Внеклеточный ион содержащийся в крови и лимфе

Состав плазмы и межклеточной жидкости. Компоненты внутриклеточной жидкости

Сравнение состава внутриклеточной жидкости с внеклеточной, состоящей из плазмы и межклеточной жидкости, приведено на рисунках и таблице ниже.

Основные катионы и анионы внутри- и внеклеточной жидкостей. Концентрации ионов Ca2+ и Mg2+ на схеме представлены в виде суммы. На рисунке приведено общее содержание свободных и связанных ионов


Неэлектролиты плазмы

а) Ионный состав плазмы и межклеточной жидкости одинаков. Поскольку плазма и межклеточная жидкость разделены высокопроницаемой мембраной капилляров, ионный состав этих жидкостей почти одинаков. Наиболее важное различие между этими жидкими средами заключается в более высокой концентрации белка в плазме. Вследствие низкой проницаемости капилляров в межклеточное пространство большинства тканей проникает лишь небольшое количество белка.

Концентрация положительно заряженных ионов (катионов) в плазме немного выше (примерно на 2%) по сравнению с межклеточной жидкостью, что обусловлено эффектом Доннана. Белки плазмы в сумме заряжены отрицательно, следовательно, они способствуют присоединению катионов, таких как ионы Na+ и К+, удерживая их в плазме в несколько большем количестве. Напротив, в межклеточной жидкости отрицательно заряженные ионы (анионы) присутствуют в слегка повышенной по сравнению с плазмой концентрации, т.к. отрицательный заряд белков плазмы отталкивает анионы. На практике, однако, принято считать, что концентрации ионов в межклеточной жидкости и плазме одинаковы.

Возвращаясь к рисунку выше, можно видеть, что внеклеточная жидкость содержит большое количество ионов Na+ и Cl- и достаточно высокое число бикарбонатов; содержание же калия, кальция, магния, фосфатов и ионов органических кислот в ней незначительно.

Состав внеклеточной жидкости тщательно регулируется с помощью различных механизмов, в особенности почечных, которые будут рассмотрены далее. Благодаря этим механизмам клетки постоянно находятся в среде с концентрацией электролитов и питательных веществ, необходимой для жизнедеятельности.

б) Основные компоненты внутриклеточной жидкости. Внутриклеточная жидкость> отделена от внеклеточной цитоплазматической мембраной, высокопроницаемой для воды и практически непроницаемой для большинства электролитов. Внутриклеточная жидкость в отличие от внеклеточной содержит лишь небольшое количество ионов натрия и хлора, а ионы кальция в ней практически отсутствуют. Внутри клетки, напротив, содержится очень большое количество ионов калия, а также умеренное число ионов магния и сульфатов; концентрация всех перечисленных веществ вне клетки низка. Кроме того, в клетках содержится большое количество белка, в 4 раза превышающее его содержание в плазме.

в) Измерение объемов жидких сред организма на основе принципа разведения индикатора. Объем жидкой среды можно рассчитать, помещая в нее вещество-индикатор. Позволив индикатору равномерно распределиться во всем объеме жидкости, устанавливают степень изменения его концентрации в растворе.

Метод разведения индикатора для измерения объемов жидкости

На рисунке выше показано, как объем жидкой среды измеряют с помощью метода разведения индикатора, основанного на законе сохранения массы. Согласно данному закону, общее количество вещества после перемешивания в жидкой среде будет равно массе вещества, введенной в данный объем.

На рисунке выше показано, как к емкости, содержащей неизвестный объем жидкости, с помощью шприца добавляют небольшое количество красителя или другого индикатора. Веществу дают возможность равномерно распределиться в жидкости, пока в любой точке объема его концентрация не станет одинаковой. Затем в образце отобранной жидкости измеряют концентрацию индикатора в растворе с помощью химического, фотоэлектроколориметрического или иного метода. Если утечки индикаторного вещества из данного объема не происходит, то его общее количество (объем Б х концентрация Б) будет равна количеству вещества, введенного шприцем (объем А х концентрация А).

Простое преобразование этого уравнения позволяет рассчитать неизвестный объем Б по формуле:

Объем Б = (объем А*концентрация А)/концентрацию Б.

Таким образом, для расчета необходимо знать два параметра: (1) общее количество вещества, введенного в объем жидкости (в числителе); (2) концентрацию индикаторного вещества в жидкости после перемешивания (в знаменателе).

