ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ КРОВИ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ СПЕЦИФИЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТНОГО СТАТУСА ПРИ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ

THE OSMOTIC PRESSURE OF THE BLOOD AS AN INDICATOR OF SPECIFICITY ELEMENTAGE STATUS IN HYPERTENSION

Elena Budko

Head of the Department of General and Bioorganic chemistry, doctor of pharmaceutical Sciences, Professor, Kursk state medical University

Russia, Kursk

Leonid Yampolsky

Аssociate Professor of General and Bioorganic chemistry, candidate of chemical Sciences, Kursk state medical University

Russia, Kursk

Dmitry Gaponov

1st year student, medical faculty, Kursk state medical University

Russia, Kursk

АННОТАЦИЯ

В данной работе нами был проведен количественный и качественный анализ элементного состава крови человека в норме и при артериальной гипертензии. В качестве метода исследования исполь­зовался сравнительный анализ литературных данных, позволивший выявить основные элементные особенности состава крови больных артериальной гипертензией. Данные объединены в сводную таблицу, и было установлено существенное различие в элементных соотношениях ряда химических элементов. Полученные данные были использованы для расчета величины осмотического давления, как количественной характеристики ионной структуры крови. Было обнаружено существен­ное различие в значениях осмотического давления крови в норме и при устойчивом повышении давления. В результате мы пришли к выводу о существовании определённых элементных наборов (количественных и качественных), присущих состоянию организма в норме и в условиях артериальной гипертензии.

ABSTRACT

In this work, we conducted a quantitative and qualitative analysis of the elemental composition of human blood in normal and hypertension. As a research method we used a comparative analysis of literature data, allowed to identify the main features of the elemental composition of blood of patients with arterial hypertension. The data are combined in a summary table, and a significant difference in the elemental ratios of a number of chemical elements was found. The obtained data were used to calculate the value of osmotic pressure as a quantitative characteristic of the ion structure of the blood. It was found significant difference in the values of the osmotic pressure of the blood in normal and with the steady increase in pressure. As a result, we came to the conclusion about the existence of certain element sets (quantitative and qualitative), inherent in the state of the body in normal and in conditions of hypertension.

Ключевые слова: артериальная гипертензия; осмотическое давление; элементный состав крови; натрий; калий; магний; железо; цинк; кальций.

Keywords: arterial hypertension; osmotic pressure; elemental composition of blood; sodium; potassium; magnesium; iron; zinc; calcium.

Введение. Артериальная гипертензия (АГ) – одно из самых распространенных заболеваний сердечнососудистой системы. В развитых странах частота встречаемости АГ колеблется в пределах 15-20% в целом. У пожилых она достигает 50 %. В России по данным ВНОК (2010 г.) стандартизованная по возрасту распространенность АГ составила 42,9 % у женщин и 36,6 % – у мужчин [3].

Основным недостатком всех используемых на сегодняшний день способов борьбы с артериальной гипертензией является неспособность их воздействовать на первопричину заболевания. Все они направлены на ликвидацию последствий развития болезни, что создает возможность перехода болезни в хроническую стадию и вынуждает человека регулярно принимать то или иное лекарственное средство.

Вопрос о первопричине развития гипертонии и возможности ее устранения является актуальным. В последние годы большое внимание уделяется изучению микроэлементного статуса организма человека в норме и при различных патологических состояниях. Анализируя данные современных литературных источников, мы установили существование концентрационных различий в элементном содержании в крови здоровых людей и гипертоников (табл. 1) [1, 4]. Так, например, в сыворотке крови человека с артериальной гипер­тензией концентрация калия сильно снижается по сравнению с таковой у здорового человека. В сравнении с калием, у натрия, напротив, увеличивается концентрация его в сыворотке крови при гипертонии [2]. Известно, что эти металлы находятся в крови в связанном состоянии и входят в состав более крупных соединений, однако, их влияние на артериальное давление при этом не изменяется. Влияние калия состоит в том, что калий замедляет ритм сердечных сокращений, участвует в регулировании деятельности сердца. Помимо этого он отвечает за регулирование нормального ритма сердечных сокращений. Его избыток приводит к нарушению работы сердечнососудистой системы, а недостаток вызывает аритмию. Между ионами K и Na существует антагонизм, натрий отвечает за поддержание осмотического давления, соли натрия входят в состав буферных систем.

Таблица 1.

Некоторые элементы, изменение содержания которых сопровождает устойчивое повышение артериального давления (АД), механизм их влияния, синергисты и антагонисты (по Скальному А.В.)

