Изучение электролитного обмена в клинике представляет не только теоретический интерес, но имеет и существенное практическое значение. Многочисленные исследования при заболеваниях почек с азотемией указывают, что характер клинического течения и даже исход заболевания в значительной степени зависят от нарушений водно-электролитного баланса. Между тем данные о метаболизме калия весьма противоречивы. Это объясняется трудностью его исследования даже с помощью радиоактивных счетчиков.
Калий преобладает среди катионов внутриклеточной жидкости, содержание его достигает 80% положительно заряженных частиц. Количество калия в тканях равняется 54 мэкв/кг, что соответствует наличию 3780 мэкв у человека весом 70 кг. Распределение калия между отдельными составными компонентами тела представлено на схеме 5.
Схема 5
Распределение калия в организме человека
Количество калия в организме приближается к содержанию натрия, почти 90% калия содержится во внутриклеточном пространстве и только 1,8% располагается во внеклеточной жидкости. Абсолютное и относительное содержание калия в костях намного ниже натрия.
Поступление калия с пищей колеблется от 50 до 150 мэкв в сутки (Black, 1967). Калий полностью всасывается в желудочно-кишечном тракте и очень быстро проникает внутрь клеток организма. 80% калия выводится с мочой, 20%—через кишечник. В отличие от натрия, после полного прекращения приема калия, его выделение с мочой понижается постепенно. Прекращение почечной экскреции калия происходит лишь в условиях значительной потери калия организмом (200—300 мэкв) и сопровождается гипокалиемией. Нормальная почка способна задерживать калий в меньшей степени, чем натрий. Транспортером калия внутри клетки являются глюкоза, тестостерон.
Почти все количество калия содержится в ультрафильтрате. Процесс переноса из крови перитубулярных капилляров в просвет почечного канальца через оболочки эпителиальной клетки получил название канальцевой секреции. Наличие канальцевой секреции доказано Marshall и Wickers (1923) в опытах с фенол-рот и многократно подтверждено в последующем. Путем канальцевой секреции выводятся из организма ионы калия, водорода, аммония; сульфаниламидные препараты, пенициллин.
Исследования с пункцией различных отделов нефронов свидетельствуют о том. что весь содержащийся в плазме калий легко фильтруется, однако в физиологических условиях выделяется только 10—15% профильтрованного калия. При гиперкалиемии, недостаточном подкислении мочи, блокаде угольной ангидразы выведение калия может быть выше профильтрованного его количества. В настоящее время принято считать, что весь профильтрованный калий реабсорбируется в проксимальных канальцах. Механизм проксимальной реабсорбции не ясен; возможен как активный транспорт калия, так и пассивный перенос его в соответствии с концентрационным градиентом. В дистальных канальцах и собирательных трубочках калий секретируется в просвет канальца, каждый секретирующийся ион калия обменивается на ион реабсорбирующего натрия; чем больше натрия поступает в дистальный отдел канальца, тем больше секретируется калия в обмен на натрий. Сохранение плазменного содержания калия на уровне, близком к нормальному, даже при значительном падении клубочковой фильтрации, объясняется его выведением путем секреции канальцевого эпителия.
В условиях ацидоза происходит уменьшение калия в клетках, так как ионы водорода заменяют ионы калия; при алкалозе обратное соотношение. Интересно, что повышение уровня калия в плазме не всегда соответствует увеличенному его содержанию в эритроцитах, у части больных калий в эритроцитах может быть нормальным и даже сниженным, особенно при ацидозе (Г. А. Глезер, Е. Н. Николаев, 1968). При измерении калия в предагональный период при хронической почечной недостаточности можно убедиться, что гиперкалиемия встречается редко, если больные ранее получали правильное питание. Уровень калия может остаться нормальным, если диурез был более 600 мл. Повышение уровня калия никогда не бывает изолированным проявлением почечной недостаточности, оно сочетается с уменьшением кальция, повышением магния, фосфора, нарушением кислотно-щелочного равновесия. Гипокалиемия возникает при рвоте, поносе, в фазе полиурии и вторичном альдостеронизме (происходит сбережение натрия), ацидозе, катаболизме, при резком ограничении белка в диете. Работами ряда исследователей (Henrikson, 1951; Streeten, 1952) показано, что нарушение обмена калия усугубляет развитие расстройств желудочно-кишечного тракта. По данным В. Н. Смотрова и А. С. Васильева (1937), содержание калия в желудочном соке человека в 3—5 раз больше, чем в сыворотке крови, а содержание натрия ниже. При этом концентрация калия в желудочном соке Почти постоянна и не зависит от его кислотности.
Г. А. Глезер, Е. Н. Николаева (1968), сопоставляя уровень креатинина и калия в плазме у больных с хронической почечной недостаточностью, не выявили какой-либо зависимости между этими показателями: содержание калия большей частью оставалось нормальным и при высоком уровне креатинина. Обусловлено это тем, что калий в отличие от креатинина выделяется путем клубочковой фильтрации и канальцевой секреции (Ф. М. Палеева, 1963; Leaf, Сашаго, 1949).
М. Чарыев, 3. П. Вуколова (1972) установили, что содержание калия в плазме у больных хронической почечной недостаточностью не отличалось от уровня здоровых лиц, а в эритроцитах оно было снижено.
До настоящего времени состояние водно-солевого обмена нередко оценивали по содержанию калия в крови и моче. Однако хорошо известно, что электролиты крови составляют лишь незначительную часть общего их содержания в организме (Д. Г. Палинкаши, А. У. Рыскулбеков, 1973; L„ Marinell, С. Miller, 1955).
Новые возможности диагностики электролитных нарушений открывает метод разведения радиоактивных изотопов калия. С помощью метода разведения радиоактивных изотопов измеряется почти весь калий, содержащийся в организме (по данным разных авторов от 80 до 97% общего калия организма). Не поддается измерению небольшое количество калия в эритроцитах, костях и плотной соединительной ткани (L. Corsa и др., 1950; F. Moore и др., 1968; 1. Hartsuck и др., 1969). В связи с этим понятие «общий обменоспособный» и «общий» калий организма отождествляют (F. Moore, 1963).
Количество общего калия можно определить путем измерения естественной радиоактивности организма (Ю. С. Белле, 1967; В. А. Вейсман, 1971; Р. И. Габуния, 1968).
Единственный метод, позволяющий быстро и с высокой точностью определить общее содержание калия в теле человека, основан на регистрации гамма-излучения калия с помощью сцинтилляционных детекторов.
Наличие в Ленинградском НИИ радиационной гигиены большого жидкостного сцинтилляционного счетчика гамма-излучения тела человека (БЖССЧ) позволило провести настоящее исследование. На счетчике БЖССЧ цилиндрический детектор содержит 570 л жидкостного сцинтиллятора. Импульсы от 96 фотоумножителей регистрировались одноканальными амплитудными анализаторами с широким окном, позволяющим выделить каналы соответствующей энергии гамма-излучения калия-40 (E=1,46 мэкв).
Для учета зависимости эффективности регистрации от веса и роста обследуемых людей было предпринято эталонирование установки по калию-42. Для этого 11 добровольцам весом от 59 до 88 кг и ростом от 164 до 185 см внутривенно вводилась эталонная активность калия-42. Такая же активность вводилась в специальный фантом. Анализ результатов этого эталонирования показал, что достаточно учесть зависимость эффективности регистрации только от веса. На рис. 68 показана эта зависимость, причем каждая точка представляет собой среднее из 5 измерений, вычисленных в течение 12 ч после внутривенного введения калия-42.
В литературе имеются многочисленные определения общего калия по возрастным группам, но без достаточной четкости и длительности измерений. Поэтому нами были проведены исследования концентрации общего калия в организме у 317 здоровых лиц на счетчике БЖСС. Данные представлены на рис. 69. Как видно на графике, концентрация калия составила 0,5—2,5 г/кг, при этом наибольшее содержание калия наблюдается в возрасте 8 и 17 лет с равномерным его снижением соответственно увеличению возраста.
Рис. 68. Эффективность регистрации общего калия от веса тела.
Рис. 69. Содержание калия в организме здорового человека в различных возрастных группах.
Общий калий тела определялся у 22 больных хронической почечной недостаточностью в возрасте от 16 до 68 лет; среди них было 12 мужчин и 10 женщин. Все больные находились на низкобелковой диете (7-у) с содержанием в суточном рационе от 18 до 23 г белка и 50—52 мэкв/сут калия и 25— 30 мэкв/сут натрия.
У 15 больных диагностировался хронический диффузный гломерулонефрит и у 7 — пиелонефрит. Длительность заболевания составила у больных хроническим диффузным гломерулонефритом от 3 до 24 лет, причем азотемия была от 2 до 11 лет. Длительность заболевания у больных с хроническим пиелонефритом составила 3—17 лет, азотемия наблюдалась у них же от одного года до 4 лет. У 12 больных в момент их обследования было обострение основного заболевания.
Почти у половины больных наблюдались субъективные ощущения: понижение аппетита (у 2 больных), жажда (у 5), рвота (у 3 больных). Отеки были у 8 пациентов, причем у 4 — выраженные. При поступлении у 16 больных отмечалась гипертензия в пределах 150/100—210/120 мм рт. ст.
Содержание креатинина в сыворотке было повышено у всех больных (от 2,25 до 15,8 мг%), также наблюдалось повышение концентрации мочевины в сыворотке крови от 46 до 352 мг%.
Функция почек у всех больных была значительно снижена. Цифры клубочковой фильтрации составили 49—8 мл/мин. У всех больных наблюдалась гипоизостенурия; выраженной олигурии или полиурии не отмечалось. Размеры почек уменьшены почти у всех больных.
У 10 больных отмечалось снижение альбумина в сыворотке крови (2,3—3,8 г%), гемоглобина у 15 больных (11—6 г%).
У 4 больных проводился хронический гемодиализ, причем у одной до 47 сеансов.
У большинства больных (17) были явления ацидоза.
Концентрация калия в сыворотке крови была повышена в 11 случаях (6,1—8,0 мэкв), а ее снижение в моче у 19 больных (30—15 мэкв/л). Почти у всех больных содержание натрия в сыворотке крови не было изменено, выделение с мочой у 11 больных было снижено (135—88 мэкв/л).
Количество кальция в сыворотке крови было снижено почти у половины больных (8,8—6,5 мг%), уровень фосфора был повышен у 14 больных (5,8—10,2 мг%).
Таким образом, у обследованных нами больных хронической почечной недостаточностью отмечалась тенденция к повышению калия и фосфора в сыворотке крови, задержке натрия и понижения концентрации кальция на фоне изменения кислотно-щелочного равновесия (таблица 84).
| Определяемые величины | М±m |
| Общий калий ........... | 1,36±0,017 |
| Калий сыворотки ......... | 6,2±0,07 |
| Калий мочи............ | 32,68±0,4 |
| Натрий сыворотки ....... | 135,77±1,68 |
| Натрий мочи............ | 143,34±1,78 |
| Кальций сыворотки........ | 9,0±0,18 |
| Фосфор сыворотки......... | 6,41±0,129 |
| Креатинин сыворотки....... | 5,87±0,073 |
| Мочевина сыворотки........ | 124,59±1,54 |
| Клубочковая фильтрация...... | 21,2±0,53 |
Количество общего калия, которое определялось на большом жидкостном сцинтилляционном датчике, у больных хронической почечной недостаточностью было от 0,53 до 3,36 г/кг, причем у большей части больных имело место снижение, у 2 больных оставалось без изменений и только у 3 больных было повышение. При обострении основного заболевания не отмечалось тенденции к нормализации общего калия. У больных, находящихся на гемодиализе, не произошло изменения в содержании общего калия тела (у 2 больных оставался повышенным, у остальных — пониженным).
При сопоставлении полученных данных удалось проследить корреляцию между общим калием организма и концентрацией калия в сыворотке крови и в моче. Коэффициент корреляции общего калия и калия сыворотки крови равен 4,5±0,9, а с содержанием калия в моче — 23,0±7. Как видно, корреляционные множители имеют погрешность 20—30%, что, очевидно, обусловлено различным возрастом больных.
Аналогичная корреляционная связь была прослежена между общим калием и концентрацией натрия в сыворотке и моче, причем содержания их в обеих средах соизмеримы по своей абсолютной величине и составили 1,0±0,1.
Коэффициент корреляции креатинина сыворотки крови и общим калием организма оказался равным 3,6±1,1.
Представляло интерес выявить корреляционную зависимость между общим калием организма и кальцием сыворотки крови. При этом была обнаружена зависимость с величиной множителя, равной 5,5±1,8. В то же время корреляционной зависимости между общим содержанием калия в организме с мочевиной сыворотки крови и клубочковой фильтрацией установить не удалось.