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
ТЕМА: НАРУШЕНИЯ ВОДНОГО БАЛАНСА В ОРГАНИЗМЕ. ДЕГИДРАТАЦИЯ. ГИПЕРГИДРАТАЦИЯ. ОТЕКИ. ПРИЧИНЫ. МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ. ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ
Цель занятия: Уяснить суть основных понятий, характеризующих нарушения водного обмена, сформировать представления о механизмах этих нарушений в процессе обсуждения материала, а также путем выполнения лабораторных работ, демонстрирующих роль различных факторов (гидростатического и онкотического давления крови, онкотического и осмотического давления тканей, проницаемости сосудов и рН среды) на развитие отеков.
Нарушения водного баланса в зависимости от изменений объема воды могут проявляться в виде: положительного баланса воды (гипергидратация, отеки) и отрицательного баланса воды (дегидратация)
Изоосмолярная дегидратация - нарушение водного баланса, при котором происходит уменьшение объема воды во внеклеточном пространстве и содержания натрия в ней, выраженные в равной степени, в связи с чем концентрация Na+ остается без изменений.
Гиперосмолярная дегидратация - нарушение водного баланса, при котором происходит уменьшение объема воды во внеклеточном пространстве и содержания натрия в ней при большей потере воды, в связи с чем концентрация Na+ повышается.
Гипоосмолярная дегидратация - нарушение водного баланса, при котором происходит уменьшение объема воды во внеклеточном пространстве и содержания натрия в ней при большей потере натрия, в связи с чем концентрация Na+ уменьшается.
Изоосмолярная гипергидратация - нарушение водного баланса, при котором происходит повышение объема воды во внеклеточном пространстве и содержания натрия в ней, выраженные в равной степени, в связи с чем концентрация Na+ остается без изменений.
Гиперосмолярная гипергидратация - нарушение водного баланса, при котором происходит повышение объема воды во внеклеточном пространстве и содержания натрия в ней, при большем увеличении содержания натрия, в связи с чем концентрация Na+ повышается.
Гипоосмолярная гипергидратация - нарушение водного баланса, при котором происходит повышение объема воды во внеклеточном пространстве и содержания натрия в ней, при большем увеличении объема воды, в связи с чем концентрация Na+ уменьшается.
Рис. . Патофизиологические эффекты изменения объема внеклеточной жидкости (по Е. Bello-Reuss, 1987).
Перераспределение жидкости по секторам при разных видах дегидратации
А. Изоосмолярная дегидратация
285 мосм/л 285 мосм/л
Внутриклеточный Внеклеточный Внутриклеточный Внеклеточный
сектор сектор сектор сектор
Б. Гиперосмолярная дегидратация
300 мосм/л
285 мосм/л 285 мосм/л
Внутриклеточный Внеклеточный Внутриклеточный Внеклеточный
сектор сектор сектор сектор
В. Гипоосмолярная дегидратация
285 мосм/л 285 мосм/л
Внутриклеточный Внеклеточный Внутриклеточный Внеклеточный
сектор сектор сектор сектор
А. Изоосмолярная гипергидратация
285 мосм/л 285 мосм/л
Внутриклеточный Внеклеточный Внутриклеточный Внеклеточный
сектор сектор сектор сектор
305 мосм/л
285 мосм/л 285 мосм/л
Внутриклеточный Внеклеточный Внутриклеточный Внеклеточный
сектор сектор сектор сектор
В. Гипоосмолярная гипергидратация
285 мосм/л 285 мосм/л
Внутриклеточный Внеклеточный Внутриклеточный Внеклеточный
сектор сектор сектор сектор
Механизмы регуляции обмена жидкости между внутрисосудистым пространством и интерстицием
Обмен жидкости между внутрисосудистым пространством и интерстицием (в условиях целостности сосудистой стенки) определяют 4 параметра (Зайчик А.Ш., Чурилов А.П., 1999).
1. Коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление плазмы (КОД).
Белки обладают высокой способностью к гидратации (высокой гидрофильностью). При растворении белка в воде происходит гидратация каждой его молекулы с образованием вокруг нее особого рода водных оболочек, состоящих из определенным образом ориентированных в пространстве молекул воды. Среди белков особое место занимает альбумин - белок с наиболее низкой молекулярной массой (среди плазменных белков) - 65000, на долю которого приходится 54-58% (35,0-45,0 г/л) от содержания общей белковой фракции (72,0-74,0 г/л). Таким образом, альбумин является преобладающим плазменным белком, а альбумино-глобулиновый коэффициент - показатель количественного соотношения этих двух белковых фракций составляет 1,5-2,3. Альбумин синтезируется в гепатоцитах со скоростью 0,1-0,2 г/кг массы в сутки (Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П., 2000). Его утилизация происходит, главным образом, в энтероцитах и (в меньшей степени) в клетках тканей других органов. Очень важна неспособность этих молекул свободно проходить через стенку сосуда. Таким образом, находясь в сосудистом русле, альбумин вносит свой вклад в поддержание общего осмотического давления плазмы (285-295 мосмоль/л). Эта белковая составляющая носит название коллоидно-осмотического давления (КОД), или, что то же самое - онкотического давления. Удельный вес КОД в общем осмотическом давлении плазмы невысок - всего 1,8 мосмоль/л, что составляет менее 1%. Однако, его значение в сохранении внутрисосудистого объема - определяющее. По сути КОД - единственная сила, удерживающая воду во внутрисосудистом пространстве. Поэтому любые изменения концентрации альбуминов в плазме вызовут перемещение жидкости через сосудистую стенку: ее уход в интерстиций при снижении концентрации альбуминов и обратное перемещение из интерстиция в сосудистое пространство при повышении этой концентрации.
Величина КОД, измеренная в мм рт. ст. составляет 25,0±3,0 мм рт. ст.
2. Гидростатическое давление в капиллярах, которое "выдавливает" жидкость из сосудов. Величина этого давления на артериальном конце капилляра около 30 мм рт.ст., на венозном конце – около 10 мм рт.ст. Среднекапиллярное давление оценивается в 17 мм рт.ст. Таким образом, внутрикапиллярное гидростатическое давление распределяется по всей длине капилляра. При этом существенно, что в дистальном (или венозном) конце капилляра онкотическое давление превышает гидростатическое, т.е. создается сила, направленная на возвращение ультрафильтрата в капилляр. Количество жидкости, покидающее артериальный конец капилляра, несколько выше такового, возвращающегося на венозном конце. Эта избыточная жидкость вместе с коллоидами, прошедшими через капиллярные стенки, удаляется из интерстициального пространства через лимфатические сосуды.
3. Среднее онкотическое давление тканевой жидкости. В инстерстиции содержится небольшое количество белка, попадающего туда путем трансцитоза и при распаде погибающих клеток. В обычных условиях среднее онкотическое давление интерстиция поддерживается в пределах 5-6 мм рт.ст. Стабильность этого давления обеспечивается эффективным лимфооттоком. Если бы избыток белка, выходящего в интерстиций, не удалялся с током лимфы, градиент онкотического давления между кровью и тканями был бы постепенно утрачен.
4. Гидростатическое давление интерстиция. Оно имеет отрицательное (субатмосферное) давление от –2 до –7 (в среднем – 5 мм рт.ст.), создавая присасывающий эффект тканей для жидкости из капилляров и посткапиллярных венул. Этот эффект значительно облегчает работу сердца по перфузии тканей и оказывает определяющее воздействие на пути нормальной микроциркуляции. Положительное тканевое давление в норме имеет место только в органах, находящихся в замкнутом объеме, например, в головном мозге. В остальных тканях оно становится выше атмосферного только при заметных отеках (Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П., 1999).
Таким образом, единственная сила, удерживающая жидкость во внутрисосудистом пространстве, эквивалентна коллоидно-онкотическому давлению плазмы – КОД (~28 мм рт.ст.).
Сила, выталкивающая жидкость из сосудов (артериального конца капилляра), эквивалентна гидростатическому давлению крови: 30 мм рт.ст. в артериальном конце капилляра и 10 мм рт.ст. в венозном конце капилляра.
Сила, присасывающая жидкость из сосудов в ткани, эквивалентна отрицательному гидростатическому давлению интерстиция (5 мм рт.ст.).
Сила, удерживающая жидкость в интерстиции, эквивалентна его онкотическому давлению (6 мм рт.ст.).
Отсюда следуют направления тока жидкости:
В артериальном конце капилляра:
28 – (30 + 5 + 6) = -13 мм рт.ст. – сила, обеспечивающая выход воды из капилляра.
В венозном конце капилляра:
28 – (10 + 5 + 6) = +7 мм рт.ст. – сила, обеспечивающая поступление воды в капилляр.
С помощью указанных механизмов и осуществляется непрерывный обмен жидкости между кровью и интерстицием, интенсивность которого составляет 225 л/мин, т.е. величину, в 45 раз превосходящую минутный объем крови .
Очевидно, что нарушения любого из механизмов, регулирующих обмен воды между кровью и интерстицием, способны привести к избытку интерстициальной жидкости, т.е. к развитию отека. Последний представляет собой типовой патологический процесс, характеризующийся увеличением содержания воды во внесосудистом пространстве (Падалко В.В., 1995). Однако, в известных пределах количественных изменений факторов, регулирующих этот обмен, отек может не развиться, т.к. существуют механизмы компенсации их нарушений, в виде т.н. «клапана безопасности» (Бурлуцкий А.М. с соавт., 1996).
Среди этих механизмов: отрицательное давление в тканях, которое по мере перемещения жидкости в интерстиций будет возрастать до 0. Во-вторых, дренажная функция лимфы в отношении накапливающейся жидкости, позволяющая справиться с ее накоплением (за счет усиления лимфооттока) в пределах объема, создающего давление в 6-7 мм рт.ст. В-третьих, резорбция при усилении лимфооттока белков интерстиция и их поставка в кровоток, способная обеспечить прирост онкотического давления до 5 мм рт.ст. Таким образом, реализуется «буферный эффект» порядка 17 мм рт.ст., предохраняющий от немедленного развития отека при повышении гидростатического и снижении онкотического давления. Поэтому отек начинает формироваться, когда среднее внутрикапиллярное давление (17 мм рт.ст.) повышается до 34-35 мм рт.ст., а плазменное онкотическое давление (25,0 3,0 мм рт.ст.) понижается до 10 мм рт.ст. Обычно это происходит при задержке жидкости в организме в объеме около 2,5 л (Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П., 1999).
Особенности регуляции перераспределения жидкости в легких в системе «сосуды – интерстиций» заключаются в том, что гидростатическое давление в легочных капиллярах ниже, а их проницаемость для молекул белка – выше, чем в других сосудах. Поэтому буферная емкость компенсаторных механизмов составляет здесь лишь около 2 мм рт.ст. При превышении этого значения начинается отек легких (Бурлуцкий А.М. с соавт, 1996).
Основные нарушения, способные привести к формированию общих или локализованных отеков вместе с перечнем болезней, вызывающих отеки, согласно основному фактору в патогенезе их развития, представлены в табл.
Таблица.
Основные нарушения, обусловливающие формирование отеков и перечень болезней,
при которых они возникают (по А. Robson, 1987)
|
I. |
Снижение онкотического давления плазмы. Генерализованные: нефротический синдром, цирроз печени, недостаточное питание. |
|
II. |
Повышение внутрисосудистой проницаемости для коллоидов. Генерализованные: ангионевротические отеки, анорексия (особенно у новорожденных). Локализованные: ожоги, местное высвобождение ферментов из поврежденной ткани, гистамин (волдыри), вдыхание токсинов (отек легких). |
|
III. |
Увеличение гидростатического давления.
Генерализованные: длительное применение сосудорасширяющих препаратов. Локализованные: физические упражнения, действие высокой температуры среды.
Генерализованные: застойная сердечная недостаточность. Локализованные: тромбоз вен |
|
IV. |
Препятствие току лимфы. Локализованные: облучение тканей, хирургические вмешательства, филяриоз, метастазы |
|
V. |
Другие причины. 1. Неадекватная задержка почками натрия и воды. Генерализованные: острый гломерулонефрит, применение эстрогенов, первичный альдостеронизм, циклические идиопатические отеки. 2. Микседема. Генерализованные: гипотиреоидизм |
В. Характеристика некоторых видов отеков
Онкотические отеки.
Характерными признаками этих отеков являются малая зависимость от положения тела, а также низкое содержание белка в сыворотке крови. Считается, что снижение онкотического давления плазмы является основным фактором, ответственным за образование отеков при нефротическом синдроме. Обычно эти отеки сопровождаются значительной протеинурией, которая и является путеводной нитью в распознавании болезни. Последовательность развития событий в этом случае представлена на рис. .
Рис. 3.1. Схема взаимодействия патогенетических факторов, обусловливающих развитие нефротического отека (по А.Robson, 1987).
Мембраногенные отеки.
Отеки при поражении капиллярных стенок не имеют характерных клинических признаков и до сих пор надежными клиническими методами исследования не улавливаются (Хэгглин Р., 1993).
Повышение капиллярной проницаемости наряду с выходом белка из сосудов в интерстициальную жидкость, понижает КОД и ухудшает способность капилляров задерживать жидкость. Механизмы, ответственные за развитие отеков из-за повышенной сосудистой проницаемости, связаны с действием различных медиаторов и других биологически активных веществ, высвобождающихся из клеток и образующихся в них de novo при аллергических реакциях немедленного типа. К числу таких факторов относятся гистамин, серотонин, кинины (брадикинин), фактор агрегации тромбоцитов (ФАТ), простагландины (Pg E2) и лейкотриены (Лт В4), система комплемента и др. Немаловажное значение играют лизосомальные ферменты, высвобождающиеся при деструкции тканей, а также сопутствующие нарушения кислотно-основного состояния.
Отек при некоторых поражениях нервной системы (состояние после апоплексии) обусловлен, вероятно, также повышенной проницаемостью капиллярной стенки на почве нарушения иннервации (Хэгглин Р., 1993).
В редких случаях мембраногенный отек может носить наследственный характер, как, например, ангионевротический отек.
Характерным признаком является зависимость от положения тела, проявляющего венозный застой в соответствующей области.
Эти отеки связаны, главным образом, с увеличением гидростатического давления в капиллярах, которое, как следует из табл. . может развиваться при участии двух механизмов. При первом из них расширение артериол и прекапиллярных сфинктеров приводит к повышенной передаче давления на капилляры. Второй механизм, обусловливающий эту форму отеков, заключается в увеличении сопротивления венозному оттоку, вследствие чего венозное давление повышается. Это повышение может носить локальный (тромбоз вен) и генерализованный характер.
Наиболее частой причиной повышения общего венозного давления является сердечная недостаточность (рис. ). Стойкая сердечная недостаточность приводит к общему отеку в том случае, когда повышенное венозное давление вызывает увеличение центрального венозного давления и передается на систему венозного возврата и капилляры. Этот механизм называют ретроградным компонентом сердечной недостаточности. При его реализации не только затрудняется резорбция жидкости при продолжающейся ее фильтрации в артериальном отделе, но и происходит растяжение сосудов (в результате их переполнения). Развивающиеся гипоксия и нарушения метаболизма в ткани (вследствие ограничения в них кровотока) обусловливают повышение проницаемости сосудистой стенки, как дополнительного фактора, усугубляющего развитие отека (Черешнев В.А., Юшков Б.Г., 2001).
Вторым механизмом развития отека при данной патологии является ограничение сердечного выброса. Его обозначают как систолический компонент сердечной недостаточности. Реализация данного механизма ограничивает почечную перфузию, что способствует задержке в организме натрия и воды. Важное значение при этом придается гиперпродукции альдостерона, которая наступает как вторичное явление и поддерживает образование отеков через снижение экскреции натрия. В далеко зашедших случаях, сопровождающихся застоем в печени, когда развивается печеночная недостаточность с гипопротеинемией, определенную роль играет также фактор уменьшения онкотического давления.
Рис. 3.2. Схема взаимодействия патогенетических факторов, обусловливающих образование отеков при сердечной недостаточности (по А.Robson, 1987).
Лимфогенные отеки.
Возникают вследствие значительного уменьшения оттока жидкости по лимфатическим сосудам и носят, как правило, локальный характер.
Они проявляются при таком заболевании, как слоновость (филяриоз), для которого характерны очень значительные отеки, обусловленные застоем лимфы. Отеки во время и после неспецифического лимфангаита более редки и их диагностика в большинстве случаев затруднена. Лимфогенные отеки могут быть следствием аномалии развития лимфатических сосудов (гипоплазия, аплазия, варикозное расширение). При таких врожденных пороках развития отек не обязательно выявляется сразу после рождения. Он может появиться лишь после воспалительного или травматического выпота (подобно тому, как при варикозном расширении вен). Эти отеки обычно появляются в возрасте между 10 и 40 годами, чаще около 20 лет (Kinmonth; цит. по Р. Хэгглину, 1993).
Отеки, связанные с другими причинами.
К их числу относят отеки при остром диффузном гломерулонефрите. При данной патологии, вследствие повреждения мембран почечных капилляров, нарушается кровообращение в корковом слое почки, что приводит к ограничению СКФ и активации РААС (рис..). В результате этих сдвигов снижается почечная экскреция натрия и воды и возникает их положительный баланс. Развивающаяся гиперволемия обусловливает, в свою очередь, повышение гидростатического внутрисосудистого давления и снижение онкотического давления плазмы. В результате происходит частичное перемещение жидкости в интерстиций. Вероятно, определенный вклад в развитие отека при данной патологии вносит и повышение проницаемости периферических капилляров, что усиливает транссудацию жидкости и белка в ткани. На значимость этого механизма указывает то обстоятельство, что отеки при диффузном геморрагическом нефрите могут развиваться раньше изменений осадка мочи (эритроцитурия, цилиндрурия, в меньшей степени протеинурия), т.е. еще до обнаружения нарушения деятельности почек обычными клиническими методами. В связи с этим некоторые авторы главную роль в возникновении отека приписывают повреждению капилляров, говоря о капилляротоксикозе..
Рис. 3.3. Схема взаимодействия патогенетических факторов, обусловливающих
развитие нефритического отека.
Обычно в развитии отеков принимают участие несколько механизмов, однако один из них является преобладающим.
Основные подходы к лечению отеков направлены на решение трех задач:
Отеки – типовой патологический процесс, характеризующийся избыточным накоплением жидкости в межклеточном пространстве в результате нарушения обмена между плазмой крови и периваскулярной жидкостью (А.В. Ефремов, Г.В. Порядин, 2000).
Водянка – накопление внеклеточной жидкости в полостях тела. Например, водянка брюшной полости – асцит, превральной полости – гидроторакс (А.В. Ефремов, Г.В. Порядин, 2000).
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Задание 1. Изучение влияния гидростатического и коллоидно-осмотического давлений на развитие отека тканей лягушки.
Необходимые животные и оборудование на 1 рабочее место:
1. Лягушка.
2. Резиновая пластинка.
3. Препаровальная игла.
4. Пинцет анатомический.
5. Ножницы.
6. Штатив с двумя делительными воронками.
7. Канюля сосудистая.
8. Нитки (для лигатур)
9. Весы с разновесом.
10. 0,5% раствор NaCl - 500 мл.
11. 15% раствор NaCl - 500 мл.
Ход исследования:
У обездвиженной лягушки вскрывают грудную и брюшную полости. Делают надрез верхушки сердца, вставляют в желудочек стеклянную канюлю и закрепляют ее лигатурой. Лягушку с канюлей, заполненной гипотоническим раствором взвешивают на весах. Затем канюлю соединяют (с помощью резиновой трубки) с делительной воронкой, содержащей 0,5% раствор NaCl. Открывают кран делительной воронки и делают перфузию гипотоническим раствором в течение 5 минут. Лягушку вновь взвешивают на весах, после чего канюлю соединяют с сосудом ,содержащим 15% раствор NaCl. Пропускают гипертонический раствор через сосуды лягушки также в течение 5 минут и вновь взвешивают. Полученные результаты заносят в таблицу и рассматривают механизм развития отека.
Таблица
|
До опыта |
После перфузии гипотоническим раствором |
После перфузии гипертоническим раствором |
|
|
Вес лягушки с канюлей |
Задание 2 .Развитие экспериментального асцита у лягушки при внутрибрюшинном введении гипертонического раствора.
Необходимые животные и оборудование на 1 рабочее место :
1. Лягушка.
2. 20% раствор поваренной соли - 2 мл.
3. Шприц емкостью 2 мл.
4. Препаровальная игла.
5. Ножницы.
6. Кювета.
Ход исследования:
В брюшную полость обездвиженной лягушки (желательно большого веса) шприцем вводят 2 мл 20% раствора NaCl. Через 30 минут вскрывают брюшную полость лягушки, выливают содержимое в кювету и при помощи шприца без иглы определяют количество жидкости. Рассматривают патогенез развившегося асцита.
Задание 3. Влияние нарушения оттока крови на развитие отека лапки лягушки.
Необходимые животные и оборудование на 1 рабочее место:
1. Лягушка.
2. Лигатура.
3. Стеклянная банка объемом 0,5 л.
Ход исследования:
На бедро лягушки накладывают лигатуру и накрывают ее стеклянной банкой. Через 2-3 часа сравнивают объем перевязанной конечности с нормальной. Рассматривают механизм возникшего отека лапки лягушки.
Задание 4 . Влияние рH среды на гидрофильность тканевых белков.
Необходимые животные и оборудование на 1 рабочее место:
1. Лягушка.
2. Штатив с тремя пробирками.
3. Штатив с тремя бюретками.
4. 0,1 н. раствор HCl.
5. 0,1 н. раствор NaOH.
6. 0,7% раствор NaCl.
7. Весы с разновесом.
8. Ножницы.
Ход исследования:
В три пробирки поочередно наливают по 2 мл 0,7% раствора NaCl, 0,1 н . раствора HCl и 0,1 н. раствора щелочи. В каждую из них помещают по одинаковому (по объему и весу) кусочку мышцы лягушки (лучше использовать икроножную мышцу). Через 1 час сравнивают объем и вес этих кусочков мышц и рассматривают значение рH среды в гидрофильности тканевых белков.
Контрольные вопросы:
6. Виды отеков, этиология, патогенез отеков (воспалительных, сердечных, нефротических, нефритических, застойных, при циррозе печени, аллергических, токсических и др.)
7. Исходы и последствия отеков
ЛИТЕРАТУРА:
1. Адо А.Д., Новицкий В.В. (ред) - Патологическая физиология (учебник) //Томск, 1994. - С. 216-233.
2. Литвицкий П.Ф. (ред) - Патофизиология (курс лекций) //М.,1995г. - С.186-197.
3.Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. – Основы патохимии (учебник) //С.-Пб., 2000. – С. 320-329.
9. Жалко-Титаренко В.Ф. - Водно-эликтролитный обмен и кислотно-основное состояние в норме и патологии (монография) //Киев, 1989. - 198 с.
11. Малышев В.Д. - Интенсивная терапия острых водно-электролитных нарушений (монография) //М., - 1985. – 192 с.
12. Фролов Б.А. – Физиология и патология кислотно-основного состояния (монография) //М., 1999. – С. 82-104.
13. Фролов Б.А. –Физиология и патология обмена натрия и воды в организме.- М.: Медицина, 2004.- 152с.
12
PAGE 1