Осмоляльность

Осмоляльность плазмы за счет изменений потребления и экскре­ции воды удерживается в узком пределе (285- 295 мосм/кг). В стабильных условиях количество выпитой и образующейся эндогенно (в процессе обмена веществ) воды равно ее потерям через кожу, легкие, почки и желудочно-кишечный тракт (ЖКТ). Объектами регуляции являются только потребление воды и ее потери с мочой.

В гипоталамусе локализованы рецепторы, чув­ствительные только к эффективной осмоляльности, которая не зависит от присутствия рас­творенных веществ (например, мочевины), легко проникающих через клеточные мембраны. При повышении эффективной осмоляльности нейроны супраоптических и паравентрикулярных ядер ги­поталамуса начинают секретировать антидиуретический гормон (АДГ). Аксоны этих нейронов окан­чиваются в задней доле гипофиза. Выделяющийся в кровь АДГ связывается У2-рецепторами клеток собирательных трубочек в почках и, стимулируя образование в этих клетках циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), вызывает встраивание водных каналов (аквапорина-2) в стенки собира­тельных трубочек. Это повышает проницаемость трубочек для воды и усиливает ее реабсорбцию в гипертоническую среду мозгового вещества по­чек. В результате концентрация мочи возрастает, а ее количество уменьшается. Полностью устра­нить потерю воды с мочой невозможно, поскольку существуют необходимые потери растворенных веществ, таких как мочевина и натрий. Секреция АДГ непосредственно зависит от осмоляльности плазмы, и гормональный ответ заметен уже при изменении осмоляльности на 1 %. При снижении осмоляльности секреция АДГ практически прекра­щается, в результате чего моча становится макси­мально разведенной. Потеря свободной воды (воды без натрия) корректирует осмоляльность плазмы. Секреция АДГ происходит не по закону «все или ничего», а изменяется постепенно в соответствии с изменениями осмоляльности плазмы.

АДГ способен увеличивать концентрацию мочи только при условии гипертоничности мозгового вещества почек. Этому способствует система про­тивотока, включающая петлю Генле и прямые артериолы почек. АДГ усиливает транспорт натрия в петле Генле, поддерживая градиент осмотическо­го давления между мозговым веществом почек и мочой.

Потребление воды регулируется также гипоталамическими осморецепторами, но они отлича­ются от осморецепторов, регулирующих секрецию АДГ. Уже при минимальном повышении осмоляль­ности плазмы импульсы от этих осморецепторов передаются в кору головного мозга и стимулируют жажду.

Регуляция осмоляльности подчинена механиз­мам поддержания внутрисосудистого объема. Его уменьшение стимулирует и секрецию АДГ, и жаж­ду независимо от осмоляльности плазмы. Ощуще­ние жажды возникает при умеренном уменьшении объема и при повышении осмоляльности плазмы на 1-2%. Не все механизмы жажды известны, но показано, что в ее стимуляции участвуют ангио­тензин II, уровень которого при снижении объема увеличивается, и барорецепторы, чувствительные к снижению объема.

Ряд клинических состояний ограничивает спо­собность почек изменять экскрецию воды и тем самым поддерживать осмоляльность плазмы. При синдроме гиперсекреции АДГ гормон продолжает выделяться в кровь, даже при низкой осмоляль­ности плазмы. Это препятствует разведению мочи и выделению нужного количества воды. Синдром гиперсекреции АДГ развивается при различных заболеваниях, чаще всего при поражении ЦНС, а также при легочных болезнях и новообразованиях. Применение десмопрессина ацетата (синтетического аналога АДГ) может быть причи­ной ятрогенного избытка АДГ. Стимулируют его секрецию и другие вещества — наркотики, нико­тин, холинергические средства и барбитураты. При стрессе (боль, травма, хирургическое вмешатель­ство или ожоги) секреция АДГ также увеличивает­ся (хотя и не столь резко, как при синдроме гипер­секреции АДГ). Это препятствует достаточному выделению воды и грозит гипонатриемией.

