1 of 43

Лекція 10

завідувач кафедри патофізіологія

Національного медичного університету

імені О.О. Богомольця,

професор Зябліцев С.В., 2024

Патологія водно-електролітного обміну

Набряки

2 of 43

надходження води в організм перевищує її споживання

Позитивний водний баланс (гіпергідрія)

підвищений вміст рідини різної осмолярності в тканинах організму

Гіпергідратація (hyper - понад, вище; hydros - вода)

типовий патологічний процес, що характеризується регіонарним збільшенням вмісту рідини в міжклітинному просторі, в порожнинах організму або внутрішньоклітинно в результаті порушення загальних (нейрогормональних) і місцевих механізмів регуляції водно-сольового обміну організму

Набряк (oedema - опухлість)

патологічне явище, що характеризується формуванням в організмі поширених набряків і водянки в результаті розладу нейрогуморальних і місцевих механізмів регуляції водно-сольового обміну

Набрякова хвороба (morbus oedematicus)

3 of 43

скупчення набряклої рідини в серозних порожнинах (плевральній, черевній, суглобовій, перикардіальній і т.д.)

Водянка (hydrops)

поширений набряк (водянка) шкіри та підшкірної клітковини

Анасарка (anasarka)

набрякла рідина, що виходить з крові в позасудинний простір при порушенні загальних (нейрогуморальних) і місцевих механізмів регуляції водно-сольового обміну

Транссудат (transsudatis – проникнення)

скупчення набряклої рідини (транссудату) в черевній порожнині

Асцит (ascites), водянка черевної порожнини

системне отруєння організму водою - затримка води в організмі з порушенням функції, метаболізму, структури клітин і розвитком гіпоксії

Водне отруєння

4 of 43

виведення води з організму перевищує її надходження

Негативний водний баланс (гіпогідрія, зневоднення)

характеризується розвитком ангідремічного шоку (гіповолемія, циркуляторна гіпоксія, метаболічний ацидоз і гемоконцентрація) при втраті у дорослих 1/3 води, у дітей - 1/5 об'єму позаклітинної рідини

Ангідремія - зменшення вмісту води в рідкій частині крові (позаклітинне зневоднення)

5 of 43

Сектор организму	Приблизний обсяг, л	Приблизний% до маси тіла	Сектор организму	Приблизний обсяг, л	Приблизний% до маси тіла
Загальний вміст води	38, в т.ч.:	53, в т.ч.:	Вода циркулюючої плазми крові	2,5	4
Внутрішньоклітинна рідина	24	31	Інтерстиційна рідина	12	18
Позаклітинна рідина	14	22	Циркулююча кров	5	7

Розподіл і стан води в секторах організму

(для середньої маси - 70 кг)

Сектори организму: Внутрішньоклітинний Позаклітинний

Стан води: - пов'язане - плазмовий

- свободне - трансцелюлярний

- адгезивне - міжклітинний

6 of 43

Система регуляції водного обміну організму

Надходження, мл	Виділення, мл
З твердою їжею– 1000	З сечею– 1400
З рідкою їжею– 1200	З потом – 600
Утворившись в організмі– 300	З повітрям, що видихається – 300
	З фекальними масами – 200
УСЬОГО: 2500	УСЬОГО: 2500

Метаболічна вода – щодня утворюється в результаті метаболічних реакцій. 300 мл на добу утворюється при розпаді 41 г білків, 51 г вуглеводів і 102 г жиру.

7 of 43

Вміст електролітів

Електроліт	У сиворотці	У клітині
Na⁺	142	7
K⁺	5	140
Ca⁺⁺	2	2

8 of 43

Альдостерон - В дистальних звивистих канальцях нефрона:

1. збільшує реабсорбцію іонів Na⁺,

2. збільшує секрецію іонів K⁺,

3. збільшує секрецію іонів водню � (підсилює ацидогенез).

Регуляторами секреції альдостерону є:

1. концентрація іонів калію в крові,

2. продукти активації РААС - � ангіотензин II і ангіотензин III,

3. адренокортикотропний гормон � гіпофізу (АКТГ).

