Роль измерения уровня электролитов в организме животных в ветеринарии

В организме взрослых животных вода составляет 55-65% массы тела. Водно-солевой обмен в организме обеспечивается взаимодействием ряда электролитов с его нервной и эндокринной системами. Так в кровеносных сосудах находится множество осморецепторов, контролирующих изменение концентрации в крови некоторых ионов. Основными электролитами, участвующими в водно-солевом обмене организма, являются натрий, калий, кальций, магний, хлор. Гормоны и гормоноподобные вещества и некоторые витамины (B12, D, A, фолиевая кислота) участвуют в регуляции уровня макро- и микроэлементов в организме. Кроме того, в поддержании гомеостаза (постоянства внутренней среды) организма очень важную роль играют выделительные органы – почки и желудочно-кишечный тракт. 

Повышение концентрации определенных электролитов в организме, равно как и их понижение, имеет тяжелые симптомы и последствия. Так нарушение концентрации электролитов способно приводить к нарушениям функционирования различных систем органов, в частности работы сердца, что способно нести риск для жизни животного. Таким образом, определение уровня электролитов в организме животного имеет важное значение в ветеринарной практике для корректного выбора тактики ведения пациента. К примеру, содержание электролитов в крови является одним из критических показателей при проведении оперативных вмешательств.

Калий и натрий

Водный обмен организма во многом обеспечивается катионами натрия и калия. Натрий является основным катионом внеклеточной жидкости, а калий преимущественно содержится во внутриклеточном пространстве. Механизмы гуморальной регуляции водно-солевого обмена регулируют степень потери организмом воды и натрия и обеспечиваются действием трех гормонов: это 1) антидиуретический гормон гипофиза (АДГ), 2) вазопрессин и 3) надпочечниковый гормон альдостерон. Данные три гормона оказывают воздействие на почки - наиболее важный орган в поддержании постоянства водно- солевого обмена.

Калий является внутриклеточным катионом, его содержание внутри клеток составляет 98%. Все ткани организма имеют определенное соотношение концентраций калия и натрия. По причине отсутствия способности к депонированию калия, его значительные колебания в организме животного сразу отражается на внутриклеточном обмене. Калий выполняет в организме множество функций: поддержание осмотического давления, кислотно-щелочного равновесия, участие в передаче нервного импульса, а также в мышечном сокращении. Обмен калия в организме тесно связан с белковым обменом. Так, калий принимает участие в синтезе белка и гликогена. Являясь внутриклеточным катионом, калий интенсивно выводится из организма при распаде белка. 

Снижение концентрации калия в организме (гипокалиемия) наблюдается при обезвоживании, заболеваниях почек, сахарном диабете. Повышение концентрации калия (гиперкалиемия) отмечается при распаде клеток и тканей, почечной недостаточности, дегидратации, гипофункции коры надпочечников, анафилактическом шоке.

Натрий содержится во всех органах и тканях организма, а также в его биологических жидкостях. Около 50% всего натрия содержится в биологических жидкостях, 40% - в костной и хрящевой тканях, и 10% - во внутриклеточном пространстве. Натрий имеет важное значение в межклеточном и внутриклеточном обмене, наряду с калием участвует в передаче нервного импульса, оказывает влияние на состояние мышц и сердечно-сосудистой системы. Ионы натрия и хлора задействованы в секреции соляной кислоты в желудке. Соотношение концентраций ионов натрий/калий обеспечивает постоянство содержания осмотического давления крови и объема циркулирующей крови в организме. 

Гипонатриемия вызывает уменьшение осмотического давления крови и межклеточной жидкости, что приводит к гемолизу эритроцитов и отеку тканей, снижению артериального давления и возникновению тахикардии. Гипернатриемия сопровождается повышением осмотического давления крови и межклеточной жидкости, что вызывает дегидратацию клеток и нарушение их функционирования. Избыточное накопление натрия также приводит к развитию кардиомиопатий.

Кальций

Кальций является основным структурным компонентом костной и хрящевой тканей, где его содержание достигает 99%. Оставшаяся его часть содержится в клетках мягких тканей и межклеточной жидкости. Кальций участвует в процессе свертывания крови, передаче нервного импульса, в мышечном сокращении. Ионы кальция активируют действие ряда ферментов и гормонов, регулируют процессы проницаемости клеточных мембран для натрия и калия. 

Ионы кальция являются антагонистами ионов калия, поэтому снижение его концентрации приводит к нарушению нервно-мышечной проводимости из-за резкого увеличения уровня калия в крови, что способно вызвать судороги и остановку сердца и дыхания. Также гипокальциемия наблюдается при гипопаратиреозе, недостатке витамина D, хронической почечной недостаточности, патологиях печени и желчевыводящих путей. Гиперкальциемия наблюдается при гиперфункции паращитовидных желез, переломах и разрушении костей, избытке витамина D.

Магний, хлор

Магний является внутриклеточным химическим элементом. Около 50% магния в организме содержится в костной ткани, 30% - в мышечной ткани, 20% - в плазме крови. Обмен магния тесно связан с обменом кальция и калия. Ионы магния участвуют в углеводном и фосфорном обмене. При дефиците магния в пище кальций в избытке откладывается в мышцах, сердце, на стенках артерий, в почках, вызывая дегенеративные процессы.

Гипомагниемия наблюдается при снижении поступлении магния с пищей, мальабсорбции, гиперфункции паращитовидных желез, полиурии, тиреотоксикозе, остром панкреатите. Гипермагниемия наблюдается при дегидратации, почечной недостаточности, травмах и переломах, длительной терапии некоторыми препаратами.

Хлор является важнейшим анионом межклеточной жидкости. Источником анионов хлора в организме являются хлориды - соли натрия, магния и кальция, диссоциирующие в жидкой среде. Хлориды участвуют в поддержании кислотно-щелочного баланса и водного баланса организма. Избыток ионов хлора выводится из организма почками. Содержание хлоридов в плазме крови в норме вдвое превышает их содержание в эритроцитах. 

При гипохлоремии развивается алкалоз организма, а гиперхлоремии – ацидоз. При алкалозе концентрация хлоридов возрастает в плазме крови, а при ацидозе – в эритроцитах. Гиперхлоремия отмечается при дегидратации, нарушении работы почек, респираторном алкалозе, метаболическом ацидозе, несахарном диабете, гипофункции надпочечников. Гипохлоремия наблюдается при обезвоживании в результате длительной рвоты и диареи, терапии диуретиками, диабетическом кетозе, нефритах.

Методы определения уровня электролитов в организме животных

Для определения уровня электролитов в организме животного в ветеринарных лабораториях используются приборы - анализаторы электролитов. Объектом исследования являются биологические жидкости – цельная кровь, плазма и сыворотка крови, моча. Кроме того, для экстренной диагностики определенных состояний существуют портативные анализаторы газов крови и электролитов. 

Необходимо отметить, что содержание магния в плазме и сыворотке крови определяется с использованием другого прибора - биохимического анализатора. Концентрацию калия, натрия и кальция в плазме и сыворотке крови наряду с использованием анализатора электролитов также возможно определять биохимическими методами.

Лабораторное исследование уровня электролитов в организме животного осуществляется при диагностике заболеваний, имеющих следующие симптомы: сердечная недостаточность и аритмия, помутнение сознания, нарушение работы печени и почек, отек, тошнота, слабость, обезвоживание.

Литература

1. Медведева М.А. Клиническая ветеринарная лабораторная диагностика. Справочник для ветеринарных врачей. – М.: «Аквариум Принт», 2013. – 416 с. ISBN 978-5-4238-0268-4
2. Мейер Д., Харви Д. Ветеринарная лабораторная медицина. Интерпретация и диагностика. Пер. с англ. – М.: Софион, 2007. – 456 с. ISBN 5-9668—0016-2