Исходя из современной теории осмоса изменение концентрации ионов должно вызвать прирост осмотического давления. Таким образом, целью исследования стало обоснование вероятности повышения осмотического давления при изменении концентрации некоторых катионов, для которых выявлено наиболее значимое различие концентраций в норме и при устойчивой гипертензии.

Методы исследования. В ходе работы нами использованы классические формулы расчета коллигативных свойств, а именно для расчета осмотического давления применено равенство:

Р_осм = iСRT ,                                                     (1)

где:   i- изотонический коэффициент, С- молярная концентрация ионов, R- универсальная газовая постоянная, T- температура в ^оK.

Изотонический коэффициент мы принимаем за единицу, поскольку при расчетах используются концентрации диссоциированных ионов.

Расчет осмотического давления проводили исходя из молярной концентрации элементов в норме и при патологии [1]. Исходные данные по усредненным концентрациям элементов в крови в норме и при устойчивом повышении артериального давления (АД) получены из открытых справочных источников и представлены в таблице (см. табл. 1)

Результаты и обсуждение. Из перечня элементов, представленных в табл.1 нами выбраны 6 катионов, которые имеют достаточно высокие уровни концентраций в крови здорового человека с одной стороны, и значимый прирост (положительный или отрицательный) концентраций при устойчивых повышениях АД с другой. В иссле­дуемую группу вошли калий и его антагонист натрий, синергисты кальций, магний, железо и их антагонист цинк. Абсолютные количества катионов в ммоль/л крови в норме (Н) и при устойчивой гипертензии (П) были пересчитаны по формуле (1) в производимое ими осмотическое давление. Соответственно катионы с более высокими концентрациями - натрий, калий и железо - вносят более значимый вклад в формирование суммарного давления (рис.1 А), причем при гипертензии осмотическое давление снижается за счет снижения уровня калия (П/Н<1), однако повышается (П/Н>1) за счет прироста концентрации ионов натрия и железа.

Рисунок 1. Абсолютные (А) и относительные (Б) уровни осмотического давления эквивалентные количеству катионов магния, цинка, калия, кальция, железа и натрия в крови в норме (Н) и при устойчивой гипертензии (П)

Из рис. 1 А видно, что увеличение содержания в крови натрия при патологии (П/Н = 4/2) приводит к повышению эквивалентного осмотического давления в 2 раза, что при исходной концентрации натрия в среднем 85,65 ммоль/л может привести к существенному увеличению суммарного осмотического давления крови. Падение концентрации калия при гипертонии (отношение П/Н) достигает 1/10. Калий вносит невысокий вклад в изменение осмотического давления крови в целом, однако, вследствие высокой физиологической значимости, существенно влияет на основные метаболические процессы в условиях патологии.

Влияние с точки зрения коллигативных свойств на осмос крови элементов железа, магния, цинка и вероятно кальция непосредственно связано с активностью хелатных биологически-активных соединений этих металлов. Исходя из концентраций названных элементов (рис. 1), магний и цинкo-содержащие частицы способствуют снижению осмоти­ческого давления при гипертонии, а кальций и железо- содержащие - повышению его суммарных значений (рис.1). Суммарный вклад всех исследованных элементов в осмотическое давление крови в норме (Н) и при устойчивом повышении значений АД (П) достигает 50% от общих осмотических значений (рис.2). При этом расчетная разница между нормой и патологией может составлять 0,6 Атм.

Рисунок 2. Суммарный вклад всех исследованных элементов в осмотическое давление крови в норме (Н) и при устойчивом повышении значений АД (П)

На рис. 2 показаны поэлементные балансы, позволяющие (после анализа) минимизировать состав осмотически значимых элементных систем в норме и при патологии.

Выводы. Таким образом, нами установлено существование различия в осмотическом давлении крови у здоровых и страдающих арте­риальной гипертензией людей может быть достаточно существенным, и определяется различиями не только концентрационными (количествен­ными), но и качественными (элементный состав).

На основании полученных нами расчетных значений осмотического давления мы пришли к выводу о существовании определённого элементного набора (количественного и качественного), присущего состоянию в норме и в условиях артериальной гипертензии.

Список литературы:

1. Баглушкина С.Ю., Тармаева И.Ю. Особенности элементного статуса больных артериальной гипертензией // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). - 2012. Т. 112.- № 5. С. 105-107.
2. Балабина Н.М., Баглушкина С.Ю. Элементный статус и риск развития сердечно-сосудистых осложнений у больных артериальной гипертензией // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). - 2014. Т. 125. - № 2. С. 48-51.
3. Диагностика и лечение артериальной гипертензии. Российские рекомендации. Четвертый пересмотр. ВНОК // Системные гипертензии. – 2010. – № 3. – С.5-26.
4. Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. – М.: ОНИКС 21 век: Мирр, 2004. - 271 с.