Водно-сольовий обмін і особливості його регуляції у дітей - синдромная діагностика в педіатрії

ГЛАВА IV
Водно-електролітного ПОРУШЕННЯ
- Особливості водно-сольового обміну у дітей.
-    Роль електролітів в підтримці гомеостазу.
- Причини дегідратації у дітей раннього віку.
- Види і ступеня дегідратації.
- Етапи розвитку гіповолемічного шоку.
Водно-сольовий ОБМІН І ОСОБЛИВОСТІ ЙОГО РЕГУЛЮВАННЯ У ДІТЕЙ
Гомеостаз - це сукупність фізико-хімічних констант, що характеризують внутрішнє середовище організму і перш за все постійність обміну і якісного складу рідин людського організму.
В організмі людини є три депо рідини: 1) судинне русло з ОЦК (плазма і формені елементи) - 2) міжклітинний простір з певною кількістю міжклітинної, або інтерстиціальної, рідини (до цього складу рідини відносяться також лімфа, ліквор, рідина серозних порожнин, синовіальна рідина та ін.) - 3) внутрішньоклітинна, або інтрацелюлярна, рідина.
Плазма крові і інтерстиціальна рідина разом утворюють депо так званої позаклітинної, або екстрацеллюлярной рідини. Функції позаклітинної рідини різноманітні і важливі. Вона забезпечує метаболізм клітини, доставляючи до останньої необхідні для цього елементи і несучи в венозну систему продукти катаболізма- як буфер охороняє клітину від гідроіонних агрессіі- певною мірою підтримує сталість складу плазми і стабілізує кровообіг. Підтримка сталості обсягу і іонної структури рідких середовищ організму здійснюється за участю безумовних нервово-рефлекторних і ендокринних механізмів, серед яких важливе значення мають системи регуляції осмотичного тиску (осморегуляція) і система регуляції обсягу рідин тіла (волюморегуляція). У функціональному відношенні обидві системи тісно пов`язані між собою, є одним цілим.
Постійність осмотичного тиску плазми крові, інтерстиціальної і внутрішньоклітинної рідин - одне з головних умов нормальної життєдіяльності клітин. Останні не можуть існувати в середовищі з низьким або надмірно високим вмістом солей. У гипотонической середовищі клітини набухають і піддаються лізису, в гіпертонічної зморщуються і зазнають значних функціональні і морфологічні зміни. Постійне осмотичнийтиск поза клітинами підтримується головним чином за рахунок вмісту в інтерстиціальної рідини і плазмі іонів натрію і хлору. Усередині ж клітин цю функцію виконують іони калію і фосфору. Таку особливість розподілу електролітів між клітинами і позаклітинної рідиною пов`язують з існуванням на поверхні клітинних мембран «натрієвого насоса», який за допомогою енергетичних сил клітини активно витісняє натрій з останньої, так як підвищення його вмісту в клітині може надавати токсичну дію на внутрішньоклітинні обмінні процеси і грубо порушувати їх.
Натрій є основним катіоном позаклітинної рідини. Його вміст у сироватці крові коливається від 137 до 145 ммоль / л і мало змінюється з віком дитини. Цей показник відображає вміст натрію в позаклітинній рідині і визначає значною мірою величину осмотичного тиску останньої. Іони натрію беруть участь в регуляції кислотно-лужної рівноваги (КОР), так як входять в бикарбонатную і фосфатну буферні системи. Цим іонів властиво специфічно динамічна вплив на основний обмін, їх переміщення лежить в основі електрохімічної природи процесів збудження і передачі нервових імпульсів. Натрій сенсибилизирует закінчення симпатичних нервових волокон і впливає на стан тонусу судин.
Аніони хлору і катіони натрію позаклітинної рідини визначають її осмотичний тиск. Хлор бере участь в процесі поляризації мембран і знаходиться в еквівалентних відносинах з натрієм. Вміст хлору в сироватці крові коливається в межах 92-107 ммоль / л. Хлор бере участь в підтримці осмотичного тиску і КОР екстрацеллюлярной рідини, надлишок його веде до ацидозу.
