Клиническая химия в диагностике и лечении. Обмен натрия и воды обмен калия лечение диуретиками гомеостаз ионов водорода
 Скачать 3.99 Mb.
|
ОБМЕН КАЛИЯ: ЛЕЧЕНИЕ ДИУРЕТИКАМИОбщее содержание калия в организма человека составляет примерно 3000 ммоль. Калий является преимущественно внутриклеточным ионом. Во внеклеточной жидкости содержится примерно 2% от общего количества калия, имеющегося в организме. Поэтому содержание калия в плазме крови не может быть надежным показателем количества калия в организме. Однако это кажущееся противоречие создает затруднения скорее теоретического, чем реального характера. Дело в том, что именно концентрация калия в плазме крови имеет первострпеиппо значрттир л.тя проведения немедленного лечения. Как гиперкалиемня, так и гнпокалиемия, если они значительно выражены, представляются опасными и требуют лечения вне зависимости от состояния резервов внутриклеточного калия. Однако для того, чтобы наметить план лечения, следует оценить ситуацию в общих чертах. Для нормальной деятельности сердца и нервномышечной системы важное значение имеет низкая внеклеточная концентрация ионов калия (так же, как кальция и магния). ФАКТОРЫ, ВОЗДЕЙСТВУЮЩИЕ НА КОНЦЕНТРАЦИЮ КАЛИЯ В ПЛАЗМЕ Благодаря преимущественной локализации калия внутри клеток существует резерв ионов калия. Поэтому концентрация калия в плазме крови в противоположность таковой натрия лишь в некоторой мере зависит от изменений водного баланса. Гиперкалиемия, часто сопровождающая дегидратацию, в большей степени связана с задержкой калия в почках, чем непосредственно с концентрированном крови. Существуют три основные пути поступления калия во внеклеточную среду и выхода из нее: 1) кишечник; 2) почки (клубочки, клетки канальцев); 3) мембраны всех других клеток организма. Кишечник Всасывание калия происходит в тонком кишечнике. Поступление калия с продуктами питания, возмещающее его потери с мочой и калом, достигает 100 ммоль/сут и менее. Во всех отделах кишечника калий выходит из внеклеточной средь! при концентрации, близкой или несколько превышающей его концентрацию в плазме крови. Всего за сутки в просвет кишечника поступает примерно 60 ммоль калия. В значительной мере этот калий (вместе с тем, который поступает с пищей) реабсорбируется; оформленные фекалии содержат менее 10 ммоль калия. Как и при нарушениях обмена натрия, чрезмерные потери калия через желудочнокишечный тракт при диарее, при вскрытии тонкого кишечника или через фистулы определяются выведением жидкости, поступающей в просвет кишечника из организма, а не с продуктами питания. Однако длительное голодание может привести к дефициту калия и гипокалиемии. Почки Фильтрат. Концентрации калия в ультрафильтрате и в плазме крови примерно одинаковы. Поскольку объем ультрафильтрата очень велик, ежесуточные потери калия через почки могли бы составить примерно 1/3 от его общего содержания в организме (т. е. приблизительно 800 ммоль), если бы не было регулируемой деятельности почечных канальцев. Фактическая ежесуточная потеря калия с мочой, хотя и варьирует значительно, составляет примерно 10% от этой величины. Канальцы. Реабсорбция калия происходит почти исключительно в проксимальных отделах почечных канальцев, и повреждение последних может привести к истощению резервов калия в организме. Калий секретируется в дистальных отделах канальцев и в собирательных протоках в обмен на натрий. Ионы водорода конкурируют с калием в этом обменном процессе, который стимулируется альдостероном. При функционировании проксимальных отделов канальцев потеря организмом калия через почки определяется тремя факторами: 1) количеством натрия, который может участвовать в процессе обмена. Оно зависит от скорости фильтрации, количества натрия в первичной моче и реабсорбции натрия в проксимальном отделе канальцев и в петле Генле. Этот последний процесс угнетают многие мочегонные средства; 2) относительным содержанием ионов водорода и калия в клетках дистальных отделов канальцев и собирательных протоков, а также способностью секретировать Н+ в обмен на Na+ (угнетение этого процесса встречается при лечении ингибиторами карбонатдегидратазы и при некоторых типах канальцевого ацидоза); 3) содержанием альдостерона в кровотоке. После потери организмом воды (что обычно сопровождает чрезмерное выведение калия через желудочнокишечный тракт) и при почти всех