Например, если 1 мл индикатора в концентрации 10 мг/мл ввели в емкость Б и после его разведения концентрация в каждом миллилитре раствора составит 0,01 мг/мл, то неизвестный объем будет равен: 1000 мл.

Объем Б = (1 мл*10 мг/мл)/0,01 мг/мл = 1000 мл.

Данный метод можно применять для измерения объема практически любой жидкой среды организма, если при этом соблюдаются следующие условия: (1) индикатор распределяется во всем объеме жидкости; (2) индикатор находится только в той среде, где измеряют его концентрацию; (3) индикатор не метаболизируется и не выводится из организма. Требованиям, необходимым для измерения объемов жидких сред организма, удовлетворяют несколько таких веществ.

– Также рекомендуем “Измерение общего содержания воды в организме. Измерение объема плазмы и крови”

Оглавление темы “Развитие шока. Жидкие среды организмы”:

1. Порочный круг прогрессирующего шока. Необратимый шок

2. Гиповолемический шок. Причины и механизмы развития гиповолемического шока

3. Нейрогенный шок. Анафилаксия и анафилактический шок

4. Септический шок. Причины и механизмы развития септического шока

5. Противошоковая терапия. Симпатомиметики при шоке

6. Остановка кровообращения. Влияние остановки кровообращения на головной мозг

7. Суточное потребление жидкости. Суточное выделение жидкости организмом

8. Распределение жидких сред организма. Внутриклеточная и внеклеточная жидкость

9. Состав плазмы и межклеточной жидкости. Компоненты внутриклеточной жидкости

10. Измерение общего содержания воды в организме. Измерение объема плазмы и крови

Кальций, калий, натрий и хлор — это основные электролиты, которые обеспечивают поддержание водного и кислотно-щелочного баланса организма. Наличие этих элементов в моче может дать информацию при диагностике заболеваний, сопровождающихся нарушением этих балансов и при контроле за их лечением.

Ионы кальция, калия, натрия и хлора обеспечивают поддержание водного и кислотного баланса организма. Количество этих электролитов в суточной моче может дать ценную информацию для дальнейшей диагностики заболеваний, которые возникают вследствие этого дисбаланса, и контроля над их лечением.

Кальций
Кальций в организме человека играет очень важную роль. В физиологических процессах кальций участвует только в ионизированном виде (участие в мышечном сокращении, в механизмах секреции гормонов, рецепторных процессах, в механизмах клеточного деления и т.п.).

Концентрация Ca++ изменяется в течение суток: минимальный уровень концентрации наблюдается в 20 ч, а максимальный — в 2–4 часа ночи. Уровень ионизированного кальция поддерживается паратгормоном, кальцитонином, активной формой витамина Д3. Продукция этих гормонов, в свою очередь, зависит от уровня Ca++. На его концентрацию в крови влияют многие факторы — белки, магний (необходимо обязательно исследовать концентрацию магния, если обнаруживается гипокальциемия!). Очень важным является кислотно-основное состояние (КОС): алкалоз увеличивает связывание и снижает концентрацию; а ацидоз, напротив, снижает связывание и увеличивает концентрацию ионизированного кальция в крови.

Калий (К+) — основной катион внутриклеточной жидкости
Калий (К+) — участвует в создании и поддержании электрического мембранного потенциала клеток. Регулирует внутриклеточное осмотическое давление, стимулирует активность ферментов гликолиза, участвует в метаболизме белков и гликогена, играет важную роль в формировании потенциала действия в нервных и мышечных клетках и проведении нервных импульсов, обладает иммуномодулирующей активностью.

Концентрация калия в плазме (сыворотке) зависит от равновесия следующих процессов: поступления калия извне, распределения в организме и выведения (почками, потовыми железами, через кишечник и т. п.). Депо калия в организме не существует. Поэтому даже при небольших изменениях концентрации калия внутри клеток, значительно изменяется его концентрация в плазме. Захват калия клетками стимулируется инсулином, также захват калия клетками усиливается под действием катехоламинов, альдостерона. Изменения рН крови приводят к изменению содержания К+ в клетках: при ацидозе — он выходит из клеток в плазму, при алкалозе — поступает внутрь клеток. При гиперкалиемии отмечаются желудочковая тахикардия, фибрилляция желудочков и даже асистолия. При гипокалиемии развиваются мышечная слабость, снижение рефлексов, гипотония, нарушения в проводящей системе сердца, непроходимость кишечника, полиурия.

