НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА В ПЛАЗМЕ
Калий
В организме человека основное количество калия (К+) находится в клетках, а натрия (Na+) и хлора (Сl-) — во внеклеточной жидкости. Внутри клеток концентрация К+ в 30 раз выше, чем во внеклеточной жидкости. Наоборот, во внеклеточной среде примерно в 20 раз выше концентрация Na+. Такие высокие градиенты концентрации ионов Na+ и К+ по обе стороны клеточной мембраны поддерживаются благодаря функционированию в ней ионных насосов, с помощью которых ионы Na+ выводятся из клетки, а ионы К+ входят внутрь клетки. Этот процесс осуществляется против концентрационных градиентов этих ионов и требует затраты энергии.
Относительное постоянство ионов К+ в плазме крови (3,4–5,3 ммоль/л) поддерживается двумя основными механизмами:
1. внепочечными (клеточными) механизмами, которые обеспечивают активный транспорт К+ из внеклеточной жидкости внутрь клеток (действие K+-Na+ насоса);
2. почечными механизмами, с помощью которых осуществляется выведение ионов К+ из организма.
В проксимальных извитых почечных канальцах реабсорбируется около 80% профильтровавшегося в клубочках натрия и около 90–95% калия. Это так называемаяоблигатная (обязательная) реабсорбция осмотически активных веществ, которая не зависит от потребностей организма.
Метод определения. В основе определения содержания калия в плазме крови лежит метод фотометрии пламени. Полученную путем центрифугирования (15 мин при 3000 об/мин) плазму крови разводят (обычно в 20 раз) и распыляют в виде мельчайших частиц, поступающих с током воздуха в пламя газовой горелки. При горении калий придает пламени слабое красно-фиолетовое окрашивание, интенсивность которого определяется на пламенном фотометре и сравнивается с таковой калибровочных растворов с известным содержанием калия.
|
|
|
В норме концентрация калия в плазме крови составляет 3,4–5,3 ммоль/л.
Интерпретация результатов
Гиперкалиемия — это увеличение содержания калия в плазме крови выше 5,3 ммоль/л. Гиперкалиемия развивается при следующих патологических состояниях:
1. При уменьшении экскреции калия почками, причиной которого являются:
а) все случаи острой почечной недостаточности, протекающей с олиго- или анурией;
б) терминальная стадия хронической почечной недостаточности (ХПН) с олигоанурией;
в) гипофункция ренин-ангиотензин-альдостероновой системы при болезни Аддисона;
г) гипоренинемический гипоальдостеронизм, который нередко наблюдается у больных с диабетической нефропатией и так называемыми тубулоинтерстициальными заболеваниями;
д) избыточное введение калийсберегающих препаратов, нарушающих секрецию калия почками (спиронолактон, триамтерен и др.).
|
|
|
2. При усиленном выходе калия из клеток во внеклеточную жидкость:
а) метаболический и дыхательный ацидоз;
б) быстрое и значительное высвобождение калия из клеток у больных с массивным гемолизом эритроцитов, тяжелым повреждением тканей (например в результате травм и синдрома длительного сдавления);
в) значительная дегидратация тканей.
3. При быстрой и избыточной инфузии калия, проводимой с целью коррекции состояний, сопровождающихся гипокалиемией.
Последствия гиперкалиемии. Основное физиологическое действие калия — обеспечение электрического потенциала клетки. Калий поддерживает также осмотический и кислотно-основной гомеостаз в клетке, участвует в синтезе белка, гликогена, АТФ, КФ, фосфорилировании глюкозы и других биохимических процессах. Повышение содержания калия в плазме крови до 6 ммоль/л обычно не сопровождается клиническими симптомами. На ЭКГ при умеренной гиперкалиемии можно обнаружить высокие узкие заостренные положительные зубцы Т и укорочение электрической систолы желудочков — интервала Q-T.
Гипокалиемия — это снижение содержания калия в плазме крови ниже 3,4 ммоль/л. Наиболее частыми причинами гипокалиемии являются:
|
|
|
1.Повышенное выделение калия почками при длительном бесконтрольном приеме диуретиков, первичном или вторичном гиперальдостеронизме, классическом дистальном почечном канальцевом ацидозе, интерстициальном межуточном нефрите, пиелонефрите и других заболеваниях.