заболеваниях, требующих лечения диуретиками, уровень альдостерона в крови повышен. Клеточные мембраны Калий является преобладающим внутриклеточным катионом. В соответствии с градиентом концентрации происходит непрерывный выход калия из клеток. Расположенный на поверхности клеток натриевый насос противодействует потере клетками калия. Этот насос выкачивает натрий из клеток в обмен на ионы калия и водорода. Обычно перемещение калия через клеточные мембраны сопровождается перемещением натрия в противоположном направлении, но в процентном выражении изменение содержания внеклеточного натрия будет значительно меньше, чем калия. Для иллюстрации этого положения рассмотрим следующий упрощенный пример. Предположим, что вне и внутриклеточный объемы равны. В плазме крови содержится 140 ммоль/л натрия и 4 ммоль/л калия. Внутри клеток соотношение концентраций этих элементов обратное. Обмен 4 ммоль/л натрия на калий через клеточную мембрану удвоит концентрацию калия в плазме крови (что клинически является очень значительным изменением), но при этом концентрация натрия в плазме крови снизится лишь до 136 ммоль/л. Общая потеря калия клетками происходит: 1) в случае потери калия из ВКЖ и компенсации таковой за счет его внутриклеточного резерва; 2) при неэффективной работе натриевого насоса (например, при диабетическом кетоацидозе и гипоксических состояниях); 3) при ацидозах, когда калий вытесняется из клеток. Общее увеличение содержания калия в клетках происходит: 1) при усилении функционирования натриевого насоса, как, например, после введения глюкозы и инсулина. Этот эффект, который можно использовать для лечения гиперкалиемии, является основной причиной перехода от гиперкалиемии к гипокалиемии во время лечения диабетической комы; 2) при алкалозах. Алкалоз можно вызывать с целью лечения гиперкалиемии. Взаимосвязь между ионами водорода и калия Поступление калия во все клетки зависит от внеклеточной концентрации ионов водорода. Изменение соотношений К+ и Н+ в клетках дистальных отделов почечных канальцев влияет на выведение калия из организма с мочой. При ацидозе повышенные потери калия из клеток в ВКЖ в сочетании с уменьшенной секрецией в мочу приводят к гиперкалиемии. При алкалозе гнпокалиемия обусловлена как общим увеличением поступления калия в клетки, так п усиленным выведением его с мочой. Поскольку К+ и H+ взаимосвязаны, нарушение баланса калия изменяет баланс ионов водорода в организме. В клетках, участвующих в процессах всасывания (например, в клетках почечных канальцев), натриевый насос локализован, по-видимому, только на тех поверхностях, которые не выходят в соответствующие полости. В почках натрий, получаемый из содержимого канальцев, перекачивается через клетки в обмен на К+ или Н+. Если К+ теряется из ВКЖ, уменьшается его содержание и в клетках. При нормальном функционировании клеток канальцев происходит обратное всасывание натрия в обмен па меньшее количество K+, но большее Н+, чем обычно. В результате выводится кислая моча, несмотря на внеклеточный алкалоз. В образовании Н+ в клетках канальцев участвует карбонатдегидратаза (КД). Н2О+СО2 кд =Н+ + НСОз- Указанная реакция ускоряется по мере того, как все больше Н+ секретируется в мочу. При этом увеличивается образование НСОз-, поступающего в ВКЖ, что сопровождается реабсорбцией натрия. Поэтому для хронического истощения резервов калия характерны повышение концентрации НСОз- в плазме крови и внеклеточный алкалоз. Эти явления рассматриваются как чувствительный показатель истощения резервов калия (даже в отсутствие гипокалиемии), если нет других причин повышения концентрации бикарбонатов в плазме крови (таких, как респираторные заболевания) и особенно, если имеются сведения о воздействии факторов, вызывающих истощение запасов калия в организме (например, лечение диуретиками). Сочетание гипокалиемии и высокой концентрации биокарбонатов в плазме крови чаще всего обусловлено истощением резервов К. Первичный метаболический алкалоз как причина указанных явлений встречается редко. Таковы нарушения, отмечаемые при хронических истощениях резервов калия в организме. При острых потерях калия небольшая задержка высвобождения калия из клеток может привести к более существенной гипокалиемии, чем при соответствующих хронических процессах (даже в условиях одинакового истощения резервов калия). При этом увеличение содержания бикарбонатов