Water and electrolyte metabolism disturbances in patients with metabolic syndrome


Pavlov V.N., Alekseyev A.V., Agaverdiyev A.F., Ishemgulov R.R.

State Educational Institution of Higher Professional Training Bashkiria State Medical University, Urological Department (rector – M.D., professor V.N.Pavlov)
Taking into account the high prevalence of renal disease in metabolic syndrome (MS), relationship between the reduction of the renal function and severity of disorders of lipid metabolism and increased risk of cardiovascular complications, evaluation of electrolyte and nitrogen metabolism was performed for 112 patients with MS. In addition, serum levels of aldosterone, adrenocorticotropic hormone, neutrophil gelatinase-associated lipocalin, cortisol, β2-microglobulin, vasopressin, and level of microalbumin in urine were assessed. MS patients showed a reduction of the daily expression of the main osmotically active substance - urea, potassium, sodium and chloride. The increased production of antidiuretic hormone and related water retention, increased microalbumin excretion, indicating the development of systemic endothelial dysfunction and glomerular hyperfiltration, were detected. Reported violations are developing by type of “vicious circle”: fluid retention leads to hyperfiltration, renal dysfunction exacerbates water-electrolyte disorders.

Метаболический синдром (МС) определяется как комплекс метаболических, гормональных и клинических нарушений, в основе которых лежат инсулинорезистентность и компенсаторная гиперинсулинемия [1]. Согласно данным ВОЗ, число больных МС в Европе составляет 40–60 млн человек. В индустриальных странах распространенность МС среди населения старше 30 лет достигает 10–25% [2, 3].

Как показали исследования последних лет, жировая ткань обладает ауто-, пара- и эндокринной функциями и секретирует большое количество биологически активных веществ, которые могут вызывать развитие сопутствующих ожирению осложнений [4]. Попытки установить факторы, ответственные за развитие МС, привели к выделению трех равноценных компонентов: глюкозоинсулиновой ассоциации, липидного компонента и гипертензивного компонента [5]. Патофизиология МС обусловлена уменьшением чувствительности к инсулину, расстройствами функции симпатической нервной системы, системы альдостерона-ангиотензина-ренина и натрийуретических пептидов [6]. Активно изучаются и другие составляющие МС. Некоторые авторы рассматривают в составе МС гиперандрогению у женщин, обеспечивающую высокий уровень свободного тестостерона, гиперурикемию как индикатор метаболических сдвигов атеро- и диабетогенной направленности [7]. Взаимодействие жировой ткани, гипоталамо-гипофизарного комплекса и надпочечника играют главную роль в контроле чувства насыщения, обмена глюкозы, депонирования липидов и баланса
энергии. Нарушения в системе адренокортикальных связей вносят вклад в развитие МС на паракринном и системном уровне, вызывая дисрегуляцию органов, чувствительных к альдостерону и андрогенам, включая жировую ткань [8]. Таким образом, МС – это комплекс динамических нарушений, который, имея в основе инсулинорезистентность и ожирение, может вызывать другие метаболические сдвиги или усугублять уже имеющиеся [9].

При МС блокируются трансмембранные ионообменные механизмы (Na+-, K+- и Са2+-зависимой АТФазы). В результате повышается содержание внутриклеточного Na+ и Са2+, уменьшается содержание K+, что приводит к увеличению чувствительности сосудистой стенки к прессорным воздействиям; повышается реабсорбция Na+ в проксимальных и дистальных канальцах нефрона, способствуя задержке жидкости и развитию гиперволемии, а также повышению содержания Na+ и
Са2+ в стенках сосудов [10]. Поражение почек при МС регистрируют в 21,1% случаев. Выявлено, что у больных МС по мере снижения функции почек усугубляется выраженность нарушений липидного обмена и нарастает уровень артериального давления, что повышает возникновение кардиоваскулярных осложнений [8]. Развитию сопутствующей дисфункции эндотелия способствуют недостаточная продукция оксида азота в сосудистой стенке и его инактивация [11].

Широкая распространенность МС, его тесная связь с образом жизни и высокая смертность от его последствий (ИБС, артериальная гипертензия) обусловливают повышенный интерес к нему врачей и пациентов всех стран в плане своевременной диагностики, лечения и разработки целенаправленной программы профилактики.

Материалы и методы. Обследование с использованием клинических, инструментальных и лабораторных методов было проведено 112 мужчинам с МС (основная группа) и 42 здоровым добровольцам (контрольная группа). Средний возраст пациентов – 41,4±3,2 года. Определяли уровень мочевины, креатинина и параметры водно-электролитного статуса (натрий, калий, хлориды, осмолярность) в сыворотке крови и моче. Сыворотку получали из крови, взятой натощак, до исследования замораживали и хранили при -20оС. Суточную мочу собирали в сухую чистую емкость с консервантом. Осмолярность определяли на криоскопическом осмометре Osmomat 030, концентрацию электролитов – на автоматическом анализаторе EasyLyte (“Medica”, США), уровень креатинина
и мочевины – на анализаторе Hitachi 902 кинетическим методом с использованием тест-наборов фирмы
“Roche Diagnostics”. Альдостерон, адренокортикотропный гормон (АКТГ), нейтрофильный желатиназаассоциированный липокалин (НГАЛ), кортизол, β2-микроглобулин, вазопрессин в сыворотке крови и микроальбумин в моче определяли при помощи иммуноферментного анализа.

Для диагностики МС использовали критерии Национального института здоровья США (2001).
Основной признак: абдоминальный тип ожирения – окружность талии более 102 см. Дополнительные критерии: артериальная гипертония, гипертриглицеридемия, снижение уровня ХС ЛПВП, гипергликемия натощак. Диагноз МС устанавливали при наличии основного и двух дополнительных критериев.

Результаты и обсуждение. Как видно из представленных в табл. 1 данных, большинство изученных
биохимических показателей сыворотки крови в обеих группах достоверно не различались, поскольку при МС не происходит клинически значимого нарушения электролитного, азотистого и белкового равновесия в крови. Установлено превышение уровней глюкозы и триглицеридов в сыворотке крови у пациентов основной группы относительно как показателей контрольной группы, так и нормальных значений. В то же время средние величины другого показателя липидного обмена – холестерина, не различались у пациентов обеих групп и не превышали значения 5,2 ммоль/л. Это связано с относительно небольшой продолжительностью заболевания (у всех обследованных МС диагностирован впервые).

Таблица 1. Биохимические показатели сыворотки крови.

При анализе суточной экскреции электролитов и продуктов азотистого обмена (табл. 2) установлено,
что концентрация креатинина в моче у обследованных основной и контрольной групп достоверно не
различалась. Это свидетельствует об отсутствии патологических изменений на уровне почечного клубочка, поскольку креатинин не реабсорбируется и не секретируется. Экскреция калия, натрия и хлоридов при метаболическом синдроме оказалась ниже, чем у здоровых. Возможно, это обусловлено увеличением активности ионных переносчиков базолатеральных мембран канальцев вследствие связывания кортизола с минералокортикоидными рецепторами. В результате – увеличение электрохимического градиента между канальцевой и внутриклеточной жидкостью для натрия и хлоридов, калий при этом движется по градиенту концентрации. Увеличение реабсорбции натрия в проксимальных канальцах также может быть связано с повышением фильтрации глюкозы, так как
концентрация последней в крови выше у пациентов с МС. Поскольку натрий и хлориды – основные внеклеточные осмотически активные вещества, уменьшение их экскреции может сопровождаться задержкой жидкости. Осмолярность крови в физиологических условиях регулируется вазопрессином, его концентрация у пациентов с МС достоверно выше, чем в контрольной группе (табл. 3). Это может свидетельствовать о задержке воды у пациентов с МС вследствие вазопрессининдуцированного встраивания аквапоринов II типа в мембраны главных клеток собирательных трубочек. Так, осмолярный клиренс и клиренс осмотически свободной воды выше у обследованных контрольной
группы, т. е. почки здоровых эффективнее очищают кровь от осмотически активных веществ и обладают большими способностями по выделению разведенной мочи (см. табл. 2). Осмолярность суточной мочи в контрольной группе закономерно выше, поскольку выше экскреция осмотически активных веществ. Клиренс креатинина также выше в контрольной группе, однако и в основной этот показатель находится в границах нормы. Различия обусловлены более высокой концентрацией креатинина крови у пациентов с МС (см. табл. 1). Мочевины у больных МС за сутки экскретируется
больше, чем у здоровых, что, возможно, связано с уменьшением осмотического градиента между просветом почечных канальцев и интерстицием из-за увеличения реабсорбции электролитов (см. табл. 2).

Таблица 2. Биохимические показатели мочи.

Таблица 3. Содержание гормонов и белков в сыворотке крови и моче.

Содержание в сыворотке крови альдостерона, НГАЛ, β2-микроглобулина, АКТГ достоверно не различалось у обследованных основной и контрольной групп. Отмечена более высокая концентрация микроальбумина в моче у больных МС. Это может свидетельствовать об имеющейся у них эндотелиальной дисфункции либо клубочковой гиперфильтрации. Уровень кортизола у пациентов основной группы был достоверно выше, чем в контроле. С учетом отсутствия различий в концентрации АКТГ между группами можно предполагать развитие гиперфункции надпочечников у больных МС.

Заключение. У пациентов с МС отмечается нарушение водно-электролитного и азотистого обмена,
проявлением которого является снижение суточной экскреции основных осмотически активных веществ – мочевины, калия, натрия, хлоридов. Уменьшение осмолярности мочи не сопровождается изменением осмолярности сыворотки крови вследствие увеличения выработки антидиуретического гормона и связанной с этим задержкой жидкости. Увеличение экскреции микроальбумина свидетельствует о раннем вовлечении почек в каскад проявлений МС в результате развития системной эндотелиальной дисфункции и клубочковой гиперфильтрации. Отмеченные нарушения развиваются по типу “порочного круга”: задержка жидкости приводит к гиперфильтрации, почечная дисфункция
усугубляет водно-электролитные расстройства.


About the Autors


A.V.Alekseev – PhD, urologist, Е-mail: Alekssevdlt@mail.ru


Similar Articles


Бионика Медиа