Активація РААС визначається викидом реніну з юкста-гломерулярного апарату нирок внаслідок:

1. посилення симпатичних впливів,

2. порушення ниркової гемодинаміки (зниження артеріального тиску, ішемія � нирки, зменшення ОЦК),

3. зменшення концентрації � іонів натрію в крові.

9 of 43

Ефекти активації системи «ренин-ангіотензин-альдостерон»

Альдостерон

⇑ секреції в корі наднирників

Викид у кров

α₂-глобулін плазми

(ангіотензиноген)

А I (декапептид)

A II (октапептид)

A III (гептапептид)

ГІПОГІДРАТАЦІЯ ОРГАНІЗМУ

⇑ синтеза реніна клітинами ЮГА нирок

Викид реніну у кров

затримка рідини– ⇑ ОЦК

УСУНЕННЯ ГІПОГІДРАТАЦІЇ

⇑ осмолярності плазми

⇑ реабсорбції води у нирках

активація секреції АДГ

⇑ реабсорбцІЇ Na⁺ у:

нирках

товстій кишки

слин-них і

потових залозах

10 of 43

Вазопресин (антидіуретичний гормон)

Регулятори секреції - рефлекторні механізми:

- осмотичний (спрацьовує при збільшенні осмотичного тиску та активації центральних осморецепторов),

- гемодинамічний (спрацьовує при зниженні ОЦК на 7-15% і активації периферичних волюмо- і барорецепторів).

V1-рецептори - звужують артеріоли і підвищують артеріальний тиск;

V2-рецептори - збільшують реабсорбцію води в дистальних звивистих канальцях і збірних трубочках нирки, що веде до зниження діурезу, затримці рідини в організмі, збільшення ОЦК.

Ефекти, спричинені вазопресином через активацію рецепторів V1 і V2. AC: аденілілциклаза. АКТГ: адренокортикотропний гормон.

AP-1: білок-активатор 1, фактор транскрипції.

AQMCV: везикули, що містять водний канал аквапорину.

[Ca 2+ ] i: внутрішньоклітинна концентрація кальцію.

цАМФ: циклічний аденозинмонофосфат. CD: колектор.

CREB: зв'язування елемента відповіді cAMP, фактор транскрипції.

DAG: діацилгліцерин. IP3: інозит 1,4,5-трифосфат. G: протеїн G.

PKA: протеїнкіназа A. PLC: мембранозв’язана фосфоліпаза.

V1R/V2R: рецептори вазопресину V1 і V2

Tamargo J, Amorós I, Barana A, Caballero R, Delpón E. New investigational drugs for the management of acute heart failure syndromes. Curr Med Chem. 2010;17(4):363-90.

doi: 10.2174/092986710790192721. PMID: 20015042.

11 of 43

ВИКИД АДГ У КРОВ З НЕЙРОГІПОФІЗА

активацІя V₁-рц в міоцитах артеріол

активація V₂-рц збірних трубочок

ГІПОГІДРАТАЦІЯ ОРГАНІЗМУ

активація осмо- и волюморецепторов

активація секрецІЇ АДГ в гіпоталамо-нейрогіпофизарній системе (ГНГС)

ВАЗОКОНСТРИКЦИЯ → ⇑ АД

⇑ фосфоліпази С

інозитол-трифосфат

протеїнкі-наза С

⇑ Са⁺⁺ в клітині

ЗБІЛЬШЕННЯ ОЦК

⇑ аденілатциклази і цАМФ

протеїн-кіназа А

активація водних каналів і реабсорбції води

УСУНЕННЯ ГІПОГІДРАТАЦІЇ І ЗБІЛЬШЕННЯ КРОВОНАПОВНЕННЯ СУДИН

12 of 43

Передсердний натрійуретичний пептид

гіпотензивний фактор

Знижує АТ шляхом:

1. зниження ОЦК (збільшує натрійурез і діурез за рахунок зменшення реабсорбції іонів натрію в канальцієвом епітелії нирок);

2. вазодилятації (розширення артеріол і зниження загального периферичного опору судин току крові).

Активатором секреції ПНУП є збільшення венозного повернення до серця, в результаті чого відбувається перерозтягнення стінок передсердь.

