Woda i przestrzenie wodne
jest najważniejszym nieorganicznym składnikiem wszystkich organizmów żywych
pełni m.in. rolę:
rozpuszczalnika
środka transportu
substratu w reakcjach metabolicznych
zawartość wody w organizmie zdrowego człowieka wynosi około 60% masy ciała, przy czym u osób szczupłych, których tkanka tłuszczowa wynosi mniej niż 10%, zawartość wody wynosi około 70%, natomiast u osób otyłych - do 55%. Najwięcej wody znajduje się w organizmach noworodków - 75-80%, u dziecka jednorocznego - 65%, u ludzi starszych (60lat) około 50%
Przestrzenie wodne:
przestrzeń wewnątrzkomórkowa - znajduje się w niej około 28 litrów wody, co stanowi około 40% masy ciała czyli 66% całej wody ustrojowej
przestrzeń pozakomórkowa - 14 litrów wody czyli 20% masy ciała = 34% całkowitej wody ustrojowej. Można ją zróżnicować na:
przestrzeń wewnątrznaczyniową, którą stanowi osocze (4l.)
przestrzeń śródmiąższową (10l.)
inne przestrzenie: przewód pokarmowy, jamy opłucnowe, drogi moczowe, tkanka kostna, kości
przestrzeń wewnątrznaczyniowa - określa tzw. wolemię => w organizmie utrzymywana jest izowolemia czyli prawidłowa wielkość przestrzeni wodnych. Stany chorobowe mogą ją zmienić
Bilans wodny organizmu:
zapotrzebowanie na wodę u człowieka:
dorosły => około 4% masy ciała na 24 godz.
Niemowlę => około 10% masy ciała na 24 godz.
Gospodarka wodna ustroju jest z bilansowana: 2600ml wody pobranej = 2600ml wody wydalonej
Organizm żywy wydala więcej wody niż przyjmuje. Wynika to z tego, że na pobór wody składa się woda powstająca podczas przemian metabolicznych, co z kolei zależy od diety np. przemiany tłuszczów dostarczają najwięcej wody metabolicznej, bo utlenienie 100g tłuszczów dostarcza 108ml wody, węglowodanów już tylko 58ml, a białek 44ml wody.
Od objętości wypitych płynów wprost proporcjonalnie zależy objętość wydalonego moczu
Bilans wodny: => tabela 1
Dobowa objętość moczu nie zmniejsza się poniżej 400 ml, czyli objętości
Wody potrzebnej do rozpuszczenia około 40 g związków stałych wydalanych w dobowej porcji moczu. W moczówce prostej (niedobór wazopresyny) dobowa objętość wydalanego moczu może sięgać 5 litrów. Utrata wody wraz z potem i powietrzem wydechowym praktycznie nie podlega regulacji, tymi drogami dobowe straty wynoszą około 1 litra wody, z którą organizm traci około 30 mmoli jonów Na+. Przy wysokiej gorączce i przyspieszonym oddechu utrata wody z powietrzem wydechowym może sięgać aż 1500 ml w ciągu doby. Straty wody i elektrolitów z potem są kompensowane przez nerki.
Podział zaburzeń gospodarki wodnej:
Odwodnienie Przestrzeni pozakomórkowej
Izotoniczne
Hipotoniczne
Hipertoniczne
Przewodnienie Przestrzeni pozakomórkowej
Izotoniczne
Hipotoniczne
Hipertoniczne
Odwodnienie izotoniczne:
Przyczyny:
Krwotoki
Utrata płynów ustrojowych drogą przewodu pokarmowego (biegunki, wymioty)
Nadmierne pocenie się
Wydalania Na+ przez nerki:
- faza wielomoczu po ONN,
- nadmierne stosowanie saluretyków lub osmotycznych środków moczopędnych,
- niedobór gliko- i mineralokortykoidów
Ucieczka płynów ustrojowych do:
- światła przewodu pokarmowego (np, zapalenie otrzewnej)
- tkanek dotkniętych urazem (do tzw. przestrzeni trzeciej - oparzenia)
Objawy kliniczne: gdy przestrzeń wodna pozakomórkowa obniży się o 3 - 5 L
↓ Napięcia: tkanek, gałek ocznych, mięśni szkieletowych
Suchość błon śluzowych
↓Masy ciała (wyjątek - ucieczka płynów do trzeciej przestrzeni)
Odwodnienie hipertoniczne:
Przyczyny
Podaż wody
Utrata wody (płynów hipotonicznych)
przez nerkę
przez przewód pokarmowy
przez płuca
przez skórę
Zmniejszona podaż wody - odwodnienie hipertoniczne
Brak dostępu do wody
Zaburzenie odruchu pragnienia
- często u ludzi starszych i u dzieci
- u chorych z zaburzoną świadomością
Zwiększone wydalanie wody przez nerkę
Moczówka (brak ADH)
Wzmożona diureza osmotyczna - w cukrzycy
Faza wielomoczu w ONN i PNN
Objawy w odwodnieniu hipertonicznym zależą od:
stopnia wzrostu ciśnienia osmotycznego płynu pozakomórkowego
stopnia zmniejszenia przestrzeni wewnątrzkomórkowej
przebiegu: nagłe - objawy bardziej wyraźne
Objawy kliniczne:
Odwodnienie komórek - !!! OUN !!! (osłabienie, senność, brak koncentracji, omamy, drgawki, śpiączka, gorączka!!!)
Suchość skóry i błon śluzowych, uczucie pragnienia, trudności w połykaniu
Odwodnienie hipotoniczne:
Przyczyny: utrata płynu hipertonicznego
Podaż Na+
Uzupełnianie niedoboru i/lub strat H2O płynami pozbawionymi elektrolitów
Utrata Na+ i H2O przez nerki, przewód pokarmowy, skórę
Skutki:
Hipowolemia
Spadek ciśnienia tętniczego
Tachykardia
Spadek filtracjo w nerkach
Obrzęk mózgu
Osłabienie
Apatia
Bóle głowy
Drgawki
Inne objawy:
Brak odruchu pragnienia, często metaliczny smak w ustach, skurcze mięśni, wymioty (uwarunkowane atonią błony mięśniowej żołądka), gorączka
Przewodnienie izotoniczne:
Przyczyny:
Nadmierna infuzja płynu izotonicznego (szczególnie w warunkach niewydolności nerek)
Hiperkortykozolizm / hiperaldosteronizm
Przewlekła niewydolność mięśnia serca
Zespół nerczycowy
Marskość wątroby
Choroba głodowa
Skutki:
Obrzęki - główny objaw zwiększenia przestrzeni pozakomórkowej
Zaburzenia występujące na poziomie naczyń włosowatych powodujących ucieczkę wody i elektrolitów z łożyska naczyniowego do przestrzeni pozanaczyniowej
Niewydolność nerek w stosunku do sodu i wody
Obrzęki:
- miejscowe
- uogólnione
Przewodnienie hipertoniczne:
Przyczyny:
Nadmierna podaż doustna hipertonicznych płynów elektrolitowych:
- picie wody morskiej przez rozbitków
- karmienie dzieci obficie solonymi pokarmami
Pozajelitowa podaż izo- lub hipertonicznych płynów elektrolitowych chorym z uszkodzoną czynnością nerek
Nadczynność kory nadnerczy
- hiperkortyzolizm
- hiperaldosteronizm
Skutki:
Obrzęki
Ciśnienie tętnicze prawidłowe lub nieznacznie podwyższone
Stany zastoinowe w płucach (duszność, hiperwentylacja)
Objawy niewydolności lewokomorowej serca
Zaburzenia OUN (odwodnienie komórek)
- uczucie silnego pragnienia
- zaburzenia świadomości
Przewodnienie hipotoniczne:
Przyczyny:
Doustna lub pozajelitowa podaż płynów bezelektrolitowych
- u chorych z ONN w fazie skąpo- lub bezmoczu
- u chorych z PNN w fazie znacznego ograniczenia przesączania kłębuszkowego
Znaczna hipoproteinemia
Niedobór hormonów części gruczołowej przysadki (choroba Simmndsa)
Niedoczynność tarczycy
Hipoaldostronizm / Hipoglikokortykolizm
Hiperwazopresynemia:
- zespół Schwartza-Barttera
- marskość wątroby
- ciężka, przewlekła niewydolność krążenia
Skutki:
Obrzęk mózgu
Osłabienie
Wymioty
Brak apetytu
Drgawki
Objawy krążeniowe
Nieznaczny wzrost ciśnienia tętniczego
Zwolnienie akcji serca
ELEKTROLITY USTROJOWE
Woda ustrojowa jest roztworem rożnych jonów organicznych i nieorganicznych.
Jony wpływają na utrzymanie ciśnienia osmotycznego, uczestniczą w wymianie gazowej i determinują potencjały błonowe.
Podstawowe elektrolity w przestrzeni wodnej człowieka:
Tabela 3
Tabela 3. Podstawowe elektrolity przestrzeni wodnych u człowieka
KATIONY
NA+
Jest najważniejszym kationem płynu zewnątrzkomórkowego, ale jest obecny również w płynie wewnątrzkomórkowym oraz częściowo w kościach. To tzw. sód wymienny. Sód niewymienny jest związany w tkance kostnej.
Sód reguluje utrzymanie odpowiedniego ciśnienia osmotycznego i równowagi kwasowo-zasadowej, odgrywa również rolę w zachowaniu prawidłowej pobudliwości mięśni i przepuszczalności błon komórkowych, jest aktywatorem wielu enzymów, zapewnia prawidłową czynność mięśni i nerwów.
Ilość sodu w organizmie ocenia się na około 60 gramów sodu a jego stężenie w surowicy krwi waha się w granicach, 135-145 mmol/l.
Niedobór sodu (hiponatremia):
Przyczyny:
Wywołany najczęściej trans mineralizacją lub rozcieńczeniem płynów ustrojowych
Biegunkami
Wymiotami
Ciężkie choroby przewodu pokarmowego
Zaburzenia hormonalne
Choroby nerek
Niewydolność krążenia
Często wskutek nadmiernego pocenia się
Skutki:
osłabienie napięcia mięśniowego,
drganie mięśni,
osłabienie koncentracji i utratę pamięci,
odwodnienie i utratę apetytu
Wzrost stężenia sodu(hipernatremia):
Przyczyny:
gorączki i nadmiernych potów
biegunki
wymiotów
oparzeń
stosowania pętlowych leków moczopędnych
chorób miąższu nerek
zaburzeń hormonalnych
Skutki:
- wzrost pragnienia
- zaburzenia koncentracji uwagi
- zaburzenia orientacji
- drgawki
- śpiączka
- suchość błon śluzowych
- podwyższona temperatura ciała
- osłabienie siły mięśniowej
K+
Prawie w całości występuje w płynie wewnątrzkomórkowym, w postaci wymiennej.
Łatwo przemieszcza się przez błony komórkowe, dostarczając komórkom substancji odżywczych i wynosząc zbędne produkty przemiany materii. Pobudza wydzielanie insuliny, uczestniczy w spalaniu węglowodanów i białek. Jest niezbędny do właściwego funkcjonowania systemu nerwowego, pracy mięśni, bierze udział w dotlenianiu mózgu, poprawiając zdolność myślenia i koncentrację.
najważniejszą jego funkcją jest regulowanie gospodarki wodnej, kontrola ciśnienia krwi i pracy nerek.
Niedobór potasu (hipokalemia):
Przyczyny:
długotrwałe wymioty, biegunka
ostre diety odchudzające
niewydolność krążenia,
niektóre choroby nerek,
cukrzyca,
stosowanie tiazydowych leków moczopędnych, kortykosteroidów),
w marskości wątroby, alkoholizmie.
Skutki:
zaparcia
utrata apetytu,
skurcze jelit,
nieregularne bicie serca,
bóle głowy,
dolegliwości mięśniowe,
nadmierną suchość skóry,
omdlenia,
zaburzenia zachowania,
uczucie znużenia,
zaburzenia koncentracji,
nerwowość, problemy ze snem, s
spowolniona reakcja na bodźce,
pobudzenie lub osłabienie,
Nadmiar potasu (hiperkalemia):
Przyczyny
może być spowodowany zażywaniem niektórych leków (np. przepisywanych na niewydolność serca)
przewlekłe choroby nerek,
nadmierne jego spożywanie,
następstwa operacji,
cukrzyca,
Skutki:
uczucie mrowienia skóry
niedowład, osłabieniem mięśni
zaburzenia rytmu serca
uszkodzenie mięśnia sercowego
nieprawidłowe odczuwanie bodźców
Ca+
niezbędny w procesie tworzenia kości oraz dla czynności układu nerwowo-mięśniowego (zmusza mięśnie do kurczenia się i rozkurczania)
Reguluje ph krwi ,co ma decydujący wpływ na nasze zdrowie
reguluje krzepliwość krwi, zmniejsza kruchość naczyń, zwiększa ich przepuszczalność,
bierze udział w tworzeniu hemoglobiny i utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej.
zmniejsza reakcje alergiczne,
niezbędne jest przy normalnej pracy mięśnia sercowego,
kontroluje kurczenie i rozkurczanie mięśni,
reguluje układ nerwowy, poprawiając przekazywanie impulsów nerwowych,
wspomaga działanie wielu bardzo ważnych enzymów,
dobrze działa na płodność i donoszenie ciąży,
pomaga w wyprowadzeniu z organizmu metali ciężkich,
jest podstawowym składnikiem kości, zębów i paznokci, wzmacnia włosy,
zapobiega osteoporozie,
obniża ciśnienie krwi,
jest mocnym antyutleniaczem i antystreserem.
Niedobór wapnia (hipokalcemia):
Przyczyny:
zbyt mała ilość spożywanych pokarmów bogatych w wapń, głownie w czasie, gdy zapotrzebowanie organizmu na wapń wzrasta, np. w ciąży, podczas karmienia piersią, czy podczas wzmożony wzrostu
duże stężenie kalcytoniny, która powoduje odkładanie się wapnia w kościach, zmniejszając jego stężenie we krwi
Upośledzone wchłanianie wapnia (w wyniku zespołu złego wchłaniania
lub niedoboru witaminy D, lub jej aktywnych metabolitów)
niedobór parathormonu (PTH).
Nadmierna utrata wapnia z moczem
niewydolnością nerek,
niedoczynność przytarczyc (najczęściej po zabiegu usunięcia tarczycy),
ostre zapalenie trzustki
nadużycie alkoholu
pozostawanie pod wpływem długotrwałego stresu.
niektóre leki, np. glikokortykosteroidy, ketokonazol, leki wziewne stosowane w astmie oskrzelowej- formoterol, salbutamol.
Skutki:
zaburzenia w rozwoju dziecka (późne ząbkowanie i chodzenie, nadmierna potliwość, deformacje kości, wczesna próchnica, nadmierna płaczliwość w nocy.
skrzywienie kręgosłupa i kończyn dolnych,
skłonność do alergii i wysypek,
zła krzepliwość krwi (częste krwotoki, siniaki),
skurcze mięśni i padaczką,
bezsenność, zawroty głowy, osłabienie pamięci, szybkie męczenie się,
bóle pleców, nóg, stawów oraz drętwienie kończyn,
osteoporoza i skłonność do złamań,
częste zaparcia.
Nadmiar wapnia (hiperkalemia):
Przyczyny:
nadczynność przytarczyc
choroby nowotworowe kości
przerzuty nowotworowe do kości
nadczynność tarczycy
niedoczynność kory nadnerczy
nowotwory wydzielające czynnik podobny do parathormonu
Skutki:
osłabienie organizmu
osłabienie mięśni
bardzo szybkie męczenie się
skłonność do depresji
wymioty, mdłości, zaparcia
zaburzenia świadomości
kamica nerkowa, niewydolność nerek, wielomocz
zaburzenia czynności serca
MG+
Występuje we wszystkich tkankach i płynach wewnątrzustrojowych. Jest niezbędny do działania ponad 80 enzymów i aktywacji witaminy B1.
Uczestniczy w odbudowie fosforanowych źródeł energetycznych skurczu mięśniowego, kwasu ATP i fosforanu kreatyny.
zapewnia funkcjonowanie mitochondriów komórkowych,
uczestniczy, razem z wapniem, w funkcjonowaniu tkanki nerwowej i mięśniowej
Niedobór magnezu:
Przyczyny:
nadużywanie alkoholu,
picie kawy,
stosowanie hormonalnych środków antykoncepcyjnych,
spożywanie nadmiernych ilości tłuszczów,
niewydolność nerek.
Skutki:
biegunka i mdłości
osłabienie mięśni i zakłócenia czynności serca
ubytki w zębach i dolegliwości kostne
uczucie mrowienia w rękach i nogach
nerwowość, niepokój, stan zagubienia oraz stan depresyjny
zahamowanie wzrostu (Nadmierne spożycie magnezu w stosunku do wapnia hamuje wzrost kości)
ANIONY
Chlorkowe:
70% w osoczu i płynie tkankowym, 30% w tkance łącznej we włóknach klejorodnych oraz w komórkach (najwięcej w czerwonych krwinkach)
Wraz z jonami sodowymi odgrywają główną rolę w utrzymaniu ciśnienia osmotycznego i wody w organizmie
W zaburzeniach równowagi kwasowo-zasadowej
organizmu jony chlorkowe równoważą przesunięcia stężeń jonów wodorowęglanowych
Wchodzą w skład kwasu solnego lub kwasu żołądkowego => procesy trawienne
zaburzenia, wywołane głównie wymiotami, biegunkami:
Obniżenie napięcia mięśniowego
Utrata apetytu
Letarg
U niemowląt nieprawidłowy wzrost i rozwój
Wodorowęglanowe:
zasadnicze znaczenie dla utrzymania równowago kwasowo - zasadowej
wzrost w organizmie jonów wodorowych powoduje tworzenie się z wodorowęglanów kwasu węglowego, który rozpada się na CO2i usuwany jest przez płuca i wodę.
Fosforanowe:
są podstawowym jonem wewnątrzkomórkowym
istotny składnik kości, wchodząc w skład głównie hydroksyapatytów
odgrywają ważną rolę w utrzymaniu homeostazy tkanki kostnej
biorą również udział w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej,
w metabolizmie węglowodanów, białek i tłuszczów,
w procesach magazynowania i przekazywania energii
Literatura:
Władysław Z. Traczyk, Fizjologia człowieka w zarysie, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa 1978
Bogdan Sadowski, Biologiczne mechanizmy zachowania się ludzi i zwierząt, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001
Wioletta Jakubas-Kwiatkowska, Anna Błachowicz1, Edward Franek, Choroby Serca i Naczyń 2005, tom 2; Hipokalcemia w praktyce klinicznej — przyczyny, objawy i leczenie.
Iwona Żak, Gospodarka wodno -elektrolitowa ustroju, rozdział 6, str. 80 - 95