Статья опубликована в №105 (май) 2022
Разделы: Медицина
Размещена 31.03.2022.
Просмотров - 960

Временное повышение осмолярности крови, как способ уменьшения негативного воздействия авиаперелетов на здоровье человека

Лурье Арман Женисович

Академик КазНАЕН

"Lurye clinic", Алматы, Казахстан

Директор

УДК 616-009.8

Введение. Люди всегда летали и будут летать на самолетах, несмотря на различные обстоятельства и на актуальные  вредные факторы, влияющие на здоровье авиапассажиров.

К вредным влияющим факторам для здоровья авиапассажиров относятся: изменения барометрического давления при полете в самолете,  изменение насыщения кислородом артериальной крови,  гипоксии, и связанных с этим изменений дыхания, кровообращения, кроветворения и обмена веществ.

Резкие подъемы на высоту способны вызывать боли в ушах, гайморовых пазухах, газообразование и вздутие кишечника, головную боль, тошноту, нарушения работы сердца, появление навязчивого страха или беспокойства.

Но самый главный влияющий на здоровье человека фактор при подъеме на высоту - это потеря жидкости. Здоровье и самочувствие человека зависят от баланса воды и солей, а также нормального кровоснабжения органов.

Акутальность. При подъеме на высоту с уменьшением давления, происходит потеря жидкости в виде испарений  через дыхание и потоотделение. При потере организмом воды происходит кратковременное сгущение крови и в связи с этим понижается  осмолярность плазмы крови. Гипоосмолярное состояние провоцирует развитие неврологических нарушений – снижение внимания, сонливость, повышенную возбудимость или торможение, дезориентацию, головные боли, тошноту.

Цель исследования. Анализ условий понижения осмолярности крови и физиологических механизмов нарушения водно-солевого равновесия в организме человека, выявление способа повышения осмолярности плазмы крови в организме авиапассажиров,как способа уменьшения негативного воздействия авиаперелетов на здоровье человека

Задачи исследования.

1. Провести анализ условий, факторов и последствий  потери жидкости в организме авиапассажиров.
2. Провести анализ литературы по вопросу патогенетических механизмов понижения  осмолярности крови, особой роли ионов натрия.
3. Провести анализ литературы по проблеме травмирующего воздействия гипонатриемии на организм человека, анализ лечебных мероприятий при гипонатриемии.
4. Разработать практически доступный способ временного повышения осмолярности крови в организме авиапассажиров в условиях авиаперелета,как способ уменьшения негативного воздействия авиаперелетов на здоровье человека

Научная новизна

1. Проведен анализ причин понижения осмолярности крови в организме авиапассажиров.
2. Предложен практически доступный и эффективный способ повышения осмолярности плазмы крови человека в условиях авиаперелетов, как способ уменьшения негативного воздействия авиаперелетов на здоровье человека

Анализ условий, причин и последствий потери жидкости в организме авиапассажиров

При полете самолета на высоте около 10000м происходит падение давления и понижается влажность воздуха.  Вследствие этого происходит потеря жидкости в  организме авиапассажиров  в виде испарений  через дыхание и потоотделение.При комнатной температуре с поверхности тела испаряется 0,5—0,6 л жидкости в сутки. При высокой температуре воздуха, особенно в сочетании с физической работой, потоотделение может достигать 10— 12 л в сутки [1].

Согласно закону Дальтона [2],с понижением атмосферного давления  потоотделение тела будет увеличиваться. Расчеты по формуле Дальтона показывают, что  при давлении в самолете равным Р=550 мм.рт.ст.(что соответствует высоте 2500 м полета) человек может терять в час около 0.8л жидкости.

При низком барометрическом давлении (при подъеме на высоту), и при большой потере организмом воды происходит кратковременное сгущение крови, вследствие чего число эритроцитов в единице объема увеличивается.

