CHEMIA KLINICZNA - Gospodarka wodno-elektrolitowa - wykład 2 09.10.2008

Przestrzenie wodne - ich wielkość i skład jonowy

Zawartość wody w ustroju

Woda stanowi przeciętnie 60% m.c. dorosłego, nieotyłego człowieka, pozostałe 40% to sucha masa tkanek.

Zawartość wody w ustroju zależy od:

1. Wieku

2. Płci

3. Procentowej zawartości tłuszczu

Ad.1

Największa jest zawartość wody u noworodka (75-80% m.c. przy czym 35% znajduje się w przestrzeni pozakomórkowej, a 45% - w śródkomórkowej).

Po ukończeniu 1. Roku życia wartość ta obniża się do 65% m.c. (głównie kosztem przestrzeni pozakomórkowej) osiągając w okresie dojrzewania płciowego wielkość spotykaną u osób dorosłych.

Ad. 2

U mężczyzn woda stanowi 60% m.c., u kobiet 54%

Po ukończeniu 60. Roku życia zawartość wody ustrojowej u mężczyzn wynosi przeciętnie 54% m.c., a u kobiet 46%.

Ad. 3

Mniejsza zawartość wody u kobiet oraz u osób otyłych związana jest z małą zawartością wody w tkance tłuszczowej (której jest więcej u kobiet niż u mężczyzn).

{W tym miejscu jest tabelka ze zdjęcia DSC00027}

Woda transcelularna - woda zawarta w:

• jamie opłucnej

• świetle jelita

• dróg żółciowych, trzustkowych

• dróg moczowych

• PMR, itd.

Podstawowe prawa rządzące równowagą wodno-elektrolitową i kwasowo-zasadową

Równowagą wodno-elektrolitową i kwasowo-zasadową rządzą 2 prawa fizykochemiczne i jedno prawo fizjologiczne. Są nimi:

1. Prawo elektroobojętności płynów ustrojowych

2. Prawo izomolalności (=izoosmolalności) płynów ustrojowych

3. Prawo izojonii płynów ustrojowych

Prawo elektroobojętności płynów ustrojowych głosi, że płyny ustrojowe obojętnie w jakich się znajdują przestrzeniach wodnych - są elektrycznie obojętne.

Znaczy to, że w danym płynie ustrojowym suma stężeń anionów musi się równać sumie stężeń kationów.

W surowicy krwi suma ta wynosi -153 mEq/l

W płynie śródmiąższowym - 155 mEq/l

W płynie śródkomórkowym - 198 mEq/l

Prawo izomolalności płynów ustrojowych wyjaśnia, że ciśnienie osmotyczne płynów ustrojowych wszystkich przestrzeni wodnych jest jednakowe.

Prawo izojonii płynów ustrojowych - dążność ustroju do utrzymywania stałego stężenia jonów, w tym również jonów wodorowych (izohydra).

Skład elektrolitowy płynów ustrojowych

Płyny ustrojowe są roztworami różnych substancji organicznych i nieorganicznych.

Skład elektrolitowy osocza i płynu pozakomórkowego pozanaczyniowego (śródmiąższowego) jest bardzo podobny. Istniejące różnice są uwarunkowane występowaniem w osoczu białek, nieprzechodzących w zasadzie przez barierę naczyń krwionośnych.

{W tym miejscu są dwie tabelki ze zdjęć DSC00034 i DSC00035}

Głównym kationem osocza i płynu śródmiąższowego jest sód, głównymi anionami - chlor i wodorowęglany.

W praktyce identyfikuje się skład elektrolitowy osocza ze składem płynu śródmiąższowego.

Skład elektrolitowy płynu śródkomórkowego różni się istotnie od składu płynu pozakomórkowego. Głównym kationem płynu śródkomórkowego jest potas, głównymi anionami - fosforany i białczany

Ze zmian zachodzących w jonogramie osocza nie można więc bezpośrednio wyciągnąć wniosków dotyczących wewnątrzkomórkowych zmian elektrolitów.

