Осмоляльность и коллоидно-осмотическое давление

Особенности водно-электролитного баланса организма человека

Вода — один из главных составных компонентов организма. В силу значи­тельной способности к гидратации как простых, так и комплексных ионов, явля­ется важной реактивной средой. Вода с растворенными в ней веществами являет­ся функциональным единством как в биологическом, так и в физико-химическом отношении.

У взрослого человека содержание воды достигает 60—70% массы тела. С воз­растом количество воды уменьшается. У новорожденных этот показатель состав­ляет 80%, у лиц в возрасте старше 60 лет — только 40—45% массы тела. Отно­сительное количество воды у женщин несколько ниже, чем у мужчин, что связа­но с большей выраженностью у них жировой ткани (она содержит меньшее ко­личество воды, чем мышцы).

Вода — пластический элемент, заполняющий клеточное, интерстициальное и внутрисосудистое пространства, универсальный растворитель для коллоидов и кристаллоидов. Она принимает участие в химических реакциях, происходящих в организме.

Вода в организме распределена по двум основным секторам: внутриклеточно­му и внеклеточному. Вода, содержащаяся в клетках, составляет в среднем 40—50% массы тела, вне клеток — около 20%, из них 5% — внутрисосудистая, 15% — интерстициальная (вода межклеточной, межтканевой жидкости), 0,5—1,0% — трансцеллюлярная (вода спинномозговой жидкости, лимфа, жидкость брюшной и плевральной полостей, синовиальная жидкость, жидкость в просвете желез и др.). При клинических подсчетах трансцеллюлярную воду отдельно не пози­ционируют.

Ионный состав жидкостей внутриклеточного и внеклеточного секторов суще­ственным образом отличается (табл. 15). Это отличие вызвано преобладанием во внутриклеточной жидкости поливалентных ионов, для которых клеточные мем­браны непроницаемы. Что же касается внеклеточного сектора, то ионный состав его жидкостей аналогичен составу одного из его компонентов — плазмы крови.

Внутриклеточная жидкость изотонична внеклеточной (по закону изоосмолярности), хотя и содержит больше ионов. Это объясняется тем, что при связи ионов с белками образуются поливалентные ионы, увеличивающие число зарядов, но не осмотично активных частиц. Сумма зарядов анионов остается равной сумме за­рядов катионов (закон электронейтральности).

ТАБЛИЦА 15. Концентрация ионов внутренней и внеклеточной жидкости

Электролиты Плазма крови Внутриклеточная жидкость

мэкв/л ммоль/л мэкв/л ммоль/л

Катионы

Na+ 142 142 10 10

K+ 4 4 150 150

Ca2 + 5 2,5 - -

Mg2+ 2 1 20 10

всего 153 149,5 ≈180 ≈170

Анионы

Cl- 101 101 6 6

HCO3 - 24 24 10 10

PO4 - 2 1 80 40

SO4 1 0,5 20 10

Белки ≈17 ≈2 ≈30 ≈4,5

Органи

ческие

килоты 8 4 20 20

Всего 153 132,5 166 90,5

Поливалентные внутриклеточные анионы не проникают через мембрану клет­ки. Легко проникают через мембрану К+ и Сl-. Повышению содержания Na+ внутри клетки предотвращает активность калиево-натриевого насоса. При нару­шениях энергетического баланса, шока и дегидратации из клеток выходит К+, а поступают Сl-, Ка+, Н+.

Осмоляльность и коллоидно-осмотическое давление

Движение ионов через клеточные мембраны осущест­вляется благодаря функции калиево-натриевого насоса, а движение жидкости — пассивно — за счет осмоса. Осмосом называется спонтанное движение раство­рителя из раствора с низкой концентрацией частиц в раствор с высокой их кон­центрацией через мембрану, которая проницаема только для растворителя.

Осмо­тическое давление — сила, стремящаяся уравнять концентрации растворов с обеих сторон мембраны. Осмотическое давление крови в среднем составляет 6,62 атм (6,47-6,72). Осмотическое давление зависит от количества вещества, раскрытого в едини­це объема растворителя, но не зависит от его массы, размера и валентности. Та­ким образом, осмотическое давление в растворе обеспечивают все вещества — как диссоциированные (натрий, калий, хлориды, угольная кислота), так и недиссоциированные (глюкоза и мочевина).

В биологии и медицине осмотическое состояние среды принято определять понятиями осмолярности и осмоляльности. Осмолярность — количество молей растворенного вещества в 1л раствора (мосмоль/л). Осмоляльность — количество молей вещества в 1кг растворителя, т. е. воды (мосмоль/кг).

Среднее содержание воды в крови составляет около 92%, поэтому разницей между понятиями «осмолярность» и «осмоляльность» пренебрегают и пользуются термином «осмолярность».

Для определения осмолярности плазмы крови используют специальные аппа­раты — осмометры, в основу работы которых положен криоскопический метод. Для приблизительного расчета можно применить такую формулу:

Осмолярность плазмы крови (мосмоль/л)=2(Na+K)+глюкоза+мочевина крови - 8,

где Na — концентрация ионов натрия в плазме крови; К— концентрация ионов калия в плазме крови; глюкоза — концентрация ионов глюкозы в плазме крови; азот мочевины — концентрация ионов крови азота мочевины в плазме крови па­циента.

Осмолярность плазмы крови — постоянная величина; равняется 285— 310 мосмоль/л. Электролиты обеспечивают 95—96 % осмолярности плазмы крови, а натрий как основной ион внеклеточной жидкости — 50 % осмотического давления.

Часть осмотического давления, в биологических жидкостях вызваного белка­ми, называется коллоидно-осмотическим давлением. Оно составляет приблизи­тельно 0,7 % осмолярности, но имеет очень большое значение в связи с высокой гидрофильностью белков. Поскольку стенка капилляра в норме непроницаема для белков, то коллоидно-осмотическое давление считается основной движущей силой, перемещающей по законам осмоса воду и электролиты через капиллярную мембрану (кроме головного мозга, где имеется гематоэнцефалический барьер).

Расстройства водного баланса деляг на две большие группы: дефицит жидко­сти (дегидратация) и избыток жидкости (гипергидратация). В зависимости от из­менения осмолярности внеклеточной жидкости выделяют изотонические, гипо­тонические и гипертонические растройства.

Следует отметить, что иногда бывает довольно тяжело установить вид наруше­ния водного баланса. Часто это помогают осуществить лишь сложные методы исследований: радиоизотопная диагностика и т. п. Знание таких простых тестов, как гематокрит, содержание натрия, общего белка, центральное венозное давле­ние может помочь определить эту патологию. Сведенные данные об изменении показателей из-за расстройства водно-электролитного баланса представлены в табл.16.

Таблица 16. Клинико-биохимические изменения в зависимости от состояния гидратации организма.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: