1. Вода - универсальный биологический растворитель

1.1. Теории растворов. Понятие электролитической диссоциации

Существует 2 теории растворов: физическая и химическая.

Физическая теория растворов.

Илья Репин. Портрет Д. И. Менделеева в мантии доктора права Эдинбургского университета. 1885; акварель	Сванте Август Аррениус (1859-1927)

Была открыта Якобом Г. Вант-Гоффом и Свате А.Аррениусом.

Суть теории растворов: растворитель – химическая индифферентная среда, в которой равномерно распределены частицы растворенного вещества. Теория не предполагает наличие межмолекулярных связей между растворителем и растворенным веществом.

Под эту теорию подходят только идеальные растворы, где компоненты растворителя никак не воздействуют на растворимое соединение. Примером являются газовые растворы, где нереагирующие между собой газы смешиваются друг с другом в неограниченных количествах. Все физические данные (температура кипения и плавления, давление, теплоемкость) вычисляется исходя из свойств всех соединений, входящих в состав.

По закону Дальтона: общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений ее компонентов:

P_общ = Р₁ + Р₂ + Р₃ +…

 Химическая теория растворов. 

Химическую (сольватную) теорию растворов описал Д.И. Менделеев. Суть заключается в следующем: частицы растворителя и растворенного вещества реагируют друг с другом, в результате чего получаются нестойкие соединения переменного состава – гидраты (сольваты). Основные связи тут – водородные.

Вещество может распадаться на слои (растворяться) в случае полярного растворителя (воды). Ярким примером является растворение поваренной соли.

Также может протекать реакция между компонентами смеси:

H₂O +Cl₂ = HCl + HOCl,

В ходе процесса растворения происходит изменение состава и объема реакционной смеси, т.к. протекают 2 процесса: разрушение структуры растворяемого вещества и химическая реакция между частицами. Оба процесса идут с изменением энергии.

Тепловые эффекты могут быть экзотермическими и эндотермическими (с выделением и поглощением энергии).

Соединения с частицами растворителя называются гидратами.

Кристаллические вещества, в состав которых входят гидраты, называются кристаллогидратами и имеют различную окраску. Например, кристаллогидрат сульфата меди: CuSO₄ ·5H₂О. Раствор кристаллогидрата синий. Если рассмотреть кристаллогидрат кобальта CoCl2· 6H2O, то он обладает розовым цветом, CoCl₂· 4H₂O – красный, CoCl2 ·2H2O - сине-фиолетовый, CoCl₂ ·H2О– темно-синий, а безводный раствор хлорида кобальта – бледно-синего цвета

1.2. Приготовление растворов (Справочник)

Приготовление растворов

Растворы - однородные системы, образованные двумя или большим числом компонентов. Компонент, содержание которого в растворе преобладает, обычно называют растворителем; компонент с меньшим содержанием называют растворенным веществом.

Способы выражения концентрации растворов

Количественное содержание компонента раствора, отнесенное к определенной массе или к определенному объему раствора или растворителя, называется концентрацией этого компонента. При этом содержание растворенного вещества обычно выражают в единицах массы, в молях или в эквивалентах.

Процентная концентрация (по массе) - это число единиц массы растворенного вещества, содержащихся в 100 единицах массы раствора. (Ниже процентная концентрация обозначена С%.) Так, 20% водный раствор КОН содержит 20 единиц массы КОН и 80 единиц массы воды.

Молярная концентрация (молярность) выражается числом молей растворенного вещества в 1 л раствора и обозначается буквой М или См.

Моль - единица количества вещества. Моль - это количество вещества системы, содержащее столько молекул, атомов, ионов, электронов или других структурных единиц, сколько содержится атомов в 0,012 кг изотопа углерода 12С (6,022*10 в 23). Масса вещества, содержащаяся в 1 моле данного простого или сложного вещества, называется мольной массой. Мольная масса вещества, выраженная в граммах на моль, имеет то же численное значение, что и его относительная молекулярная масса.

Число молей простого или сложного вещества n находят из отношения массы m этого вещества в рассматриваемой системе к его мольной массе М:

Произведение объема раствора, выраженного в миллилитрах, на его молярность равно числу миллимолей растворенного вещества.

Эквивалентная концентрация (нормальность) выражается числом эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора и обозначается буквами N, н. или Сн.

Эквивалентом вещества называется такое его количество, которое в данной реакции равноценно (эквивалентно) 1 молю атомов водорода (1,0079 г). Масса 1 эквивалента называется эквивалентной массой.

Выражение концентрации растворов в единицах нормальности значительно упрощает вычисление объемов растворов количественно реагирующих друг с другом веществ. Эти объемы обратно пропорциональны их концентрациям, выраженным в единицах нормальности:

Произведение объема раствора, выраженного в миллилитрах, на его нормальность равно числу миллиэквивалентов растворенного вещества.

Концентрацию растворов выражают также через титр, т. е. массой (в г или мг) вещества, содержащегося в 1 мл раствора, и обозначают буквой Т. Найденную величину называют титром по растворенному (рабочему) веществу. В аналитической практике пользуются также титром по анализируемому веществу, т. е. массой (в г или мг) анализируемого вещества, эквивалентной тому количеству реагента, которое содержится в 1 мл раствора.

Например, титр 0,1 н H₂SO4 (эквивалентная масса H2SO4 = 49,04 г/моль) равен:

При титровании этим раствором NaOH титр H2SO4, выраженный по анализируемому веществу NaOH (эквивалентная масса NaOH = 40,01 г/моль) равен:

Концентрацию растворов часто выражают в единицах моляльности - числом молей вещества, растворенного в 1 кг растворителя. Моляльность обозначают буквой m.

Формулы перехода от одних выражений концентрации растворов к другим

Примем следующие условные обозначения концентрации:

С% - процентная концентрация по массе;
А - число единиц массы растворенного вещества на 100 единиц массы растворителя;
Б - масса растворенного вещества в 1 л раствора;
Сн - число эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора (нормальность);
См - число молей растворенного вещества в 1 л раствора (молярность);
m - число молей растворенного вещества на 1000 г растворителя (моляльность);
Э - эквивалентная масса растворенного вещества, г/моль;
М - мольная масса растворенного вещества, г/моль;
d - относительная плотность.

Тогда

Растворимость

Растворимость - величина, характеризующая способность вещества образовывать с данным растворителем однородную систему. Количественно растворимость газа, жидкости или твердого тела в жидком растворителе измеряется концентрацией насыщенного раствора при данной температуре.

Обычно растворимость твердых и жидких веществ выражают коэффициентом растворимости, т. е. массой вещества, растворяющегося при данных условиях в 100 единицах массы растворителя с образованием насыщенного раствора. (Насыщенным называется раствор, находящийся в равновесии с избытком растворяемого вещества.)

Каждой температуре соответствует определенная растворимость данного вещества в данном растворителе. Сведения о растворимости приводятся в справочниках.

Растворимость газов в жидкостях повышается с увеличением давления и, в большинстве случаев, с понижением температуры.

Растворимость жидких веществ в жидкостях может быть неограниченной, когда жидкие компоненты смешиваются друг с другом в любых отношениях (этиловый спирт - вода) и ограниченной в случае несмешивающихся жидкостей. В последнем случае расслаивание жидких компонентов системы зависит от температуры; обычно взаимная растворимость компонентов возрастает с температурой. Выше некоторой температурной точки, называемой критической точкой растворимости, взаимная растворимость компонентов системы становится неограниченной (расслаивания нет).

Растворимость твердых веществ в жидкостях может изменяться в широких пределах. Обычно она возрастает с повышением температуры. Однако некоторые вещества не подчиняются этому правилу: растворимость их или понижается с повышением температуры, или повышается только до некоторого предела, выше которого растворимость уменьшается.

Техника приготовления растворов

По точности выражения концентрации растворы делят на приблизительные, точные и эмпирические.

Растворы кислот и оснований приблизительной концентрации служат в качестве вспомогательных реагентов при выполнении аналитических, препаративных и других работ. Концентрацию подобных растворов рассчитывают либо по степени разбавления исходных веществ (растворов), либо по массе вещества (взвешивается на технических весах), растворенного в известной массе растворителя. Часто приблизительную концентрацию растворов определяют по величине плотности.

Растворы с точной, заранее установленной концентрацией, называемые рабочими, стандартными или титрованными растворами, служат для определения точной концентрации других растворов.

Концентрации многих растворов вспомогательных веществ (индикаторы, специфические реактивы и др.) устанавливаются эмпирически и приводятся в соответствующих прописях.

Независимо от того, какие по точности концентрации приготовляют растворы, применять следует только чистые исходные вещества и воду высокой степени очистки, а в ряде случаев (для растворов NaOH, Na2S2O3) - очищенную от CO2.

Следует иметь в виду, что скорость растворения твердого вещества зависит от размера его частиц (тонкоизмельченное растворяется быстрее).

Некоторые вещества не смачиваются водой и плавают на ее поверхности, образуя тонкую пленку. Для приготовления водных растворов подобных веществ рекомендуют порошок вначале облить небольшим количеством этилового спирта (если он инертен по отношению к компонентам раствора), а уже затем приливать воду.

Сосуды для растворения и хранения растворов оснований должны быть снабжены хлоркальциевыми трубками, заполненными аскаритом или натронной известью, чтобы защитить раствор от СO2. В некоторых случаях растворы следует хранить в атмосфере инертного газа (N2, СO2). Растворы веществ, разлагающихся под действием света, например AgNO3, следует хранить в сосудах из коричневого стекла или покрытых черным лаком (в крайнем случае обернутых в черную бумагу).

Приготовление водных растворов кислот приблизительной концентрации

Водные растворы кислот (H2SO4, HCl, HNO3) обычно приготовляют соответствующим разбавлением исходных химически чистых концентрированных кислот. Разбавление проводят из расчета на объем, так как жидкость всегда легче отмерить, чем взвесить. Чтобы получить разбавленную кислоту (например, 1:5), к 5 объемам воды прибавляют 1 объем кислоты.

Процентное содержание концентрированных кислот контролируют по плотности, определяемой большей частью ареометром. Значения концентрации кислот в зависимости от плотности см. в справочниках.

Обращаться с концентрированными кислотами следует осторожно, так как они сильно действуют на кожу, разрушают одежду и обувь, портят полы и столы. При работе с концентрированными кислотами необходимо пользоваться резиновыми перчатками и защитными очками.

При приготовлении разбавленных растворов кислот (в особенности H2SO4) следует приливать кислоту в воду тонкой струей при непрерывном перемешивании стеклянной палочкой. Если при этом смесь сильно разогрелась, то ее охлаждают, после чего приливают следующую порцию кислоты.

Кислоту, попавшую на обувь или одежду, необходимо незамедлительно смыть большим объемом воды, нейтрализовать аммиаком или NaHCO3 и снова обмыть водой. Кислоту, разлитую на столе или на полу, засыпают песком, нейтрализуют Na2CO3, СаО, Са(ОН)₂, СаСО3 и лишь после этого производят уборку.

При приготовлении разбавленных растворов из более концентрированных или путем смешения растворов разных концентраций, для расчета соотношения объемов удобно пользоваться так называемым правилом креста или смешения. Это правило может быть иллюстрировано схемой получения 5% (по массе) раствора разбавлением 20% раствора:

Правило креста распространяется и на случай, когда концентрация смешиваемых водных растворов выражена через плотность. Пусть дан водный раствор плотностью 1,57 г/см3. Нужно из него приготовить раствор с плотностью 1,20 г/см3. По правилу креста составляем схему:

отсюда следует, что нужно смешать 20 см3 раствора с р = 1,57 г/см3 с 37 частями по массе воды.

Расчет концентрации по правилу креста не отличается точностью, и пользоваться этим методом можно лишь для приготовления растворов приблизительной концентрации.

Приготовление безводного раствора хлорной кислоты

Раствор хлорной кислоты в безводной уксусной кислоте широко применяют в качестве титранта для кислотно-основного титрования в неводной среде.

Промышленность выпускает хлорную кислоту различной концентрации (от 42 до 70%), чаще всего в виде 57% водного раствора с плотностью около 1,50 кг/л

Избыточную воду из хлорной кислоты удаляют уксусным ангидридом:

Предварительно определив содержание воды в хлорной кислоте, последнюю растворяют в ледяной уксусной кислоте и рассчитывают, какой объем V1 (в мл) уксусного ангидрида необходим для удаления из хлорной кислоты избыточной воды:

где 100 - А - содержание воды в исходном растворе НСlO4, %; V - объем НСlO4, взятый для приготовления раствора, мл; р - плотность применяемого раствора HClO4, г/см3; p1 - плотность уксусного ангидрида, г/см3; 102 - молекулярная масса уксусного ангидрида; 18 - молекулярная масса воды.