ПНУП, 28 амінокислот

13 of 43

Симпатоадреналова система - включається при зневодненні:

- активує РААС,

- перерозподіляє нирковий кровообіг шляхом спазму судин � кортикальних нефронів; при цьому основна частина крові йде через � юкстамедулярні нефрони, де площа реабсорбції води і Na⁺ вище;

- викликає спазм артеріол периферичних тканин;

- зменшує потовиділення.

14 of 43

збільшення об'єму рідини в позаклітинному секторі організму;
є результатом позитивного водного балансу.

Позаклітинна гіпергідрія

ПРИЧИНИ:

1. надлишкове надходження води в організм (пиття солоної води, � внутрішньовенне введення великої кількості рідини);

2. затримка води в організмі внаслідок порушення її виведення � нирками (ниркова недостатність - оліго- або анурія, первинний або � вторинний гіперальдостеронізм, гіперпродукція антидіуретичного � гормону).

15 of 43

гіперосмолярна гіпергідратація

збільшення осмотичного тиску позаклітинної рідини (пиття солоної морської води)

ізоосмолярна гіпергідратація

осмотичний тиск позаклітинної рідини не змінюється (введення ізотонічного розчину)

гіпоосмолярная гіпергідратація

(водне отруєння) - зменшення осмотичного тиску позаклітинної рідини (рефлекторна анурія, друга стадія ГНН)

ОСНОВНІ ФОРМИ ГІПЕРГІДРІЇ

16 of 43

При гіпергідрії захисно-компенсаторні реакції спрямовані на зменшення ОЦК:

- збільшення ОЦК веде до механічного розтягування стінок передсердь і вивільненню ПНУП, який збільшує натрійурез і діурез;

- збільшення ОЦК знижує пульсацію від волюморецепторов і секрецію АДГ, в результаті чого зростає діурез.

ПНУП

АДГ

діурез

17 of 43

Регіонарна гіпергідратація (набряки) - надмірне накопичення рідини в тканинах організму або серозних порожнинах.

Загальні набряки - прояв позаклітинної гіпергідрії,

місцеві - пов'язані з порушенням балансу рідини в обмеженій ділянці.

Класифікація набряків по етіології:

- серцеві

- ниркові

- ендокринні

- запальні

- лімфогенні

- токсичні

- алергічні

- голодні (кахектичні)

неврогенні (дисфункція

судинного тонусу)

набряк/набухання головного

мозку

серцеві набряки

ниркові набряки

18 of 43

Класифікація набряків за механізмами виникнення

Гідростатичні набряки - виникають в результаті збільшення гідростатичного тиску в капілярах; розрізняють

1. гіперволюмічні (збільшення ОЦК при серцевій недостатності, вторинному гіперальдостеронізмі),

2. застійні (збільшення венозного тиску при хронічній серцевій недостатності, тромбозі вен) і

3. мікроциркуляторні набряки (розширення артеріол і спазм венул під дією гістаміну).

Онкотичного набряки - виникають внаслідок змін онкотичного тиску в капілярах або інтерстиціальній рідині; розрізняють

1. гіпопротеїнемічні (гіпоальбумінемія при білковому голодуванні, протеїнурії при нефротичному синдромі, печінковій недостатності),

2. мембраногенний (алергічні, запальні, токсичні) і

3. лімфогенні набряки.

Мікседематозні (слизові) набряки - виникають внаслідок збільшення гідрофільності тканинних колоїдів при гіпофункції щитовидної залози.

19 of 43

Стадії патогенезу набряків

набрякла рідина зв'язується з тканинними колоїдами і накопичується в основному в гелеобразних структурах, це проявляється збільшенням тургору шкіри

накопичення зв'язаної води

маса зв'язаної води збільшується на 30% і більше, а гідростатичний тиск в тканини досягає атмосферного - вільна вода переміщається відповідно за силою тяжіння, з'являється симптом «ямки»

накопичення вільної води

20 of 43

Механізми розвитку набряків

наднирниковий осморегулюючий рефлекс (РААС)
гіпоталамо-гіпофізарний осморегулюючий рефлекс (ВП)

загальні нейро-гормональні механізми

зміна градієнта гідродинамічного тиску
зміна градієнта онкотичного тиску
зміна градієнта осмотичного тиску
зміна проникності судинної стінки
порушення лімфообігу
зміна гідрофільності тканинних колоїдів
зміна опору тканин процесам гідратації

місцеві механізми (фактори Старлинга, 1896)

21 of 43

Ernest Starling,

1866-1927

Рівняння Старлінгу

22 of 43

P_гк - гідростатичний тиск у капілярі; �P_гт - гідростатичний тиск тканинної рідини;

P_ок и P_от - онкотичний тиск у капілярі і тканинній рідині�P_эфф - ефективний трансмуральний фільтраційний тиск; �P_о - сумарний онкотичний тиск;�С_б - концентрація білків в інтерстиціальній рідини близько артеріального і близько венозного решта капіляри

Середні показники "Старлінговскіх сил", мм рт.ст.

