FIZIOPATOLOGIA ECHILIBRULUI HIDROELECTROLITIC (I)
CLASIFICAREA TULBURARILOR HIDRICE * In funcție de nivelul de hidratare în spațiile EC și IC, tulburarile hidrice pot fi: Hiperhidratări: Intracelulare Extracelulare Deshidratări Intracelulare Extracelulare
CLASIFICAREA TULBURARILOR HIDRICE In functie de tonicitatea spațiului EC, tulburarile hidrice pot fi tulburari: cu modificarea tonicității EC: Hipertonia osmotică EC Hipotonia osmotică EC fără modificarea tonicității EC: Deshidratarea EC normotonă Hiperhidratarea EC normotonă In functie de modul de asociere a tulburărilor hidrice EC și IC, acestea pot fi: tulburari hidrice globale (același tip de tulburare hidrică în spațiile EC și IC) deshidratare globală (EC și IC) hiperhidratare globală (EC și IC) tulburari hidrice mixte (tipuri diferite de tulburări hidrice în spațiile EC și IC) deshidratare EC combinată cu hiperhidratare IC hiperhidratare EC combinată cu deshidratare IC
Se poate produce prin: ALTERAREA ECHILIBRULUI HIDRIC 1. Alterarea echilibrului osmotic prin modificarea conținutului normal în substanțe osmotic active: - Modificarea aportului: - Creșterea sau diminuarea aportului de ioni sau de apa - Modificarea pierderilor: - accentuarea pierderilor de substante osmotic active - scăderea capacității de eliminare a substanțelor osmotic active produse în organism aport sau pierderi disporporționate de substanțe osmotic active și apa - Scăderea producției energetice celulare și a transportului activ transmembranar: - sinteza scăzută de ATP scade metabolismul celular, inclusiv activitatea pompelor de membrana si posibilitatea de mentinere a potentialului membranar de repaus Na + se acumulează intracelular edem celular apoptoză celulară 2. Alterarea gradientului de presiune hidrostatica: - creșterea presiunii hidrostatice transvazarea apei in interstițiu acumulare excesivă de apa hiperhidratare extracelulară 3. Alterarea echilibrului Donan: - sinteză de ATP crescută excesiv, independent și neconcordant cu necesitatile fiziologice celulare (de ex. În celulele neoplazice) ATP actioneaza ca un polianion intracelular în cadrul fenomenului Donnan respingere Cl - retenție de Na + în spațiu EC dehidratare celulară apoptoza sau necroza celulară.
TULBURARI HIDRICE ASOCIATE CU MODIFICAREA TONICITATII EXTRACELULARE Hipertonia osmotică EC Hipotonia osmotică EC Hipernatremică Hiponatremică Hiperglicemică Prin alți osmoli activi: acid oxalic, etc
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Mecanisme compensatorii Hipertonia osmotică EC apare prin creşterea concentraţiei EC a particulelor osmotic active valoarea globală a presiunii osmotice EC (interstițială și plasmatică) > 310 mosm/l. Hipertonia extracelulară declanșează următoarele mecanisme compensatorii: 1. mecanismului setei creșterea aportului de apă 2. secreția de ADH diminuarea pierderilor de apă 1. Mecanismul setei este stimulat de: - creşterea osmolalităţii plasmatice cu 1% stimulează osmoreceptorii hipotalamici; - scăderea volumului plasmatic cu peste > 5% sau a tensiunii arteriale cu 10-15% stimulează sistemul renină angiotensină - aldosteron (SRAA); - uscarea mucoasei bucale. Aportul de apa reduce osmolalitatea plasmatică atingerea nivelului de 280-300 mosm/kg inhibă setea. Setea poate fi inhibată și de: - activarea receptorilor de întindere de la nivelul stomacului şi intestinului; - umidificarea mucoasei bucale.
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Mecanisme compensatorii 2. Secreția hipotalamică de ADH este stimulată de: - creșterea osmolalității plasmatice cu > 1% față de nivelul bazal; - scăderea volumului plasmatic cu > 5% si a nivelului seric de angiotensina II (activată de scăderea TA); - scăderea tensiunii arteriale cu 10-15%; - uscarea mucoasei bucale. Osmoreceptori: neuroni situați la nivelul organului subfornicular și organului vascular al laminei terminale, organe circumventriculare la nivelul cărora lipsește bariera hematoenecefalică se permite astfel un răspuns rapid la variațiile osmolalității sau ale volemiei Stimularea secreției de ADH este mult mai sensibilă la variațiile osmolalității decât la variațiile de volum plasmatic. http://pmgbiology.com/tag/adh/
Efectele ADH (vasopresina): HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Mecanisme compensatorii - Stimularea receptorilor V 1 localizați în pereții vasculari vasoconstrictie arteriolară difuză creşterea TA - Stimularea receptorilor V 2 din membrana basolaterală a tubilor colectori activarea adenilciclazei formarea AMPc migrarea veziculelor de aquaporina 2 (AQ2 = canalul proteic pentru apă din polul apical) spre membrana apicală care devine permeabilă pentru apă retenție de H 2 O restabilirea (sau creșterea) TA Când stimulul ADH încetează, AQ2 este endocitat permeabilitatea membranei luminale revine la nivelul scăzut. Membrana basolaterală este întotdeauna permeabilă pentru apă (prin AQ 3 și AQ4 prezente la acest nivel) la polul bazal, apa este resorbită în circulație. ADH acţionează în acelaşi sens: - la nivel intestinal crește absorbţia de apă; - la nivel tegumentar reduce procesul de transpiraţie. https://www.studyblue.com/notes/note/n/quiz-4-human-biology/deck/6475469
Creşte osmolalitatea plasmatică (cu 1%) Stimulare osmoreceptori hipotalamici + Sinteza ADH în hipotalamus Stimularea eliberarii ADH la nivelul hipofizei posterioare # Scade volumul plasmatic (> 5%) # Scade tensiunea arterială (cu 10-15%) Stimulare baroreceptori (atriali, arc aortic, artere carotidiene) ADH rec V 2 tubi renali colectori stimulează inserţia aquaporinelor în membranele celulare crește reabsorbţia de apă Scade osmolalitatea plasmatica
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremie: concentraţie serică Na >145 meq/l (N: 135-145 meq/l) Na + este principalul solvit ce contribuie la osmolalitatea plasmei. 90% din capitalul total de sodiu se află EC volumul de fluid EC reflectă fidel conținutul total de Na din organism. În majoritatea cazurilor, hipernatremia este ușoară, deoarece, setea reprezintă un răspuns eficient la hiperosmolaritate un aport exogen adecvat de apă previne instalarea hipernatremiei simptomatice.
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia simptomatică Deoarece setea reprezintă un răspuns eficient la hiperosmolaritate și un aport exogen adecvat de apă previne instalarea hipernatremiei simptomatice, hipernatremia simptomatică apare în situații de reducere a aportului exogen de apă, prin: - afectarea mecanismului setei (a osmoreceptorilor hipotalamici): - ocluzii vasculare; - ateroscleroză cerebrală; - tumori, boli granulomatoase etc.; - restricționarea accesului la apă: - copii; - persoane cu dizabilităţi; - plăgi maxilo-faciale; - stenoze esofagiene; - trismus (tetanos); - afecțiuni psihice; - hidrofobie (rabie) etc.
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia In functie de capitalul total de Na + din organism, hipernatremia poate fi: ABSOLUTĂ: - capitalul total de Na + este crescut - hipernatremia absolută este consecința acumulării de Na + > apă în sectorul EC; RELATIVĂ: - capitalul total de Na + este normal sau scăzut - hipernatremia relativă este consecința: - pierderilor proporțional mai mari de apă decât de Na + ; - doar a pierderilor de apă; - scăderii aportului de apă;
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia absolută Apare prin acumulare mai mare de Na + > apă în spatiul EC (acumulare de lichid hiperton) capitalul total de Na + crescut: - administrare inadecvată de: - soluții hipertone (NaCl 3% sau NaHCO 3 7.5%) - sare în formule de lapte pentru nounăscuți (lipsa de maturare renală nu permite înlăturarea excesului) - hiperaldosteronism primar - sindrom Cushing - cortizolul are efect mineralocorticoid - ACTH stimuleaza si secretia zonei glomerulosa a SR (secretia de aldosteron), chiar dacă în mai mică măsură decât pe cea a zonei fasculata Hipernatremia relativă Apare prin: A. pierderi din sectorul EC : 1. de fluid hipoton (conține relativ mai multă apă decât Na + ) capitalul total de Na + scăzut: - pierderi renale - insuficiență renală acută (IRA), faza de reluare a direzei (poliurie); - diuretice osmotice - pierderi extrarenale - pierderi insensibile (piele, tract respirator) - pierderi gastro-intestinale 2. de apă capital total de Na + normal: - diabet insipid B. scăderea aportului de apă
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia absolută mecanisme de compensare Mecanismul de compensare a hipernatremiei absolute este creșterea eliminării renale a Na + datorată efectelor hemodinamice ale hipervolemiei. Hipervolemia asociată hipernatremiei are următoarele efecte hemodinamice: a. la nivel renal: - crește rata filtratului glomerular, cu - creșterea cantității de Na + filtrat sunt depășite posibilitățile de reabsorbtie a Na + in TCP crește natriureza; - creșterea concentratiei Na + la nivelul aparatului juxtaglomerular inhibarea secreției de renină-angiotensina-aldosteron crește natriureza; - creșterea presiunii hidrostatice în capilarele peritubulare scade reabsorbția tubulară de Na + și H 2 O crește natriureza; b. La nivelul hemodinamicii generale: - distensia peretilor atriali stimulează secretia de peptide natriuretice inhibarea reabsorbției de Na + si H 2 O în tubii colectori crește natriureza
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia absolută mecanisme de compensare Cresterea concentratiei de Na + la nivelul aparatului juxtaglomerular inhibarea SRAA crește natriureza. Angiotensina II (ANG II) determină, in mod fiziologic retenție de Na + prin: - Vasoconstricția arteriolei eferente crește FF presiunea coloid osmotică și scade presiunea hidrostatică în vasele peritubulare crește reabsorbția de Na + în tubul contort proximal (TCP) retenție Na + - stimularea Na + /K + ATP-azei basolaterale si a schimbătorul Na + /H + proximal retenție Na + - stimularea sintezei de aldosteron crește reabsorbția distală de Na + retenție de Na + Scăderea ANG II (prin inhibarea SRAA datorată aportului crescut de Na + în TCP): scade reabsorbția proximală de Na + crește natriureza; scade sinteza de aldosteron scade reabsorbția distala de Na + creste natriureza https://quizlet.com/3543815/renal-4-sodium-handling-flash-cards/
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică - Hipernatremia absolută - Hipernatremia absolută induce o tulburare hidrică mixtă: - hiperhidratare EC hipertonă și - deshidratare IC * apariția gradientului osmotic între spațiul EC și cel IC (gradient generat de creșterea osmolalității EC, prin hipernatremie) migrarea apei din sectorul IC spre cel EC. Hipernatremia absolută este o hipernatremie hipervolemică (volumul EC expansionat) Volum urinar redus; (prin actiunea ADH stimulat de hiperosmolalitate) Osmolalitate urinară crescută, prin creșterea eliminării de Na + (natriureză crescută). Natriureza crescută este explicată prin intervenția mecanismelor compensatorii locale (renale) și sistemice
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia absolută CONSECINȚE FIZIOPATOLOGICE - Consecinţe fiziopatologice ale hipernatremiei absolute: tulburarea hidrică mixtă 1. Consecințele hiperhidratării EC sunt : - hipervolemia care induce: creșterea DC, a presiunii venoase centrale HTA, accidente vasculare hemoragice, insuficienţă ventriculară stângă, edem pulmonar acut etc. - acumularea hidrosalina interstiţiala edeme. 2. Consecințele deshidratării IC - scăderea volumului celulelor cerebrale tracțiunea / ruperea venelor cerebrale și apariția de hemoragii focale intracerebrale sau subarahnoidiene. * clinic: în funcție de evoluție, de la agitație, iritabilitate, hiperreflexie, hipertermie, până la letargie, convulsii, comă, deces. - uscăciunea mucoaselor jenă la deglutiţie, tulburări de fonaţie etc.
