Особенности водно-электролитного баланса и их механизмы у недоношенных детей

УДК 616.053.32

ОСОБЕННОСТИ ВОДНО-ЭЛЕКТРОЛИТНОГО БАЛАНСА И ИХ МЕХАНИЗМЫ У НЕДОНОШЕННЫХ ДЕТЕЙ1

© 2006 И.К. Садовская2

В статье проведен сравнительный анализ наиболее информативных и, в первую очередь используемых в клинической практике показателей водно-электролитного баланса и его механизмов у доношенных и недоношенных новорожденных. На основании результатов этого анализа аргументируется необходимость дальнейшего исследования состояния водно-солевого обмена у недоношенных детей для более эффективной коррекции их инфузионной терапии.

Введение

У недоношенных детей проявляются различные типы нарушений процессов неонатальной адаптации со стороны жизненно важных органов и систем, что, в свою очередь, ведет к метаболическим расстройствам [1, 2]. В этом плане заслуживает внимания состояние водно-электролитного баланса и механизмов его регуляции, поскольку, во-первых, он обусловливает нормальное функционирование клеток всех тканей, во-вторых, определяет развитие других синдромов, например, обезвоживания или отечности [3, 4], имеющих место в большинстве случаев патологии новорожденных [1, 5-7], в-третьих, имеющиеся в литературе данные по этой проблеме весьма неоднозначны [811]. Отсюда назначение инфузионной терапии для удовлетворения физиологической потребности этих детей в жидкости и электролитах остается одним из ключевых вопросов при их выхаживании. Оптимальная же потребность определяется композицией их тела и функцией почек. [12, 13].

1. Функция почек и водно-электролитный баланс у доношенных новорожденных

К моменту рождения почки человека обнаруживают ряд черт морфологической и функциональной незрелости. Так, у доношенных новорожденных детей

1 Представлена доктором медицинских наук, профессором Н.В. Русаковой.

2 Садовская Ирина Кирилловна, Детская городская клиническая больница №1, 443069, Россия, Самара, пр. Карла Маркса, 165а.

в корковом веществе находится большое количество недифференцированных почечных телец, отмечается незрелость канальциевого аппарата. Соотношение коркового и мозгового слоев почки у новорожденных составляет 1:4, в то время как у взрослых это соотношение равно 1:2 [14]. В почке содержится 800 тыс. — 1 млн нефронов [15]. Длина проксимальных канальцев в 10 раз меньше, чем у взрослых. Сосудистая система характеризуется тем, что гломерулы имеют меньшее количество капилляров. Некоторые клубочки состоят из единственной капиллярной петли [16]. Это, в конечном итоге, обусловливает низкий уровень перфузии неонатальной почки и снижение клубочковой фильтрации. Одновременно снижена реабсорбция в проксимальном, транспортная функция в дистальном отделах канальцев и общая экскреторная функция почки [17].

Следует отметить, что скорость клубочковой фильтрации (СКФ) почек на единицу поверхности тела и в пересчете на 1 кг массы тела составляет у новорожденного 1,5 мл/кг/мин по сравнению с 2,0 мл/кг/мин у взрослого, то есть на 25% меньше [18]. Это связано, во-первых, с тем, что фильтрационная поверхность почек у новорожденного в 5 раз меньше, чем у взрослого, во-вторых, клубочковая мембрана характеризуется низкой фильтрационной проницаемостью [19].

Физиология водного баланса предполагает существование такого понятия, как общая вода организма, которая составляет 71-80% (в среднем 75%) массы тела доношенного новорожденного. В свою очередь общая вода состоит из двух основных компонентов: внеклеточная жидкость, составляющая 3545% (в среднем 40%) массы тела, и внутриклеточная жидкость, содержащаяся в пределах 35-40% (в среднем 37,5%) массы тела [20, 21].