в плазме крови встречается относительно редко, поскольку для значительной задержки в организме бикарбонатов почками требуется несколько суток. Теоретически избыток калия мог бы вызвать внутриклеточный алкалоз и внеклеточный ацидоз с низким уровнем бикарбонатов в плазме крови. Однако сочетание гиперкалиемии и низкой концентрации бикарбонатов в плазме крови обычно обусловлено часто встречающимся метаболическим ацидозом, а не первичным избытком калия, который бывает крайне редко. При респираторном ацидозе содержание бикарбонатов в плазме крови увеличено, уровень калия в ней также несколько повышен. Таблица 7. Взаимозависимость между содержанием калия и бикарбонатов в плазме
Результаты рассмотрения этих ситуаций обобщены в табл. 7. НАРУШЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КАЛИЯ В ПЛАЗМЕ Изменения концентрации калия в плазме крови при любом патологическом состоянии невозможно полностью объяснить воздействием какоголибо одного фактора. Так, например, при заболеваниях, сопровождающихся потерями организмом калия через желудочнокпшечньтй тракт, одновременные потери воды приводят к вторичному гиперальдостеронизму. Подобно этому, многие патологические состояния, при которых показано лечение диуретиками, сопровождаются гиперальдостеронизмом. Усугубляя эффекты потери организмом электролитов и воды, гиперальдостеронизм может также вызвать общее усиление поступления калия в клетки. Однако если истощение запасов воды и натрия значительное, уменьшение содержания натрия в первичной моче ограничивает процесс обмена натрия на калий в дистальных отделах канальцев; при этом альдостерон не может вызвать максимальные, свойственные ему эффекты. По мере регидратации организма больного будет постепенно выявляться гипокалиемия. Это явление следует предвидеть. Гипокалиемия Обычно к гипокалиемии приводит истощение резерва калия в организме, хотя между этими явлениями может и не быть зависимости, если скорость выхода калия из клеток равна или больше скорости его удаления из ВКЖ. Гипокалиемия может развиться вне зависимости от истощения резервов калия, если происходит перемещение калия внутрь клеток, как это имеет место при состояниях, связанных с алкалозом, и при редком заболевании — врожденном периодическом параличе. После приема внутрь диуретиков, способствующих выведению из организма калия с мочой, в течение нескольких часов возможна транзиторная, дезориентирующая гипокалиемия. Обнаружение более высокого содержания калия в повторно взятых образцах крови обычно не следует считать лабораторной ошибкой. Предлагается следующая классификация возможных причин гипокалиемии. I. Преимущественно из-за потерь калия из организма. 1. Преимущественно вследствие потерь калия из ВКЖ через желудочнокишечный тракт при повторной рвоте, диарее, фистулах кишечника. Потери организмом калия через желудочнокишечный тракт обычно усугубляются вторичным гиперальдостеронизмом, являющимся следствием потери воды. При таких ситуациях происходит чрезмерное выведение калия из организма с мочой, что в некоторых случаях приобретает более важное значение для процесса истощения резервов калия, чем первичное заболевание. Необходимо отметить в этой связи следующие важные положения: концентрация калия в жидкой фазе продуктов секреции желез кишечника, полученных из фистулы вскоре после операции, а также в фекалиях при диарее может в 5—10 раз превышать концентрацию калия в плазме крови. Длительное выведение любых продуктов секреции желез кишечника сопровождается истощением резервов калия, особенно в тех случаях, когда выведение калия с мочой усилено в результате развития вторичного альдостеронизма. Гипокалиемия может развиться у людей, систематически принимающих слабительные (но часто отказывающихся сознаться в этом). Значительную потерю калия может вызвать редко встречающаяся большая ворсинчатая аденома кишечника, сокретирующая слизистое отделяемое. 2. Гппокалиемитт, преимущественно обусловленные удалением калия из ВКЖ через почки. 13 этих случаях важное значение цмиют факторы, перечисленные ниже. а. Повышенная активность механизма обмена натрия на калий в дистальных отделах канальцев, возникающая при следующих состояниях. Вторичный гиперальдостеронизм, часто усугубляющий эффект других факторов, приводящих к истощению резервов калия. Синдром Кушинга и лечение стероидами. Длительное лечение глюкокортнкоидами или их чрезмерное образование в организме способствуют развитию гипокалиемии вследствие воздействия минералокортикоидов на дистальные отделы канальцев. Первичный гипоральдосторопизм. Лечение кортикотропином, при АКТГ; действие эктопического АКТГ. Лечение карбеноксолоном, применяемым для ускорения заживления пептических язв. Препарат усиливает также действие альдостерона. Истощение резерва калия отмечают иногда как побочный эффект при лечении карбепоксолоном. Потребление сладостей, содержащих лакричный корень. В экстрактах лакричного корня содержится глицирризиновая кислота, обладающая альдостероноподобным действием. Гипокалиемия встречается также у лиц, систематически жующих табак. б. Избыток натрия, участвующего в процессе обмена па калий в дистальных отделах почечных канальцев. Такому обмену способствует воздействие диурстиков, угнетающих функционирование натриевого насоса в петлях Генле, а также вторичный гиперальдостеронизм. в. Пониженный обмен ионов натрия и водорода в почках, способствующий обмену натрия на калий. Такие ситуации возникают при действии ингибиторов карболатдегидратазы и канальцевом ацидозе. г. Уменьшение реабсорбции калия в проксимальных отделах почечных канальцев вследствие недостаточности функций почечных канальцев (например, на стадии выздоровления после острой олигурической почечной недостаточности), а также при синдроме Фанкони, причиной которого обычно является гиперкальциемия. II. Гипокалиемия, преимущественно связанная с уменьшенным поступлением калия в организм. Такое состояние наблюдается при хроническом голодании. Если снижено также потребление воды и соли, развивается вторичный гиперальдостеронизм, усугубляющий гипокалиемию. III. Гипокалиемия, преимущественно связанная с перераспределением калия в организме. Такая ситуация развивается в результате введения в организм глюкозы и инсулина с целью коррекции тяжелой гиперкалиемии. При врожденном периодическом параличе (очень редкое заболевание) явления периодически наступающего паралича обусловлены поступлением калия внутрь клеток. IV. Гппокалиемия, связанная с выходом калия из ВКЖ посредством нескольких путей. К их числу относятся: а) поступление в клетки и в мочу (при алкалозе), б) поступление в клетки, мочу и кишечник при сужении привратника желудка с алкалозом. Потери калия в мочу и клетки, возможно, являются более важными причинами гипокалиемии, чем его выход в желудочный сок. Гиперкалиемия Гиперкалиемия обычно развивается в тех случаях, когда скорость выхода калия из клеток выше скорости его экскреции. Возможны следующие причины гиперкалиемии: 1. Поступление в организм избытка калия. При этом он может поступать в ВКЖ из кишечника или сосудистого русла в результате передозировок калия как лекарственного средства или вследствие продолжения его введения, после того как истощение резерва калия в организме уже устранено. 2. Нарушение экскреции калия почками. Такая ситуация может возникать в тех случаях, когда: а) подавлено функционирование механизма обмена натрия на калий в дистальных отделах почечных канальцев, что встречается при гипоальдо•стеронизме (например, болезни Аддисона). Аналогичные эффекты на фоне небольших нарушений функции почек могут вызывать ингибиторы простагландинов, например, индометапин. Обмен натрия на калий подавляют диуретики, действующие на дистальные отделы канальцев как антагонисты альдостерона, а также соединения, непосредственно блокирующие натриевый насос. б) в дистальных отделах канальцев слишком мало натрия, который мог бы быть использован для обмена на калий. Такая ситуация возникает при истощении запасов натрия в организме и недостаточности функции почечных клубочков. Одновременно развивающийся ацидоз и поступление натрия из клеток обычно усугубляют гиперкалиемию. 3. Перераспределение калия в организме. При значительном повреждении тканей калий поступает из клеток в ВКЖ. 4. Поступление калия в ВКЖ различными путями. На фоне поступления калия в ВКЖ из клеток экскреция калия с мочой может быть снижена при ацидозах и гипоксии. В последнем случае отмечают нарушение во всех клетках функции натриевых насосов. Задержка калия в организме связана с их недостаточностью в клетках дистальных отделов почечных канальцев. При резко выраженной гипоксии состояние гиперкалиемии усугубляет ацидоз, связанный с накоплением в организме молочной кислоты. |