Вода — важный компонент организма. У новорожденных она составляет 75—80 % массы тела, у взрослых мужчин (с массой тела 70 кг) — 60 %, у женщин — 40 %. Около 33 % (25 л) всего количества воды приходится на долю внутриклеточной жидкости, 26 % составляет внеклеточная жид-кость, которая, в свою очередь, состоит из воды плазмы (4,5% —3 л), интерстициальной жидкости (12 % — 8,5 л) воды соединительной ткани (4,5% —Зл) и костей (4,5 % —Зл), а также трансцеллюлярной жидкости (камерная влага глаз, цереброспинальная жидкость, железы внутренней секреции)— 1,5%, или 1 л (рис. 9.1). По мере старения общее количество воды в организме уменьшается до 50 % от массы тела у мужчин и 42—44 % — у женщин, при этом уменьшается главным образом количество внутриклеточной воды.
Жидкости находятся в постоянном движении: жидкость, омывающая клетки, доставляет организму питательные вещества и кислород и удаляет продукты метаболизма и углекислый газ.
Клеточные мембраны свободно проницаемы для воды, но не проницаемы для многих растворенных веществ, поэтому движение жидкости между внутриклеточным и внеклеточным пространствами возникает по осмотическому градиенту, который создают осмотически активные вещества (эффективные осмоли). По закону изоосмоляльности вода перемещается через биологические мембраны в сторону более высокой концентрации растворенных веществ. Растворенные вещества, свободно проницаемые для мембраны (неэффективные осмоли), не влияют на движение воды. Например, мочевина свободно перемещается через биологические мембраны и поэтому в норме не влияет на эффективное осмотическое давление. Обмен воды между сосудистым руслом и тканями осуществляется по известному механизму Э. Стерлинга (рис. 9.2): через стенки капилляров достаточно легко перемещаются вода, электролиты, некоторые органические соединения, но труднее транспортируются белки. Концентрация белка в плазме крови — 60—80 г/л, а в тканевой жидкости колеблется от 10 до 30 г/л. При этом величина онкотического давления в крови — 25—28, а в интерстициальном пространстве — около 5 мм рт.ст. Разность этих давлений (19—22 мм рт.ст.) называется эффективной онкотической всасывающей силой (ЭОВС), которая «тянет» воду в капилляры из интерстициального пространства. Гидростатическое давление крови в капиллярах неодинаковое и колеблется от 30—32 мм рт.ст. в артериальном конце капилляра до 8—10 мм — в венозном конце. Величина давления тканевой жидкости отрицательная (на 6—7 мм рт.ст. ниже величины атмосферного давления) и обладает присасывающим эффектом. Разность между гидростатическим давлением крови и гидростатическим давлением интерстициальнои жидкости называется эффективным гидростатическим давлением (ЭГД), последнее колеблется от 36—38 мм рт.ст. в артериальном конце капилляра до 14—16 мм рт.ст. в венозном конце.
В тех капиллярах, где ЭГД выше ЭОВС, происходит фильтрация жидкости из сосудов в интерстициальное пространство, а в тех капиллярах, где ЭГД меньше ЭОВС, — резорбция (всасывание) жидкости из ткани в сосудистое русло. Один и тот же капилляр в зависимости от интенсивности кровообращения (покой или нагрузка) может либо фильтровать жидкость, либо ее всасывать. У здорового человека за сутки из крови в ткань фильтруется до 20 л жидкости, 17 л всасывается обратно в капилляры и около 3 л оттекает из ткани по лимфатическим капиллярам и через лимфатическую систему возвращается в сосудистое русло.
9.4.1. Основы регуляции водного баланса
У здорового человека потребление воды контролируется механизмом жажды, экскреция воды регулируется почками при влиянии антидиуретического гормона (АДГ, или вазопрессин), который корректирует объем реабсорбции воды, способствуя минимальным колебаниям водного баланса и поддерживая постоянство осмоляльности биологической жидкости.
Высвобождение АДГ и его последующее действие на орган-мишень — почки — главный механизм, поддерживающий водный баланс. АДГ синтезируется в супраоптических и паравентрикулярных ядрах гипоталамуса, затем транспортируется к нейрогипофизу. Увеличение концентрации растворенных веществ (эффективных осмолей) менее чем на 1—2%, вызывающее увеличение осмоляльности плазмы, стимулирует секрецию АДГ из нейрогипофиза путем влияния на осморецепторные клетки, локализованные близко к гипоталамическому ядру. Неэффективные осмоли (мочевина или этанол) не влияют на высвобождение АДГ. Секреция АДГ оптимальна, если осмоляльность плазмы превышает 295 мос-моль/кг Н2О. Этот механизм способствует максимальному сохранению воды и предохраняет организм от уменьшения или увеличения общего содержания воды.
Секреция АДГ может также стимулироваться и не осмотическими факторами, из которых наиболее важен — низкий «эффективный» сосудистый объем («эффективное» наполнение артериального русла). Стимуляция АДГ при этом возникает вследствие влияния как на рецепторы низкого давления (локализованные в предсердиях), так и на рецепторы высокого давления (локализованные в каротидном синусе). Парасимпатическая цепочка связывает эти рецепторы объема с нейрогипофизом, при этом снижение интраваскулярного объема стимулирует так называемый центральный механизм высвобождения АДГ.
Неосмотическая стимуляция высвобождения АДГ может быть достаточно интенсивной и способной блокировать ингибирующий эффект (на высвобождение АДГ) гипоосмоляльности внеклеточной жидкости, т.е. поддержание эффективного артериального объема крови может иметь существенное значение в стабилизации осмоляльности биологических жидкостей. Задержка воды — эффективный механизм для некоторого увеличения объема внеклеточной жидкости в условиях дефицита «эффективного» наполнения сосудистого русла, но она недостаточна эффективна для задержки натрия.
Дополнительными неосмотическими факторами, стимулирующими АДГ, являются также болевой синдром, эмоциональный стресс, р-адре-нергическая стимуляция. Ингибиция секреции АДГ наблюдается при а-адренергической стимуляции. Некоторые лекарственные средства могут стимулировать (никотиновая кислота, наркотики, винкристин, цикло-фосфамид) или ингибировать (этанол, наркотические анальгетики) секрецию АДГ
Помимо адекватной циркуляции АДГ в крови, важная роль в поддержании водного баланса принадлежит состоянию концентрационной способности почек. Высокая осмоляльность плазмы способствует максимальной секреции АДГ и выделению концентрированной мочи (1000—1200 мосмоль/кгН2О). Снижение осмоляльности плазмы ингиби-рует высвобождение АДГ и обусловливает выделение мочи низкой осмоляльности
При патологических состояниях интеграция механизмов, регулирующих водный баланс, нарушается. Например, если здоровому человеку ввести изотонический раствор хлорида натрия (внутривенно), объем внеклеточной жидкости увеличивается, при этом нарастает экскреция натрия и воды почками и объем внеклеточной жидкости восстанавливается.
При некоторых заболеваниях (главным образом при сердечной недостаточности, циррозе печени, нефротическом синдроме) сохраняется тенденция к стабилизации отеков и задержке натрия, несмотря на значительное увеличение как объема внеклеточной жидкости, так и общего содержания натрия и воды.
В других ситуациях нарушаются механизмы, способствующие сохранению воды и натрия, поэтому наблюдается их потеря.
Механизмы этих расстройств не полностью выяснены. В данном разделе анализируются некоторые положения, привлекающие внимание в последние годы.
9.4.2. Формы нарушения водного баланса
Различают две основные формы нарушения водного баланса:
• увеличение объема внеклеточной жидкости (гиперволемиия).
• уменьшение объема внеклеточной жидкости (гиповолемия).
Понятие «гиперволемия» — увеличение воды в определенных пространствах — следует отличать от понятия «гипергидратация».
Гипергидратация — увеличение общего содержания воды в организме.
Понятие «гиповолемия» — уменьшение содержания воды в определенных пространствах (следует отличать от понятия «дегидратация»).
Дегидратация — уменьшение общего содержания воды в организме.
Гиперволемия — увеличение объема внеклеточной жидкости (интер-стициальнойи внутрисосудистой), как правило, сопровождающееся развитием отеков.
Отеки — избыточное накопление жидкости в интерстициальном пространстве. При отдельных патологических состояниях (варианты гипо-протеинемии) гиперволемия характеризуется преимущественным увеличением интерстициальной жидкости.
Выделяются две группы причин, ведущих к развитию гиперволемии:
• патологические состояния, сопровождающиеся задержкой натрия, — сердечная недостаточность, заболевания почек, цирроз печени, избыток минералокортикоидов, применение лекарств (кортикостероиды, нестероидные противовоспалительные препараты);
• гипопротеинемия — болезни печени, нефротический синдром.
Пусковым механизмом развития отеков являетря изменение сил Старлинга в капиллярах, которые регулируют переход жидкости из сосудистого русла в окружающий интерстиций. Если изменение сил Старлинга охватывает всю систему капиллярного русла, развиваются генерализованные отеки.
Развитие отеков происходит в результате увеличения выхода жидкости плазмы в интерстициальное пространство или вследствие падения всасывания интерстициальной жидкости в интраваскулярную область.
Усиленный выход интерстициальной жидкости может возникать в ответ на увеличение гидростатического давления, наблюдаемого, например, вследствие увеличения венозного давления при сердечной недостаточности. Снижение скорости движения интерстициальной жидкости в сосудистое русло может быть обусловлено падением онкотического давления, например при гипоальбуминемии.
Нарушение проницаемости капиллярного русла (при инфекциях, аллергических реакциях) также может обусловить развитие отеков. Снижение скорости удаления интерстициальной жидкости и развитие отеков могут наблюдаться при нарушениях лимфооттока.