Натрий (Na+) — основной катион внеклеточного пространства
Натрий (Na+) является важнейшим осмотически активным компонентом внеклеточного пространства, с которым связана регуляция объема внеклеточной жидкости. 96% общего количества натрия в организме содержится вне клеток. Он участвует в проведении возбуждения в нервных и мышечных клетках, в формировании щелочного резерва крови и транспорте ионов водорода.

Концентрация натрия в плазме (сыворотке) зависит от равновесия следующих процессов: поступления натрия, распределения его в организме и выведения почками, потовыми железами. Основными регуляторами обмена натрия в организме являются ренин-ангиотензин-альдостероновая система, АДГ (вазопрессин), предсердный натрийуретический гормон.

Хлор (Сl-) — основной анион внеклеточной жидкости и желудочного сока
Ионы хлора играют важную роль в поддержании кислотно-щелочного состояния, осмотического давления и баланса воды в организме. В биологических средах находится преимущественно в состоянии аниона-хлорида Cl-.

Содержится в плазме, лимфе, ликворе. Баланс ионов хлора в организме осуществляется наличием равновесия между процессами поступления хлора с пищей, распределением в организме и выведением его с мочой, потом и калом. Изменение концентрации ионов натрия ведет за собой изменение концентрации хлорид-аниона. При потере хлоридов развивается алкалоз, при избыточном потреблении — ацидоз.

Показания:


 Кальций

• гипер- и гипокальциенемия, особенно в сочетании с диспротеинемией;
• исследования кальциевого статуса после переливаний цитратной крови, введения гепарина, обширных травм, хирургических вмешательств, при сепсисе, ожогах, панкреатите, множественной недостаточности органов, а также пациентов с тяжелой патологией печени и почек, различными злокачественными опухолями, мальабсорбцией;
• обследование беременных женщин;
• сепсис;
• диализ и экстракорпоральное кровообращение.

Калий

• исследование функции почек при их патологии;
• сердечно-сосудистая патология;
• сердечные аритмии, артериальная гипертония;
• надпочечниковая недостаточность;
• контроль содержания калия в крови при назначении диуретиков, сердечных гликозидов.

Натрий

• нарушения со стороны ЖКТ: рвота, диарея;
• надпочечниковая недостаточность;
• заболевания почек;
• обезвоживание, усиленная потеря жидкости.

Хлор

• мониторинг и динамическое наблюдение расстройств кислотно-основного состояния при различных заболеваниях;
• заболевания почек;
• несахарный диабет;
• патология надпочечников.

Подготовка
Кровь рекомендуется сдавать утром, в период с 8 до 12 часов. Взятие крови производится натощак, спустя 6–8 часов голодания. Допускается употребление воды без газа и сахара. Накануне сдачи исследования следует избегать пищевых перегрузок.

Интерпретация результатов


Кальций
Единицы измерения: ммоль/л. 
Референсные значения: 1,03–1,23 ммоль/л. 

Повышение значений:

• первичный гиперпаратиреоидизм;
• эктопические опухоли, вырабатывающие паратгормон;
• избыточное потребление витамина Д;
• злокачественные опухоли (повышение ионизированного кальция может быть при нормальных величинах общего кальция) и метастазы;
• ацидоз;
• приём лекарственных препаратов: гидрохлортиазид (длительный прием), литий, андрогены. 

Понижение значений: 

• первичный гипопаратиреоидизм, псевдогипопаратиреоидизм;
• дефицит витамина Д;
• сепсис;
• острый панкреатит;
• почечная недостаточность;
• тяжелые поражения скелетных мышц;
• гемодиализ при низкой концентрации кальция в диализате;
• после переливаний крови, содержащей комплексирующие кальций анионы (цитрат);
• после обширных травм, хирургических вмешательств;
• ожоги;
• полиорганная недостаточность;
• дефицит магния;
• алкалоз;
• гипернатриемия;
• атрофический гастрит;
• вещества, связывающие кальций (цитрат, оксалат, ЭДТА, гепарин);
• лекарственные препараты (противосудорожные средства, даназол, фоскарнет, фуросемид — первоначальное действие), алкоголь.

Калий
Единицы измерения: ммоль/л.

