Рідини в організмі та метаболізм солей - Частина I

Маріо Джанкетті

1 Департамент педіатрії, Беллінцона та Мендрізіо та Бернський університет, Берн, Швейцарія

Джакомо Д Сімонетті

2 Дитяча нефрологія, Університетська дитяча лікарня Берна та Бернський університет, Берн, Швейцарія

Альберто Беттінеллі

3 відділення педіатрії, лікарня Сан-Леопольдо-Мандіч, Мерате-Лекко, Італія

Анотація

У дитячому віці спостерігається висока частота діареї та блювоти. Як наслідок, основним завданням цього огляду є розпізнання різних відділів рідини в організмі, клінічна оцінка ступеня дегідратації, знання того, як підтримується рівновага між позаклітинною рідиною та внутрішньоклітинною рідиною, обчислення ефективної осмоляльності крові та обговорення обох парентеральних вимоги до рідини та ремонт.

Вступ

Відсіки для рідини в організмі

Вода становить 50-75 відсотків маси тіла. Найважливішими детермінантами широкого діапазону вмісту води є вік та стать: a. вміст води у новонародженого, підлітка та літнього чоловіка становить приблизно 75, 60 та 50 відсотків; b. після статевого дозрівання у чоловіків вміст води зазвичай на 2–10 відсотків вищий, ніж у жінок (рисунок (рисунок 1). 1). Внутрішньоклітинний відсік містить приблизно дві третини від загальної кількості тіла, а решта утримується у позаклітинному відсіку. Склад розчиненої речовини внутрішньоклітинної та позаклітинної рідини значно відрізняється, оскільки натрієвий насос підтримує калій в основному внутрішньоклітинно, а натрій - у переважно позаклітинному місці. Отже, калій значною мірою визначає внутрішньоклітинний, а натрій позаклітинний компартмент [1-3]. Позаклітинний відділ додатково поділяється на міжтканинний та внутрішньосудинний відділи (об’єм крові), які містять відповідно дві третини та третину позаклітинної рідини. Нарешті, відділ міжклітинної рідини включає травну, спинномозкову, внутрішньоочну, плевральну, перитонеальну та синовіальну рідини, але в цьому огляді більше розглядатися не буде.

Діаграма Зими з розподілом загальної кількості води в організмі, внутрішньоклітинної рідини та позаклітинної рідини як функція віку. Для клінічних цілей рекомендується використовувати "правило 3": 1. загальна кількість води в тілі становить 2/3 маси тіла; 2. внутрішньоклітинний відсік містить 2/3 загальної кількості тіла, а решта (= 1/3) утримується у позаклітинному відсіку; 3. позаклітинний відділ додатково поділяється на міжтканинний та внутрішньосудинний відділи (об’єм крові), які містять відповідно 2/3 та 1/3 позаклітинної рідини. Після статевого дозрівання у самців вміст води на 2-10 відсотків вищий, ніж у жінок.

Розмір внутрішньосудинного відділу визначається загальним розміром відділу позаклітинної рідини та силами Шпака: вони контролюють розподіл рідини між внутрішньосудинними та міжтканинними відділами через капілярну мембрану, яка перетинається солями, такими як хлорид натрію та глюкоза, не білками крові (особливо альбуміном). Три основні сили контролюють розподіл рідини по капілярній мембрані (рисунок (малюнок2): 2): а. гідростатичний тиск змушує рідини залишати судинний простір, і; b. вища концентрація білків у внутрішньосудинному відділі порівняно з концентрацією в інтерстиціальній рідині, що змушує рідини потрапляти в судинний простір. Ця сила, яка називається онкотичним тиском, обумовлена як градієнтом концентрації альбуміну (білки крові, крім альбуміну, становлять 50 відсотків ваги білків у г в крові, але лише 25 відсотків онкотичного тиску), а також той факт, що альбумін є аніонним і, отже, притягує катіони (переважно натрій) у судинний відділ (ефект Гіббса-Доннана; рисунок 3). 3). c. Проникність капілярів - ще один основний механізм, який модулює розподіл рідин по капілярній мембрані.

Розподіл ультрафільтрату по капілярній мембрані. Бочкоподібна конструкція являє собою капіляр. Високий гідростатичний тиск або підвищена проникність капілярів змушує рідину залишати судинний простір. Навпаки, підвищена концентрація внутрішньосудинного альбуміну і, отже, підвищений онкотичний тиск змушує рідину потрапляти в судинний простір.

Ефект Гіббса-Доннана. Існує різна концентрація в концентрації аніонного альбуміну, який є непроникним, між судинними (альбумін приблизно 40 г/л) та інтерстиціальними (альбумін приблизно 10 г/л) відділами. Негативні заряди альбуміну "залучають" катіони (в основному Na +) у судинний відділ і "відштовхують" аніони (Cl - та HCO3 -). Оскільки концентрація Na + перевищує концентрацію Cl - та HCO3 -, "привабливість" переважає "відштовхування". Отже, ефект Гіббса-Доннана збільшує судинний відділ. Пунктирна лінія являє собою капілярне русло, що розділяє внутрішньосудинний та інтерстиціальний простори, вільно проникне для Na +, K +, Cl - та глюкози.

Ефективний об’єм циркуляції

У деяких умовах ефективний об'єм циркуляції не залежить від об'єму позаклітинної рідини. Серед пацієнтів із серцевою недостатністю збільшується об'єм позаклітинної рідини, але пацієнт фактично виснажується внаслідок низького серцевого викиду.

Осмоляльність крові - вимірювання натрію

Осмоляльність - це концентрація всіх розчинених речовин у даній вазі води. Загальна (або справжня) осмоляльність крові дорівнює сумі осмоляльностей окремих розчинених речовин у крові. Більшість осмолів у крові - це солі натрію, з меншим вмістом інших іонів, глюкози та сечовини. Однак за нормальних обставин осмотичний ефект іонів у крові зазвичай можна оцінити в два рази більше концентрації натрію. Осмоляльність крові (в мосм/кг Н20) можна виміряти безпосередньо (шляхом визначення зниження точки замерзання) або оцінити за допомогою циркулюючих натрію, глюкози та сечовини (у ммоль/л [Для отримання глюкози в ммоль/л розділіть глюкозу в мг/дл на 18. Для отримання сечовини в ммоль/л розділіть азот сечовини в мг/дл на 2,8 або сечовину в мг/дл на 6,0.]) Як [5-9]:

Ефективна осмоляльність крові, відома в розмовній формі як тонічність крові, є ще однією клінічно значущою суттю, яка позначає концентрацію розчинених речовин, непроникних для клітинних мембран (натрій, глюкоза [Глюкоза є унікальною розчиненою речовиною, оскільки при нормальних концентраціях у крові вона активно приймається вгору клітинами і, отже, діє як неефективна розчинена речовина, але в умовах порушеного клітинного поглинання (як цукровий діабет) вона стає ефективною позаклітинною розчиненою речовиною. загальна осмоляльність крові). Ці розчинені речовини ефективні, оскільки вони створюють градієнти осмотичного тиску в клітинних мембранах, що призводить до руху води з внутрішньоклітинного у позаклітинний відділ. Розчинені речовини, які проникні для клітинних мембран (сечовина, етанол, метанол), є неефективними розчиненими речовинами, оскільки вони не створюють градієнтів осмотичного тиску в клітинних мембранах і, отже, не пов'язані з такими зрушеннями води. Оскільки прямого вимірювання ефективної осмоляльності крові (що біологічно важливіше загальної або справжньої осмоляльності крові) неможливо, для розрахунку цієї сутності використовуються наступні рівняння:

Полум’яна фотометрія, традиційний аналіз циркулюючого натрію, вимірює концентрацію натрію в одиниці об’єму розчину з нормальним діапазоном від 135 до 145 ммоль/л. Насправді натрій розчиняється у плазмовій воді, на яку зазвичай припадає 93% загального обсягу плазми, решта 7% складається з білка та ліпідів. Іоноселективні електроди, які замінили полум’яну фотометрію в більшості лабораторій, визначають активність натрію у плазмовій воді, яка коливається в межах від 145 до 155 ммоль/л. Для зручності лабораторії регулярно застосовують поправочний коефіцієнт, щоб повідомлені значення все ще відповідали традиційному нормальному діапазону 135-145 ммоль/л [5-9]. Своєрідна "псевдогіпонатріємія", спричинена розширенням неводної фази плазми - наприклад, внаслідок гіперліпідемії або парапротеїнемії - більше не спостерігається, оскільки це не впливає на визначення селективними електродами в нерозведеній сироватці, плазмі або цільній крові [ рекомендована назва цієї кількості - іонізований натрій.] [9]. Хоча, строго кажучи, концентрація натрію поза діапазоном 135-145 ммоль/л позначає динатріємію, клінічно значуща гіпо- або гіпернатріємія в основному визначається як концентрація натрію поза розширеним нормальним діапазоном 130-150 ммоль/л [5-9 ].

