Экстренная медицина

Вода является одной из важнейших составных частей организма. Ее содержание составляет около 60% веса тела и меняется с возрастом. У детей количество воды довольно велико (около 75% веса в возрасте до 1 мес); у пожилых людей оно значительно снижается (до 45—50% веса у людей в возрасте старше 60 лет). Относительное количество воды у мужчин несколько выше, чем у женщин, что, по-видимому, связано с меньшей долей жировой ткани у мужчин.

В организме вода распределена по двум основным секторам: внутри­клеточному и внеклеточному. Внутриклеточная вода составляет, по дан­ным разных авторов, 30—40% веса тела, в среднем 36% (Б. Д. Кравчинскпй) — 33% (Науз, 1972) веса тела. Внеклеточная жидкость со­ставляет 21—25% веса (Б. Д. Кравчинский, Науз). Ее принято подраз­делять на внутрисосудистую (плазма — 4—5% веса), интерстициальную (вода межтканевой, межклеточной жидкости, лимфа — около 12% веса тела), воду плотных соединительных тканей (около 12%) и трансцеллюлярную жидкость (вода спинномозговой жидкости, жидкость, находя­щаяся в просвете желез и т. д.—1,5% веса) (Науз, 1972). Таким обра­зом, в организме человека весом 70 кг содержится 42 л воды, в том чис­ле около 23 л внутриклеточной, 3,2 л плазмы, 8,4 л интерстициальной жидкости и т. д.

Ионный состав жидкостей внутриклеточного и внеклеточного секторов резко различен (табл. 3). Это различие обусловлено преобладанием во внутриклеточной жидкости поливалентных анионов, для которых кле­точные мембраны непроницаемы (Вradbury, 1973). Равновесие между этими жидкостями в соответствии с законами сохранения электрической нейтральности жидкости каждого из секторов и их изотоничности насту­пает при отчетливо выраженной асимметрии концентраций ионов, проницаемость мембраны к которым высока (К+, С1-, а также до некото­рой степени N3+). Такое распределение ионов создает отрицательный (по отношению к внешней среде) потенциал внутриклеточной жидкости. Хотя проницаемость мембран к натрию значительно ниже, чем к калию, высокий концентрационный градиент и отрицательный потенциал вну­триклеточной среды вызывают поток Ка+ в клетку. Действие этих факторов ограничивается так называемым натриевым насосом, под которым подразумевают механизм активного удаления натрия из клетки и пере­мещения калия в обратном направлении. Этот механизм использует энергию распада АТФ и играет важную роль в процессах возбуждения клетки (см. ниже). Отражением различного электролитного состава внеклеточной и внутриклеточной жидкости является также существен­ное различие величин их рН: рН внеклеточной жидкости на 0,2—0,6 выше, чем внутриклеточной (Wadell, Bates, 1969).

Таблица 3. Концентрация ионов во внеклеточной и внутриклеточной    жидкостях (мэкв/л) (по Б. Д. Кравчинскому)

Что касается внеклеточного сектора, то ионный состав его жидкостей аналогичен плазме (например, интерстициальная жидкость может рас­сматриваться как диализат плазмы), но может заметно от нее отличать­ся.

Как отмечалось выше, осмотическое давление внеклеточной и вну­триклеточной жидкости одинаково (около 290 мосм/л), несмотря на различную суммарную концентрацию ионов (310 мэкв/л для внеклеточ­ной и 360—380 мэкв/л для внутриклеточной жидкости). Это объясняет­ся преобладанием во внутриклеточной жидкости поливалентных анионов.

Осмотическое давление жидкостей организма поддерживается посто­янным, поэтому потеря изотонической жидкости долго не ведет к пере­распределению воды в организме, тогда как потеря или избыток соли вызывает быстрое перемещение воды и восстановление осмотического равновесия.