Повышение уровня калия (гиперкалиемия):

• избыточное поступление калия в организм: быстрое вливание растворов калия;
• выход К+ из клеток во внеклеточную жидкость: при массивном гемолизе, рабдомиолизе, распаде опухолей, тяжелых повреждениях тканей, глубоких ожогах, злокачественной гиперпирексии, ацидозе;
• сниженное выделение К+ почками: острая почечная недостаточность с олиго- и анурией, ацидозом, терминальная стадия хронической почечной недостаточности с олигурией, болезнь Аддисона, псевдогипоальдостеронизм, гипофункция ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, шоковые состояния, ишемия тканей;
• уменьшение объема внеклеточной жидкости — дегидратация;
• приём таких лекарственных средств, как амилорид, спиронолактон, триамтерен, аминокапроновая кислота, противоопухолевые средства, дигоксин, нестероидные противовоспалительные препараты, триметоприм-сульфаметоксазол.

Понижение уровня калия (гипокалиемия):

• недостаточное поступление калия в организм: при хроническом голодании; диете, бедной калием;
• потеря калия организмом с кишечными секретами при частой рвоте, профузном поносе, аденоме ворсинок кишечника, кишечных свищах, отсасывании содержимого желудка через назогастральный зонд;
• потеря калия с мочой при почечном канальцевом ацидозе, почечной канальцевой недостаточности, синдроме Фанкони, синдроме Конна (первичном альдостеронизме), вторичном альдостеронизме, синдроме Кушинга, осмотическом диурезе (при сахарном диабете), алкалозе, введении АКТГ, кортизона, альдостерона;
• перераспределение калия в организме (усиленное поступление калия внутрь клеток): при лечении глюкозой и инсулином, семейном периодическом параличе, алкалозе;
• потеря с потом при муковисцидозе;
• лечение мегалобластической анемии витамином В12 или фолиевой кислотой;
• гипотермия;
• прием кортикостероидов, диуретиков (кроме калий-сберегающих), бета-адреноблокаторов, антибиотиков;
• введение большого количества жидкости с низким содержанием калия;
• ВИПома (опухоль островковых клеток поджелудочной железы, секретирующая вазоактивный интестинальный полипептид — ВИП);
• дефицит магния.

Натрий
Единицы измерения: ммоль/л.

Повышение уровня натрия (гипернатриемия):

• гипертоническая дегидратация: а) потеря жидкости через кожу при сильной потливости; б) потеря жидкости через легкие при длительной одышке; в) потеря жидкости через ЖКТ при частой рвоте и тяжелой диарее; г) при высокой лихорадке (брюшной тиф, паратиф, сыпной тиф и т. п.);
• недостаточное поступление воды в организм;
• задержка натрия в почках (снижение выведения с мочой) при первичном и вторичном гиперальдостеронизме, синдроме Кушинга (избытке кортикостероидов);
• избыточное введение солей натрия, например, гипертонического раствора натрия хлорида;
• прием таких препаратов, как АКТГ, анаболические стероиды, андрогены, кортикостероиды, эстрогены, метилдопа, оральные контрацептивы, бикарбонат натрия.

Понижение уровня натрия (гипонатриемия):

• недостаточное поступление натрия в организм;
• потеря натрия при рвоте, диарее, сильной потливости при адекватном водном и неадекватном солевом замещении;
• передозировка диуретиков;
• недостаточность надпочечников;
• острая почечная недостаточность (полиурическая стадия);
• осмотический диурез;
• гипотоническая гипергидратация: а) избыточное парентеральное введение жидкости; б) сниженное выведение воды при почечной недостаточности, повышенной секреции вазопрессина, дефиците кортикостероидов;
• гипонатриемия разведения с отеками и асцитом при хронической сердечной недостаточности, циррозе печени, печеночной недостаточности, нефротическом синдроме;
• приём таких препаратов, как фуросемид, аминогликозиды, гипертонический раствор глюкозы, нестероидные противовоспалительные препараты, амитриптилин, галоперидол;
• гипотиреоз.

Хлор
Единицы измерения: ммоль/л.

Повышение уровня хлора (гиперхлоремия):

• обезвоживание в связи с недостаточным поступлением воды в организм;
• острая почечная недостаточность (когда потребление хлоридов превышает их экскрецию при анурии, олигурии);
• несахарный диабет;
• терапия кортикостероидами;
• респираторный алкалоз;
• гиперфункция коры надпочечников.

Понижение уровня хлора (гипохлоремия):

• усиленное потоотделение (при секреторных дисфункциях и гормональном дисбалансе);
• передозировка диуретиков;
• респираторный и метаболический ацидоз;
• обезвоживание вследствие потерь жидкости при рвоте, диарее;
• альдостеронизм;
• полиурическая стадия почечной недостаточности;
• травмы головы;
• водная интоксикация с увеличением объёма внеклеточной жидкости;
• приём слабительных.