Способность почек выводить воду сильно зави­сит от скорости клубочковой фильтрации (СКФ). При снижении СКФ в собирательные трубочки по­ступает меньше воды, что, естественно, ограничи­вает ее выделение из организма. Это приобретает особое значение при избыточном количестве воды в плазме.

Минимальная осмоляльность мочи составляет примерно 30-50 мосм/кг; менее концентрирован­ную мочу почки выводить не могут, поскольку не­обходимо обязательное выведение растворенных веществ. Поэтому при приеме очень больших ко­личеств воды (водной интоксикации) почки не компенсируют снижения осмоляльности плазмы. При диете, содержащей очень мало растворенных веществ, ребенок нуждается в меньшем количестве воды. Так, у детей, потребляющих мало соли, и у тех, у кого образуется мало мочевины (из-за недо­статочности белка в диете), может развиться тя­желая гипонатриемия. Крайне важной причиной недостаточного выведения воды почками при низ­кой осмоляльности плазмы служит уменьшение внутрисосудистого объема. В этих условиях под­держание объема оказывается важнее поддержания осмоляльности, снижение объема быстро стимули­рует секрецию АДГ.

Нормальная реакция на повышение осмоляль­ности плазмы — снижение экскреции воды почка­ми. При центральном несахарном диабете этого не происходит, так как отсутствует АДГ. Этанол временно снижает секрецию АДГ. Больные с нефрогенным несахарным диабетом (ННД) те­ряют способность реагировать на АДГ и выделяют разведенную мочу, несмотря на повышение осмо­ляльности плазмы. Это наиболее резко проявля­ется при наследственных формах ННД. ННД, сце­пленный с Х-хромосомой, обусловлен отсутствием рецепторов АДГ. Реже встречается аутосомно-ре- цессивная форма ННД, обусловленная дефицитом аквапорина-2 (водного канала, необходимого для реабсорбции воды в собирательных трубочках по­чек). Причиной ННД может быть множество раз­ных факторов, в том числе такие лекарственные препараты, как литий, и такая патология почек, как их дисплазия и острый канальцевый некроз.

Максимальная осмоляльность мочи — пример­но 1200 мосм/кг. Минимальное количество мочи выделяется даже при максимальной ее концентри­рованности и определяется необходимостью выве­дения из организма растворенных веществ. Прием большого количеств соли или необходимость вы­ведения больших количеств мочевины (например, после устранения обструкции мочевых путей или ликвидации острого канальцевого некроза) увели­чивают обязательную потерю воды. Это называ­ется осмотическим диурезом, классическим при­мером которого служит увеличение диуреза вслед­ствие глюкозурии при сахарном диабете. Осмоти­ческий диурез развивается также после введения маннитола с лечебной целью. Способность почек концентрировать мочу меняется в процессе разви­тия. У новорожденных (особенно недоношенных) осмоляльность мочи максимальна, что снижает их способность удерживать воду и повышает пред­расположенность к гипернатриемии и обезвожи­ванию. Через несколько месяцев после рождения и у маленьких детей осмоляльность мочи ниже. Потребление очень большого количества воды, например при психогенной полидипсии, может привести к снижению высокой осмоляльности мозгового вещества почек, которая обеспечивает максимальную концентрированность мочи. При ограничении приема воды у таких больных спо­собность почек концентрировать мочу восстанав­ливается уже через несколько дней. Аналогичные нарушения можно наблюдать также на начальном этапе лечения центрального несахарного диабета десмопрессина ацетатом; достижение максималь­ной осмоляльности мозгового вещества почек тре­бует определенного времени. Петлевые диуретики (например, фуросемид) тормозят реабсорбцию на­трия в восходящем отделе петли Генле и тем самым снижают гипертоничность мозгового вещества по­чек, препятствуя выделению максимально концен­трированной мочи.