1612728178-53963d5cec0ee64b4f3b962055980e37 (827705), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Как и в других типах клеток, клетки мозга наострое увеличение осмолярности реагируют быстрым изменением мембранноготранспорта электролитов. При длительном повышении осмолярности плазмы,однако, большая часть избыточных электролитов замещается органическимиосмолитами. Эти вещества в начале получили название "идиогенные осмолиты", поскольку в этот период их не могли идентифицировать и считалось, что ихпроизводят сами клетки мозга.
Исследования на животных и культурах клетокпоказали, что "идиогенные осмолиты" – это те же органические осмолиты, которые обеспечивают объёмную осморегуляцию клеток у всех животных. Самымиважными органическими осмолитами мозга млекопитающих являются мио-инозитол, таурин, глицерофосфатхолин и бетаин, которые накапливаются в клеткепутём захвата их из межклеточной жидкости в результате активации натрий-зависимых котранспортёров.Когда клетка оказывается под воздействием гиперосмолярной внеклеточной жидкости и начинается уменьшение объёма клетки, быстрый ответв виде поглощения электролитов приводит к тому, что в результате компенсаторного увеличения объёма клетка становится больше, чем в состоянии нормы, покоя или отсутствия осмотических стрессов.
Вслед за этим немедленновключаются механизмы, направленные на восстановление исходного объёмаклетки и запускается процесс удаления избыточных электролитов. Если клеткиоказываются в гипертонической среде короткое время, а затем осмолярностьвнеклеточной жидкости возвращается к норме, их объём увеличивается за счётпоступления воды в клетку, но быстро сокращается, поскольку клетки быстротеряют накопленные электролиты. Однако в том случае, если период нахождения в гиперосмолярной среде длительный, то быстрый ответ (за счёт поглощения электролитов) сменяется адаптацией к существованию в гиперосмолярнойВодно-электролитные нарушения в нейрореанимации201ЧАСТЬ II.
физиология обмена жидкости и электролитовсреде за счёт накопления в цитоплазме значительного количества органическихосмолитов. Когда клетка длительно находилась в гиперосмолярной среде, и, после этого нормализация омолярности происходит быстро, клетка набухает, еёобъём увеличивается из-за избыточного количества органических осмолитовв цитоплазме. В данной ситуации возврат клетки к её нормальному, обычномуобъёму происходит медленно, поскольку органические осмолиты очень медленно выводятся из клеток. Медленная потеря клетками мозга органическихосмолитов, в частности, мио-инозитола была доказана как в эксперименте наживотных, так и при исследовании культуры глиальных клеток, а также было показано, что в ходе регидратационной терапии у педиатрических пациентов, внаибольшей степени у младенцев до года, мио-инозитол выводится из клетокмозга крайне медленно.
Почему же удаление мио-инозитола из клеток мозгапроисходит столь медленно? На культуре глиальных клеток было показано, чтонабухание клетки активирует селективные каналы выброса органических осмолитов. Органические осмолиты выходят из клетки в основном по этим каналам.Мио-инозитол имеет самую большую молекулу, которая может проникнуть черезэтот канал и поэтому его выброс происходит так медленно. К тому же, натрий-зависимый котранспортёр мио-инозитола после продолжительного воздействиягипертонической среды остается активированным продолжительный период.Например, в культуре астроцитов коры головного мозга крысы торможение работы этих транспортёров было отмечено только через 16 часов после быстройнормализации осмолярности интерстициальной жидкости.
Этот характер регуляции значительно отличается от такового в почках, где торможение механизмовзахвата в клетку органических омолитов происходит практически немедленнопосле нормализации осмолярности окружающей среды. К тому же, торможениеактивности натрий-зависимого котранспортёра мио-инозитола в клетках мозга invivo происходит еще медленнее, потому что в условиях живого организма мгновенной нормализации осмолярности плазмы не происходит.Общий эффект замедленного торможения активности этого котранспортёра проявляется в том, что в условиях нормализации осмолярности в интерстициальном пространстве, когда захват органических осмолитов в клеткууже не имеет смысла, и уже активированы каналы, удаляющие из клетки органические осмолиты, мио-инозитол продолжает поступать в цитоплазму.
То есть,с точки зрения клинициста – это высокая вероятность продолжительного отёкамозга с увеличением суммарного объёма клеточной части.Нами рассмотрен механизм защиты клеточного объёма в гиперосмолярной среде: первый этап – транспорт электролитов в клетку (максимальнобыстрая реакция); второй этап – транспорт в клетку и синтез «на месте» органических осмолитов. При нормализации осмолярности интерстициальной жидкости начинается движение осмолитов из клетки вовне.