Характеризуя доли вне- и внутриклеточной в объеме общей воды, следует отметить, что объем внеклеточной жидкости определяется в основном концентрацией №+ [20-23], который задерживается неонатальной почкой у доношенного новорожденного, и его величина находится на относительно постоянном уровне за счет меньшей потери на единицу поверхности тела в сравнении со взрослыми [24]. Это обусловленно большей реабсорбцией №+ в дистальном отделе нефрона в антенатальном онтогенезе [25]. При этом отмечено возрастание натриевой реабсорбции с увеличением гестационного возраста [26]. Более того, она может быть связана с высоким уровнем альдо-стерона в первые дни постнатальной жизни [27].

Таким образом, морфофункциональная незрелость почек новорожденного определяет механизмы эффективности поддержания водно-электролитного баланса организма.

2. Функция почек и водно-электролитный баланс у недоношенных новорожденных

Как было сказано ранее, в неонатальный период морфофункциональное развитие почек еще не завершено. Эта незавершенность развития ведущего органа выделения в еще большей степени проявляется у недоношенных детей, количество которых с каждым годом увеличивается [28].

Поскольку основная гистоархитектоника почки у человека формируется к 32-36 неделям антенатального развития и к этому сроку возникает 10-12 генераций нефронов, у недоношенных детей (25-31 недели гестации) количество нефронов значительно меньше, чем у доношенных [29].

Внутриутробное созревание почечных канальцев начинается еще во втором триместре беременности, а наибольшая активность этого процесса отмечается на 32-36 неделе гестации. Отсюда у недоношенных детей имеет место незрелость как проксимальных, так и дистальных их отделов. Более того, у таких детей дистальные отделы нефрона характеризуются высокой пассивной проницаемостью, низким уровнем активного транспорта [14]. Если у доношенных новорожденных высокая реабсорбция №+ обусловлена повышенным уровнем альдостерона в первые сутки постнатальной жизни, то у недоношенных при таком же уровне гормона отмечена относительная нечувствительность незрелых дистальных канальцев, которые являются точками приложения ми-нералокортикоида [30]. Эта нечувствительность обусловлена малой плотностью расположения и низкой активностью №+-каналов [31-33]. Формирование сосудов почек человека до конца не изучено, тем не менее, вероятно, что гломерулы у недоношенных детей имеют еще меньше капилляров и, как следствие, еще более низкий уровень перфузии незрелой почки и снижение клубочковой фильтрации. Так, последняя на единицу поверхности тела и в пересчете на 1 кг его массы составляет у недоношенного ребенка 0,5 мл/кг/мин, против 1,5 мл/кг/мин у доношенного, то есть в 3 раза меньше [18].

Тело недоношенного ребенка состоит из воды в среднем уже не на 75%, как у доношенного, а на 87%. При этом внеклеточная жидкость составляет также в среднем не 40, а 52%. Содержание внутриклеточной жидкости равно в среднем не 37,5, а 28% [1, 22, 34].

Исходя из указания ряда авторов на тот факт, что малая плотность расположения и низкая активность №+-каналов определяют его потерю организмом, для недоношенных детей характерна большая потеря внеклеточной жидкости [31-33]. Экскреция №+ выше у более маловесных детей и снижается с увеличением постнатального возраста [10, 35].

Таким образом, значительно выраженная морфофункциональная незрелость почки недоношенного новорожденного обусловливает большую неустойчивость его водно-солевого баланса, для которого имеет значение и бедная №+ диета (грудное молоко, низкосолевая формула молочной смеси), приводящая к созданию отрицательного баланса №+ и уменьшению массы тела новорожденного (гипонатриемия недоношенных). Дотация №+ (минимум 2 ммоль/кг) либо поддерживает этот баланс, либо делает его положительным [36, 37].

3. Основные показатели состояния водно-электролитного баланса

Исходя из факта, что тело новорожденного может состоять из воды на 7190%, общим интегральным показателем состояния водно-электролитного баланса являются масса тела и ее динамика в неонатальном периоде. Изменения массы тела новорожденного определяются в первую очередь потерей воды или ее задержкой, что, в свою очередь, связано с диурезом и его интенсивно-

стью, а также с неощутимыми (скрытыми) ее потерями. Следующим важным показателем состояния водно-электролитного баланса является уровень №+ в плазме крови.

