Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Особенности водно-солевого обмена и фнукций почек при острой пневмонии

РГ6 од

2 з \ж ет

На правах рукописи

АЙЗМАН ЛАРИСА КОНСТАНТИНОВНА

ОСОБЕННОСТИ ВОДНО-СОЛЕВОГО ОБМЕНА И ФУНКЦИЙ ПОЧЕК ПРИ ОСТРОЙ ПНЕВМОНИИ

14.0016 - Патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук.

Новосибирск 1997

Работа выполнена в Новосибирском медицинском институте

НАУЧНЫЕ РУКОВОДИТЕЛИ:

доктор медицинских наук, профессор Ефремов А.В

доктор медицинских наук, член-корр. РАМН, профессор Гавалов С.М.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор медицинских наук, акад. РАМН, профессор Якобсон Г.С. доктор медицинских наук, профессор Соболева М.К.

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Институт физиологии СО РАМН

Защита состоится " 1997 г. в SO часов hü

заседании диссертационного Совета К 084.5203 при Новосибирском медицинском институте.(630091, Новосибирск, Красный проспект 52).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского медицинского института.

Автореферат разослан " 1997 г

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор медицинских наук, профессор

Шарапов В.И

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность проблемы. Острые пневмонии занимают ведущее место в структуре детской заболеваемости и смертности, особенно в условиях Сибири и Севера (Домбровская Ю.Ф., 1978; Грачева А.Г., 1981; Артамонов Р.Г., 1984; Гавалов С.М., 1990).

Основной процент летальности детей приходится на острую фазу заболевания, что обусловлено чрезвычайной динамичностью указанного периода и развитием многочисленных расстройств жизненноважных функций организма ребенка.

При данной патологии нередко развивается гипервентиляционный синдром, приводящий к повышенным экстраренальным потерям жидкости и водно-электролитным сдвигам в организме (Керпель-Фрониус, 1977; Митрофанова Г.П., Балагин В.М., 1980; Моин В.М., =1982; Абидов А., 1983). При учащении дыхания в 2 раза потеря воды путем перспирации возрастает в 3 раза, а при повышении температуры тела на 1°С внепочеч-ные потери жидкости возрастают еще на 13% (Керпель-Фрониус, 1964; Ferrus et al., 1980). Причем, у детей грудного возраста экстраренальная экскреция жидкости почти в 2 раза выше, чем у взрослых (Вельтищев Ю.Е., 1982). Сказанное выше делает понятным, что в патогенезе пневмонии, особенно в детском возрасте, водно-электролитные нарушения являются не только следствием одышки и гипертермии (Гавалов С.М., 1990), но в свою очередь могут явиться причиной ухудшения состояния больных детей. К сожалению, патогенетические механизмы, лежащие в основе водно-солевого дисбаланса при острой пневмонии у детей в зависимости от возраста и степени одышки не выяснены. Не изучена также осмо- и волю-морегулирующая функция почек в условиях водно-электролитных гомео-статических сдвигов при данной патологии. В литературе изменения почечных функций при пневмонии обычно трактуются как следствие нарушений кислотно-щелочного равновесия и (или) гемодинамических расстройств в органе (Сергеева K.M., 1965; Страхова Н.М., 1967; Шемитов В.Ф., 1979; Gordon, Robbins, 1981). В какой степени почки могут обеспечивать компенсаторную функцию, способствуя поддержанию водно-солевого гомеостаза или уменьшению гомеостатических сдвигов, остается неясным. Не изученной также является роль тканевых водно-солевых депо в патогенезе гидро-ионного дисбаланса при острой пневмонии в зависимости от возраста.

Данное исследование являлось частью плановых научно-исследовательских работ, выполняемых в Новосибирском медицинском институте.

Цель исследования: Изучение патофизиологических механизмов изменений водно-электролитного обмена и функций почек при острой пневмонии в онтогенезе.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить парциальные функции почек и ионно-осмотические показатели крови у детей разного возраста в динамике острой пневмонии в условиях функционального покоя и после водной нагрузочной пробы;

2. Исследовать изменения показателей водно-солевого обмена в экспериментальной модели острой пневмонии на крысах в онтогенезе:

а) провести морфофункциояарьный анализ острой пневмонии у крыс; , , • б) определить объемы водных секторов; , .

в) определить содержание воды и электролитов, в различных тканях и крови;

г) оценить роль альдостерона в патогенезе водно-электролитных нарушений.

Научная новизна. Впервые проведено комплексное изучение парциальных функций почек у детей разного возраста при острой пневмонии. Установлено, что у детей с одышкой в результате увеличения экстраре-нальных потерь жидкости перспирацией, компенсаторно уменьшается клу-бочковая фильтрация и возрастает канальцевая реабсорбция жидкости. В раннем возрасте преобладают фильтрационные изменения, а у детей старше 8 лет- реабсорбционные процессы. В острой фазе пневмонии отмечается напряжение осморегулирующей функции почек. Оно характеризуется снижением экскреции жидкости после 1% водной нагрузки по сравнению с данными контроля. Параллельно происходит уменьшение ионоуреза, несмотря на развивающуюся гипернатриемию и гиперосмию. Это обеспечивает поддержание объемного гомеостаза, даже в ущерб осмотическому равновесию. Причиной описанных компенсаторных изменений волюмо- и осморегулирующей функции почек является гиповолемия вследствие повышенных экстраренальных потерь жидкости.

В процессе выздоровления происходит восстановление парциальных функций почек. Степень изменений почечных процессов зависит от возраста и тяжести состояния обследуемых.

В экспериментах на крысах разного возраста проанализировано соответствие модели острой пневмонии характеру заболевания у детей. Этс позволило изучить патогенез водно-электролитных сдвигов в организм« больных с острой пневмонией.

