ЛЕКЦІЯ – Патофізіологія водно-сольового обміну План Унікальні властивості води.

1. ЛЕКЦІЯ – Патофізіологія водно-сольового обміну План • Унікальні властивості води. • Форми існування води в організмі людини. • Розподіл води по секторам. • Рівні регуляції ВСО • Клітинний рівень регуляції та його порушення. • Закон Старлінга – регуляції ВСО на тканинному рівні. • Набряки, механізми розвитку, класифікація. • Діагностика прихованих набряків. • Осморегуляція та її порушення. • Волюморегуляція та її розлади. • Класифікація дизгідрій за Амбурже. • Порушення обміну електролітів.

2. УНІКАЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ ВОДИ 1. Молекула води являє собою диполь (атоми водню по відношення до атома кисню розіщені під кутом 104,5º) за рахунок цього хороший розчинник. 2. Між молекулами води існують водневі зв’язки, час напівжиття яких складає 10-10 – 10-11 с. 3. Групи молекул води, що зв’язані між собою водневими зв’язками утворюють кластери. 4. Аномально висока теплоємкість води зумовлена тим, що більша частина енергії тепла спрямовується на розрив кластерів, а менша на зростання кінетичної енергії молекул. 5. За рахунок водневих зв’язків, вода здатна переносити Н+ на певну відстань без істинного переносу Н+(тканинне дихання). 6. Висока теплота пароутворення. 7. Низька ступінь іонізації. 8. Біологічна пам’ять води. ВОДА В ОРГАНІЗМІ ЛЮДИНИ ІСНУЄ В 3 ФОРМАХ: 1. Вільна (мобілізаційна вода). 2. Зв’язана з колоїдами. 3. Конституційна або структурна вода.

3. Загальна вода у дорослої людини складає – 60% від маси тіла У ембріона – 95% У новонародженого – 83% У віці 9 років вміст води такий як у дорослої людини. Після 40 років знижується вміст води за рахунок внутрішньоклітинного сектора. У віці 60 років у чоловіків вода складає – 51,5%, у жінок – 45,5% У різних органах і тканинах розподіл води різний: м’язи – 50% загальної води, скелет – 12,5 %, шкіра – 6,25%, кров – 5%. Для води характерний інтенсивний обмін, надходження води в організм не постійне, а розподіл по секторам регулюється досить чітко. - 70% води виходить за межі судинного русла впродовж 1 хв. • Повний обмін води між кров’ю і інтерстицієм відбувається впродовж 20 хв. Поверхневий натяг внутрішньоклітинної води не високий – 43 дин/cм, тоді як поверхневий натяг водопровідної води - 73 дин/cм, тому для організму енергетично обгрунтовано вживання води із невисоким поверхневим натягом.

4. РОЗПОДІЛ ВОДИ ПО СЕКТОРАМ (%)

5. ПАРАМЕТРИ ВОДНО-СОЛЬОВОГО ГОМЕОСТАЗУ

6. Na+ - cкелет позаклітинного простору Осмотичний тиск визначається на основі закону Вант- Гофа:  = nCRT, де n-константа дисоціації молекул розчинених речовин; С- концентрація розчиненої речовини; R- газова константа; T-температура в градусах Кельвіна. Осмотичний тиск не залежить від таких властивостей розчинених речовин, як їх розмір та валентність. Осмотичний тиск ( 270-310 мосм/кг ) – визначається сумою всіх електролітів катіонів і аніонів позаклітинної рідини, які здатні утримувати воду: 1. Na+ - 142 мосм/кг, 2. Сl-- 105 мосм/кг, 3. НСО3 - 25 мосм/кг. РІВНІ РЕГУЛЯЦІЇ ВОДНО-СОЛЬОВОГО ОБМІНУ • Молекулярний • Субклітинний (набухання мітохондрій при гіпоксії) • Клітинний • Тканинний • Органний і системний

7. Клітинний рівень регуляції водно-сольового гомеостазу Na+ - 20 ммоль/лNa+ - 142 ммоль/л K+ - 150 ммоль/лК+ - 4 ммоль/л K+ АТФ Na+ K+ Na+

9. ПОРУШЕННЯ ВОДНО-СОЛЬОВОГО ОБМІНУ НА КЛІТИННОМУ РІВНІ • Підвищення проникливості клітинної мембрани для іонів натрію: ацидоз, ПОЛ, анемія при дефіциті Г-6-Ф-ДГ. • Енергетичний дефіцит (зниження кількості АТФ): гіпоксія, розщеплення Р/О, цукровий діабет. • Блокада Na+-K+ АТФ-ази: серцеві глікозиди, НУГ, солі ванадію, уремічні токсини. При всіх зазначених випадках іони натрію надмірно входять в клітину за ними рухається вода – складна дизгідрія за Амбурже: внутрішньоклітинна гіпергідратація з позаклітинною дегідратацією. За умов зростання осмолярності позаклітинного простору (гіперосмолярна кома при цукровому діабеті) – складна дизгідрія за Амбурже: внутрішньоклітинна дегідратація з позаклітинною гіпергідратацією.

10. ДВА ВИСХІДНІ ПОЛОЖЕННЯ ДЛЯ РОЗУМІННЯ ЗАКОНУ СТАРЛІНГА - регуляції водно-сольового обміну на тканинному рівні 1. Стінка капіляру вільно прониклива для води, Na+, K+, Cl-, HCO3-, глюкози, фосфату, сульфату і практично не прониклива для білка. 2. Концентрація білка: Клітина (8 ммоль/л) Судина 70 г/л (2 ммоль/л) Інтерстицій (0,1 ммоль/л)

11. Закон Старлінга – регуляції ВСО на тканинному рівні

13. Закон Старлінга при фізичному навантаженні а в рг > pонк ронк > pг 5 % білка Лімфа- тичний капіляр

14. Набряк – це збільшення об’єму інтерстиційного простору. 4 причини набряку виходячи із закону Старлінга: 1. Підвищення гідростатичного тиску на венозному кінці капіляру (серцевий набряк). 2. Зниження онкотичного тиску білків у судині (нирковий, печінковий, кахектичний набряки). 3. Підвищення проникливості стінки капіляру для білка (запальний, токсичний, алергічний, нейрогенний, інфекційний набряки). 4. Порушення лімфовідтоку, динамічна, резорбційна, обтураційна лімфатична недостатність (слоновість). КЛАСИФІКАЦІЯ НАБРЯКІВ ЗАГАЛЬНІ (серцевий, кахектичний, нирковий, печінковий, слоновість). МІСЦЕВІ (запальний, алергічний, токсичний, нейрогенний, інфекційний)

16. Діагностика прихованих набряків Проба Мак-Клюра-Олдріча норма набряк 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 45 хв 5 хв

17. ПАТОГЕНЕЗ СЕРЦЕВОГО НАБРЯКУ (у центрі уваги – ЗАКОН СТАРЛІНГА) • Ретроградна теорія – зниження скоротливої функції серцевого м’яза, застій крові в верхній і нижній порожнистих венах, збільшення гідростатичного тиску на венозному кінці капіляру, набряк. • Асистолічна теорія – зниження СОК, гіпоксія нирок, активація РААС, підсилення реабсорбції іонів натрію, затримка води, збільшення ОЦК, підвищення гідр. тиску на артер. кінці капіляру, збільшення виходу води і низькомол. електролітів в інтерстицій, але так як на венозному кінці капіляру високий гідр. тиск не має їх повернення назад в капіляр, прогресування набряку. • Венозна гіперемія в мікроциркуляційному руслі, гіпоксія, ацидоз, ПОЛ, підвищення проникливості стінки капіляру для білка, набряк. • Хронічна серцева недостатність, мускатна печінка, псевдоцироз Піка, зниження синтезу білка, зниження онкотичного тиску, набряк. • Застій крові у верхній порожнистій вені, зростання гідр. тиску у венозному куті Пірогова, підвищення гідр. тиску в ductus thoracicus, порушення лімфовідтоку, набряк.

19. ОРГАННИЙ І СИСТЕМНИЙ РІВЕНЬ РЕГУЛЯЦІЇ ВСО Надходження води в організм не постійне (з їжею – 1000 мл, питна вода – 1300 мл, при реакціях окиснення – 300 мл) – всього 2600 мл. Втрати води постійні (з сечею – 1600 мл, з калом – 100 мл, при диханні через легені і з потом – 900 мл) – всього 2600 мл. Осморегуляція – регуляція постійності осмотичного тиску позаклітинної рідини (300 мосм/кг) 300 300 310 мосм/кг. Збудження осморецептора (втрата води при перспірації в сауні). Генерація потенціалу дії. Імпульси надходять до супраоптичних і паравентрикулярних ядер гіпоталамусу, вироблення АДГ, зв’язується з білком нейрофізином ІІ і по аксонах АДГ надходить в задню долю гіпофізу,звільняється від нейрофізину ІІ і по аксовазальних синапсах АДГ попадає в кров, стимулює реабсорбції води при зв’язуванні з V2-рецепторами збірних канальців нирок.

20. Зв’язування АДГ з V2-рецепторами збірних канальців нирки призводить до стимуляції аденілатциклази з утворенням цАМФ і активацією протеїнкінази А, яка викликає фосфорилювання аквапорину (AQP2) за серином-256. Це сприяє переміщенню AQP2 із внутрішньоклітинних пухірців у апікальну мембрану з формуваннням гомететрамерів, кожний з яких утворює свою функціональну пору для води, яка по діаметру відповідає молекулі останньої. Таким чином, реалізується швидка (впродовж 30 - 40 хв) регуляція водної проникності клітин. При довгострокових реакціях у разі водної депривації під впливом вазопресину, який діє на V2-рецептори, стимулюється транскрипція гену AQP2, підвищується кількість мРНК у епітелії збірних трубок, що призводить до синтезу білка AQP2 за участю цАМФ. У результаті цього каскаду сигналів відбувається формування злиття водних каналів з плазматичною мембраною, що підвищує проникність для води і дає можливість їй переміщуватися за осмотичним градієнтом із просвіту канальця в інтерстицій сосочка ПОРУШЕННЯ ОСМОРЕГУЛЯЦІЇ • Нецукровий діабет – не виробляється АДГ, поліурія 10 л на добу, полідипсія. • АДГ виробляється в достатній кількості, але не діє (знижена кількість рецепторів, нечутливість рецепторів при гіпокаліємії, ацидозі). • Порушення функції сосочку нирок щодо осмотичного концентрування сечі (нефросклероз) при ХНН, що проявляється поліурією та ізогіпостенурією у пробі Зимницького.

21. Сосочок – інтактна нирка Нефросклероз сосочка нирок, фіброзна трансформація інтерстиційних клітин ІІ-го типу

22. Волюморегуляція – це регуляції постійності об’єму циркулювальної крові – ОЦК – 7% від маси тіла. Гостра крововтрата, зниження ОЦК, зниження АТ, збудження барорецепторів ЮГА нирок, ренін (протеолітичний фермент), діє на α2-глобулін плазми крові (ангіотензиноген) і відщеплює від нього пептид, що складається з десяти амінокислотних залишків. Ця речовина, яка ще не має будь-якої біологічної активності, отримала назву ангіотензин І. При проходженні через капіляри легень від ангіотензину І під впливом ферменту конвертази, що міститься на поверхні ендотеліальних клітин, відщеплюється дві амінокислоти, у результаті чого утворюється ангіотензин II.Далі під впливом ангіотензиназ утворюються ангіотензин III(складається з 7 амінокислотних залишків) та інші пептиди, що містять 6, 5 і менше амінокислот і не мають біологічної активності. Ангіотензин II має два ефекти: -викликає скорочення гладких м'язів артеріол, у результаті чого відбувається їх звуження й підвищується артеріальний тиск; - діючи на клубочкову ділянку кори надниркових залоз, він активує секрецію альдостерону. У результаті ОЦК приходить у відповідність до ОЦР – судинна стадія компенсації гострої крововтрати.

23. 1 2 3 • Юкстагломерулярний аппарат: • ЮГА клітини приносної артеріоли • Macula densa • Клітини Гурмагтіга

24. Клубочкова ділянка кори надниркових залоз (місце секреції альдостерону). Пучкова ділянкакори надниркових залоз (місце секреції – глюкокортикоїдів: кортизолу та кортикостерону)

25. Фактори, що активують і гальмують утворення й секрецію альдостерону. Основним фактором, що стимулює утворення й секрецію альдостерону, є продукти активації ренін-ангіотензинної системи - ангіотензин IIі ангіотензин III, їхній стимуляційний ефект максимально виявляє себе за умови нормальної секреції АКТГаденогіпофізом. У цьому випадку АКТГ має так звану пермісивну дію. Можлива також безпосередня стимуляція секреції альдостерону високимиконцентраціями іонів каліюв плазмі крові. Гальмують утворення і вивільнення альдостерону в кров передсердний натрійуретичний гормон і дофамін. Основні функціональні ефекти альдостерону пов'язані з його впливом на нирки. Діючи на дистальні звивисті канальці нефронів, альдостерон викликає: - збільшення реабсорбції іонів натрію (активація натрій-калієвої АТФ-ази, синтез специфічного білка-транспортера іонів натрію, активація енергетичного обміну); - збільшення секреції іонів калію; • збільшення секреції іонів водню (посилює ацидогенез). Зростання конц. іонів натрію, підвищення осмотичного тиску, стимуляція для виділення АДГ, підсилення реабсорції води, нормалізація ОЦК- гідремічна стадія компенсації гострої крововтрати

26. Фактори, що стимулюють утворення й секрецію передсердного натрійуретичного гормону (атріопептину). Основним фактором, що стимулює утворення й секрецію aтpioпeптuнy, є збільшення надходження крові в передсердя серця й, зокрема, збільшення об'єму циркулювальної крові. При цьому відбувається розтягнення стінок передсердь, у результаті чого міоендокринні клітини вивільняють гормон у кров. Сьогодні відомо два важливих функціональних ефекти атріопептину. Вони пов'язані з його впливом на клітини канальцевого епітелію нирок і гладкі м'язи судин. Діючи на ці структури, передсердний натрійуретичний гормон, з одного боку, зменшує реабсорбцію іонів натрію, у результаті чого збільшується натрійурез і діурез та зменшується об'єм циркулювальної крові, а з другого - викликає розширення артеріол, унаслідок чого зменшується загальний периферичний опір. У результаті відбувається падіння артеріального тиску. Це є компенсація гіперволемії за участю НУГ – рефлекс Генрі-Гауера (поліурія при виході хворого з гіпертонічного кризу) ПОРУШЕННЯ ВОЛЮМОРЕГУЛЯЦІЇ 1. Збільшення продукції альдостерону: хвороба чи синдром Іценко-Кушинга (первинне ураження дієнцифально-гіпофізарної ділянки чи гормонально активна пухлина кори наднирників з домінуючим синтезом глюкокортикоїдів), синдром Кона (первинний гіперальдостеронізм). 2. Порушення руйнування альдостерону при патології печінки. З. Зниження чутливості канальців нирок до альдостерону.

28. Гіпертрофія і гіперплазія пучко-вої ділянки кори надниркових залоз при синдромі Іценко-Кушинга - нижній препарат. Для порівняння зверху представлений нормальний наднирник.

29. Синдром Кона (первинний гіперальдосте-ронізм). Альдостерон секретуюча аденома (вакуолізація неопластичних клітин, що містять ліпідні гранули, поліморфізм ядер, мітотична активність

30. Гостра недостатність надниркових залоз – синдром Уотерхаузена-Фридериксена (крововилив у наднирники). Менінгококова інфекція.

31. Хронічна недостатність надниркових залоз (аутоімунний запальний процес). Хвороба Аддісона (бронзова хвороба). Спостерігається при туберкульозі, ВІЛ- інфекції. Первинна недостатність кіркової ділянки наднирників супроводжується зростанням рівня АКТГ із збільшенням пігментації шкіри за рахунок відкладання меланіну.

32. Дизгідрії - це порушення розподілу води між внутрішньо та позаклітинними просторами. Прості дизгідрії супроводжуються зростанням чи зниженням загальної води в організмі. За умов складних дизгідій рівень загальної води не зазнає змін. Класифікація дизгідрій (Амбурже)

36. Порушення обміну електролітів

37. Високий і вузь-кий зубець Т, депресія сегменту S-T і зубця Р, роз-ширення комп-лексу QRS з подовженням інтервалу P-R Плоский зубець Т, подовжен-ня інтерва-лу Q-T