Вес доношенных новорожденных пяти суток жизни может уменьшаться на 10% в основном за счет потери внеклеточной жидкости. Это подтверждается установленной положительной корреляцией между объемом теряемой внеклеточной жидкости и массой тела [5, 6, 38]. В первые двое суток жизни у доношенных новорожденных проявляется транзиторная олигурия. Так, первое мочеиспускание происходит у 17% детей в родовом зале; в первые 24 часа — у 75%; на вторые сутки жизни — у 8% детей [39,40]. Скрытые потери воды у новорожденных очень вариабельны. У доношенных они протекают в рамках 0,8 мл/кг/час и менее [22]. Уровень №+ в плазме крови составляет 135140 мэкв/л, и данная величина является нормой как для доношенных, так и недоношенных детей. Поэтому используется такой расчетный показатель баланса №+, как его фракционная экскреция ^ЕШ). У плода FENa доходит до 20%. С течением гестации FENa прогрессивно снижается [41-43] до 0,2% у доношенных новорожденных [43,44]. При этом у недоношенных детей (менее 30 недель гестации) регистрируется увеличенное значение FENa, которое может достигать 5%[43,45]. Так же повышение FENa наблюдается при следующих клинических ситуациях: гипоксия, респираторный дистресс-синдром, гипербилирубинемия, острый тубулярный некроз, полицитемия, повышение нагрузки жидкостью, солевая утечка, применение теофиллина или диуретиков [46-49].

У недоношенных детей в первые 5-7 суток жизни масса тела может уменьшаться не на 10%, а на 15%. Так же, как и у доношенных, это снижение массы тела происходит в основном за счет потери внеклеточной жидкости. У этих детей транзиторная олигурия не проявляется, и у них выделяют три фазы водно-электролитного баланса независимо от температурных условий окружающей среды: преддиуретическую, диуретическую и постдиуретичес-кую [50]. В течение этих фаз неощутимые потери жидкости были высокими и вариабельными, и у детей с экстремально низкой массой тела (менее 1000 г) они могли превышать 190 мл/кг/сутки. Определена физиологическая связь между водным балансом, балансом №+, неощутимыми потерями жидкости и артериальным давлением (АД). Во время преддиуретической фазы отмечено снижение диуреза ниже 1,6 мл/кг/час. Низкими оказались экскреция №+ с мочой, СКФ, FENa и осмоляльность мочи. В диуретическую фазу, которая обычно длится не более 96 часов после рождения, диурез и экскреция натрия с мочой были втрое, а СКФ и FENa — вдвое выше, чем в преддиуретическую. Осмоляльность мочи не изменялась. В течение постдиуретической стадии объем мочи и экскреция с ней №+ снижались до среднего уровня, имевшего место между преддиуретической и диуретической. FENa падала до уровня в преддиуретическую фазу. СКФ и осмоляльность мочи не изменялись. Корреляция между СКФ и АД определена как очень низкая.

Процессы диуреза и натрийуреза определялись внезапным повышением СКФ и FENa, вызванных расширением экстрацеллюлярного пространства вследствие реабсорбции фетальной жидкости в легких, которая рядом авторов [51-54] объясняется активным транспортом №+ через легочный эпителий. В свою очередь расширение экстрацеллюлярного пространства может

пpивoдить к ингибиции cвязaннoгo c poждeниeм пoвышeния aктивнocти етм-пaтичecкoй нepвнoй cиcтeмы и, как результат, к отижению peзиcтeнтнocти пoчeчныx cocyдoв [55], пoвышeнию пoчeчнoгo кpoвoтoкa, FENa и диуреза [50, 56]. ^бледнее oблeгчaeт экcкpeцию и peaбcopбцию лешчмй фeтaльнoй жид^сти, пpeдoтвpaщaeт pacшиpeниe экcтpaцeллюляpнoгo пpocтpaнcтвa [50].

Ранее нами была дана клиникo-пaтoгeнeтичecкaя xapaктepиcтикa oтeчнoc-ти нeдoнoшeнныx детей c pecпиpaтopным диcтpecc-cиндpoмoм. Oтмeчeнa oбycлoвлeннocть интepcтициaльныx oтeкoв отижением диуреза. Bыcкaзaнo мнение o нeaльдocтepoнoвыx мexaнизмax не тoлькo cнижeния диуреза, то и задержки Na+ [7].

Заключение

Таким образом, из данных литературы и результатов собственных исследований становится понятной необходимость изучения особенностей водноэлектролитного баланса у новорожденных различной степени недоношенности, тем более, что это настоятельно диктуется запросами клинической практики.

Литература

[1] Шабалов, Н.П. Неонатология / Н.П. Шабалов. — Т. 1. — СПб.: Специальная литература, 2004. — С. 295-296, 355-367.

[2] Софронов, В.В. Значение этапных лечебно-реабилитационных мероприятий в становлении физиологических параметров состояния здоровья у детей первого года различного гестационного возраста при рождении /

B.В. Софронов, Н.С. Ананьева, Е.В. Недопекина // Нижегородский медицинский журнал. — 2004. — № 2. — С. 120-123.

[3] Shiao, S.Y. Fluid and electrolyte problems of infants of very low birth weight / S.Y. Shiao // AACN Clin Issues Crit Care Nurs. - 1992. - V. 3. - №3. -P. 698-704.

[4] Atrial natriuretic peptide in preterm infant. Lack of correlation with natriuresis and diuresis / H. Ekblad [et al.] // Acta Paediatr. — 1992. — V. 81. — №12. -P. 978-982.

[5] Sodium balance and extracellular volume regulation in very low birth weight infants / G. Stanley [et al.] // J. Pediatr. - 1989. - V. 115. - P. 285-290.

[6] Postnatal changes in total body water and extracellular volume in the preterm infant with respiratory distress syndrome / G. Stanley [et al.] // J. Pediatr. -1986. - V. 109. - P. 509-514.

[7] Каганова, Т.И. Клинико-патогенетическая характеристика отечного синдрома у недоношенных детей с респираторным дистресс-синдромом / Т.И. Каганова, И.К. Садовская // Нижегородский медицинский журнал. - 2004. - № 2. - С. 123-128.

[8] Возрастная физиология: руководство по физиологии. — Наука, 1975. —

C. 313-329.

[9] Sodium homeostasis in term and preterm neonates / J. Al-Dahhan [et al.] // Arch. Dis. Child. - 1983. - V. 58. - №5. - P. 335-342.

[10] Postnatal development of renal function in very low birth weight infant / M. Vanpee [et al.] // Acta Pediatr Scand. — 1988. — V. 77. — №2. — P. 191197.

[11] Heijden, A.J. Renal tubular function in preterm neonates / A.J. Heijden, E.D. Wolff, J. Nauta // Tijdschr. Kindergeneeskd. — 1987. — V. 55. — №5. -P. 186-191.

[12] Hellerstein, S. Fluids and electrolytes: physiology / S. Hellerstein // Pediatr. Rev. - 1993. - V. 14. - P.70.

[13] [Guignard, J.P. Renal function in the tiny, premature infant / J.P. Guignard, E.G. John // Clin. Perinatol. - 1986. - V.13. - P. 377.

[14] Папаян, А.В. Неонатальная нефрология: руководство / А.В. Папаян, И.С. Стяжкина. — СПб.: Питер, 2002. — 432 с.

[15] Potter, E.E. Glomerular development in the kidney an index of foetal maturity / E.E. Potter, S.T. Thierstein // J. Pediatr. — 1943. — V. 22. -P. 695.

[16] Vernier, R.L. Studies of the human fetal kidney:I. Development of the glomerulus / R.L. Vernier, A. Birch-Andersen // J. Pediatr. — 1962. — V. 60. -P. 754.

[17] Leslie, G.I. Postnatal changes in proximal and distal tubular sodium reabsorption in healthy very low birth weight infant / G.I. Leslie, J.D. Arnold, A.Z. Gyory // Biol. Neonate. - 1991. - V. 60. - №2. - P. 108-113.

[18] Postnatal development of renal function in pre-term and full-term infants / A. Aperia [et al.] // Acta Paediatr. Scand. — 1981. — V.70. — P. 183.

[19] Физиология плода и детей / под ред. В.Д. Глебовского. — М.: Медицина, 1988. - С. 126-138.

[20] Клиническая хирургия / под ред. P. Конден. — М.: Практика, 1998. -

С. 264-287.

[21] Интенсивная терапия в педиатрии / под ред. Дж. П. Моррея. — М.: Медицина, 1995. — С. 15-19.

[22] Педиатрия / под ред. Греф Дж. — М.: Практика, 1997. — С. 251-259.

[23] Нефрология: руководство / под ред. И.Е. Тареевой. — М.: Медицина, 1995. - С. 77-91.

[24] McCance, R.A. The response of the newborn to water, salt and food / R.A. McCance, E.M. Widdowson // J. Physiol. (Lond). — 1958. — V. 141. -P. 81.

[25] Kleinman, L.I. Renal sodium reabsorption during saline loading distal blockade in newborn dogs / L.I. Kleinman // Am. J. Physiol. — 1975. — V. 228. -P. 1403.

[26] Renal handling sodium in premature and full-term neonates: a study using clearance methods during water diuresis / J. Rodriguez-Soriano [et al.] // Pediatr. Res. - 1983. - V. 17. - P. 1013.

[27] Renin-angiotensin-aldosteron system in healthy infant and child / K.J. Van Acker [et al.] // Kidney. Int. - 1979. - V. 16. - P. 196.

[28] Дементьева, Г.М. Выхаживание глубоконедоношенных детей: современное состояние проблемы / Г.М. Дементьева, И.И. Рюмина, М.И. Фролова // Педиатрия. — 2004. — №3. — С.60-66.

[29] Ekblom, P. Embryology and prenatal development / P. Ekblom // Pediatric. nephrology. — 1994. — P. 2-21.

[30] Vehaskari, V.M. Ontogeny of cortical collecting duct sodium transport / V.M. Vehaskari // Am. J. Physiol. - 1994. - V. 267. - P. 49.

[31] Satlin, L.M. Apical Na+ conductance in maturing rabbit principal cell / L.M. Satlin, L.G. Palmer // Am J Physiol. - 1996. - V. 270. - P. 391.

[32] Relationship between maturity, electrolyte balance and the function of renin-angiotensin-aldosteron system in newborn infants / E. Sulyok [et al]. // Biol. Neonate. - 1979. - V. 35. - P. 60.

[33] Кабилова, Н.О. Особенности экспрессии и функциональной активности эпителиального Na+ канала почки крысы в постнатальном онтогенезе / Н.О. Кабилова // Бюллетень Сибирской медицины. — 2005. — Т. 4. - Прил. 1. - С. 54-55.

[34] Современная терапия в неонатологии / под ред. Н.П.Шабалова. — М.: Медпресс, 2000. — С. 151-152.

[35] Role of rennin and aldosterone in establishment of electrolyte balance in low birth weight neonates / G.I. Leslie [et al.] // Aust. Paediatr. J. — 1984. -Aug. - №20(3). - P. 209-212.

[36] Water balance in very low birth weight infant: relationship to water and sodium intake and effect on outcome / J.M. Lorenz [et al.] // J. Pediatr. — 1982. -V. 101. - P. 423.

[37] Sodium homeostasis in term and preterm neonates: 3. The effect of salt supplementation / J.Al-Dahhan [et al.] // Arh. Dis. Child. — 1984. — V. 59. -P. 945.

[38] Extracellular fluid volume changes in very low birth weight infants during first 2 postnatal months / G. Stanley [et al.] // J. Pediatr. — 1987. — V. 111. -P. 124-128.

[39] Clark, D.A. Time of first void and first stool in 500 newborns / D.A. Clark // Pediatrics. - 1977. - V. 60. - P. 457.

