтеза церуло-плазмина при гепатоцеребральной дистрофии до конца не изучен. Наряду с генетически обуслов ленным дефектом лизосом гепатоцитов, опреде ляющим нарушение важнейшего механизма ре гуляции баланса меди в организме - экскреции ее с желчью, возможно образование комплексов меди с аминокислотами, которые не всасывают ся в почечных канальцах. Дегенерация парен химы печени, разрастание соединительной тка ни обусловлены повреждением ферментных си стем гепатоцитов накапливающимися ионами меди. Накопление меди в тканях связано с ее высвобождением из поврежденных гепатоцитов. Развитие внутрисосудистого гемолиза обуслов лено ингибированием медью ферментных систем эритроцитов.
Генетические дефекты обмена меди у живот ных сходны с таковыми у человека и могут рас сматриваться как их модели.
Известны также профессиональный и гемо-диализный гиперкупреоз. Избыток меди может оказывать эмбриотоксическое действие.
В суточной диете взрослых людей должно содержаться от 2 до 5 мг меди, из которых усва ивается около 30%. Нормальное содержание
меди в сыворотке крови у женщин составляет 13-24 мкмоль/л, у мужчин - 11-22 мкмоль/л.
Нарушения обмена цинка
Цинксодержащие и активируемые цинком ферменты (их известно более 200) принимают участие в синтезе и распаде углеводов, липидов, белков и нуклеиновых кислот, делении клеток, тканевом дыхании, играя важную роль в про цессах размножения и роста организма, в фото химическом акте зрения, остеогенезе, кератини-зации, иммунном ответе и др. Эти ферменты относятся ко всем шести известным классам (кар-боксипептидазы А и В, щелочная фосфатаза, дипептидаза, карбоангидраза, малат-, глутамат-, алкогольдегидрогеназа и др.), наибольшее их число принадлежит к классу гидролаз. Микро элемент может либо непосредственно выполнять каталитическую функцию, входя в состав актив ного центра фермента, либо стабилизировать его третичную или четвертичную структуру, а так же являться регулятором активности фермента.
Биосинтез белков и нуклеиновых кислот осу ществляется при разностороннем участии цин ка. Микроэлемент необходим для функциониро вания всех нуклеотидилтрансфераз, ДНК- и РНК-полимераз, тимидинкиназ, обратных транс-криптаз, для стабилизации спиральной струк туры ДНК и РНК. Принимая участие в образо вании полисом и входя в состав аминоацил-тРНК-синтетаз и факторов элонгации полипеп тидной цепи у млекопитающих (например, EF-1), цинк играет важную роль в процессе транс ляции.
Цинк участвует в формировании активной формы инсулина. Входя в состав цитозольной супероксиддисмутазы, микроэлемент тормозит свободнорадикальное окисление в клетках. Ре цептором глюкокортикоидов - гормонов, влияю щих на все виды обмена веществ и играющих важную роль в адаптации к стрессам, является цинксодержащий белок. Цинк принимает учас тие в конформационных изменениях, происхо дящих с ретинолом в сетчатке.
Всасывание цинка в тонком кишечнике тор мозится медью, фосфатом, кальцием, фитатом (в большом количестве содержащимся в бездрож жевом хлебе из неочищенной муки, чем объяс няется широкое распространение гипоцинкоза среди сельских жителей Ирана); затруднено при
344
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
энтеритах, опухолях кишечника и циррозе пе чени. Дефицит цинка может возникать при ка-таболических состояниях, в частности при тя желых травмах и хронических гемолитических анемиях. Ятрогенный дефицит возможен при парентеральном питании, лечении цитостатика-ми и некоторыми другими препаратами.
Гипоцинкоз может проявляться тяжелой ане мией, гепатоспленомегалией, задержкой физи ческого развития, карликовостью, гипогонадиз-мом, бесплодием, гипокератическим дерматитом, нарушением нормального оволосения, изменени ем или утратой восприятия вкуса и запаха, уг нетением иммунных реакций (снижение проли ферации и дифференцировки лимфоцитов), ухуд шением сумеречного зрения. Недостаток цинка в организме матери может являться причиной слабости родовой деятельности, преждевремен ных родов, а также гидроцефалии, микро- и анофтальмии, искривления позвоночника, поро ков сердца у новорожденных.
У крыс недостаток цинка проявляется ано-рексией, рвотой, поражением кожи и слизистых, выпадением шерсти, задержкой роста, прерыва нием беременности, эмбриопатиями, снижени ем толерантности к глюкозе.
Отравление парами цинка, наблюдающееся у электросварщиков, работающих в закрытых по мещениях, проявляется головной болью, каш лем, гиперсаливацией, повышением температу ры тела и лейкоцитозом. Избыток цинка оказы вает эмбриотоксическое действие.
Наследственный энтеропатический акродер-матит, вызываемый нарушением синтеза цинк-связывающего протеина, который необходим для нормальной кишечной абсорбции цинка, и про являющийся с момента прекращения вскармли вания материнским молоком, содержащим цинк-связывающий белок, характеризуется иммуно дефицитом, дерматитом, неврологическими на рушениями, замедлением заживления ран, сим птомами квашиоркора, прогрессирующей поте рей зрения и другими проявлениями цинкдефи-цита.
Болезнь Адема у крупного рогатого скота, аналогичная энтеропатическому акродерматиту; мутация «летальное молоко» у мышей (lm), ве дущая к гибели их потомства; синдром тестику-лярной феминизации у крыс (Tim), характери зующийся нечувствительностью к андрогенам и крипторхизмом; мутация SM (супермыши) от-
носятся к рецессивным аутосомным мутациям, затрагивающим обмен цинка.
Суточная потребность организма в цинке со ставляет 10-15 мг, из которых усваивается 30%. В норме содержание цинка в сыворотке крови составляет у взрослых людей 11-18 мкмоль/л.
Нарушения обмена марганца
Марганец является активатором или входит в состав ряда ферментов, среди которых извест ны гидролазы, оксидоредуктазы, трансферазы, лиазы, лигазы (пируваткарбоксилаза, аргиназа, пептидгидролазы, декарбоксилазы аминокислот, фосфотрансферазы, дегидрогеназы изолимонной и яблочной кислот). Микроэлемент необходим для глюконеогенеза и регуляции уровня глюко зы в крови, синтеза гликопротеинов и гемогло бина, он также стимулирует синтез холестерина и жирных кислот, участвует в формировании спиральной структуры нуклеиновых кислот, обеспечивает пептидилтрансферазную реакцию при сборке полипептидных цепей.
При дефиците марганца (гипоманганоз) от мечены снижение активности гликозилтрансфе-раз, играющих важную роль в синтезе гликоза-миногликанов, в том числе в костной матрице, и нарушение включения сульфата в хрящевую ткань, обусловливающие аномалии развития скелета с замедлением оссификации и задерж кой роста у человека и животных. У птиц раз виваются перозис (болезнь соскользнувших су хожилий) и хондродистрофия. Недостаток мик роэлемента нарушает формирование скелета как во внутриутробном, так и в постнатальном пе риоде жизни.
Гипоманганоз приводит к развитию гипохо-лестеринемии, связанной с нарушением актива ции диметилаллилтрансферазы, и анемии, выз ванной нарушением синтеза гемоглобина. С на рушением синтеза холестерина - предшествен ника половых гормонов связано воздействие де фицита микроэлемента на репродуктивную фун кцию у человека и животных.
Влияние недостатка марганца на углеводный обмен проявляется ухудшением усвоения глю козы, связанным с гибелью (3-клеток островков Лангерганса под действием супероксидного ра дикала (снижение активности Мп-супероксиддис-мутазы).
У человека генетические дефекты обмена мар-
Глава 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИИ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
345
ганца неизвестны. Мыши с аутосомной рецес сивной мутацией «pallid» (гомозиготы) прино сят потомство с врожденными нарушениями ко ординации движений, что объясняется аномаль ным развитием отолитов при недостатке марган ца.
Избыточное поступление марганца в орга низм ведет к формированию в костях рахитопо-добных изменений («марганцевый рахит»), зат рудняет всасывание железа и меди в желудоч но-кишечном тракте, вызывая анемию. Профес сиональный манганоз у шахтеров, испытываю щих хроническую ингаляцию марганцевой пы лью, проявляется паркинсоноподобным синдро мом, выражающимся в расстройстве двигатель ной активности (нарушение письма, «петуши ная походка»), психическими нарушениями (эй фория, благодушие); у больных также развива ется астеновегетативныи синдром с угнетением функции гонад и пневмокониоз. Повышенное со держание марганца в организме беременных может привести к гибели плода.
Суточная потребность взрослого человека в марганце - 2-7 мг. В норме в цельной крови со держится 30-50 мкг/л марганца.
Нарушения обмена хрома
Хром обеспечивает толерантность организма к глюкозе, усиливая действие инсулина во всех метаболических процессах, регулируемых этим гормоном. Механизм этого воздействия, возмож но, связан с влиянием Сг на рецепцию инсули на. Микроэлемент принимает участие в форми ровании спиральной структуры нуклеиновых кислот; при недостатке магния может активи ровать фосфоглюкомутазу, осуществляющую об ратимое превращение глюкозо-1-фосфата в глю-козо-6-фосфат.
Дефицит хрома, развивающийся у человека при длительном нерациональном парентераль ном питании, проявляется нарушениями обме на углеводов (гипергликемия, глюкозурия) и липидов (повышение концентрации триглицери-дов и холестерина, снижение уровня липопроте-идов высокой плотности в сыворотке крови, уве личение атеросклеротических бляшек). При низ ком содержании хрома в диете у крыс наблюда лись гипергликемия, глюкозурия, а также по ражение роговицы, сопровождающееся выражен ным ее помутнением, гиперемия сосудов радуж ной оболочки, энцефалопатия, периферическая
нейропатия, угнетение роста, снижение способ ности к оплодотворению, сокращение продолжи тельности жизни.
При профессиональном гиперхромозе могут развиваться изъязвление слизистой оболочки носа, дерматит, гепатоз. В высоких концентра циях соединения хрома могут оказывать мута генное и канцерогенное действие.
Содержание Сг в цельной крови 1,4-3,1 нмоль/л. Снижение содержания хрома в крови отмечается при гастрогенной железодефицитной и апластической анемиях, повышение - при лей козах. Нормальным для взрослого человека счи тается ежесуточное поступление хрома с пищей в количестве 5-200 мкг.
Нарушения обмена селена
Селен один или вместе с железом и молибде ном присутствует в ряде ферментов, таких как некоторые оксидоредуктазы, в том числе глута-тионпероксидаза (простетическая группа фермен та содержит остаток селеноцистеина), трансфе-разы и др. Глутатионпероксидаза является час тью антиоксидантной системы клеток, предох раняющей мембраны от токсического действия перекиси водорода и перекисей липидов. Синер-гистом антиокислительного действия глутатион-пероксидазы является витамин Е, который, воз можно, принимает также участие в метаболиз ме селена, защищая его от окисления. Микро элемент, избирательно ингибируя транскрипцию генов и принимая участие в окислительно-вос становительных процессах, оказывает влияние на обмен белков, липидов и углеводов. Селен выступает катализатором восстановления цитох-рома с тиолами, а также оказывает модифици рующее воздействие на ферменты биотрансфор мации ксенобиотиков. Относительно высокая концентрация селена в сетчатке глаза позволяет предположить его участие в фотохимических реакциях светоощущения. Селенсодержащие белки обнаружены в селезенке, семенниках и других органах.
Недостаток селена в организме у людей, про живающих в селенодефицитном поясе Китая, в Забайкалье, некоторых других регионах, явля ется причиной эндемической кардиомиопатии -болезни Кешана (многоочаговой некротической миокардиодистрофии) и фактором риска ишеми-ческой болезни сердца и инфаркта миокарда. Дефицит селена может развиваться также при
346
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕСС:
нерациональном парентеральном питании или Зелково-калорийной недостаточности. Селеноде-фицит приводит к угнетению иммунных реак ций, снижению противовирусной и противоопу холевой резистентности организма. В тяжелых случаях возможно развитие дилятационной кар-диомегалии и застойной сердечной недостаточ ности.
У животных селенодефицит характеризуется задержкой роста и развития, азоспермией, али ментарной мышечной дистрофией (беломышеч-ная болезнь сельскохозяйственных животных), гепатозом, экссудативным диатезом, некрозом и фиброзом поджелудочной железы.
К генетическим дефектам обмена селена от носятся наследственные селенодефицитные фер-ментопатии (например, дефицит глутатионперок-сидазы эритроцитов и тромбоцитов), наследствен ный кистозный фиброз поджелудочной железы (муковисцидоз), наследственная миотоническая дистрофия.
Распространенный в некоторых регионах (штат Юта, США; Новая Зеландия и др.) энде мический селеноз, развивающийся при хрони ческом превышении рекомендуемой суточной дозы селена в 5-6 раз, проявляется дерматитом, повреждением эмали зубов, анемией и нервны ми расстройствами, дегенерацией печени, уве личением селезенки, поражением ногтей и во лос. Селеноз у крупного рогатого скота в энде мических районах приводит к развитию алка лоза, очагового некроза и цирроза печени, а так же пороков внутриутробного развития.
Суточная потребность организма взрослого человека в селене составляет в среднем 0,2 мг. Нормальное содержание селена в сыворотке кро ви - 53-105 мкг/л.
Нарушения обмена молибдена
Недостаток в организме молибдена, возни кающий чаще всего при парентеральном пита нии, характеризуется снижением активности молибденсодержащих ферментов: ксантинокси-дазы, катализирующей окисление гипоксанти-на и ксантина в мочевую кислоту; сульфитокси-цазы, превращающей сульфит в сульфат; альде гид оксид азы, окисляющей альдегиды до орга нических кислот.
Генетический дефект ксантиноксидазы у че ловека вызывает развитие ксантинурии с одно временным снижением содержания мочевой кис-
лоты в сыворотке крови и моче. Наследствен ный дефект сульфитоксидазы характеризуется выраженными нарушениями развития нервной системы, умственной отсталостью, эктопией хру сталика. В моче повышено содержание сульфи тов, сульфо-Ь-цистеина при практическом отсут ствии сульфатов. Можно предположить, что вы явленные изменения наступают как в связи с накоплением токсических количеств сульфитов в органах и тканях, так и из-за отсутствия суль фатов, необходимых для синтеза сложных бел ков, сульфогалактозилцерамидов и других мо лекул. Страдающие этим нарушением дети по гибают в первые годы жизни.
Накопление избыточных количеств молиб дена в организме человека и животных приво дит к диарее, нарушениям фосфорно-кальцие-вого обмена и обмена меди, деформации костей, нарушению функций опорно-двигательного ап парата, бесплодию. Повышенная активность ксантиноксидазы приводит к ускоренному рас паду пуриновых нуклеотидов в организме, вы зывая возрастание концентрации мочевой кис лоты в сыворотке крови и ее накопление в виде солей в суставах и сухожилиях - развивается молибденовая подагра (болезнь Ковальского).
Хронический профессиональный молибденоз характеризуется полиартралгиями, артрозами (накопление солей мочевой кислоты в суставах), гипотонией, анемией, лейкопенией.
Суточная потребность организма взрослого человека в молибдене составляет 0,5 мг. Содер жание молибдена в плазме крови в норме - 13,5 - 15,2 мкг/л, при анемиях различного генеза может снижаться.
Нарушения обмена йода
Йодсодержащие тиреоидные гормоны тирок син и трийодтиронин регулируют деятельность центральной и периферической нервной систе мы, рост и дифференцировку тканей, обмен бел ков, углеводов и липидов, водно-электролитный и энергетический обмен, оказывают влияние на функции сердечно-сосудистой системы и пище варительного тракта, гемопоэз и т.д.
Эндемический зоб, развивающийся при не достатке йода в организме, характеризуется ком пенсаторным увеличением щитовидной железы. Хронический недостаток йода, являющийся при чиной снижения синтеза гормонов щитовидной
"лава 11 / ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТИПОВЫХ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
347
железы, у детей приводит к кретинизму (ум ственная отсталость, карликовость, недоразви тие костной системы), у взрослых гипойодоз вызывает микседему (снижение основного обме на, отечность лица и конечностей, ожирение, сухость кожных покровов, быстрая утомляе мость, артралгии, брадикардия). Поступление в организм блокирующих утилизацию йода щи товидной железой веществ, поражения печени и желудочно-кишечного тракта или нарушения интратиреоидного обмена йода могут вызывать развитие спорадического зоба у людей, прожи вающих в благополучных по йоду районах.
При повышенной чувствительности к йоду могут возникнуть аллергические реакции (отек Квинке, крапивница). Контакт с йодом может вызвать дерматит.
Известно несколько генетических дефектов обмена йода, являющихся причиной «семейно го зоба»: нарушение синтеза тироксина из мо-нойодтирозина и дийодтирозина; циркуляция в крови атипичного белка, прочно связывающего йод; неспособность железы концентрировать йод. Нарушение дейодирования монойодтирозина и дийодтирозина вызывается дефектом синтеза специфической дейодиназы, приводящим к по вышенным потерям йода из организма. При син дроме Пендреда нарушение синтеза тиреоидных гормонов связано с дефектом тиреопероксидазы (одним из симптомов является тугоухость).
У животных дефицит йода проявляется в виде эндемического зоба.
Минимальная суточная потребность в йоде у взрослых - 100-150 мкг в сутки, у беременных и кормящих женщин - 230-260 мкг в сутки. В норме в сыворотке крови содержится 45-90 ммоль/л йода.
Нарушения обмена кобальта
Кобальт в составе витамина В12 и, соответ ственно, кобамидных коферментов (метил- и де-зоксиаденозилкобаламина) влияет на кроветво рение, обмен белков, липидов и углеводов и нук леиновых кислот, репродуктивную функцию и рост организма. Ионы кобальта повышают ак тивность пептидгидролаз, аргиназы, альдолазы, фосфоглюкомутазы и других ферментов, участву ют в стабилизации вторичной и третичной струк туры ДНК и РНК.
Недостаточное потребление кобальта с пи-
щей в составе витамина В12 сопровождается кли ническими проявлениями (пернициозная ане мия, атрофия слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, фуникулярный миелоз и др.), обусловленными недостаточностью кобамидных коферментов (см. разд. 11.3.2 «Водорастворимые витамины»).
Крупный рогатый скот в местностях с пони женным содержанием кобальта в почве страдает эндемическим заболеванием, известным как «ку старниковая болезнь», характеризующимся ис тощением, анемией, стеатозом печени, остеоди-строфией.
Пребывание в производственных условиях в контакте с порошкообразными соединениями кобальта вызывает поражения органов дыхания (хронический бронхит, пневмония и пневмоскле-роз), кроветворения, сердечно-сосудистой и не рвной систем, а также развитие аллергического дерматита.
Превышение поступления кобальта в орга низм над его выведением, нарушающее в том числе окислительное декарбоксилирование пи-рувата (кобальт в высоких концентрациях мо жет взаимодействовать с липоевой кислотой), может приводить к миокардиодистрофии, пора жению нервной системы, полицитемии. Нару шение метаболизма йода при избытке кобальта в организме приводит к гиперплазии щитовид ной железы. Совокупность вышеперечисленных симптомов получила название «болезнь люби телей пива» в те годы, когда для стабилизации пены в пиво добавлялся хлорид кобальта.
Нормальное содержание кобальта в цельной крови составляет 34-48 нмоль/л.
Нарушения обмена фтора
Почти весь фтор в организме сосредоточен в костях и зубах, наиболее насыщен фтором по верхностный слой зубной эмали. Микроэлемент входит в состав фторапатита, необходимого для придания костной ткани прочности и кислото устойчивое™. Низкое содержание аниона фтора в клетках, возможно, объясняется его регулиру ющим влиянием на активность аденилатцикла-зы.
Дефицит фтора (гипофтороз) у эксперимен тальных животных вызывает задержку роста, связанную с нарушением минерализации кост ной ткани, снижение плодовитости и продолжи тельности жизни. При недостатке фтора в кост-
348
Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЬ
нои ткани отмечается снижение активности ще лочной и кислой фосфатаз.
Дефицит фтора у людей, проживающих в эн демических зонах с низким содержанием фтора в питьевой воде, приводит к поражению зубов кариесом (эмаль и дентин кариозных зубов де-фторированы), а в старческом возрасте также к развитию фторзависимого остеопороза, являю щегося причиной частых переломов, особенно у женщин.
Острое отравление фторидами (например, входящими в состав инсектицидов) проявляется рвотой и поносом, возбуждением, неврологичес кими нарушениями, тетанией. При тяжелом отравлении паралич дыхательной мускулатуры может вызвать гибель организма.
Эндемический флюороз проявляется пораже нием зубов, связанным с избыточным накопле нием фторидов (пятнистость или крапчатость зубной эмали), печени, почек, центральной не рвной системы и эндокринной системы. Отмеча ются слабость мышц, ломкость костей, кальци-фикация сухожилий. При профессиональном флюорозе наблюдаются фторный ринит с носо выми кровотечениями, язвенно-некротический фаринголарингит, атрофический гастрит, фтор ный гепатоз и гиперпаратиреоз, гипогонадизм, миокардиодистрофия. Нарушения углеводного, липидного и белкового обменов при избытке фтора связаны в том числе с образованием его комплексных соединений с кальцием, магнием и другими ионами - активаторами многочислен ных ферментов.
Нормальным считается поступление фтора в организм в количестве 1,5-4 мг в сутки. Содер жание фторидов в плазме крови в норме состав ляет 0,5-10,5 мкмоль/л.
11.10. НАРУШЕНИЯ КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО состояния
Под кислотно-основным состоянием (КОС) подразумевается соотношение концентраций во дородных (Н+) и гидроксильных (ОН) ионов в биологических средах. Необходимым условием существования живого организма является под держание постоянства этого параметра внутрен ней среды. От величины рН зависят стабильность мембран, функции ферментов, диссоциация элек тролитов, нервно-мышечная возбудимость и про водимость, комплексообразование и другие про цессы.
Белковый, липидныи, углеводный обмен яв ляется источником образования летучих (уголь ная) и нелетучих кислот (фосфорная, серная, пировиноградная, молочная и др.), часть из ко торых претерпевает дальнейшее окисление; не большое количество кислых эквивалентов уда ляется из организма в свободном состоянии или в виде солей. Основные соединения (ионы ОН , креатинин и др.) образуются в организме в зна чительно меньших количествах.
Тенденция к увеличению концентрации ионов Н* (и, соответственно, снижению рН) традици онно называется ацидозом; тенденция к сниже нию концентрации ионов Н* (повышению рН) получила название «алкалоз». Значения рН кро ви ниже 6,8 и выше 8,0 считаются несовмести мыми с жизнью и в клинике практически не встречаются.
Механизмы регуляции кислотно-основного состояния весьма эффективны и способны ком пенсировать значительные сдвиги рН.
Кислотно-основное состояние в организме ха рактеризуется такими основными показателями, как:
1. Актуальный рН - отрицательный десятич
ный логарифм концентрации водородных ионов
- является интегральным показателем кислот
но-основного состояния. В норме рН артериаль
ной крови составляет 7,35-7,45, венозной - 7,26-
7,36.
2. Парциальное давление (напряжение) уг
лекислого газа в крови (рС02) отражает кон
центрацию углекислоты (под термином «угле
кислота» подразумеваются различные соедине
ния двуокиси углерода в крови). Напряжение
углекислого газа в артериальной крови (раС02) в
норме составляет 4,7 - 6,0 кПа, в венозной - 6,1
- 7,7 кПа.
Парциальное давление (напряжение) кис лорода в крови (р02) отражает концентрацию растворенного в крови кислорода. Напряжение 02 в артериальной крови (ра02) составляет в нор ме 12,0-12,6 кПа, в венозной - 4,6-6,0 кПа.
Стандартный бикарбонат плазмы крови (SB) - концентрация бикарбоната в плазме кро ви, уравновешенной при 37°С со стандартной газовой смесью при рС02=5,33 кПа и р02>13 кПа,
- в норме составляет 21,3-21,8 ммоль/л.
5. Буферные основания крови (ВВ) - сумма
анионов буферных систем, в основном ионов би
карбоната и анионов белков, - в норме 40-60
ммоль/л.