Znaczenie wody w organizmie
podstawowy składnik protoplazmy i płynów ustrojowych
ś
rodowisko w którym zachodzą wszystkie procesy
przemiany
materii,
jest
ośrodkiem
dyspersji
i
rozpuszczalnikiem umożliwiaj
ą
c tym samym reakcje
chemiczne
element czynny syntez i dezintegracji
czynnik zmieniający oddziaływanie sił elektrostatycznych
czynnik transportowy
Właściwości fizyczne wody, a
termoregulacja
wysokie ciepło właściwe, dzięki czemu duże ilości energii
cieplnej powstałej w wyniku przemiany materii mogą być
pochłonięte przy stosunkowo małym wzroście temperatury
ciała.
Gdyby
jednak
nie
istniały
mechanizmy
umożliwiające szybkie wydalanie ciepła temperatura ciała
wzrosłaby w ciągu doby do 60C
wysokie przewodnictwo cieplne
wysokie utajone ciepło parowania (0,6 kcal/mL). Dzięki tej
właściwości parowanie wody z powierzchni ciała i płuc jest
podstawową drogą utraty ciepła
Całkowita woda organizmu
TBW
TBW – stanowi 45-65% masy ciała
U młodego mężczyzny:
ok. 18% masy ciała stanowią
białka
7% związki mineralne
15% tkanka tłuszczowa
pozostałe 60% – woda (42 litry)
Różnice występują w zależności od: wieku, płci,
zawartości tkanki tłuszczowej
Całkowita woda organizmu
TBW
Zawarto
ść
wody w organizmie maleje wraz z wiekiem:
u noworodków – 76%
pod koniec 1 r.ż.
– 65%
w 10 r.ż.
– 62%
po 60 r.ż.
– 50% masy ciała
Procentowa zawartość wody w
tkankach
Niska :
tkanka tłuszczowa
– 10%
kostna
– 22%
wątroba – 68%
Wysoka:
substancja szara OUN – 85%
krew
– 83%
nerki
– 82,7%
płuca
– 79%
Zawartość wody w tzw. beztłuszczowej masie ciała jest stała i wynosi
73,2%.
Przestrzenie wodne
1.
Przestrzeń wewnątrzkomórkowa
–
ICF
~ 40% m.c
(intracellular fluid compartment)
2.
Przestrzeń zewnątrzkomórkowa
–
ECF
~22% m.c
(extracellular fluid compartment)
przestrzeń wewnątrznaczyniowa
–
osocze
krwi
przestrzeń zewn
ą
trznaczyniowa
–
ISF
– płyn
śródmi
ąż
szowy
wraz z chłonk
ą
przestrzeń transkomórkow
ą
TCF
(trzecia przestrzeń) –
płyn p.pok., mózgowo-rdzeniowy, torebek maziowych i
jam stawowych, worka osierdziowego, otrzewnej, opłucnej
Przestrzenie wodne organizmu
ISF
osocze
O T O C Z E N
I E
ECF
14 L
ICF
28 L
TBW
42 L
TCF
Transport wody
Woda transportowana jest przez błonę komórkową w sposób
bierny
za pośrednictwem kanałów wodnych zwanych akwaporynami –
AQP.
AQP
1
– występuje we wszystkich komórkach
charakteryzujących się wysokim tempem transportu wody
(erytrocyty, kanaliki nerkowe, przestrzenie wodne
oka, splot
naczyniówkowy komór mózgu, naczynia
pęcherzyków
płucnych, otrzewna, mięśnie, ściana
przewodów
gruczołowych).
AQP
2
– jedyny kanał wodny regulowany przez ADH. Nieczynny
występuje w cytoplaźmie komórek nabłonkowych cewek
zbiorczych nerek.
AQP
3
i AQP
4
– błona przypodstawnoboczna kanalików dalszych.
AQP
5
– komórki nabłonka gruczołów wydzielania zewnętrznego
i pęcherzyków płucnych.
Dobowy obrót wody u osoby dorosłej
Pobór wody [mL]
Straty wody [mL] przez
Pokarmy płynne 1000 –
1500
Pokarmy stałe
700
Woda oksydacyjna
300
Nerki 1000 –
1500
Skóra i płuca
(= parowanie niewyczuwalne)
900
Przewód pokarmowy
100
Suma 2000 –
2500
2000 – 2500
Dobowy obrót wody u noworodka
przestrzeń wodna pozakomórkowa w przeliczeniu na
mas
ę
jest mniejsza ni
ż
u dorosłych
Dobowy obrót wody jest większy niż u dorosłych i wynosi
średnio 0,7L co stanowi 50% ECF (u dorosłych 2L tj.
15,4% ECF)
Osmolalność płynów ustrojowych
Błony oddzielające poszczególne przestrzenie mają charakter błon
półprzepuszczalnych.
Woda pokonuje je
swobodnie
.
Dyfunduje z przedziału o wyższym potencjale chemicznym (
niższe
stężenie substancji nie dyfundującej
) do przedziału o potencjale niższym.
.
Osmolalność płynów ustrojowych
Dystrybucja wody między ECF i ICF jest determinowana
efektem osmotycznym drobnych cząstek (Na, Cl i innych
elektrolitów)
przemieszczających
się
przez
błony
komórkowe.
Osmolalność płynów ustrojowych
Ruch wody przez błonę półprzepuszczalną zgodnie z
gradientem stężeń nosi nazwę
osmozy.
Ciśnienie równoważące proces osmozy nazywane jest
ciśnieniem osmotycznym
.
Osmolalność płynów ustrojowych
Aktywność osmotyczna osocza (
osmolalność
) oznacza sumę
wszystkich rozpuszczonych cząsteczek w 1 kg wody i wynosi
280-300 mOsm/kg wody (
osmolarność
w 1L roztworu –
Osm/L)
P
osm
= 2
•
([Na
+
] + [K
+
]) + [glukoza] + [mocznik]
Osmolalność płynów ustrojowych
Za około 80% osmolarności ECF odpowiada NaCl
½ osmolarności ICF to wynik obecności jonów K
Główne jony
ECF i ICF
Wpływ różnych stężeń w ECF, substancji
osmotycznie czynnych, na objętość komórki.
Osmolalność płynów ustrojowych
0,9% NaCl i 5% glukoza to roztwory izotoniczne, nie
zaburzają równowagi osmotycznej między ISF i ECF
Osmolalność płynów ustrojowych
Umieszczenie erytrocytów w roztworze hipotonicznym
powoduje zwiększenie jego objętości do hemolizy
włącznie.
Hemoliza
–
uszkodzenie błony E powodujące
wydostanie się
jego zawartości.
Krwinki czerwone mają różny stopień oporności wobec
roztworów hipotonicznych.
Mechanizmy regulujące objętość
komórek
Wszystkie komórki wyposażone są w mechanizmy umożliwiające im
zachowanie optymalnej objętości.
W środowisku anizoosmotycznym zmiany objętości komórek zachodzą
w dwóch fazach:
Faza regulacji osmometrycznej – wzrost lub spadek osmolalności
środowiska powoduje przesunięcia wody zgodnie z gradientem
chemicznym. Stężenia wyrównują się kosztem objętości komórki.
Faza regulacji wolumetrycznej – stężenia osmotyczne są
wyrównywane poprzez przesunięcia jonów i osmolitów organicznych
(mocznik, sorbitol) za pośrednictwem enzymów odpowiedzialnych za
ich syntezę lub degradację.
Mechanizmy regulujące objętość
komórek
Środowisko
izotoniczne hipotoniczne izotoniczne
F
osm
F
osm
F
erg
F
erg
Czas
W
zg
lę
d
n
a
o
b
ję
to
ś
ć
k
o
m
ó
rk
i
2,0
1,5
1,0
0,5
Mechanizmy regulujące objętość
komórek
izotoniczne hipertoniczne izotoniczne
Czas
W
zg
lę
d
n
a
o
b
ję
to
ś
ć
k
o
m
ó
rk
i
1,5
1,0
0,5
Środowisko
F
osm
F
osm
F
erg
F
erg
NaCl o
różnych
stężeniach
dodany do
ECF
Zaburzenia wolemii i osmolalności
ECV
ICV
warunki fizjologiczne
odwodnienie izotoniczne
odwodnienie hipertoniczne
odwodnienie hipotoniczne
Zaburzenia wolemii i osmolalności
ECV
ICV
warunki prawidłowe
przewodnie izotoniczne
przewodnie hipertoniczne
przewodnie hipotoniczne
Zaburzenia wolemii i osmolalności
U osób gorączkujących perspiratio insensibilis wzrasta o
0,5-1,0L przy wzroście temp. ciała o 1
C powyżej 37
C
Należy pamiętać, że straty dotyczą nie tylko „czystej”
wody, ale również elektrolitów
Zaburzenia izowolemii i izotonii są ściśle powiązane
Ustrój w pierwszej kolejności koryguje zaburzenia wolemii,
wolniej osmolalności
Zasady oznaczenia przestrzeni
wodnych organizmu
TBW
PV
ECV
płyn międzykomórkowy
komórki
osocze
Oznaczanie przestrzeni wodnej
Zasada metody:
Rodanki wstrzykni
ę
te dożylnie ulegają rozcieńczeniu w
przestrzeni
śródnaczyniowej, pozanaczyniowej i
pozakomórkowej, nie wnikają zaś
prawie do przestrzeni
śródkomórkowej. Na podstawie stopnia
rozcieńczenia
rodanków łatwo obliczyć wielkość przestrzeni wodnej
pozakomórkowej.
St
ę
żenie rodanku potasowego we krwi:
Przestrze
ń
wodna pozakomórkowa:
mg
wzorca
stężenie
W
B
E
E
y
y
x
100
500