Важливим катионом позаклітинної рідини є також кальцій. Зміст його в плазмі - в середньому 5 ммоль / л. Однією з його функцій є підтримання належного рівня нервово-м`язової збудливості.
Роль позаклітинного калію в підтримці осмотичного тиску невелика в зв`язку з невеликим його змістом в плазмі і інтерстиціальної рідини (4-5,5 ммоль / л). Однак цей елемент є фізіологічну константу, зміни якої при патології можуть викликати серйозні порушення в організмі. Калій бере участь в процесах нервово-м`язової збудливості, стимулює вивільнення ацетилхоліну, активізує парасимпатичний відділ нервової системи. Іони калію необхідні для процесів синтезу макроергічних фосфорних сполук (аденозинтрифосфат, креатинфосфат і ін.) - Фізіологічних акумуляторів енергії, без витрачання якої немислима діяльність організму. Встановлено роль калію в механізмах м`язового скорочення. Калій впливає на збудливість серцевого м`яза, діяльність травного тракту і нирок, бере участь в поляризації мембран. Встановлено, що синтез білка і глікогену відбувається з поглинанням іонів калію, недолік яких гальмує анаболічні процеси. Концентрація калію в рідинах при ацидозі збільшується, а при алкалозі зменшується.
Серед електролітів позаклітинної рідини значну фізіологічну роль відіграють іони бікарбонату натрію, що входять до складу буферної системи вугільної кислоти. При pH крові 7,35-7,45 співвідношення концентрацій вугільної кислоти і бікарбонату натрію є строго постійну величину - 1:20 (в крові міститься в
середньому 1,25 ммоль / л вугільної кислоти і близько 25 ммоль / л бікарбонату натрію). Можливий зсув цього співвідношення в «кислу сторону» внаслідок зниження концентрації бікарбонату натрію при втраті підстав з рідким стільцем або при нирковій недостатності. У цьому випадку розвивається метаболічний ацидоз. Підвищення концентрації вугільної кислоти при порушеннях легеневої вентиляції призводить до розвитку дихального ацидозу. Надлишок бікарбонату натрію спостерігається при алкалозі. Разом з білками плазми бікарбонат натрію утворює буферну систему. Їх вміст у плазмі в нормальних умовах становить 42 ммоль / л.
Велике значення в підтримці ізотонії плазми мають також білки. Їх колоїдно-осмотичний або онкотичноготиск забезпечує утримання в плазмі певної кількості води (альбуміни пов`язують близько 7 г води, а глобуліни 2,5 г), що відіграє значну роль в регуляції периферичного кровообігу.
Основними внутрішньоклітинними катіонами є іони калію і магнію. У клітці міститься 120-140 ммоль / л калію, що в 30 разів перевищує його концентрацію в плазмі. Іони калію проникають в клітку в поєднанні з глюкозою і фосфором. Їх концентрація при ацидозі збільшується, а при алкалозі зменшується. Концентрація магнію в клітці значно вище, ніж в плазмі і інтерстиціальної рідини. Іони магнію грають важливу роль у ферментативних процесах - утилізації кисню, гликолизе, виділення енергії. Вони зменшують збудливість нервово-м`язової системи, знижують скоротність міокарда і гладкої мускулатури, надають депресивний дію на центральну нервову систему.
Одним з основних аніонів внутрішньоклітинного простору є фосфат. Концентрація його в клітинах приблизно в 40 разів вище, ніж в плазмі. Він пов`язаний переважно з білками, а саме з нуклеїновими кислотами, бере участь в обміні вуглеводів, енергетичних процесах, мінеральному обміні, має властивість буфера.
Рідинні системи організму відокремлені один від одного стінкою капіляра і оболонкою клітини. Стінка кінцевого артеріального капіляра є діалізірующую пористу перетинку. У фізіологічних умовах, при нормальної проникності стінки капілярів, вода і електроліти проникають під впливом колоїдно-осмотичного тиску в кровоносній русла в міжклітинний простір. Колоїди (високомолекулярні речовини) через стінку капілярів практично не проходять. Вміст води і солей в кровоносній руслі і інтерстиціальному просторі знаходиться в постійному рівновазі. Зменшення кількості води в кровоносній руслі заповнюється надходженням її з інтерстиціального простору. При збільшенні кількості води в судинному руслі вирівнювання її обсягів в цих двох системах (депо) відбувається завдяки відтоку рідини в інтерстиціальний простір. Підвищення осмотичного тиску всередині клітин, зазвичай пов`язане з пригніченням метаболізму, викликає надходження води з позаклітинного простору. При цьому можуть розвинутися набряк і набухання клітин. Втрата рідини при діареї, легеневої гіпервентиляції супроводжується підвищенням осмотичного тиску позаклітинної рідини і переміщенням води з клітин у екстрацелюлярне простір, що веде до розвитку внутрішньоклітинної дегідратації, що порушує функцію клітин, аж до їх загибелі.
Початковим ланкою осморегуляции служать нервові рецептори, здатні вловлювати навіть незначні коливання осмотичного тиску і передавати інформацію в ядра гіпоталамуса, які стимулюють надходження в кров антидіуретичного гормону, що регулює інтенсивність реабсорбції води в канальцях нирок. Однак у новонароджених і дітей перших місяців життя гіпоталамо-гіпофізарна система ще не дозріла, а канальцевий апарат нирок вельми слабо реагує на вплив антидіуретичного гормону, тому нирки досить слабо концентрують сечу навіть в умовах сольових навантажень, тобто в цьому віці нирки не можуть економити воду ( «фізіологічний нецукровий діабет»). Здатність нирок концентрувати сечу розвивається лише до 8-9 міс. і дозріває до 2 років життя дитини. У нормальних умовах у дитини раннього віку, завдяки саме цій нездатності нирок економити воду, забезпечується фізіологічна ретенция солей і азотистих продуктів, необхідних для його зростання. Крім цього, значні навантаження рідиною, одержуваної дитиною в цьому віці з їжею, можуть компенсуватися лише за умови екскреції розведеної сечі. У разі патології ця слабка можливість нирок економити воду сприяє розвитку зневоднення та затримці солей. Це слід завжди враховувати при введенні в організм дитини сольових розчинів. Надлишки солей, що викликають у дорослих так званий осмотичнийдіурез, у дітей раннього віку депонуються в тканинах, що веде до виникнення набряків і навіть (при значних навантаженнях) до порушення терморегуляції ( «сольова лихоманка»).
Постійність об`єму рідини в організмі забезпечується системою волюморегуляції, яка також має нервові, ниркові і ендокринні механізми. Найважливішим компонентом цієї системи є гормон кори надниркових залоз - альдостерон, який регулює процеси реабсорбції натрію в ниркових канальцях, які в нормальних умовах сприяють затримці в організмі еквівалентної кількості води і підтримці ізотонічного складу позаклітинної рідини. Канальцевий апарат нирок у дитини раннього віку слабо реагує на альдостерон і інші мінералокортикоїди, тому його компенсаторна реакція на розвиток дегідратації та зменшення обсягу рідин в організмі для відновлення порушеного гомеостазу виявляється недостатньою. Ці особливості нейроендокринної та ниркової регуляції обумовлюють нестійкість водно-сольового обміну.
Чим менше вік дитини, тим більше загальний вміст води в його організмі (більше 80% маси тіла - у новонародженого в порівнянні з 60% - у дорослого). Здавалося б, така фізіологічна «гипергидратация» повинна сприяти стійкості водно-сольового рівноваги, однак симптомокомплекс дегідратації часто супроводжує шлунково-кишкові захворювання саме у дітей раннього віку, а у старших дітей зустрічається як виняток.
Ця особливість водно-сольового обміну у дітей раннього віку обумовлена наступними факторами:
- незрілістю нейрогуморальних і ниркових механізмів його регуляціі-
- інтенсивним зростанням дитини і напруженістю процесів водно-електролітного обміну, а також наявністю великої кількості позаклітинної рідини (45-50% маси тіла у новонародженого, 26% - у дитини одного року і 15-17% - у дорослих). Позаклітинна рідина майже не пов`язана мукопротеина сполучної тканини, і тому в певних умовах швидко змінюється її обсяг, що сприятливо позначається на обмінних процесах здорового організму, що росте, але при патології веде до значних втратах рідини та електролітів. Цьому сприяє і слабо розвинене у дітей раннього віку почуття спраги, залежне від нестійкості регуляторної функції кори головного мозку і підкіркових центрів. При захворюваннях (особливо при токсикозі) відчуття спраги може бути взагалі пригніченим.
Значна напруженість обміну води і електролітів обумовлюється інтенсивним зростанням дитини. Потреба дитячого організму у воді значно вище, ніж у дорослого. Немовляті на 1 кг маси тіла на добу потрібно в 3-4 рази більше води, ніж дорослому (100-165 мл / кг - дитині, 35-45 мл / кг - дорослому на добу). Середній обсяг добового сечовиділення по відношенню до маси тіла становить у дітей - 7%, у дорослих - до 2%. У дітей грудного віку щодня поновлюється близько 50% позаклітинної рідини, у дорослого таке відновлення відбувається лише через 7-9 днів. Втрата води при диханні і випаровуванні з поверхні шкіри у дітей грудного віку становить близько 1-1,3 мл / кг маси тіла на годину. При високій температурі тіла і частому диханні ця втрата може зростати до 15-20 мл / кг / год, і тоді дитині загрожує зневоднення з осмотичної гіпертонією плазми. У дорослих втрата рідини через легені і шкірні покриви становить близько 0,45 мл / кг / год. Добовий обсяг невідчутних втрат води для дорослої людини при масі тіла 70 кг в нормальних умовах дорівнює приблизно 1 л, у новонародженого ці втрати більш значні і досягають 50 мл / кг маси тіла на добу. Чим менше вік дитини, тим більше відносна поверхню його тіла і вище добовий обмін води. У дорослого в обміні води бере участь ледь 1 7 позаклітинної рідини (2000 з 14 000 мл), у немовляти масою 7 кг - половина її (700 з 1400 мл). Це обумовлює значну лабільність водного обміну у дитини, велику небезпеку порушення його при хворобливих станах. Судинний обсяг крові у дітей в середньому 85 мл / кг, у дорослих 45- 50 мл / кг. Кожні 20 хв відбувається обмін води, що міститься в крові і інтерстиціальної рідини в обсязі, рівному масі тіла дитини, а вся циркулює плазма (не рахуючи білка) обмінюється протягом 1 хв.
Велика кількість рідини виділяється в шлунково-кишковий тракт з травними соками (слина, шлунковий, панкреатичний та кишковий соки). Кількість цих секретів досягає 15-18% маси тіла. У фізіологічних умовах в кишечнику всмоктується вся рідина, а при захворюваннях шлунково-кишкового тракту в зв`язку з порушенням процесів реабсорбції ця рідина втрачається зі стільцем і блювотними масами. У новонароджених і дітей грудного віку, як уже зазначалося, позаклітинна незв`язана рідина становить значний відсоток маси тіла, що обумовлює її більш швидку втрату при патологічних станах. З цим пов`язані фізіологічна спад маси тіла у новонароджених, коливання кривої показників маси тіла в грудному віці.
Клінічної аксіомою є твердження, що зміни маси тіла за 24 год пов`язані з коливаннями змісту в організмі води.
Швидка втрата екстрацеллюлярной рідини у дітей раннього віку при патологічних станах сприяє розвитку синдрому дегідратації.