2.Повышенное выделение калия через желудочно-кишечный тракт (рвота, диарея, злоупотребление слабительными).
3.Снижение поступления калия с пищей (редко), например, при голодании, психической анорексии и т. п.
4.Переход калия из внеклеточной жидкости в клетки, что может наблюдаться при алкалозе, избыточной активности минералокортикоидов, введении инсулина и т. п.
5. При введении в сосудистое русло больших количеств жидкости, особенно после инфузии глюкозы и инсулина, когда усиливается синтез гликогена, связывающий определенное количество калия.
Последствия гипокалиемии. Клинические проявления гипокалиемии не всегда характерны. Могут появляться мышечная слабость, апатия, одышка, склонность к брадикардии или тахикардии, нарушениям сердечного ритма и т. п. На ЭКГ выявляются характерные изменения конечной части желудочкового комплекса: горизонтальное смещение сегмента RS–T ниже изолинии, уменьшение амплитуды зубца Т или формирование двухфазного (–+) или отрицательного зубца Т, а также удлинение электрической систолы желудочков — интервала Q–T.
|
|
|
Натрий
Натрий — это основной катион внеклеточной жидкости. Он определяет осмотическое давление плазмы и интерстициальной жидкости, регулирует движение воды, постоянство биоэлектрического потенциала мембран клеток и нервно-мышечную возбудимость. В организме натрий содержится в виде солей NaCl, NaHCO3, NaHPО4. Выделяется натрий почками. Около 80% профильтровавшихся в клубочках ионов Na+ подвергаются облигатной (обязательной) реабсорбции в проксимальных извитых канальцах почек. Факультативная реабсорбция натрия, зависящая от потребностей организма, происходит в дистальных извитых канальцах. Основным регулятором этой активной реабсорбции натрия является альдостерон, повышение секреции которого ведет к усилению реабсорбции Na+ и, соответственно, к задержке воды почками. Увеличение содержания натрия в плазме крови (гипернатриемия) приводит к росту осмотического давления крови во внеклеточной жидкости и дегидратации клеток, их сморщиванию. Кроме того, избыток ионов Na+ в плазме крови способствует задержке дополнительного количества воды в сосудистом русле и интерстициальной жидкости, развитию гиперволемии, отеков и артериальной гипертензии. Наоборот, при потере Na+ организмом (гипонатриемии) развивается гиповолемия, причем часть так называемой осмотически свободной воды выделяется с мочой, а часть переходит внутрь клеток, что приводит к их набуханию (гидратации) и нарушению функции.
Метод определения. Содержание Na+ в плазме крови определяют так же, как и концентрацию калия, сжигая исследуемую пробу плазмы, разведенной водой в 100 раз, на пламени газовой горелки. Сгорая, натрий придает пламени ярко-желтое окрашивание, интенсивность которого определяют с помощью фотометра. В норме содержание натрия в плазме крови колеблется от 135 до 155 ммоль/л.
Гипернатриемия (содержание Na+ в плазме выше 160–200 ммоль/л) наблюдается при следующих состояниях:
1.Олигурия или анурия любого происхождения (острая или хроническая почечная недостаточность).
2.Гиперфункция коркового вещества надпочечников (синдром Иценко-Кушинга, первичный альдостеронизм) или длительный прием кортикостероидов.
3. Заболевания почек, сопровождающиеся активацией ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, что вызывает увеличение реабсорбции Na+ в дистальных извитых канальцах почек (гломерулонефрит, пиелонефрит, обструкция мочевых путей и др.).
4.Повышение потребления натрия с пищей.
5. Заболевания сердечно-сосудистой системы (артериальные гипертензии и сердечная недостаточность), сопровождающиеся активацией ренин-ангиотензин-альдостероновой системы почек и задержкой Na+ в организме. Гипонатриемия (содержание Na+ в плазме ниже 135 ммоль/л) наблюдается при следующих состояниях:
1.Злоупотреблениидиуретиками (самая частая причина).
2.Заболеваниях почек, сопровождающихся потерей Na+ (поликистоз, хронический пиелонефрит, почечный канальцевый ацидоз, обессоливающий нефрит и др.).
3.Ограничении потребления натрия с пищей.
4.Потерях натрия, обусловленных длительной рвотой, диареей, избыточным потоотделением.
5.Метаболическом ацидозе с повышенной экскрецией катионов (см. ниже).
6.Первичном и вторичном гипокортицизме, гипоальдостеронизме (болезни Аддисона и др.).
7. Патологических состояниях, сопровождающихся отеками, асцитом (хроническая сердечная недостаточность, цирроз печени, печеночная недостаточность, нефротический синдром и др.).
Кальций
Кальций присутствует в сыворотке крови в количестве 2,2–2,75 ммоль/л. Суточная потребность в кальции у взрослого человека — 0,8–1,5 г. Всасываемости Са2+ в тонком кишечнике способствует кальциферон, являющийся кальцийтранспортным белком, активность которого стимулируется витамином D. Кальций и фосфор — основные минеральные компоненты костной ткани и зубов. В крови кальций присутствует в двух формах: ионизированный (активный) и неионизированный (связанный с белком). На долю активного ионизированного Са2+ в норме приходится около 50%. Выводится кальций почками, где часть его реабсорбируется. Кальций является необходимым компонентом клеточных структур, принимает участие в передаче возбуждения по нервно-мышечному волокну, в процессах мышечного сокращения, свертывании крови и т. д. Уровень кальция в сыворотке крови регулируется двумя гормонами: паратгормоном (паращитовидные железы) и кальцитонином (щитовидная железа). При снижении уровня кальция в крови (гипокальциемии) увеличивается секреция паратгормона, который способствует мобилизации кальция из костной ткани, ускорению его всасывания в тонком кишечнике и реабсорбции в почечных канальцах. В результате происходит восстановление уровня кальция в крови. Повышение концентрации кальция в сыворотке (гиперкальциемия) стимулирует секрецию кальцитонина, который способствует фиксации Са2+ в костной ткани. Одновременно угнетается секреция паратгормона, что ведет к уменьшению канальцевой реабсорбции и всасывания Са2+ в тонком кишечнике.
Метод определения. Наиболее распространенным химическим методом определения кальция в сыворотке крови является метод, в основе которого лежит реакция образования окрашенных соединений Са2+ с так называемыми комплексонами — веществами, образующими прочные комплексы с металлами. В качестве комплексона чаще всего используется крезолфталеин-комплексон. Интенсивность окраски комплекса «кальций — крезолфталеин — комплексон», соответствующая концентрации кальция в сыворотке крови, определяется фотометрически. Следует иметь в виду, что при этом оценивается содержание общего кальция в сыворотке крови (ионизированного и неионизированного). В норме оно составляет 2,3–2,75 ммоль/л.
Интерпретация результатов. Наиболее частыми причинами гиперкальциемии(повышения содержания кальция больше 2,75 ммоль/л) являются:
1.Гиперпаратиреоз при гиперплазии, аденоме или карциноме паращитовидных желез, сопровождающихся чрезмерной продукцией паратгормона, который способствует мобилизации Са2+ из костной ткани, усиленному всасыванию кальция в кишечнике и реабсорбции в канальцах почек.
2.Гипервитаминоз D — за счет ускорения всасывания Са2+ в кишечнике и мобилизации его из костной ткани (высокие концентрации витамина D активируют деятельность остеокластов, участвующих в рассасывании костной ткани).
3. Все патологические состояния, сопровождающиеся массивным поражением костей, их патологическим рассасыванием, остеопорозом и остеомаляцией, ведущими к «вымыванию» кальция из костной ткани.
4. Опухоли, продуцирующие паратгормон («паратгормонсекретирующие опухоли»), даже если они не сопровождаются метастазированием в кости (карциномы яичников, матки, щитовидной железы, бронхов, пищевода, поджелудочной железы, мочевого пузыря и др.).
5. Некоторые заболевания почек, сопровождающиеся олигоанурией (острая почечная недостаточность, терминальная ХПН) или увеличением реабсорбции кальция в почечных канальцах (длительный прием тиазидов).
Клинические проявления гиперкальциемии многообразны. Характерны слабость, полиурия и полидипсия, тошнота, рвота, повышение АД, заторможенность, ступор и т. п. На ЭКГпри гиперкальциемии обнаруживают укорочение интервала Q-T, уменьшение амплитуды зубца Т (или появление двухфазного или отрицательного Т), замедление атриовентрикулярной проводимости (увеличение интервала P-Q(R), тенденцию к синусовой брадикардии. Гиперкальциемия вызывает спазм афферентных артериол, снижает почечный кровоток, клубочковую фильтрацию, угнетает реабсорбцию Na+, Mg2+ и К+, повышает реабсорбцию бикарбоната, увеличивает экскрецию кальция и ионов Н+. В связи с нарушением транспорта Na+ снижается концентрационный градиент почек (см. главу 6), развиваются полиурия, полидипсия. Вследствие усиления реабсорбции бикарбоната развивается метаболический алкалоз, сопровождающийся гипокалиемией. Кроме того, длительно существующая гиперкальциемия ведет к развитию интерстициального фиброза, выпадению кристаллов кальция в канальцах (нефрокальцинозу) и другим расстройствам.
Основными причинами гипокальциемииявляются:
1.Гипопаратиреоз — снижение функции паращитовидных желез, в том числе в результате их удаления при операциях на щитовидной железе (паратиреопривная тетания).
2.Гиповитаминоз D, ведущий к нарушению всасывания кальция в тонком кишечнике.
3.Нарушение всасывания кальция в кишечнике при стеаторее с выведением кальциевых мыл, развивающееся при заболеваниях тонкого кишечника (энтериты), поджелудочной железы (острый панкреатит) и других заболеваниях.
4. Некоторые заболевания почек (тубулопатии), протекающие с первичным поражением проксимальных и дистальных почечных канальцев и нарушением реабсорбции кальция.
Наиболее ярким клиническим проявлением гипокальциемии являются спонтанные сокращения мышц — судороги, возникающие вследствие резкого повышения возбудимости мышечных и нервных клеток. Смерть может наступить от остановки дыхания.
На ЭКГ при гипокальциемии обнаруживают удлинение электрической систолы желудочков (интервала Q-T), а также снижение амплитуды зубца Т и некоторое укорочение интервала P-Q(R). Следует также помнить, что в ответ на возникновение гипокальциемии, обусловленнойгиповитаминозом D, нарушением всасывания кальция в кишечнике и тубулопатиями со снижением реабсорбции кальция в канальцах почек, повышается функция паращитовидных желез. Это приводит к усилению секреции паратгормона, одним из эффектов которого является мобилизация кальция из костной ткани. В результате на фоне хронической гипокальциемии развивается вторичный остеопороз и остеомаляция, ведущие к патологическим переломам («кишечный рахит», «почечный рахит»).
Неорганический фосфор
Основное количество фосфора (около 80–85%) в виде фосфата кальция сосредоточено в скелете. С пищей в организм поступает около 1 г фосфора в сутки, 70% которого экскретируется почками и 30% — кишечником. Большая часть профильтровавшегося фосфора реабсорбируется в проксимальных извитых канальцах почек. Реабсорбция фосфора увеличивается под влиянием витамина D и гормона роста и уменьшается под действием паратгормона и кальцитонина.
Метод определения. Определение концентрации неорганического фосфора в плазме крови основано на реакции восстановления эйкогеном фосфорно-молибденовой гетерополикислоты, образующейся при добавлении к безбелковому фильтрату плазмы, содержащему фосфорную кислоту, растворов молибденовокислого аммония и эйкогена. В кислой среде фосфорная кислота образует с молибденовой кислотой фосфорно-молибденовую гетерополикислоту, которая восстанавливается эйкогеном с образованием окрашенного соединения — молибденового синего. Предварительно в плазму добавляют раствор трихлоруксусной кислоты, осаждающей белки, после чего безбелковую плазму центрифугируют и фильтруют. Интенсивность окрашивания раствора молибденового синего определяют на фотометре. В норме в плазме крови содержится 0,81–1,55 ммоль/л неорганического фосфора.
Интерпретация результатов. Основными причинами гиперфосфатемии являются:
1. Острая или хроническая почечная недостаточность, сопровождающаяся олиго-анурией.
2.Гипопаратиреоз.
3.Гипервитаминоз D.
3.Акромегалия.
Причинами гипофосфатемии являются:
1.Гиперфункция паращитовидных желез (за счет торможения реабсорбции фосфора в канальцах почек).
2.Гиповитаминоз D (за счет уменьшения экскреции фосфатов с мочой).
3. Первичная недостаточность канальцев почек (тубулопатии) — за счет нарушения реабсорбции фосфора проксимальными и дистальными канальцами почек.
Гипофосфатемия ведет к снижению образования макроэргических соединений (АТФ, КФ), нарушению образования РНК и ДНК, задержке минерализации костей, остеомаляции и остеопорозу.
Хлор
Хлор, как и натрий, является внеклеточным элементом. Он участвует в поддержании осмотического давления, кислотно-основного состояния внеклеточной жидкости (см. ниже), в образовании хлористоводородной кислоты (HCl) желудочного сока.
Метод определения. Наиболее часто для определения хлора в биологических жидкостях (плазме, сыворотке, моче и т. п.) используют метод, основанный на титровании исследуемой жидкости раствором азотно-кислой ртути в присутствии индикаторов ртути (дифенилкарбазона). Хлор связывается с ртутью с образованием нерастворимой каломели. Когда весь хлор удален из раствора, дальнейшее титрование приводит к появлению в растворе ртути, образующей с индикатором дифенилкарбазоном ртутной соли, окрашенной в сине-лиловый цвет. Это служит признаком конца титрования. Чем больше азотнокислой ртути пошло на титрование биологической жидкости, тем выше концентрация хлора в растворе. Существуют и другие (например, кулонометрический) методы определения хлора, позволяющие автоматизировать это исследование. В норме в плазме или сыворотке крови содержится 95–110 ммоль/л хлора.
Интерпретация результатов. Увеличение концентрации хлора в крови (гиперхлоремия) свидетельствует о выраженной дегидратации клеток и наблюдается при:
1.остройпочечнойнедостаточности;
2.несахарномдиабете;
3.нефротическомсиндроме;
4.сердечной декомпенсации и т. п.
Снижение концентрации хлора в сыворотке или плазме крови (гипохлоремия) является признаком избытка воды в организме (гипертидратации).
Железо
Большая часть железа сыворотки крови, находящегося в окисленном состоянии (Fe3+), связана с транспортным белком трансферрином, а также с ферритином. Это так называемое негеминовое железо, являющееся основным резервом железа, который используется организмом при дефиците этого элемента (подробнее см. главу 7). Кроме того, в сыворотке крови имеется так называемое геминовое железо, входящее в состав некоторых дыхательных ферментов и продуктов синтеза и распада гемоглобина, а также внутрисосудистый гемоглобин, образующийся при физиологическом внутрисосудистом гемолизе эритроцитов, а также при их разрушении в момент взятия крови для исследования. В клинической практике обычно определяют содержание негеминового железа в сыворотке крови, т. е. железа, связанного с трансферрином и ферритином, поскольку оно лучше всего характеризует состояние обмена железа в организме. Определяют также общую железосвязывающую способность сывороткикрови (ОЖСС), характеризующую то максимальное количество Fe3+, которое может связаться с белками сыворотки.
Метод определения. Из многочисленных методов количественной оценки содержания железа в сыворотке крови наибольшее распространение получили методы определения железа по цветной реакции с батофенантролином. В основе этих методов лежит свойство двухвалентного восстановленного железа (Fe2+) образовывать яркоокрашенный комплекс с батофенантролином. Интенсивность окраски комплекса, соответствующую концентрации Fe2+ в сыворотке, определяют фотометрически. Предварительно белки сыворотки крови осаждают трихлоруксусной кислотой и восстанавливают сывороточное железо в двухвалентную его форму (Fe3+ в Fe 2+) с помощью гидразина или тиогликолевой кислоты. В норме у мужчин в сыворотке крови содержится 13–30 мкмоль/л негеминового железа, у женщин — примерно на 10–15% меньше. При проведении исследования особые требования предъявляются к технике взятия крови, поскольку неизбежное при этом разрушение эритроцитов и увеличение содержания в сыворотке свободного гемоглобина может оказать существенное влияние на результаты.
Определение общей железосвязывающей способности сыворотки крови. Общая железосвязывающая способность сыворотки крови (ОЖСС) характеризует общее количество транспортного белка трансферрина-b-глобулина, который синтезируется в печени и РЭС и участвует в связывании и транспортировке окисленного железа (Fe3+) от печени к костному мозгу. Для определения ОЖСС исследуемую сыворотку выдерживают с раствором трехвалентного железа (Fe3+), достигая при этом полного насыщения трансферрина. После удаления избытка солей железа определяют его содержание в надосадочной жидкости (комплекс «трансферрин — Fe3+»). В норме ОЖСС составляет 50–84 мкмоль/л.
Интерпретация результатов. Увеличение содержания сывороточного железа встречается при следующих клинических состояниях:
1. В12 -дефицитные анемии.
2.Гемолитические анемии.
3.Апластическаяанемия.
4.Сидероахрестическаяанемия.
5.Гемохроматоз.
6.Острый гепатит, другие заболевания печени.
7. Избыточная терапия препаратами железа, повторные трансфузии крови.
Причинами более часто встречающегося в клинике снижения уровня сывороточного железаявляются:
1.Железодефицитные анемии.
2. Острые и хронические инфекции, особенно гнойные и септические состояния.
3.Беременность (чаще поздние стадии).
4.Злокачественные новообразования.
5.Нефротический синдром и др.
Таким образом, уменьшение негеминового железа сыворотки крови указывает на развитие железодефицитного состояния. Однако более точным показателем запасов железа в организме, чем его концентрация в сыворотке крови, является общая железосвязывающая способность сыворотки крови (ОЖСС) и так называемый процент насыщения железом. Последний показатель рассчитывается по формуле процент насыщения Fe = Fe сыворотки х 10 / ОЖСС.В норме этот показатель составляет 20–55%.
Значения ОЖСС увеличиваютсяобычно при большинстве железодефицитных состояний, обусловленных хронической кровопотерей, недостаточным поступлением железа с пищей, повышенной утилизацией и потреблением этого элемента. Процент насыщения при этом, как правило, уменьшается.
Уменьшение ОЖСС и, соответственно, трансферрина наблюдается при тяжелых заболеваниях, сопровождающихся значительной потерей или усиленным потреблением белка (нефротический синдром, ХПН, тяжелые ожоги, хронические инфекции и активные воспалительные процессы, злокачественные новообразования, тяжелые заболевания печени с нарушением ее белковосинтетической функции, гемохроматоз, избыточное насыщение железом и т. п.). При этом процент насыщения обычно увеличивается.
ФЕРМЕНТЫ КРОВИ
Классификация и номенклатура ферментов. В зависимости от типа катализируемых реакций все ферменты делят на шесть классов и несколько подклассов и подподклассов (табл. 7). В соответствии с этой классификацией каждый фермент обозначают шифром, включающим номера класса, подкласса, подподкласса и порядковый номер фермента в подподклассе. Используют также и тривиальные, обычно употребляемые названия ферментов (например, аланиновая аминотрансфераза).
В сыворотке крови можно обнаружить три группы ферментов:
1.Клеточные ферменты — ферменты, катализирующие неспецифические (т. е. общие для всех тканей) или органоспецифические (характерные для одного органа или ткани) реакции клеточного обмена. В сыворотке крови здорового человека активность этих ферментов относительно низка, но может существенно увеличиваться при патологическом увеличении их синтеза или повреждении клеток.
2.Секретируемые ферменты — ферменты, образующиеся в некоторых органах и тканях (липаза, a-амилаза, щелочная фосфатаза и др.). При отсутствии патологии их активность в плазме крови также остается достаточно низкой. Увеличение активности секретируемых ферментов нередко связано с блокадой естественных путей экскреции (например, увеличение активности щелочной фосфатазы при обтурации желчевыводящих путей).
3. Ферменты, выполняющие специфическиедляплазмы физиологические функции (церулоплазмин, обеспечивающий транспорт меди, липопротеинлипаза и др.). Поскольку эти ферменты синтезируются в печени, определение их активности позволяет составить представление о функциональном состоянии этого органа.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 310; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!