|
Перейти к оглавлению справочника
250 показателей здоровья
Справочник
Ишманов М.Ю., Сертакова А.В., Соловьев А.М., Федяшина Н.А., Щербакова Е.В.
Раздел I. Лабораторные методы исследования
|
Глава 3
Исследование водно-солевого обмена
Вода
Вода – это важнейшая составляющая часть человеческого организма. Жизнь без воды невозможна для любого живого существа. Все процессы в человеческом организме протекают с огромной скоростью только в присутствии воды, являющейся универсальным растворителем и средой. Человек без воды может находиться самое большее 5 дней, в то время как без пищи – около месяца. Содержание воды в организме с возрастом уменьшается, на этом основана гипотеза старения человека. Тело взрослого человека на 2/3 состоит из воды. Причем вода находится как в свободном состоянии, так и связанном (в соединении с белками). Она является активным участником всех реакций организма, составляющих обмен веществ. Помимо воды для организма необходимы такие вещества, как белки, углеводы и жиры, обладающие пищевой ценностью. Однако для нормальной жизнедеятельности любому человеку нужны минеральные вещества: макро– и микроэлементы. Они не обладают пищевой ценностью, но без них человек погибнет. В теле человека можно найти почти всю периодическую таблицу элементов. Одни вещества, такие как натрий, калий, кальций, встречаются в организме в больших количествах (макроэлементы), другие – в минимальных (микроэлементы). Совокупность процессов усвоения воды и минеральных веществ (макро– и микроэлементов) в кишечнике человека, их распределение по всем органам и тканям и выделение из организма называется водно-солевым обменом веществ. Ежедневная потребность в воде для человека со средней массой тела колеблется в пределах 2–3 л, из которых примерно 1,5 л поступает при питье, около 1 л – в виде жидких блюд и 300–600 мл образуется в самом организме в виде реакций (при окислении жиров, белков и углеводов). Все элементы в организме находятся в виде активных заряженных частиц (ионов) либо входят в состав солей (карбонатов, сульфатов). Эти частицы всасываются через слизистую оболочку кишечника и через кровеносные сосуды попадают в печень и другие органы, где они потребляются, откладываются и удаляются (избыток). Так, печень накапливает ионы натрия, железа и фосфора. Цинк, кобальт накапливают почки, селезенка. Минеральные вещества выделяются через почки с мочой, через кожу (с потом) и пищеварительную систему. Разные элементы предназначены для разных целей: одни – для поддержания давления жидкостей в клетках и вне их, другие – для поддержания кислотно-щелочного равновесия, третьи – как строительный материал и т.д. В регуляции обмена воды и минеральных веществ принимают участие высшие отделы нервной системы и эндокринные железы, продуцирующие гормоны. При нарушении содержания воды в крови и тканях возбуждаются специальные образования (рецепторы), которые передают информацию по нервным клеткам в кору головного мозга, а затем – в гипофиз (важная железа). При снижении содержания воды и элементов гипофиз выделяет антидиуретический гормон, который тормозит выведение воды и солей из организма. При увеличении воды выделяются гормоны вазопрессин, альдостерон, которые увеличивают выделение ее из организма. Благодаря такому сложному взаимодействию всех звеньев организма человека поддерживаются постоянство (гомеостаз) водно-солевого обмена и нормальная жизнедеятельность человека. Ввиду заинтересованности многих органов и систем в регуляции водно-солевого обмена большое значение приобретает его исследование. Малейшие отклонения от нормы содержания воды и элементов сигнализируют о больших нарушениях в организме.
К числу важнейших макроэлементов, необходимых для человека, относится натрий. В организме около 10 % натрия находится внутри клеток, 40 % – вне клеток и 50 % (150 г) – в костной ткани (депо), нормальный состав костей зависит от натрия. Без натрия любой организм погибает. Он принимает участие в поддержании давления в клетках и внеклеточной среде, осуществляет движение воды, регулирует процессы кислотно-щелочного баланса, регулирует процессы возбуждения и торможения нервной системы, стабилизирует потенциалы оболочек клеток и регулирует тонус сосудов, следовательно, и артериальное давление. Ежедневная потребность взрослого человека в натрии составляет 4–5 г, он поступает с пищей и поваренной солью. В лабораторных условиях натрий определяют в сыворотке или плазме крови, цельной крови и эритроцитах. Сущность метода: производят забор крови в количестве 10–20 мл (натощак) из локтевой вены в стерильных условиях. В настоящее время чаще используют метод плазменной фотометрии. Сущность метода определения натрия в эритроцитах такая же, только там отмывают эритроциты из взятой крови путем добавления изотонического раствора и фильтрации. Содержание натрия в плазме крови колеблется в пределах 137–150 ммоль/л, в цельной крови – 70–90 ммоль/л, в эритроцитах – 9—28 ммоль/л. Этот элемент в плазме иногда содержится в нормальных количествах при нехватке натрия в организме. Поэтому при учете результатов исследования следует обращать внимание на проявления болезни и другие показатели обмена натрия. Общий обменный натрий составляет 70–83 % от всего натрия в организме (43 ммоль/кг – у мужчин, 38 ммоль/кг – у женщин). Уменьшение содержание натрия, или гипонатриемия, проявляется обезвоживанием организма, снижением артериального давления и работы почек (вплоть до смертельных исходов). Как правило, она вызвана всеми состояниями и болезнями, связанными с потерей воды (такими как холера, дизентерия, несахарный диабет, почечная недостаточность). Избыток содержания натрия, или гипернатриемия, возникает чаще всего при сердечной недостаточности или заболеваниях почек, а также при чрезмерном введении растворов натрия в больнице. Избыток содержания натрия провоцирует появление массивных отеков тела и внутренних органов, что может привести к неблагоприятным последствиям.
Калий
К серьезным последствиям в организме человека приводит и нарушение обмена калия. Калий является основным ионом, содержащимся в клетках. Он регулирует такие процессы, как рост человека, регуляция активности клеток, функционирование многих ферментов и синтез белка. От концентрации ионов калия зависят состояние нервных волокон и мышц, сократительная способность сердечной мышцы и работа пищеварительной системы. Суточная потребность человека в калии – около 2 г (в разнообразной пище содержится достаточное его количество). Для определения содержания калия в организме человека в лаборатории используются несколько методов: определение содержания в плазме и эритроцитах, суточная экскреция калия с мочой, общее содержание калия. Для диагностики расстройства обмена калия в клинической практике выявляют: концентрацию в плазме и эритроцитах; суточную экскрецию с мочой; общий обменный калий; общее содержание калия в организме. Определяют содержание калия в любом биологическом материале (плазма, моча) с помощью плазменной фотометрии. Нарушения калиевого обмена проявляются в виде увеличения его количества (гиперкалиемия) или снижения (гипокалиемия). Чаще всего отмечается дефицит калия. Он проявляется в виде слабости, похудания, мышечной слабости и судорог, парезов и параличей, депрессивных состояний; угнетения работы органов пищеварения (вздутием живота и задержкой газов, плохой работой кишечника, мочеполовой системы: отмечаются увеличение выделения мочи, инфаркты в почках, слабость мочевого пузыря; сердечно-сосудистой системы (отмечаются увеличение размеров сердца, частый ритм, аритмия, снижение артериального давления, некрозы в миокарде). Гипокалиемия часто бывает временного характера – при быстрых потерях калия, при длительных она становится постоянной. Гиперкалиемия сопровождается изменениями со стороны сердца: остановкой сердечной деятельности. Увеличение калия отмечается при синдроме Кона, Иценко – Кушинга, приеме кортикостероидов и диуретиков, во второй стадии острой почечной недостаточности, при травме, массивном распаде клеток. Снижение калия отмечается при снижении функций гипофиза, коры надпочечников, заболевании почек (гломерулонефрите и др.). Калий содержится в организме человека в большом количестве и играет важную роль. Он участвует в поддержании нормальной работы сердечной мышцы и поддержании сосудистого тонуса, участвует в транспорте железа в организме, регулирует деятельность многих ферментов, способствует нормализации нервной системы и передаче сигналов по нервным волокнам.