Показано, что в раннем онтогенезе развивается общая дегидратацш организма с внутриклеточным отеком, тогда как у взрослых животных от мечается гиповолемия во всех водных секторах. С возрастом степень объ емных сдвигов уменьшается. Одной из причин описанных объемных сдви гов является перераспределение воды и электролитов между вне- и в нут риклеточным бассейнами. В раннем возрасте в связи с гипернатриемией 1 гиперосмией происходит переход электролитов с эквивалентным количест вом жидкости из плазмы во внутриклеточные структуры, тогда как ч

взрослых электролиты депонируются в тканевых депо, связываясь, вероятно, с различными структурами и выходя таким образом из осмотически активного состояния.

В генезе снижения экскреции натрия, гипернатриемии и усиления транспорта катиона в тканевые депо существенную роль играет повышение концентрации альдостерона в плазме при острой пневмонии.

Практическая ценность. Сконструированный нами прибор - стгиро-гигрометр может быть использован для оценки дыхательных влагопотерь при различных заболеваниях.

Полученные данные обосновывают целесообразность проведения иифузионной терапии при острой пневмонии у детей с учетом особенностей водно-солевого дисбаланса в возрастном аспекте.

Проба с пероральной 1%-ной водной нагрузкой играет не только диагностическую роль для оценки парциальных функций почек, но и выполняет лечебную функцию.

Для снижения дыхательных влагопотерь целесообразно в палатах установить кондиционер, обеспечивающий оптимальную температуру и влажность воздуха.

Основные результаты настоящего исследования используются в учебном процессе и научно-исследовательской работе на кафедрах патофизиологии и педиатрии Новосибирского медицинского института, кафедрах анатомии, физиологии и валеологии, дошкольной педагогики и психологии Новосибирского государственного педагогического университета Новосибирском научно-исследовательском институте гигиены, а также в клинике педиатрии для обоснования терапии у больных с острой пневмонией. Получено 2 удостоверения на рационализаторские предложения.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. При острой пневмонии развивается гиповолемия, гиперосмия, гипернатриемия и гипокалиемия, в результате гипервентиляционного синдрома, сопровождающегося дыхательными влагопотерями.

2. Изменения парциальных функций почек при острой пневмонии у детей в разгар заболевания носят компенсаторно-адаптивный характер и зависят от возраста обследуемых.

3. Осморегулирующая функция почек при острой пневмонии способствует сохранению объема водных сред организма, даже в ущерб осмотическому равновесию.

4. Перераспределение воды и электролитов между вне- и внутриклеточным бассейнами при острой пневмонии вызывает внутриклеточный отек в раннем возрасте и депонирование катионов в тканевых депо у взрослых.

5. При острой пневмонии повышается концентрация альдостерона в плазме крови, что может быть одной из причин водно-солевых гомео-статических сдвигов в организме.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на 9 конференциях и симпозиумах (П-й Всесоюзный съезд нефрологов, Баку, 1980; П-я Всесоюзная конференция "Физиология развития человека", Москва, 1981; Всесоюзная конференция "Функциональная морфология", Новосибирск, 1984; Всесоюзный симпозиум "Стресс, Адаптация и функциональные нарушения", Кишинев, 1984; IV-я Всесоюзная конференция по физиологии почек и водно-солевого обмена, Чернигов, 1985; III-я Всесоюзная конференция "Физиология развития человека", Москва,. 1985; Краевая школа-семинар "Проблемы здоровья населения региона Крайнего Севера, Сибири и Дальнего востока", Красноярск, 1986; Научно-практическая конференция врачей, Новосибирск, 1987; Всесоюзная конференция "Актуальные вопросы клинической патофизиологии почек и водно-солевого обмена", Калуга, 1989). По материалам диссертации опубликовано 18 научных работ, в том числе глава в монографии С.М. Гавалова "Острые пневмонии у детей" (1990).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 170 стр. машинописного текста, содержит 13 рис., 22 табл. Она состоит из введения, обзора литературы, главы "Объекты методы исследования", 2 глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, научно-практических рекомендаций, списка использованной литературы, содержащего 203 отечественных и 82 иностранных источников.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Проведено комплексное клинико-биохимическое обследование 108 детей с острой пневмонией в возрасте от 2,5 мес. до 14 лет и 65 практически здоровых детей соответствующего возраста (контроль). Все обследуемые дети формировались в группы с учетом возраста, пола, клинической формы пневмонии и степени выраженности одышки. Превышение частоты дыхания относительно возрастной нормы в пределах до 20% расценивалось как Is степень одышки, от 20% до 40% - IIs степень одышки, выше 40% - IIIs степень одышки.

На основании классификации неспецифических бронхолегочных заболеваний у детей мы выделили группы больных с очаговой, очаговой-сливной, сегментарной и крупозной пневмонией.

Наряду с общепринятыми лабораторными и инструментальными методами обследования, у детей старшего возраста определялись дыхательные влагопотери и суточная, вентиляция легких с помощью сцирогигромет-ра собственной конструкции (Удостоверение на рац. предложение № 486 от 27.05.1983 г.). Для оценки состояния почечных функций и водно-солевого обмена у детей при пневмонии использовалась 1%-ная водная

проба (Айзман Р.И., Великанова JI.K., 1979). Обследование проводилось по следующей схеме. Утром у всех детей собирались фоновые пробы мочи: у старших детей произвольно в течение 1-1,5 часов, у младших - за период времени между двумя непроизвольными мочеиспусканиями. После этого всем детям давалась 1%-ная от массы тела нагрузка в виде водно-молочной смеси или прокипяченной теплой воды. В течение двух часов собирали вторую пробу мочи. Указанная проба проводилась в "облегченном" варианте согласно Методическим рекомендациям МЗ СССР (1984). После фоновых проб мочи делали забор венозной крови (3-5 мл) в пробирки, предварительно смоченные гепарином. После центрифугирования в течение 1520 мин со скоростью 3000 об/мин отбирали плазму н эритроцитарную массу для последующего анализа. В полученных образцах определялась концентрация натрия, калия, альдостерона, осмотически активных веществ, содержание плотного остатка и гематокрит.

Парциальные функции почек рассчитывались по общепринятым формулам (Наточин Ю.В., 1974).

Вторая часть работы посвящена анализу патогенетических механизмов водно-электролитного дисбаланса при острой пневмонии.

