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:

1. Odwodnienie Przestrzeni pozakomórkowej

• Izotoniczne

• Hipotoniczne

• 
  Hipertoniczne

2. 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

1. Zmniejszona podaż wody - odwodnienie hipertoniczne

• Brak dostępu do wody

• Zaburzenie odruchu pragnienia

- często u ludzi starszych i u dzieci

- u chorych z zaburzoną świadomością

2. 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:

1. Hipowolemia

• Spadek ciśnienia tętniczego

• Tachykardia

• Spadek filtracjo w nerkach

2. Obrzęk mózgu

• Osłabienie

• Apatia

• Bóle głowy

• Drgawki

3. 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:

1. Obrzęk mózgu

• Osłabienie

• Wymioty

• Brak apetytu

• Drgawki

2. 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

1. 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

2. 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

3. 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

4. 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.

• uczestniczy w syntezie i stabilizacji kwasów nukleinowych DNA i RNA,

• 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,

• stres,

• 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

---