WYKŁAD III 3 III 2010
Zaburzenia gospodarki wodno-elektrolitowej.
Ogólne znaczenie wody w ustroju:
rozpuszczanie i transport substancji (mineralnych i organicznych) w organizmie;
wchodzi w połączenia ze związkami organicznymi;
wszystkie niezbędne do życia reakcje biochemiczne w ustroju zachodzą w środowisku wodnym.
Przemiana wody.
Dobowa przemiana wodna „netto” wynosi u dorosłego człowieka ok. 2500 ml, co stanowi 3-4% masy ciała (u niemowląt i dzieci wynosi 12-16% masy ciała).
Bilans wodny.
Pobór wody w ciągu doby:
wypijane płyny 1200-1500 ml
woda zawarta w pokarmach 700-1000 ml
woda oksydacyjna (produkt spalania:
białek (35-45 ml/100 g)
tłuszczów (60 ml/100 g)
węglowodanów (110 ml/100 g) 250-400 ml
Razem: ok. 2500 ml
Utrata wody (płuca, skóra, nerki, przewód pokarmowy):
utrata przez parowanie niewyczuwalne (perspiratio insensibilis), które jest obligatoryjne i zachodzi również w stanach dużego odwodnienia:
przez skórę 500 ml
przez płuca 400 ml
utrata z moczem 1500 ml
utrata z kałem 100 ml
Razem: 2500 ml
Płyny ustrojowe (% masy ciała):
| MĘŻCZYZNA | KOBIETA | DZIECKO | |
|---|---|---|---|
| woda całkowita (TBF) | 60 | 54 | 75 |
przestrzeń pozakomórkowa (ECF)
|
20 5 15 <2-3 |
20 5 15 <2-3 |
35 5 30 <1 |
przestrzeń wodna wewnątrzkomórkowa (ICF)
|
40 38 2 |
34 32 2 |
40 38 2 |
tkanka tłuszczowa – ok. 30% inne tkanki – 70-80% |
Płyny ustrojowe pozakomórkowe stanowiące przestrzeń trzecią, tj. transcelularną:
płyn w jamie otrzewnej
płyn w jamie opłucnej
płyn w worku osierdziowym
płyn komór oka
płyn mózgowo-rdzeniowy
płyn w przewodzie pokarmowym (drogach żółciowych, trzustkowych, świetle jelit)
Skład elektrolitowy osocza krwi, płynu śródtkankowego i wewnątrzkomórkowego:
| SUBSTANCJA | OSOCZE KRWI (mmol/l) |
PŁYN SRÓDTKANKOWY (mmol/l) |
ICF (mmol/l) |
|---|---|---|---|
Na+ K+ Ca2+ Mg2+ |
142,0 4,0-4,5 2,5 1,0 |
±114,5 4,5 1,25 ±0,75 |
10,0 160,0 <1,0 ±13,0 |
| KATIONY | 150,0 | ±151,0 | ±183,0 |
Cl- HCO3- PO4- SO4- białka kwasy organiczne |
101-103 25-27 1,0 0,5 16,0 4,5 |
±114,0 ±30,0 1,5 0,5 0 5,0 |
3,0 10,0 ±110,0 10,0 50,0 ? |
| ANIONY | 150,0 | ±151,0 | ±183,0 |
Podstawowe prawa rządzące równowagą wodno-elektrolitową:
Prawo elektroobojętności płynów ustrojowych:
Płyny ustrojowe – obojętnie w jakich znajdują się przestrzeniach – są elektrycznie obojętne, tzn. suma kationów jest równa sumie anionów w danym płynie.
Prawo izomolalności (izoosmolalności) płynów ustrojowych:
Osmolalność płynów ustrojowych wszystkich przestrzeni wodnych jest jednakowa; dla osocza wynosi ona 280-295 mOsm/kgH2O.
Prawo izojonii:
Dążność ustroju do utrzymywania stałego stężenia jonów w ECF, w tym również jonów wodorowych (normalne stężenie jonów H+ w osoczu krwi wynosi 35-45 nmol/l; pH: 7,45-7,35).