Электролиты выходятпервыми, органические осмолиты вторым этапом.Коррекция гипоосмолярных состояний.При формировании гипоосмолярности в интерстиции включается этотже механизм поддержания стабильности объёма клетки:первый этап – транспорт электролитов из клетки (максимально быстрая реакция); второй этап – транспорт из клетки и торможение синтеза органическихосмолитов.
Очень важно, что после периода адаптации к жизнедеятельностив гипоосмолярной среде клетка содержит в цитоплазме значительно меньшее,202И.А. Савин, А.С. ГорячевРегуляция объЁма клетки в норме и при патологии§ 2.7чем в норме количество органических осмолитов. Именно поэтому такая клеткастановится беззащитной к быстрой нормализации осмолярности. Здесь работают одновременно два механизма повреждения:Первый механизм – быстрое уменьшение объёма клетки – «сморщивание» приводит к дезорганизации внутренних структур. Повреждается цитоскелети нарушается целостность и взаимная ориентация этих тончайших трубочек, канальцев и фиксированных органелл.Второй механизм – быстрое поступление в клетку большого количестванеорганических осмолитов, то есть ионов электролитов.
Основное количествоэтих ионов составляют натрий, калий и хлор, а избыточная концентрация внутриклетки неорганических ионов может вызвать денатурацию или преципитациюмакромолекул клетки.Недавно в практику исследования осмотического гомеостаза был введен новый метод – ядерно-магнитный резонанс. С помощью этого метода можно определить количество органических осмолитов и осмотический гомеостазу больных, нуждающихся в регидратационной терапии. Знание концентрацииорганических осмолитов в мозге может очень пригодиться при выборе терапииу тех больных, у которых неизвестен период повышения осмолярности плазмыили в тех случаях, когда причина повышения осмолярности очень сложна, например, при сахарном диабете.Резюме:Понимание клеточных и молекулярных механизмов регуляции объёма клеток является важным для осознания сути многих патофизиологическихпроцессов.
Главное, что представление о двухкомпонентной системе регуляцииклеточного объёма (неорганические и органические осмолиты), позволяет врачуне только следовать рекомендациям о недопустимости быстрой коррекции хронических гипо- и гиперосмолярных состояний, но и понимать механизмы повреждения мозга.При быстрой нормализации осмолярности плазмы после длительногогиперосмолярного состояния высок риск отёка мозга с развитием дислокации ивклинения.При быстрой нормализации осмолярности плазмы после длительногогипоосмолярного состояния существует риск развития осмотического демиелинизирующего синдрома.
На сегодня наиболее изученный вариант этого синдрома – это синдром понтинного миелинолиза.Водно-электролитные нарушения в нейрореанимации203ЧАСТЬ II. физиология обмена жидкости и электролитовII.8 Гемато-энцефалический и гемато-ликворный барьерыДвижение воды и электролитов через мозг.Череп – особенное место. В черепе всё не так, как в остальном организме.
Прежде всего, ограниченный объём. Мозг находится в черепе, а череп –это крепкий корпус неизменного объёма. Это накладывает жесткие ограниченияна изменения объёма самого мозга. Любой другой орган может задерживать значительное количество жидкости в интерстиции и сохранять жизнеспособностьдо тех пор, пока давление в интерстиции не достигнет величины давления в капиллярах этого органа.
Дальше микроциркуляция остановится и начнется гибельклеток, что бывает очень редко. У мозга очень мало места для изменения объёма. Доктрина Монро-Келли хорошо описывает взаимодействие внутричерепныхобъёмов. В черепе нет свободных пространств. Все внутреннее пространствочерепа разделено между тремя компонентами. Это вещество мозга, кровь, находящаяся в кровеносных сосудах и ликвор в ликворных пространствах.объёмкровив сосудахкровьобъёмликвораобъёммозгамасс-эффектгематомаопухольликвор150мл 150млпаренхима1200 мл+ объемотек мозганормаЕсли объём мозга увеличивается, из черепа вытесняется ликвор исдавливаются кровеносные сосуды (преимущественно венозная сеть). Это перераспределение внутричерепного пространства позволяет мозгу не погибнуть.объём венозной кровиобъём ликвораобъём артериальной кровимасс-эффектобъём мозгаmmHg6040200НормаКомпенсациянормальное ВЧДДекомпенсацияповышенное ВЧДНо практически сразу начинает повышаться внутричерепное давление. Допустимая граница подъёма внутричерепного давления – это 20 mmHg.204И.А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
