Клиренс осмотически свободной и свободной от натрия воды: клиническое значение Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

ПЕРЕДОВАЯ СТАТЬЯ

ISSN 1561-6274. Нефрология. 2012. Том 16. №2.

© Ю.В.Наточин, 2012 УДК 616.014.462.1:546.33

Ю.В. Наточин1

КЛИРЕНС ОСМОТИЧЕСКИ СВОБОДНОЙ И СВОБОДНОЙ ОТ НАТРИЯ ВОДЫ: КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Yu.V. Natochin

CLEARANCE OF SOLUTE FREE AND SODIUM FREE WATER: CLINICAL SIGNIFICANCE

1Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург

РЕФЕРАТ

Приведены данные о заболеваниях, сопровождающихся изменением осмоляльности сыворотки крови, охарактеризованы состояния с сочетанием гипонатриемии с гиперосмией. Представлены способы оценки реакции почек на изменение объема крови и внеклеточной жидкости при изменении в ней осмоляльности и концентрации Ыа+. Показано клиническое значение расчета клиренса осмотически свободной воды и свободной Ыа+ от Ыа+ воды. Обсуждается вопрос о причинах отличия реакции регуляторных систем организма на гиперосмию, вызванную гипергликемией, уремией или гипернатриемией.

Ключевые слова: почка, осмотически свободная вода, клиренс, свободная от натрия вода, реабсорбция, ХБП, сахарный диабет.

ABSTRACT

Data of diseases accompanied by change of blood serum osmolality are presented, states with a combination of hyponatremia with hyperosmia are characterized. There are presented estimation varieties of renal response to a change of blood volume and extracellular fluid at a change of its osmolality and Na+ concentration. Clinical significance of clearance calculation of solute free water and of the sodium free water is shown. Factors of different reactions of body regulatory systems on hyperosmia caused by hyperglycemia, uremia, or hypernatremia are discussed.

Key words: kidney, solute free water, clearance, sodium free water, reabsorption, chronic kidney disease, diabetes mellitus.

Одной из важнейших функций почки человека является участие в осморегуляции организма [1-3]. Этот физиологический процесс способствует поддержанию постоянства осмотического давления крови, точнее - стабилизации концентрации осмотически активных веществ в плазме крови, а тем самым в жидкостях внутренней среды организма. К ним относятся внеклеточная жидкость, кровь, лимфа. Осмоляльность измеряют с помощью осмометров, физический принцип работы этих устройств в большинстве случаев основан на определении температуры замерзания раствора, криоскопиче-ской точки, реже в его основе лежит измерение давления пара. Температура замерзания и давление пара изменяются пропорционально количеству частиц растворенного вещества в 1 кг воды (растворителя). Концентрация осмотически активных веществ рассчитывается в миллиосмоль на 1 кг Н2О

Наточин Ю.В. 194223, Санкт Петербург, пр. М. Тореза, д. 44, Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАН. Тел/факс: (812) 552-30-86; E-mail: natochin@iephb.ru

в исследуемой жидкости (осмоляльность) или на 1 л раствора (осмолярность).

Задача настоящей работы заключается в описании клинически адекватных лабораторных тестов и расчетов для оценки реакции почек на состояние водного баланса и разработке принципов восстановления осмотического гомеостаза, обсуждении системы коррекции водного баланса при заболеваниях, сопровождающихся изменением осмоляльно-сти сыворотки крови - и что особенно важно - зависимости практических действий клинициста от фактора, вызывающего повышение осмоляльности.

Осморегуляция

Строгая и эффективная регуляция осмоляльно-сти внеклеточной жидкости у человека и животных (осморегуляция) связана с необходимостью стабилизировать осмотическое давление крови, чтобы удерживать константным объем каждой клетки, объем крови, внеклеточной жидкости. Причина в том, что вода постоянно теряется организмом при испарении, выделении почкой конечных

продуктов обмена, а её дефицит должен восполняться при потреблении воды и пищи. Поддержание водно-солевого баланса связано с необходимостью обеспечения стабильности основных физико-химических параметров плазмы крови, к которым относится её рН, концентрации отдельных ионов, объём внеклеточной и внутрисосуди-стой жидкости, осмоляльность. Объем внутриклеточной жидкости зависит от ряда факторов, которые будут обсуждены ниже.

Эволюция животных и человека происходила в условиях изменений состояния внешней среды и требовала адаптации к ним. В морях, реках, на суше живые существа приспосабливались к новым условиям этой среды, завоёвывали новые ареалы. Жизнь в любой внешней среде требует от организма в определенной степени контролируемых физико-химических условий околоклеточной среды у каждой особи, будь то одноклеточный или многоклеточные организмы. Жизнь существует в океане, пресных водоёмах, на суше, в воздухе, но качественные отличия характеристик каждой среды ставят живые организмы в разные условия, а они в процессе эволюции нашли способы приспособления к факторам внешней среды [4]. В приспособлении участвуют системы регуляции, а создание постоянной по составу внутренней среды (гемолимфа, кровь) предопределяет эффективность осуществления функций каждой клетки у особи, в конечном счете от этого зависит жизнь самого организма.

Осмоляльность жидкостей внутренней среды у человека контролируется осморегулирующей системой. Она включает осморецепторы, они передают сигналы в мозг, где происходит обработка получаемой от них информации, далее следует передача сигнала в гипоталамус, секреция аргинин-вазопрессина, он с током крови достигает почек. Увеличение осмоляльности крови или уменьшение её объёма приводят к повышению скорости секреции аргинин-вазопрессина нейрогипофизом и возрастанию антидиуретической реакции почек на этот гормон, иначе говоря, усилению реабсорб-ции осмотически свободной воды [1, 5].

Осмоляльность сыворотки крови у человека относится к числу наиболее строго контролируемых физико-химических параметров [6, 7]. С момента рождения и в течение всей жизни человека она составляет в сыворотке обычно 285-290 мосм/кг Н2О [8], эта величина уменьшается при питье воды и возрастает во время обезвоживания. Почки стремятся быстро обеспечить восстановление этого показателя, изменяя объём выделяемой (или реаб-

сорбируемой) осмотически свободной воды в собирательных трубках [1]. При некоторых заболеваниях у человека (сахарный диабет, хроническая болезнь почек (ХБП) требуются дополнительные меры врача для коррекции осмоляльности плазмы крови и поддержания этого параметра в строго заданном интервале при участии осморегулирую-щей системы. Слова дополнительные меры связаны с тем, что в клинике при коррекции осмоляль-ности крови часто не обращают внимания на фактор, вызывающий гиперосмию. Так, при сахарном диабете это будет глюкоза, а при ХБН - мочевина. При одинаковой моляльной концентрации этих веществ в сыворотке крови их влияние на величину осмоляльности сыворотки крови будет одинаковым, а на клеточную осморегуляцию различным. Эта особенность осмотически активных веществ разной природы часто в клинике не принимается во внимание, но она имеет принципиальное значение, и ниже будет дано объяснение этого явления.

Ранее речь шла о том, что осмоляльность плазмы крови является одним из наиболее строго контролируемых в норме её физико-химических показателей у человека. Причина настроя систем регуляции на приоритетное внимание к этому параметру состоит в том, что от осмоляльности околоклеточной жидкости зависит объём каждой клетки организма. В условиях поддержания в узко заданном диапазоне общего содержания осмотически активных веществ внутри клетки под плазматической мембраной стабильность общей концентрации растворенных веществ в цитоплазме и в некоторых органеллах клетки зависит от осмоляльности плазмы крови. Она будет определять объём клетки, количество в ней воды. Таким образом, регуляция объёма клетки - клеточная волюморе-гуляция - зависит от трёх факторов: 1) осмоляльности околоклеточной жидкости, 2) осмотической проницаемости плазматической мембраны, 3) общего содержания осмотически активных веществ внутри клетки. Речь идет именно об осмотической проницаемости плазматической мембраны, а не об её диффузионной проницаемости для воды [9].