Skład płynów przestrzeni wodnych (TBF) jest uwarunkowany obecnością substancji osmotycznie czynnych (tzw. krystaloidów), które pełnią zasadniczą rolę w utrzymaniu objętości i osmolalności płynów ustrojowych. Można je podzielić na 3 grupy:
organiczne substancje o małej masie cząsteczkowej, które przenikają przez błonę komórkową stosunkowo szybko (mocznik, glukoza lub aminokwasy); w niewielkim stopniu uczestniczą w dystrybucji wody w organizmie;
organiczne substancje o dużej masie cząsteczkowej, głównie białka osocza, pełnią zasadniczą rolę w wymianie wody pomiędzy krwią płynem pozakomórkowym, dzięki wywieranemu przez nie ciśnieniu onkotycznemu;
nieorganiczne substancje (elektrolity, głównie Na+) są najważniejszymi składnikami płynów ustrojowych, które w sposób zasadniczy decydują o rozmieszczeniu widy w poszczególnych przestrzeniach wodnych (ICF, ECF).
Z powodu wysokiej przepuszczalności błon biologicznych dla wody, zmiany osmolalności w jednej przestrzeni wodnej spowodują szybkie zmiany ciśnienia osmotycznego w pozostałych przestrzeniach wodnych.
Dla utrzymania stałości ciśnienia osmotycznego płynów ustrojowych, objętość wody i ilość ciał w niej rozpuszczonych muszą się równoważyć.
stężenia ciał rozpuszczonych = hipreosmolalność
stężenia ciał rozpuszczonych = hipoosmolalność
Skład jonowy i objętość płynów ustrojowych są utrzymywane dzięki regulującym mechanizmom kompensacyjnym, które funkcjonują na zasadzie sprzężenia zwrotnego ujemnego.
Mechanizm regulacyjny:
osmolalności ECF ( osmoreceptory)
podwzgórze (SON, PVN)
część nerwowa przysadki ( ADH)
zatrzymywania H2O w nerkach
normalizacja osmolalności ECF
Regulacja składu i objętości płynów ustrojowych polega na utrzymaniu:
izojonii – fizjologicznego składu jonowego płynów ustrojowych (mineralokortykoidy, glikokortykosteroidy, parathormon, kalcytonina, kalcitriol, hormon wzrostu);
izohydrii – stałego stężenia Janów H+ (oraz pH krwi):
układy buforowe krwi i tkanek
nerki (resorpcja zwrotna HCO3- i wydalanie H+)
płuca (eliminacja CO2)
izotonii – fizjologicznego elektrycznego ciśnienia osmotycznego (dla osocza wynosi 280-295 mOsm/kgH2O):
ADH (mechanizm wytwarzania wolnej wody w nerkach)
mechanizm powstawania lub zaniku pragnienia
izowolemii – fizjologicznych wielkości przestrzeni wodnych (układ RA na poziomie nerek, aldosteron, wazopresyna, ANP, autonomiczny układ nerwowy).
Rola układu RAA w regulacji objętości krwi krążącej:
Zaburzenia równowagi wodno-elektrolitowej:
odwodnienie:
izoosmotyczne (izotoniczne) – osmolalność ECF nie zmienia się
hipoosmotyczne (hipotoniczne) – osmolalność ECF maleje
hiperosmotyczne (hipertoniczne) – osmolalność ECF rośnie
przewodnienie:
izoosmotyczne (izotoniczne) – osmolalność ECF nie zmienia się
hipoosmotyczne (hipotoniczne) – osmolalność ECF maleje
hiperosmotyczne (hipertoniczne) – osmolalność ECF rośnie
Zmiany objętości i osmolalności płynów ustrojowych w odwodnieniu i przewodnieniu:
| osmolalność ECF | objętość ECF | osmolalność ICF | objętość ICF | |
|---|---|---|---|---|
| odwodnienie izotoniczne | niezmienna | niezmienna | niezmienna | |
| odwodnienie hipertoniczne | ||||
| odwodnienie hipotoniczne | ||||
| przewodnienie izotoniczne | niezmienna | niezmienna | niezmienna | |
| przewodnienie hipertoniczne | ||||
| przewodnienie hipotoniczne |
odwodnienie izotoniczne – utrata wody i elektrolitów w takiej samej proporcji (spadek objętość dotyczy tylko płynu zewnątrzkomórkowego).
Przyczyny:
nadmierna utrata płynów ustrojowych przez przewód pokarmowy (wymioty, biegunki);
utrata krwi pełnej (krwotok);
utrata osocza w zapaleniach błon surowiczych (zapalenie otrzewnej) lub w oparzeniach;
utrata wody i elektrolitów w chorobach nerek lub w następstwie stosowania leków moczopędnych;
udar cieplny.
Objawy kliniczne:
hipowolemia:
zaburzenia w układzie sercowo-naczyniowym (częstoskurcz, spadek ciśnienia tętniczego, zawroty głowy, skłonność do zapaści)
zaburzenia czynności nerek (spadek przesączania kłębuszkowego, skąpomocz)
zaburzenia czynności OUN (ogólne osłabnięcie, apatia, bóle głowy, zaburzenia świadomości, a nawet śpiączka)
silne pragnienie (w wyniku pobudzenia ośrodka pragnienia);
suchość błon śluzowych jamy ustnej oraz skóry okolic pachowych i pachwinowych;
upośledzenie funkcji układu pokarmowego – brak łaknienia, nudności, wzdęcia brzucha, wymioty (uwarunkowane atonią błony mięśniowej żołądka lub skurczu odźwiernika);
zmiany we krwi – wzrost liczby erytrocytów i hematokrytu, wzrost stężenia hemoglobiny i białka (z wyjątkiem krwotoku) oraz mocznika bez zmian osmolalności osocza i stężenia elektrolitów.
odwodnienie hipertoniczne – deficyt wolnej wody w organizmie.
Przyczyny:
niedostateczna podaż wody:
osłabienie lub brak uczucia pragnienia (po urazach czaski, u osób nieprzytomnych, chorych na miażdżycę, u niemowląt, w stanach zapalnych mózgu)
zaburzenia odruchu połykania
brak wody w otoczeniu
nadmierna utrata wody z organizmu:
przez płuca (hiperwentylacja, np. u osób gorączkujących)
przez skórę (silne poty)
przez nerki (wielomocz – moczówka prosta centralna lub nerkowa, diureza osmotyczna, faza wielomoczu w ostrej niewydolności nerek)
przez przewód pokarmowy (wodniste biegunki)
Objawy kliniczne:
Wynikają ze spadku objętości ECF, wzrostu osmolalności osocza oraz odwodnienia komórek.
uczucie pragnienia;
ogólne osłabienie (spadek masy ciała);
odwodnienie neuronów OUN (osłabienie koncentracji, niepokój, majaczenie, drgawki, śpiączka, wzrost temperatury ciała);
zmniejszenie wydzielania śliny, suchość skóry i błon śluzowych;
oligowolemia i oliguria (duża częstość moczu);
zaburzenia układu sercowo-naczyniowego (spadek ciśnienia tętniczego krwi, przyspieszenie akcji serca, wzrost liczby erytrocytów i hematokrytu, wzrost stężenia hemoglobiny i białka, wzrost stężenia elektrolitów).
odwodnienie hipotoniczne – zespół niedoboru sodu. Straty elektrolitów przewyższają straty wody (objętość oraz os molalność ECF maleje).
Przyczyny:
utrata sodu i wody przez nerki:
pochodzenia nerkowego (przewlekłe choroby nerek)
pochodzenia poza nerkowego (niedoczynność kory nadnerczy, stosowanie środków moczopędnych)
uwarunkowana zmianami w OUN (zapalenie mózgu, zmiany zwyrodnieniowe naczyń mózgowych, wstrząs mózgu, nowotwory okolicy tylnej części wzgórza)
niedostateczna podaż sodu;
uzupełnianie niedoboru i/lub strat wody (biegunki, silne poty) płynami pozbawionymi elektrolitów.
Objawy kliniczne:
Wynikają ze spadku ECF i wzrostu ICF oraz spadku osmolalności osocza.
zaburzenia w układzie sercowo-naczyniowym (wstrząs hipowolemiczny, tachykardia, hipotonia ortostatyczna, zawroty głowy, skłonność do zapaści);
zaburzenia czynności OUN (ogólne osłabienie, apatia, bóle głowy, zaburzenia świadomości, gorączka);
oligowolemia – spadek przesączania kłębuszkowego, skąpomocz);
wymioty (uwarunkowane atonią błony mięśniowej żołądka lub skurczem odźwiernika);
zmiany we krwi – wzrost liczby erytrocytów, wzrost stężenia hemoglobiny, białka i hematokrytu, hiponatremia (kurcze mięśniowe), hipokaliemia (osłabienie siły mięśniowej).
| ZAKRES NORMY | ODWODNIENIE | PRZEWODNIENIE | |
|---|---|---|---|
| izo- | hipo- | ||
| RBC | 4,6 - 5,4 x1012/l | ||
| HCT | 42 - 47 % | ||
| HGB | 14 - 16 g/100ml | ||
| MCV | 87 - 88 | niezmienne | |
| MCHC | 34 | niezmienne | |
| osmolalność osocza | 285 - 295 mOsm/kgH2O | niezmienne |
Neurohormonalne mechanizmy adaptacyjne uruchamiane w następstwie spadku objętości krwi tętniczej:
Neurohormonalne mechanizmy adaptacyjne uruchamiane w następstwie wzrostu objętości krwi tętniczej: