Gospodarka wodno-elktrolitowa . Potas (K) i jego rola w organizmie.
Gospodarka wodna
WODA jest jednym z najważniejszych składników w organizmie stanowi połowę masy ciała. U kobiet to około 52%,a u mężczyzn 63% .odchylenie od procentowego udzału wody zależy od stopnia rozwoju masy tłuszczowej. U ludzi otyłych procent masy ciała przypadający na wodę jest mniejszy ( tkanka tłuszczowa zawiera około 10% wody, a kostna około 22%, pozostałe tkanki od 68% do 82%.
Całkowita woda w organizmie T B W(Total Body Water) występuje głównie e trzech przestrzeniach :
1] Przestrzenie wewnątrz komórkowe I C F - stanowi ponad połowę wody
znajdującej się w organizmie co odpowiada 30-40 %masy ciała.
2] Przestrzenie zewnątrz komórkowe B C F _ woda znajdująca się w osoczu
krwi, płyn tkankowy, chłonka.
3] Przestrzenie trans komórkowe T C F znajdujący się w płynie mózgowo-
rdzenoiwym ,płyn w jamach ciała ( opłucna, osierdzie, otrzewna), płyn w
torebkach stawowych, soki trawienne znajdujące się w przewodzie
pokarmowym( ślina , sok żółciowy, sok trzustkowy ,sok jelitowy).
Ze względów praktycznych płyn z przestrzeni zewnątrz komórkowych i trans komórkowych określa się jako płyn zewnątrz komórkowy E C F.
Stosunek objętości płynów w przestrzeniach wewnątrz komórkowych , zewnątrz komórkowych i trans komórkowych podlega ciągłym zmianom w zależności od ilości wypijanej wody i ilości soli mineralnych wprowadzanych do organizmu wraz z pokarmem , oraz ilości utraty wody przez organizm.
Dobowa przemiana wody wynosi około 2500 ml/dobę ,co stanowi 3-4% masy ciała. U niemowląt ta przemiana jest znacznie większa i wynosi 12-16% masy ciała.
Woda w organizmie dzieli się na pobieraną i wydalana;[tracona] ;
Woda pobierana przez organizm składa się ;
Około 1500 ml wypite płyny, woda PREFORMOWALNA
Około 300 ml woda zawarta w pokarmach stałych woda OKSYDOCYJNA
Woda tracona przez organizm;
Utrata przez wydalanie ok. 1000-1500 [mocz ,ślina]
Utrata wody przez skórę około 500ml/dobę
Utrata przez płuca PAROWANIE NIEWYCZUWALNE [wydech]
Wzrost temperatury powyżej 37st wzmaga utratę wody przez skóre i płuca o 500 ml,niż u osób gorączkujących[ oblicz się to 15x masa ciała w kg=ml utraconej wody] w skutek parowania nierzeczywistego, u dzieci jest ona większa o 100%.
Woda wydalana pozbawiona jest elektrolitów.
UTRATA WODY TYMI DROGAMI NASTĘPUJE CAŁY CZAS NAWET W STANACH DUŻEGO ODWODNIENIA !!!
Regulacja stałości środowiska wewnętrznego czyli HOMEOSTAZY ustrojowej polega na utrzymaniu równowagi i nazywamy to zjawisko ;
IZOWOLEMIA- są to fizjologiczne wielkości przestrzeni wodnych w
Organizmie.
IZOTOMIA- utrzymywanie fizjologiczne ciśnienie osmotyczne
-1-
IZOJONIA- jest to utrzymywanie odpowiedniego składu jonowego płynów
Ustrojowych
IZOHYDRJA- jest to stałe stężenie jonów wodorowych w organizmie
Podstawowym rolę w utrzymaniu HOMEOSTAZY [równowagi w organizmie] odgrywają nerki i płuca. Narządy te posiadają zdolnośc bezpośredniego reagowania na zaburzenia gospodarki wodno elektrolitowej .ich czynności ulegają pozytywnym modyfikacją pod wpływem bodzców nerwowych lub hormonalnych za pośrednictwem
Sód i chlor - natrium et chlorum, Na, Cl
Gospodarka wodno-elektrolitowa
Potas - kalium, K
Sód i chlor - natrium et chlorum, Na, Cl
Jedną z funkcji komórki, w której istotną rolę odgrywa błona, jest podtrzymywanie nierównomiernego rozmieszczenia jonów, w szczególności jonów sodu, potasu i chloru pomiędzy organellami komórki a cytoplazmą oraz pomiędzy komórką a otaczającym ją środowiskiem (płynem pozakomórkowym). Podtrzymanie nierównomiernego rozmieszczenia jonów pomiędzy komórką a środowiskiem odbywa się drogą aktywnego transportu przez błonę komórkową. Większość komórek charakteryzuje się dużą zawartością potasu i małą sodu, a środowisko ją otaczające - odwrotnie, mianowicie zawiera duże stężenie jonów sodu i niskie potasu.
Asymetria jonowa pomiędzy komórką a środowiskiem (płynem pozakomórkowym) i stałość składu jonowego komórki ma ważne znaczenie fizjologiczne dla zabezpieczenia normalnego przebiegu rozmaitych procesów w komórce, np. dla podtrzymania różnic potencjałów na błonach, regulacji wielu procesów enzymatycznych.
Sód i chlor to główne składniki płynu pozakomórkowego podczas gdy potas i magnez są najważniejszymi elektrolitami śródkomórkowymi (wewnątrzkomórkowymi, płyny wewnątrzkomórkowego).
87,6% chloru ustrojowego znajduje się w przestrzeni wodnej pozakomórkowej, a tylko 12,4% - wewnątrz komórek.
Zaburzenia gospodarki chlorem dotyczą przede wszystkim przestrzeni pozakomórkowej. Prawidłowa chloremia (zawartość chloru) w osoczu waha się od 95 do 106 mmol/l. Chlor wchodzi w skład wszystkich wydalin i wydzielin organizmu, np. występuje w pocie, w ślinie, w płynie mózgowo-rdzeniowym (120-130 mmol/l), w surowicy krwi (95-106 mmol/l), w moczu (80-200 mmol/d).
Chlor i sód dostarczamy naszemu organizmowi w postaci soli kuchennej (NaCl - chlorek sodu) oraz w pokarmach takich jak: mleko, mięso, wody mineralne, ryby. Ilość wydalanego z moczem chlorku sodowego waha się u człowieka zdrowego od 10 do 17,5 g/dobę (przeciętnie 15 g) i zależy od pożywienia. Chlor jest związany w moczu głównie z sodem i w bardzo nieznacznej ilości z potasem (chlorek potasu).
Zmniejszone wydalanie soli kuchennej z moczem stwierdza się w przebiegu płatowego zapalenia płuc, w uogólnionych obrzękach, w puchlinie brzusznej, w przesiękach, w gnilcu, w długotrwałych wymiotach i biegunkach. W tych przypadkach chorobowych stężenie soli kuchennej w moczu wynosi około 0,5 g.
-2-
Dziennie człowiek najczęściej spożywa od 8 do 16 g soli kuchennej. Tymczasem organizm potrzebuje 0,6-3,5 g soli dziennie, czyli podaż ta jest stanowczo zbyt duża. Każde zwiększenie stężenia sodu w płynie pozakomórkowym pociąga za sobą tzw. hiperosmolalność (zwiększenie stężenia substancji osmotycznie czynnych w płynie pozakomórkowym). Wzrost ciśnienia osmotycznego krwi powyżej 320 mOsm/l (miliosmole) drażni osmoreceptory podwzgórza, które z kolei pobudzają wydzielanie i uwalnianie hormonu antydiuretycznego ADH, czyli wazopresyny (tylny płat przysadki mózgowej). Zwiększone wydzielanie tego hormonu powodują również bodźce bólowe, emocjonalne, wstrząs, niektóre narkotyki. Antydiuretyna (wazopresyna) zmniejsza objętość wydzielanego moczu (zatrzymuje wodę w organizmie), obkurcza nieco naczynia krwionośne i podnosi ciśnienie krwi. Inaczej mówiąc hormon antydiuretyczny zwiększa resorpcję zwrotną wody w kanalikach zbiorczych nerek, przez co woda ponownie wraca do krwiobiegu. Prowadzi to w efekcie do zwiększonego nawodnienia przestrzeni międzykomórkowych, zatrzymania chloru i tym samym sodu (za chlorem biernie podąża sód). Jeżeli te procesy zachodzą nadmiernie wówczas dochodzi do rozwoju obrzęków, wzrostu masy ciała, podwyższenia ciśnienia tętniczego krwi, obrzęku płuc, a nawet mózgu.
Aby zwalczyć obrzęki i nadciśnienie należy zmniejszyć dowóz sodu stosując diety niskosodowe oraz uzupełnić dietę o pokarmy zasobne w potas. Nadmierne solenie potraw jest więc szkodliwe,
Gospodarką sodowo-potasową kierują hormony kory nadnerczy (mineralokortykosteroidy), w mniejszym stopniu glikokortykosteroidy.
Mineralokortykosteroidy (aldosteron) zatrzymują w ustroju sód i powodują wydalanie potasu. W niedoczynności kory nadnerczy (cisawica, czyli choroba Addisona) zjawiają się zaburzenia przemiany materii, między innymi niski poziom sodu i chlorków, a wysoki poziom potasu w surowicy krwi. Wówczas podaje się dożylnie chlorek sodu, aby uzupełnić niedobór kationów Na+ i anionów Cl-. Chlorek sodu podaje się również w stanach odwodnienia hipotonicznego, w stanach gorączkowych, w rozległych oparzeniach, w długotrwałych wymiotach, w cukrzycy, w przetokach żołądkowych, jelitowych, żółciowych i trzustkowych.
Warto dodać, że w II połowie ciąży trzeba ograniczyć ilość spożywanej soli kuchennej o dodawać jej tyle, by pokarmy były smaczne, ale nie słone.
W ustroju człowieka znajduje się około 4567 mmol, tj. ok. 105 g sodu. Stężenie sodu w osoczu krwi wynosi 135-145 mmol/l, a w moczu 80-160 mmol/d. Spadek stężenia sodu we krwi poniżej 135 mmol/l określany jest jako hiponatremia.
Hiponatremia (hiponatriemia) może mieć charakter rzekomy lub prawdziwy.
Hiponatremia o charakterze rzekomym spowodowana jest wzrostem stężenia lipidów lub białek w osoczu, natomiast hiponatremia prawdziwa może być spowodowana niedoborem sodu i rozcieńczeniem płynów ustrojowych. Może ona przebiegać z odwodnieniem, z prawidłowym uwodnieniem lub z przewodnieniem. Prawdziwa hiponatremia jest przyczyną obrzęku komórkowego.
Hiponatremia + odwodnienie może być spowodowana utratą sodu i wody przez skórę (nadmierne pocenie się, gorączka), długo trwającymi wymiotami i biegunkami.
Hiponatremia + prawidłowe nawodnienie występuje u osób cierpiących na chorobę Addisona, czyli wspomnianą już cisawicę.
Niedobór sodu z jednoczesnym przewodnieniem wywołany jest najczęściej transmineralizacją lub rozcieńczeniem płynów ustrojowych (przewlekła niewydolność krążenia, marskość wątroby z wodobrzuszem, obrzęki naczyniowe).
-3-
Potas - kalium, K i pompa sodowo-potasowa Potas jest głównym kationowym składnikiem płynu wewnątrzkomórkowego. Wraz z postępem cywilizacji i chemizacji pożywienia obserwuje się zmniejszoną podaż potasu w codziennej diecie, przy równoczesnym nadmiarze chlorku sodu. Tymczasem niedobór potasu sprzyja powstawaniu udarów mózgu, nadciśnienia i niemiarowości serca.
Zawartość potasu w organizmie człowieka o masie 70 kg wynosi 135 g (3400 mmol). 98% potasu znajduje się w płynie wewnątrzkomórkowym, tylko 2% w płynie pozakomórkowym. Potas określa stężenie anionów i osmolalność płynu wewnątrzkomórkowego. 75% potasu znajduje się w tkance mięśniowej. Stężenie potasu w płynie pozakomórkowym i wewnątrzkomórkowym jest starannie regulowane, bowiem takie różnice warunkują prawidłowe przewodnictwo nerwowo-mięśniowe (pobudliwość komórek). Jest to ważne dla prawidłowej czynności serca, mięsni gładkich przewodu pokarmowego czy mięsni szkieletowych.
Przeciętna dieta dostarcza człowiekowi w ciągu doby 60 mmol potasu, jednakże aż 55 mmol potasu zostaje wydalone z moczem. Ilość wydalanego potasu w moczu zależy od jego stężenia w płynach ustrojowych (w płynie pozakomórkowym). Z kałem i potem człowiek traci do 5 mmol potasu w ciągu doby. Nerki mają ograniczoną zdolność zatrzymywania potasu w ustroju, dlatego jego utrata może postępować pomimo niedoboru potasu w organizmie. Średnie stężenie potasu w osoczu wynosi około 5 mmol/l (20 mg/dl) a w erytrocytach ok. 112 mmol (440 mg/dl). Różne rozmieszczenie potasu poza komórką i wewnątrz komórki utrzymują błony komórkowe oraz pompy sodowo-potasowe.
Pompa sodowo- potasowa zapewnia transport aktywny, do którego potrzebna jest energia zgromadzona w postaci ATP. Transport taki odbywa się wbrew gradientowi stężeń. Możliwe jest dzięki temu utworzenie różnicy potencjałów po obu stronach błony komórkowej. Pompa sodowo-potasowa jest aktywowana przez jony Mg2+. Składa się z 4 podjednostek glikoproteinowych 2 alfa i 2 beta. Pompa ma charakter enzymu - ATP-azy (adenozynotrójfosfatazy). Od strony wnętrza komórki pompa wiąże 3 jony sodu Na+, uzyskuje aktywność kinazy i przy udziale ATP (adenozynotrójfosforanu) przeprowadza fosforylację jednej ze swoich podjednostek, co zmienia konformację (ukształtowanie) pompy. Wskutek tego następuje zamknięcie kanału od strony wewnętrznej a otwarcie kanału od strony zewnętrznej. Sód zostaje wyrzucony poza komórkę. Równocześnie od strony zewnętrznej dochodzi do związania 2 jonów potasu K+, pompa uzyskuje aktywność fosfatazy i odczepia resztę fosforanową (uprzednio związaną podczas fosforylacji) od podjednostki alfa. Zmienia to konformację pompy i doprowadza do stanu wyjściowego. Dwa jony potasu zostają wprowadzone do wnętrza komórki W ten sposób powstaje różnica potencjałów. Dwa jony potasu zostają wprowadzone do wnętrza komórki, podczas gdy 3 jony sody zostają wydalone na zewnątrz, poza komórkę. Błona komórkowa po stronie wewnętrznej posiada ładunek bardziej ujemny. Różnica potencjałów wynosi -90 mV. Błona po stronie zewnętrznej posiada ładunek bardziej dodatni. Taki stan komórki zapewnia wrażliwość komórki na podniety, gotowość na pobudzenie nerwowe lub chemiczne.
Przy pobudzeniu następuje proces depolaryzacji błony, podczas której zachodzi gwałtowne wnikanie jonów sodu do wnętrza komórki i wędrówka jonów potasu na zewnątrz, poza komórkę. Zachodzi wówczas odwrócenie biegunowości i występuje potencjał czynnościowy. Gwałtowny ruch jonów w obu kierunkach wyzwala ładunek elektryczny (prąd), który wystarcza do powstania fali depolaryzacji, która przesuwa się wzdłuż błony komórki. W ten sposób powstaje impuls. Potencjał czynnościowy wynosi ok. +50 mV.
-4-
Stan taki trwa krótko, wkrótce dochodzi do uruchomienia pomp jonowych, które przywracają poprzedni (spoczynkowy) potencjał - wypompowując sód na zewnątrz i pobierając potas z powrotem do wnętrza. Przywrócenie różnicy potencjałów nosi nazwę repolaryzacji. Fala depolaryzacji podczas pobudzenia wędruje wzdłuż błony do następnej komórki, z którą się błona komórki uprzednio pobudzonej styka. W ten sposób jest przewodzony impuls w tkance nerwowej, w której neurony są ze sobą połączone. Ponadto z komórek nerwowych podnieta może być również przeniesiona na inne komórki, np. mięśniowe, czy gruczołowe.
Niedobór jonów potasowych w surowicy krwi nosi nazwę hipokalemii (hipokalemia, hipokaliemia).
Przyczyny hipokalemii są różne:
- utrata potasu przez przewód pokarmowy (wymioty, biegunka, przetoki zewnętrzne, nadużywanie leków przeczyszczających);
- utrata potasu przez nerki (kwasica cewkowa, nadmiar aldosteronu - hiperaldosteronizm, zespół Cushinga, podawanie preparatów litu, zażywanie środków moczopędnych, nadużywanie preparatów z lukrecji, niedobór 11- i 17-hydroksylazy);
- niedostateczna podaż potasu z pokarmem;
- alkoholizm
- niekontrolowane stosowanie insuliny.
Objawy hipokalemii: osłabienie mięśniowe, depresja, brak łaknienia, utrata perystaltyki jelit, zaparcia, porażenna niedrożność jelit, nudności, wymioty, porażenie mięśni oddechowych, niewydolność oddechowa, niewydolność wydzielnicza nerek, niemiarowość akcji serca (tachyarytmia).
HIPOKALEMIA- jest to niedobór potasu w surowicy krwi który może
prowadzic do zaburzeń;
A] Pracy serca . częstoskórcvz, migotanie komór, skurcze dodatkowe, aż do
zatrzymania krążenia.
B] Pracy ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego- apatia,
Nadpobudliwośc lub sennośc, porażenia aż do śpiączki.
C] Mięśni szkieletowych- porażenia mięśniowe, zmniejszenie napięcia mięśni
Szkieletowych
Postępowanie w przypadku niedoboru POTASU [K}:
Uzupełnia się chlorek potasu doustnie lub dożylnie w roztworze glukozy do 90 mini moli chlorku potasu [KCL]
Po uzupełnieniu ilości POTASU wszystkie zaburzenia organizmu się cofają.
HIPERKALEMIA- jest to nadmierna podaż POTASU [K] w organizmie która
może prowadzi do następujących zaburzeń w organizmie;
A] Pracy serca- bradykardia, ekstraasystolia, asystolia, w EKG skrócenie
Odcinka S i T, wysokie spiczaste T, poszeżenie Q R S, oraz zanik załamka P
B] Układ nerwowy obwodowy i ośerodkowy - parastazje, porażenia wiotkie,
stany splątania
C[ NERKI- ostra niewydolnośc nerek choroba ADDISONA
Postępowanie w przypadku nadmiaru potasu w organizmie; podawanie dożylnie roztwór soli .,9% Na CL w soli krystalicznej, Natrium Bicarbonicum, glukoza z insuliną
Po uzupełnieniu ilości POTASU wszystkie zaburzenia organizmu się cofają.
-5-
Przyczyny hiperkalemii:
- nadmierna podaż potasu z pożywieniem;
- zmniejszenie wydalania potasu przez nerki (niewydolność nerek, choroba Addisona, niedobór reniny, niedobór aldosteronu - hipoaldosteronizm, niedokrwistość sierpowata, zespół Ardnolda-Healy'ego (zaburzenia czynności cewki dalszej);
- nadmierne uwalnianie potasu z tkanek (rozpad tkanek, hipertonia płynu pozakomórkowego (nadmiar sodu, glukozy, podanie nadmiaru mannitolu);
- przedawkowanie glikozydów nasercowych;
- kwasica;
- niedobór insuliny;
- hemoliza.
JONOGRAM - jednym z najważniejszych badań stwierdzających stan i poziom elektrolitów w organizmie . Jest to badanie pozwalające na ustalenie etologii wielu zaburzeń homeostazy wodno elektrolitowej i kwasowo zasadowej.
Tylko wtedy można przyjąc te wyniki za pomocne jeżeli dane wyniki odnieśc do konkretnej sytuacji klinicznej to jest do takiej sytuacji gdy dane oczekiwanie wartości możemy przyrównac do danej jednostki chorobowej.
Pomimo istnienia „ zakresu norm ” dla wymienionych składników nie można mówic o
„ właściwościach normalnych „ nie uwzględniając konkretnej sytuacji klinicznej.
Preparaty potasu znalazły zastosowanie w profilaktyce nadciśnienia. Zalecane są dla osób narażonych na duży wysiłek fizyczny, w tym sportowców, którzy tracą znaczne ilości potasu z potem. Trening 4 godzinny przyczynia się do wydalenia z potem nawet 800 mg potasu.
Dobrym źródłem potasu są pomidory, ziemniaki, banany, pomarańcze, papryka, musztarda, gorczyca, śliwki suszone, rosół, sardynki w oliwie i podroby.
W prawidłowej diecie człowiek dostarcza około 50-80 mEq potasu. Stężenie jonu potasowego w surowicy krwi waha się w granicach od 3,7 do 5,5 mEq/l, tj. 3,7-5,5 mmol/l.
Hipokalemia (hipokaliemia) może być spowodowana niedostateczną podażą potasu, utratą potasu przez przewód pokarmowy (biegunka, przetoki pooperacyjne, wymioty), utratą przez nerki (niewydolność kory nadnerczy, leczenie kortykosteroidami, leki moczopędne, zwłaszcza tiazydy, niewydolność nerek, ketokwasica cukrzycowa) lub transmineralizacją, tj. przemieszczeniem się potasu z płynu pozakomórkowego do płyny śródkomórkowego (niekontrolowane stosowanie insuliny, niekontrolowane podawanie witaminy B12 chorym na niedokrwistość złośliwą).
W razie niedoboru jonów potasowych występują następujące objawy: osłabienie mięśniowe, zmniejszona wydolność fizyczna i psychiczna (zaburzenia orientacji, kojarzenia, koncentracji), osłabienie odruchów ścięgnowych, wymioty, brak łaknienia, poliuria, zasadowica metaboliczna, niedrożność porażenna jelit.
Leczenie niedoboru potasu polega na podawaniu soli potasowych doustnie lub dożylnie (kalium chloratum).
Wszystkie omówione pierwiastki występują w ziołach, w postaci soli łatwo przyswajalnych dla naszego organizmu.
Owoce, warzywa i zioła mało zawierają chloru i czystego sodu (samych jonów sodowych). Zawartość sodu w owocach i ziołach rzadko wynosi kilkanaście, a już bardzo rzadko kilkadziesiąt miligramów w 100 g masy.
-6-
Zioła, warzywa i owoce dużo natomiast zawierają potasu, np.: migdały 61 mg/100 g, buraki 96 mg, marchew 59 mg, seler 257 mg, figi suszone 71 mg, banany 207 mg, kapusta biała 40 mg, kalafior 83 mg, sałata 122 mg, szpinak 122 mg, pomidory 56 mg.
Obecnie w handlu są dostępne sole przyprawowe niskosodowe, oparte na związkach potasu.
Dużo sodu zawierają: chleby - ok. 628 mg, szynka gotowana 5520 mg, masło 2000 mg, śledź konserwowany 1425 mg, margaryna 110 mg, słonina solona 1800 mg, kapusta kiszona 610 mg, sery średnio tłuste 700 mg, mleko w proszku 525 mg, sardynki 550 mg, łosoś konserwowy 540 mg.
Chlorek sodu nasila objawy wszystkich trądzików.
bibliografia::
CHOROBY WEWNĘTRZNE pod redakcją Franciszka Kokota
FIZJOLOGIA CZŁOWIEKA W ZARYSIE Władysław Z. Traczyk
GOSPODARKA WODNO-ELEKTROLIIOWA i KWASOWO-ZASADOWA w STANACH FIZJOLOGII i PATOLOGII FRANCISZEK KOKOT
Prace przygotowali;
Piotr Olewiński
Janusz Krzyżanowski
Kamil Zielaskowski
Marek Czuryński
Stanisław Różycki
-7-