23 of 43

Схематичне зображення пошкодження

альвеол при

гострому респіраторному синдромі

(дистрес-синдром),

з інтерстиціальним та альвеолярним набряком, гіаліновими мембранами, міграцією нейтрофілів, загибеллю епітеліальних клітин та початковою активацією фібробластів.

Matthay MA, Zimmerman GA. Am J Respir Cell Mol Biol. 2005;33:319-27

24 of 43

Причини включення гідродинамічного фактора виникнення набряків

підвищення венозного тиску

загального

(ЦВТ)

місцевого

(тромбоз)

збільшення об'єму циркулюючої крові

НАБРЯК

збільшення ефективного гідростатичного тиску в судинах МЦР

збільшення фільтрації рідини в інтерстиції

гальмування резорбції рідини з інтерстицію

Набряки при серцевій недостатності

25 of 43

вроджена гіпоплазія лімфатичних вузлів

здавлення лімфатичних судин і вузлів

значна гіпопротеїнемія

обтурація лімфатичних судин

підвищення ЦВТ

спазм стінок лімфатичних судин

механічна лімфатична недостатність

механічна перешкода відтоку лімфи

динамічна лімфатична недостатність

збільшення утворення лімфи

перевантаження лімфосудин

уповільнення відтоку лімфи

Причини включення лімфогенного фактора виникнення набряків

Лімфостаз і

слоновість

(стадії)

26 of 43

Причини включення онкотичного фактора виникнення набряків

гіпопротеїнемія

недолік споживання білка

аліментарна недостатність

гіперонкія інтерстиціальної рідини

НАБРЯК

зменшення ефективної онкотичної всмоктуючої сили крові

збільшення фільтрації рідини в інтерстицій

гальмування резорбції рідини з інтерстицію

27 of 43

гіпоосмія крові

парентеральне введення гіперосмолярних розчинів

гіперпродукція АДГ

гіперосмія міжклітинної рідини

вихід осмотично активних речовин із клітини

зниження відтоку речовин від тканин

транспортт Na⁺ з крові в міжклітинну рідину

НАБРЯК

струм рідини з мікросудин у міжклітинний простір

зменшення градієнту осмотичного тиску: кров / міжклітинний простір

Причини включення осмотичного фактора виникнення набряків

Синдром Пархона

28 of 43

НАБРЯК

зниження ефективної онкотичної всмоктуючої сили крові

підвищений транспорт білків з мікросудин в міжклітинну рідину

гіпоонкія крові

гіперонкія міжклітинної рідини

підвищення проникності стінок мікросудин

запалення

алергія

токсикоз

Причини включення мембраногенного фактора виникнення набряків

Укус бджоли

мікседема

29 of 43

Діагностичний алгоритм визначення характеру набряку (Харрісон)

Лікарські набряки(?)

Азотемія більш 29 ммоль / л ⇨ хронічна ниркова

недостатність (ХНН)

Набухання шийних вен ⇨ серцева недостатність,

зниження серцевого викиду

Альбумін менше 2,5 г/дл ⇨ дефіцит маси тіла,

нефротичний синдром, цироз печінки

Локальний набряк ⇨ венозна або лімфатична обструкція,

місцеве пошкодження

НІ

30 of 43

гіперцитокінемія →

порушення щільного з’єднання ендотеліоцитів →

пошкодження та руйнування ендотелію капілярів →

капіляри стають проникними для білків →

втрата рідини, багатої білками →

зменшення внутрішньосудинного об’єму та збільшення інтерстиціальної рідини →

ознаки та симптоми синдрому капілярного витоку.

Синдром капілярного витоку

Капілярний витік → Втрата багатої білками рідини з внутрішньосудинного простору → зменшення внутрішньосудинного об'єму → вторинна активація системи реніну, ангіотензину та альдостерону → затримка натрію та води → системний набряк і ексудативні серозно-порожнинні випоти та асцит.

У важких випадках втрата внутрішньосудинного об’єму може спричинити гемоконцентрацію. Гемоконцентрацію та парадоксальну гіпоальбумінемію (без альбумінурії) можна використовувати як індикатори тяжкості капілярного витоку.

Це може призвести до гіповолемічного шоку та гострого ураження нирок у важких випадках.

https://creativemeddoses.com/topics-list/capillary-leak-syndrome-cls-quick-review/

31 of 43

А) SARS-CoV-2 зв’язується з ангіотензинперетворюючим ферментом 2 (ACE2) на клітинній мембрані клітин-господарів, що залежить від присутності трансмембранної протеази серину 2 (TMPRSS-2), яка здатна розщеплювати вірусний спайк.

В) У пацієнтів з тяжким діагнозом COVID-19 спостерігалося підвищення рівня прозапальних цитокінів, зокрема, розчинного рецептора інтерлейкіну 2 (IL-2R) та інтерлейкіну-6 (IL-6). EC експресують як рецептор IL-6 (IL-6R), так і IL-2R на своїй поверхні.

С) Під час інфекції SARS-CoV-2 ендотеліальна дисфункція та утворення мікротромбів можуть бути вторинними внаслідок активації комплементу та відкладення комплексів мембранної атаки на ЕК.

Активація EC також індукує прокоагулянтний стан шляхом збільшення їх виробництва фактора фон Віллебранда (vWF) і фактора VIII (FVIII), які беруть участь у формуванні тромбу.

Роль ендотеліальних клітин в інфекції та лікуванні SARS-CoV-2

Pons, S., Fodil, S., Azoulay, E. et al. The vascular endothelium: the cornerstone of organ dysfunction in severe SARS-CoV-2 infection. Crit Care 24, 353 (2020). https://doi.org/10.1186/s13054-020-03062-7

32 of 43

Патофізіологічні принципи терапії набряків

обмеження надходження рідини в організм

посилення виведення рідини з організму: дегідратаційна терапія

II.

зниження градієнтів гідродинамічного (кров-тканина), осмотичного і онкотичного тиску (тканина-кров)

III.

33 of 43

зменшення осмотичного тиску позаклітинної рідини внаслідок гіпонатріємії;
проявляється водним отруєнням - набряк мозку з явищами сильного головного болю, нудотою, блювотою, судомами

Внутрішньо-клітинна гіпергідрія

Причини:

1. розпад внутрішньоклітинних структур, білків із збільшенням � внутрішньоклітинного осмотичного тиску;

2. порушення проникності клітинної мембрани для іонів натрію і � хлору;

3. порушення функціонування натрій-калієвих насосів, що призводить � до накопичення Na⁺ в клітині

34 of 43

гіпогідрія, дегідратація, ексикоз
зменшення обсягу позаклітинної рідини

Позаклітинне зневоднення

Причини:

1. недостатнє надходження в організм води в екстремальних � ситуаціях, при важкій хворобі, комі, ураженні питного центру і � відсутності почуття спраги;

2. надлишкове виведення - втрата води при поліурії (цукровий і � нецукровий діабет), при проносі, нестримній блювоті, � посиленому потовиділенні; збільшенню виділення вологи при � всіх видах задишки, з запальними ексудатами, крововтрата.

діурез при цукровому діабеті – 5-7 літрів,

при нецукровому – 10-12 літрів.

