1612728178-53963d5cec0ee64b4f3b962055980e37 (827705), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Этосвязано с тем, что в дикой природе от места кормления до водопоя приходится проходить значительные расстояния нередко по жаре. Количество воды ворганизме меняется в течение суток неоднократно и зависит от условий существования, источников воды и физической нагрузки. В условиях выживания вдикой природе просто технически невозможно поддерживать постоянное количество воды в организме. Всем животным пришлось бы постоянно находитьсяу источника воды.
Первостепенными задачами гомеостаза являются поддержание осмолярности внеклеточной жидкости и наполненность сосудистого русла,или волемия. До тех пор пока по данным барорецепторов и волюморецепторовизменения объёма циркулирующей крови не более 10-15%, деятельность регулирующих систем гипоталамуса направлена на подержание стабильной осмолярности крови. При этих условиях осмолярность – это приоритетная задача.Напомним, что интерстициальное пространство для организма – это депо изотонической жидкости для пополнения ОЦК.
Но когда сенсорные системы организма определяют снижение ОЦК более чем на 10-15%, задержка воды становитсяприоритетной задачей, усиливается выделение АДГ в кровь вне зависимости отуровня осмолярности плазмы.192И.А. Савин, А.С. ГорячевРегуляция водно-электролитного баланса§ 2.6Резюме по гипоталамусу, АДГ и регуляции количества воды ворганизме.
Лозунг этой системы «Просто добавь воды!»Эта система может только включать мотивацию жажды и задерживатьводу в организме. Механизм действия – выделение АДГ в кровь. В результатепочки задерживают воду, выделяют концентрированную мочу и одновременновозникает жажда. Система отвечает на два сигнала – это повышениеосмолярности крови и уменьшение ОЦК более чем на 10-15%. Если система неполучает сигнала она АДГ не выделяет. Возможны два варианта повреждения.Первый вариант. Нарушение выделения АДГ – это несахарный диабетпроявляется полиурией и жаждой. Организм теряет воду.
Если он не получаетзамещения потерь воды формируется гиповолемия и гипернатриемия. Второйвариант (встречается значительно реже) – это синдром избыточной секрецииАДГ. Проявляется формированием гиперволемии и гипонатриемии.Гипоталамус регулирует количество воды для поддержаниянормальной осмолярности внеклеточной жидкости.Регуляция выделения и задержки натрия.Задержка и выделение натрия из организма регулируется активностью ренин- ангиотензин-альдостероновой системой (РААС) и активностьювыработки натрийуретических пептидов.
Эти вопросы подробно освещенывыше [II.5.13 Альдостерон; II.5.14 Коррекция вторичного гиперальдостеронизма; II.5.15 Натрийуретические пептиды]Взаимодействие систем ауторегуляции.Если гипоталамус работает нормально, он поддерживает осмолярность крови в границах физиологической нормы и потому задержка натрия ворганизме приводит к задержке воды, а снижение концентрации натрия в кровиприводит к удалению воды из организма. То есть вслед за тем как ренин-ангиотензин- альдостероновая система задержала натрий, – гипоталамус формирует жажду и выделяет АДГ – «добавляет воды в рассол» и, таким образом,вслед за задержкой в организме натрия задерживается вода.
Если осмолярность крови снижается, мотивация жажды исчезает, и выделение АДГ прекращается. Организм выделяет низкоосмолярную мочу, – «сливает воду» и осмолярность крови возвращается к физиологической норме. И только в том случае,если гипоталамус получает сигнал о снижении ОЦК более чем на 10-15% реализуется задержка воды через интенсивное выделение АДГ вне зависимости отосмолярности крови.Водно-электролитные нарушения в нейрореанимации193ЧАСТЬ II.
физиология обмена жидкости и электролитовII.7 Регуляция объёма клетки в норме и при патологииНасколько важна регуляция объёма клетки?Современные представления об организации структурных элементоввнутриклеточного пространства позволяют понять, как происходят поврежденияпри деформациях и быстрых изменениях объёма клетки.
Повреждается цитоскелет и нарушается целостность и взаимная ориентация этих тончайших трубочек, канальцев и фиксированных органелл. Поэтому, поддержание постоянногообъёма клетки при изменении осмолярности во внеклеточном пространстве –задача первостепенной важности.Если клетка не поддерживает постоянство своего объёма –она погибает.Важно понять что «сморщивание» гораздо опаснее для клетки чем «набухание».
Это связано с тем, что многие органеллы, а так же трубочки и канальцы цитоскелета несут на своей поверхности активные ферменты и радикалы,и механическое их сближение приводит к взаимному повреждению. Проще говоря, происходит незапланированная матерью-природой химическая реакция.В норме такие реакции не происходят именно потому, что активные молекулыфиксированы на конструкциях цитоскелета и реагируют только с тем, что к нимдоставляют «транспортёры». Именно поэтому, для клетки «безопаснее» при повышении осмолярности интерстициальной жидкости не «сморщиваться», а впустить в себя (а иногда закачать внутрь) осмотически-активные молекулы. Чточаще всего и происходит в природе.Как клетка поддерживает неизменный объём?интерстицийв клеткеН2ОклеточнаямембранаН2Оосмолярность = осмолярностьВ норме осмолярность жидкости внутри и вне клетки одинакова.
Клеточная мембрана проницаема для воды и возникновение осмотического градиентасоздает немедленное перемещение воды внутрь или наружу. В результате клетка либо набухает, либо сморщивается.194И.А. Савин, А.С. ГорячевРегуляция объЁма клетки в норме и при патологии§ 2.7Вот так можно представить механизм набухания клеткиинтерстицийв клеткеН2Ок леточмем наябранаН2Оосмолярность > осмолярностьКогда осмолярность цитоплазмы клетки становится выше осмолярности интерстициальной жидкости вода поступает в клетку.
Объём клетки увеличивается. Это – «набухание» или «swelling».А так выглядит механизм сморщивания клеткиинтерстицийв клеткеН2Оклеточмем наябранаН2Оосмолярность < осмолярностьКогда осмолярность интерстициальной жидкости клетки становитсявыше осмолярности цитоплазмы вода уходит из клетки. Объём клетки уменьшается. Это – «сморщивание» или «shrink»В ответ на изменения размеров клетки включаются механизмы поддержания постоянства объёма. Эти специфические метаболические и транспортные процессы, возвращающие объём клетки к норме необходимы для нормального функционирования и выживания всех клеток.При изменениях осмотического давления в интерстиции объём клеткиможет регулироваться только в результате захвата или выброса осмотически-активных веществ.
В первую очередь это неорганические ионы, а именно натрий,калий и хлор. Перемещение этих простых ионов – это реакция быстрого ответа.Водно-электролитные нарушения в нейрореанимации195ЧАСТЬ II. физиология обмена жидкости и электролитовЗатем, с некоторым запаздыванием, начинается перемещение и внутриклеточный синтез органических молекул небольшого размера, которые называются органическими осмолитами.Цель осмотической регуляции –поддержание постоянного объёма клетки.Что такое осмолит?Для понимания современных представлений о том, как клетки животных поддерживают постоянство объёма нужно дать определение понятию«осмолит». Осмолит – это вещество, которое влияет на перемещение воды через клеточную мембрану. В роли осмолитов может выступать любое водорастворимое вещество или ион.
Простыми осмолитами являются неорганическиеионы, такие как натрий, калий, хлор, магний, кальций, ионы фосфата, сульфатаи гидрокарбоната. Натрий, калий и хлор играют наибо́льшую роль в регуляцииобъёма клетки, поскольку это наиболее распространенные ионы. Все органические вещества, растворенные в цитоплазме также участвуют в поддержанииосмотического равновесия в соответствии с законами осмоса. Большинство органических веществ, растворенных в цитоплазме, в первую очередь, являютсяферментами, пластическими или энергетическими субстратами, транспортёрами, а осмотическое действие просто является их неотъемлемым природнымсвойством. Но в цитоплазме существуют ещё и органические осмолиты, главнаяроль которых – это поддержание стабильного осмотического состояния клеткии её размеров (объёма). Например, Бетаин – это один из наиболее известныхорганических осмолитов.
Бетаин – это триметильное производное глицина – триметилглицин, или триметиламиноуксусная кислота. Представляет собой важныйпродукт в реакциях переметилирования, выступая донором метильных группв гепатоцитах. Он быстро поглощается клеткой, не оказывая вредного воздействия и защищает клеточные макромолекулы от подавления их активности. Кроме того, что бетаин является донором метильных групп, большинством тканейон используется преимущественно в качестве осмолита.Осмолит – это любое водорастворимое вещество, котороевлияет на перемещение воды через клеточную мембрану.Небольшие изменения объёма клетки безопасны.Изменение объёма клетки вызывает изменение активности клетки. Небольшое набухание является признаком анаболического состояния или ростаклетки, а обезвоженное состояние указывает на катаболическое состояние илиразрушение клетки.
Глюкоза также является веществом, влияющим на гидратацию клетки. Роль инсулина состоит в стимулировании клеточного поглощенияглюкозы, что приводит к набуханию клеток. Так инсулин, увеличивая объём клетки, стимулирует ее активность.196И.А. Савин, А.С. Горячев§ 2.7Регуляция объЁма клетки в норме и при патологииНебольшое изменение содержания воды в клетках являетсянормальным физиологическим явлением.Активация транспорта элекролитов – это быстрый ответ на изменениеобъёма.
Значительное изменение является потенциально вредным и вызываетстресс. При гиперосмотическом и гипоосмотическом стрессе перемещение водычерез стенку клетки происходит в соответствии с суммарным градиентом концентрации растворенных веществ.Важный способ управления движением воды в клетке – это использование ионных насосов.
Ионные насосы помогают поддерживать водный балансклетки только в условиях кратковременного стресса. Использование клеткойионных насосов связано с большими затратами энергии. Кроме того, нарушениенормальных концентраций электролитов внутри клетки может приводить к изменению ферментной активности митохондрий и их способности создавать АТФ.Чем дольше продолжается стресс, тем сложнее клетке удовлетворять энергетические потребности ионных насосов.Транспорт электролитов – самый быстрый и самыйэнергозатратный способ регуляции объёма.Транспорт электролитов и регуляция объёма.восстановлениеобъемавода входитв клетку+Hвода выходитиз клеткиHCO3KNa+++ClClNa 2Cl K+нормальныйобъемгиперосмолярнаясредаK+ClгипоосмолярнаясредаЗахват или выброс электролитов, регулирующих объём клетки, определяется процессами транспорта через мембраны.
Увеличение объёма клеткисопровождается потерей ионов хлора и калия, одновременно с ускорением изгнания натрия. Снижение объёма сопровождается захватом как хлорида натрия,так и хлорида калия в результате активации специфических каналов или транспортёра для натрия, калия и хлора одновременно. Эти ионы накапливаются вклетке в результате активации обменных каналов натрия на водород и ионовВодно-электролитные нарушения в нейрореанимации197ЧАСТЬ II.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