Дегідратація та виснаження обсягу позаклітинної рідини

Діти і особливо немовлята більш схильні до зневоднення, ніж дорослі. Ризик високий з таких причин: a. немовлята та діти більш сприйнятливі до інфекційної діареї та блювоти, ніж дорослі; b. спостерігається вищий пропорційний обмін рідини в організмі у немовлят у порівнянні з дорослими (підраховано, що добове споживання та витрата рідини, як пропорція позаклітинної рідини, перебуває у грудному віці вдвічі більше, ніж у дорослого); c. маленькі діти не повідомляють про свою потребу в рідині або не отримують самостійно доступ до рідин для заповнення втрат в обсязі [1-3,10].

Дегідратація зменшує ефективний циркулюючий об'єм, що погіршує перфузію тканин. Якщо їх швидко не виправити, виникає ішемічне ураження кінцевих органів, що призводить до серйозної захворюваності.

Три групи симптомів та ознак виникають при зневодненні [1-3,5-10]: а. ті, що пов'язані із способом втрати рідини (включаючи діарею, блювоту або поліурію); b. ті, що пов’язані з електролітним та кислотно-лужним дисбалансом, які іноді супроводжують дегідратацію; та c. ті, що безпосередньо через зневоднення. Наступна дискусія буде зосереджена на третій групі.

Оцінюючи дитину зі схильністю до зневоднення, клініцисту необхідно враховувати ступінь виснаження позаклітинної рідини. Рідше клініцист звертається до лабораторних досліджень та типу втраченої рідини (позаклітинна або внутрішньоклітинна рідина).

Ступінь зневоднення

Обов’язково потрібно точно оцінити ступінь дегідратації, оскільки сильне виснаження об’єму позаклітинної рідини вимагає швидкої реанімації рідини [10,11]. Дегідратація найбільш об'єктивно вимірюється як зміна ваги від вихідного рівня (гостра втрата маси тіла відображає втрату рідини, а не нежирної або жирової маси тіла; таким чином, втрата ваги у 1,2 кг повинна відображати втрату 1,2 літра рідини). Однак у більшості випадків попередня остання вага недоступна.

Таблиця 1

«4-позиційна 8-бальна шкала оцінок» шкала клінічної дегідратації [12].

Оцінка

Характерний	0	1	2
Загальний вигляд	Звичайний	Спраглий, неспокійний або млявий, але дратівливий при дотику	Сонливий, млявий, холодний або пітливий; коматозний чи ні
Очі	Звичайний	Трохи втоплений	Дуже втоплений
Слизові оболонки (язик)	Вологий	Липкий	Сухий
Сльози	Сльози	Зменшення сліз	Відсутні сльози

Оцінка складається з 4 клінічних показників, які можна підсумувати за загальним балом від 0 до 8. Останні 3 категорії - відсутність або мінімальне зневоднення (-2 (450 мосм/кг H2O. Концентрацію сечі можна виміряти за допомогою осмометра або справедливо оцінено, за відсутності протеїнурії та глюкозурії, з питомої ваги, визначеної рефрактометрією, наступним чином:

Вимірювання питомої ваги щупом є дуже популярним, але, на жаль, ненадійним [14].

Крім того, лабораторні тести можуть виявити пов'язані електролітні та кислотно-лужні порушення, але визначення циркулюючих електролітів та кислотно-лужного балансу зазвичай обмежується дітьми, яким потрібна внутрішньовенна рідина. Ці діти в більшій мірі виснажені в обсязі, і тому вони схильні до більшого ризику дизелектролітемії. Лабораторне тестування менш корисне для оцінки ступеня виснаження об’єму.

- Бікарбонатемія ≤ 17,0 ммоль/л може бути найкориснішим лабораторним тестом для оцінки дегідратації. Рівень сечовини в крові відображає тяжкість дегідратації, знижену швидкість клубочкової фільтрації та підвищену реабсорбцію натрію та води в проксимальних канальцях [11]. На жаль, клінічна корисність цього тесту обмежена, оскільки цей параметр крові може бути підвищений за допомогою інших факторів, таких як кровотеча або розпад тканин (з іншого боку, підвищення може бути мінімізовано одночасним зменшенням споживання білка).

- Концентрація натрію змінюється залежно від відносної втрати розчиненої речовини у воді. Зміни концентрації натрію відіграють ключову роль у вирішенні питання про виснаження рідини (рисунок (рис. 4 4):

Позаклітинні та внутрішньоклітинні відділення у дітей із зневодненням. Зазвичай позаклітинний відсік становить приблизно 20 відсотків, а внутрішньоклітинний 40 відсотків маси тіла (верхня панель малюнка). Друга, третя та четверта панелі зображують взаємозв'язок між позаклітинним та внутрішньоклітинним компартментами у трьох дітей з дегідратацією в контексті гострого діарейного захворювання: дегідратація нормотонічно-нормонатріємічна в першій, гіпотоніко-гіпонатріємічна (переважно втрати позаклітинної рідини) у другій та гіпернатріємічні (переважно внутрішньоклітинні втрати рідини) у третьої дитини. На нижній панелі зображено взаємозв'язок між позаклітинним і внутрішньоклітинним відділами (переважно внутрішньоклітинні втрати рідини) у дитини з дегідратацією в контексті діабетичного кетоацидозу (гіпертонічна - "нормонатріємічна" дегідратація; в цьому контексті концентрація циркулюючого натрію в нормі або навіть знижена) . На кожній панелі суцільні кола позначають натрій, а відкриті кола непроникні розчинені речовини, які не рухаються вільно по клітинних мембранах (у цьому прикладі глюкоза). З міркувань простоти символи для калію, головного внутрішньоклітинного катіону, не даються.

Гіпонатріємічна та гіпотонічна дегідратація [5,6]: розвиток гіпонатріємії відображає чисті втрати розчиненої речовини, що перевищують втрати води. Це не відбувається безпосередньо, оскільки втрати рідини, такі як діарея, не є гіпертонічними. Зазвичай розчинена речовина та вода втрачаються пропорційно, але вода забирається і утримується в контексті індукованої гіповолемією секреції антидіуретичного гормону. Оскільки за цих обставин вода в організмі переходить з позаклітинної рідини в клітини, ознаки зневоднення легко поглиблюються.

Нормонатріємічна та ізотонічна дегідратація: У цьому режимі розчинена речовина втрачається пропорційно втратам води.

Гіпернатріємічна та гіпертонічна дегідратація [7,8]: Цей параметр відображає втрати води, що перевищують втрати розчиненої речовини. Оскільки за цих обставин вода в організмі переходить з внутрішньоклітинної на позаклітинну рідину, у цих дітей спостерігається менше ознак зневоднення при будь-якій кількості втрат рідини, ніж у дітей із нормонатріємічною (або нормотонічною) дегідратацією, і особливо з гіпонатріємічною дегідратацією.

Висновок

Клінічна оцінка дегідратації може бути важкою, особливо у маленьких дітей. Велика кількість доказів передбачає використання нещодавно розробленої та затвердженої "4-позиційної 8-бальної шкали оцінок". В основному втрати позаклітинної рідини відбуваються при гіпотонічній дегідратації, де ознаки дегідратації легко поглиблюються; навпаки, переважно внутрішньоклітинні втрати рідини відбуваються при гіпертонічній дегідратації, де ознаки дегідратації, як правило, менш помітні.

Конкуруючі інтереси

Автори заявляють, що у них немає конкуруючих інтересів.

Внески авторів

MGB та AB написали першу версію рукопису. GDS переглянув рукопис і підготував малюнки. Усі автори прочитали та схвалили статтю, відповідали критеріям авторства, встановленим Міжнародним комітетом редакторів медичних журналів, вважають, що стаття являє собою чесну працю і можуть перевірити достовірність повідомлених результатів.