Рассмотрим смысловое значение перечисленных выше понятий. При уменьшении осмоляльно-сти плазмы крови даже у здорового человека, когда он выпьет большой объём воды, это неизбежно приведет к уменьшению данного параметра, вода устремится внутрь клетки, так как осмоляльность её внутриклеточного содержимого будет в тот момент выше, чем осмоляльность внеклеточной жидкости. В итоге, в это мгновенье разность осмотического давления внутри и вне клетки вызовет поток

воды через мембрану в цитоплазму. Результат - увеличение объёма воды в клетке, набухание клетки, которое будет зависеть от величины осмотического градиента через плазматическую мембрану, её проницаемости для воды, содержания осмотически активных веществ внутри клетки. Проницаемость мембраны клетки для воды обусловлена свойствами и числом в ней водных каналов (аква-поринов). Изменение осмоляльности сыворотки крови наблюдается при разных формах патологии и необходимо располагать методами оценки этого фактора в клинике.

Клинические состояния с измененной осмо-ляльностью крови

В клинике ряд форм патологии сопровождаются гипо- или гиперосмией, изменением концентрации в плазме крови ионов (натрия, калия, хлора и др.), ряда органических веществ (мочевина, глюкоза) [10]. Примерами заболеваний, сопровождающихся гипе-росмией, служат ХБП и сахарный диабет. Высокие значения осмоляльности сыворотки крови наблюдаются при истинном несахарном диабете, в процессе лечения острого инсульта гипертоническими растворами для борьбы с отеком мозга. Напротив, такие состояния, как синдром неадекватной секреции антидиуретического гормона, потребление больших объёмов воды, повышенное чувство жажды, сбой настройки осмостата [2], могут сопровождаться гипо-осмией. Это важные для клинициста понятия, поскольку в перечисленных выше случаях ведущий симптом заключается в повышенном потреблении воды, а осмоляльность плазмы крови будет иметь ключевое значение для дифференциальной диагностики несахарного диабета и психогенной полидипсии. В первом случае в исходном состоянии наблюдается гиперосмия, во втором - гипоосмия.

Клинически важным является сопоставление данных, касающихся концентрации ионов натрия в сыворотке крови и её осмоляльности. Обычно наблюдается идентичная тенденция изменения этих показателей, но далеко не всегда. Натрий в норме служит основным осмотически активным катионом внеклеточной жидкости и, казалось бы, изменение его концентрации в плазме крови и суммарной концентрации в ней осмотически активных веществ должны идти параллельно. Однако при ряде состояний этого не происходит, а высказанное выше суждение относится лишь к стандартной ситуации. Противоположная тенденция видна в отношении этих параметров при таком патологическом состоянии, например, как сахарный диабет, когда на фоне гиперосмии развивается гипо-натриемия [11]. Проанализируем это состояние и

его физиологический механизм. Особенно важно рассмотреть реакцию почек и использовать их ответ как индикатор состояния систем регуляции на складывающуюся в организме ситуацию.

Осмотически свободная вода

Для измерения этого параметра потребуются разработка дополнительного способа расчетов и сопоставление нескольких подходов. Для количественной оценки осморегулирующей функции почек рассчитывают реабсорбцию осмотически свободной воды (ТсН20):

ТсНО= С - V

Н2О Озт

и экскрецию осмотически свободной воды

(СН2о)

СН2О = V - СОят.

Тем самым ясно, что выделяемая моча представляет собой сумму этих величин [10, 12]: V = СО + СНО.

Оят Н2О

В приведенных выше формулах V - скорость мочеотделения в мл/мин, С0яп - осмоляльное очищение, которое равно отношению осмоляльности мочи (ио) к осмоляльности сыворотки крови (Р08Ш), умноженному на диурез (V): СО = иО ^/РО

Оят Оят Оят .

