ПАТОФІЗІОЛОГІЯ НИРКОВОЇ НЕДОСТАТНОСТІ. ПОРУШЕННЯ ВОДНО-СОЛЬОВОЇ РІВНОВАГИ
Роль нирок у підтриманні гомеостазу
Нирки – це найважливіший орган, який визначає постійність позаклітинної рідини організму і регулює склад середовища, яке оточує клітини.
Це складне поживне середовище було назване Клодом Бернаром внутрішнім середовищем організму. Йому властива відносна постійність, незважаючи на те, що ззовні з їжею безперервно надходять солі і вода в різноманітних кількостях і співвідношеннях.(фільм) Саме нирки запобігають змінам внутрішнього середовища і забезпечують підтримку таких основних параметрів гомеостазу:
Ізоволемія – постійність об’єму крові.
Ізотонія – постійність осмотичного тиску.
Ізоіонія – постійність іонного складу.
Ізогідрія – постійність концентрації водневих іонів.
Підтримання гомеостазу нормально діючими нирками здійснюється за рахунок їх екскреторної функції і включає три процеси: (фільм)
1. Фільтрація плазми клубочками.
2. Селективна реабсорбція канальцями матеріалів, необхідних для підтриання внутрішнього середовища.
3. Секреція іонів водню і продукція амонію.
Фільтрація в клубочках відбувається пасивно, без затрати енергії. Реабсорбція і секреція – енергозалежні процеси. На реабсорбцію, наприклад, витрачається біля 10 % усього поглинутого кисню.
Структурною і функціональною одиницею нирки, яка забезпечує виконання цих функцій, є нефрон. Основні складові частини нефрона:
а) клубочок;
б) проксимальний каналець;
в) петля Генле;
г) дистальний каналець.
Кожна нирка має коло 1 млн нефронів. Їх утворення закінчується до 36-го тижня вагітності. Після цього дальший розвиток нирки можна уявити лише як диференційовку різних клітин у зрілі форми без утворення нових нефронів.
Порушення фільтрації
Процес клубочкової фільтрації спрощено можна розглядати як проштовхування води і дрібних молекул через сито під дією артеріального тиску у виносному капілярі. Цей пасивний процес залежить лише від гідростатичного, точніше – від фільтраційного тиску (ФТ), який витісняє рідку частину крові з кров’яного капіляра в просвіт канальця і не потребує енергії. Через нирки щохвилини проходить 20-25 % серцевого викиду. Таким чином, кожних 5 хв через ниркові капіляри проходить об’єм крові, еквівалентний всьому об’єму крові в організмі. Це можливо лише завдяки надзвичайно складній і обширній системі кровообігу в нирках.
Питання про рівень гідростатичного тиску у виносному капілярі як про величину виштовхуючої сили, спрямованої із капіляра в просвіт клубочка, суперечливе. Цій спрямовуючій силі протидіють кілька факторів: осмотичний тиск (ОТ) компонентів плазми, які не фільтруються; інтерстиціальний тиск у нирці; міжканальцевий тиск у нирці. Останні два протидіючі фактори можна об’єднати під спільною назвою “внутрішньонирковий тиск” (ВТ). Хоч величина фільтраційного тиску точно не встановлена, уяву про неї можна скласти, виходячи з теорії Старлінга:
ФТ = КТ – ОТ – ВТ =
Кінцевий фільтраційний тиск, який зумовлює утворення клубочкового фільтрату, вважається рівним
Клубочкова фільтрація відбувається через базальну мембрану, яка розташована між шаром капілярного ендотелію, з одного боку, і шаром подоцитів – з другого. Базальна мембрана – це єдиний суцільний шар товщиною 80-120 нм, який відділяє ендотелій від подоцитів. Вона складається з двох основних компонентів – колагену і негативно зарядженого глікопротеїду.
Подоцити являють собою трансформовані епітеліальні клітини. Вони розходяться в напрямку базальної мембрани у вигляді зірковидних відростків, які дають початок кільком вторинним відросткам. Останні називають ніжками. Переплетення ніжок прилеглого подоцита утворює складну систему внутрішньоклітинних отворів – щілинних пор діаметром до 5 нм. Прилеглі відростки не контактують безпосередньо, а розділені дуже вузькими щілинами. Зворотня поверхня базальної мембрани прилягає до ендотелію капілярного клубочка. Вона буже тонка і, як вважають, пронизана круглими порами діаметром 70-90 нм.
До цього часу нема єдиної думки щодо тих структурно-функціональних механізмів, які забезпечують проникливість клубочків. Найбільш популярні дві теорії – теорія пор і теорія основного мембранного гелю. Згідно першої теорії, діаметр мембранних пор лімітує розміри білків, здатних пройти через клубочок. Прихильники другої теорії вважають вирішальним фактором, який визначає проникливість, заряд базальної мембрани.
Фільтрація у клубочках може зменшуватися або збільшуватися.
Причини зменшення фільтрації:
1. Зниження гідростатичного тиску в капілярах клубочків:
а) загальне зниження артеріального тиску нижче
б) звуження приносних артеріол клубочків під впливом симпатичних нервів і катехоламінів наднирників – артеріальна гіпертензія, біль;
в) органічні ураження аорти і ниркових артерій – коарктація аорти, стенозуючий атеросклероз аорти, артеріосклероз при гіпертонічній хворобі;
г) тромбоз і емболія ниркових артерій.
2. Збільшення онкотичного тиску плазми – зневоднення, переливання великих об’ємів білкових кровозамінників.
3. Збільшення внутрішньониркового тиску (вище
4. Порушення клубочкового фільтра:
а) зменшення маси функціонуючих клубочків (норма – 2 млн, площа –
б) зменшення кількості і діаметра пор (норма – 5 нм);
в) потовщення клубочкової мембрани (норма – 80-12- нм);
г) аутоалергічне ураження глікопротеїдних компонентів базальної мембрани.
Найхарактернішими проявами обмеження фільтрації в клубочках є:
1. Азотемія – нагромадження в крові продуктів азотистого обміну і підвищення залишкого азоту крові. Азотемія обумовлена, головним чином, сечовиною, сечовою кислотою, креатиніном, індиканом, індолом, скатолом, частково – амінокислотами. Норма залишкового азоту – 14-35 ммоль/л. При порушенні функції клубочків цей показник може зрости у 10 разів.
2. Ренальний азотемічний ацидоз внаслідок затримки в організмі фосфатів, сульфатів і органічних кислот (гіперфосфатемія, гіперсульфатемія, гіперацидемія). Аніони цих речовин витісняють бікарбонати в позаклітинній рідині і зменшують лужний резерв крові з 25-31 ммоль/л до 13-18 ммоль/л.
Причини збільшення фільтрації:
1. Підвищення кров’яного тиску – надмірне споживання води, розсмоктування набряків.
2. Зниження онкотичного тиску плазми – гепатит, цироз (брак альбумінів).
До найважливіших проявів підвищеної проникливості клубочкового фільтра належать:
1. Протеїнурія – виведення з сечею плазмених білків понад фізіологічні межі (30-80 мг/добу), а також поява в сечі білкових фракцій з молекулярною масою понад 70000.