Важной функцией электролитов является участие в ферментативных процессах. Пожалуй, нельзя назвать ни одной ферментативной реакции,, которая протекала бы без участия ионов, главным образом металличес­кой группы. Особая роль при этом принадлежит ионам магния, которые необходимы для активации большой группы ферментов, связанных с освобождением и переносом энергии (в частности, перевод АТФ в АДФ, активирование знолазы, окислительное фосфорилирование в митохонд­риях и т. д.). Ионы кадия также -участвуют в цикле обмена макроэрги-ческих фосфатных соединений, в отложении углеводов в клетках печени и мышц. Отложение 1 г гликогена происходит с поглощением 13 мг (0,33 мэкв) калия. При дефиците калия соответственно нарушается то­лерантность организма к углеводам. Введение глюкозы увеличивает внутриклеточное содержание калия. Калий входит также в состав бел­ков протоплазмы, поэтому между белковым азотом и ионами калия есть определенное отношение: при распаде белков на 1 г азота освобождаются-2,8 г калия.

Не менее важна роль электролитов в регуляции кислотно-щелочного равновесия.

И, наконец, очень существенной функцией электролитов является их участие в процессе возбуждения клетки. Последний осуществляется бла­годаря существованию разности потенциалов между внутренней средой возбудимой клетки и ее наружной поверхностью. В норме разность потен­циалов достигает 60—80 мв. Потенциал покоя такой величины поддер­живается за счет разности концентрации натрия и калия по обе стороны клеточной мембраны. Отношение концентрации внутриклеточного и вне­клеточного калия в мышцах достигает 35: 1 или даже 50: 1, в нервной ткани— 18: 1. При возбуждении ионы калия выходят из клетки, а ионы натрия проникают в нее. Процесс выравнивания концентраций ионов по обе стороны клеточной мембраны (деполяризация) сопровождается пе­реходом клетки в состояние физиологической активности. Вслед за этим наступает состояние относительного покоя, во время которого вновь создается необходимая разность концентрации ионов и потенциал покоя (реполяризация). При этом перемещение ионов происходит активно, с затратой энергии, так как направлено против градиента концентраций,., т. е. калий поступает внутрь клетки, а натрий выталкивается из нее, и вновь создается потенциал покоя.

Отношения различных ионов между собой существенно влияют на величину потенциала и, следовательно, на возбудимость мышечных кле­ток. Так, повышение рН, концентрации ионов натрия и калия усиливает возбуждение произвольных поперечнополосатых мышц, а повышение концентрации ионов кальция, магния и снижение рН дает противопо­ложный (тормозящий) эффект. Для мышцы сердца кальций является возбуждающим ионом, а калий — парализующим.

Как следует из табл. 3, важнейшим элементом внеклеточной жидкос­ти является натрий, который составляет 96,6% ее катионов. Отсюда по­нятно, что именно обмен натрия играет ведущую роль в поддержании-осмотического давления внеклеточной жидкости.

В отличие от натрия калий является основным внутриклеточным эле­ментом; 98% всего количества калия содержится внутри клеток. Для магния, как и для калия, характерна резко выраженная клеточная асим­метрия. Половина всего магния содержится в костной ткани, а остальная часть — почти полностью во внутриклеточной жидкости. Во внеклеточной жидкости имеется не более 1—2% общего количества магния, причем 35% сывороточного магния связаны с белками и не участвуют в ионном обмене.

Основные запасы кальция находятся в костной ткани. В крови со­держится лишь 5—6 мэкв/л кальция, при этом 40—60% сывороточного-кальция также связаны с белками в комплексные соединения в виде протеинатов кальция и не способны ионизироваться. Однако под влия­нием гормона паращитовидных желез кальций может переходить из связанного состояния в свободное. При этом кальций, находящийся в костях (так же как и магний), играет роль дополнительного депо, за счет которого пополняются его запасы в крови, поэтому при отсутствии таких заболеваний, как авитаминоз D1 панкреонекроз, стеноз при­вратника и др., дефицит кальция в крови встречается сравнительно редко.

Кальций и магний в клеточном обмене выступают как антагонисты, причем магний может вытеснять кальций из белковых и минеральных соединений; при увеличенном поступлении магния в организм увеличива­ется выделение кальция.