Диурез, осмоляльное очищение, реабсорбция осмотически свободной воды и скорость клубоч-ковой фильтрации рассчитывают у человека в мл/ мин на 1,73 м2 площади поверхности тела.

Несколько слов следует сказать о функциональном значении величин, рассчитываемых по этим формулам. Измерение реабсорбции и экскреции осмотически свободной воды имеет строго определенное значение [10] и представляет собой исключительно важный клинически показатель. Первое из упомянутых значений - реабсорбция осмотически свободной воды (ТсН0) наблюдается в условиях секреции вазопрессина (антидиуретического гормона). Её максимальное значение у человека может быть измерено на фоне секреции вазопрессина в условиях осмотического диуреза [12], константная величина при наиболее интенсивной деятельности почек составляет около 5 мл/мин на 1,73 м2 площади поверхности тела. Экскреция осмотически свободной воды (СН О) определяется в условиях водной нагрузки в объёме 2% к массе тела (это приводит к полному подавлению эндогенной секреции в кровь аргинин-вазопрессина) и составляет у мужчин на максимуме водного диуреза 14,7 мл/мин на 1,73 м2 площади поверхности тела [10].

Выделение почкой свободной от натрия воды

Диссонанс между состояниями с гиперосмией и гипонатриемией (табл. 1, 2) требует не только анализа, проникновения в механизм отличий, количе-

Таблица 1

Состояния с изменением осмоляльности сыворотки крови

Гиперосмия Гипоосмия

Несахарный диабет Психогенная полидипсия

Уремия Секреция избытка вазопрессина

Дегидратация Недостаточность коры надпочечников

Гиперосмолярная некетонемическая диабе- Водная интоксикация

тическая кома Передозировка десмопрессина, минирина

Диабетический кетоацидоз

Алкогольная интоксикация

Сахарный диабет

Поражение центра осморегуляции в мозгу

ственной оценки реакции почек в обоих случаях, но главное - он может помочь пониманию клинического значения тенденций изменения этих параметров, их устранению, лечению. При обследовании пациента необходимо сопоставить соотношение одновременно анализируемых значений концентрации в плазме крови натрия, мочевины, осмо-ляльности - Р.,, Ртт и Р„ . На это в клинике часто

Иг ОБт

не обращается должного внимания, в то время как их сопоставление окажет помощь в диагностике и назначении терапии. Гипонатриемия может наблюдаться не только при гипоосмии, но и при нормоос-мии и даже гиперосмии (например сахарный диабет), если увеличена реабсорбция не только осмотически свободной воды, но она происходит в сочетании с потерей натрия, иными словами, имеет место реабсорбция «безнатриевой» воды.

Чтобы объяснить значение этого нового понятия, несколько слов следует сказать о неодинаковой роли в осмоляльности плазмы крови отдельных осмотически активных веществ, таких как натрий, глюкоза, мочевина, калий. Эти вещества не только осмолиты, но они участники внутри- или внеклеточной осмоляльности. Натрий не просто служит основным катионом внеклеточной жидкости, но и

Таблица 2

Состояния с изменением концентрации натрия в сыворотке крови

Гипернатриемия Гипонатриемия

Гиперальдостеронизм Введение вазопрессина или его аналогов

Гипосекреция вазопрессина Водная интоксикация

Дегидратация Гиперсекреция вазопрессина

Избыточная потеря воды почкой Гипоальдостеронизм

Нарушение осморегуляции Диарея

Нарушение функций осмостата Инфузия маннитола

Нефрогенный несахарный диабет Неукротимая рвота

Острая передозировка фуросемида Нефротический синдром

Потребление избытка ЫаС1 Отеки

Синдром церебрального солевого аппетита Полиурическая фаза ОПН

Прием диуретиков (длительный)

Прием избытка десмопрессина, минирина

Псевдогипонатриемия (гиперпротеинемия,

гиперлипидемия, гипергликемия)

Сахарный диабет

Синдром неадекватной секреции вазо-

прессина

Сольтеряющая почка

осмотически противостоит внутриклеточным осмотически активным веществам. Такую роль в клетке обычно играет калий, он определяет внутриклеточную осмоляльность.

Иное дело - мочевина. Она осмотически активна в плазме крови, но её особенность в том, что мембраны клеток в большинстве случаев проницаемы для нее, в результате она легко проникает в цитоплазму через мембрану. Даже при уремии на фоне равенства концентраций мочевины в клетке и вне неё мочевина не создает осмотического градиента между клеткой и внеклеточной жидкостью. Более того, мочевина не участвует в метаболизме, она является одним из конечных продуктов азотистого обмена у многих организмов, в том числе у человека.

Ситуация с изменением концентрации глюкозы отличается от таких веществ, как и мочевина. Увеличение концентрации глюкозы в плазме крови, околоклеточной жидкости воспринимается клеткой как увеличение осмоляльности, глюкоза не проникает свободно через плазматическую мембрану, для её транспорта требуется участие натрий-зависимого котранспортера. Поэтому нормализация концентрации глюкозы в плазме крови достигается её временным депонированием в виде гликогена, который практически осмотически неактивен, а из депо глюкоза позднее может вернуться в цитоплазму клетки или в кровоток. Поэтому на гипергликемию организм реагирует снижением концентрации натрия, чтобы оптимизировать осмоляльность сыворотки крови. Другой функциональной особенностью повышения концентрации глюкозы является то, что увеличение её поступления в клетку под влиянием инсулина сопровождается транспортом К+ из плазмы крови в цитоплазму.

Для количественной оценки роли реабсорбции ионов натрия в канальцах почки в связи с осморегу-ляцией клеток в организме нами была предложена формула для расчета реаб-сорбции свободной от натрия воды (С Н2»а) [13]:

0 = V - С

' N3 У ^ N3 '

где С№ - очищение от №, оно равно отношению концентрации № в моче (Ц^) к его концентрации в сыворотке крови (Р№), умноженному на диурез -

С

С = V • и /Р

^N3 У N3 N3 '

0 = V • (и - Р) /Р = V - С

Необходимо объяснить отличия физиологического и клинического значения двух показателей - клиренса натрия (С^) и клиренса свободной от натрия воды (СН20№). Последний из упомянутых параметров обсуждался выше, а С№ - является показателем, характеризующим участие почек в во-люморегуляции, он позволяет оценить тенденцию сдвига систем регуляции по стабилизации объёма внеклеточной жидкости. В известном смысле слова клиренс натрия (СКа) можно приравнять к удалению определенного объема внеклеточной жидкости. Примером клинических состояний с разными тенденциями изменения осмоляльности и концентрации натрия в плазме крови относятся сахарный диабет, ишемический инсульт у пациентов в состоянии комы, когда они не могут компенсировать осмоляльность крови питьем воды из-за отсутствия чувства жажды.

Различие клинических форм гиперосмии

Сопоставим данные лабораторных исследований двух пациентов с гиперосмией - одного с ХБП, другого с сахарным диабетом. В первом случае ведущий фактор изменения осмоляльности сыворотки крови уремия, во втором - гипергликемия. Одним из общих проявлений лабораторного анализа сыворотки крови будет гиперосмия (см. табл. 1). При ХБП в основе гиперосмии лежит повышение концентрации мочевины (табл. 3), при сахарном диабете - повышение концентрации глюкозы. Реакция различных клеток организма и систем регуляции будет качественно отличаться при этих состояниях.

Для начинающегося сахарного диабета характерна гиперфильтрация [14], которая затем постепенно снижается из-за нарастающей дисфункции гломерулярного аппарата. Точно охарактеризовать

Таблица 3

Состояния с изменением концентрации мочевины в сыворотке крови

Повышение Снижение

ОПП Терминальная стадия

ХБП печеночной недостаточ-

Острый панкреатит ности

Эклампсия Недостаток белков в пи-

Интенсивная мышечная работа тании

Инфекционные и воспалитель- Голодание

ные заболевания (распад белков)

Сгущение крови

этот параметр у пациента имеющимися методами нельзя, так как он обусловлен усилением фильтрации в отдельных нефронах и определяется числом функционирующих, сохранившихся нефронов. Для высокого уровня осмотического концентрирования мочи необходимо нормальное состояние интерсти-циальной ткани мозгового вещества почки, в то же время склероз мозгового вещества нарушает возможность создания высокого осмотического градиента в этой зоне почки. Количество нефронов и расстояние между ними обеспечивают реализацию множительного эффекта в деятельности про-тивоточной системы благодаря оптимальному расстоянию между элементами мозгового вещества. Увеличение объема почки, характерное для диабета, в сочетании с начинающимся склерозированием этой зоны почки могут способствовать нарушению осморегулирующей функции. Поэтому в начальной фазе сахарного диабета гипергликемия благодаря гиперосмии приведёт к увеличению секреции аргинин-вазопрессина, что вызывает возрастание осмотической проницаемости мембран клеток эпителия собирательных трубок для воды и растет реабсорбция осмотически свободной воды в кровь. Это отражает физиологическое состояние почек и служит критерием адекватной реакции канальцев на вазопрессин, хотя реакция наблюдается в условиях гипергликемии, осмотического диуреза и повышенного мочеотделения. По мере про-грессирования сахарного диабета нарушается состояние почек, развивается их склероз, все это в конечном счете приводит к формированию дефектной реакции почек на вазопрессин, реабсорбция осмотически свободной воды снижается. Уровень гликемии, скорость реабсорбции глюкозы обусловливают саму возможность возникающего осмотического диуреза, однако последующая реакция дис-тального сегмента нефрона на эти изменения зависит от степени развития диабетической нефропа-тии. Скорость реабсорбции осмотически свободной воды (ТсНО) оказывает влияние на состав крови, её осмоляльность, а в зависимости от количества ре-абсорбированных катионов, главным образом натрия и калия, определяется баланс внутри- и внеклеточных ионов, регуляция объёма клеток.

Диабетическая нефропатия, развивающаяся почечная недостаточность являются важнейшим фактором снижения концентрационной способности почки. Но при этом важно разграничить два явления - уменьшение осмотического концентрирования мочи в почке и развитие клеточной резистентности к вазопрессину. Авторы ряда публикаций полагают, что при сахарном диабете снижается реак-

Таблица 4

Осмоляльность и концентрация осмолитов в сыворотке крови при некоторых формах патологии

Объект исследования п РО Оэт РЫа Рк РЫг

Космонавты, до полета 27 287±1 143±0,4 4,5±0,04 мг/л

2,7± 0,04

Сахарный диабет 29 289±1,7 138±0,5 4,58±0,08 -

Инсульт ишемический 19 344±5,7 176±4,2 4,75±0,03 -

Инфузия «Уроглюк», до 22 291±2,5 143±1,3 4,5±1,5 4,3±0,05

60 мин спустя 312±7,5 141±1,3 4,5±1,7 24±1,5

Эпилепсия 7 291±4,5 142±2 4,0±0,2 -

ХБП до гемодиализа 8 317±7 137±0,9 5,7±0,4 23±3,1

после гемодиализа 8 303±4,6 142±1,9 5,4±0,4 12,8±1,6

Примечание. В таблицу включены данные совместных исследований с Б.С.Виленским, А.И.Григорьевым, В.Л.Данскером, И.Г.Каюковым, В.Л.Эмануэлем. Р - мосм/кг Н2О, РЫ , Рк, Ри - моль/л.

ция почек на вазопрессин [15]. Исходя из полученных нами данных [16], в том числе и изменению осмоляльности мочи в зависимости от длительности заболевания сахарным диабетом, а также изменению реабсорбции осмотически свободной воды может быть дано следующее объяснение. У пациентов с сахарным диабетом выявлена положительная корреляция между скоростью мочеотделения и реабсорбцией осмотически свободной воды. При длительном течении заболевания, при развитии диабетической нефропатии эта зависимость ослабевает и можно предположить, что в основе наступающего дефекта осмотического концентрирования лежит не столько нарушение реакции клетки на вазо-прессин, сколько затруднение реализации эффекта этого гормона в почке [16]. Такое развитие событий в почке может быть следствием структурных изменений в ней - уменьшения числа функционирующих нефронов, нарушения свойств мозгового вещества из-за развивающегося склероза.

Рассмотрим особенности вовлечения почек в поддержание оптимального уровня осмотической ситуации в организме по реакции почек на стимулы системы регуляции. При стандартной картине дегидратации организма из-за испарения воды происходит повышение осмоляльности крови, увеличение концентрации в ней ионов натрия, стимулируется секреция вазопрессина. В итоге почка обеспечивает восстановление осмоляльности крови, такой же результат достигается и благодаря возникающему чувству жажды и питью воды.

При сахарном диабете из-за гипергликемии наблюдается рост осмоляльности крови, что постепенно компенсируется возрастанием реабсорб-ции осмотически свободной и свободной от натрия воды. Цель систем регуляции - нормализовать водно-солевой баланс, обеспечить нормоосмию и нормоволемию, но эта цель при данном заболева-

нии не может быть достигнута до той поры, пока не будет устранена причина. Возникает конфликт систем регуляции, так как одна из них оценивает осмоляльность крови, другая - её объём, при одновременном изменении осмоляльности и концентрации в плазме крови. Поэтому только реабсорбцией осмотически свободной воды не достичь нормы из-за нарастающей гиперволемии. Система регуляции ищет компромисс, удаляя часть ионов натрия с сопровождающими анионами, но реабсор-бируя освобождающуюся при этом свободную от натрия воду. Благодаря этому в меньшей степени растет объём внеклеточной жидкости, нормализуется осмоляльность, но снижается концентрация натрия в её плазме. Эта реакция систем регуляции у пациента позволяет понять, какой вариант компромисса между системами осморегуляции и во-люморегуляции организм считает оптимальным в данной ситуации.

ХБП сопровождается гиперосмией из-за уремии, накопления в плазме крови мочевины (табл. 4). Мембраны клеток проницаемы для мочевины, не возникает реакции осморецецепторов и системы осморегуляции, менее выражены изменения концентрации ионов натрия в плазме крови. Восстановление осмоляльности определяется, преимущественно, удалением мочевины из внеклеточной жидкости, плазмы крови.

Иная картина наблюдается у пациентов в коматозном состоянии с инсультом, нарастающей гиперосмией, когда потеря сознания не позволяет контролировать чувство жажды. В этих случаях наблюдается рост осмоляльности наряду с увеличением концентрации натрия в плазме крови. Адекватный способ нормализации состояния в этом случае состоит в инфузии изотонического раствора глюкозы, которая метаболизируется, при этом освобождается осмотически свободная вода и вос-

Таблица 5

Различие тенденций изменения концентрации Na и мочевины на фоне гиперосмии при некоторых формах патологии

Форма патологии PO Osm PNa PUr

Ишемический инсульт í í -

Сахарный диабет í i -

ХБП í - í

станавливается осмоляльность плазмы крови [17]. Перечисленные выше варианты повышения осмо-ляльности сыворотки крови могут зависеть от увеличения концентрации глюкозы, мочевины, натрия. Однако сахарный диабет является примером гиперосмии с гипонатриемией (табл. 5) при нормальной концентрации мочевины. Такое разнообразие вариантов патогенетических механизмов гиперосмии диктует необходимость постоянного контроля этого показателя и применение патогенетически обоснованных путей терапии. Таким образом, использование физиологических методов с оценкой роли ионов натрия, глюкозы и мочевины в изменении осмоляльности плазмы крови при ряде патологических состояний (ХБП, сахарный диабет и др.) может быть применено для коррекции состава жидкостей внутренней среды пациентов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ряд форм патологии характеризуются гипона-триемии и гиперосмией, возрастанием осмоляль-ности плазмы крови при нормонатриемии. Разработаны формулы для количественной оценки реакции почек на изменение объема крови и её состава по расчету клиренса осмотически свободной воды и свободной от воды. Принципиальное значение имеет причина гиперосмии - гипергликемия, уремия или гипернатриемия. Обсуждается вопрос о тактике клинициста в каждом из перечисленных случаев.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Наточин ЮВ. Механизм осмотического разведения и концентрирования мочи. В: Физиология водно-солевого об-

мена и почки. Наука, Л., 1993; 393-416

2. Шейман ДжА. Патофизиология почки. Бином, М., 1997; 11-36

3. Гайтон АК, Холл ДжЭ. Медицинская физиология. Ло-госфера, М., 2008; 385-403

4. Шмидт-Ниельсен К. Физиология животных: Приспособление и среда. Мир, М., 1982; 2: 421-454

5. Финкинштейн ЯД. Осморегулирующая система организма высших животных. Наука, Новосибирск, 1983; 71-79

6. Наточин ЮВ, Рябов СИ, Каюков ИГ и др. Показатели водно-солевого гомеостаза и их вариабельность. Физиология человека 1980; 6 (4): 647-650

7. Leach Huntoon CS, Grigoriev AI, Natochin YuV. Fluid and electrolyte regulation in spacefligth. Am Astronaut Soc Publ, San Diego, 1998; 9-11

8. Кузнецова АА, Наточин ЮВ. Исследование развития функции почек и их регуляция у детей на фоне патологического процесса. Журн эволюц биохимии и физиологии 2005; 41 (3): 277-284

9. Наточин ЮВ, Чапек К. Методы исследования транспорта ионов и воды. Почечные канальцы, кожа, мочевой пузырь. Наука, Л., 1976; 130-144

10. Наточин ЮВ. Почка. Справочник врача. Изд-во СПбГУ, СПб., 1997; 133-138

11. Шуцкая ЖВ, Кузнецова АА, Кутина АВ и др. Роль почек в регуляции осмоляльности концентрации катионов в сыворотке крови при гипергликемии. Физиология человека 2008; 34 (5): 73-79

12. Smith HW. Principles of renal physiology. Oxford Univ Press, New York, 1956; 108-115

13. Наточин ЮВ, Скрибник ЭЯ. О физиологическом значении расчета клиренса натрия. В: Регуляция функции почек и водно-солевого обмена. Барнаул, 1969; 2: 136-140

14. Cortes P, Mogensen CE, eds. Diabetic kidney. Humana Press Totowa, New Jersey, 2006; 23

15. Agha A, Smith D, Finucane F et al. Attenuation of vasopres-sin-induced antidiuresis in poorly controlled type 2 diabetes. Am J PhysiolEndocrinolMetab 2004; 287 (6): E1100-E1106

16. Наточин ЮВ, Шестакова МВ, Кузнецова АА и др. Сахарный диабет: состояние осморегулирующей функции почек. Тер арх 2010; (6): 9-14

17. Наточин ЮВ, Виленский БС, Шустин ВА и др. Осмо-ляльность и концентрация ионов в ликворе и сыворотке крови при эпилепсии и ишемическом инсульте. Журн неврол и психиатр 1996; 96 (5): 77-79

Благодарность. Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 11-04-001636), программы ОФФМ РАН и программы Ведущие научные школы (НШ-65100. 2010.4).

Поступила в редакцию 22.11.2011 г.

Принята в печать 04.04.2012 г.