{Tu są diagramy ze zdjęcia DSC00038 i DSC00039 tabela ze zdjęcia DSC00040 DSC00041}

Regulacja składu i objętości płynów ustrojowych

Regulacja stałości środowiska wewnętrznego polega na utrzymywaniu:

1. Izohydrii

2. Izotonii

3. Izojonii

4. Fizjologicznych wielkości przestrzeni wodnych

DSC00043 - DSC00063

Regulacja osmotyczna

Osmolalnośc osocza nie przekraczająca pewnego minimum tj.wartości progowej powoduje że w osoczu utrzymuje się bardzo małe, analitycznie niewykrywalne stężenie wazopresyny

-wartośc progowa osmolalności osocza dla wydzielania wazopresyny waha się od 275 do 290 mmol/kg H2O, przeciętnie 280 mmol/kg H2O

-wartośc progowa osmolalności osocza, która wywołuje pragnienie wynosi około 295 mmol/kg H2Oi jest przeciętnie o 10-15 mmol/kg wieksza od wartości dla wydzielania wazopresyny

Regulacja hemodynamiczna

Zmiana objętości krwi

Zmiana ciśnienia krwi

Np.spadek ciśnienia krwi o ok.20% ->10 razy wzrost

Stężenia wazopresyny

Przemiana wody(bilans wody w ustroju)

Dobowa przemiana „netto” wynosi około 2500ml, co stanowi 3-4% masy ciała

Pobór wody

Woda pobierana w ciągu doby przez człowieka składa się:

1)wody preformowanej (2200 ml/d)

a.płyny wypijane (1500ml/d)

b.woda zawarta w stałych lub półstałych pokarmach(700ml/d)

2)woda oksydacyjna (300ml/d) powstająca w czasie utleniania:

i.ęglowodanów

ii.łuszczów

iii.białek

Utrata wody

Utrata wody odbywa się przez:

-nerki-z moczem (1500ml/d)

-płuca(około 400ml/d)

-skórę(500ml/d)

-przewód pokarmowy-z kałem (100ml/d)

Nadmiar(niedobór wolnej wody)

Aktualna całkowita zawartośc wody (ACZW)

=m.c(kg) *0,6

Prawidłowa całkowita zawartośc wody

(PCZW)=ACZW *aktualne stężenia sodu:140)

ACZW-PCZW=nadmiar wody wolnej

PCZW-ACZW=niedobór wody wolnej

Osmolalnośc osocza(surowicy) i moczu

Metody oceny i wartośąc diagnostyczna

Definicja osmolalności

Osmolalnośc (molalnośc )wyraża liczbę moli substancji osmotycznie czynnych zawartych w 1 kg rozpuszczalnika

Jednostką związku osmotycznie czynnego jest Osmol:jest to ciśnienie osmotycznie czynne jakie wywiera 1-molalny roztwór związku, nie dysocjujący w temp 0 stopni celsjusza

Molalnośc=c* n*p

c-stężenie związku (mol/kg H2O)

n-liczba produktów dysocjacji

p-wspólczynnik aktywności osmotycznej

Metody oceny osmolalności

-bezpośrednia

-pośrednia

Pomiar osmolalności metodą krioskopową (osmometr)

Zasada metody pomiaru osmolalności-podstawowe prawo kriometrii

Obniżenie temperatury krzepnięcia roztworu względem temperatury krzepnięcia czystego rozpuszczalnika (woda) jest proporcjonalna do somolalności roztworu.

Współczynnikiem proporcjonalności roztworu jest stała kriometryczn K,która dla wody wynosi1,858 deg*kg/Osm.

• Podczas pomiaru osmometrycznego próbka roztworu badanego podlega ciągłemu schładzaniu

• Z chwila osiągnięcia wymaganaje temperatury przechłodzenia, w próbce zostaje zainicjowana krystalizacja

• W jej wyniku powstaje dwufazowy układ: roztwór-kryształki lodu

• Temperatura układu wzrasta i dochodzi do wartości maksymalnej zależnej od osmolalności roztworu, temperatury inicjacji krystalizacji, mocy chłodzenia, przewodności i pojemności cieplnych roztworu ciekłego i wymrożonego oraz schłodzonej głowicy pomiarowej z naczynkiem.

Efektywnośc molalna osocza

Molalnośc osocza uwarunkowana substancjami nieprzenikającymi przez błony komórkowe (jony sodu,chloru,wodorowęglanów,glukoza)określa się jako tzw.eefektywnośc molalną osocza-„tonię”.Efektywna molalnośc jest czynnikiem warunkującym ruch wody pomiędzy przestrzenią wodna poza- i śródkomórkową.