В связи со сгущением крови  меняется осмолярность плазмы крови. Осмолярность плазмы (P) представляет собой общее количество находящихся в плазменной воде твердых веществ, выраженное в мосм на 1 л воды. Осмолярность крови (ОСК) подразумевает осмолярность плазмы, поскольку именно в ней растворены осмотически активные вещества. Химические вещества, влияющие на осмотическую концентрацию крови, включают в себя натрий, хлориды, бикарбонаты, белки и глюкозу. Если у человека нарушен водный баланс, или жидкость неправильно выводится из организма, показатели осмолярности крови и мочи нарушаются. Недостаток жидкости вызовет сильное обезвоживание и вязкость плазмы. Любые отклонения от нормы осмолярности плазмы крови являются предвестниками серьезных заболеваний или патологических изменений в теле.

По основам физиологии, человеку для нормального существования надо употреблять 1-2 литра воды ежедневно, поскольку она обогащает организм полезными веществами и микроэлементами. Суточная норма выводимой из организма жидкости составляет 0,8 – 1 литр.

При перегревании организма или при тяжелой физической работе за счет усиленного потоотделения может возникать дефицит воды с относительно небольшой потерей электролитов. Авторы описывают случаи развития острой гипонатриемии при большой физической нагрузке. Так при изнурительной же физической нагрузке может остро развиться гипонатриемия у участников марафонов, ультрамарафонов и участников состязаний по триатлону [3]. Распространенность гипонатриемии среди марафонцев-любителей составляет 3—13% .

Сущность механизмов осморегуляции плазмы крови. Особая роль ионов натрия.

Осмолярность плазмы крови – в норме этот показатель варьируется от 280 до 300 мосм/л.

У здоровых людей осмотическое давление внеклеточной жидкости составляет 270–290 мосм. Даже незначительное увеличение осмолярного давление в плазме (< 1%) вызывает быстрый выброс антидиуретического гормона (АДГ) в кровь [4].

Для гиперосмолярности крови (ГОК) осмолярность плазмы крови превышает 340 – 350 мОсм/л [5].

Более 30 процентов серьезных заболеваний развивается из-за нарушенного водного баланса.Чтобы поддержать водно-осмотическое равновесие, поступление воды в организм должно быть равно ее выделению.

Гипонатриемия - уменьшение концентрации натрия в плазме ниже 135 ммоль/л.  В большинстве случаев она сочетается с гипоосмоляльностью плазмы.

 Признаки тяжелого обезвоживания организма возникают у взрослых после после потери примерно 1/3, а у детей 1/5 объема внеклеточной воды.

В организме обнаружено несколько распространенных электролитов, большинство из них отвечают за поддержание баланса жидкостей между внутриклеточной и межклеточной средой. Нарушение обмена воды и электролитов выражается в избытке или дефиците внутриклеточной и внеклеточной воды.

Совокупность механизмов, обеспечивающих поддержание Осмотического давления в жидких средах организма на оптимальном для обмена веществ уровне, называют осморегуляцией [6].

. Особая роль в поддержании физиологических величин осмотического давления принадлежит ионам натрия. Дегидратация возникает именно в связи с изменением содержания ионов Na⁺. При обезвоживании из-за изменения содержания ионов Na+ уменьшение объема артериальной крови и межклеточной жидкости регистрируется волюморецепторами, импульсы от которых по нервным путям достигают отделов центральной нервной системы (ЦНС), регулирующих выделение одного из минералокортикоидных гормонов — альдостерона, который повышает реабсорбцию натрия.

При уменьшении водных ресурсов организма или нарушении нормального соотношения между водой и минеральными солями (главным образом хлористым натрием) возникает жажда, удовлетворение которой способствует поддержанию физиологического уровня водного баланса и электролитного равновесия в организме [7].

Катионы натрия и другие осмотически активные вещества создают осмотическое давление (ОД) в водных пространствах организма. Натрий – внеклеточный катион (Na+), рост его концентрации в плазме в любом случае приведет к увеличению ОД. При этом будет стимулирован питьевой центр (центр жажды) и повысится производство антидиуретического гормона (АДГ) – вазопрессина. Влияние вазопрессина на V2-рецепторы канальцев почек повысит обратное всасывание воды и ее задержку в организме.

