Gospodarka wodno-elektrolitowa

Woda spełnia wiele różnych funkcji w organizmie:

• integracyjna- scala wszystkie funkcje ustroju przez to, że jest elementem wszystkich płynów ustrojowych, stanowi środowisko wszystkich reakcji

• utrzymuje równowagę kwasowo- zasadową

• transportuje metabolity, substancje odżywcze, tlen, substancje biologicznie czynne

• bierze udział w termoregulacji dzięki znacznej pojemności cieplnej i dużym przewodnictwie cieplnym

• zapobiega tarciu powierzchni

• ułatwia krążenie w naczyniach dzięki napięciu powierzchniowym

• bierze udział w procesach wydzielania, wydalania, wchłaniania, trawienia

• bierze udział w funkcjonowaniu narządów zmysłów

Zawartość wody zależy od płci, wieku i ilości tkanki tłuszczowej. U dorosłego mężczyzny stanowi ok. 60% masy ciała, u kobiety 50%, u niemowląt 75%. Mniejsza ilość wody w organizmie kobiet spowodowana jest zmniejszeniem przestrzeni wewnątrzkomórkowej orz obfitym rozwojem tkanki tłuszczowej. Duża ilość wody u niemowląt spowodowana jest zwiększeniem objętości przestrzeni wodnej pozakomórkowej. W ok. 10 miesiącu życia ilość wody wyrównuje się. U osób po 50 r.ż. ilość wody zmniejsza się na skutek ubytku płynu wewnątrzkomórkowego.

Woda w organizmie jest rozmieszczona nierównomiernie tworzy tzw. przestrzenie wodne o różnym składzie jonowym, dzięki czemu istnieje możliwość ruchu wody zgodnie z gradientem.

• przestrzeń I(woda śródkomórkowa) - 40% masy ciała

w tym: 38% woda w komórkach

2% woda w krwinkach

• przestrzeń II (woda pozakomórkowa) - 20% masy ciała

w tym 15% woda pozanaczyniowa (płyn śródmiąższowy)

5% woda śródnaczyniowa (osocze)

• przestrzeń III ( woda transcelularna) 2-3% masy ciała

jest to woda wydzielin gruczołów, płyn mózgowo- rdzeniowy, płyn w jamach surowiczych, komorach oka, mocz

Bilans wodny

W prawidłowych warunkach musi równać się zeru, a więc ilość wody przyjętej i wydalonej musi być taka sama.

Wydalanie wody:

• parowanie niewyczuwalne:

przez płuca 500ml

przez skórę 400ml

• przez nerki 1500ml

• ze stolcem 150ml

razem: 2550ml

Pobieranie wody:

• woda oksydacyjna (spalanie tłuszczów, białek, cukrów)

250ml

• z pokarmem 800ml

• z napojami 1500ml

razem: 2550ml

Dobowe zapotrzebowanie na wodę dorosłego człowieka stanowi 3-4% masy ciała, czyli około 2500ml, niemowlęta dziennie potrzebują 10-16% masy ciała, czyli 330-1000ml

Skład przestrzeni wodnych

1. Osocze Na+, Cl-, HCO3-

2. Płyn śródmiąższowy jest ultraprzesączem osocza, zawiera Na+, Cl-, HCO3-, zawiera mało białek, dlatego jest więcej anionów a mniej sodu

3. Płyn wewnątrzkomórkowy 10 razy mniej Na+, 30 razy więcej K+ niż w płynie pozakomórkowym. Magnez i wapń związane są z białkami tworząc koenzymy, jest także wiele kationów organicznych. Skład anionowy zależy od tkanki i jej stanu czynnościowego. W krwinkach najwięcej jest Cl- i HCO3-, ponadto hemoglobina, fosforany, kwasy organiczne. W mięśniach szkieletowych są chlorki, HCO3-, fosforany zależnie od stanu czynnościowego.

Wymiana substancji między przestrzeniami wodnymi

Między poszczególnymi przestrzeniami wodnymi odbywa się ciągła wymiana wody i rozpuszczalnych w niej substancjach organicznych i nieorganicznych. Dzięki temu zapewnione jest dostarczenie komórkom składników niezbędnych dla procesów życiowych, usuwanie produktów przemiany materii, nadmiaru ciepła oraz regulacja równowagi kwasowo- zasadowej. Siłami, które decydują o przemieszczaniu płynów przez ścianki naczyń włosowatych i błony komórkowe są: ciśnienie osmotyczne, ciśnienie hydratacyjne, dyfuzja, dyfuzja wspomagana, czynny transport oraz procesy pinocytozy.

Wymiana płynów między osoczem a przestrzenią śródmiąższową polega na stałej filtracji i resorpcji w naczyniach włosowatych. Decydujące znaczenia ma tu różnica ciśnień osmotycznego i hydratacyjnego. We włosowatych tętniczkach ciśnienie hydratacyjne krwi jest wyższe od ciśnienia osmotycznego białek osocza, więc następuje filtracja płynu do przestrzeni pozanaczyniowej. Natomiast w żyłkach jest wyższe ciśnienie osmotyczne i płyn powraca do naczynia. W ciągu minuty ulega wymianie 75% wody osocza i 60% elektrolitów. Łatwiej przenikają jony jednowartościowe niż dwuwartościowe. Przemieszczanie cząsteczek niezjonizowanych takich jak mocznik czy glukoza jest proporcjonalne do masy cząsteczkowej. Białka przenikają w procesie pinocytozy. Tlen i dwutlenek węgla łatwo dyfundują.

Przepuszczalność błon komórkowych jest różna dla różnych substancji. Zależy od budowy błon różnych tkane, wielkości cząstek, ich ładunku, współczynnika podziału olej-woda, gradientu stężeń. Błony są dobrze przepuszczalne dla wody, o jej przemieszczaniu decyduje ciśnienie osmotyczne. Wiele substancji nierozpuszczalnych w błonach komórkowych przenika przez nie na zasadzie dyfuzji wspomaganej (glukoza, aminokwasy, kwasy tłuszczowe). Przenikają łącząc się ze specyficznym nośnikiem. Dyfuzja taka odbywa się zgodnie z gradientem stężeń, bez korzystania z energii. Na drodze transportu aktywnego wchłaniane są różne substancje bez względu na gradient stężeń. Wykorzystywana jest energia zgromadzona z ATP np. transport jonów K+ do wnętrza, Na+ na zewnątrz, jodu do tarczycy, glukozy i aminokwasów z moczu pierwotnego w cewkach moczowych i z treści pokarmowej. Słabe kwasy i zasady mogą przenikać tylko w formie niezjonizowanej. Białka wchłaniane są na drodze pinocytozy.

Regulacja izowolemii

Jest to regulacja stałej objętości płynów ustrojowych a w szczególności krwi krążącej. Polega na regulacji wydalania sodu. Przepływ nerkowy regulują:

1. Układ RAA

2. Przedsionkowy czynnik natiuretyczny ANF

3. Prostaglandyny

Układ RAA. Najważniejszą jego częścią jest aparat przykłębuszkowy zbudowany zbudowany z 2 części:

1. Zlokalizowana w tętniczce doprowadzającej, zawiera baroreceptory wrażliwe na rozciągnie (reagują na spadek ciśnienia krwi i komórki wytwarzające reninę)

2. Zlokalizowana w tętniczce odprowadzającej jest to tzw. plamka gęsta zawierająca osmoreceptory wrażliwe na stężenie sodu

Sekrecję reniny wywołują:

• Spadek ciśnienia tętniczego krwi

• Spadek objętości krwi

• Spadek stężenia sodu

• Wazopresyna

Sekrecją reniny hamują

• Angiotensyna II

• Wzrost perfuzji kłębuszków nerkowych

• ANF

Renina działa na angiotensyno gen i katalizuje jego przejście w angiotensynę I, ta przekształca się w angiotensynę II pod wpływem konwertazy (w płucach)

Działanie angiotensyny II:

• Kurczy naczynia krwionośne

• Zmniejsza przesączanie kłębuszkowe

• Aktywuje zwrotne wchłanianie Na

• Zwiększa syntezę i sekrecję aldosteronu przez korę nadnerczy

• Wywołuje uczucie pragnienia

• Zwiększa wydzielanie wazopresyny

• Pobudza aktywność układu współczulnego na poziomie ośrodkowym i obwodowym

Dzięki temu zwiększa się objętość płynów w przestrzenie zewnątrzkomórkowej.

Wydzielanie aldosteronu jest pobudzane przez:

• Angiotensynę II

• Spadek stężenia sodu

• Wzrost stężenia potasu w płynie pozakomórkowym

• ACTH w niewielkim stopniu

Aldosteron działa na komórki kanalika dystalnego zwiększając zwrotne wchłanianie sodu i wody oraz zwiększa wydzielanie potasu i jonów wodorowych do moczu. Prowadzi to do zwiększenia objętości krwi krążącej i ciśnienia tętniczego oraz wzrasta stopień zakwaszenia moczu, spada poziom potasu we krwi, ciśnienie osmotyczne nie ulega zmianie.

ANF- peptydowy hormon działający diuretycznie i natiuretyczne. Wydzielają go miocyty przedsionków serca w odpowiedzi na ich rozciąganie zwiększoną objętością krwi. Działa odwrotnie do układu RAA. Powoduje:

• Zwiększenie przesączania kłębuszkowego

• Hamuje układ RAA na wszystkich poziomach

• Zwiększenie filtracji i spadek resorpcji sodu i wody w nerkach

• Wzrost diurezy i natiurezy, dzięki czemu spada objętość krwi

• Rozszerzenie naczyń krwionośnych, spadek ciśnienia tętniczego

• Spadek powrotu żylnego, spadek dopływu krwi do przedsionków, zahamowanie wydzielana ANF

Regulacja izotonii

(prawidłowe ciśnienie osmotyczne)

Opiera się na regulacji przyjmowania i wydalania wody

1. Regulacja uczucia pragnienia

Ośrodek pragnienia znajduje się w przedwzrokowej okolicy podwzgórza. Głównym bodźcem wywołującym uczucie jest hipertonia płynów pozakomórkowych, przekraczająca tzw. próg pragnienia wynoszący wykrywana przez osmoreceptory. Wznawianie przyjmowania wody doprowadza do przywrócenia stanu izotonii. Przy zmniejszeniu objętości płynu pozakomórkowego, w stanach, w których nie dochodzi do zmiany ciśnienia osmotycznego (krwotok, wymioty) pobudzanie ośrodka pragnienia następuje przez angiotensynę II. Pragnienie wywołane jest również przez suchość śluzówki j. ustnej i gardła. Natomiast pobudzenia receptorów antypacyjnych hamuje uczucie pragnienia. Są to receptory reagujące na wodę w pokarmach, chronią przed przewodnikiem. Znajdują się w początkowym odcinku przewodu pokarmowego i w obrębie żyły wrotnej.

Pobudzanie ośrodka pragnienia:

• Hiperosmia

• Hipernatremia

• Hipowolemia

• Bodźce z receptorów obwodowych

• Hipokaliemia

• Wazopresyna

1. Regulacja klirensu wolnej wody odbywa się przy udziale wazopresyny(ADH, hormon natiuretyczny). ADH powstaje w neuronach jąder nadwzrokowego i przykomorowego podwzgórza, transportowana do tylnego płata przysadki i tam jest uwalniania do krążenia.

Sekrecję ADH powodują:

• Wzrost os molarności płynów

• Zmniejszenie objętości krwi (wymioty, krwotoki)

• Odbarczenie baroreceptorów

• Angiotensyna II

• Pobudzanie osmoreceptorów obwodowych i ośrodkowych

• Uraz, stres, ból

• Hipoksja

Sekrecję ADH hamują:

• Spadek solarności płynów

• Wzrost ciśnienia krwi

• Etanol

• Spadek temperatury otoczenia

• Leki

Działanie ADH:

• Umożliwia resorpcję wody z końcowych odcinków kanalików dystalnych i w cewkach zbiorczych nerek(działanie antydiuretyczne)

• Wzmaga uwalnianie reniny

• Zwiększa wrażliwość ośrodka pragnienia na bodźce osmotyczne

• Kurczy naczynia krwionośne

Przyczyny odwodnienia i objawy ogólne

Jest następstwem ujemnego bilansu wodnego lub zmniejszenia os molarności płynu zewnątrzkomórkowego. U ludzi zdrowych ujemny bilans powstaje w przypadku braku wody w otoczeniu. U zdrowych niemowląt i małych dzieci jest wynikiem niedostatecznej podaży wody. U osób starszych uwarunkowany podwyższeniem progu pobudliwości neuronów ośrodka pragnienia. W stanach chorobowych może być spowodowany niedostatecznym spożyciem wody, utrudnionym jej wchłanianiem lub nadmiernym wydalaniem przez płuca, nerki, skórę, przewód pokarmowy.

Objawy wspólne dla wszystkich typów odwodnień:

Objawy ogólne

• Spadek masy ciała

• Suchość skóry i śluzówek

• Spadek napięcia tkankowego(turgoru) objawiający się m.in. miękkością gałek ocznych i nie wygładzaniem skóry ujętej w fałd

• Brak wydzielania potu, co może prowadzić do akumulacji ciepła w ustroju i być przyczyną gorączki

• Brak apetytu

• Nudności

• Wymioty

• Wzdęcia brzucha

• Uczucie pragnienia

Objawy krążeniowe związane z oligowolemią:

• Zmniejszenie pojemności wyrzutowej serca

• Tachykardia

• Spadek ciśnienia krwi

• Odruchowe zwiększenie oporu naczyniowego

• Zmniejszenie wypełnienia żył

• Zwroty głowy i omdlenia ortostatyczne

• Ciężkie odwodnienie wynoszące około 14% masy ciała może być przyczyną śmierci w zapaści z powodu niewypełnienia naczyń

• Zaburzenia krążenia są bezpośrednią przyczyną niedokrwienia nerek z postępującym spadkiem diurezy i zwiększeniem stężenia azotu pozabiałkowego i kreatyniny we krwi

Zaburzenia czynności ośrodkowego układu nerwowego:

• Bóle głowy

• Pobudzenie psychiczne

• Niepokój motoryczny

• Drgawki

• Zaburzenia orientacji

• Halucynacje

• Podniecenie

• Apatia

• Śpiączka

Zmiany we krwi:

• Wzrost stężenia białek hemoglobiny i erytrocytów oraz wskaźnika hematokrytowego

• W zależności od rodzaju odwodnienia zmiennie kształtuje się stężenie elektrolitów, os molarność krwi, średnia objętość krwinki czerwonej, średnie stężenie hemoglobiny w erytrocytach

Zmiany w moczu:

• Spadek objętości wydalanego moczu

• Wzrost jego ciężaru właściwego

Odwodnienie izotoniczne

To utrata wody i elektrolitów w takiej proporcji, jaka istnienie w płynie zewnątrzkomórkowym. Zmniejsza się objętość płynu zewnątrzkomórkowego bez zmiany jego os molarności

Przyczyny:

• Nadmierna płynów z przewodu pokarmowego (wymioty, biegunki, przetoka, czyli utrata soków trawiennych)

• Nadmierne stosowanie leków moczopędnych

• Utrata osocza (zapalenie błon surowiczych, oparzenia, zapalenie trzustki)

• Utrata krwi

• Ograniczenie podawania wody i soli mineralnych

• Stany zapalne nerek (diureza osmotyczna, wielomocz)

• Niedobór glikokortykosteroidów

• Zatrucie CO lub lekami nasennymi

Objawy:

• Hipowolemia

• Zaburzenia czynności układu sercowo-naczyniowego

• Zaburzenia nerek

• Zaburzenia OUN

• Wzrost liczy erytrocytów, stężenia hemoglobiny, białka, hematokrytu, mocznika(poza odwodnieniem z powodu krwotoku)

• Średnia objętość erytrocytów i średnie stężenie hemoglobiny w normie

• Poziom sodu 135-145

Odwodnienie hipertoniczne

Straty wody przewyższają uratę elektrolitów, wzrasta os molarność płynu pozakomórkowego i dochodzi do wyrównawczego przemieszczania wody z komórek. W związku z tym zmniejsza się ilość wody i zwiększa os molarność w płynie wewnątrz- i zewnątrzkomórkowym, większe jest odwodnienie komórek, w związku z tym te objawy dominują, zwłaszcza ze strony OUN.

Przyczyny:

• Osłabienie lub brak uczucia pragnienia (u osób nieprzytomnych, po urazach czaszki)

• Niewystarczająca podaż wody (u chorych karmionych sondą, przy braku wody w otoczeniu)

• Nadmierne pocenie się i hiperwentylacja u osób z gorączką

• Przewlekła niewydolność nerek oraz faza wielomoczu w ostrej niewydolności nerek

• Diureza osmotyczna

• Moczówka prosta

• Biegunka

• Przetoki przewodu pokarmowego

Objawy:

• Pragnienie

• Zmniejszenie wydzielania śliny

• Suchość skory i błon śluzowych

• Podwyższona ciepłota ciała i zaczerwienienie skóry

• Obserwujemy prawidłowe napięcie tkanek

• Pocenie się zachowane

• Objawy ze strony OUN(halucynacje, niepokój psychomotoryczny, drgawki, utrata przytomności)

• Śmierć w wyniku porażenia ośrodka oddechowego

• Wzrost stężenia hemoglobiny, białka, sodu, ilości erytrocytów we krwi

• Zmniejsza się średnia objętość erytrocytów i hemoglobiny w krwinkach

Odwodnienie hipotoniczne

Straty elektrolitów przewyższają straty wody. Zmniejsza się osmolarność płynu zewnątrzkomórkowego i woda przemieszcza się do komórek

Przyczyny:

• Niedostateczna podaż sodu

• Utrata sodu z woda przez nerki, skórę, przewód pokarmowy

• Przewlekłe choroby nerek

• Niedoczynność kory nadnerczy

• Mózgowy zespół utraty soli u chorych po urazach, krwotokach lub zapaleniach mózgu

• Niedostateczna podaż sodu u chorych z biegunką, przetokami przewodu pokarmowego lub wymiotujących

Objawy:

• Hipowolemia

• Obrzęk komórek zwłaszcza nerwowych

• Zaburzenia układu sercowo- naczyniowego i OUN

• Hipokaliemia- kurcze mięśniowe

• Hiponatremia- osłabienie, nudności, wymioty

• Wzrost erytrocytów, stężenia białka, hemoglobiny, hematokrytu, średniej objętości krwinek

• Spadek poziomu sodu i średniej zawartości hemoglobiny w erytrocytach