Определенный объем HClO4 V постепенно, при непрерывном перемешивании, вливают в 800 мл ледяной уксусной кислоты, прибавляют V1 мл уксусного ангидрида, тщательно перемешивают, доводят объем раствора ледяной уксусной кислотой до 1 л и снова перемешивают. Через сутки раствор готов.

Приготовление растворов щелочей

При растворении NaOH или КОН необходимо пользоваться резиновыми перчатками и защитными очками. Щелочи вызывают химический ожог кожи, разрушают одежду и обувь. Брать твердую щелочь руками запрещается.

Водные растворы NaOH и КОН. При растворении твердых NaOH и КОН в воде происходит сильное разогревание; поэтому насыщенные растворы щелочей приготовляют в термостойкой стеклянной или, лучше, в фарфоровой посуде, постепенно добавляя твердую щелочь при перемешивании, чтобы избежать местного перегрева.

На воздухе NaOH и КОН поглощают воду и СO2. Образующиеся карбонаты мало растворимы в концентрированном растворе щелочей и постепенно выпадают в осадок.

Концентрированные растворы щелочей при хранении в стеклянной посуде разрушают стекло, выщелачивая из него кремневую кислоту. Поэтому лучше хранить их в сосудах из полиэтилена.

Из концентрированных растворов получают разбавленные растворы щелочей, концентрацию которых контролируют по плотности. Ориентировочное значение объемов разбавляемого раствора щелочи и воды можно рассчитать и по правилу креста.

Приготовление 50% раствора NaOH, не содержащего карбонатов (по ГОСТ 4517-75), производят следующим образом: в фарфоровом стакане растворяют при постепенном добавлении и перемешивании 250 г NaOH в 250 мл дистиллированной воды. После охлаждения раствор переливают в полиэтиленовый сосуд, закрывают пробкой и выдерживают 2-3 недели, до полного осаждения NaCO3. Затем прозрачный раствор сифонируют стеклянной трубкой и соответственно разбавляют водой, не содержащей СO2.

Спиртовый раствор КОН. Растворимость NaOH и КОН в метиловом спирте выше, чем в этиловом. Однако поскольку метиловый спирт очень токсичен и огнеопасен, обычно используют этанольные растворы NaOH и КОН. Растворимость NaOH в этиловом спирте при 28 °С составляет 14,7%, а КОН - 27,9%.

Для приготовления раствора КОН применяют этиловый ректификованный спирт, предварительно очищенный от альдегидов.

Наиболее эффективен следующий способ очистки: раствор из 2 г AgNO3 в 5 мл дистиллированной воды вливают в 1200 мл этилового спирта, находящегося в склянке с притертой пробкой, и тщательно перемешивают. Отдельно растворяют 5 г КОН в 25 мл горячего этилового спирта, раствор охлаждают и вливают в спиртовой раствор AgNO3. Выпадает осадок Ag2O, которому дают осесть, фильтруют и отгоняют спирт. Этиловый спирт, очищенный этим способом, остается бесцветным несколько лет.

Спиртовой раствор КОН при хранении часто приобретает слабо-желтую окраску, вызываемую осмолением примесей. Для приготовления растворов КОН, не окрашивающихся при длительном хранении, рекомендуют спирт предварительно обработать бутилатом алюминия (5 г на 1 л спирта). Смеси дают постоять 3-4 недели при комнатной температуре, после чего спирт декантируют и растворяют в нем КОН.

Приготовление водного раствора аммиака

Поступающий в продажу водный раствор аммиака плотностью 0,901-0,907 г/см3 при 20 °С, содержит 25-27% NH3. Препарат и его разбавленные растворы вполне пригодны для выполнения большинства препаративных и вспомогательных лабораторных работ.

Для аналитических работ ГОСТ 4517-75 рекомендует приготовлять растворы из баллонного жидкого синтетического аммиака или из водного аммиака, поступающего в продажу.

Газообразный аммиак вызывает раздражение глаз и слизистой оболочки носа, тошноту и головные боли. Все работы с аммиаком должны проводиться в вытяжном шкафу.

Из баллонного аммиака. Собирают установку (рис. 63). Баллон с аммиаком 1 устанавливают и закрепляют на подставке 2. Баллон соединяют с пустой промежуточной склянкой 3, к которой присоединены две поглотительные склянки 4 с раствором NaOH для поглощения СO2. Аммиак, очищенный от СO2, поступает в приемник 5, где находится дважды перегнанная дистиллированная вода, не содержащая СO2. Насыщение аммиаком проводят до достижения плотности раствора в приемнике 0,907 г/см3, что соответствует 25% раствору аммиака.

Для получения более концентрированного раствора приемник охлаждают водой со льдом в бане 8.

Склянка 6 - брызгоуловитель; склянка 7, содержащая раствор NaOH, предохраняет от попадания СO2 из воздуха в приемник.

Из водного аммиака. 500 мл водного аммиака помещают в круглодонную колбу вместимостью 1 л и осторожно прибавляют свежеприготовленную кашицу из 10 г СаО и воды.

Колбу соединяют с вертикально поставленным обратным холодильником, верхний конец которого закрывают трубкой с натронной известью, и оставляют раствор в покое на 18-20 ч. Затем собирают установку (рис. 64). Колбу 2 с водным аммиаком ставят на водяную баню 1 так, чтобы холодильник был направлен вверх под углом 45°, и соединяют верхний его конец через промежуточную колбу 4 с приемником - колбой 5, содержащей 300-400 мл воды, и закрытой трубкой с натронной известью 6. При нагревании водного аммиака на водяной бане газообразный аммиак поступает в приемник и полностью поглощается водой. Насыщение аммиаком проводят до достижения плотности раствора в приемнике 0,907 г/см3, что соответствует 25% раствору аммиака.

Приготовление рабочих растворов точной концентрации

Приготовление раствора из навески стандартного вещества. Взятую с точностью до 0,0002 г навеску высушенного стандартного вещества, которая приблизительно соответствует рассчитанной для получения определенного объема раствора заданной концентрации, аккуратно переносят в мерную колбу и растворяют в небольшом объеме дистиллированной воды, не содержащей СO2. Полученный раствор при периодическом взбалтывании разбавляют водой, доводя объем раствора в мерной колбе несколько ниже метки. Затем колбу с раствором выдерживают 15-20 мин при 20°С и осторожно добавляют воду до метки. Колбу закрывают пробкой и содержимое взбалтывают в течение 15-30 мин.

Зная массу исходного вещества и объем раствора, вычисляют его концентрацию.

Для упрощения последующих расчетов удобно пользоваться поправкой на нормальность (или коэффициентом нормальности) К. Эта поправка представляет собой отношение нормальности приготовленного раствора к заданной нормальности раствора, выраженной целыми, десятыми или сотыми долями нормальности. Например, нормальность приготовленного раствора оказалась равной 0,1036 н., а заданная 0,1 н. В этом случае

При умножении объема пошедшего на титрование раствора на эту поправку К получают эквивалентный объем заданной концентрации (в данном случае 0,1 н.).

В табл. 3 приведены некоторые твердые стандартные вещества, с помощью которых точно устанавливается концентрация наиболее часто применяемых рабочих растворов.

Приготовление растворов из фиксаналов. Фиксаналы, или стандарт-титры, представляют собой точно отвешенное количество реактива или его раствора, запаянного в стеклянную ампулу. Как правило, в каждой ампуле содержится 0,1 эквивалента вещества. При количественном перенесении содержимого подобной ампулы в мерную колбу на 1 л и доведении объема раствора водой до метки при 20 °С получаются точно 0,1 н. растворы.

Выпускаются фиксаналы HCl, H2SO4, NaOH, КОН, Na2CO3, NaCl, Na2C2O4, H2C2O4-2H2O, K2Cr2O7, K2C2O4, Na2S2O3-5H2O, KMnO4, AgNO3, NH4SCN, KSCN, NaSCN, BaCl2-2H2O, (NH4)2C2O4-H2O, Na2B4O7-10H2O, KCl, K2CO3, NH4Cl, I2 и др.

Фиксаналы рекомендуется применять во всех случаях, когда требуется быстро приготовить точный рабочий раствор, не прибегая к взвешиванию.

Вначале теплой водой смывают надпись на ампуле и хорошо обтирают ее чистым полотенцем. В мерную колбу вместимостью 1 л вставляют воронку с вложенным в нее стеклянным бойком (обычно прилагается к каждой коробке фиксанала), острый конец которого должен быть обращен вверх (рис. 65). Ампуле с фиксаналом дают свободно падать так, чтобы тонкое дно ампулы разбилось при ударе об острый конец бойка. После этого другим стеклянным бойком пробивают боковое углубление ампулы и дают содержимому вытечь. Не меняя положения ампулы, в образовавшееся верхнее отверстие вставляют оттянутый в капилляр и изогнутый вверх конец трубки промывалки и сильной струей промывают ампулу изнутри. Затем струей воды из промывалки хорошо промывают наружную поверхность ампулы и воронку с бойком. Удалив ампулу из воронки, доводят уровень жидкости в колбе до метки. Колбу плотно закрывают и тщательно перемешивают раствор.

При пользовании фиксаналом 0,1 н. йода перед вскрытием ампулы необходимо поместить в мерную колбу 30-40 г KI для полного растворения йода.

Ампулы с фиксаналами твердых веществ (H2C2O4-2H2O, NaCl, KMnO4 и др.) вскрывают так же, как описано выше, но воронка должна быть совершенно сухая. Когда ампула разбита, содержимое ее осторожным встряхиванием высыпают в колбу, ампулу и воронку тщательно промывают дистиллированной водой.

Фиксанал AgNO3 при обычных условиях хранения через 2-3 года темнеет. Фиксаналы большинства других твердых веществ и кислот могут храниться неопределенно долгое время.

Фиксаналы NaOH, КОН пригодны только в течение 6 месяцев со дня их выпуска. Помутнение щелочных растворов - признак их порчи.

Рабочие растворы с точной концентрацией должны быть по возможности свежеприготовленными. Исключение составляют растворы KMnO4, титр которых следует устанавливать не ранее чем через 3-4 дня после их приготовления.

При хранении рабочих растворов следует периодически проверять их концентрацию. Рабочие растворы щелочей и тиосульфата натрия следует защищать от действия СО₂ (хлоркальциевые трубки с натронной известью или аскаритом).

Сосуды с рабочими растворами должны иметь четкие надписи с указанием вещества, нормальности, поправочного коэффициента, даты изготовления и даты проверки концентрации.

2. Водный баланс

 Содержание воды в организме значительно превышает содержание всех остальных химических элементов. У новорожденного на долю воды приходится около 75% общего веса тела, у юношей в среднем 63%, у девушек - 52%, у взрослых - соответственно 52 и 46%. Так как жировая ткань особенно бедна водой, относительное содержание воды в организме в значительной степени зависит от количества жировой ткани . Поскольку у женщин жировой ткани больше, чем у мужчин , содержание воды в их организме примерно на 6 - 10% ниже. У взрослого человека на долю воды приходится 73,2% безжировой массы тела, и эта величина не зависит от пола. 

3. Осмотическое давление и осмоляльность

Осмолярность – сумма концентраций катионов анионов и неэлектролитов, т.е. всех кинетически активных частиц в 1л. раствора. Она выражается в миллиосмолях на литр (мосм/л). Осмоляльность – концентрация тех же частиц, растворенных в килограмме воды, выражающаяся в миллиосмолях на килограмм (мосм/кг).

Осмоти́ческая концентра́ция — суммарная концентрация всех растворённых частиц.

Может выражаться как осмолярность (осмоль на литр раствора) и как осмоляльность (осмоль на килограмм растворителя).

Осмо́ль — единица осмотической концентрации, равная осмолярности, получаемой при растворении в одном литре растворителя одного моля неэлектролита. Соответственно, раствор неэлектролита с концентрацией 1 моль/л имеет осмолярность 1 осмоль/литр.

Осмолярность электролита зависит от его концентрации, коэффициента диссоциации и числа ионов, на которые он диссоциирует:

osm=ФnC

где Φ — коэффициент диссоциации, принимает значения от 0 (для неэлектролита) до 1 (полная диссоциация), n — количество частиц, на которые диссоциирует молекула (например, для NaCl n = 2, для H2SO4 n = 3), C — молярная концентрация раствора.

