Šķidruma tilpuma, nātrija un kālija līdzsvara regulēšana nierēs

Nieru svarīgākā funkcija ir nodrošināt organisma ūdens telpu (cirkulējošā asins, ārpusšūnu un intracelulārā šķidruma tilpuma) pastāvību un uzturēt nātrija, kālija un citu elektrolītu homeostāzi. Šī nodaļa ir veltīta nieru lomai divu svarīgu elektrolītu - nātrija un kālija - līdzsvara regulēšanā.

Cilvēka organismā ūdens veido 45 līdz 75% no ķermeņa masas. Tas ir sadalīts divās galvenajās ūdens telpās - intracelulārajā un ekstracelulārajā, kuras viena no otras atdala šūnu membrāna. Intracelulārais šķidrums veido aptuveni 60% no kopējā ūdens daudzuma organismā. Ekstracelulārais šķidrums ir sadalīts plazmā, intersticijā (intersticiālajā šķidrumā un limfā), kaulu un skrimšļu audos, un to pārstāv arī transcelulārais šķidrums (urīns, kuņģa-zarnu trakta ūdens, cerebrospinālais šķidrums utt.). Transcelulārais šķidrums pēc tilpuma veido aptuveni pusi no kopējā ekstracelulārā šķidruma daudzuma.

Nātrijs ir galvenais ekstracelulārā šķidruma katjons, hlors un bikarbonāti ir galvenie anjoni. Intracelulārā šķidruma galvenais katjons ir kālijs, galvenie anjoni ir neorganiskie un organiskie fosfāti un olbaltumvielas.

Nieru nātrija līdzsvara un šķidruma tilpuma regulēšana

Parasti nātrija koncentrācija plazmā un intersticiālajā šķidrumā ir no 136 līdz 145 mmol/l. Nātrija koncentrācijas paaugstināšanās asinīs virs 145 mmol/l tiek saukta par hipernatriēmiju, savukārt elektrolītu koncentrācija asinīs, tuvu 160 mmol/l, tiek uzskatīta par ārkārtas situāciju. Nātrija koncentrācijas samazināšanās asinīs zem 135 mmol/l tiek saukta par hiponatriēmiju. Nātrija koncentrācijas samazināšanās zem 115 mmol/l ir dzīvībai bīstama. Nātrija saturs intracelulārajā šķidrumā ir tikai 10% salīdzinājumā ar ekstracelulāro šķidrumu, hlorīdu un bikarbonātu koncentrācija tajā ir zema. Plazmas, intersticiālā šķidruma un intracelulārā šķidruma osmotiskā koncentrācija neatšķiras.

Veselīga cilvēka Ukrainā diennaktī patērē aptuveni 160–170 mmol vārāmās sāls (nātrija hlorīda). No šī daudzuma 165 mmol izdalās ar urīnu un aptuveni 5 mmol ar izkārnījumiem.

Nātrija līdzsvaru regulē nieres. Nātrija transports nefronā ietver glomerulāro filtrāciju un elektrolītu reabsorbciju kanāliņos. Nātrijs tiek pilnībā filtrēts glomerulos. Apmēram 70% filtrētā nātrija tiek reabsorbēti proksimālajos kanāliņos. Turpmāka elektrolītu reabsorbcija notiek Henles cilpas dilstošajā tievajā segmentā, augšupejošajā tievajā segmentā, distālajā taisnajā kanāliņā, kam ir svarīga loma osmotiskā gradienta veidošanā nieru intersticijā. Kombinēta nātrija un hlorīdu reabsorbcija notiek distālajos kanāliņos un kortikālajā savākšanas kanālā. Šī procesa enerģiju nodrošina Na ⁺, K ⁺ -ATPāze.