Благодаря кальцию обеспечиваются прочность костей и зубов, нормальная способность свертываемости крови, нормализуются работа желез внутренней секреции и сократительная деятельность мышц. Суточная потребность в кальции для взрослого человека составляет 0,8–1,2 г. Для определения содержания кальция в организме используют биохимическое исследование сыворотки крови на кальций. Сущность метода: производят забор крови в количестве 10–20 мл (натощак) из локтевой вены в стерильных условиях. Затем исследуемый материал пропускают через ряд фильтров, состоящих из множества мембран, таким способом готовят ультрафильтрат (сыворотку). Эти мембранные фильтры пропускают ионы кальция. В крови имеется свободный кальций – 1–2 %, связанный с белками – 40 % и в составе других соединений (около 50 % в составе костной ткани). В стандартном обследовании обычно определяют свободный кальций. Нормальное содержание кальция в крови – до 2,5 ммоль/л. Как правило, анализ крови на содержание кальция проводится лишь по показаниям: остеопороз, неизвестные причины болей в костях, заболевания пищеварительной системы, мышц и сердца, опухолевые процессы и при подготовке к операциям. Избыточное содержание кальция в организме (гиперкальциемия, содержание 3 моль/л и больше) возникает при таких состояниях, как усиленная работа паращитовидных желез, опухоли костей (остеосаркома, миеломная болезнь), резкое обезвоживание, базедова болезнь (тиреотоксикоз), острая почечная недостаточность и ряд других заболеваний. Недостаточное содержание кальция (гипокальциемия, менее 2 ммоль/л) наблюдается при истинном рахите у детей, остеопорозе у женщин в постменопаузальный период, угнетении функции щитовидной железы, хронической почечной недостаточности, желтухе и панкреатите.
Фосфор
Фосфору принадлежит важнейшая роль в организме человека. Он входит в состав основных тканей организма (в виде таких соединений, как фосфолипиды, фосфопротеиды). Входит в состав ряда ферментов, осуществляющих процессы дыхания в клетках организма, ряд расщеплений вредных и токсических веществ. Например, входя в состав биологически активного вещества АТФ, он передает энергию одного вещества (клетки) к другому. Он входит в состав нервной ткани и коры головного мозга, обеспечивает быстроту обмена веществ и нормальную работу головного мозга и центральной нервной системы. В составе солей участвует в поддержании кислотно-щелочного равновесия в организме (в виде фосфатного буфера). В комбинации с кальцием и магнием образует костный скелет, обеспечивая прочность и функцию костей. Свыше 85 % фосфора находится в костном скелете. В крови содержание фосфора составляет 0,81—1,55 ммоль/л. Исследование фосфора: определение содержания в сыворотке крови флюорометрическим методом, определение в моче или костной ткани путем колориметрии. Сущность метода: производят забор крови в количестве 10–20 мл (натощак) из локтевой вены в стерильных условиях. Затем исследуемый материал пропускают через ряд фильтров, состоящих из множества мембран, таким способом готовят ультрафильтрат (сыворотку). Затем с помощью специальных реактивов (флюоресцина и др.) метят сыворотку. При помощи специального прибора (волновая микроскопия) отмечают количество фосфора, ионы которого испускают световые волны определенной длины. Затем по графическим таблицам производят расчет. Колориметрический метод очень трудный и чаще всего производится в экспериментальных целях. Определение фосфора соответствует ряду показаний, в состав стандартного обследования он не входит. Недостаток фосфора (гипофосфатемия), особенно в детском возрасте, приводит к серьезным последствиям. Возникают недоразвитие костного скелета, различные деформации ног и рук, грудной клетки (вдавления, перекошенность ребер), меняется походка («утиная» походка), часто возникают переломы конечностей. Происходят изменения в центральной нервной системе: замедляется умственное развитие у детей, развиваются заторможенность и ухудшение памяти, умственных процессов у взрослых. При увеличенном содержании фосфора (гиперфосфатемия) отмечается его избыточное отложение в почках (развиваются недостаточность почек и мочекаменная болезнь), появляется общее отложение фосфора во всех органах, нарушая их функции.
Магний относится к числу микроэлементов, малые дозы которых играют важную роль для человека. Он принимает участие в большинстве биохимических реакций, протекающих в организме, входя в состав многих ферментов. Магний стабилизирует состав ДНК и РНК, а следовательно, состав клеток. Избытка магния обычно не бывает, поскольку его излишек быстро выводится из организма через кишечник и почки. Недостаток магния очень часто является следствием заболеваний пищеварительной системы, в частности тонкого кишечника (там происходит его интенсивное всасывание). Это такие заболевания, как токсические энтериты, кишечные инфекции с клинической картиной диареи (неустойчивый стул), заболевания почек и хроническая почечная недостаточность, хронический алкоголизм, синдром мальабсорбции. При нехватке магния появляются признаки раздражения нервной системы и психики: эмоциональность, перепады настроения, снижение быстроты реакций, спазм в мышцах. Ежедневная потребность в магнии для взрослого человека – 200 мг в сутки. Содержание магния определяют в крови или моче. Методика: производят забор крови в количестве 10–20 мл (натощак) из локтевой вены в стерильных условиях. Затем исследуемый материал пропускают через ряд фильтров, состоящих из множества мембран, таким способом готовят ультрафильтрат (сыворотку). Затем по графическим таблицам производят расчет. Среднее содержания магния – 0,7–1,2 ммоль/л в плазме крови.
Хлориды
Хлориды в соединении с натрием на 70 % обеспечивают поддержание осмотического (внутреннего) давления крови, биологических жидкостей и клеток. Они необходимы для образования соляной кислоты в желудке. Хлориды обладают свойством задерживать воду в организме и стабилизировать кислотно-щелочное равновесие в организме. При недостаточности хлоридов в теле человека происходят серьезные изменения. Падают артериальное давление и скорость кровотока, развивается дисбаланс внутренней среды, появляются признаки обезвоживания, оглушенность и заторможенность сознания и нервной системы в целом. Как правило, недостаточность хлоридов возникает при заболеваниях, сопровождающихся неукротимой рвотой, профузным поносом (таких, как острый и хронический панкреатит, колит, холера, брюшной тиф). Избыток хлоридов приводит к появлению отеков, затрудненной работе сердца и легких, повышенной возбудимости нервной системы. Возникает при тяжелых состояниях (ожоговой болезни, шоке различной природы). Определяют хлориды чаще всего в сыворотке крови или спинномозговой жидкости путем флюорометрии. Сущность метода: производят забор крови в количестве 10–20 мл (натощак) из локтевой вены в стерильных условиях.
Железо
Железу принадлежит особо важная роль в организме. Оно входит в состав гемоглобина, тем самым переносит кислород от легких к различным органам и тканям. Железо является составляющей частью многих ферментов (каталазы, пероксидазы и др.), обеспечивая расщепление многих смертельно токсичных веществ для человека, а также процессы клеточного дыхания и внутриклеточного обмена. Железо встречается и в белках печени, селезенки, а депо железа – красный костный мозг. Являясь частью белка миоглобина, оно обеспечивает деятельность и нормальное функционирование мышц. Стабильность психики и эмоций также зависит от содержания железа. В настоящее время количество железа определяют в любой биологической среде (моче, крови, красном костном мозге), но чаще всего – в сыворотке крови. Сущность метода: производят забор крови в количестве 10–20 мл (натощак) из локтевой вены в стерильных условиях. Затем исследуемый материал пропускают через ряд фильтров, состоящих из множества мембран, таким способом готовят ультрафильтрат (сыворотку). Затем на исследование берут 1 мл готовой сыворотки и делают несколько растворов (проб) для дальнейшего изучения спектрофотометром (прибором, определяющим интенсивность или силу, количество световых волн, испускаемых заряженными частицами железа).
Общее содержание железа в сыворотке крови мужчин и женщин составляет в среднем 10,0—30,0 мкмоль/л. При недостаточном содержании данного микроэлемента в организме возникает такое состояние, как железодефицитная анемия. Оно проявляется рядом расстройств:
1) со стороны пищеварительной системы – изменение запахов и вкуса (хочется есть мел, сырые крупы), тошнота, отрыжка, рвота, неустойчивый стул, развитие атрофического гастрита (воспаление слизистой оболочки желудка); анацидный гастрит (устаревшее название – гастрит с пониженной кислотностью) – аутоиммунный процесс (гастрит типа В), который является причиной, а не следствием дефицита железа.
2) ломкость ногтей и их деформация, тусклость и безжизненность волос, сухость и шелушение кожи;
3) со стороны нервной системы: раздражительность, эмоциональность, плаксивость, склонность к обморокам;
4) нарушение двигательной функции мышц.
Избыток железа в организме приводит к отложению этого микроэлемента в тканях и внутренних органах, вызывая их недостаточность (почечную, печеночную и т.д.). Это состояние называется гемосидерозом внутренних органов, он встречается крайне редко и довольно легко лечится (десфераль, ЭДТА), а почечная и печеночная недостаточность обратимы. Нехватка железа может быть из-за недостаточного его поступления с пищей. Железодефицитные анемии возникают при нарушении процессов всасывания в кишечнике (это энтериты различного происхождения: отравляющего действия веществ, инфекционного), при паразитарных и глистных болезнях (бычий цепень, широкий лентец), хронических или острых кровопотерях (обострение язвенной болезни, неспецифический язвенный колит, болезнь Крона).
Цинк входит в состав многочисленных ферментов организма, обеспечивая их активность; стабилизирует клеточные стенки, транспорт питательных веществ в клетках. При недостаточности цинка происходят замедление или прекращение роста организма, отставание полового созревания, нарушения процессов восстановления клеток, изменения со стороны кожи в виде дерматозов и избыточного ороговения, наступают раннее облысение, медленное заживление ран. Чаще всего причинами нехватки цинка становятся приверженность к вегетарианству, глистные заболевания (широкий лентец, свиной и бычий цепни), хронические кровопотери (язвенная болезнь, неспецифический язвенный колит). Всего в человеческом организме содержится около 3 г цинка. Определяют цинк достаточно редко, по специальным показаниям. Для определения микроэлемента применяют метод спектрофотометрии сыворотки крови.
Медь
Это один из необходимых микроэлементов организма. Медь входит в состав важных транспортных ферментов (церулоплазмин), который принимает участие в контроле стабильности соединительной ткани, соответственно стабильности и прочности стенок кровеносных сосудов. Медь необходима для нормального роста костей, повышения уровня липидов, способствующих профилактике развития атеросклероза. Исследование меди проводят специально при подозрении на определенную группу заболеваний (как правило, это метод спектрофотометрии или колориметрии). Осуществляют забор крови из локтевой вены натощак в количестве 10–20 мл. Нормальное содержание меди в крови человека – в среднем 11,0—24,4 мкмоль/л. При недостаточности меди в организме происходят нарушение роста трубчатых костей, разрушение стенок кровеносных сосудов, разрушение соединительной ткани. Например, известны заболевания у маленьких детей, связанные с нехваткой меди. Они проявляются бледностью, отеком голеней, медленным ростом, плохим аппетитом. В тяжелых случаях, когда дефицит микроэлемента обусловлен генетическим дефектом усвоения меди, возникает болезнь Менкеса, характеризующаяся глубокой умственной отсталостью детей, сниженной температурой тела, разрушением длинных костей рук и ног, изменениями в стенке крупных кровеносных сосудов (аорты), нарушением роста волос. Переизбыток меди также приводит к серьезным заболеваниям. Так, болезнь Вильсона – Коновалова, обусловленная врожденным генетическим дефектом неусвоения меди клетками организма, проявляется гибелью печеночных клеток, дрожанием кончиков рук и пальцев, нарушением координации движений, разрушением зубов и прогрессирующим снижением зрения. Увеличение содержания микроэлемента наблюдается при таких заболеваниях, как лейкоз, цирроз печени, ревматоидный артрит, гепатит, злокачественные новообразования.
Йод
Йод является одним из микроэлементов – регуляторов всей деятельности человеческого организма. Без участия йода не обходится ничего: ни нервная система и способности человека (интеллект, память, мышление), ни пищеварительная система, ни кожа и т.д. Йод входит в состав специальных тиреоидных гормонов, которые вырабатывает щитовидная железа. Эти гормоны контролируют жизнедеятельность всех клеток организма (энергетический обмен), нормальное артериальное давление и деятельность сердечной мышцы, деятельность мозга и мыслительную активность, состояние кожи и волос, жировой обмен. Недостаток йода возникает довольно часто в районах со сниженным содержанием его в окружающей среде и продуктах (эндемичных районах), при заболеваниях щитовидной железы (гипотиреозе), генетическом дефекте и расстройствах работы гипофиза, гипоталамуса (это центральные железы, контролирующие работу щитовидной железы). При врожденном гипотиреозе у маленьких детей возникают необратимые изменения (при отсутствии своевременного выявления болезни или лечения): картина глубокой умственной отсталости (кретинизм), массивные отеки туловища, желтоватая и холодная на ощупь кожа, избыточная масса тела, нарушения работы сердца и недостаточность работы всех внутренних органов, запоры. У таких детей значительно снижен иммунитет, и любая инфекция может оказаться для них непреодолимым препятствием. У взрослых же при гипотиреозе картина заболевания не лучше: возникает снижение активности и жизненной позиции, мыслительной деятельности, отмечаются избыточное накопление жира, отеки, нарушение работы сердца в виде различных аритмий, последние могут привести к угрожающим для жизни состояниям. В настоящее время часто наблюдается явление избытка содержания йода в организме. Это возникает при тиреотоксикозе, узловой аденоме и др. Заболевание проявляется отклонениями в психике и нервной системе: характерны раздражительность, плаксивость, повышенная сексуальность, перепады настроения; повышение артериального давления и аритмии, истощение запасов жира, расстройство пищеварения и половой функции, изменения кожи и ногтей. Определение йода проводят путем его определения в крови (связанный с белками йод), косвенным методом определения количества тиреоидных гормонов (тироксина и трийодтиронина), выделения йода мочой. Связанный с белками йод определяют в крови обследуемого методом спектрофотометрии. Тиреоидные гормоны определяют методом РИА (радиоиммунологическим анализом). Нормальное содержание связанного с белками йода – 6–8 мкг/100 мл, а гормонов – тироксин общий 62—141 нмоль/л, общий трийодтиронин 1,17—2,18 нмоль/л, тиреолиберин (отражает работу гипоталамуса) 5–6 пг/л, тиреотропин (работа гипофиза) 0,6–3,8 мк/МЕ мл. Определение йода в моче проводят следующим образом: берут необходимое количество мочи 7—10 мл, помещают в стерильную тару. Затем к полученному добавляют буферный раствор и фильтруют через активированный уголь, перед этим добавляют краситель. Моча в зависимости от количества йода окрашивается в разные цвета. При низком содержании микроэлемента она приобретает желтую окраску, а при высоком содержании йода отмечается синяя окраска. Нормальное количество йода в моче окрашивается в различные оттенки желто-зеленого и зеленого. Нормальное содержание йода в моче – 200–300 мкг/л.
В настоящее время существуют методики одновременного определения большого количества макро– и микроэлементов в необычных биологических средах, например в волосах. Для определения микроэлементов необходимо срезать волосы с затылка в разных участках, количество волос небольшое, примерно одна прядка длиной 3 см и шириной 1 см, толщиной со спичку. Это высокочувствительный метод с использованием точных установок и приборов: атомная спектрометрия, нейтронная активация. В волосах можно определить содержание около 50 веществ. В большинстве случаев при стандартном обследовании исследуют несколько элементов (таких как железо, натрий, калий, кальций, хлориды, йод), остальные микроэлементы определяют по специальным показаниям. Методы трудоемки, сложны и не позволяют описать всех деталей их проведения.
Предлагаем ознакомиться с другими главами справочника «250 показателей здоровья»:
Раздел I. Лабораторные методы исследования
Раздел III. Лабораторные и инструментальные показатели при заболеваниях
Назад в раздел