Regulacja osmolalności

-w stanie prawidłowej glikemii i sprawnej czynności wydalniczej nerek molalnośc osocza jest zależna głównie od stężenia sodu i chlorków

-jedynym narządem aktywnie uczestniczącym w regulacji molalności osocza są nerki

-regulacja ta znajduje się pod wpływem wazopresyny

-ponadto nad izoosmolalnościa osocza oprócz wazopresyny i nerek ośrodek pragnienia w OUN

Wartości referencyjne osmolalności osocza

275-295 mmol/kg H2O

Pryczyny hiposomii

-za mało sodu

-za dużo H2O w obu przypadkach daje to zbyt niskie stężenie sodu w osoczu

W obu przypadkach daj to zbyt niskie stężenia sodu w osoczu

Przyczyny hipersomii(hiperosmolalności)

-w warunkach patologicznych najczęstszą przyczyną hipersomii jest hiperglikemia

-szybkie wprowadzenia hipertonicznego roztworu chlorku sodowego

-hipernatremia

-uremia-zwiększone stężenia mocznika w surowicy lub innych produktów końcowych przemiany białkowej

-zatrucia

-współdziałanie wymienionych czynników

Obliczanie osmolalności osocza

Osmolalnośc= 2[Na+] + glukoza + mocznik w mmol/l

Osamolalnośc= 2[Na+] + 10

Obliczenia mogą być obarczone dużym błędem w stanach dużej hiperproteinemii lub hiperlipidemii

Luka osmolalna

Różnica pomiędzy osmolalnościa zmierzoną a osmolalnością obliczoną

Zakres wartości 0-10 mmol/kg H2O

Pomiar osmolalności w surowicy krwi ma dwa zasadnicze zastosowania:

1)ocena czy zawartośc wody w osoczu różni się od wartości normalnych

2)możliwośc stwierdzenia obcych substancji o niskim ciężarze cząsteczkowym we krwi

Stężenie elektrolitów w wodzie osocza

Wpływ białek i lipidów na stężenie jonów Na⁺

Fizjologicznie:

Stężenie białka w osoczu ok. 70 g/l

|

elektrolity osocza rozpuszczone są nie w 1000 ml, ale w 930 ml H₂O osocza

1000 ml osocza

1,075

930 ml H₂O osocza

Prawidłowe stężenie Na⁺ w osoczu wynosi 142 mmol/l,

a w wodzie osocza 142 x 1,075 = 152,7 mmol/l

Patologicznie:

Stężenie białka w osoczu np. ok. 100 g/l

wsp. - 1,11

stężenie Na⁺ w osoczu np. 125 mmol/l

|

w wodzie osocza 25 x 1,11 = 139 mmol/l

Jeżeli luka osmolalna będzie większa od 10 mmol/kg H₂O to wskazuje to na dwa rodzaje zaburzeń:

1. zmniejszenie zawartości wody w osoczu (występuje w hiperproteinemii i hiperlipoproteinemii; w obu tych przypadkach zawartość sodu w surowicy jest niska i wyliczona wartość osmolalności jest niższa od zmierzonej),

2. obecność obcych niskocząsteczkowych substancji w osoczu (etanol, metanol, glikol etylenowy, aceton, paraldehyd, leki jak np. mannitol); znacznie wyższe zmierzone wartości w porównaniu z wyliczonymi stanowią bardzo przydatną klinicznie metodę szybkiego stwierdzenia w osoczu tego rodzaju substancji.

Stosuje się dwa wskaźniki ułatwiające interpretację wyników pomiaru:

1. stosunek stężenia sodu w surowicy do osmolalności w surowicy:

[Na⁺] / Osm

który prawidłowo wynosi 0,43 - 0,50

2. luka osmolalna

Osmolalność moczu

Osmolalność moczu zmienia się znacznie, gdyż nerki regulując osmolalność krwi działają jak filtr selektywny wydalając wodę i zatrzymując elektrolity i inne rozpuszczalne składniki, lub na odwrót.

Również dieta ma znaczny wpływ na osmolalność moczu.

Zakres wartości referencyjnych: 200 - 1400 mmol/kg H₂O.

Osmolalność moczu jest znacznie lepszym parametrem diagnostycznym niż gęstość moczu.

Jako narzędzie diagnostyczne w ocenie funkcji nerek stosuje się wskaźnik obliczony ze stosunku osmolalności moczu do osmolalności surowicy:

Osm moczu / Osm surowicy

Wskaźnik ten pozwala na podstawie serii pomiarów przeprowadzonych np. co 30 min określić działanie nerek.

Przykładowa interpretacja wartości wskaźnika:

Osm moczu/Osm surowicy ≈ 2 prawidłowa praca nerek

Osm moczu/Osm surowicy ≈ 0,5 zatrucie wodne

Osm moczu/Osm surowicy ≈ 0,2 cukrzyca

Inne wskaźniki:

Klirens osmolalności C_osm. = [Osm moczu x obj. moczu (ml/min)] / Osm. surowicy

Klirens wolnej wody C_H2O = obj. moczu (ml/min) x [1-(Osm. moczu / Osm surowicy)]

Osmolalność moczu a gęstość względna moczu

Ze względu na różną wielkość cząsteczek poszczególnych substancji ich wpływ na molalność i gęstość względną moczu nie jest taki sam.