[40] Time of first urine and first stool in Chinese newborn / T.W. Chin [et al.] // Acta Paediatr. Sin. — 1991. — V. 32. — P. 17.

[41] Renal hemodinamic and functional changes during the transition from fetal and newborn life in sheep / K.T. Nakamura [et al.] // Pediatr. Res. — 1987. -V. 21. - P. 229.

[42] Interrelation between glomerular filtration rate and renal transport of sodium and chloride during fetal life / J.E. Robillard [et al.] // Am. J. Obstet. Gynecol. -1977. - V. 128. - P. 727.

[43] Siegel, S.R. Renal function as a marker of human fetal maturation / S.R. Siegel, W. Oh // Acta Paediatr. Scand. - 1976. - V. 65. - P. 481.

[44] Sodium balance in very low birth weight infants / S.C. Engelke [et al.] // J. Pediatr. - 1978. - V. 93. - P. 837.

[45] Developmental study the renal response to an oral salt load in preterm infant / A. Aperia [et al.] // Acta Paediatr. Scand. — 1974. — V. 63. — P. 517.

[46] Arant, B.S. Jr. Renal disoders of the newborn infant / B.S. Arant // Pediatr Nephrol. - 1984. - V. 12. - P. 111.

[47] Renal function in infants with hyperbiliremia / O. Broberger [et al.] // Acta Paediatr. Scand. - 1979. - V. 68. - P. 75.

[48] Renal function in newborn infants with high hematocrit values before and after isovolemic haemodilution / A. Aperia [et al.] // Acta Paediatr. Scand. — 1979. -V. 63. - P. 878.

[49] Harcavy, K.L. The effects of theophylline on renal function in the premature newborn / K.L. Harcavy, J.W. Scanlon, P. Jose // Biol. Neonate. — 1979. -V. 35. - P. 126.

[50] Phases of fluid and electrolyte homeostasis in the extremely low birth weight infant / J.M. Lorens [et al.] // Pediatrics. — 1995. — V. 96. — №3. — P. 484-489.

[51] Clearance of liquid from lungs of newborn rabbits / R.D. Bland [et al.] // J. Appl. Physiol. - 1980. - V. 49. - P. 171-177.

[52] Bland, R.D. Dynamics of pulmonary water before and after birth // R.D. Bland // Acta Paediatr. Scand. - 1983. - V. 305. - P. 12-20.

[53] Bland, R.D. Lung epithelium ion transport and fluid movement during perinatal period / R.D. Bland // Am. J. Phisiol. - 1990. - V. 259. - P. 30-37.

[54] Chaman, D.L. Developmental differences in rabbit lung epithelial cell Na-K-ATPase / D.L. Chaman, J.H. Widdicombe, R.D. Bland // Am. J. Phisiol. -1990. - V. 259. - P. 481-487.

[55] Ontogeny of renal hemodynamic response to renal nerve stimulation in sheep / J.E. Robillard [et al.] // Am. J. Phisiol. - 1987. - V. 252. - P. 605-612.

[56] Role of renal sympathetic nerves in response of the ovine fetus to volume expansion / F.G. Smith [et al.] // Am. J. Phisiol. — 1990. — V. 259. -P. 1050-1055.

nocTynHna b pe^aKUHro 5.09.2006; b OKomaTentHOM BapHaHTe — 5.09.2006.

CHARACTERISTICS OF FLUID-ELECTROLYTIC BALANCE AND THEIR MECHANISMS OF PRETERM INFANTS3

© 2006 I.K. Sadovskaya4

In the paper a comparative analysis of the most informative parameters of fluid-electrolytic balance used in clinical practice in full-term and pre-term infants is carried out. On the basis of the analysis a necessity of subsequent monitoring the fluid-electrolytic balance in preterm infants for more effective correction of the infusion therapy is argued for.

Paper received 5.09.2006. Paper accepted 5.09.2006.

3 Communicated by Dr. Sci. (Med.) Prof. N.V. Rusakova.

4 Sadovskaya Irina Kirillovna, Samara Children Clinical Hospital №1, Samara, 443069, Russia.