Настоящий раздел выполнен на крысах обоего пола линии Вистар двух возрастных групп. Первая группа состояла из взрослых крыс (возраст 6-7 месяцев) - 85 животных, вторая - из крысят (в возрасте от 15 до 20 дней) - 100 животных.

В опытах была использована модель пневмонии, предложенная H.H. Аничковым, в модификации С.М. Гавалова и Л.П. Смирновой - введение лески в бронхиальное дерево одного из легких. Пневмония у крыс оценивалась по клиническим, биохимическим, морфологическим1 и функциональным критериям. Контролем служили здоровые крысы соответствующего возраста. На животных были выполнены полуострые эксперименты с определением объемов всех водных секторов и оценкой распределения воды и электролитов в основных водно-солевых депо и крови.

Водные разделы оценивались общепринятыми методами: общая вода тела (ОВТ) - методом высушивания тушки животного в термостате при t -105°С до постоянной массы; внеклеточное пространство (ЭЦЖ) измеряли по инулину; внутрисосудистую жидкость (ОЦЖ) определяли по синему Эванса. Интрацеллюлярная (внутриклеточная) жидкость (ИЦЖ) и объем межклеточной жидкости (ОМЖ) вычислялись математически по разности величин найденных водных секторов. Все абсолютные значения пересчи-тывались на процент от общей массы.

1 Приносим искреннюю благодарность бывшему преподавателю кафедры патологической анатомии Г.Ф. Демиденко за помощь в проведении морфологического исследования

Концентрация натрия и калия в крови, моче и тканях определялась методом пламенной фотометрии в пропановом пламени с помощью фотометра "ПФМ". Определение содержания катионов в тканях производилось методом кислотной экстракции необезжиренных высушенных до постоянной массы образцов в концентрированной азотной кислоте. Концентрация креатинина в плазме и моче определялась на спектрофотометре ФЭК-60. Осмотическая концентрация мочи и плазмы крови определялась криоско-пическим методом на осмометре "ОМКА-1Ц". Процентное содержание плотного остатка в плазме крови определялось рефрактометрическим методом.

Определение концентрации альдостерона в плазме крови проводилось радиоиммунологическим методом с применением наборов "АМок" фирмы "СЕА-ШЕ-БОКШ" (Франция).

Статистический анализ проводился на основе расчета средних арифметических (М) и их ошибок (±ш) генеральных совокупностей. Функциональная зависимость между показателями определялась с помощью корреляционно-регрессионного анализа. Все расчеты проводились по формулам общепринятыми методами (Лакин Г.Ф., 1990).

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧЕК И ВОДНО-СОЛЕВОГО ОБМЕНА ПРИ ОСТРОЙ ПНЕВМОНИИ У ДЕТЕЙ

Функции почек в динамике острой пневмонии у детей.

В первой части работы ставилась задача исследовать парциальные функции почек у детей разного возраста при острой пневмонии в условиях покоя и после водной нагрузки.

У больных детей младшего возраста (до 7 лет) фоновые значения парциальных функций почек, характеризующие процессы мочеобразова-ния, мало отличались от контрольных значений. Только в старшей возрастной группе (8-14 лет) отмечалось статистически значимое уменьшение СКФ по сравнению с контролем. Экскреция электролитов имела тенденцию или была достоверно меньше контроля в связи с увеличением реаб-сорбции катионов у детей всех возрастных групп.

Выраженность отклонений фоновых показателей от контрольные значений практически не зависела от степени одышки.

Однако фоновые значения показателей почечных функций лишь I ограниченной степени позволяют судить о гомеостатической способное™ почек, поскольку в условиях покоя может наблюдаться компенсация нару шенных функций за счет резервных механизмов (Айзман Р.И., 1985). Кро ме того, в этих условиях отсутствует унифицированность и стандартизаци. условий обследования.

В этой связи на следующем этапе для характеристики осморегули рующей функции почек у детей при острой пневмонии и оценки резервны возможностей исследуемой системы была использована проба с 1%-но

водной нагрузкой, которая вызывает избирательную активацию системы осмотической регуляции (Айзман Р.И., Великанова JI.K., 1980, 1981; Фин-кинштейн Я.Д., 1983; Калмыкова Н.Е., 1985).

Одним из наиболее простых и информативных критериев функциональных возможностей почек является экскреция жидкости после приема воды (Гинецинский А.Г. 1959; Финкинштейн Я.Д., 1983).

У здоровых детей скорость мочеотделения после приема жидкости увеличивалась пропорционально возрасту, в то время как у больных при аналогичном фоновом уровне диуреза, его прирост был практически в 2 раза меньше, чем в контроле.

В этой связи процент выведения принятой жидкости за: 2 часа у больных детей был достоверно ниже контроля (табл. 1.).

Таблица 1.

Процент выведения 1%-ной водной нагрузки за 2 часа (М ± т)

Возраст (лет) Контроль Пневмония Р

До 1 года 68,0 ± 10,0 21,4 ±2,9 <0,01

1-3 78,3 ± 10,8 36,7 ± 9,5 <0,05

4-7 84,1 ± 7,6 51,2 ±11,6 <0,05

8-14 86,5 ±6,8 46,7 ± 6,3 <0,01

Во всех возрастных группах выявилась обратная зависимость между процентом выведения жидкости за время реакции и частотой одышки. Такое уменьшение гидроуретической функции почек было обусловлено главным образом активацией реабсорбционных процессов.

Более низкая эффективность диуретической функции почек у детей старше года при пневмонии была связана с напряжением осморегулирую-

щего механизма, о чем свидетельствует снижение С^ 0, и более

высокий показатель уси/я у больных детей по сравнению с контрольной

группой. У детей первого года жизни торможение мочеотделения было обусловлено в основном фильтрационными процессами.

На следующем этапе мы проанализировали характер ионовыдели-тельной функции почек, что могло внести определенную ясность в понимание патогенеза изменений почечного ответа.

Известно, что в условиях гиперосмин отмечается тенденция к увеличению экскреции электролитов, а при гиповолемии - снижение их выделения (Финкинштейн Я.Д., 1972; Наточин Ю.В., 1982).

После приема воды у здоровых детей старше года экскреция катионов снижалась, особенно интенсивно в 4-7 лет, а у обследуемых 8-14 лет, ионоуретическая реакция уже не отличалась от взрослых. Причем, между

фоновым уровнем экскреции ионов и их выведением за время реакции нат бдюдалась высокая коррелятивная зависимость, описываемая соответствующими уравнениями для каждого возрастного периода. В условиях патологии характер ионоуреза изменялся: у детей младшего возраста усиливалась реабсорбция катионов (экскретируемая фракция снижалась) и уменьшалась их экскреция по сравнению с контролем. У старших детей выведение ионов имело тенденцию к возрастанию, в связи с чем через 2 часа после водной нагрузки экскреция электролитов не отличалась от исходного уровня или даже его превышала. С возрастом степень различий парциальных функций почек у больных по сравнению с контролем , несколько уменьшалась, что может косвенно свидетельствовать,об увеличении в онтогенезе резервных возможностей системы регуляции водно-солевого обмена.

Описанные изменения функций у больных с острой пневмонией могли быть результатом структурно-функциональных нарушений органа или следствием компенсаторно-приспособительных реакций системы регуляции водно-солевого обмена, направленных на восстановление и сохранение гомеостаза.

В динамике заболевания обследовано 11 детей разного возраста с водной нагрузкой.

В период выздоровления фоновые показатели функций почек практически не отличадась от значений в острый период заболевания, однако после водной нагрузки выявились существенные различия. В частности, отмечалось повышение эффективности гидро- и ионоуретической реакции почек, на что указывало увеличение диуреза, процента ^выведения, .водной нагрузки, скорости клубочковой фильтрации,, экскреции электролитов. Особый интерес представляет показатель клиренса натрия, указывающий на участие катиона в волюморегулирующей реакции (Наточин Ю.В., Скрибник Э.Я.,1969). В острый период наблюдалось достоверное снижение его очищения, что свидетельствовало о примате волюморегуляции в почечном ответе. В период выздоровления, хотя и сохранялась еще аналогичная тенденция, но она была менее выражена.

Изменения гидро- и ионоуретической функций почек в процессе заболевания носили обратимый характер. Выраженность отклонений определялась тяжестью клинического состояния больного, степенью одышки, возрастом, и, вероятно, гомеостатическими сдвигами во внутренней среде организма.

Роль эксграренальных факторов в изменении почечных функций у детей с острой пневмонией

При тяжелых формах пневмонии резко возрастают внепочечные потери воды, обусловленные многими факторами, среди которых существен-

ное место занимает гипервентиляционный синдром (Керпель-Фрониус, 1964, Моин В.М., 1982; Гавалов С.М., 1990).

В этой связи представлялось важным определить величину дыхательных влагопотерь в период острой стадии заболевания в зависимости от возраста детей. Как видно (табл. 2), у больных детей достоверно выше частота дыхания и, следовательно, дыхательные влагопотери, что может быть причиной гомеостатических сдвигов в организме.

Анализ показателей электролитов в плазме в зависимости от выраженности одышки показал наличие гипернатриемии, гиперосмии и гипо-калиемии, особенно отчетливые при III® степени одышки.

Для определения объема водных сред мы воспользовались косвенными показателями, характеризующими объемы экстрацеллюлярной жидкости (ЭЦЖ) и сосудистого русла - гематокритом (Керпель-Фрониус Э., 1964; Айзман Р.И., 1985) и сухим остатком плазмы крови.

Объем внеклеточной жидкости, рассчитываемый по гематокриту, равен: ЭЦЖф= Шд/Шф * ЭЦЖЯ, где ЭЦЖф - фактический объем экстрацеллюлярной жидкости, л., ЭЦЖН - нормальный показатель (табл.), - гема-токрит фактический, Ht„ - гематокрит в норме (табл). Дисбаланс ЭЦЖ = (№„ - НЦ)/Нгн * ЭЦЖ„ (%) * вес (кг)/100%

Показатели гематокрита совпадают с результатами определения сдвига внутрисосудистой жидкости, который можно определить по .сухому остатку (или процентному содержанию белка). Согласно формуле, предложенной А.Я. Тернером (1974), сдвиг объема циркулирующей жидкости (А В) равен: А В (%) = (С„- Сф) / С ф * 100%, где: С - содержание плотного остатка (или белка) плазмы в г / %, С„ - норма, Сф - фактическое.

С этих позиций мы провели анализ водного баланса у обследуемых

детей.

Дегидратация внеклеточного сектора составила в среднем у детей до 1 года «20%, от1 года до 7 лет »11%, от 8 до 14 лет «7%.

Следовательно, с возрастом степень дегидратации внеклеточного сектора у обследуемых больных уменьшалась, что коррелировало с тяжестью клинического состояния и функциональным состоянием почек.

У детей до 1 года, несмотря на дегидратацию внеклеточного объема отмечалась гиперволемия сосудистого русла, что могло быть связано, во-первых, с перераспределением жидкости между интерстициальным и внут-рисосудистым сектором; во-вторых, с проведением инфузионной терапией. У всех остальных детей по расчетам можно было отметить уменьшение объема внурисосудистого русла в среднем на 5%, а у подростков сдвига объема не наблюдалось (табл. 3).

Таблица 2

Состояние дыхательной системы детей 4 - 14 лет при острой пневмонии (М ± ш)

Группа обследуемых п Масса тела (кг) Частота дыхания 1 Легочная вентиляция за 24 часа Дыхательные влагопотери за 24 часа

Возраст (лет) Состояние здоровья л л / кг мл мл / кг

4-7 здоровые 26 22,0 ± 0,8 26 ±2 4612 ±156 209 ± 14 580 ±60 26 ± 3,0

больные 24 20,6 ± 1,2 38 ±3* 6584 ±182* 314 ± 19* 980 ±68* 47 ± 3,5*

8-14 здоровые 29 37,6 ± 1,1 21 ±2 6879 ±212 181 ± 15 1150 ± 112 30 ±4,0

больные 41 38,2 ± 1,4 34 + 3* 10427 ±241* 274 ±21* 1840 ± 104* 48 ±3,8*

Примечание: * - достоверные отличия по сравнению с контролем

Таблица 3

Содержание плотного остатка в плазме крови у детей разного' возраст'а в норме и при острой пневмонии_

Возраст (лет) Плотный остаток плазмы, мг / % Расчетный сдвиг

норма пневмония объема плазмы. %

до 1 года 8,6 ±0,5 п = 15 7,8 ±0,3 10,2

1 - 3 10,6 ±0,4 п=10 11,2 ±0,2 - 5,4

4-7 11,1 ±0,5 п = 6 11,7 ±0.3 -5,1

8 - 14 11.4 ± 0.8 п = 7 11.6 ±0,5 -0.4

Следовательно, при острой пневмонии, наряду с дегидратацией внеклеточного сектора происходило сгущение крови в сосудистом русле у детей от 1 года до 7 лет.

Вероятно, это обусловливает и перестройку нейрогормональных механизмов, регулирующих функцию почек. Во всех возрастных -группах концентрация альдостерона в плазме на 2 - 3 сутки заболевания пневмонией достоверно повышалась, причем, более существенно в старшей возрастной группе. Очевидно, активация секреции альдостерона обусловливала задержку в организме натрия и связанной с ним воды, что способствовало уменьшению возникающей гиповолемии.

Таблица 4

Концентрация альдостерона в плазме у детей разного возраста в

норме и при острой пневмонии (пг / мл, М ±т)

Возраст Контроль Больные Рк

п ГС1 п ГС1

До 1 года 10 136,6 ± 12,6 8 178,3 ±8,9 ¿. 0,05

1 -3 10 127,4 ± 18,8 10 182,6 ±8,0 ^ 0,05

4 -7 16 99,8 + 7,1 10 197,0 ±9,3 Z 0,001

8 - 14 15 104,8 ± 12,3 14 205.0 ±6,2 / 0,001

Резюме

Приведенные в настоящей главе факты позволяют сделать следующее заключение о механизмах изменения функций почек у детей при острой пневмонии.

В начальный период заболевания увеличивается частота дыхания, легочная вентиляция и в этой связи дыхательные влагопотери - развивается гипервентиляционный синдром (Керпель-Фрониус, 1964), приводящий к дегидратации организма. Вследствие этого происходит уменьшение внутрисосудистого объема жидкости, которое выявляется по сгущению кропи - повышению сухого остатка плазмы и гематокрита. Наряду с гицо-

волемией, отмечается увеличение концентрации натрия и, следовательно, осмолярности. Выраженность этих сдвигов зависит от степени одышки и возраста детей. Объемные и осмотические сдвиги во внутренней среде организма стимулируют, по всей вероятности, раздражение осмо- и волюмо-рецепторов, которые вызывают включение соответствующих нейрогормо-нальных механизмов - активацию секреции АДГ и РААС (Наточин Ю.В., 1982). Это приводит к повышению реабсорбции жидкости и электролитов в почках и, вероятно, изменению состояния других звеньев системы регуляции водно-солевого обмена. Следовательно, можно думать, что почечная реакция носит адаптивный биологический целесообразный характер, обеспечивая ликвидацию или уменьшение объемных и осмотических сдвигов, развивающихся при острой пневмонии с гипервентиляционным синдромом.

Проба с водной нагрузкой позволяет при этом не только оценить степень водно-электролитного дисбаланса и участие почек в гомеостатиче-ских реакциях организма, но выполняет и лечебную роль, компенсируя дефицит объема циркулирующей жидкости и уменьшая гиперосмию. По мере выздоровления восстанавливается до контрольного уровня реакция почек на нагрузку, что, по-видимому, обусловлено нормализацией гомео-сгатических констант и механизмов их регуляции.

АНАЛИЗ ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ ВОДНО-СОЛЕВОГО ДИСБАЛАНСА ПРИ ОСТРОЙ ПНЕВМОНИИ

Анализ соответствия модели острой пневмонии у животных патофизиологическим проявлениям болезни у детей.

Углубленное всестороннее исследование патофизиологических механизмов водно-солевого дисбаланса у детей с острой пневмонией, к сожалению, невозможно было провести полностью в клинических условиях как по состоянию больного, так и по ограниченности вмешательств.

Удобной моделью для решения данного вопроса явилась экспериментально вызванная пневмония у крыс 2-х возрастных групп. На первом этапе анализа следовало убедиться в том, что экспериментально вызванная пневмония у животных по своим морфологическим и клиническим признакам соответствует заболеванию у детей, а также определить характер и величину гомеостатических сдвигов в крови, которые являются пусковыми механизмами перестройки функций почек. Подтверждением пневмонии служили наблюдения за состоянием животных и патологоанатомическая картина легких. На 2-3® сутки после операции у крыс появлялось покашливание, чихание, одышка, отсутствие аппетита. Средняя частота дыхания увеличивалась в 1,5-2 раза по сравнению с контролем. При патологоана-томическом вскрытии диагноз пневмонии не вызывал сомнения.

Поэтому указанную модель можно было использовать для выяснения патогенеза водно-электролитных нарушений при пневмонии у детей.

У крыс с пневмонией, по сравнению с контролем, наблюдалось повышение концентрации натрия в плазме, осмолярности и плотного остатка, тогда как содержание калия имело тенденцию к уменьшению. Аналогичные гомеостатические сдвиги наблюдались и у детей в острый период болезни. У крысят степень отмеченных изменений была выражена достоверно больше, чем у взрослых животных. Несмотря на значительное повышение концентрации натрия в плазме крысят (на 12,2 ммоль/л), в эритроцитах его количество практически не отличалось от контроля. В то же время у взрослых животных при меньшем концентрационном сдвиге натрия в плазме (всего на 2,6 ммоль/л), концентрация катиона в эритроцитах повысилась существенно. Это обусловлено тем, что в раннем онтогенезе ионо-депонирующая способность клеток практически отсутствует (Айзман Р.И., Великанова JI.K., 1978; Забелло И.Н.,1981), тогда как у взрослых накопление натрия в эритроцитах способствовало уменьшению концентрационного сдвига в плазме. По-видимому, это обстоятельство и лежит в основе меньших водно-электролитных изменений при пневмонии у детей старшего возраста.

Еще одним доказательством соответствия модели острой пневмонии у животных заболеванию у детей служит однонаправленность эндокринных перестроек. У экспериментальных животных, так же как и у больных детей, концентрация альдостерона в плазме увеличивалась по сравнению с контролем. Причем, с возрастом повышение содержания гормона было более значительным,. что обусловлено развитием резервных регуляторных механизмов (Великанова Jl.K.,1978; Козлов В.И!. Фарбер Д.А.,1989).

Таким образом, сходство клинических и морфологических проявлений пневмонии, водно-электролитных нарушений во внутренней среде организма и гормональных сдвигов у больных детей и экспериментальных животных позволяют использовать предложенную модель для анализа патогенетических механизмов водно-солевого дисбаланса при указанной патологии.

Состояние водных разделов организма крыс при экспериментально вызванной пневмонии.

Факты, свидетельствующие об изменении физико-химических показателей крови при острой пневмонии (повышение гематокрита, сухого остатка плазмы, гипернатриемия и гиперосмия), лишь косвенно свидетельствовали о возникновении гиповолемии при пневмонии.

Прямое определение объемов водных секторов показало, что при пневмонии у взрослых крыс происходило достоверное уменьшение общей воды тела за счет снижения внеклеточного, и главным образом, интерсти-циального объема. У крысят величина гиповолемии была выражена в большей степени (рис. 1) и касалась всех водных бассейнов, кроме внутри-

объемный сдвиг % от фона

ОВТ ОМЖ ОЦЖ ЭЦЖ ИЦЖ

Рис. 1. Степень объемных сдвигов при острой пневмонии у крыс разного возраста

(Все данные представлены как разность по сравнению с контролем соответствующего возраста).

- взрослые животные -крысята

- достоверные отличия между животными разного возраста

клеточного. Наиболее характерным возрастным отличием было увеличение интрацеллюлярной жидкости у молодых животных.

Если принять объем внеклеточной жидкости в контроле за 100%, то объемный сдвиг при пневмонии составил у взрослых животных «7%, а у крысят «19%. Очевидно, дефицит объема является пусковым звеном активации ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, приводящей к ги-перальдостеронизму в крови.

Следовательно, предположение о том, что при гипервентиляционном синдроме у детей с острой пневмонией развивается гиповолемия, как один из основных патогенетических механизмов водно-солевого дисбаланса, получило экспериментальное доказательство.

Роль тканевых водно-солевых депо, в патогенезе водно-электролитных нарушений при острой пневмонии.

У взрослых животных при пневмонии происходило уменьшение количества жидкости в основных тканевых депо - подкожной клетчатке и мышцах, в печени и почках намечалась эта же тенденция, а в пораженном легком содержание воды даже возрастало. У крысят во всех исследованных тканях количество воды по сравнению с контролем повышалось. Одной из причин полученных различий является неодинаковая способность тканевых депо животных разного возраста избирательно депонировать воду и ионы (Айзман Р.И., Великанова Л.К.,1978; Забелло И.Н. ,1978). Действительно, у взрослых крыс, несмотря на снижение количества жидкости в большинстве тканей, содержание натрия, и в меньшей степени калия, увеличивалось, особенно сильно в печени и подкожной клетчатке - главных ионодепонирующих структурах. Вероятно, в процессе депонирования ионы связываются определенными субстратами, в частности, гликозоаминог-ликанами. и становятся осмотически неактивными (Арчибасова В.К. и др., 1983). У крысят, больных острой пневмонией, во всех образцах тканей содержание электролитов было в 2-3 раза больше, чем у интактных животных соответствующего возраста (рис. 2), что вызывало параллельное накопление жидкости, по сути дела, в виде физиологического раствора.

Среди причин, вызывающих накопление натрия в тканях, следует выделить гипернатриемию в плазме, а также увеличение секреции минера-локортикоидов (Штеренталь И.Ш. и др., 1988)

Таким образом, накопление натрия в тканях обеспечивает уменьшение концентрационного сдвига в плазме и, следовательно, поддержание водно-солевого гомеостаза даже в условиях патологии. С другой стороны, повышение секреции минералокортикоидов способно вызывать гипока-лиемию (Наточин Ю.В.,1982), что имело место в наших исследованиях. Нельзя однако исключить что при патологии, кроме альдостерона, оказывали влияние на распределение воды и солей и другие факторы, такие как повышенная секреция АДГ, изменение кислотно-щелочного баланса, пере-

1311 97 ■ 5 ■ 3-

печень ж

[СКк У,Н,0

Взрослые крысы Крысята I содержание ШО, % П содержание Ха, ммоль/100г сухой массы Ш содержание К, ммоль/100г сухой массы Вертикальные черточки - + т ж достоверные отличия между животными

разного возраста • достоверные отличия по сравнению с фоном

Рис 2. Содержание воды и электролитов в некоторых тканях крыс разного возраста при экспериментально вызванной пневмонии (Все результаты представлены как разность по сравнению с контролем соответствующего возраста).

распределение кровотока, изменение объема жидкости и т.д. (Dreyfuss et al., 1988; Brem, 1992; Hellerstein, 1993; Abraham, Schrier, 1994)

Резюме.

Исследование патогенетических механизмов водно-солевого дисбаланса при острой пневмонии в модельных экспериментах на животных разного возраста показало, что основным проявлением гомеостатических нарушений является перераспределение воды и электролитов между вне- и внутриклеточным бассейнами.

В раннем возрасте при дефиците общей внеклеточной жидкости, ги-пернатриемии и гиперосмии плазмы наблюдается повышение внутриклеточной жидкости (отек клеток) в связи с переходом электролитов из плазмы во внутриклеточные структуры. Отсутствие способности тканевых депо связывать электролиты и выводит^ их из осмотически активного состояния и вызывает транспорт воды в клетки., В более старшем возрасте внутриклеточный отек, как правило, не наблюдается, поскольку тканевые депо связывают электролиты, вероятно, гликозоаминогликанами, гликогеном (Иванова J1.H. и др.,1978; Айзман Р.И., 1985) и, таким образом, выводят их из осмотически активного состояния. Кроме того, депонирование катионов в тканях способствует уменьшению натрий-осмотического сдвига в плазме.

Описанные процессы в значительной степени обусловлены повышением концентрации альдостерона в плазме.

Полученные данные позволяют представить патогенетическую модель нарушений водно-солевого баланса при острой пневмонии в зависимости от возраста (рис. 3). В связи с повышенными экстраренальными потерями жидкости (одышка, гипертермия и т.д.) в организме развивается дегидратация, в первую очередь, интерстициального сектора. Это приводит к гиперосмии и гипер-натриемии, что влечет за собой раздражение.осмо- и волюморецепторов, стимулирующих выделение АДГ и альдостерона, вызывающих задержку воды и натрия почками. Одновременно происходит переход воды из впутрисосудисто-го и внутриклеточного секторов в интерстициальное пространство по осмотическому градиенту и депонирование избытка натрия в тканях. У детей старшего возраста и взрослых животных осмотическая концентрация Интерстициальной жидкости практически не изменяется благодаря связыванию катиона тканевыми структурами. Параллельно происходит переход жидкости из тканевых депо, особенно мышц и подкожной клетчатки, в сосудистое русло, что способствует поддержанию водного баланса. В раннем возрасте в связи с отсутствием ионо-депонирующей способности тканей, электролиты сохраняют свои осмотические свойства, поддерживая тем самым пассаж жидкости из внугрисосудистого русла в интерстициальное и внутриклеточное пространство. В итоге это приводит к внутриклеточному отеку. Различие этих механизмов в зависимости от возрас-

Влутриылтвчча ^Нфпсть

НОРМА

мгмемяяя

I- ля-пктяциичык акте* |- ё*1ТМС6Щ0СГШ ССГГОР

Рис. 3 Схема патогенетических механизмов водно-электролитных нарушений при острой пневмонии.

1-я стадия - компенсация (взрослые)

2-я стадия - декомпенсация (ранний возраст)

та и диктует необходимость различной корригирующей терапии при водно-электролитном дисбалансе у детей с острой пневмонией.

ВЫВОДЫ.

1. При острой пневмонии у детей в разгар заболевания увеличиваются дыхательные влагопотери, в результате чего развивается гиповолемия, гипернатриемия и гиперосмия. Степень объемно-осмотических сдвигов зависит от тяжести состояния и возраста больных.

2. В разгар острой пневмонии у детей отмечаются компенсаторные изменения парциальных функций почек, заключающееся в уменьшении экскреции жидкости и электролитов, что способствует восстановлению объемного гомеостаза, даже в ущерб осмотическому равновесию.

3. У детей с острой пневмонией отмечается напряжение осмо-регулирующей функции почек - снижение величины осмотического разведения в ответ на водную нагрузку. Процент выведения водной нагрузки коррелирует со степенью одышки. В процессе выздоровления происходит восстановление до контрольного уровня почечного ответа на водную нагрузку.

4. Модель острой пневмонии на крысах морфологически и функционально соответствует заболеванию у детей и может быть использована для анализа патогенетических механизмов водно-солевого дисбаланса при пневмонии.

5. При острой пневмонии происходит перераспределение воды и электролитов между вне- и внутриклеточным секторами. В раннем возрасте при дефиците общей внеклеточной жидкости происходит увеличение внутриклеточного объема, в старшем возрасте, несмотря на общую дегидратацию, внутриклеточный объем сохраняется практически неизменным.

6. В условиях гипернатриемии и гиперосмии при острой пневмонии тканевые водно-солевые депо у взрослых крыс способны аккумулировать ионы, уменьшая гомеостатические сдвиги в плазме крови. В младшем возрасте ткани не обладают ионодепонирующей функцией, в связи с чем переход ионов из крови в депо происходит с эквивалентным количеством жидкости.

7. При острой пневмонии происходит увеличение концентрации альдостерона в плазме крови, более выраженное в старшем возрасте, что способствует задержке натрия и жидкости в тканевых водно-солевых депо.

8. Описанные патогенетические механизмы водно-солевого дисбаланса при острой пневмонии позволяют обосновать принципы корригирующей терапии, направленной на поддержание объема и ос-молярности жидких сред организма.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

Результаты настоящего исследования используются на кафедрах педиатрии и пато-физиологии Новосибирского медицинского института при чтении лекций по темам: "Острые пневмонии у детей"; "Патофизиологические механизмы водно-солевого дисбаланса при объемно-осмотических нарушениях", а также на кафедре анатомии, физиологии и валеологии и дошкольном факультете Новосибирского государственного педагогического университета в курсах "Детские болезни и их профилактика".

Разработанный прибор "Спирогигрометр" (Удостоверение на рац. предложение № 486 от 27.05 1983, НГМИ) используется для определения легочной вентиляции и дыхательных влагопотерь у детей разного возраста в научно-исследовательской работе и клинической практике (кафедра анатомии, физиологии и валеологии НГПУ, Новосибирском НИИ Гигиены).

Проба с 1%-ной водной нагрузкой рекомендуется для оценки осморе-гулирующей функции почек у детей (Удостоверение на рац. предложение № 234 от 23.02 1981, НГМИ) в норме и при различной патологии. В условиях гиповолемии и гиперосмии водная нагрузка играет не только диагностическую роль, позволяя оценить парциальные функции почек, но и выполняет лечебную функцию, способствуя уменьшению гомеостатических сдвигов.

Для уменьшения дыхательных влагопотерь целесообразно рекомендовать размещение больных детей с острой пневмонией в разгар заболевания в кондиционированные палаты с регулируемым микроклиматом (температура - 21°С и влажность воздуха - 60%).

Модель острой пневмонии на крысах может быть использована для выяснения патогенетических механизмов нарушений гомеостаза и разработки принципов коррекции и лечения.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Айзман Р.И., Айзман JI.K., Васенева JI.A., Великанова JI.K., Иерусалимская JI.A., Калмыкова Н.Е., Петрова О.Н. Оценка почечной функции у больных с разными формами гломерулонефрита при использовании нагрузочных проб. // Тезисы докладов II Всесоюзного съезда нефрологов. Баку, М.-Л., 1980.-С. 199.

2. Айзман Р.И., Айзман Л.К., Борисова С.А., Великанова Л.К., Калмыкова Н.Е. Модификация методики проведения 1% водной нагрузки для оценки осморегулирующей функции почек. // Удостоверение на рац. предложение №234 от 23.02.1981. НГМИ.

3. Айзман Л. К. Применение водной нагрузочной пробы для оценки функций почек при пневмонии у детей раннего возраста. - В кн.: Внедрение новых методов в практическое здравоохранение и научно-исследовательскую работу (тезисы докладов). - Новосибирск, 1981. - С 98.

4. Айзман Л.К., Малороссиянова С.Н., Иванова О.В., Марченко Т.В., Слинькова И.П. Использование водной нагрузочной пробы для оценки нарушения водно-солевого обмена при гепаторенальной патологии у детей. В кн.: Внедрение новых методов в практическое здравоохранение и научно-исследовательскую работу (тезисы докладов). - Новосибирск, 1981. - С. 105.

5. Айзман Л.К., Гавалов С.М. Характеристика функций почек у новорожденных детей. - В кн.: Возрастные особенности физиологических систем у детей и подростков (тезисы II Всесоюзной конференции "Физиология развития человека"). - М., 1981. - С 165-166.

6. Айзман Л.К., Васеневё' Л.А., Андросова З.Г., Малороссиянова С.Н., Федь С.С., Шеховцова В.Ф. Использование нагрузочных проб для оценки почечных функций при патологии у взрослых и детей/ - В кн.: Возрастные особенности морфологии й физиологии почек Человека. - Новосибирск, 1981. - С. 101-109.

7. Айзман Р.И., Айзман Л.К, Великанова Л.К., Жарова Г.Н., Калмыкова Н.Е., Петрова О.Н. Оценка нормативных состояний функций почек в онтогенезе. - В кн.: Функциональная морфология. Тезисы докладов Всесоюзной конференции. - Новосибирск, 1984. - С 71.

8. Айзман Л.К., Гавалов С.М. Функциональные нарушения водно-минерального обмена при экспериментальной пневмонии у крыс. - В кн.: Стресс, адаптация и функциональные нарушения. Тезисы Всесоюзного симпозиума, Кишинев, 1984. - С 86-87.

9. Айзман Л.К., Гавалов С.М. Функции почек и водно-электролитный обмен при острой пневмонии. - В кн.: Всесоюзная конференция по физиологии почек и водно-солевого обмена. - Чернигов, 1985. - С. 7-8.

10. Айзман JI.К., Гавалов С.М. Возрастные особенности интеграции дыхательной и выделительной систем у детей. - В кн.: Возрастные особенности физиологических систем детей и подростков. Тезисы III Всесоюзной конференции "Физиология развития человека". - М., 1985. - С. 89.

11. Айзман Л.К., Гавалов С.М. Функциональное состояние почек и водно-солевого обмена у детей, страдающих острой пневмонией. - В кн.: Проблемы здоровья населения региона Крайнего Севера, Сибири, Дальнего Востока. Тезисы докладов краевой школы семинара молодых ученых. -Красноярск, 1986. - С. 72-74.

12. Айзман Л.К., Гавалов С.М. Функциональное состояние почек при бронхолегочной патологии у детей. В кн.: Актуальные вопросы бронхоле-гочной патологии у детей. - Новосибирск, 1984. - С. 31-39.

13. Айзман Л.К., Гавалов С.М., Демиденко Г.Ф., Смирнова Л.П. Водно-электролитный обмен при экспериментально вызванной пневмонии у крыс разного возраста. // Патологическая физиология и экспериментальная терапия - М., 1987, Деп. в ВИНИТИ, 13.01.1987, №267-1387.

14. Айзман Л.К., Гавалов С.М., Рыбченко М.С. Спирогигрометр для определения легочной вентиляции и количества жидкости в выдыхаемом воздухе. // Удостоверение на рац. предложение № 486 от 27.05.1983. НГМИ.

15. Айзман Л.К. Функциональное состояние дыхательной и эндокринной систем у детей при острой пневмонии. - В кн.: Новые методы диагностики, лечения и профилактики заболеваний. Тезисы докладов научно-практической конференции врачей. - Новосибирск, 1987. - С. 53-54.

16. Айзман Л.К., Гавалов С.М. Оценка функций почек у детей с респираторной патологией при помощи 1% водной пробы. - В кн.: Актуальные вопросы клинической патофизиологии почек и водно-солевого обмена. Тезисы докладов Всесоюзной конференции. - Калуга, 1989. - С. 5.

17- Айзман Р.И., Трофимович Е.М., Турбинский В.Н., Айзман Л.К. Дмитриева Т.И., Чернышев В.М. Использование нагрузочных проб для выявления функционального состояния почек при ренальной и экстраре-нальной патологии. - В кн.: Актуальные вопросы клинической патофизиологии почек и водно-солевого обмена. Тезисы докладов Всесоюзной конференции. - Калуга, 1989. - С. 6.

18. Айзман Л.К. Возрастные особенности интеграции дыхательной, выделительной и эндокринной систем в условиях патологии. - В кн.: Интеграция функциональных систем в онтогенезе. - Новосибирск, 1990. - С. 121-127.

19. Айзман Р.И., Айзман Л.К. Патофизиологические механизмы нарушений водно-солевого гомеостаза у детей при острой респираторной патологии. В кн.: Механизмы патологических реакций. - Новокузнецк, 1991. - С. 49-50.

20. Гавалов С.М., Айзман Л.К. Патофизиологические основы дегидратации при острых пневмониях. В кн.: Острые пневмонии у детей (Авт. С.М. Гавалов). Новосибирск: Изд-во Новосибирского Университета, 1990.

С. 56-74.

Подписано к печати 05.05.1997 г. Заказ № 35. Объём 1.33 п.л. Тираж 100 экз. Формат бумаги 60x84 1/16. Типография НИПКиПРО.