Так, если NaCl при растворении диссоциирует на Na+ и Cl−, и в разбавленных растворах диссоциирует нацело (Φ = 1), то осмолярность 1-молярного раствора NaCl составит 2 осмоль/л, в концентрированных растворах Φ может быть 0,8, тогда осмолярность 1-молярного раствора составит 1,6 осмоль/л.

От осмолярности зависят  депрессия точки замерзания (чем выше осмолярность, тем ниже температура замерзания раствора), повышение точки кипения (чем выше осмолярность, тем выше температура кипения) и осмотическое давление.

Осмотическое давление (обозначается π) — избыточное гидростатическое давление на раствор, отделённый от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, при котором прекращается диффузия растворителя через мембрану (осмос). Это давление стремится уравнять концентрации обоих растворов вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя.

Мера градиента осмотического давления, то есть различия водного потенциала двух растворов, разделённых полупроницаемой мембраной, называется тоничностью. Раствор, имеющий более высокое осмотическое давление по сравнению с другим раствором, называется гипертоническим, имеющий более низкое — гипотоническим.

Осмотическое давление может быть весьма значительным. В дереве, например, под действием осмотического давления растительный сок (вода с растворёнными в ней минеральными веществами) поднимается по ксилеме от корней до самой верхушки. Одни только капиллярные явления не способны создать достаточную подъёмную силу — например, секвойям требуется доставлять раствор на высоту до 100 метров. При этом в дереве движение концентрированного раствора, каким является растительный сок, ничем не ограничено.

Взаимодействие эритроцитов с растворами в зависимости от их осмотического давления.

Если же подобный раствор находится в замкнутом пространстве, например, в клетке крови, то осмотическое давление может привести к разрыву клеточной мембраны. Именно по этой причине лекарства, предназначенные для введения в кровь, растворяют в изотоническом растворе, содержащем столько хлорида натрия (поваренной соли), сколько нужно, чтобы уравновесить создаваемое клеточной жидкостью осмотическое давление. Если бы вводимые лекарственные препараты были изготовлены на воде или очень сильно разбавленном (гипотоническом по отношению к цитоплазме) растворе, осмотическое давление, заставляя воду проникать в клетки крови, приводило бы к их разрыву. Если же ввести в кровь слишком концентрированный раствор хлорида натрия (3—10 %, гипертонические растворы), то вода из клеток будет выходить наружу, и они сожмутся. В случае растительных клеток происходит отрыв протопласта от клеточной оболочки, что называется плазмолизом. Обратный же процесс, происходящий при помещении сжавшихся клеток в более разбавленный раствор, — соответственно, деплазмолизом.

Величина осмотического давления, создаваемая раствором, зависит от количества, а не от химической природы растворенных в нём веществ (или ионов, если молекулы вещества диссоциируют), следовательно, осмотическое давление являетсяколлигативным свойством раствора. Чем больше концентрация вещества в растворе, тем больше создаваемое им осмотическое давление. Это правило, носящее название закона осмотического давления, выражается простой формулой, очень похожей на некий закон идеального газа:

${\displaystyle \pi =i\cdot C\cdot R\cdot T}$,

где i — изотонический коэффициент раствора; C — молярная концентрация раствора, выраженная через комбинацию основных единиц СИ, то есть, в моль/м³; R —универсальная газовая постоянная; T — термодинамическая температура раствора.

Это показывает также схожесть свойств частиц растворённого вещества в вязкой среде растворителя с частицами идеального газа в воздухе. Правомерность этой точки зрения подтверждают опыты Ж. Б. Перрена (1906): распределение частичек эмульсии смолы гуммигута в толще воды в общем подчинялось закону Больцмана.

Осмотическое давление, которое зависит от содержания в растворе белков, называется онкотическим (0,03—0,04 атм). При длительном голодании, болезни почек концентрация белков в крови уменьшается, онкотическое давление в крови снижается и возникают онкотические отёки: вода переходит из сосудов в ткани, где π_ОНКбольше. При гнойных процессах π_ОНК в очаге воспаления возрастает в 2—3 раза, так как увеличивается число частиц из-за разрушения белков.

В организме осмотическое давление должно быть постоянным (около 7,7 атм). Поэтому пациентам вводят изотонические растворы (растворы, осмотическое давление которых равно π_плазмы ≈ 7,7 атм. (0,9 % NaCl — физиологический раствор, 5 % раствор глюкозы). Гипертонические растворы, у которых π больше, чем π_плазмы, применяются в медицине для очистки ран от гноя (10 % NaCl), для удаления аллергических отёков (10 % CaCl₂, 20 % глюкоза), в качестве слабительных лекарств (Na₂SO₄∙10H₂O, MgSO₄∙7H₂O).

Закон осмотического давления можно использовать для расчёта молекулярной массы данного вещества (при известных дополнительных данных).

3.1. Обоснование формулы Вант-Гоффа

Обоснование формулы Вант-Гоффа с термодинамических позиций

В растворе свободная энергия ${\displaystyle G=G^{0}+RTlnx_{A}+\pi V_{C}}$, где ${\displaystyle x_{A}}$ — молярная часть раствора, ${\displaystyle V_{C}}$ — его мольный объем. Появление члена ${\displaystyle \pi V_{C}}$ эквивалентно внесению в свободную энергию внешнего давления. При равновесии ${\displaystyle \nabla G}$ для растворителя равно нулю. Таким образом,

${\displaystyle 0=\nabla G=G^{0}+RTlnx_{A}+\pi V_{C}-G^{0}=RTlnx_{A}+\pi V_{C},}$

откуда:

${\displaystyle \pi =-{\frac {RT}{V_{C}}}ln(1-x_{B})\cong {\frac {RT}{V_{C}}}x_{B}\cong {\frac {RT}{V_{C}}}{\frac {n_{B}}{n_{A}}}\cong RT{\frac {n_{B}}{V}}=cRT,}$

то есть получена формула Я. Вант-Гоффа (${\displaystyle \pi =cRT}$).

При её выведении высчитано, что ${\displaystyle x_{B}}$ — малая величина. Это позволяет разложить ${\displaystyle ln(1-x_{B})}$ в ряд и далее применить соотношение ${\displaystyle x_{B}\cong {\frac {n_{B}}{n_{A}}}.}$ Произведение ${\displaystyle n_{A}V_{C}}$в разбавленных растворах практически равно объему раствора.

Осмотическое давление коллоидных растворов

Для возникновения осмотического давления должны выполнятся два условия:

• наличие полупроницаемой перегородки (мембраны);
• наличие по обе стороны мембраны растворов с разной концентрацией.

Мембрана проницательна для частичек (молекул) определенного размера, поэтому она может, например, выборочно пропускать сквозь свои поры молекулы воды, не пропуская молекулы этилового спирта. Для газовой смеси — водорода и азота — роль полупроницаемой мембраны может выполнять тонкая палладиевая фольга, сквозь которую свободно диффундирует водород, тогда как азот она практически не пропускает. с помощью такой мембраны можно разделять смесь водорода и азота на отдельные компоненты.

Простыми и давно известными примерами мембран, которые проницаемы для воды и непроницаемы для многих других растворенных в воде веществ, является кожа, пергамент, и другие ткани животного и растительного происхождения.

Пфеффер с помощью осмометра, в котором в качества полупроницаемой мембраны использовался пористый фарфор, обработанный ${\displaystyle Cu_{2}Fe(CN)_{6}}$, исследовал осмотическое давление водных растворов тростникового сахара. На основе этих измерений Вант-Гофф в 1885 году предложил эмпирическое уравнение, которому подчиняется осмотическое давление ${\displaystyle \pi }$ разведенных растворов:

${\displaystyle \pi =cRT}$,

где c=n/V — концентрация растворенного вещества, моль/м³.

Это уравнение по форме совпадает с законом Бойля-Мариотта для идеальных газов. Поэтому осмотическое давление разведенных растворов можно определить как давление, которое бы создавала то же самое количество молекул растворенного вещества, если бы оно было в виде идеального газа и занимало при данной температуре объем, равный объему раствора.

Уравнение Вант-Гоффа можно несколько преобразовать, подставляя вместо концентрации ${\displaystyle c_{i}=n_{i}/V=m_{i}/M_{i}V}$:

${\displaystyle \pi =c_{i}RT={\frac {m_{i}}{M_{i}V}}RT}$,

где ${\displaystyle m_{i}}$ — массовая концентрация растворенного вещества; ${\displaystyle M_{i}}$ — его молекулярная масса.

В таком виде уравнение Вант-Гоффа широко применяется для определения молярной массы растворенного вещества. Осмотический метод применяют зачастую для определения молярных масс высокомолекулярных соединений (белков, полисахаридов и других). Для этого достаточно измерить осмотическое давление раствора с известной концентрацией.

Если вещество диссоциирует в данном растворе, то осмотическое давление будет большим чем рассчитанное и нужно вводить изотонический коэффициент:

${\displaystyle \pi =icRT.}$

Уравнение Вант-Гоффа справедливо только для разведенных растворов, которые подчиняются закону Рауля. При повышенных концентрациях растворов ${\displaystyle c_{i}}$ в последнем уравнении должно быть заменено на активность ${\displaystyle a_{1}}$ или фугитивность ${\displaystyle f_{1}.}$

Роль осмоса в биологических системах

Явление осмоса и осмотическое давление играют огромное значение в биологических системах, которые содержат полупроницаемые перегородки в виде разных тканей, в том числе оболочек клеток. Постоянный осмос воды внутрь клеток создает избыточное гидростатическое давление, которое обеспечивает прочность и упругость тканей, которое называют тургором.

Если клетку, например, эритроцит, поместить в дистиллированную воду (или очень разбавленный раствор соли), то вода будет проникать внутрь клетки и клетка будет набухать. Процесс набухания может привести к разрыву оболочки эритроцита, если произойдет так называемый гемолиз.

Обратное явление наблюдается, если вместить клетку в концентрированный раствор соли: сквозь мембрану вода из клеток диффундирует в раствор соли. При этом протоплазма сбрасывает оболочку, клетка сморщивается, теряет тургор и стойкость, свойственные ей в нормальном состоянии. Это явление называется плазмолизом. При помещении плазмолизованных клеток в воду протоплазма опять набухает и в клетке восстанавливается тургор. Происходит при этом так называемый деплазмолиз: это можно наблюдать, вмещая цветы, который начинают вянуть, в воду. И только в изотоническом растворе, который имеет одинаковую концентрацию (вернее, одинаковое осмотическое давление с содержанием клетки), объем клетки остается неизменным.

Процессы усвоения еды, обмена веществ тесно связаны с разной проницаемостью тканей для воды и других растворенных в ней веществ.

Осмотическое давление отыгрывает роль механизма, который подает нутриенты клеткам; у высоких деревьев последние поднимаются на высоту нескольких десятков метров, что соответствует осмотическому давлению в несколько десятков атмосфер. Типовые клетки, сформировавшиеся с протоплазматических мешков, наполненных водными растворами разных веществ (клеточный сок), имеют определенное значение для давления, величина которого измеряется в пределах 0,4—2 МПа.

3.2. Осмоляльность плазмы

ОСМОТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ (КОНЦЕНТРАЦИЯ)

Осмотическая активность биологической жидкости определяется концентрацией осмотически активных веществ и создаётся недиссоциирующими соединениями и электролитами. Данная активность (соответствующая 1 л раствора) выражается в миллиосмолях (мосм), равных миллиэквивалентам (мэкв) одновалентных ионов (для них также справедливо соотношение мэкв/л = ммоль/л.)

Соли типа натрия хлорида полностью диссоциируют в воде, поэтому конечная осмотическая активность раствора вдвое больше концентрации каждого электролита.

Напротив, глюкоза не диссоциирует в воде, следовательно, осмотическая активность её количества, равного 1 ммоль и содержащегося в 1 л раствора, составит 1 мосм. Для выражения степени осмотической активности (концентрации) раствора используют следующие понятия.

Осмолярность — число осмолей растворённого вещества, содержащегося в 1 л раствора. Осмоляльность — число осмолей растворённого вещества, содержащегося в 1 кг растворителя.

У биологических жидкостей разница между осмоляльностью и осмолярностью незначительна, поэтому указанные термины могут иметь одинаковое смысловое значение в клинической медицине.