35 of 43

гіперосмолярна гіпогідратація

втрата води перевищує втрату електролітів (гіпервентиляція, профузне потовиділення, гіперсалівація, пронос, блювота, поліурія)

ізоосмолярна гіпогідратація

осмотичний тиск плазми крові та міжклітинної рідини не змінюється (поліурія, гостра крововтрата)

гіпоосмолярная гіпогідратація

переважна втрата солей (втрата секретів шлунка і кишок, відшкодування втрати рідини питвом без солі)

Основні форми гіпогідратації

36 of 43

При гіпогідрії захисно-компенсаторні реакції спрямовані на збільшення ОЦК:

1. внаслідок зменшення гідростатичного тиску в капілярах і збільшення онкотичного тиску крові (гемоконцентрації) відбувається перехід рідини з інтерстиціального сектора в судини;

зменшення ОЦК за допомогою порушення волюморецепторов збільшує секрецію вазопресину і реабсорбцію води в нирках;
зменшення ОЦК внаслідок порушення ниркової гемодинаміки призводить до активації РААС і збільшення секреції альдостерону, що викликає збільшення реабсорбції іонів натрію і призводить до нормалізації осмотичного тиску позаклітинної рідини;
збудження барорецепторів призводить до активації САС;
зневоднення викликає почуття спраги і формує поведінку, спрямовану на пошук води.

37 of 43

Внутрішньоклітинне зневоднення - збільшення осмотичного тиску міжклітинної рідини внаслідок гіпернатріємії.

Основний прояв - «сольова лихоманка» - порушення функції клітинних мембран, особливо в ЦНС (нестерпна спрага, затьмарення свідомості, галюцинації, порушення ритму дихання, геморагії).

38 of 43

Гіпернатріємія - призводить до внутрішньоклітинного зневоднення

абсолютне збільшення натрію в організмі (прийом великої кількості солі, введення гіпертонічного розчину, затримка натрію в організмі при гиперальдостеронізмі, ХНН)

первинна

відносне збільшення натрію в крові і міжклітинної рідини внаслідок втрати води (гіпервентиляція, проноси, підвищене потовиділення, нецукровий діабет)

вторинна

збудження осморецепторів

⇑ секреції АДГ

Підсилення реабсорбції води

Захисно-компенсаторні реакції при гіпернатріємії:

39 of 43

Гіпонатріємія - призводить до генералізованого набряку клітин

зменшення надходження натрію (безсольова дієта, анорексія) або
збільшення виведення натрію нирками (гіпокортицизм, ХНН)

Первинна (абсолютна)

надлишкове надходження в організм води або її затримка

Вторинна (відносна)

активація РААС і

⇑ альдостерону

⇓ секреції АДГ

⇑ реабсорбції Na⁺

⇓ реабсорбції води

Захисно-компенсаторні реакції при гіпонатріємії:

40 of 43

призводить до порушення діяльності збудливих тканин (нервової та м'язової) - розлади ЦНС, ССС, скелетної мускулатури, гладеньком'язового апарату кишечнику)
розвитку негазового ацидозу

Гіперкаліємія (більше

5,5 ммоль/л)

Причини:

надлишкове надходження К⁺;
перехід К⁺ з внутрішньоклітин-ного сектора в позаклітинний при пошкодженні клітин, посиленні катаболізму, ацидозі;
порушення виведення К⁺ (олігоанурія, гіпокортицизм).

Захисно-компенсаторні реакції:

1. активація надлишковою концентрацією К⁺ секреції альдостерону;

2. посилення секреції К⁺ в нефронах нирки.

Основна причина - хронічна ниркова недостатність (ХНН)

41 of 43

Надлишок К⁺ подовжує період деполяризації мембран збудливих клітин і пригнічує їх здатність до збудження, клінічні прояви:

Гіпотонія

Парестезії

Парези

Порушення роботи серця

раптова асистолія

тахікардія

аритмія

колапс

42 of 43

призводить до збільшення порогу збудливості клітин і появі загальної слабкості, метеоризму, гіпотонії скелетних м'язів
розвитку гіпокаліємічного алкалозу

Гіпокаліємія (менше

3,5 ммоль/л)

Причини:

недостатнє надходження К⁺ (дієта з обмеженням рослинних продуктів);
посилений перехід К + з позаклітинного сектора в клітини при посиленні анаболізму і алкалозі;
втрата К⁺ при поліурії, гиперальдостеронізмі, тривалому використанні діуретиків, глюкокортикоїдів.

Захисно-компенсаторні реакції;

1. Зниження секреції альдостерону;

2. Зменшення секреції К⁺ в нефронах нирки.

43 of 43

Дефіцит К⁺ змінює потенціал дії збудливих клітин, клінічні прояви:

М'язова слабкість

Астенія

Парези

Порушення дихання

задишка

зупинка дихання через параліч дихальних м'язів