Nātrija līdzsvara regulēšana ir cieši saistīta ar šķidruma tilpuma regulēšanu. Tādējādi, strauji palielinoties vārāmā sāls uzņemšanai organismā, palielinās tā izdalīšanās ar urīnu, bet stabils stāvoklis tiek sasniegts tikai pēc 3–5 dienām. Sākotnējā periodā ir pozitīvs nātrija līdzsvars – elektrolītu aizture organismā. To raksturo ārpusšūnu šķidruma tilpuma palielināšanās, tā aizture un ķermeņa masas palielināšanās. Pēc tam, reaģējot uz ārpusšūnu šķidruma tilpuma palielināšanos, palielinās nātrija izdalīšanās un atjaunojas nātrija līdzsvars. Attiecīgi, strauji samazinoties vārāmā sāls patēriņam, rodas pretējs efekts. Nātrija izdalīšanās samazinās aptuveni 3 dienu laikā. Šajā īsajā negatīvā nātrija līdzsvara periodā kopējais ūdens daudzums organismā un attiecīgi ķermeņa masa samazinās. Tādējādi fizioloģiskos apstākļos, reaģējot uz ārpusšūnu šķidruma tilpuma palielināšanos, attīstās nātriurēze, bet, tam samazinoties, – nātrija aizture. Patoloģiskos apstākļos tiek traucēta saistība starp ārpusšūnu šķidruma tilpumu un nātrija izdalīšanos caur nierēm, kas klīniski izpaužas kā tūskas attīstība vai dehidratācijas stāvoklis.

Mehānismi, ar kuriem nieres regulē nemainīgu nātrija saturu un līdz ar to arī ūdens saturu organismā, ir sarežģīti un daudzšķautņaini. Nātrija izdalīšanos ar urīnu nosaka starpība starp glomerulos filtrētā nātrija daudzumu un tā reabsorbcijas daudzumu.

Tā kā nātrija koncentrācija asinīs parasti ir vērtība, kas maz mainās, nātrija izdalīšanās caur nierēm regulēšana tiek uzskatīta par SCF un elektrolītu reabsorbcijas regulēšanas viedokļa.

Glomerulārās filtrācijas ātrums parasti tiek definēts kā pirmais faktors, kas kontrolē nātrija izdalīšanos. Tomēr, kā izriet no klīniskajiem novērojumiem un eksperimentālajiem datiem, pat būtiskas nieru filtrācijas funkcijas izmaiņas (līdz pat hroniskas nieru mazspējas stāvoklim) parasti neizjauc nātrija līdzsvaru organismā. Samazināta GFĀ kā noteicošais faktors ūdens-elektrolītu līdzsvara traucējumos tiek konstatēta reti: akūta nefrītiska sindroma gadījumā, akūtas nieru mazspējas oliguriskā stadijā, nefrotiskā sindroma tūskas pieauguma fāzē; to novēro arī akūtu asinsrites traucējumu (akūtas sirds mazspējas, kardiogēna šoka) gadījumā, pēc akūta asins zuduma.

Tubulārā reabsorbcija

Šis ir galvenais nātrija līdzsvaru regulējošais faktors. Procesu kontrolē hormoni, no kuriem vissvarīgākais ir aldosterons, kā arī fizikāli faktori, kas iedarbojas proksimālā kanāliņa zonā un intrarenālās asins plūsmas pārdalē.

Aldosterons

Starp nātrija līdzsvaru regulējošajiem faktoriem šim hormonam ir vislielākā nozīme. To raksturo kā otro faktoru, kas kontrolē nātrija izdalīšanos. Aldosterona galvenā fizioloģiskā ietekme ir ārpusšūnu šķidruma tilpuma un kālija homeostāzes regulēšana. Āršūnu šķidruma tilpumu aldosterons regulē netieši, ietekmējot nātrija transportu. Hormons savu iedarbību galvenokārt iedarbojas uz kortikālajiem savākšanas kanāliem un atsevišķiem distālā nefrona segmentiem, kur, veicot sarežģītas intracelulāras transformācijas, aldosterons veicina nātrija reabsorbciju un palielina kālija sekrēciju nieru kanāliņu lūmenā. Klīniskie novērojumi apstiprina aldosterona svarīgo lomu nātrija homeostāzes regulēšanā. Tādējādi pacientiem ar virsnieru mazspēju tiek konstatēta ievērojama nātriurēze; pacientiem ar zemu ārpusšūnu šķidruma tilpumu notiek aktīva aldosterona sekrēcijas stimulācija, un, gluži pretēji, aldosterona sekrēcija samazinās ar hipervolēmiju.

"Trešais faktors"

Citi nātrija līdzsvaru regulējošie faktori ir apvienoti ar vispārīgo nosaukumu "trešais faktors". Tie ietver hormonālos faktorus (priekškambaru nātrijurētisko hormonu, kateholamīnus, kinīnus un prostaglandīnus), fizikālos faktorus, kas iedarbojas caur nieru kanāliņu sieniņu (hidrostatiskais spiediens un onkotiskais spiediens nieru kapilāros); un hemodinamiskos faktorus (paaugstināta nieru asins plūsma serdē, intrarenālās asins plūsmas pārdale).

Atriālais nātrijurētiskais peptīds veicina diurēzi, palielina nātrija, hlora un kālija izdalīšanos ar urīnu. Hormona nātrijurētiskās darbības mehānisms ir sarežģīts. Svarīga loma nātrijurēzes attīstībā ir glomerulārās filtrācijas un filtrācijas frakcijas palielināšanās, hormona tieša iedarbība uz nieru kanāliņiem, samazinoties nātrija reabsorbcijai galvenokārt kortikālo savākšanas kanāliņu rajonā; zināma loma nātrijurēzes attīstībā ir hormona izraisītajai aldosterona ražošanas bloķēšanai.

Kateholamīnu loma nātrija izdalīšanās regulēšanā ir saistīta ar ietekmi uz Stārlinga spēkiem perifērajos kapilāros un izmaiņām nieru hemodinamikā.

Kinīnu un prostaglandīnu natriurētiskais efekts ir saistīts ar to vazodilatējošajām īpašībām, intrarenālās asinsrites pārdali un osmotiskā gradienta izmaiņām nieru serdē. Nav izslēgta arī kinīnu un prostaglandīnu tiešā ietekme uz nātrija transportu nefrona distālajās daļās un proksimālajos kanāliņos.

Starp fizikālajiem faktoriem, kas ietekmē nātrija izdalīšanos, svarīga loma ir Stārlinga spēkiem, kas darbojas caur kapilāru sieniņu proksimālo kanāliņu rajonā. Onkotiskā spiediena samazināšanās peri-kanāliņu kapilāros un/vai hidrostatiskā spiediena palielināšanās tajos ir saistīta ar nātrija reabsorbcijas samazināšanos un nātrijurēzes palielināšanos, un otrādi: palielinoties onkotiskajam spiedienam kapilāros, palielinās nātrija reabsorbcija proksimālajā nefronā. Zems onkotiskais spiediens eferentā glomerulārajā arteriolā tiek konstatēts hipoproteinēmijā, tostarp NS, kā arī apstākļos ar lielu ekstracelulārā šķidruma tilpumu, kas izskaidro proksimālās nātrija reabsorbcijas samazināšanos. Onkotiskā spiediena palielināšanās peri-kanāliņu kapilāru perfūzijas dēļ ar šķīdumu ar augstu albumīna saturu noved pie nātrija reabsorbcijas normalizēšanās.

Nieru asinsrites pārdale

Šī faktora loma nātrija izdalīšanās regulēšanas mehānismos joprojām nav skaidra un ir jānoskaidro. Visticamāk, tam ir nenozīmīga ietekme uz ūdens-sāls līdzsvara regulēšanu.

Tādējādi nieres uztur ūdens-nātrija homeostāzi, izmantojot sarežģītus mehānismus. Vadošo lomu tajos spēlē nieru un virsnieru hormonālā sistēma. Šie mehānismi nodrošina augstu nātrija noturības uzturēšanas efektivitāti organismā. Organisma ūdens-elektrolītu līdzsvara traucējumi rodas, ja rodas tā regulēšanas sistēmu darbības traucējumi, un tie var būt saistīti ar ekstrarenāliem cēloņiem un nieru bojājumiem.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]