При снижении содержания этого внеклеточного катиона можно ожидать обратный эффект: питьевой центр подавляется, производство антидиуретического гормона падает, мочевыделение – усиливается. Подобные изменения в ту или иную сторону концентрации ионов натрия обычно (за исключением отдельных случаев) идут параллельно колебаниям значений осмолярности плазмы крови.

Таким образом, основным осмотически активным катионом плазмы крови является натрий, осмолярность плазмы изменяется параллельно концентрации натрия. Норма концентрации натрия – 135 – 145 ммоль/л. Существует тесная связь между уровнем натрия и объемом циркулирующей крови. Так, увеличение концентрации натрия на 3 ммоль/л свыше 145 является показателем потери 1 л воды, концентрация натрия выше 160 ммоль/л свидетельствует о водном истощении организма [8] .

Для нормального функ­ционирования организма сохранение натриевого баланса имеет такое же значение, как и поддержка оптимального водного баланса. Натрий определяет осмолярность плазмы, способствуя поддержанию внутрисосудистого объема [ 9].

Гипонатриемия связана со снижением осмолярности плазмы крови.

Травмирующее  воздействие гипонатриемии на организм человека

В полете низкое давление уменьшает содержание кислорода в крови примерно на 6–10%.

Что касается обезвоживания, то уровень влажности воздуха в салоне самолета 20–25%, что ниже, чем в пустыне. В ответ на эти условия  возникают неприятные ощущения, механизмами которых могут быть: разрушение нейронной связи между нервными клетками; патологические изменения в мозговых клетках и др..

За поддержание высокой проводимости электрических импульсов отвечают электролиты. Для беспрепятственной работы электрических сигналов важно, чтобы  в клетках, тканях и жидкостях поддерживается гомеостатическая среда. Электролитный дисбаланс может быть весьма вредным для здоровья человека. Так, дефицит минералов кальция, калия, натрия может привести к мышечной слабости или сильным судорогам, а большое количество натрия может повысить кровяное давление.

Быстрое снижение концентрации Na в крови создает осмотический градиент по сторонам клеточной мембраны, и вода устремляется внутрь клетки. Клетка набухает (swelling). Осмотическое давление может даже «взорвать» клетку. Первая угроза – это отёк-набухание клеток мозга или развития внутричерепной гипертензии, которая нарушит кровоснабжение мозга [10].

Ключевыми проявлениями гипотонической гипонатриемии является повреждение структур ЦНС. Тяжесть неврологической симптоматики зависит от этиологии заболевания, скорости и величины снижения концентрации натрия, и варьирует от легкой (нарушения вкуса, мышечные спазмы, тошнота) до умеренной (слабость, спутанность сознания, делирий) и тяжелой (судороги, нарушения мышления) степени. Наиболее выраженная манифестация симптомов наблюдается на фоне резкого (в течение нескольких часов) снижения концентрации натрия

Хотя при недлительном полете эти реак­ции непродолжительны, но такое травмирующее  состояние мозга абсолютно идентично сотрясению мозга.

Лечебные мероприятия при гипонатриемии

Чаще всего недостаток жидкости в организме при обильном потении  пытаются восполнить пресной водой. Но при этом возникает обессоливание организма, значительный дефицит электролитов, как следствие -  осмотическая концентрация внеклеточной жидкости падает, вода частично перемещается в клетки и происходит чрезмерная их гидратация. Т.е. обычная вода оказывается не помощником в улучшении состояния человека. Это объясняется тем, что при снижении содержания внеклеточного катиона (Na+),  усиливается мочевыделение.

Снижение ионов натрия, гипонатриемия, соответствует снижению значений осмолярности плазмы крови. Гипонатриемия, определяемая как снижение содержания натрия в сыворотке крови до 135 ммоль/л и менее и относится к наиболее распространенному электролитному расстройству. Гипонатриемия может развиться при подавленном синтезе антидиуретического гормона, аргинина-вазопрессина (АВП) в случае употребления очень большого количества жидкости при ограниченном употребления солей (истинная водная интоксикация) [12].

Натрий отвечает за контроль общего количества воды в организме. Он необходим для поддержания электролитного баланса между внутриклеточной и межклеточной средой. Он также важен для регулирования объема крови и поддержания функции мышц и нервов. Основным компонентом терапии является адекватное восполнение дефицита натрия и воды. Острая гипонатриемия требует экстренной коррекции для предотвращения развития отека мозга.

Таким образом, своевременное выявление и адекватная коррекция гипонатриемии, пониженной осмолярности плазмы крови  – ключевые факторы, способствующие предотвращению развития осложнений.

Согласно клиническим рекомендациям США, введение гипертонического раствора необходимо всем пациентам с острой ( Согласно положениям европейских рекомендаций, решение о необходимости инфузии гипертонического раствора следует принимать на основании данных о выраженности симптомов, нежели формы течения заболевания [14]. К категории тяжелых побочных реакций европейские рекомендации относят рвоту, остановку дыхания, судороги, сомноленцию и кому.

В положениях клинических рекомендаций США и Европы гипертонический раствор NaCl рекомендуется вводить в дозировке от 100 до 150 мл спустя 10–20 мин после манифестации первых проявлений, повторяя каждые 2–3 мин до полного устранения симптомов [13].

Данный метод позволяет повысить сывороточного уровень натрия на 4–6 мЭкв/л и снизить скорость прогрессирования отека мозга.

Скорость коррекции гипонатриемии после предварительной инфузии гипертонического раствора следует выбирать в зависимости от тяжести течения и формы заболевания [13]. Как утверждают авторы, что данные клинических исследований показывают, для предотвращения развития или снижения скорости прогрессирования отека мозга при острой гипонатриемии, оптимальным является повышение сывороточного уровня натрия на 4–6 мЭкв/л [15]. Так, инфузия гипертонического (4–6 мЭкв/л) раствора NaCl нормонатриемичным пациентам способствует снижению внутричерепного давления и транстенториального вклинения [16]. Аналогично, отек мозга у марафонцев эффективно купируется однократным или, при необходимости, повторным введением 100 мл гипертонического раствора [17].

Наши рекомендации по повышению осмолярности крови

Анализ литературы показал, что всегда на оказание неотложной помощи для повышения уровня осмолярности плазмы крови терапевтические мероприятия проводятся инфузионно.

Мы же предлагаем эффективный, удобный в условиях авиаперелетов способ  восстановления водно-электролитного баланса- препараты электролитов с углеводами,  солевые составы для пероральной регидратации. Для повышения уровня осмолярности крови и поддержания ее до нормы мы рекомендуем принимать перорально перед полетом  и во время полета водный раствор одного из средств для пероральной регидратации: «Регидрона» «Гидровит»; «Маратоник»; «Нормогидрон»; «Орасан»; «Реосолан»;«Хумана Электролит».

Невысокое содержание натрия цитрата, натрия хлорида и калия хлорида, глюкозы- все это с пониженной осмолярностью раствора, будет способствовать повышению осмолярности плазмы крови, поддержанию водно-электролитного баланса на должном уровне и   предотвращения развития гипернатриемии. Глюкоза будет способствовать абсорбции солей и цитратов, помогать сбалансировать кислотно-щелочной баланс крови. Для этих целей можно вполне применить  в условиях салона самолета раствор Регидрона, осмолярность которого составляет 260 мосм/л, рН слабощелочная - 8,2.

Порошок для приготовления раствора Регидрон, по 18,9 г порошка в дозированном пакетике 20 пакетиков в упаковке — каждый пакетик содержит 3,5 г хлорида натрия, 2,9 г цитрата натрия, 2,5 г хлорида калия, 10 г безводной глюкозы. 1 литр готового раствора для орального применения Регидрон содержит натрия хлорида — 59,9 ммоль, калия хлорида — 33,5 ммоль, натрия цитрата — 9,9 ммоль, глюкозы — 55,5 ммоль, ионов Na+ — 89,5 ммоль, ионов K+ — 33,5 ммоль, ионов Cl- — 93,4 ммоль, цитрат-ионов — 9,9 ммоль.

Фармакодинамика (пояснение из инструкции по использованию  Регидрона)

Благодаря наличию натрия и калия в сбалансированном соотношении препарат Регидрон может быть использован для коррекции нарушения водно-электролитного состояния организма любой этиологии. Соли натрия и калия диссоциируют на ионы, которые необходимы для поддержания скорости обменных процессов, целостности клеточных мембран, полноценного функционирования ионных насосов на клеточном уровне. Необходимое соотношение этих микроэлементов обеспечивает целостность гомеостаза при приеме Регидрона в любых количествах до достижения необходимого терапевтического эффекта.

Глюкоза в составе лекарства Регидрон выступает сорбентом и универсальным антидотом, который широко применяется при купировании отравлений, экзогенной или эндогенной интоксикации. Цитраты участвуют в поддержании кислотно-щелочного баланса, который нуждается в коррекции как при ряде патологических состояний, когда показан прием Регидрона, так и при употреблении большого количества жидкости внутрь.

Также минеральная составляющая порошка Регидрон поддерживает концентрацию ионов при обильном потоотделении, сохраняя функциональную готовность мышечной ткани в норме, в том числе сердечной мышцы. Особенностью Регидрона является сниженная концентрация натрия в составе по сравнению с другими аналогами — растворами для оральной регидратации, и повышенной концентрацией калия с целью снижения риска гипокалиемии.

 Процедуру предлагаем проводить по определенной схеме, которую мы проверили многократно для среднестатистического пассажира:

1. перед полетом необходимо  развести по инструкции 1 пакет средства для перроральной регидратации  в 1 л. воды и  выпить 0.5 л.;
2. в последующие 2 часа полета нужно выпить оставшиеся 0.5л раствора;
3. во время перелета не пить газированных напитков, не употреблять соленую, жирную и сладкую пищу.и не пить другие жидкости.

Результаты

На протяжении пяти лет фармацевтический пакет средств для пероральной регидратации апробирован лично мною, коллегами клиники, родственниками, друзьями  при более 100 дальних авиаперелетах.  После использования пакета по нашей инструкции перелеты проходили без панического страха, без болей в животе,  не отмечалась сонливости, спутанного сознания.

Заключение

Пониженная осмолярность крови авиапассажиров, гипонатриемия, является закономерным явлением  при авиаперелетах в силу большой потери жидкости  в организме. Гипонатриемия, даже временная,  может спровоцировать  многие заболевания  и даже представлять угрозу для жизни авиапассажиров.

В большинстве случаев гипонатриемия отражает избыток свободной воды. В клинической практике применяется инфузионное введение гипертонического раствора натрия, которое позволяет быстро устранить тяжелые неврологические проявления этого электролитного расстройства.

 Мы же предлагаем применить водный  раствор одного из средств для пероральной регидратации перед полетом  и во время полета, как способ  временного повышения осмолярности крови авиапассажиров. Это служит практичным, простым и надежным способом уменьшения негативного воздействия авиаперелетов на здоровье пассажиров.

Поскольку всемирная организация здравоохранения рекомендует самим пассажирам проявлять заботу о своем здоровье, этот надежный способ реально поможет сохранить здоровье авиапассажирам.

1. Ажаев А-Н., Вировец О. А. Изменение функции потоотделения в условиях высоких температур окружающей среды, Физиол, журн. СССР, т. 59, № 11, с. 1737, 1973;
2. Краткий справочник химика Издание 4 (М,1955).
3. Davis DP, Videen JS, Marino A, Vilke GM, Dunford JV, Van Camp SP, et al. Exercise-associated hyponatremia in marathon runners: a two-year experience. J Emerg Med. (2001)
4. Spat A., Hunyady L. Control of aldosterone secretion: A model for convergence in cellular signaling pathways // Physiological Review. 2004. № 84. P. 489–539.
5. Руяткина Л. А., Варианты гиперосмолярного синдрома у больных сахарным диабетом в ургентной терапевтической клинике. - 1998 / Клиническая медицина. 1998. Т.76. №9. C. 37-43.
6. Физиологические механизмы водно-солевого равновесия, М.—JI., 1963;
7. Губанов Н. И., Утепбергенов А. А. Медицинская биофизика, с. 149, М., 1978;
8. Наточин Ю.В. Водно-солевой гомеостаз и его клиническое значение // Рос. журн. анестезиол. и интенсив. терапии. — 1999. — № 2. — С. 33–52.
9. Балаболкин М. И., Клебанова Е. М., Креминская В. М. Дифференциальная диагностика и лечение эндокринных заболеваний (руководство). М.: Медицина, 2002. 751 с.
10. Савин И.А., Горячев А.С. Водно-электролитные нарушения в нейрореанимации Верстка: ООО «АКСИОМ ГРАФИКС ЮНИОН»-М;2015г.-333 с.
11. Arieff AI, Guisado R. Effects on the central nervous system of hypernatremic and hyponatremic states. Kidney Int. (1976)
12. Щекочихин Д.Ю., Козловская Н.Л., Копылов Ф.Ю., Сыркин А.Л., Шилов Е.М. Гипонатриемия: клинический подход. Терапевтический архив. 2017;89(8):134-140.
13. Shchekochikhin DIu, Kozlovskaya NL, Kopylov FIu, Syrkin AL, Shilov EM. Hyponatremia: A clinical approach. Terapevticheskii Arkhiv. 2017;89(8):134-140.
14. Verbalis JG, Goldsmith SR, Greenberg A, Korzelius C, Schrier RW, Sterns RH, et al. Diagnosis, evaluation, and treatment of hyponatremia: expert panel recommendations. Am J Med. (2013)
15. Spasovski G, Vanholder R, Allolio B, Annane D, Ball S, Bichet D, et al. Clinical practice guideline on diagnosis and treatment of hyponatraemia. Nephrol Dial Transplant. (2014)
16. Sterns RH, Nigwekar SU, Hix JK. The treatment of hyponatremia. Semin Nephrol. (2009)
17. Koenig MA, Bryan M, Lewin JL, Mirski MA, Geocadin RG, Stevens RD. Reversal of transtentorial herniation with hypertonic saline. Neurology. (2008)
18. Hew-Butler T, Almond C, Ayus JC, Dugas J, Meeuwisse W, Noakes T, et al. Consensus statement of the 1st international exercise-associated hyponatremia consensus development conference, Cape Town, South Africa 2005. Clin J Sport Med. (2005)

Рецензии:

18.06.2022, 19:02 Манин Константин Владимирович
Рецензия: Уважаемый автор! Ваша статья написана хорошим научным и медицинским языком. Однако мне бросились в глаза несколько неточностей: 1. размерность осмотического давления должна быть приведена к единому стилю, либо мосм, либо мОсм. 2. В одном предложении было несколько раз написано после: ".... взрослых после после потери примерно 1/3, а у детей 1/5 объема внеклеточной воды". 3. Присутствует лишняя точка перед предложением: "Особая роль в поддержке....." 4. Отсутствие точки после предложения: "Наиболее выраженная манифестация симптомов наблюдается на фоне резкого (в течение нескольких часов) снижения концентрации натрия..... В целом после устранения неточностей статью можно рекомендовать к публикации в журнале. С уважением Манин К. В.

14.07.2022, 22:47 Манин Константин Владимирович
Рецензия: Уважаемый автор! Я рекомендую Вашу статью к публикации в нашем журнале. С наилучшими пожеланиями к.б.н. Манин К.В.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий