МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАТРИЯ И КАЛИЯ В БИОМАТЕРИАЛЕ
Лабораторные методы определения электролитов в биологических жидкостях.
Электролиты – находятся в тканях организма и в крови в виде растворов солей.
· Электролиты способствуют продвижению в клетки организма питательных веществ и выводу из них продуктов обмена, поддержанию водного баланса клеток и стабилизации кислотности (рН).
Основные электролиты в организме человека: натрий (Na+), калий (K+) и хлор (Cl-).
ü Большая часть натрия содержится в межклеточных жидкостях.
ü Калий находится главным образом внутри клеток, однако небольшое, но жизненно важное его количество есть в плазме, жидкой части крови.
Натрий, калий и хлориды поступают в организм вместе с едой, тогда как почки участвуют в выводе их из организма. Баланс этих химических элементов является важным показателем здоровья человека, в частности того, как функционируют почки и сердце.
Поскольку электролитный и кислотно-щелочной дисбалансы сопутствуют широкому спектру острых и хронических заболеваний, анализ на электролиты может быть назначен как уже госпитализированным пациентам, так и только что обратившимся в отделения экстренной медицинской помощи.
Исследование используется:
§ Как составная часть общего медицинского осмотра или в качестве самостоятельного исследования при тесте на метаболиты.
§ Для скрининга электролитов и исследования кислотно-щелочного дисбаланса.
|
|
|
§ Для контроля за эффективностью лечения дисбаланса, влияющего на функционирование определенных органов.
Исследование назначается:
§ При диагностике заболевания с такими симптомами, как отек, тошнота, слабость, помутнение сознания, сердечная аритмия.
§ При обследовании пациентов, страдающих острыми и хроническими болезнями.
§ При необходимости контроля за эффективностью лечения гипертонии, сердечной недостаточности, болезней печени и почек.
§ При низком уровне одного из электролитов, например натрия или калия, в дальнейшем назначают повторный тест для наблюдения за динамикой дисбаланса до тех пор, пока не восстановится нормальный уровень этого электролита.
Референтные значения
| Электролит | Референтные значения |
| Калий | 3,5 - 5,1 ммоль/л |
| Натрий | 135 - 145 ммоль/л |
| Хлор | 98 - 107 ммоль/л |
Обмен натрия в организме.
Общее количество натрия в организме около 105 граммов. Более 50 %
- внеклеточная жидкость, в костях (депо) - 40%, внутриклеточное содержание
6 - 9%.
Физиологическая роль натрия:
1. Необходимо отметить, что натрий поддерживает осмотическое
давление: замена другим осмотически активным катионом в концентрации,
|
|
|
необходимой для поддержания осмолярности внеклеточной жидкости, не
совместимо с жизнью.
2. Устанавливает движение воды, так 1 ммоль натрия удерживает
около 6 мл воды.
3. Натрий принимает участие в регуляции КОС, так как он входит в
состав буферных систем крови.
4. Определяет состояние нервно-мышечной возбудимости, тем что
участвует в передаче возбуждения по нервно-мышечному волокну.
5. Поддерживает постоянство биоэлектрического потенциала
мембран клеток: «калий-натриевый насос».
Потребность натрия для взрослых составляет 4 – 5 граммов в сутки.
Всасывание протекает наиболее активно в ободочной кишке. Оно
усиливается при повышении концентрации в пище, при слабокислой рН – 4,4
– 6,8. Стимулируют всасывание: альдостерон, гидрокортизон, а угнетают:
гастрин, холецистокинин, простагландины.
Необходимо отметить, что натрий выводится с мочой, теряется 3-6
грамм в сутки (95%), а также с потом и калом – 5 %.
Уровень натрия в организме регулируют нервная, эндокринная и
мочевыделительная системы.
Основным гормоном регуляции служит альдостерон.
Клинико - диагностическое значение определения концентрации
натрия:
ü В плазме крови содержание натрия составляет 135-145 ммоль/л.
|
|
|
ü Уровень натрия в моче при разном пищевом режиме равен 40-220 ммоль/сут.
Гипернатриемия – повышение концентрации натрия в сыворотке крови,
наблюдается при состоянии
o сильного потоотделения
o несахарном мочеизнурении при патологических процессах в гипоталамической области мозга
o болезни и синдроме Кушинга
При заболеваниях почек патофизиологические процессы меняют обмен натрия. Когда протеинурия возникает в результате первичного поражения фильтрационного барьера почечных телец и скорость клубочковой фильтрации не изменена, развивается гипопротеинемия. При этом задержка натрия в почках - следствие снижения объёма крови. Если снижение скорости клубочковой фильтрации первично, задержка воды и соли ведёт к увеличению объёма крови и повышению АД. Возможно сочетание обоих патологических процессов. Увеличение натрия в сыворотке крови отмечается также при заболеваниях печени и при заболеваниях ЦНС.
Гипонатриемия – снижение уровня натрия в сыворотке крови, встречается в клинике значительно чаще, сопровождая разнообразные патологические состояния.
o Наиболее частая причина гипонатриемии - применение диуретиков. Большинство диуретических препаратов активирует экскрецию натрия с мочой. Последствием этого может быть снижение общего содержания натрия в организме и уменьшение внеклеточного водного пространства.
|
|
|
o В начальных стадиях застойная сердечная недостаточность сопровождается гипонатриемией, вследствие активации секреции антидиуретического гормона.
o Для патологии ЖКТ. Диарея может привести к снижению концентрации натрия в сыворотке крови и экстрацеллюлярной жидкости.
o При циррозе печени, несмотря на высокое содержание натрия в организме, содержание его в плазме крови может быть снижено.
o При первичной недостаточности надпочечников (болезнь Аддисона) альдостерон мало синтезируется это приводит к тому, что большое количество натрия выводится с мочой, что сопровождается развитием выраженной гипонатриемии.
o При сахарном диабете наличие кетоацидоза сопровождается усиленной потерей натрия в почках. В результате этого развивается
гипонатриемия и снижение содержания натрия в организме.
Гипонатриемия сопровождает выраженную гипергликемию.
Обмен Калия в организме.
Калий (К+) – основной катион внутриклеточной жидкости; в ней содержится 98% калия всего организма.
В организме человека с массой тела 70 кг содержится 3500 ммоль или
160 грамм калия. В клетках содержится 89-90% калия, в костях,
соединительной ткани – 7,8 - 8%, в межклеточной жидкости – 1,8-2%, в плазме– 0,3-0,4%.
Ø Содержание калия в сыворотке крови – 3,5-5,1 ммоль/л, в эритроцитах – 79,9-99,3 ммоль/л.
Депо калия в организме - мышечная ткань.
Физиологическая роль калия:
· поддерживает осмотическое давление внутри клетки, обеспечивает кислотно-основной гомеостаз в клетке,
· участвует в обеспечении трансмембранной разности потенциалов (калий-натриевый насос), участвует в передаче возбуждения по нервно-мышечному волокну,
· принимает участие в синтезе белка, глюкозы, гликогена.
Регуляция уровня калия:
Почками: ионы калия легко диффундируют через фильтрационный барьер почечных телец. Далее 50-70% калия реабсорбируется в проксимальном (извитом) сегменте нефрона. Выведение
калия - это результат сочетания процессов фильтрации, реабсорбции и
секреции.
Альдостероном: повышает поступление калия в клетки и выведение его с мочой, но при этом он контролирует реабсорбцию в дистальных канальцах.
При недостаточности коры надпочечников выведение калия с мочой уменьшается и может развиться гиперкалиемия. В то же время при
гиперактивности коры надпочечников (гиперальдостеронизме) усиленная
реабсорбция натрия приведет к усиленному выделению калия и угрожающей
гипокалиемии (2,4-1,6 ммоль/л).
Клинико - диагностическое значение определения концентрации
калия:
Гипокалиемия:
1) снижение поступления калия с пищей;
2) усиленная экскреция калия почками при приёме диуретиков;
3) гиперальдостеронизм;
4) синдром и болезнь Кушинга;
5) внепочечная потеря калия при диарее, профузной рвоте;
6) перераспределение калия между вне- и внутриклеточной жидкостью.
Ø При уменьшении концентрации калия в сыворотке крови происходит
ослабление рефлексов, гипотония мышц, слабость и астения. Некоторые
случаи гипокалиемии приводят к явлениям паралича и даже рабдомиолиза.
Ослабление тонуса гладкой мускулатуры при низком уровне калия
может вызвать атонию желудка и парез кишечника, особенно на 2-3-й день
послеоперационного периода.
Необходимо отметить, что выраженная гипокалиемия приводит к
нарушению проводимости и ритма, что отражается на ЭКГ (уменьшение
амплитуды зубцов, инверсия зубца Т, расширение интервала S-T и появление
зубца Q).
При хроническом дефиците калия увеличиваются размеры сердца,
возникают нарушения ритма, а при резком снижении уровня калия в плазме
возможна остановка сердца в систоле.
Гиперкалиемия - повышенное потребление калия с пищей редко
приводит к гиперкалиемии, если при этом нет почечной или надпочечниковой недостаточности.
Гиперкалиемия может развиваться в следующих случаях:
1) повышенное поступление калия (приём избытка калия при терапии
диуретиками, переливание крови с просроченным сроком хранения);
2) перераспределение калия между водными пространствами
(повреждение тканей, активация катаболических процессов, системный
ацидоз);
3) снижение выведения калия (острая почечная недостаточность,
хроническая почечная недостаточность, длительный приём калий
сберегающих диуретиков, гипоальдостеронизм).
Признаки избытка калия: нейромышечные симптомы гиперкалиемии
выражаются в парестезиях, а в более тяжелых случаях в восходящем параличе конечностей. Выраженность кардиальных симптомов зависит от степени повышения калия в плазме - от минимальных изменений на ЭКГ до серьезных нарушений ритма и проводимости (поперечная блокада и фибрилляция желудочков). При концентрации калия выше 6 ммоль/л, как правило, обнаруживают изменения на ЭКГ, которые становятся более тяжелыми. При концентрации калия выше 10 ммоль/л сердце может остановиться в диастоле. При уровне калия выше 7 ммоль/л могут развиться аритмии сердца с летальным исходом.
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАТРИЯ И КАЛИЯ В БИОМАТЕРИАЛЕ
ü Для обеспечения точности исследования уровней калия и натрия в биологических средах при взятии материала и подготовке пробы необходимо выполнить ряд условий:
· Забор материала проводится утром, натощак; желательно, чтобы пациент не вставал.
· При наложении манжеты или жгута на руку время пережатия вены должно быть минимальным (не более нескольких секунд); пациенту желательно не напрягать мышцы предплечья.
· Используют сухую иглу достаточного просвета (лучше одноразовую).
Первые 0,5-1 мл крови отбрасывают, затем кровь собирают в сухую чистую центрифужную пробирку или вакуумную систему (Вакутейнер ).
· Для получения плазмы предварительно добавляют гепарин-литий из расчета 0,02 мл (1 капля) на 5-10 мл крови.
· Время до отделения форменных элементов от сыворотки (плазмы) не должно превышать 30-60 мин.
· Кровь нельзя помещать в холодильник!
Для определения уровней натрия и калия в плазме и сыворотке крови используется ряд методов:
1. Атомно-эмиссионная спектроскопия (пламенная фотометрия).
Метод старый, но достаточно широко применяется до сих пор, в том числе и за рубежом. Пламенная фотометрия основана на том, что при высокой температуре (19250С, в пламени пропано-воздушной горелки) атомы излучают свет с определенной длиной волны: Na - 589±5 нм (желтая линия), К - 766±5 нм (инфракрасная линия).
Анализ выполняется на пламенных фотометрах, содержащих интерференционные фильтры или монохроматор.
Достоинства:
- простота анализа
- малое количество пробы
- не требуются реактивы
Недостатки:
-нужны специальные калибровочные растворы сложного состава, т.к. желтая линия натрия "забивает" калиевое излучение
-для определения натрия и калия требуются разные разведения пробы
-нестабильность показаний (зависят от характера пламени), поэтому необходима частая подкалибровка
-требуется подводка газа (отсюда пожароопасность)
2. Химические методы (колориметрия, турбидиметрия).
Основаны на цветной реакции или образовании труднорастворимого соединения (мути):
Na+ + уранилацетат калия + Zn2+ + тиогликоль -----> окраска K+ + тетрафенилборат натрия --> мутность
Достоинства:
- используется обычный ФЭК
Недостатки:
-необходимость предварительного осаждения белков и центрифугирования
-значительные затраты времени (трудно делать срочные анализы)
-высокая стоимость реактивов
Рядом фирм выпускаются специальные наборы реактивов для определения калия и натрия. Колориметрический и нефелометрический (турбидиметрический) методы выявляют общее количество элементов, включая их ионы.
3. Ионометрия с использованием ионоселективных электродов (ИСЭ).
Этот современный физико-химический метод основан на измерении межэлектродного потенциала, образующегося при контакте с исследуемым раствором калий- (натрий-) селективного электрода и электрода сравнения. Приборы позволяют проводить одновременное определение концентрации нескольких ионов в одной пробе.
Ионометрия обладает принципиальными преимуществами перед другими методами:
· определяется "активность иона" (ионизированная фракция) на фоне общей концентрации элемента. Измеренные показания Na+ и K+ в пробе отличаются от показателей пламенной фотометрии примерно на 7%, поэтому в некоторых приборах вводится специальная коррекция показаний
· время установления потенциала ИСЭ составляет секунды, что позволяет ускорить проведение анализа
· · широкий диапазон измерений (от 1 моль/л до 10-6 моль/л), погрешность - около 2%
· · малый объем пробы (0,2-0,3 мл), простота и дешевизна анализа (не требуется дополнительных реагентов)
· · измерения можно проводить в непрозрачных, мутных и окрашенных средах.
К недостаткам следует отнести:
· неабсолютную селективность электродов (возможна интерференция с другими ионами)
· для всех электродов характерен некоторый дрейф потенциала, что требует периодической градуировки прибора.
· ресурс электродов - от нескольких недель до 1 года
ü Натрий-селективные электроды изготавливаются из специального проницаемого для ионов Na+ стекла; внутрь заливается электролит с известной активностью ионов натрия и помещается хлорсеребряный электрод сравнения. Срок работы такого электрода измеряется месяцами - годами. В калий-селективных электродах с жидкостной мембраной используется диафрагма, поры которой заполнены раствором проницаемого только для ионов К+ активного вещества (ионофора) в органическом растворителе. К сожалению, пористые мембраны непрочны и со временем разрушаются (срок службы - до 1-3 месяцев). Эти недостатки частично устранены в пленочных электродах, в которых активное вещество и растворитель внедрены в полимерную матрицу. Срок службы в этом случае увеличивается до 8-12 месяцев. Дальнейший прогресс в иономерии связан с разработкой новых ИСЭ с твердым внутренним контактом между мембраной и металлическим токоотводом (электроды второго поколения). Электродами третьего поколения являются ионоселективные мембранные полевые транзисторы (ИСПТ), которые находят применение в портативных приборах.
Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 75; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!