Nie mniej jednak dla celów praktycznych molalność moczu można obliczyć (w nieobecności białko- i cukromoczu) na podstawie gęstości względnej moczu, - posługując się wzorem:

Osm. moczu = ostatnie dwie cyfry gęstości względnej moczu x 26

Np. przy gęstości względnej moczu 1,015 osmolalność moczu wynosi 15 x 26 = 390

Parametry laboratoryjne charakteryzujące zmianę objętości przestrzeni wodnej pozakomórkowej

	HCT	HGB	RBC	Białko
odwodnienie	wzrost	wzrost	wzrost	wzrost
przewodnienie	spadek	spadek	spadek	spadek

Parametry laboratoryjne charakteryzujące zmianę molalności przestrzeni wewnątrzkomórkowej i pozakomórkowej oraz zmianę objętości przestrzeni wewnątrzkomórkowej

odwodnienie/przewodnienie	MCV	MCHC	Na	Osmolalność
izotoniczne	bz	bz	bz	bz
hipertoniczne	spadek	wzrost	wzrost	wzrost
hipotoniczne	wzrost	spadek	spadek	spadek

Zaburzenia gospodarki wodnej i sodowej

Przemiana sodu

~ 90% - w przestrzeni pozakomórkowej:

2/3 - w płynie pozakomórkowym

1/3 - w kościach (niewymienialny)

~ 10% - w przestrzeni śródkomórkowej

Hiponatremia

• jest wyrazem względnego nadmiaru wody w stosunku do sodu w ustroju

• może rozwinąć się u chorych wykazujących:

• zmniejszoną

• prawidłową

• zwiększoną zawartość sodu w ustroju

• spadek stężenia sodu w płynie pozakomórkowym jest przyczyną jego hipotonii

• hipotonia z kolei warunkuje obrzęk komórek

Przyczyny hiponatremii

1. hiponatremia rzekoma

• hiperlipidemia

• hiperproteinemia

hiponatremia + odwodnienie

• utrata wody i sodu przez skórę

• utrata wody i sodu przez przewód pokarmowy

• utrata wody i sodu przez nerki

z częściowym uzupełnianiem strat przez podawanie bezelektrolitowych płynów

3. hiponatremia + prawidłowe uwodnienie

• zespół SIADH

• choroba Addisona

4. hiponatremia + przewodnienie

• transmineralizacja

• z rozcieńczenia

• hiponatremia idiopatyczna

• jest wyrazem obniżonego progu osmostatu lub

• niekompletnego zespołu SIADH

Hipernatremia

Może być wynikiem:

- utraty czystej wody lub płynów hipotonicznych

- nadmierną podażą sodu

W obrazie klinicznym dominują objawy odwodnienia śródkomórkowego, głównie OUN

W hipernatremii spowodowanej utratą czystej wody lub płynów hipotonicznych mogą wystąpić objawy hipowolemii.

Przyczyny hipernatremii

1. utrata czystej wody (stany gorączkowe, stany wzmożonego katabolizmu)

2. utrata płynów hipotonicznych (przez skórę, przez przewód pokarmowy, przez nerki)

3. nadmierna podaż sodu (nadmierna podaż NaHCO3, zatrucie solne, picie wody morskiej)

4. hipernatremia samoistna (nieprawidłowa funkcja osmostatu w oun)

5. brak uczucia pragnienia (uszkodzenie ośrodka regulacji pragnienia w oun)

Odwodnienie izotoniczne

• Dotyczy tylko przestrzeni wodnej pozakomórkowej, zarówno pozanaczyniowej jak i śródnaczyniowej

• Charakteryzuje się utratą sodu w postaci roztworu izomolalnego

Przyczyny

- Nadmierna utrata płynów ustrojowych drogą przewodu pokarmowego

• biegunki

• wymioty

• wzmożone wydalanie sodu przez nerki

• utrata krwi, krwotok wewnętrzny

• nadmierne pocenie się

• przemieszczenie się płynów do przestrzeni transcelularnych

• niedrożność jelit

• zapalenie otrzewnej

• zapalenie opłucnej

• oparzenia itd.


Objawy kliniczne

• 
  
  hipowolemia ciśnienia krwi niewydolność krążenia

• niewydolność nerek

• zaburzenia czynności OUN

Badania laboratoryjne




HCT , HGB , RBC , białko -

MCV , MCHC , Na , osmolalność - bz

Odwodnienie hipertoniczne (niedobór wolnej wody)

• nierzadko stanowi II fazę odwodnienia izotonicznego, jeśli chory nie ma dostępu do płynów

Przyczyny

• niedostateczna podaż wody ( np. chorzy nieprzytomni)

• nadmierna utrata:

- wody przez płuca ( Hiperwentylacja)

• płynów hipotonicznych w wyniku :

• nadmiernego pocenia się

• wodnistych biegunek

• nadmiernej diurezy

Objawy kliniczne

• w zależności od stopnia odwodnienia nasilenie poszczególnych objawów chorobowych może być bardzo różne,

• dominuje:

• uczucie silnego pragnienia

• ogólne osłabienie

• brak zdolności koncentracji

• senność

• w ciężkim odwodnieniu mogą wystąpić omamy, stany splątania, niepokoju i pobudzenia oraz drgawki i śpiączka

Badania laboratoryjne




HCT, HGB , RBC , białko -


MCV -




MCHC , Na, ,osmolalność -



Oligowolemia spadek diurezy gęstość względna moczu duża ( wyjątek: moczówka prosta)

Odwodnienie hipotoniczne ( zespół niedoboru sodu)

• jest najczęściej uwarunkowane utratą płynów izotonicznych wyrównywaną podawaniem płynów bezelektrolitowych

• jest następstwem niedoboru sodu i wody, przy czym pierwszy z nich jest nieproporcjonalnie większy od drugiego

• hipotonia płynu pozakomórkowego jest przyczyną przemieszczenia wody do komórek

Przyczyny

Przyczyną mogą być wszystkie stany chorobowe wymienione przy odwodnieniu izotonicznym

Objawy kliniczne

Obraz kliniczny jest następstwem:

• hipowolemii ( zmiany krążeniowe)

• obrzęku komórek : szczególnie nerwowych ( zmiany nerwowe)

Badania laboratoryjne





HCT, HGB , RBC , białko -

MCV -




MCHC, Na , osmolalność -

Przewodnienie izotoniczne

Charakteryzuje się wzrostem zawartości sodu w postaci roztworu izotonicznego

Przyczyny

Przewodnienie izotoniczne jest najczęściej uwarunkowane :

• przewlekłą niewydolnością krążenia

• marskością wątroby

• przewlekłą chorobą kłębuszków nerkowych

rzadziej:

• nadmierną podażą izotonicznego roztworu chlorku sodowego

Duże zwiększenie objętości płynu

Obrzęki powstają w wyniku:

• podwyższenia ciśnienia śródkapilarnego z powodu zakrzepicy żył lub ich niedrożności

• niewydolności krążenia z powodu zwiększonej objętości żylnego łożyska naczyniowego

• zmniejszenia stężenia białek ( np. marskość wątroby, zespół nerczycowy)

• zwiększonego nagromadzenia się białek i mukopolisacharydów w płynie śródmiąższowym

Badania laboratoryjne




HCT , HGB , RBC , białko -

MCV, MCHC, Na, osmolalność - bz

Przewodnienie hipertoniczne

• jest najczęściej następstwem nadmiernej podaży roztworów hipertonicznych lub izotonicznych chlorku sodowego u chorych z ograniczoną czynnością wydalniczą nerek

• hipertonia płynu pozakomórkowego jest przyczyną odwodnienia komórek

Przyczyny

• doustna podaż nadmiernej objętości płynów hipertonicznych

• u niemowląt

• u rozbitków zaspokajających pragnienie wodą morską

• pozajelitowa podaż izo- lub hipertonicznych płynów elektrolitowych chorym z uszkodzoną czynnością nerek

• u chorych po zabiegach chirurgicznych, u których dochodzi do zwiększonego wydzielania ADH

Objawy kliniczne

Obrzęki

Badania laboratoryjne




HCT , HGB , RBC , białko -




MCV -


MCHC, Na, osmolalność -

Przewodnienie hipotoniczne (zatrucie wodne)

Jest spowodowane:

• nadmierną podażą bezelektrolitowych płynów ( roztwór glukozy), zwłaszcza u chorych ze zmniejszoną diurezą lub

• zwiększonym wydzielaniem wazopresyny

Jest następstwem dodatniego bilansu wolnej wody

Zawartość sodu ogólnoustrojowego jest prawidłowa , zwiększona lub czasami nieznacznie obniżona.

Objawy kliniczne

Obrzęki komórek mózgowych

Badania laboratoryjne




HCT , HGB , RBC , białko -




MCV


MCHC, Na, osmolalność -

Przemiana chloru

Przeciętna zawartość chloru w organizmie człowieka wynosi 33 mmol/ kg m.c. , przy czym 29 mmol/kg m. c. Zawarta jest w przestrzeni pozakomórkowej (87,6%)

a tylko 4 mmol/ kg m.c. - w przestrzeni śródkomórkowej (12,4%)

Zmiany gospodarki chlorowej są, podobnie jak zmiany gospodarki sodowej uwarunkowane:

• zmianą stężenia jonów chlorkowych w przestrzeni pozakomórkowej oraz

• zmianą objętości wodnej pozakomórkowej

Cały chlor ustrojowy jest łatwo wymienialny

Resorpcja tego pierwiastka odbywa się w jelicie cienkim i jest całkowita

Wydalanie:

• 97% chloru wydalane jest przez nerki

• 2% z kałem

• 1% przez skórę

Stężenie chloru w osoczu : 95 - 105 mmol / l

W PWS: 12 mmol / l

Przyczyny hipochloremii

1. nadmierna utrata jonu chlorkowego przez przewód pokarmowy:

• wymioty

• przewlekłe odsysanie treści żołądkowej (bogatej w kwas solny)

• wrodzony defekt wchłaniania chlorków z przewodu pokarmowego

• nadmierna utrata jonu chlorkowego przez nerki:

• stosowanie leków moczopędnych

• wrodzony lub nabyty defekt cewek nerkowych w zakresie resorpcji zwrotnej chlorku sodowego

3) nadmierna utrata jonu chlorkowego przez skórę:

- u chorych oparzonych,

- u leczonych okładami sporządzonymi z azotanu srebra,

4) hiperproteinemia,

5) wskutek rozcieńczania płynami bezelektrolitowymi.

Hipochloremia jest ściśle związana z patogenezą zasadowicy metabolicznej.

HIPERCHLOREMIA

Stężenie chloru > 105 mmol/l

PRZYCZYNY HIPERCHLOREMII:

1. podawanie chlorków zawierających łatwo metabolizujący anion (chlorek amonu, chlorowodorek lizyny),

2. nadmierną utratą wodorowęglanów przez przewód pokarmowy (biegunki, przetoki jelitowe, trzustkowe, żółciowe),

3. nadmierną utratą wodorowęglanów przez nerki (wrodzone i nabyte tubulopatie nerkowe),

4. hipoproteinemia,

5. zagęszczenie krwi.

PRZEMIANA POTASU

- ok. 90% - w przestrzeni śródkomórkowej,

- ok.10% - w przestrzeni pozakomórkowej:

- 2% - w płynie pozakomórkowym,

- 8% - w kościach.

- wchłania się w górnym odcinku jelita cienkiego,

- jest wydalany głównie przez nerki (90%), tylko 10% przez przewód pokarmowy.

HIPERPOTASEMIA

1. Nadmierna podaż potasu wywołana:

1. Pokarmami,

2. Płynami infuzyjnymi,

3. Płynami dializacyjnymi, o dużym stężeniu potasu,

4. Krwią przedatowaną,

5. Lekami.

2. Zmniejszone wydalanie potasu przez nerki:

1. Organiczne choroby nerek:

• Ostra niewydolność nerek,

• Przewlekła niewydolność nerek.

2. Czynnościowo uwarunkowany blok wydalania potasu przez cewkę dalszą:

• Hipoaldosteronizm,

• Niewrażliwość cewki dalszej na aldosteron,

• Defekt wydalania potasu przez cewkę dalszą,

• Blokada cewkowego wydalania potasu przez leki.

• Nadmierne uwalnianie potasu z komórek:

1. Rozpad komórek,

2. Kwasica,

3. Niedobór insuliny,

4. Leki.

HIPOPOTASEMIA

1. Niedostateczna podaż potasu z pokarmami.

2. Transmineralizacja:

1. Zasadowica,

2. Insulina,

3. Nadczynność tarczycy.

3. Utrata potasu z moczem:

1. Choroby nerek:

• Kwasica cewkowa proksymalna,

• Kwasica cewkowa dystalna,

2. Nadmiar mineralokortykosteroidów:

• Hiperaldosteronizm pierwotny,

• Hiperaldosteronizm wtórny,

• Leki:

• Diuretyki.

• Utrata potasu przez przewód pokarmowy:

1. Wymioty,

2. Przewlekłe odsysanie treści żołądkowej,

3. Biegunki,

4. Przetoki,

5. Nadużywanie środków przeczyszczających.

STĘŻENIE POTASU W PŁYNACH USTROJOWYCH

Osocze - 3,5 - 5,0 mmol/l

Pot - 5 - 10 mmol/l

Ślina - 15 - 25 mmol/l

Sok żołądkowy - 5 - 20 mmol/l

Żółć - 4 - 6 mmol/l

Sok trzustkowy - 5 - 15 mmol/l

Wymioty → ↓ K⁺

Wymioty → zasadowica metaboliczna

↓

K⁺ → komórka

↓

↓↓↓ hipokaliemia

Biegunka → ↓ K⁺

Biegunka → kwasica metaboliczna

↓

K⁺ ← komórka

↓

↓ hipokaliemia

METODY ANALITYCZNE STOSOWANE DO OZNACZANIA ELEKTROLITÓW

1) Fotometria płomieniowo-emisyjna

2) Spektrometria atomowo- absorpcyjna

3) Elektrody jonoselektywne

4) Kolorymetria

Fotometria płomieniowo- emisyjna

• Zasadą tej metody jest wprowadzenie w stan wzbudzenia atomów pierwiastków poprzez umieszczenie badanej próbki w płomieniu o określonej temperaturze

• Uwalniana energia cieplna, powodując wzbudzenie atomów pierwiastków, wywołuje emisję fotonów, dając widmo charakterystyczne dla danego pierwiastka

• Poszczególne pierwiastki różnią się pomiędzy sobą wartością potencjału wzbudzenia, dlatego wymagają różnych źródeł wzbudzenia atomów

• Sód i potas charakteryzują się niskim potencjałem wzbudzenia. Wystarcza wiec względnie niska temp płomienia dla dokonania pomiaru ich zawartości w badanej próbce

Do oznaczania sodu i potasu wystarcza temperatura spalania mieszanki propanu (propan-butan) z powietrzem (ok.1900°C) . Wyższą temperaturę (i większą czułość oznaczeń) daje spalanie acetylenu z powietrzem (ok. 2100-2300°C) lub z tlenem (ok.2800°C).

Dobór odpowiedniego filtra barwnego pozwala na wybiórcze oznaczenie stężenia jednego pierwiastka.

Najczęściej używanymi filtrami są:

• Do oznaczeń sodu: 590 lub 630nm

• Do oznaczeń potasu: 770nm

Spektrometria atomowo-absorpcyjna

• Metoda ta pozwala na oznaczanie pierwiastków wymagających wysokiego potencjału wzbudzenia (wapń, magnez)

• Polega ona na rozpyleniu próbki w płomieniu palnika acetylenowego, którego temp powoduje wzbudzenie atomów

• Wzbudzone atomy pierwiastków pochłaniają światło o charakterystycznej dla każdego pierwiastka długości fali

• Stopień absorpcji światła przez wzbudzone atomy jest proporcjonalny do zawartości badanego pierwiastka w próbce

Pomiar aktywności jonowej pierwiastków przy pomocy elektrod jonoselektywnych specyficznych dla poszczególnych pierwiastków

elektrody jonoselektywne działają w zasadzie jak tradycyjne elektrody szklane używane do pomiaru pH

do oznaczania aktywności:

• Jonów sodowych są stosowane wrażliwe na sód elektrody szklane

• Jonów potasowych - elektrody membranowe z walinomycyną (antybiotyk)

• Jonów wapnia- elektrody z długołańcuchowym dwuestrofosforanem

Kolorymetria

np. metoda oznaczania sodu z uranylooctanem magnezu

Wymogi dla idealnej metody analitycznej oznaczania elektrolitów w próbkach różnego rodzaju są następujące:

1. Wysoka swoistość

2. Wysoka powtarzalność

3. Wysoka dokładność

4. Minimalna objętość próbki

5. Prostota stosowania

6. Szybkie przeprowadzenie analizy (wskazania nagłe)

Kolorymetria w znacznym stopniu nie spełnia tych wymogów.

Spektrometria atomowo - absorpcyjna spełnia w ogólnym zakresie punkty 1-3, ale jest droga (metoda z wyboru dla oznaczania Ca).

Fotometria płomieniowo - emisyjna spełnia dla sodu i potasu punkty 1-5. Nakład czasu na przygotowanie próbki (krzepnięcie, wirowanie, rozcieńczanie) jest jednak znaczny.

Elektrody jonoselektywne jako jedyne z wyżej wymienionych, spełniają wszystkie punkty wymogów dla idealnej metody analitycznej oznaczania elektrolitów.

Zalety oznaczania elektrolitów przy pomocy elektrod jonoselektywnych

1. Pomiar we wszystkich płynach ustrojowych, tzn. bezpośredni pomiar w pełnej krwi, osoczu, surowicy, moczu, PMR

2. Nie jest potrzebne przygotowanie próbki

3. Duży zakres pomiarów, liniowy dla licznych przedziałów stężeń

4. Duża oszczędność czasu (brak wykrzepiania itd.)

5. Szeroki zakres zastosowania, oznaczanie wszystkich klinicznie istotnych gazów i jonów (pH, pCO2, pO2, Na, K, Ca, Cl, Li)

6. Wiarygodne klinicznie wyniki

7. Ciągła gotowość do pomiaru

Pomiar stężenia sodu i potasu

• Metoda emisyjnej fotometrii płomieniowej:

oznacza się całkowite stężenie elektrolitu w surowicy

• Metoda potencjometryczna przy użyciu elektrod jonoselektywnych:

oznacza się aktywność wolnych cząsteczek elektrolitu (jonów) w wodzie

Metody oznaczania chlorków:

1. Miareczkowanie solami rtęci (merkurometria)

1.1. Metoda z rodankiem rtęci i jonami żelaza

1. Metoda z azotanem rtęci i difenylokarbazonem

2. Metoda z TPTZ (2,4,6-tripyridyl-1,3,5-triazine)

3. Metoda z chloranilem rtęci

2. Miareczkowanie solami srebra (argentometria)

2.1. Metoda Mohra- miareczkowanie bezpośrednie

2.2. Metoda Volharda- odmiareczkowanie nadmiaru titrantu

2.3. Metoda kulometryczna

Jest modyfikacja metody argentometrycznej, w ktorej chlorki sa miareczkowane jonami srebrowymi pochodzącymi z elektrody srebrowej, z jednoczesnym uwolnieniem elektronów.

3. Metoda z kwasem metanosulfonowym (
   )

4. Metoda enzymatyczna z α-amylazą zależną od chloru (EC #3.2.1.1) (aplikacje na analizatory chemizne, np. HITACHI)

5. Metoda potencjometryczna- elektroda jonoselektywna.

Metody oznaczania wapnia

Metoda referencyjna oznaczania :

- wapnia całkowitego- spektrometria atomowo-absorpcyjna

- wapnia zjonizowaniego- elektroda jonoselektywna

Metody chemiczne (głównie kompleksometryczne oznaczanie wapnia całkowitego)

1. Metoda z kompleksonem o-krezoloftaleiny

2. Metoda z błekitem metylotymoloym (BMT)

3. Metoda z ARSENAZO III

4. Metoda kompleksometryczna z EDTA

5. Metoda z GBHA

6. Metoda z kwasem chloranilowym

7. Metoda manganometryczna

Metody oznaczania magnezu

Metoda referencyjna oznaczania:

- magnezu całkowitego- spektrometria atomowo-absorpcyjna

- magnezu zjonizowaniego- elektroda jonoselektywna

Metody kolorymetryczne oznaczania magnezu całkowitego

1. Metoda z błękitem ksylidylowym

2. Metoda z kalmagitem

3. Metoda z błękitem matylotymolowym

4. Metoda z żółcienią tytanową

5. Metoda z chlorofosfonazo III

Metody oznaczania fosforu nieorganicznego

Jony fosforanowe tworza z molibdenianem amonu w środowisku kwaśnym, w obecności detergentu, fosfomolobdenian amonu. Zmiana absorbancji mierzona przy długości fali 340 nm jest proporcjonalna do stężenia jonów fosforanowych w próbie.

Wiekszośćmetod oznaczania fosforu jest modyfikacją w.w metody

Podstawą tych metod oznaczania fosforu jest redukcja fosfomolibdenianu do błękitu molibdenowego.

Polecanymi środkami redukującymi są:

- kwas askorbowy

- chlorek cynawy

- hydrochinon

- inne

Metody oznaczania stężenia żelaza w surowicy krwi

- metody spektrofotometryczne

- absorpcyjna spektrometria atomowa

- metoda kulometryczna

Metody spektrofotometryczne

1. metoda zalecana przez Międzynarodowy Komitet Standaryzacji e Wematologii

- Odbiałczanie surowicy i uwolnienie żelaza z bołączenia z białkami

- Redukcja żelaza trójwartościowego do dwuwartościowego

- Połączenie żelaza z chromogenem

B. Metoda Ramsayna

- Odbiałczanie surowicy, redukcja żelaza o połączenie z chromogenem zachodzi jednocześnie

C. Metoda bezpośrednia

- Dodanie chromogenu ze związkami redukującymi żelazo do surowicy nieodbiałczonej

Chromogeny:

- Fenantrolina

- Difenylofenantrolina (Batofenantrolina)

- Chromazurol

- Dipirydol

- Tripirydol

- Tripirydylo-S-triazyna (TPTZ)

- Pirydylo-bis(fenylo-kwas sulfonowy)-triazyna, sól disodowa (ferrozyna)

- Di-pirydylo-difenylo-pirydyna (DPMP)

- Fenylo-pirydylo-difenylo-triazyna (PPDT)

- Nitroso-PS AP

Absorpcyjna spektrometria atomowa

Metoda kulometryczna

14

---