2. Гематурія – вихід еритроцитів у просвіт ниркових канальців і поява їх у сечі. Еритроцити часто бувають вилужені внаслідок гемолізу (у вигляді тіней). Така ниркова клубочкова гематурія розглядається як один із провідних симптомів гострого і хронічного гломерулонефриту. В основі цих захворювань лежить ураження базальної мембрани клубочків.
Порушення реабсорбції
Добова кількість ультрафільтрату, який потрапляє в канальці, складає
В проксимальних канальцях майже повністю піддаються реабсорбції білки, глюкоза, амінокислоти, електроліти (натрій, калій, бікарбонат, фосфат) і вода.
Крім того, вибірковість реабсорбції передбачає здатність ниркового епітелію розпізнавати і реабсорбувати одні речовини і запобігати реабсорбції інших. Цю функцію виконують специфічні молекули-переносники. Залежність процесів реабсорбції від мембранних молекул-переносників означає обмежену здатність канальцевого епітелію транспортувати реабсорбовані речовини. Коли концентрація речовини в клубочковому фільтраті перевищує можливості транспортної системи, говорять про перевищення порогу для даної речовини. Наприклад, для глюкози він дорівнює 9,4-10 ммоль/л. Максимальну швидкість реабсорбції субстрата називають турбулярним максимумом. Для глюкози він складає 350 мг/хв. Про інтенсивність реабсорбції може свідчити такий факт. За добу через клубочки фільтрується
Порушення функції канальців називають турбулярною недостатністю. Вона може бути спадковою або набутою. Вибіркові порушення реабсорбції окремих компонентів ультрафільтрату зручно розглядати окремо.
Порушення реабсорбції натрію і води
1. Збільшення реабсорбції спостерігається в таких випадках:
а) гіперальдостеронізм;
б) олігурична стадія гострої ниркової недостатності – в строму нирок через проксимальні канальці пасивно дифундує вода.
2. Основні причини зменшення реабсорбції натрію і води:
а) гіпоальдостеронізм;
б) нецукровий діабет;
в) пригнічення метаболізму канальцевого епітелію деякими отрутами, в тім числі й медикаментами, зокрема: уабаїн гальмує натрійзалежну АТФ-азу і активний транспорт іонів натрію з клітин в навколоканальцеву міжклітинну рідину; ртутні діуретики блокують сульфгідрильні групи ферментів, які беруть участь в активному транспорті іонів; діамокс пригнічує карбоангідразу і цим порушує секрецію іонів водню в обмін на іони натрію;
г) збільшення в клубочковому фільтраті осмотично активних речовин (глюкози, сечовини), внаслідок чого виникає так званий осмотичний діурез (наприклад, при цукровому діабеті);
д) найважчі порушення реабсорбції натрію і води виникають при дистрофічних і запальних змінах канальцевого епітелію, коли канальці втрачають здатність до концентрації і розведення сечі. Втрату концентраційної здатності називають гіпостенурією, відносна густина сечі при цьому стані коливається в межах 1,006-1,012 (норма – 1,002-1,035). Якщо густина сечі тримається на рівні 1,010 і не змінюється під впливом водного навантаження, це називають ізостенурією (монотонним діурезом).
Порушення реабсорбції білків проявляється у вигляді тубулярної протеїнурії. Вона спостерігається при отруєнні кадмієм, при гіпоксії, опіках, септицемії та інших пошкоджуючих впливах. Помірна тубулярна недостатність характеризується невисоким вмістом в сечі альбумінів та інших низькомолекулярних білків з масою до 40000 (селективна протеїнурія). При грубих дистрофічних ураженнях канальцевого апарату в сечі з’являються білки з молекулярною масою понад 40000 (неселективна протеїнурія).
Порушення реабсорбції гюкози проявляється глюкозурією (добова норма втрати глюкози з сечею – до
1. Ниркова глюкозурія виникає на фоні нормального вмісту глюкози в крові або як домінантна спадкова аномалія (дефіцит мембранних переносників, а також ферментів гексокінази і глюкозо-6-фосфатази, які забезпечують канальцеву реабсорбцію глюкози), або внаслідок набутого зниження активності цих ферментів при хронічних отруєннях сполуками свинцю, ртуті, урану. Експериментально її можна відтворити з допомогою флоридзину, який пригнічує фосфорилювання в клітинах канальців.
2. Позаниркова глюкозурія виникає на фоні гіперглікемії, яка перевищує нирковий поріг (9,4-10 ммоль/л). Найчастіше це спостерігається при цукровому діабеті.
Порушення реабсорбції неорганічного фосфату і кальцію носять спадковий характер.
Відомі синдроми:
1. Спадковий фосфатний нирковий діабет, який проявляється такою симптоматикою:
· фосфатурія
· гіпофосфатемія
· кальціурія
· рахіт (у дітей)
· остеомаляція (у дорослих)
· резистентність до вітаміну D
· підвищення чутливості канальців до паратгормону (псевдогіперпаратиреоїдизм).
2. Спадкова остеодистрофія, для якої характерні такі ознаки:
· гіпокальцемія
· гіперфосфатемія
· резистентність канальців до паратгормону через брак відповідних рецепторів (псевдогіпопаратиреоїдизм).
Порушення реабсорбції амінокислот спричиняють аміноацидурію – виділення з сечею вільних амінокислот (норма – 1,1 г/добу). Аміноацидурія буває ренального і екстраренального походження. Ренальна аміноацидурія розвивається на фоні нормального вмісту амінокислот у крові і пояснюється спадковим дефіцитом ферментів транспорту амінокислот або мембранних молекул-переносників (цистинурія, гліцинурія). Аміноацидурія екстраренального походження спостерігається у випадках підсиленого катаболізму білків (розпад пухлини, запалення), при фенілкетонурії, лейцинозі, цистинозі, оксалозі, гіпергліцинемії.
Комбіновані тубулопатії. При них спостерігаються поєднані порушення реабсорбції двох і більше компонентів ультрафільтрату. Найбільш відомим прикладом порушень такого типу є синдром Фанконі. В основі цього симптомокомплексу лежить генералізоване порушення функції ниркових канальців. Він включає:
· глюкозурію
· аміноацидурію
· фосфатурію
· гіперкальціурію
· гіпернатріурію
· протеїнурію
· проксимальний нирковий канальцевий ацидоз з бікарбонатурією
· рахіт, резистентний до вітаміну D.
Найхарактернішою ознакою синдрому є генералізована аміноацидурія без будь-якої вибірковості. З надлишком екскретуються всі амінокислоти.
Порушення секреції.
Прояви:
1. Канальцевий ацидоз, в основі якого лежить гальмування амоніо- і ацидогенезу і секреції Н-іонів, що утруднює реабсорбцію натрію і бікарбонатів і виведення кислот з сечею.
2. Гіперурикемія, що розвивається внаслідок порушення секреції сечової кислоти і приводить до подагри (ниркова форма). Дефект спадкується за домінантним типом.
Різні розлади ниркових функцій можуть закінчитися їх недостатністю, яка буває гострою і хронічною.
Гостра ниркова недостатність (ГНН)
Це клінічний синдром різної етіології, який характеризується значним і різким зниженням швидкості клубочкової фільтрації (ШКФ), в результаті чого нирки втрачають здатність підтримувати склад рідин організму. Нормальне значення ШКФ – 100-140 мл/хв. ГНН розвивається тоді, коли ШКВ знижується до 1-10 мл/хв.
За добу при нормальній дієті і нормальному метаболізмі в організмі утворюється така кількість осмотично активних речовин, що вони легко виводяться в об’ємі води 1,5-
Причини ГНН поділяються на три категорії – преренальні, ренальні і постренальні.
І. Преренальні:
1. Зменшення об’єму циркулюючої рідини – травматичний шок, крововтрата, опіки, блювота, діарея.
2. Розширення судин і збільшення судинної ємкості – сепсис, анафілаксія.
3. Серцева недостатність – інфаркт міокарда.
ІІ. Ренальні:
1. Ішемія нирок.
2. Нефротоксини – антибіотики, важкі метали, органічні розчинники, рентгенологічні контрастні речовини.
3. Внутрішньосудинний гемоліз еритроцитів.
4. Запалення – гострий гломерулонефрит.
5. Стани, зв’язані з вагітністю, – септичний аборт, еклампсія вагітних, післяродова кровотеча, розрив плаценти.
6. Реноваскулярні захворювання – тромбоз і емболія ниркової артерії, розшаровуюча аневризма аорти, двобічний тромбоз ниркових вен.
ІІІ. Постренальні:
1. Обструкція сечоводів – камені, згустки крові, пухлини.
2. Обструкція на рівні виходу з сечового міхура – гіпертрофія простати, карцинома.
Всі обставини, які приводять до преренальної гострої ниркової недостатності, мають характерну спільність – зменшення ниркової перфузії. Постренальні причини зменшення діурезу зводяться до перешкоди для відтоку сечі на будь-якому рівні сечового тракту. Олігурія можлива лише при двобічній обструкції сечоводів. Патофізіологічні механізми, що діють при ГНН ренального походження більш складні і різноманітні і не можуть бути зведені до єдиного універсального механізму.
Клінічний перебіг гострої ниркової недостатності
Клінічний перебіг гострої ниркової недостатності можна представити у вигляді чотирьох фаз:
1. Початкова фаза – період від початкового ураження нирок до розвитку олігурії. Вона триває від кількох годин (при ішемії) до тижня (після дії нефротоксину).
2. Олігурична фаза характеризується різким зниженням щвидкості клубочкової фільтрації. Її тривалість – від кількох днів до кількох тижнів (в середньому – два тижні). Хворі гинуть саме в цій фазі.
3. Діуретична фаза характеризується поступовим збільшенням об’єму сечі.
4. Фаза видужання – період, протягом якого повністю відновлюються ниркові функції, хоча у деяких хворих може зберегтися легке або помірне зменшення ШКФ.
Прогноз
ГНН супроводжується високим показником смертності (приблизно 40 %). Найвищу смертність дають ішемічна і травматична ГНН – 50-70 %, інші категорії – 10-35 %.
Хронічна ниркова недостатність (ХНН)
Хронічним ураженням нирок називають будь-яке постійне зниження ШКФ. Про недостатність говорять тоді, коли спостерігається значне порушення складу плазми. Симптоматика ХНН розвивається при ШКФ, рівній 25 % від норми (30 мл/хв).
Причини ХНН
1. Первинно-клубочкові захворювання – хронічний гломерулонефрит.
2. Первинно-канальцеве захворювання – хронічний пієлонефрит, туберкульоз
3. Судинні захворювання – гіпертонічна хвороба, тромбоз, емболія ниркових судин.
4. Дифузні захворювання сполучної тканини – склеродермія, вузликовий періартеріїт.
5. Хвороби обміну речовин – подагра, діабетичний гломерулосклероз.
6. Обструктивні нефропатії – сечокам’яна хвороба, гідронефроз.
7. Вроджені аномалії – полікістоз.
Незалежно від причини ниркової патології зниження ниркових функцій стається за рахунок двох механізмів:
1. Зменшення кількості функціонуючих нефронів (маси діючих нефронів). Початкові ознаки ХНН з’являються при зниженні маси діючих нефронів до 50-30 % вихідної кількості. Виражена клініка розвивається при зниженні маси діючих нефронів до 30-10 %. Дальше зниження маси діючих нефронів (нижче 10 %) приводить до термінальної стадії недостатності нирок – уремії. Людина може вижити, хоч і з трудом, маючи 40000 нефронів (2 % від норми).
2. Значне зниження швидкості фільтрації в кожному нефроні без зменшення їх числа.
Системні ураження при ХНН
1. Анемія – очевидно, найхарактерніша ознака ХНН. Основним фактором, який обумовлює її розвиток, вважається відсутність еритропоетину, який в нормі продукується юкстагломерулярним апаратом нирок. Із зменшенням ниркової маси знижується здатність до секреції еритропоетину, що приводить до зменшення еритропоезу в кістковому мозку. Інші фактори, що обумовлюють анемію при ХНН, включають підвищену ступінь гемолізу, який вкорочує тривалість життя еритроцитів. Уремія, крім того, пригнічує здатність кісткового мозку реагувати на еритропоетин, і тому навіть при достатній кількості його реакція кісткового мозку не буде адекватною. Нарешті, у хворих з ХНН кровотечі із шлунково-кишкового тракту – звичайна проблема. Безперервна втрата крові приводить до дефіциту заліза, що сприяє розвитку анемії.
2. Порушення згортання крові. У хворих з ХНН є якісний дефект функціонування тромбоцитів. Це проявляється у вигляді подовженого часу кровотечі. Дослідження уремічної сироватки дозволило з’ясувати, що функціонування тромбоцитів пригнічують гуанідинянтарна і оксифенілоцтова кислоти.
3. Серце пошкоджується внаслідок діастолічної гіпертензії. Поєднання гіпертензії, анемії, перевантаження рідиною і ацидозом сприяє розвитку серцевої недостатності. У половини хворих в термінальній стадії ХНН розвивається перикардит.
4. Ураження легень проявляється так званим уремічним пневмонітом, під яким розуміють застійні явища в судинах прикореневої зони з чистими легеневими полями.
5. Артеріальна гіпертензія спостерігається у 50 % хворих з термінальною стадією ХНН. Механізми її виникнення:
а) гіперпродукція реніну;
б) пригнічення утворення вазодилятаторних простагландинів і нейтральних ліпідів;
в) обмеження екскреції натрію;
г) збільшення об’єму позаклітинної рідини.
6. Уремічна енцефалопатія, яка проявляється спочатку безсонням, нездатністю до концентрації уваги, розсіяністю, а потім – втратою пам’яті, галюцинаціями, маренням, судомами.
7. Периферична нейропатія.
8. М’язова слабість.
9. Гастроінтестинальні порушення – анорексія, нудота, блювота. Часте явище – кровотечі із шлунково-кишкового тракту. Джерелом їх є поверхневі дрібні виразки, які повільно кровоточать. Масивні кровотечі бувають рідко.
10. Ниркова остеодистрофія. По мірі зниження ниркової маси зменшується екскреція фосфатів, що приводить до підвищення їх рівня у крові. Результатом цього буде утворення гідроксиапатиту і зниження рівня іонізованого кальцію, а це стимулює паращитовидні залози. Коли ШКФ падає нижче 25 % від норми, ознаки вторинного гіперпаратиреозу стають очевидними. Збільшується резорбція кісток і зменшується їх щільність. Крім того, при масі діючих нефронів, меншій від 25 %, сповільнюється перетворення 25-ОН-вітаміна D в більш активну форму – 1,25(ОН)2-вітамін D. Це спричиняє затримку всмоктування кальцію в шлунково-кишковому тракті.
Остеодистрофія, яка виникає на грунті приведених вище змін, включає такі порушення:
а) фіброзно-кістозний остеїт як результат вторинного гіперпаратиреозу; він проявляється субперіостальною резорбцією кістки;
б) остеомаляція – таке ураження кісток, при якому порушений процес мінералізації органічного кісткового матрикса; проявляється дифузними кістковими і м’язовими болями;
в) остеосклероз – збільшення щільності кісток;
г) остеопороз – зменшення кісткової маси і мікроструктурні пошкодження тканини, які підвищують ламкість кісток.
Ці кісткові зміни здатні справити руйнівну дію на організм хворих. У дітей можлива затримка росту, у дорослих – кісткові болі, переломи, компресія хребців, некроз головки стегнової кістки і деформація скелета. Може спостерігатися кальцифікація серединної оболонки артерій з ішемічним некрозом, кальцифікація м’яких тканин і шкіри з нестерпним свербінням, періартеріїт внаслідок преципітації оксиапатиту кальцію, кальцифікація кон’юнктиви.
Патогенез уремії
Уремія – термін, який використовується для опису термінальної фази ХНН. Більшість симптомів з’являються після падіння ШКФ нижче 20 мл/хв і стають добре вираженими при значеннях ШКФ нижче 10 мл/хв.
Патогенез уремічного синдрому давно став предметом інтенсивного вивчення. В його розвитку мають значення уремічні токсини. За 150 років були зроблені численні спроби ідентифікувати речовини, які акумулюються в термінальній фазі ниркової недостатності і досягають рівня, токсичного для життєво важливих функцій. Але успіху досягти не вдалося. На сьогодні окреслено невелику групу речовин, які можна розглядати як уремічні токсини. Всі вони являють собою відпрацьовані продукти азотистого обміну. Проте жоден із них не може відтворити повну симптоматику уремічного синдрому. Перелік цих токсинів подано нижче.
1. Сечовина.
2. Похідні гуанідину:
метилгуанідин
диметилгуанідин
гуанідинянтарна кислота
гуанідиноцтова кислота
креатин (метилгуанідиноцтова кислота)
креатинін – дефосфорильований креатин
3. Ароматичні сполуки:
феноли і оксифеноли
ароматичні аміни
індоли
4. Кон’юговані амінокислоти.
5. Низькомолекулярні пептиди.
6. У розвитку уремії має значення нагромадження пептидних гормонів – паратгормону, інсуліну, глюкагону, гастрину, вазопресину, АКТГ, соматотропного гормону, ангіотензину ІІ. Нирки катаболізують 25 % пептидних гормонів. Підвищення рівня їх у плазмі крові при ХНН відбувається частково через зниження їх ниркового катаболізму.
7. Деяку роль відіграє дефіцит сполук, які не синтезуються при уремії. Приклади – дефіцит еритропоетину і 1,25-диоксихолекальциферолу – 1,25-(ОН)2–D3.
Джерела інформації
1. Мартин К. Патофизиология острой почечной недостаточности // Почки и гомеостаз в норме и при патологии / Под ред. С.Клара. – М.: Медицина, 1987. – С. 342-360.
2. Гоффстен Ф., Клар С. Патофизиология хронической почечной недостаточности // Почки и гомеостаз в норме и при патологии / Под ред. С.Клара. – М.: Медицина, 1987. – С. 361-389.
3. Робсон А. Протеинурия и нефротический синдром // Почки и гомеостаз в норме и при патологии / Под ред. С.Клара. – М.Медицина, 1987. – С. 312-341.
4. Кон Р.М., Рот К.С. Ранняя диагностика болезней обмена веществ. – М.: Медицина, 1986. – 637 с.
5. Андерсон Р.Дж., Гросс П.А. Острая почечная недостаточность и токсическая нефропатия // Современная нефрология / Под ред. С.Клара, С.Г.Массри. – М.: Медицина, 1984. – С. 342-374.
6. Фридман Э.А., Лундин А.П. Уремия // Современная нефрология / Под ред. С.Клара, С.Г.Массри. – М.: Медицина, 1984. – С. 375-402.
7. Рябов С.И., Шостка Г.Д. Нефрогенная анемия // Состояние систем организма при заболеваниях почек. – Киев: Здоров’я, 1988. – С. 94-110.
8. Петров С.А. Хроническая почечная недостаточность // Нефрология в терапевтической практике / Под ред. А.С.Чижа. – Минск: Вышэйшая школа, 1988. – С. 352-369.
9. Острая почечная недостаточность / П.С.Серняк, А.Ф.Возианов, Н.В.Коваленко, Л.В.Логвиненко. – К.: Здоров’я, 1988. – 144 с.
ПОРУШЕННЯ ВОДНО-СОЛЬОВОЇ РІВНОВАГИ
1. Передмова
1.1. Розподіл води в організмі. Кількісний і якісний її склад
Вода є найважливішим компонентом внутрішнього середовища організму і складає приблизно 60 % від маси тіла, коливаючись від 45 % (у повних людей похилого віку) до 70 % (у молодих чоловіків). У жінок більше жиру, менше м’язів і загальна кількість води становить 50 %. Нормальні відхилення спостерігаються приблизно в межах 15 %. У дітей вміст води вище, ніж у дорослих. З віком зміст води поступово зменшується. Більша частина води (35-45 % маси тіла) знаходиться всередині клітин (інтрацелюлярна рідина). Позаклітинна рідина (екстрацелюлярна) складає 15-25 % від маси тіла і поділяється на внутрішньосудинну (5 %), міжклітинну (12-15 %) і трансцелюлярну (1-3 %).
Протягом доби в організм людини надходить з питвом близько 1,2 л води, з їжею – близько 1 л, крім того близько 300 мл води утворюється при окислюванні харчових речовин. При нормальному водяному балансі стільки ж води (близько 2,5 л) виділяється з організму: нирками (1-1,5 л), через випаровування шкірою (0,5-1 л) і легенями (близько 400 мл), а також з калом (50-200 мл).
Рідини знаходяться в постійному русі: рідина, що омиває клітини, доставляє організму поживні речовини і кисень і видаляє продукти метаболізму і вуглекислий газ. Клітинні мембрани вільно проникні для води, але не проникні для багатьох розчинених речовин, тому рух рідини між внутрішньоклітинним і позаклітинним просторами виникає за осмотичним градієнтом, що створюється осмотично активними речовини. За законом ізоосмомолярності вода переміщається через біологічні мембрани убік більш високої концентрації розчинених речовин. Розчинені речовини, вільно проникні для мембрани, не впливають на рух води. Наприклад, сечовина вільно переміщається через біологічні мембрани і тому в нормі не впливає на рух води. Обмін води між судинним руслом і тканинами здійснюється за механізмом Е.Старлінга: через стінки капілярів досить легко переміщається вода, електроліти, деякі органічні сполуки, але погано транспортуються білки. У здорової людини за добу з крові в тканину фільтрується до 20 л рідини, 17 л всмоктується назад у капіляри і близько 3 л відтікає з тканини по лімфатичних капілярах і через лімфатичну систему повертається в судинне русло. Натрій є основним катіоном позаклітинної рідини. Хлориди і бікарбонат являють собою аніонну електролітну групу позаклітинного простору. У клітинному просторі визначальним катіоном є калій, а аніонна група представлена фосфатами, сульфатами, білками, залишковими аніонами і бікарбонатом. Електроліти забезпечують 94-96 % осмолярності плазми, а натрій як основний іон позаклітинної рідини – 50 % осмотического тиску. Так як капілярна мембрана непроникна для протеїнів, то колоїдно-осмотичний тиск є основною рушійною силою, що переміщує за законами осмосу вільну воду й електроліти через капілярну мембрану. У цілому організм нестійкий до осмотичних градієнтів. Раптова зміна рідинної осмолярності в позаклітинному просторі веде до переміщення рідини через клітинну мембрану, внаслідок цього осмотичні градієнти вирівнюються.
Водно-електролітний обмін характеризується сталістю, що підтримується нервовими, ендокринними механізмами, а також осмотичними й електричними силами. Основним показником його є водний баланс. Найважливішою умовою сталості водних клітинних середовищ є їх ізотонічність. Величина катіонних зарядів повинна дорівнювати величині аніонних зарядів як усередині клітини, так і поза нею. Однак у біологічних об’єктів переважає внутрішньоклітинний потенціал. При цьому також зберігається різниця потенціалів як між клітиною і навколишнім середовищем, на рівні 80 мВ, так і між окремими елементами самої клітини (ядро, протоплазма і оболонка чи мембрана). Саме збереження різниці потенціалів є одним з основних властивостей клітини, що забезпечує можливість здійснення метаболічних процесів і її специфічної функції.
Аніони, що знаходяться усередині клітини, звичайно полівалентні, великі і не можуть вільно проникнути через клітинну мембрану. Єдиним катіоном, для якого клітинна мембрана проникна, є калій. Натрій є позаклітинним катіоном, що обумовлено низькою здатністю проникати через клітинну мембрану і наявністю особливого механізму витиснення його з клітини за допомогою натрієвого насоса. Аніон хлору також є позаклітинним компонентом, але його здатність проникати через клітинну мембрану відносно висока. Але клітина має досить постійний склад фіксованих клітинних аніонів, які створює у ній перевагу негативного потенціалу, що витісняє хлориди. Енергія натрієвого насоса, який є специфічною властивістю клітинної мембрани, забезпечується АТФ і спрямована на виштовхування натрію з клітини. Ця ж енергія сприяє руху калію в середину клітини.
2.0. Механізми підтримання позаклітинного об’єму рідини і позаклітинного іонного складу, їх порушення
Сталість об’єму та осмолярності позаклітинної рідини підтримується регуляторними механізмами, головним эффекторним органом яких є нирки. Підвищення осмолярності плазми крові внаслідок втрати чистої води є специфічним подразником осморецепторів, закладених у передньому гіпоталамусі. У результаті з’являється почуття спраги. Спрага – це один з головних і найбільш суттєвих ознак дефіциту води. Наявність спраги вказує, що об’єм води в позаклітинному просторі зменшений щодо вмісту в ньому солей. Подразнення осморецепторів гіпоталамічної ділянки (при підвищенні осмолярності крові), а також волюмрецепторів лівого передсердя (при зменшенні об’єму крові) підсилює секрецію вазопресину (АДГ) супраоптичними і паравентрикулярними ядрами гіпоталамуса. Вазопресин підсилює реабсорбцію води в дистальних канальцах нефрона через активацію V2 рецепторів епітелію та утворення цАМФ, що підвищує проникність їх для води. Стимулюючий ефект АДГ визначається пермісивною дією АКТГ аденогіпофіза. Це веде до зменшення діурезу, збільшення об’єму циркулюючої крові. Крім того, АДГ звужує артеріоли і підвищує артеріальний тиск.
Секреція АДГ може також стимулюватися і не осмотичними факторами, з яких найбільш важливий – зниження судинного об’єму крові. Стимуляція АДГ при цьому виникає внаслідок впливу на рецептори низького тиску (локалізовані в передсердях), так і на рецептори високого тиску (локалізовані в каротидному синусі). Парасимпатичний ланцюжок зв’язує ці рецептори об’єму з нейрогіпофізом. При цьому зниження інтраваскулярного об’єму крові стимулює так званий центральний механізм вивільнення АДГ. Додатковими неосмотичними факторами стимуляції АДГ є також больовий синдром, емоційний стрес, бета-адренергична стимуляція. Деякі лікарські засоби можуть стимулювати (нікотинова кислота, наркотики, вінкристин, циклофосфамід) чи інгібувати (етанол, наркотичні анальгетики) секрецію АДГ.
Подразнення рецепторів привідної артерії нирок (при зменшенні ниркового кровотоку, крововтраті) і натрієвих рецепторів щільної плями юкстагломерулярного апарату (при дефіциті натрію) підсилює синтез і звільнення реніну. Під впливом реніну з ангіотензиногену плазми крові утворюється ангіотензин І. Ця речовина ще не має біологічної активності. При проходженні через капіляри легень з ангіотензину І під дією конвертуючого ферменту ендотеліальних клітин утворюється ангіотензин ІІ. Надалі під впливом ангіотензиназ відбувається утворення ангіотензину ІІІ. Ангіотензин ІІ проявляє два ефекти: 1) викликає скорочення гладких м’язів артеріол, в результаті чого відбувається їх звуження і підвищується артеріальний тиск; 2) діючи на клубочкову зону кори наднирників, він активує секрецію альдостерону. Ангіотензин ІІІ володіє тільки однією дією – збільшує секрецію альдостерону.
Основні функціональні ефекти альдостерону пов’язані з його впливом на нирки. Діючи на дистальні звиті канальці нефронів, альдостерон викликає: 1) збільшення реабсорбції Na+; 2) збільшення секреції К+; 3) збільшення секреції Н+ (підсилює ацидогенез).
Антидіуретичним і антинатрійуричним механізмам протистоять діуретичні і натрійуричні. Головними факторами їх є реномедулярні простагландини та атріальний натрійуричний фактор (АНФ, атріопептид). АНФ синтезується в клітинах лівого передсердя. Він підвищує діурез і натрійурез, розслаблює гладкі м’язові волокна судин і знижує артеріальний тиск. Вміст АНФ у лівому передсерді і секреція його в кров збільшується після надлишкового споживання води і солей, внаслідок розтягнення передсердь, підвищення артеріального тиску, а також стимуляції альфа-адренорецепторів і рецепторів вазопресину. Ці механізми функціонують постійно і забезпечують відновлення водно-електролітного балансу після крововтрати, зневоднення, у випадку надлишку води в організмі, а також зміни осмотичної концентрації позаклітинної рідини.
При патологічних станах може порушуватися інтеграція механізмів регуляції водного балансу. Наприклад, при серцевій недостатності, цирозі печінки, нефротичному синдромі зберігається тенденція до затримки води і натрію, незважаючи на значне збільшення як об’єму позаклітинної рідини, так і загального вмісту натрію і води. В інших ситуаціях порушуються механізми збереження води і натрію, тому відбувається їх втрата.
3.0. Порушення водно-електролітного балансу
3.1. Втрата води організмом (дегідратація)
Порушення водно-сольового обміну поділяють на зневоднення (дегідратацію) і затримку води в організмі (гіпергідратацію). Залежно від зміни осмотичної концентрації (співвідношення води та електролітів) дегідратацію і гіпергідратацію поділяють на ізоосмолярну, гіпоосмолярну і гіперосмолярну.
Ізоосмолярна дегідратація розвивається при еквівалентній втраті води та електролітів. Це спостерігається при поліурії, кишковому токсикозі, гострій крововтраті, блювоті, поносі. При цьому зменшення кількості тканинної рідини йде переважно за рахунок позаклітинної.
Гіпоосмолярна дегідратація характеризується зменшенням осмотичного тиску позаклітинної рідини і спостерігається у випадку переважної втрати солей. Вона розвивається при втраті секретів шлунка і кишок (понос, блювота), підвищеному потовиділенні, якщо втрата води відновлюється питтям без солі. При цьому зниження осмотичного тиску в позаклітинному середовищі приводить до переходу води в клітини, внаслідок чого підсилюється гіповолемія, згущення крові і порушення кровообігу, знижується фільтраційна здатність нирок, розвивається дегідратація клітин (зокрема нервових) і порушення їх функції.
Зневоднення і втрата електролітів приводить до порушення кислотно-основної рівноваги. Так, зневоднення з втратою хлоридів та іонів Н+ шлункового соку призводить до алкалозу. Зниження панкреатичного і кишкового соків, що містять більше натрію і гідрокарбонатів, веде до ацидозу.
Гіперосмолярна дегідратація розвивається при втраті води, внаслідок чого збільшується осмотичний тиск позаклітинної рідини. Це спостерігається в тих випадках, коли втрата води перевищує втрату електролітів (насамперед, натрію), наприклад, при гіпервентиляції, профузному потовиділенні, втраті слини, а також при поносі, блювоті, поліурії, коли поповнення втраченої води недостатнє. При цьому настає зменшення об’єму позаклітинної рідини і зростання її осмотичності. Збільшення осмотичного тиску позаклітинної рідини веде до переміщення води з клітин. Зневоднення клітин викликає болісне відчуття спраги, посилення розпаду білків, підвищення температури, а іноді – затьмарення свідомості, кому. Збільшення осмотичного тиску міжклітинної рідини веде до внутрішньоклітинного зневоднення і збільшення внутрішньоклітинної концентрації електролітів, що в свою чергу приводить до порушення гідратних оболонок білкових молекул. При цьому зменшується розчинність білків, вони осаджуються, що виявляється порушенням їх функцій. Зменшення води в клітинах призводить до зменшення їх об’єму і до зменшення активності поверхні клітинних мембран. У результаті цього порушуються функції, пов’язані із плазматичною мембраною – міжклітинних взаємодій, сприйняття регуляторних сигналів, міграції та ін.
Серед загальних порушень на рівні організму внутрішньоклітинне зневоднення проявляється розладами функції нейронів ЦНС. Це проявляється розвитком нестерпної спраги, затьмаренням свідомості, галюцинаціями, порушеннями ритму дихання. Зневоднення ендотеліальних клітин веде до збільшення проміжків між ними, збільшення проникності стінки судин. Це може бути причиною виходу з капілярів у тканини білків плазми крові та її формених елементів – розвиваються геморагії.
Підвищене виведення води з організму спостерігається при нецукровому діабеті. Основним фактором патогенезу нецукрового діабету є зменшення продукції вазопресину. Причиною нецукрового діабету можуть бути пухлини, запальний процес, саркоїдоз чи травма, що пошкоджують нейрогіпофіз, ніжку гіпофіза чи ядра гіпоталамуса.
Друга форма хвороби – первинна полідипсія психогенного походження, що супроводжується вторинною поліурією.
Третьою формою хвороби є нефрогенний нецукровий діабет, в основі якого лежить зниження чутливості нирок до вазопресину. При цьому відмічається зниження продукції в епітелії канальців цамф і зниження проникності дистальної частини канальця нефрона для води.
Зменшення вмісту води в рідкій частині крові веде до ангідремії, гіповолемії і зниження об’єму циркулюючої крові. Крайнім проявом позаклітинного зневоднення є розвиток ангідремічного шоку. Основне значення в його розвитку мають: 1) гіповолемія (зменшення об’єму циркулюючої крові). Вона є причиною порушення загальної гемодинаміки. При цьому зменшується хвилинний об’єм крові та артеріальний тиск, що веде до розвитку циркуляторної гіпоксії і метаболічного ацидозу. У результаті гемодинамічних порушень розвивається гостра ниркова недостатність: зменшується фільтраційний тиск, розвиваються оліго- та анурія, гіперазотемія та уремія; 2) гемоконцентрація (згущення крові, збільшення її в’язкості). Викликає насамперед порушення мікроциркуляції, сповільнюється кровотік у капілярах, розвивається сладж-синдром, істинний капілярний стаз. Наслідком таких розладів є розвиток гіпоксії та ацидозу. Гіпоксія, ацидоз і інтоксикація є основними факторами, що порушують функції ЦНС і інших життєвоважливих органів і приводять до смерті. Ознаки тяжкої ангідремії і смерть виникають у дорослих після втрати 1/3, у дітей – 1/5 обєму позаклітинної рідини.
У захисно-компенсаторних реакціях організму при зневодненні беруть участь функціональні ефекти симпатоадреналової системи, зокрема: 1) активація ренін-ангіотензинової системи. Цей ефект пов’язаний з безпосередньою дією катехоламінів на бета-адренорецептори юкстагломерулярного апарату нирок і опосередкованим впливом на ЮГА внаслідок спазму привідних артеріол; 2) внутрішньонирковий перерозподіл кровотоку. При активації симпатоадреналової системи відбувається спазм судин кортикальних нефронів. Внаслідок цього основна частина крові йде через юкстамедулярні нефрони, де площа реабсорбції води та іонів натрію, а також інтенсивність цього процесу значно більші, ніж у кортикальних нефронах. Такий перерозподіл кровотоку в нирках веде до значного збільшення реабсорбції натрію і води та сприяє їх збереженню в організмі; 3) спазм артеріол периферичних тканин. При цьому зменшується фільтрація води з капілярів у тканини, що сприяє збереженню загального об’єму крові в організмі; 4) зменшення потовиділення. Ця реакція спрямована на зменшення втрати води і солей організмом.
При позаклітинному зневодненні розвиваються наступні захисно-компенсаторні реакції:
1. Відбувається перехід рідини з інтерстиціального сектора в судини. Це зв’язано з тим, що в умовах зневоднення зменшується гідростатичний тиск крові в капілярах, з одного боку, і збільшується онкотичний тиск крові внаслідок її згущення (гемоконцентрація), з іншого.
2. Зменшення об’єму циркулюючої крові, пов’язане із зневодненням, веде до порушення волюморецепторів і збільшення секреції антидіуретичного гормону. Останній збільшує реабсорбцію води в нирках, обмежуючи її втрату організмом.
3. Зменшення об’єму циркулюючої крові викликає активацію ренін-ангіотензивної системи і збільшення секреції альдостерону корою наднирників. Це веде до збільшення реабсорбції іонів натрію в нирках і до нормалізації осмотичного тиску позаклітинної рідини.
4. У результаті зменшення артеріального тиску збуджуються барорецептори, що приводить до активації симпатоадреналової системи.
5. Зневоднення викликає через центральні і периферичні механізми почуття спраги. У результаті формуються поведінкові реакції, спрямовані на пошук води і поповнення втраченої рідини.
3.2. Надлишкове нагромадження води в організмі
Позаклітинна гіпергідратація – це збільшення об’єму рідини в позаклітинному секторі організму. Вона є результатом позитивного водного балансу.
Причинами позаклітинної гіпергідратації можуть бути:
1. Надлишкове надходження води в організм: а) пиття солоної води, яка не вгамовує спрагу; б) внутрішньовенне введення великої кількості рідини хворим.
2. Затримка води в організмі внаслідок порушення її виділення нирками: а) ниркова недостатність; б) порушення регуляції нирок (первинний і вторинний гіперальдостеронізм, гіперпродукція антидіуретичного гормону).
При ізоосмолярній гіпергідратації осмотичний тиск позаклітинної рідини не змінюється. Цей вид порушень може спостерігатися протягом деякого часу після введення надлишкової кількості ізотонічного розчину.
Гіпоосмолярна гіпергідратація (водне отруєння) характеризується зменшенням осмотичного тиску позаклітинної рідини. Цей вид гіпергідратації в експерименті на тваринах моделюють повторними введеннями води в шлунок на фоні введення вазопресину чи альдостерону, видаленням наднирників. У клініці водне отруєння можливе при рефлекторній анурії, а також у другій стадії гострої ниркової недостатності.
Гіперосмолярна гіпергідратація характеризується збільшенням осмотичного тиску позаклітинної рідини і може розвиватися при вживанні для пиття солоної морської води.
При позаклітинній гіпергідратації розвиваються наступні захисно-компенсаторні реакції:
1. Позаклітинна гіпергідратація супроводжується збільшенням об’єму циркулюючої крові. Це веде до механічного розтягнення клітин передсердь, які у відповідь звільнюють у кров передсердний натрійуричний гормон. Останній збільшує натрійурез і діурез, в результаті чого зменшується об’єм циркулюючої крові.
2. Збільшення об’єму циркулюючої крові є причиною зменшення імпульсації від волюморецепторів, у результаті чого зменшується секреція антидіуретичного гормону і зростає діурез.
Надлишкова кількість рідини звичайно не затримується в крові, а переходить у тканини, насамперед у позаклітинне середовище, що приводить до розвитку прихованих і наявних набряків.
Набряки – це надлишкове нагромадження рідини в тканинах організму і серозних порожнинах.
Розрізняють загальні і місцеві набряки. Загальні набряки є проявом позаклітинної гіпергідратації, місцеві – повязані з порушенням балансу рідини в обмеженій ділянці чи тканині органа.
Залежно від механізмів розвитку набряки можуть бути: 1) гідростатичними; 2) онкотичними; 3) мембраногенними; 4) лімфогенними; 5) внаслідок порушення нейро-ендокринної регуляції.
Гідростатичні набряки можуть бути обумовлені наступними механізмами: 1) збільшенням об’єму крові (гіперволемічні набряки); 2) збільшенням венозного тиску (застійні набряки); 3) первинним порушенням мікроциркуляції – розширенням артеріол і спазмом венул (мікроциркуляторні набряки). Гіперволемічні набряки при позаклітинній гіпергідратації і набряки, пов’язані із затримкою в організмі іонів натрію, наприклад, при серцевій недостатності, вторинному альдостеронізмі.
Застійні набряки виникають при порушенні відтоку крові по венозних судинах, підвищенні венозного тиску і фільтраційного тиску в капілярах. Найбільш частою причиною підвищення венозного тиску в умовах патології є вади серцевих клапанів, що ведуть до недостатності серця і застою крові у венах. Венозний тиск підвищується також при стисненні чи закупорці (тромбоз) вен, порушенні їх клапанного апарату, при тривалому стоянні. У деяких випадках фільтраційний тиск у капілярах може підвищуватися без істотних змін венозного тиску. Це спостерігається при порушенні мікроциркуляції: розширенні артеріол і звуженні венул. Такі порушення нерідко виникають під впливом гуморальних факторів, що регулюють просвіт артеріол і тонус прекапілярних сфінктерів (біогенні аміни, продукти метаболізму та ін.). Розширення артеріол з наступним збільшенням об’єму міжтканинної рідини може спостерігатися також у нормальних умовах, наприклад, у працюючому м’язі. Підвищення фільтраційного тиску може бути обумовлене також різко негативним тиском у міжклітинному просторі. Так, при опіку негативний тиск міжклітинної рідини може збільшуватися внаслідок випаровування води з поверхні і зміни колоїдів, що спричинює утворення розтискних сил. Цей механізм вважають головним у патогенезі набряку при опіку шкіри.
Онкотичні набряки закономірно розвиваються при зменшенні вмісту в плазмі крові білків (альбумінів) і зниженні градієнта осмотичного тиску між кров’ю і міжклітинною рідиною. Вони виникають передусім при гіпопротеїнемії (протеїнурія, голодування, цироз печінки) внаслідок зменшення онкотичного тиску крові, а також при нагромадженні осмотично активних речовин (Na+, білків, продуктів метаболізму) у міжклітинному просторі. Набряк підсилюється при підвищенні онкотичного тиску в міжклітинній рідині, що у свою чергу підсилює фільтрацію. Онкотичний тиск міжтканинної рідини підвищується також при блокаді лімфовідтоку. Гідрофільність тканинних колоїдів залежить також від концентрації Н+. При зрушенні рН у кислу сторону відбувається набрякання паренхіматозних елементів і дегідратація сполучної тканини. При зсуві рН у лужну сторону сполучна тканина гідратується.
Мембраногенні набряки виникають внаслідок підвищення проникності стінки судин. В організмі гідростатичний, онкотичний та осмотичний тиск можуть виявляти свою дію лише при певному стані проникності судин. Підвищення проникності супроводжується виходом білків із крові в інтерстиціальне середовище, зниженням онкотичного тиску плазми крові і підвищенням його в міжклітинному просторі. Тому підвищення проникності капілярів є передумовою розвитку набряку. Цей механізм є провідним у розвитку алергічних, запальних, токсичних набряків.
Лимфогенні набряки виникають внаслідок порушень лімфоутворення і лімфовідтоку. При цьому порушується виведення з лімфою білків, які в нормі фільтруються в тканину, і збільшується тканинний онкотичний тиск. Серед причин розвитку лімфогенних набряків слід виділити стиснення лімфатичних судин рубцьовою тканиною; збільшення центрального венозного тиску (недостатність серця), що перешкоджає притоку лімфи в систему кровообігу. Установлено, що венозний застій, який супроводжується підвищенням тиску у верхній порожнистій вені (так само як і місцевий венозний застій, наприклад, при тромбофлебіті), викликає рефлекторний спазм лімфатичних судин. Крім того, міжтканинна рідина, що нагромадилася при набряках, стискує лімфатичні судини.
Затримка води, пов’язана з порушенням регуляції водно-електролітного обміну, спостерігається при гіпофункції щитовидної залози (мікседема), збільшенні продукції вазопресину, інсуліну, який підвищує гідрофільність тканинних колоїдів, при первинному, а також вторинному гіперальдостеронізмі (наприклад, при недостатності серця, нефротичному синдромі, цирозі печінки та ін.). Гормональні фактори в регуляції порушень водно-електролітного обміну виступають у тісному зв’язку з нейрогенними. Цей взаємозв’язок чітко видний у гіпофізарно-адреналовому механізмі, який відіграє важливу роль у розвитку серцевих та інших видів набряку.
У патогенезі набряків розрізняють дві стадії. Перша стадія – нагромадження зв’язаної води. Набрякова рідина зв’язується з тканинними колоїдами і накопичується в основному в желеподібних структурах (колагенові волокна, основна речовина сполучної тканини). При цьому клінічні ознаки набряку незначні – трохи збільшується тургор тканини.
Друга стадія – нагромадження вільної води. Коли маса зв’язаної води збільшується приблизно на 30 %, а гідростатичний тиск у тканині досягає атмосферного, починає накопичуватися вільна незв’язана вода. Тоді з’являються виражені ознаки набряку: вільна вода переміщається відповідно до сили гравітації, з’являється симптом “ямки” при натисненні на тканину.
Основною причиною внутрішньоклітинної гіпергідрії є зменшення осмотичного тиску позаклітинної рідини, яке пов’язане з розвитком гіпонатріємії. У цих умовах вода за законами осмосу спрямовується з міжклітинного простору в клітини – з’являються ознаки генералізованого набряку клітин.
Клінічно виникають явища водяного отруєння, серед яких на перший план виступає набряк мозку, що проявляється сильним головним болем, нудотою, блювотою, судорогами.
Серед механізмів набряку клітин основне значення мають:
1) розпад внутрішньоклітинних структур, білків, в результаті чого звільнюються пов’язані з ними катіони (в основному іони К+) і збільшується внутрішньоклітинний осмотичний та онкотичний тиск;
2) порушення проникності клітинної мембрани, внаслідок чого іони натрію і хлору надходять у клітину і збільшують осмотичний тиск цитоплазми;
3) порушення функціонування натрій-калієвих насосів, що приводить до нагромадження іонів натрію в клітині.
Набряк клітини підсилює процеси її пошкодження. Це пов’язано з тим, що: а) збільшується проникність клітинних мембран наслідок їх осмотичного розтягнення; б) можливе явище електричного “пробою” плазматичної мембрани збудливих клітин; в) відбувається механічний розрив мембран при їх розтягненні.
Залежно від причин і механізмів виникнення розрізняють набряк серцевий, нирковий, печінковий, кахектичний, запальний, токсичний, алергічний, лімфогенний, нейрогенний, ендокринний та ін.
Серцевий, чи застійний, набряк виникає переважно при венозному застої і підвищенні венозного тиску, що супроводжується підвищенням фільтрації плазми крові в капілярних судинах. Гіпоксія, що розвивається при застої крові, приводить до порушення проникності стінки судин. Велике значення у виникненні серцевих набряків при недостатності кровообігу належить також рефлекторному ренін-адреналовому механізму затримки води.
Нирковий набряк. У патогенезі набряку при гломерулонефриті первинне значення надають зменшенню клубочковій фільтрації, яке веде до затримки води в організмі. При цьому також підвищується реабсорбція натрію в канальцях нефронів, у чому відома роль належить вторинному альдостеронізму, а також підвищенню проникності судин. При наявності нефротичного синдрому на перший план виступає фактор гіпопротеїнемії (внаслідок протеїнурії), який поєднується з гіповолемією і стимуляцією продукції альдостерону.
У розвитку печінкового набряку при ушкодженні печінки важливу роль відіграє гіпопротеїнемія, внаслідок порушення синтезу білків у печінці. Важливе значення при цьому має підвищення продукції або порушення інактивації альдостерону. У розвитку асциту при цирозі печінки вирішальна роль належить утрудненню печінкового кровообігу і підвищенню гідростатичного тиску в системі ворітної вени.
Кахектичний набряк розвивається при аліментарній дистрофії (голодуванні), гіпотрофії в дітей, злоякісних пухлинах та інших виснажуючих захворюваннях. Найважливішим фактором його патогенезу є гіпопротеїнемія, обумовлена порушенням синтезу білків, підвищенням проникності стінки капілярів і нагромадженням продуктів розпаду тканин.
У патогенезі запального і токсичного набряку (при дії хімічних сполук, укусі бджіл та інших комах) першорядну роль відіграє порушення мікроциркуляції у вогнищі ураження і підвищення проникності стінки капілярних судин. У розвитку цих порушень важлива роль належить звільненим вазоактивним медіаторам: біогенним амінам (гістамін, серотонін), простагландинам, лейкотрієнам, кінінам.
Алергічний набряк виникає у зв’язку з розвитком алергічних реакцій (кропивниця, ураження суглобів і ін.). Механізм розвитку алергічного набряку багато в чому подібний до патогенезу запального і нейрогенного набряку. Порушення мікроциркуляції і проникності стінки капілярів належить, поряд із звільненим при цьому біологічно активним речовинам, імунним комплексам.
Нейрогенний набряк розвивається в результаті порушення нервової регуляції водного обміну, трофіки тканин і судин. Сюди відноситься набряк кінцівок при геміплегії і сирингомієлії, набряк обличчя при невралгії трійчастого нерва і набряк Квінке. У походженні нейрогенних набряків важливу роль відіграє підвищення проникності стінки судин і порушення обміну в уражених тканинах.
Мікседематозні набряки – це особливий варіант набряків, в основі яких лежить збільшення гідрофільних тканинних колоїдів. При цьому в тканинах зростає кількість зв’язаної води. Мікседематозні (“слизові”) набряки характерні для гіпофункції щитовидної залози.
Наслідки набряку залежать від його ступеня. Значне нагромадження рідини викликає стиснення тканин, порушення їх функцій. Скупчення рідини в порожнинах тіла порушує функцію сусідніх органів. Так, водянка в плевральній порожнині утруднює дихання, а нагромадження трансудату в перикарді порушує діяльність серця.
Джерела інформації
1. Патологічна фізіологія / Під ред. М.Н.Зайка . Ю.В.Биця. – К.: Медицина, 2008. – С. 373-384.
2. Патологическая физиология / Под ред. А.Д.Адо, М.А.Адо, В.И.Пыцкого, Г.В.Порядина, Ю.А.Владимирова. – М.: Триада-Х, 2001. – С. 238-255.
3. Атаман А.В. Патологическая физиология в вопросах и ответах. – К.: Вища школа, 2000. – С. 232-245.