ОСМОЛЯЛЬНОСТЬ И ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ

Под осмотическим давлением, или эффективной осмоляльностью, подразумевают разницу осмотической активности двух растворов, разделённых полупроницаемой мембраной (на два отсека), через которую свободно проходят только молекулы воды (растворитель). Данная разница создаёт осмотический градиент для движения воды из раствора с низкой концентрацией в раствор с более высокой осмотической концентрацией. Вместе с тем существуют вещества, которые, будучи растворёнными, способствуют повышению осмоляльноста раствора в каждом из двух отсеков без возрастания осмотического давления. В качестве примеров таких веществ, приводящих к гиперосмоляльности растворов без повышения осмотического давления, можно привести мочевину и спирты (этанол, метанол, этиленгликоль и др.) *

ОСМОЛЯЛЬНОСТЬ ПЛАЗМЫ КРОВИ

Осмоляльность плазмы крови (внеклеточная жидкость) можно измерить в лаборатории, используя определение точки замерзания — криоскопическои константы. (Температура замерзания растворов осмотически активных веществ ниже точки замерзания воды, 0⁰С, поэтому для каждой концентрации существует своя криоскопическая константа.) Образец плазмы крови помещают в морозильную камеру и регистрируют точку замерзания, затем по ней определяют осмоляльность этой биологической жидкости (например, одноосмоляльные растворы замерзают при температуре -1,86 °С).

Осмоляльность плазмы также можно вычислить, исходя из содержания в ней натрия, хлора, глюкозы и мочевины (главные осмотические компоненты внеклеточной жидкости). В расчёте, приведённом ниже, использованы следующие данные: концентрация натрия составляет 140 мэкв/л, глюкозы — 5 ммоль/л, мочевины крови — 5 ммоль/л .

Осмоляльность плазмы = 2 х Na + глюкоза (ммоль/л) + мочевина (ммоль/л)
= 2 х (140) + 5 + 5 = 290 мосм/кг Н₂О

ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ ПЛАЗМЫ

Эффективная осмоляльность, или осмотическое давление плазмы, можно вычислить по аналогичной формуле, предварительно исключив из неё выражение, обозначающее концентрацию азота мочевины крови (вследствие способности мочевины свободно проникать сквозь клеточные мембраны и тем самым не создавать осмотического градиента между внеклеточной и внутриклеточной жидкостью).

Осмотическое давление плазмы = 2 х Na + глюкоза (ммоль/л)

= 2 х (140) + 5 = 285 мосм/кг Н₂О 

Разница между осмоляльностью плазмы и её осмотическим давлением у здоровых людей очень незначительна из-за малой концентрации мочевины во внеклеточной жидкости. В случае азотемии указанная разница существенно возрастает. Однако при чистых гиперосмолярных синдромах, не сопровождающихся повышенным осмотическим давлением, не происходит диффузии воды через клеточные мембраны и, следовательно, последствия таких расстройств незначительные.

ОСМОЛЯЛЬНАЯ РАЗНИЦА

Разность между измеренным и подсчитанным по формуле значением осмоляльности плазмы соответствует концентрации других осмотически активных веществ, не учтённых при вычислении (например, магний, кальций, белки и др.). Подобную разность называют осмоляльной разницей (в норме она составляет 10 мэкв/л или меньше) [4].

Повышенную осмоляльную разницу следует интерпретировать, исходя из значений вычисленной осмоляльности плазмы. Если вычисленная осмоляльность незначительна, то уменьшен объём жидкой части плазмы в результате гиперпротеинемии или гиперлипидемии. Если значение осмоляльности плазмы находится в пределах нормы, то увеличенная осмоляльная разница свидетельствует о присутствии токсинов (этанол, метанол, этиленгликоль) или других осмотически активных веществ, таких, как маннит либо трудноидентифицируемые средние молекулы, накапливающиеся при почечной недостаточности. Определение осмоляльной разницы можно использовать для дифференциации острой и хронической почечной недостаточности. При острой почечной недостаточности осмоляльная разница будет нормальной, а при хронической — повышенной [4].

1. Rose BD. New approach to disturbances in the plasma sodium concentration. Am J Med 1986; 81:1033-1040.
2. Alvis R, Geheb M, Cox M. Hypo- and hyperosmolar states: Diagnostic approaches. In: ArieffAl, DeFronzo R eds. Fluid, electrolyte and acid-base disorder. New York: Churchill Livingstone, 1985; 185-221.
3. Narins RG, Jones ER, Stom MC, et al. Diagnostic strategies in disorders of fluid, electrolyte and acid-base homeostasis. Am J Med 1982; 72: 496-520.

ГИПЕРНАТРИЕМИЯ

4. Geheb M. Clinical approach to the hyperosmolar patient. Crit Care Clin 1987; 5:797-815.
5. Katz MA. Hyperglycemia-induced hyponatremia—calculation of expected serum sodium depression. N Engi J Med 1973; 289:843-844.
6. Moran SM, Jamison RL. The variable hyponatremic response to hyperglycemia. West J Med 1985; 142:49-53.
7. Feig PU. Hypernatremia and hypertonic syndromes. Med Clin North Am 1981; 65:271-290.
8. Khadori R, Soler NG. Hyperosmolar hyperglycemic nonketotic syndrome. Am J Med 1984; 77:899-903.
9. Daugirdas JT, Kronfol NO, Tzamaloukas AH, Ing TS. Hyperosmolar coma: Cellular dehydration and the serum sodium concentration. Ann Intern Med 1989; 10:855-857.

ГИПОНАТРИЕМИЯ

10. Arieff Al. Osmotic failure: Physiology and strategies for treatment. Hosp Pract 1988; 22:131-152.
11. Anderson RJ, Chung HM, Kluge R, Schrier RW. Hyponatremia: A prospective analysis of its epidemiology and the pathogenic role of vasopressin. Ann Intern Med 1985; 102:164-168.
12. Chung HM, Kluge R, Schrier RW, Anderson RA. Postoperative hyponatremia. A prospective study. Arch Intern Med 1985; 146:333-336.
13. Weisberg LS. Pseudohyponatremia: A reappraisal. Am J Med 1988; 86:315-318.
14. Ayus JC, Krothapalli RK, Arieff Al. Changing concepts in treatment of severe symptomatic hyponatremia. Am J Med 1985; 78:897-902.
15. Dubois GD, Arieff Al: Symptomatic hyponatremia: The case for rapid correction. In: Narins RG ed. Controversies in Nephrology and Hypertension. New York: Churchill Livingstone, 1984; 393-407.

3.3. Методы измерения осмолярности

4. ТИПОВЫЕ ФОРМЫ НАРУШЕНИЯ ВОДНОГО ОБМЕНА

Дисгидрии - нарушения водного обмена.

Дисгидрии классифицируют с учетом трёх критериев:

•  Содержания жидкости в организме: выделяют гипогидратацию (обезвоживание) и гипергидратацию (гипергидрия), в том числе отёк.

•  Осмоляльности внеклеточной жидкости: различают гипоосмолярную (осмоляльность плазмы менее 280 мОсм/кг), гиперосмолярную (осмоляльность плазмы крови более 300 мОсм/кг) и изоосмолярную формы дисгидрии.

•  Сектора организма, в котором преимущественно нарушается водный обмен: выделяют клеточную, внеклеточную и смешанную (ассоциированную) формы дисгидрии.

5. Обезвоживание организма

Обезвоживание организма (лат. exsiccosis, дегидратация, эксикоз) — патологическое состояние организма, вызванное уменьшением количества воды в нём ниже физиологической нормы^[1], сопровождающееся нарушениями метаболизма. Причиной обезвоживания могут быть различные заболевания, в том числе связанные с значительными потерями воды (потоотделение, рвота, диурез, диарея^[2]), либо недостаточное поступление воды в организм^[1]. Также может возникать при острой недостаточности питания^[3]. Обезвоживание по причине желудочно-кишечных и других нарушений (особенно диарея) — наиболее распространенная медицинская проблема встречающаяся у детей младше 5 лет.

Симптомы обезвоживания: сильная жажда^[2], низкое количество мочи, тёмно-желтый цвет мочи, переутомление, слабость. При тяжелой форме обезвоживания^[2]: помрачение сознания, слабый пульс, снижение артериального давления, цианоз.

Потеря 20—25 % воды является смертельной, болезненные расстройства наступают при потере 10 % от общего количества воды в организме^[1]

5.1. Калорический метод определения потребности организма в жидкости

Нормальные потери жидкости в организме происходят через почки, кишечник, кожу, дыхательные пути. Наиболее применяемый метод для определения потребности организма в жидкости — калорический метод, основывающийся на линейной зависимости интенсивностью обмена веществ и потребностью в жидкости. На каждую калорию расходуемую при метаболизме ребенку требуется примерно 1 мл. воды. Интенсивность обмена веществ у детей функция площади поверхности тела. Младенцы с высокой относительно веса площадью тела имеют более высокую интенсивность обмена веществ и, следовательно, большие потребности в жидкости относительно веса тела.

Данные этой таблицы могут не соответствовать потребностям организма ребенка находящегося в критическом состоянии, при котором может потребоваться ограничение введения жидкости или, наоборот, увеличенный прием жидкости. Калорический метод не позволяет оценить повышенные потребности организма в жидкости в связи с увеличением веса, ростом, активностью, патофизиологическими состояниями (лихорадка). Калорические метод оценивает потребности организма здорового человека в нормальном состоянии. Положительный результат имеет превышение нормы жидкости устанавливаемой калорическим методом потребления здоровым человеком. В среднем, растущий младенец может потреблять 150—200 мл/кг/день молока (материнского или детская смесь) для обеспечения прибавки веса 30 г/день в течении первых нескольких месяцев жизни.

5.2. Электролиты

Восполнение расходуемых в течении дня электролитов необходимо при невозможности получать адекватное питание перорально. Объем электролитов измеряют в миллиграмм-эквивалентах (мг-экв) или миллимоль (ммоль) в расчете на 100 мл требуемой жидкости. Для здорового ребенка обычно требуется натриевый раствор 3 мг-экв/100 мл (приблизительно 0,2 % NaCl или 1/4 концентрации изотонического раствора), и калиевый раствор 2-2,5 мг-экв/100 мл. Применять калиевый раствор можно только при адекватности ренальной (почечной) функции. Этот объем натриевого и калиевого раствора восполняет лишь нормальные ежедневные потери и может быть недостаточным при повышенных потерях электролитов при патологических процессах (диарея). Также необходимо обращать внимание на риск гипонатриемии.

При внутривенном приеме жидкости в течение короткого периода (1-2 дня) относительно здоровым детям как правило не возникает необходимости во введении других электролитов (кальциевого и магниевого). Тем не менее следует учитывать, что стандартный раствор содержащий 5 % декстрозу, NaCl, хлорид калия удовлетворяет лишь минимальные потребности организма в калориях и не обеспечивают нормальную прибавку веса и разнообразие питательных веществ.

5.3. Повышенные/пониженные потребности в жидкости

Лихорадочное состояние увеличивает потребности организма в жидкости. Интенсивность обмена веществ у ребенка повышается на 12 % на каждый 1° C превышающий нормальную температуру. Другие гиперметаболические состояния, такие как тиротоксикоз, отравление салициловой кислотой (аспирином) могут повышать интенсивность обмена веществ на 25 %-50 %. Это повышает требования к предупреждению обезвоживания организма.

В некоторых условиях потребности организма в жидкости понижаются. Гипометаболические состояния, такие как гипотиреоз, понижают потребности на 10 %-25 %. Потребление жидкости также уменьшается на 10 %-25 % при высокой атмосферной влажности, если только высокая температура не вызывает видимое потоотделение. Здоровый ребенок с нормальной почечной функцией способен в полной мере эффективно выводить избыток потребленной жидкости. Почечная недостаточность требует особого внимания при введении растворов и электролитов. При неспособности организма эффективно выводить избыток жидкости, жидкость может накапливаться, что приводит к осложнениям, таким как застойная сердечная недостаточность, отек легких. При нефункционирующих почках жидкость вводится только в объеме равном неощутимым потерям жидкости. Неощутимые потери жидкости осуществляются преимущественно через кожу и дыхательные пути и равны около 40 % потребности организма в жидкости. Пациентам с почечной недостаточностью вводят 30 % жидкости от объема потребности организма, чтобы избежать необходимости вывода жидкости с применением гемодиализа.

Потребности в жидкости также уменьшаются при увеличении аргинин-вазопрессина (антидиуретический гормон). Высвобождение аргинин-вазопрессина происходит при гиповолемии или гипертоничности (осмотическая гипертония). Также высвобождение аргинин-вазопрессина стимулируется болью, тошнотой, после оперативного вмешательства, инфекциями центральной нервной системы (менингит, энцефалит), тяжелой пневмонией, некоторыми лекарственными препаратами (тиазидный диуретик, хемиотерапевтические вещества, селективный ингибитор обратного захвата серотонина). Высвобождение аргинин-вазопрессина при отсутствии гиповолемии и гипертоничности приводит к гипонатриемии, и может рассматриваться как синдром Пархона (синдром неадекватной секреции антидиуретического гормона). Пациентам с синдромом Пархона требуется особый контроль введения жидкостей и особенно натриевых электролитов.

6. Виды гипогидратации

В зависимости от осмоляльности внеклеточной жидкости выделяют гипоосмолярную, гиперосмолярную и изоосмолярную разновидности гипогидратации.

• Гипоосмолярная гипогидратация обусловлена преобладанием выведения солей над потерями воды.
  
• Гиперосмолярная гипогидратация развивается в результате превышения выведения жидкости над потерями солей.
  
• Изоосмолярная гипогидратация является следствием эквивалентного уменьшения в организме воды и солей.
  

7. Патофизиология

Ребенок имеет повышенный риск связанный с обезвоживанием организма. Ребенок имеет в 2-4 раза большую площадь поверхности тела относительно веса чем у взрослого человека, а, следовательно, большие потребности в жидкости. Также, вследствие этого ребенок гораздо легче подвергается обезвоживанию при пониженном потреблении жидкости или повышенном ее выведении, сопровождающими болезненные состояния. Например, распространенный у маленьких детей гастроэнтерит приводит к анорексии, рецидивирующей рвоте, частому и обильному стулу, что имеет последствием гораздо большие относительные потери жидкости чем у взрослых. Также следует учитывать несамостоятельность и зависимость ребенка, неспособность самостоятельно удовлетворять свои потребности в жидкости.

Выделяют следующие виды обезвоживания организма: изотоническое, гипотоническое, гипертоническое. При критическом обезвоживании организма употребляют следующие наименования этих видов обезвоживания соответственно: изонатриемическое, гипонатриемическое и гипернатриемическое, поскольку ионы натрия как компонент межклеточной жидкости определяет сывороточную осмоляльность. Изотоническая (изонатриемическое) обезвоживание (натриевая сыворотка 135—145 мэкв/л) наиболее распространенный вид обезвоживания, при которой происходят потери ионов натрия и калия. Натрий является основным катионом межклеточной жидкости. Его потеря происходит как во внешнюю среду, так и при переходе во внутриклеточную жидкость для балансирования потери ионов калия, поскольку потеря ионов калия из клеток не сопровождается внутриклеточными потерями анионов при тяжелом обезвоживании. Ионы натрия перешедшие во внутриклеточную жидкость возвращаются в межклеточную жидкость при регидратации. При этом потери внутриклеточной жидкости не происходит, недостаток жидкости при обезвоживании характерен прежде всего для межклеточной жидкости (хотя существует точка зрения согласно которой при обезвоживании 2/3 потери жидкости происходит из межклеточной жидкости, а 1/3 из внутриклеточной жидкости).

Гипонатриемия (натриевая сыворотка <135 мэкв/л) сопровождает обезвоживание. При гипотоническом обезвоживании объем межклеточной жидкости уменьшается в еще большей степени чем при изотоническом обезвоживании вследствие осмотического перехода межклеточной жидкости в клетку, что обуславливает более явные признаки обезвоживания. Гипотоническое обезвоживание обычно происходит у детей с гастроэнтеритом, когда потери ионов натрия со стулом также сопровождается практикой при которой родители чтобы компенсировать потери жидкости поят ребенка напитками с низким содержанием ионов натрия — водой, соком или чаем. При гипотоническом обезвоживании почки часто выделяют концентрированную мочу (сохраняя в организме объем жидкости) не смотря на гипонатриемию, поскольку аргинин-вазопрессин стимулируется пониженным эффективным циркулирующим объемом. Понижение внутрисосудистого объема является важнейшей причиной высвобождения аргинина-вазопрессина перекрывая оказываемое гипотоничностью (гипонатриемией) действие подавления аргинина-вазопрессина. Это приводит к понижению уровня натриевой сыворотки из-за разбавления. Гипотоническое обезвоживание также может явиться следствием значительных потерь ионов натрия (относительно веса тела) в стуле (например при холере), в моче (адреногенитальный синдром, церебральный синдром потери соли, солевой почечный диабет, другие нарушения связанные с ренальной потерей соли).

Гипертоническое или гипернатриемическое обезвоживание (натриевая сыворотка >145 мэкв/л) происходит, если потери жидкости превышают потери электролитов. Это обычно происходит в условиях, когда быстрая потеря гипотонического раствора в стуле, при рвоте и в моче, сопровождается невозможностью приема адекватного объема жидкости из-за анорексии и рвоты. Лихорадка и гипервентиляция могут усилить диспропорциональные потери жидкости. Также гипертоничное обезвоживание может быть обусловлено повышенным приемом растворенных веществ. Выделение через мочу растворенных веществ находящихся в организме сверх нормы, приводит к повышенному выделению жидкости, что приводит к обезвоживанию. Это может произойти например, если ребенок случайно потребил слишком большое количество натриевого раствора при неправильной дозировке порошка для оральной регидратации. При гипертоническом обезвоживании происходит перемещение жидкости из внутриклеточной среды в межклеточную стремясь восстановить осмотический баланс. Поэтому объем межклеточной жидкости сохраняется за счет внутриклеточной жидкости, что замедляет проявление симптомов обезвоживания. Однако потери жидкости внутри клетки приводит к внутриклеточной дегидрации, что может повлечь серьезные последствия для мозга. При быстром течении гипернатриемии происходит не только уменьшение объема мозга, но также падение давления спиномозговой жидкости из за диффузии воды из спинномозговой жидкости в кровь. При уменьшении объема мозга переходные вены (поверхностные мозговые вены впадающие в синусы твердой мозговой оболочки) в черепе могут растягиваться и даже надрываться приводя к субдуральному кровоизлиянию и другим осложнениям. Если гипертоническое состояние развивается медленнее, объем мозга может сначала незначительно уменьшиться, а потом вернуться к нормальному размеру даже при продолжающемся обезвоживании. Необходимо обеспечить сохранение объема клеток мозга при гипернатриемии. Для чего следует предотвратить потерю воды, и создать условия для возврата воды обратно в клетки и сохранение их объема. Применение осмотически активных растворов (идеогенические осмоли), таких какмиоинозитол, триметиламин, таурин и другие аминокислоты позволяют добиться этого. Регидратация пациента с гипернатриемией должна осуществляться медленно и осторожно, чтобы предупредить набухание мозга. Клиническое исследование при гипертоническом обезвоживание может показать рыхлость кожи из-за внутриклеточного обезвоживания. Однако этот признак не является строгим и не может заменять измерение натриевой сыворотки при диагностике гипернатриемии.

8. Обследование

Возможно изменение психического состояния вследствие нарушения баланса электролита (ионов натрия) сопровождающего обезвоживание. Наиболее точный способ оценки обезвоживания сравнивание текущего веса тела и веса тела предшествующего обезвоживанию. При остром обезвоживании потеря веса происходит преимущественно за счет потери телом жидкости.

8.1. Физикальное обследование

Важнейшей задачей физикального обследования является установление степени обезвоживания. Необходимо определить кровяное давление и вес тела. Также важно определить сухая или влажная слизистая оболочка рта, есть ли слезы, тургор кожи (отклонение, если при нажатии на кожу между пальцами кожа возвращается в исходное состояние дольше обычного), состояние перфузии конечностей.

Показатель времени наполнения капилляров наиболее надежный признак для оценки обезвоживания на 5 % и более. Наполнение капилляров определяется мягким нажатием до побеления на капиллярное ложе кончиков пальцев, ногтей верхних конечностей. После нажатия цвет должен вернуться в течение 2 сек. Также для определения обезвоживания на 5 % помогает выявление нарушения дыхания, особенно гипервентиляция легких, указывающая на ацидоз.

8.2. Лабораторные исследования

При умеренном обезвоживании лабораторное исследование как правило не проводится. Перед введением растворов внутривенно рекомендуется провести анализ электролитов, азота мочевины крови, креатинина. Единичное или периодические лабораторные исследования также осуществляются в процессе регидратации пациентов с шоком, тяжелым обезвоживанием, пониженным выделением мочи без улучшения после мер по восстановлению внутрисосудистого объема, с историей и клиническими признаками не соответствующими протекающим процессам изотонического обезвоживания или с диснатриемией (натриевая сыворотка или больше или меньше диапазона 135—145 мэкв/л). Обезвоживание сопровождаемое дизнатриемией (гипонатриемия или гипернатриемия) может иметь серьезные осложнения поэтому его лечение требует особого внимания. Несмотря на малую распространенность, у детей с гастроэнтеритом, особенно сопровождаемым кровянистым стулом и уменьшенным выделением мочи также не следует исключать гемолитический уремический синдром.

При тяжелых заболеваниях для того что бы более точно оценить кислотно-щелочной статус пациента необходимо измерение измерение газов артериальной крови. Нарушение кислотно-щелочного равновесия в случае умеренного обезвоживания является ацидозом с неанионным промежутком с пониженной сывороткой бикарбоната и гиперхлоремией (по причине потери бикарбоната в стуле). У пациентов с тяжелым обезвоживанием кроме того проявляютсяацидоз с анионным промежутком по причине накопления молочной кислоты или кетонов в периферической ткани из-за уменьшенной перфузиисопровождающей гиповолемию. У детей со пилоростенозом обычно наблюдается гипокалиемия, гипохлоремический метаболический алкалоз.

9. Лечение

При лечении необходимо учитывать следующее: 

1) нормальные потребности в жидкости и электролитах, 

2) дефицит жидкости и электролитов связанные с течением болезни, 

3) продолжающиеся потери жидкости и электролитов. 

Чаще всего продолжающиеся потери связаны с рвотой и диареей. Потери от диареимогут достигать 10 мл на кг на один стул, потери от рвоты — 5 мл на кг на один эпизод рвоты. Другие формы продолжающихся потерь могут быть связаны сожогами, засасыванием желудочного сока назогастральным зондом, гипервентиляцией, лихорадкой. Оценка потерь жидкости практически всегда носит приблизительный характер поэтому необходимы повторная оценка и контроль основных показателей состояния организма.

Растворы при обезвоживании вводятся энтерально или парентерально. При легком и умеренном обезвоживании предпочтительно пероральное введение раствора регидратационных солей^[2]. При тяжелом обезвоживании если пероральное введение безуспешно (по причине неукротимой рвоты или летаргии), пришоковом состоянии или при развивающемся шоке, при подозрении на анатомические дефекты (пилоростеноз, илеус) осуществляется парентеральная терапия, введение раствора регидратационных солей через назогастральный зонд или внутривенная инфузия растворов лактата Рингера (раствор Хартмана для инъекций), «Dhaka», «Darrow».^[2]. Распространенный метод терапии пациентов госпитализированных с обезвоживанием организма — введение внутривенно растворов начинающееся с 1-2 болюсов изотонического раствора из расчета 20 мл/кг. В течении последующих 24-48 часов, до тех пор пока пациент не сможет принимать растворы перорально, применяют натриевый раствор различных концентраций (обычно 0,45 % NaCl) смешанный с 5 %Д-глюкозой. Холлидей указывает на то. что лечение обезвоживания организма должно быть направлено прежде всего на быстрое восстановление межклеточных жидкостей, после которого должна осуществляться пероральная регидратационная терапия^[5]. Мориц и другие педиатры-нефрологи и врачи-реаниматологи предлагают воздерживаться от применения натриевых растворов различных концентраций в отношении госпитализированных детей и полагаться при лечении исключительно на изотонический раствор

9.1. Лечение обезвоживания с дизнатриемией

При гипертоническом обезвоживании у организма предполагается относительный дефицит воды, однако потеря воды обычно сопровождается потерей ионов натрия. Объем воды который требуется пациенту для восстановления нормального уровня сыворотки ионов натрия (145 мэкв/л) вычисляется по формуле:

(вес пациента в килограммах) X (текущий уровень сыворотки натрия — 145) X 4 мл/кг

Если уровень сыворотки ионов натрия превышает 170 мэкв/л, то в данной формуле меняют показатель избыточной воды 4 мл/кг на 3 мл/кг, для того чтобы понизить уровень избыточного натрия. Избыточная вода которой по данной формуле снабжается организм пациента является лишь частью общих потребностей организма и не учитывает непрерывного процесса естественной потери организмом воды. Изменение гипертонического обезвоживания необходимо производить медленно, чтобы не допустить отека мозга, что может привести к вклинению ствола головного мозга и смерти. При гипернатриемии расчет уровня сыворотки ионов натрия часто дает решение для ввода растворов на 2 этапе лечения — 30 мэкв/л. Часто также применяют метод введения 0,45 % NaCl в 5 % декстрозе, чтобы обеспечить медленный процесс понижения сыворотки ионов натрия с последующим понижением концентрации ионов натрия в растворе 0,2 % NaCl. Периодический контроль электролитов важен для обеспечения медленного постепенного характера процесса снижения уровня ионов натрия, что бы предупредить угрозы осложнений с мозгом человека.

При гипотоническом обезвоживании кроме потерь ионов натрия характерном для изотонического обезвоживания возможны дополнительные потери. Дополнительное количество ионов натрия, кроме того количества, которое теряется при изотоническом обезвоживании, необходимое для восстановления нормального уровня сыворотки натрия (135 мэкв/л) вычисляется по следующей формуле:

(вес пациента в килограммах) X (135 — текущий уровень сыворотки натрия) X 0,6

Для большинства пациентов с гипонатриемией лечение изотоническим раствором (0.9 % NaCl) с 5 % декстрозой достаточно для восстановления уровня сыворотки. Гипертонический солевой раствор (3 % содержащий Na 513 мэкв/л) используется при симптоматической гипонатриемии (пациенты со спазмами). Гипертонический солевой раствор вводится внутривенно 3,0 мл/кг 3 % раствора в течении 15-30 мин. или до прекращения спазмов. Такой объем 3 % раствора повышает натриевую сыворотку на примерно 2,5 мэкв/л и этого достаточно для повышения уровня натриевой сыворотки при котором тяжелые признаки и симптомы улучшаются. Эта доза может быть введена повторно если не наблюдается улучшения симтомов связанных с центральной нервной системой. Остающаяся гипонатриемия исправляется более медленными мерами, чтобы рост натриевой сыворотки не превышал 12 мэкв/л за 24 часа. Более высокие темпы повышения натриевой сыворотки, особенно если гипонатриемия продолжительная, потенциально может привести к демиелинизации варолиевого моста.

Гипонатриемия может иметь другие причины, кроме потери ионов натрия: высвобождение аргинин-вазопрессина при гиповолемии или гипертоничности (осмотическая гипертония) и при других условиях связанных с задержкой в организме воды, что влечет дилюционную гипонатриемию (интоксикация водой). Также при регидратации организма и снабжении его ионами натрия, когда почки выводят относительно большой объём мочи, содержащей малое количество ионов натрия возможен быстрый и непредсказуемый рост уровня натриевой сыворотки.

9.2. Парентеральная терапия

Парентеральная терапия умеренной или тяжелой формы обезвоживания включает 2 фазы: начальная фаза (1-2 часа) и основная фаза регидратации. Цельюначальной фазы является восстановление внутрисосудистого объема и, таким образом, улучшение перфузии и ренальной (почечной) функции, реверсия тканевой гипоксии, метаболического ацидоза и повышенного аргинина-вазопрессина. Независимо от типа обезвоживания (изотоническое, гипертоническое, гипотоническое) изотонический раствор (0.9 % NaCl) 20 мл/кг/час является наиболее быстрым и эффективным средством увеличения внутрисосудистого объема в острых случаях. В шоковом или близком к шоковому состоянии терапия носит более агрессивный характер (См. Шок). Пациент в быстрой последовательности должен получить от 2 до 4 болюсов по 20 мл/кг изотонического раствора в течении 20-30 минут. После каждого болюса состояние организма оценивается и если признаки и симптомы внутрисосудистого истощения сохраняются, следующий внутривенный болюс 20 мл/кг изотонического раствора необходимо применить в течении 20-30 минут. После чего пациент направляется в больницу. Предложение мер по применению до 4 болюсов изотонического раствора для быстрого восстановления объема межклеточной жидкости это изменения в рекомендациях для терапии обезвоживания. Необходимо избегать избыточного применения растворов в отношении детей с аномалиями сердца, чтобы не спровоцировать острую сердечную недостаточность. Этот способ позволяет также понизить уровень аргинина-вазопрессина и вероятность гипонатриемии при последующем лечении даже если применяется раствор 0,45 % NaCl (0,5 изотонического раствора) вместо изотонического раствора для корректировки остающегося дефицита и обеспечения поддержки состояния. Практика введения до 4 болюсов изотонического раствора (0.9 % NaCl) сравнительно менее обоснована чем более распространенная стандартная практика регидратации одним-двумя болюсами^[7] Все способы оральной регидратации основаны на гипотонических растворах содержащих ионы натрия в концентрации 45-75 мэкв/л.

Во второй фазе регидратации оставшийся дефицит жидкости и электролитов компенсируется исходя из абсолютных значений потери организмом жидкости. Регидратация осуществляется с учетом ежедневных потерей жидкости и других форм расхода жидкости (см. раздел «Повышенные/пониженные потребности в жидкости»). Следует учитывать количество жидкости введенного болюсами изотонического раствора, поскольку, уже этими болюсами может быть восстановлен необходимый организму объем жидкости. Каждый болюс 20 мл/кг изотонического раствора компенсирует 2 % обезвоживание (потеря веса 2 % см таблицу выше). Таким образом, три болюса 20 мл/кг изотонического раствора компенсируют 6 % обезвоживание и в случае умеренного обезвоживания (потеря веса около 6 %) может полностью компенсировать дефицит жидкости. Существуют различные стратегии регидратации. При одних стратегиях существует практика покрытие половины потребности организма в течении первых 8 часов и оставшиеся потребности в течении последующих 16 часов; при других стратегиях регидратация производится равномерно на протяжении всего регидратационного периода. Как правило, дефицит жидкости компенсируют в течении 24 часов. Однако из этого правила существуют исключения. Так при диснатриемии (отклоняющийся от нормы в сторону повышения или понижения уровень сыворотки ионов натрия) поскольку происходит медленное возвращение уровня натриевой сыворотки (12 мэкв за 24 часа, то есть 0,5 мэкв в час) может потребоваться продление периода регидратации от 48 до 72 часов.

Компенсация ионов натрия при обезвоживании зависит от его типа. При изотоническом обезвоживании дефицит жидкости, как правило, в полной мере компенсируют изотоническим раствором, также может использоваться солевой раствор содержащий 110 мэкв ионов натрия на литр, также врачи используют изотонический раствор 0,5 (77 мэкв ионов натрия на литр). Для более точного расчета потребности в электролитах, поскольку выделяемые жидкости могут быть подвергнуты анализу исходят из того что адекватной компенсацией диареи при выделении до 10 мл/на кг за один стул является изотонический раствор 0,5. Этот расчет соответствует большинству случаев диареи сопровождающей ротавирус и содержащей 30-40 мэкв ионов натрия на литр, а такжеэнтеротоксигенной Escherichia coli (кишечной палочки) содержащей 50-60 мэкв ионов натрия на литр; однако содержание ионов натрия в стуле при холересоставляет 90-120 мэкв ионов натрия на литр.

9.3. Калий сыворотки при обезвоживании

Недостаток калия сложно диагностировать, не существует специальной методики определения точной потребности обезвоженного организма в ионах калия. При исправлении ацидоза сопровождающего умеренное и сильное обезвоживание, ионы калия переходят внутрь клетки. Поэтому, то что первоначально может восприниматься как нормальный уровень сыворотки калия, на самом деле может оказаться гипокалиемией, способной нанести вред нервно-мышечной и сердечной функции. Может потребоваться периодическая частая оценка уровня сыворотки калия и добавление ионов калия во вводимые внутривенно растворы. В общем случае, при достижении нормального уровня выхода мочи, ионы калия добавляются во вводимые внутривенно растворы для обеспечения 3-4 мэкв/кг/24 часа. Для этого в растворы для внутривенного введения добавляют KCl 20 мэкв/л. Пациентам, у которых не обеспечен нормальный выход мочи или наличествуют другие признаки почечной недостаточности, ионы калия не вводят. Гиперкалимия — тяжёлый, угрожающий жизни симптом, связанный с неспособностью выведения излишка ионов калия вследствие почечной недостаточности.

9.4. Оральная регидратация

Оральная регидратация — это пероральный приём приготовленных растворов с определенной пропорцией углеводов и электролитов. Оральная регидратация также эффективна как и внутривенная регидратация при лечении легкого и умеренного обезвоживания. Преимущество оральной регидратации перед внутривенной регидратацией — более дешевый неинвазивный способ, не требующий сложной технологии. В 2002 году ВОЗ и Детский фонд ООНпредложили новый раствор с пониженной осмолярностью (пропорционально пониженную концентрацию ионов натрия и глюкозы), прием которого связан с уменьшением рвоты, меньшим выходом стула, и снижением потребности во вводимых внутривенно растворах. В состав этого раствора входит углеводы — 13,5 г/л, натрий 70 мэкв/л, калий 20 мэкв/л, основа 30 ммоль/л, осмолярность 245 мосмоль/кг воды.

Детей находящихся на грудном вскармливании нет необходимости переводить на потребление регидратационных растворов, поскольку регидратация осуществляется с приемом материнского молока. В тоже время при обезвоживании может потребоваться более частые приемы молока меньшего объема за раз.

Помимо коммерческих регидратационных растворов следуя рекомендациям врача можно при знании рецепта и наличии источника чистой воды можно использовать регидратационные растворы приготовленные в домашних условиях. Раствор на основе крахмала: 4 стакана воды, 1/2 чайной ложки соли 1 стакан сухих рисовых хлопьев для детей. Раствор на основе сахара: 4 стакана воды, 1/2 чайной ложки соли, 6 чайных ложки сахара. Для улучшения вкусовых качеств в оба вида раствора можно добавить чайную ложку ароматизированного желатинового порошка. Некоторые растворы такие как фруктовые соки, куриный бульон не содержат необходимого баланса натрия и углеводов и поэтому не могут применяться для регидратации.

Расчет потребности организма в регидратационных растворах при оральной регидратации в педиатрии осуществляется следующим образом. При легком обезвоживании (потеря веса тела до 5 %, у подростков и взрослых до 3 %) для регидратации организма вводится 50 мл/кг регидратационного раствора (в течении 3-4 часов); плюс для компенсации потерь вводится 10 мл/кг за каждый диарейный стул и 5 мл/кг за каждую рвоту; младенцы должны вернуться на нормальное употребление детского питания или молока как только рвота прекратится, дети употребляющие твердую пищу должны продолжать прием привычной диеты. При умеренном обезвоживании (потеря веса тела до 10 %, у подростков и взрослых до 6 %) для регидратации организма вводится 100 мл/кг регидратационного раствора (в течении 3-4 часов); плюс для компенсации потерь вводится 10 мл/кг за каждый диарейный стул и 5 мл/кг за каждую рвоту; младенцы должны вернуться на нормальное употребление детского питания или молока как только рвота прекратится, дети употребляющие твердую пищу должны продолжать прием привычной диеты. Малые объемы раствора по 5-15 мл.вводятся шприцом или ложкой каждые 2-5 минут с тем чтобы обеспечить получение ребенком 150—300 мл за час при продолжающейся рвоте. Если обезвоживание снижается рвота уменьшается, что дает возможность увечить прием регидратационных растворов. При оральной регидратации частота и объем поноса обычно увеличивается в начальный период регидратационных мероприятий. Целью регидратации является не снижение поноса, но снижение уровня обезвоживания, что само приводит к снижению поноса. Голодание не может считаться нормальной практикой и больной должен быть возвращен к нормальному потреблению пищи как только это становится возможным.

10. НЕСАХАРНЫЙ ДИАБЕТ

Это общее название самых разнообразных расстройств (приобретённых или врождённых), характеризующихся полиурией и вторичной полидипсией. При несахарном диабете наблюдается чрезмерное выделение мочи с низкой плотностью и бедным составом (практически без солей). Механизмы возникновения несахарного диабета связаны с вазопрессином (ранее его называли антидиуретическим гормоном). Этот гормон образуется в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах гипоталамуса и поступает в кровь из задней доли гипофиза (нейрогипофиза). Вазопрессин является основным фактором регуляции реабсорбции воды в конечной части дистальных канальцев и собирательных трубках нефрона. Гормон высвобождается при активации осмо- и натрийрецепторов (например, при повышении осмоляльности внеклеточной жидкости), его действие направлено на удержание воды в организме и ограничение роста осмоляльности. Нарушения биосинтеза (или высвобождения) вазопрессина и снижение чувствительности его специфических рецепторов способствуют развитию несахарного диабета двух типов.

11. Диагностика и лечение несахарного диабета

Центральная форма несахарного диабета вызвана отсутствием или снижением секреции вазопрессина, что обусловлено наследственным или вторичным поражением гипоталамо-гипофизарной системы. Наиболее частыми причинами несахарного диабета центрального типа у тяжелобольных, находящихся в отделениях интенсивной терапии, являются закрытая черепно-мозговая травма, аноксическая энцефалопатия и менингит [4]. Их последствием становится полиурия, наблюдаемая обычно спустя 24 ч.

Вторая форма несахарного диабета — нефрогеннная, или периферическая, возникающая в результате невосприимчивости почек к вазопрессину (его уровень в крови может быть достаточно высок). Данный тип наиболее характерен для пациентов с тяжёлыми токсическими поражениями почек, вызванными аминогликозидами, амфотерицином В, рентгеноконтрастными средствами, а также для больных с острой почечной недостаточностью (полиурическая стадия). Нарушения концентрационной способности почек при нефрогенном типе не менее опасны и тяжелы, чем при центральной форме несахарного диабета.

ДИАГНОСТИКА

При несахарном диабете выделяется разбавленная моча; плазма крови гиперосмотична (осмолярность плазмы может достигать 350 моем/л).

При несахарном диабете центрального генеза осмолярность мочи часто бывает ниже 200 моем/л, в то время как при нефрогенном типе осмолярность мочи может колебаться от 200 до 500 мосм/л [4].

Диагностика основана на наблюдении за мочевыделительной системой при ограниченном поступлении жидкости. Неспособность организма к повышению осмолярности мочи более чем на 30 мосм/л в первые часы ограничения приёма жидкости указывает на несахарный диабет (при нём потеря воды может быть значительной даже при ограничении питья). Когда диагноз уже поставлен, следует определить форму несахарного диабета (центральная или нефрогенная) с помощью внутривенного введения 5 ЕД вазопрессина. При центральном типе осмоляльность мочи внезапно возрастет по крайней мере на 50% по сравнению с контролем, а при периферическом останется без изменений.

ЛЕЧЕНИЕ НЕСАХАРНОГО ДИАБЕТА

При несахарном диабете в основном происходит потеря воды, поэтому инфузионная терапия должна быть направлена только на устранение дефицита свободной воды. Следует напомнить, что внутривенную инфузию жидкости надо проводить медленно во избежание развития отёков. Параллельно также нужно компенсировать потерю натрия. В тяжёлых случаях несахарного диабета центрального генеза необходимо назначить вазопрессин (подкожно 5-10 ЕД каждые 4-6 ч) [4]. При введении вазопрессина следует постоянно контролировать содержание натрия в сыворотке крови для профилактики водного отравления и гипонатриемии при выходе больного из состояния, вызвавшего несахарный диабет центрального типа.

12. ГИПОВОЛЕМИЧЕСКАЯ ГИПЕРНАТРИЕМИЯ

13. ГИПОВОЛЕМИЧЕСКАЯ ГИПОНАТРИЕМИЯ

ТЯЖЁЛАЯ ГИПОНАТРИЕМИЯ

Тяжёлая форма гипонатриемии (концентрация натрия в сыворотке крови менее 120 мэкв/л) сопровождается высокой летальностью (более 50%) [10]. Однако быстрое устранение дефицита натрия в крови само по себе приводит к грозному осложнению, определяемому как центральный миелинолиз. Для него характерна демиелинизация ствола головного мозга, вызывающая выраженные неврологические расстройства и способная приводить к смерти [14].

Тяжёлая форма гипонатриемии (концентрация натрия в сыворотке крови менее 120 мэкв/л) сопровождается высокой летальностью (более 50%) [10]. Однако быстрое устранение дефицита натрия в крови само по себе приводит к грозному осложнению, определяемому как центральный миелинолиз. Для него характерна демиелинизация ствола головного мозга, вызывающая выраженные неврологические расстройства и способная приводить к смерти [14].

13.1. Расчет дефицита натрия

Специальная для ионов натрия формула 

Дополнительные сведения

13.2. Центральный понтинный миелинолиз.

Диагностика понтинного миелинолиза Центральный понтинный миелинолиз - состояние, характеризующееся двусторонней симметричной демиелинизацией основания моста, которая также может распространяться на покрышку моста и иногда на экстрапонтинные сруктуры. В патогенезе данного состояния решающую роль ифают резкие колебания концентрации электролитов, особенно быстрое нарастание содержания натрия в крови. Чаще всего центральныи понтинныи миелинолиз возникает у пациентов, которым была проведена слишком быстрая коррекция гипонатриемии. Это прежде всего больные алкоголизмом, лица с недостаточностью питания или заболеваниями печени, у которых при поступлении в стационар отмечалось спутанное сознание. Первоначально на фоне обших терапевтических мероприятий их состояние улучшается. Но спустя насколько дней, на фоне дальнейшего парентерального введения жидкости, обычно в сочетании с седативными препаратами, у них появляются и нарастают дисфагия, дизартрия и тетрапарез вследствие поражения кортикобульбарных и кортикоспиначьных путей. Если миелинолиз распространяется на покрышку моста, возможно развитие синдрома «запертого человека», глазодвигательных и зрачковых нарушений с двусторонней дисфункцией отводящих нервов или параличом горизонтального взора, а также наличием узких («понтинных») зрачков. Нарастает угнетение сознания, иногда вплоть до комы. Для дальнейшею течения заболевания характерно развитие децеребрации и смерть спустя 2-3 нед. после появления первых симптомов. После введения в клиническую практику КТ и МРТ стала возможной диагностика центрального понтинного мислинолиза даже на асимптомной стадии, а также в тех случаях, когда бульбарные нарушения и парезы носили преходящий характер. Окончательный диагноз основывается на результатах гистологического исследования ткани головного мозга и выявлении симметричных участков демиелинизации в варолиевом мосту в отсутствие признаков воспатения. Но на основании клинических проявлений, анамнестических указаний на гипонагриемию, результатов КТ или МРТ диагноз может быть поставлен и при жизни пациента. AT выявляет гиподенсивную зону в проекции варолиева моста, при МРТ в центральной части моста отмечается снижение интенсивности сигнала (на Т1 -взвешенных изображениях) или повышение интенсивности сигнала (на Т2-взвешенных изображениях). Для предупреждения центрального понтинного миелинолиза следует избегать слишком быстрой или избыточной коррекции гипонатриемии и гипоосмоляльности.

14. Гипергидратация

15. ОТЁК

16. Гиперкалиемия

Гиперкалиемия – состояние, при котором концентрация электролитов калия (K+) в крови повышается до опасного для жизни человека уровня. Больному гиперкалиемией требуется неотложная медицинская помощь в связи с потенциальным риском остановки сердца при несвоевременном лечении.

Нормальный уровень содержания калия в крови составляет от 3,5 до 5,0 мг-экв/л, около 98% калия содержится внутри клеток, а остальные 2% во внеклеточной жидкости, в том числе, и в крови.

Калий является наиболее распространенным внутриклеточным катионом, который важен для многих физиологических процессов, в том числе, для поддержания мембранного потенциала покоя, гомеостаза объема клеток и передачи потенциалов действия в нервных клетках. Его основными пищевыми источниками являются овощи (помидоры и картофель), фрукты (апельсины и бананы) и мясо. Выведение калия происходит через желудочно-кишечный тракт, почки и потовые железы.

Гиперкалиемия развивается при избыточном потреблении или неэффективном выведении калия. Увеличение внеклеточного уровня калия приводит к деполяризации мембранного потенциала клеток из-за увеличения равновесного потенциала калия. Деполяризация приводит к напряжению натриевых каналов, открывает их, а также увеличивает их инактивацию, что в итоге приводит к фибрилляции желудочков или асистолии. Предотвращение рецидива гиперкалиемии обычно включает в себя уменьшение употребления пищевого калия и калийсберегающих диуретиков.

16.1. Симптомы гиперкалиемии

Симптомы гиперкалиемии неспецифические и обычно включают в себя:

• Недомогание;
• Появление высоких Т-волн на ЭКГ;
• Желудочковую тахикардию;
• Слабость мышц;
• Увеличение интервала ORS на ЭКГ;
• Увеличение интервала P-R на ЭКГ.

Также симптомами гиперкалиемии являются сердечная аритмия, заострение зубца Т на ЭКГ и превышение уровня калия больше чем 7,0 ммоль/л.

16.2. Причины гиперкалиемии

Причинами гиперкалиемии может быть неэффективная ликвидация почечной недостаточности, болезнь Аддисона и дефицит альдостерона. Также к гиперкалиемии может привести прием:

• Ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента и блокаторов рецепторов ангиотензина;
• Калийсберегающих диуретиков (амилорид, спиронолактон);
• Нестероидных противовоспалительных средств, таких как ибупрофен, напроксен или целекоксиб;
• Ингибиторов кальциневрина;
• Иммунодепрессантов (циклоспорин и такролимус);
• Антибиотиков (триметоприм);
• Антипаразитарного препарата пентамидина.

Также причиной гиперкалиемии может быть врожденная гиперплазия коры надпочечников, синдром Гордона и ацидоз почечных канальцев IV типа.

К гиперкалиемии может привести употребление пищевых добавок, содержащих калий, инфузии хлорида калия и чрезмерное употребление калийсодержащей соли.

Возможна ложная гиперкалиемия вследствии ошибок преаналитического этапа.

16.3. Диагностика гиперкалиемии

Чтобы собрать достаточную информацию для диагностики гиперкалиемии необходимо постоянно измерять уровень калия, ведь его повышенное состояние может быть связано с гемолизом в первой стадии. Нормальный уровень сывороточного калия составляет от 3,5 до 5 мг-экв/л. Как правило, диагностирование включает в себя анализы крови на функцию почек (креатинин, азот мочевины крови), глюкозу, а иногда и на креатинкиназу и кортизол. Расчет транс-канальцевого градиента калия иногда помогает в установлении причины гиперкалиемии, а электрокардиография выполняется для определения риска сердечных аритмий.

Причины гиперкалиемии нередко очевидны. У детей очень часто выявляется ложная гиперкалиемия, что требует повторных определений уровня калия. При значительном возрастании числа лейкоцитов или тромбоцитов плазма перед повторным определением не должна долго контактировать с форменными элементами крови. При сборе анамнеза следует обращать внимание на потребление калия, факторы, способствующие выходу калия из клеток, применение определенных лекарственных средств и признаки почечной недостаточности (олигурия или аномальные результаты анализа мочи). Лабораторные исследования должны включать определение уровня креатинина, азота мочевины в крови и кислотно-основного состояния. Во многих случаях гиперкалиемия сопровождается метаболическим ацидозом , который способствует выходу калия из клеток во внеклеточную среду. Частой причиной сочетания метаболического ацидоза и гиперкалиемии является почечная недостаточность . Такое сочетание характерно также для дефицита альдостерона или нечувствительности к альдостерону . У детей при этих состояниях из-за потери соли нередко развивается гипонатриемия и гиповолемия . Такие наследственные заболевания, как врожденная гиперплазия коры надпочечников и псевдогипоальдостеронизм , обычно проявляются очень рано, и их следует предполагать у любого грудного ребенка с гиперкалиемией и метаболическим ацидозом, особенно при наличии гипонатриемии. Важно учитывать факторы, которые могли бы вызывать выход калия из клеток. В таких случаях уровень калия в крови может нарастать, несмотря на прекращение его приема, тем более на фоне почечной недостаточности. Это наблюдается при синдроме распада опухоли , гемолизе , рабдомиолизе и других заболеваниях с гибелью клеток. Все они могут сопровождаться гиперфосфатемией и гиперурикемией . При рабдомиолизе повышается уровень креатининфосфокиназы и снижается содержание кальция в крови, тогда как при гемолизе наблюдается гемоглобинурия и снижение показателя гематокрита. Повышение уровня глюкозы при сахарном диабете также позволяет предполагать выход калия из клеток в плазму.

Если причина гиперкалиемии остается неясной, необходимо выяснить, снижена ли при этом экскреция калия. О почечной экскреции калия судят по его уровню в моче. Для оценки реакции почек на гиперкалиемию рассчитывают чресканальцевый градиент концентрации калия (ЧГКК) :

ЧГКК=Кмоча/Кплазма х (осмоляльность плазмы/осмоляльность мочи),

где Кмоча - концентрация калия в моче, Кплазма - концентрация калия в плазме. Результаты такого расчета надежны лишь в том случае, когда осмоляльность мочи превышает таковую плазмы. В норме ЧГКК колеблется от 5 до 15. Его величина при гиперкалиемии больше 10 позволяет считать, что почки нормально выводят калий. Если же ЧГКК в таких условиях меньше 8, то экскреция калия почками, скорее всего, нарушена, что обычно связано с дефицитом альдостерона или отсутствием реакции на него. Определение уровня альдостерона позволяет разграничить эти причины. Больные с дефицитом альдостерона реагируют на прием минералокортикоида флудрокортизона повышением уровня калия в моче и его снижением в крови. Если ЧГКК свидетельствует о нормальной функции почек, следует искать внепочечную причину гиперкалиемии.

17. Гипокалиемия

Гипокалиемия развивается вследствие

1. уменьшения поступления калия с пищей,
2. его перемещения в клетки
3. усиленного выведения.

Снижение поступления калия редко является единственной причиной гипокалиемии, поскольку за счет реабсорбции в дистальном отделе нефрона экскрециякалия с мочой может уменьшаться до 15 ммоль/сут; количество же калия, поступающее в организм с пищей, в большинстве случаев превышает эту величину. Исключение составляют горожане с низким уровнем жизни и лица, придерживающиеся особых диет.

Однако недостаточное поступление калия может усугубить гипокалиемию, обусловленную потерями калия через ЖКТ или почки.

Одна из редких причин, приводящих к гипокалиемии, — поедание глины (геофагия), поскольку она связывает ионы калия и железа. Геофагия была раньше широко распространена среди негров на юге США.

Перемещение калия в клетки снижает концентрацию калия в плазме временно, не влияя на его общее содержание в организме. Независимо от причины перемещения калия в клетки изменение его концентрации в норме при этом относительно мало — не более 1 ммоль/л. Однако, как и недостаточное поступление калия с пищей, перемещение калия в клетки может усугублять гипокалиемию, обусловленную потерями калия.

Гипокалиемию вызывают метаболический алкалоз (вследствие перераспределения калия и потерь через почки и ЖКТ), гипергликемия (вследствие осмотического диуреза), введение больших доз инсулина при диабетическом кетоацидозе (в результате стимуляции контртранспорта Na+/H+ и опосредованной этим активации Na+,K±ATФазы), повышение уровня катехоламинов, назначение бета2-адреностимуляторов (вследствие перемещения калия в клетки и повышения секреции инсулина), рост новых клеток (например, при назначении витамина В12 при болезни Аддисона-Бирмера или ГМ-КСФ при нейтропении),переливание размороженных и отмытых эритроцитов (поскольку замороженные эритроциты при хранении теряют до половины калия).

Гипокалиемия также наблюдается при семейном гипокалиемическом периодическом параличе — редком заболевании, которое проявляется приступами мышечной слабости или паралича.

Потоотделение приводит к гипокалиемии как непосредственно, так и вследствие вызванного гиповолемией повышения уровня альдостерона и экскреции калия.

В норме при объёме стула 100—200 мл потери калия с ним составляют 5-10 ммоль/сут.

Гипокалиемия вследствие потерь калия через ЖКТ возникает при ворсинчатом полипе, ВИПоме, поносе (чаще секреторном) и злоупотреблении слабительными. Потери содержимого желудка при рвоте и аспирации через назогастральный зонд сами по себе не являются причинами гипокалиемии (концентрация калия в желудочном соке составляет 5-10 ммоль/л, и для возникновения дефицита в 300—400 ммоль, который обычно наблюдается у подобных больных, потребовались бы потери в объёме 30-80 л). К гипокалиемии в таких случаях приводят гиповолемия и метаболический алкалоз . Гиповолемия стимулирует секрецию альдостерона, а метаболический алкалоз приводит к бикарбонатурии и повышению отрицательного заряда жидкости в собирательных трубочках (отфильтровавшийся бикарбонат не может полностью реабсорбироваться в проксимальных канальцах). Оба эти механизма повышают выведение калия с мочой.

17.1. Клиническая картина

Симптомы гипокалиемии разнообразны и зависят от её тяжести. Они обычно появляются, когда концентрация калия в плазме становится менее 3 ммоль/л. Больные жалуются на утомляемость, слабость в ногах, миалгию . В тяжелых случаях наблюдаются парезы и параличи, нарушения дыхания, динамическая кишечная непроходимость. Все эти симптомы возникают из-за гиперполяризации мышечных клеток. Вследствие нарушения метаболизма мышечной ткани и уменьшения рабочей гиперемии возможен рабдомиолиз . При гипокалиемии вследствие замедления реполяризации желудочков возникают изменения на ЭКГ. При умеренной гипокалиемии наблюдаются уплощение или инверсия зубца Т, повышение амплитуды зубца U, депрессия сегмента ST и удлинение интервала QT (QU), в тяжелых случаях — удлинение интервала PQ, расширение комплекса QRS (редко). Однако четкой связи между изменениями ЭКГ и тяжестью гипокалиемии нет. Возможны желудочковые аритмии, особенно у больных с ишемией миокарда и гипертрофией левого желудочка.

Гипокалиемия способствует гликозидной интоксикации.

В эпидемиологических исследованиях показана связь между недостаточным поступлением калия с пищей и артериальной гипертонией у американских негров. Показано также, что прием препаратов калия снижает артериальное давление (АД) при гипертонической болезни. Причина повышения АД при гипокалиемии неизвестна. Возможно, это связано с усилением реабсорбции натрия и хлора в дистальных отделах нефрона.

Гипокалиемия часто сочетается с нарушениями кислотно-щелочного равновесия (КЩР). Во-первых, многие расстройства приводят одновременно и к гипокалиемии, и к нарушениям КЩР. Во-вторых, при гипокалиемии развивается внутриклеточный ацидоз, усиливается реабсорбция бикарбоната в проксимальных извитых канальцах нефрона, секреция ионов водорода в дистальных канальцах и аммониогенез . Все это приводит к метаболическому алкалозу .

Гипокалиемия может быть причиной нефрогенного несахарного диабета . Вследствие нарушения секреции инсулина и развития инсулинорезистентности при гипокалиемии часто нарушается толерантность к глюкозе .

17.2. Диагностика

Причина гипокалиемии в большинстве случаев может быть установлена на основании данных анамнеза. Уточняют, не принимает ли больной слабительные или диуретики . Важно выяснить также, не вызывает ли он искусственную рвоту . При выраженном лейкоцитозе (например, у больных острыми миелоидными лейкозами), если пробы крови хранятся при комнатной температуре, изредка наблюдается псевдогипокалиемия (калий захватывается лейкоцитами). Чтобы избежать этого, следует хранить пробы в холодильнике или же быстро отделять плазму или сыворотку от клеток. Затем исключают уменьшение потребления калия с пищей и причины, приводящие к перемещению калия в клетки. Источник потерь калия помогает установить исследование мочи. Если функция почек не изменена, то в результате снижения секреции и повышения реабсорбции калия его выведение при гипокалиемии снижается до 15 ммоль/сут. Это наблюдается при потерях калия через кожу и ЖКТ, а также спустя некоторое время после приема диуретиков или многократной рвоты.

Почечные потери калия возрастают при увеличении поступления жидкости в дистальные отделы нефрона и повышении концентрации калия в корковых отделах собирательных трубочек. В дифференциальной диагностике причин почечных потерь калия помогают оценка объёма внеклеточной жидкости , КЩР , измерение АД.

Быстрый и простой метод оценки секреции калия — определение чресканальцевого градиента концентрации калия. Этот показатель равен отношению концентрации калия в просвете корковых отделов собирательных трубочек и в перитубулярных капиллярах (то есть в плазме). Его расчет основан на трех условных допущениях:

— в мозговых отделах собирательных трубочек не происходит реабсорбции растворенных веществ;

— в этих отделах калий не секретируется и не реабсорбируется;

— осмоляльность жидкости в концах корковых отделов собирательных трубочек известна.

В большинстве случаев эти допущения более или менее соблюдаются:

— реабсорбция натрия в дистальных отделах собирательных трубочек обычно мало влияет на чресканальцевый градиент концентрации калия;

— секреция или реабсорбция калия в этих отделах происходит только при тяжелой гипокалиемии или гиперкалиемии ;

— в условиях действия АДГ осмоляльность жидкости в концах корковых отделов собирательных трубочек равна осмоляльности плазмы, и тогда концентрацию калия в них (К+кст) можно вычислить по формуле:

(К+кст) = (К+)м х Опл/Ом, где

(К+)м — концентрация калия в моче,

Опл — осмоляльность плазмы,

Ом — осмоляльность мочи.

Следовательно,

ЧГКК = (К+кст)/(K+пл) = ((К+)м х Опл/Ом)/(K+пл), где

ЧГКК — чресканальцевый градиент концентрации калия,

(К+)пл — концентрация калия в плазме.

Приведенные расчеты справедливы, если осмоляльность мочи выше осмоляльности плазмы.

Нормальных значений чресканальцевого градиента концентрации калия нет, поскольку они зависят от баланса калия.

Гипокалиемия с чресканальцевым градиентом концентрации калия более 4 указывает на почечные потери калия вследствие усиленной секреции этого иона в дистальных отделах нефрона. Одна из возможных причин этого состояния — гиперальдостеронизм.

Для дифференциальной диагностики разных форм гиперальдостеронизма определяют уровень ренина и альдрстерона в плазме.

Бикарбонатурия, а также присутствие в моче других нереабсорбируемых анионов повышает чресканальцевый градиент концентрации калия и стимулирует выведение этого иона.

17.3. Расчет потребности в калии

 Зависимость концентрации К+ в сыворотке крови от его общего содержания в организме при различных степенях калиевого дефицита (или избытка).

Для расчета дефицита калия применяют следующую формулу (http://www.medicinehack.com/2011/07/hypokalemia-potassium-replacement.html):

Д (ммоль) = 0,4m(3,5-K1)

1. m - масса больного (кг);
2. К1 - нормальное содержание ионов (катионов или анионов) в плазме больного (ммоль/л);
3. К2 - реальное содержание ионов (катионов или анионов) в плазме больного (ммоль/л).

Для расчета количества растворов солей калия, необходимого для коррекции, применяют формулу:

V (мл) = А·Д

1. Д - дефицит электролита (ммоль/л);
2. А - коэффициент, означающий количество данного раствора, содержащего 1 ммоль калия:

• KCl (3%) - 2,4
  
• KCl (4%)- 1,9
  
• KCl (7,5%) - 1,0
  

Ниже приведены уже готовые расчетные формулы, позволяющие сразу определить нужный объем стандартных растворов (мл) для коррекции дефицита электролитов, которую следует начинать с того катиона (аниона), дефицит которого выражен минимально (m - масса пациента в кг; пл - плазма; эр - эритроциты) (А.П. Зильбер, 1982):

K	внутриклеточный дефицит	3% KCl = m(115 - Kэр)
	внеклеточный дефицит	3% KCl = 0,5m(5 - Kпл)

18. Коррекция дефицита электролитов

Эквивалентные отношения значимых химических соединений и элементов, необходимых для расчета дефицита электролитов и количества растворов для их коррекции:

Для расчета дефицита любого электролита применяют следующую универсальную формулу, которая для ионов натрия дает заниженный результат:

Д (ммоль/л) = 0,2m(K2-K1)

1. m - масса больного (кг);
2. К1 - нормальное содержание ионов (катионов или анионов) в плазме больного (ммоль/л);
3. К2 - реальное содержание ионов (катионов или анионов) в плазме больного (ммоль/л).

Для расчета количества растворов нужного электролита, необходимого для коррекции, применяют формулу:

V (мл) = А·Д

1. Д - дефицит электролита (ммоль/л);
2. А - коэффициент, означающий количество данного раствора, содержащего 1 ммоль дефицитного иона (аниона или катиона):
   • KCl (3%) - 2,4
   • KCl (4%)- 1,9
     
   • KCl (7,5%) - 1,0
   • NaCl (10%) - 0,58
   • NaCl (5,8%) - 1,0
   • NH₄Cl (5%) - 1,08
   • NH₄Cl (5,4%) - 1,0
   • CaCl (10%) - 1,1
   • HCl (2%) - 1,82
   • NaHCO₃ (5%) - 1,67
   • NaC₃H₅O₂ (10%) - 1,14
   • MgSO₄ (25%) - 0,5
   • NaCl (0,85%) - 7,1

Ниже приведены уже готовые расчетные формулы, позволяющие сразу определить нужный объем стандартных растворов (мл) для коррекции дефицита электролитов, которую следует начинать с того катиона (аниона), дефицит которого выражен минимально (m - масса пациента в кг; пл - плазма; эр - эритроциты) (А.П. Зильбер, 1982):

3% KCl = m(115 - Kэр)

3% KCl = 0,5m(5 - Kпл)

10% CaCl2 = 0,22m(0,75 - Caэр)

10% CaCl2 = 0,11m(0,5 - Caпл)

10% NaCl = 0,23m(20 - Naэр)

10% NaCl = 0,12m(142 - Naпл)

25% MgSO4 = 0,1m(5,2 - Mgэр)

25% MgSO4 = 0,05m(2,5 - Mgпл)