HIPERNATRIEMIA ABSOLUTĂ Intravascular Hiperhidratare EC cu Hipervolemie Hipernatremia Hiperosmolalitate plasmatica Intracelular Deshidratare intracelulara Peptide natriuretice DC ANG II Stimulare osmoreceptori Tractionare/rupere vene cerebrale Creste TA Creste ADH I.VS E.P.A AVC Volum Urinar Hemorgii cerebrale Activare proces patogenic Creste natriureza osmol urinara Mecanism corector IVS= insuficienta ventriculara stg AVC = accident vascular cerebral EPA= edem pulmonar acut
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia absolută Simptomatologia caracteristică hipernatremiei absolute apare de obicei la valori ale natremiei > 160 meq/l dar gravitatea manifestărilor clinice se corelează mai ales cu rata de eflux a apei de la nivelul celulelor SNC decât cu valoarea absoluta a hipernatremiei (pentru că gravitatea semnelor clinice se corelează cu gradul de deshidratare IC). * Afectarea neurologică severă apare la pacienții cu instalare acută a hipernatremiei. * Afectarea musculară determină rabdomioliză hipernatremică * Hipernatremia cronică (instalată pe parcursul a mai mult de 24 48 ore) este mai bine tolerată, deoarece permite apariția fenomenului de adaptare osmotică la nivelul celulelor cerebrale. Cresterea osmolalității intracelulare evită/limitează instalarea deshidratării IC.
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia absolută Adaptarea osmotică reprezintă acumularea de substanțe osmotic active la nivelul celulelor cerebrale: - prin sinteză și import de osmoliți (inozitol, creatină, glutamină, taurină); - prin modificarea activității pompelor membranare, secundară hipertoniei EC; crește osmolalitatea IC și se evită deshidratarea IC. * Initial, apare deshidratarea IC creșterea ușoară a osmolalitatii IC, prin creșterea concentrației de solviți (B). * Ulterior, osmolalitatea IC crește prin sinteză și import de solviti (C).! Când corectarea osmolalitatii EC se face brusc, spatiul IC (încă hiperton) va atrage brusc H 2 O edem cerebral si distrucție celulară. http://emedicine.medscape.com/article/241094-overview
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia relativă Hipernatremia relativă Capitalul total de Na + este scăzut sau normal. Hipernatremia relativă poate fi: - cu un capital total de Na + scăzut, prin pierdere de fluid hipoton (fluidul care se pierde conține mai multă apă decât Na + comparativ cu plasma normală) - cu un capital total de Na + normal, prin: - pierdere doar de apă - reducerea aportului de apă (în condițiile unor eliminări hidro-electrolitice fiziologice) Deshidratare EC H 2 O > Na + Capital de Na scazut Pierderi de lichide HiperNa relativa Deshidratare IC Doar H 2 O Capital de Na normal Apa este distribuită între sectoarele IC și EC în raport de 2:1 pierderea unei cantități de apă fără solviți determină deshidratare dublă a sectorului IC față de cel EC.
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia relativă PIERDERE LICHID HIPOTON BALANȚĂ NEGATIVĂ APĂ Cu capital de Na scăzut Cu capital de Na normal Pierderi renale Pierderi extra renale Diabet insipid Faza de reluare a diurezei a insuficienței renale acute Digestive Scădere aport de apă Insensibile Administrarea de diuretice osmotice Hipersudorație Hiperventilație
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia relativă cu un capital total de Na + scăzut - prin pierderi renale - 1. Insuficiență renală acută (IRA) Poliuria din IRA - faza de reluare a diurezei presupune: - eliminarea apei reținută în faza oligo-anurică și a apei rezultată din metabolismul celular; * există rezistență pasageră la acțiunea ADH, datorită disfuncțiilor tubulare ce pot persista și după reluarea filtrării glomerulare; - excreția crescută de Na + antrenează secundar o excreție crescută de apă * Disfuncțiile tubulare determină: - la nivel TCD: rezistență la actiunea aldosteronului scade reabsorbția Na + - la nivel TCP: reabsorbție scăzută a Na + * reabsorbtia Na + necesită activitatea pompei Na + -K + care funcționează cu un mare consum energetic; până la refacerea completă functională a celulei tubulare, activitatea acestei enzime rămâne la un nivel inferior celui fiziologic! Dacă IRA s-a asociat cu alte condiții patologice care presupun pierderi de solviți (ex: pierderi gastrointestinale), nivelul natremiei poate fi normal, scăzut sau crescut, în funcție și de: - capitalul total de Na + existent anterior instalării IRA; - gradul disfuncției tubulare existentă în IRA
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia relativă cu un capital total de Na + scăzut - prin pierderi renale - 2. Diuretice osmotice în exces Exemplu: Manitolul (solvit osmotic activ, non-reabsorbabil), prezent în tubul proximal și ramul descendent al ansei Henle, induce un gradient osmotic ce împiedică reabsorbția apei și, în mai mică măsură, a Na +, cu blocarea mecanismului contracurent scăderea tonicității interstițiale în medulara profundă - reabsorbția Na + este mai puțin afectată decât reabsorbția apei, deoarece, deshidratarea și creșterea concentrației Na + la nivelul maculei densa (luminal) stimulează secreția de aldosteron contracarează parțial efectul osmotic, resorbind o parte din Na + - Deshidratarea si hipovolemia mențin un nivelul circulant al ADH suficient cât să persiste un număr de canale de AQP2 în polul luminal al celulei din TC (spre deosebire de poliuria apoasă, în care ADH este suprimat) există un grad de absorbție de apă în nefronul distal (TC). Reabsorbția apei în TC este dependentă de: - Rata de excreție a osmolilor activi (manitolulului) - Osmolalitatea interstițială efectivă Halperin ML. FLUID, ELECTROLYTE, AND ACID-BASE PHYSIOLOGY: A PROBLEM-BASED APPROACH, 2010
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia relativă cu un capital total de Na + scăzut - prin pierderi renale - 2. Diuretice osmotice în exces Consecințe fiziopatologice ale administrării diureticelor osmotice: - deshidratare EC hipertonă (hipovolemie cu hipernatremie relativă) prin: - poliurie - deshidratare IC, prin - gradient osmotic între spațiul EC și EC (există hipertonie EC); Caracteristici urinare: - volum urinar crescut; - Osmolalitate urinară crescută prin prezența substanței osmotic active; - natriureză crescută (Na + urinar > 20 meq/l);
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia relativă cu un capital total de Na + scăzut - prin pierderi extrarenale - * PIERDERILE INSENSIBILE (piele, tract respirator) - Hipersudorația: Febră, Expunere la temperaturi ridicate, Exerciții fizice moderate Lichidul sudoral are o concentrație inițială în Na + asemănătoare cu a plasmei; pe măsură ce transpirația înaintează prin porțiunea ductală a glandei, ionii sunt reabsorbiți și lichidul de transpirație devine hipoton (Na + < 5 meq/l). Când transpirația e mai abundentă, conținutul de Na + în sudoare scade deoarece secreția primară traversează mai rapid ductul glandular, reducându-se astfel șansa ca Na + sau Cl - să fie reabsorbiti dar chiar și în http://health.howstuffworks.com/skin-care/information/anatomy/howsweat-works2.htm aceste condiții se pierde apa > Na + - Hiperventilația: Aerul inspirat nu este complet saturat cu apă la temperatura corpului la nivel alveolar are loc o completare a saturării aerului cu apă. Apa utilizată în acest proces provine din metabolismul celular. (N= 300 to 400 ml/zi) Presiunile parțiale ale apei și ale CO 2 la nivel alveolar sunt similare (47 și, respectiv, 40 mmhg), vaporii de H 2 O se pierd în proporție aproape egală cu volumul de CO 2 expirat. Volumul de apă eliminat este cu atât mai mare cu cât rata ventilației este mai mare și volumul de aer inspirat este mai mic (într-un proces ventilator foarte rapid, crește spațiul mort scade volumul de aer care ajunge la nivel alveolar).
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia relativă cu un capital total de Na + scăzut - prin pierderi extrarenale - PIERDERILE INSENSIBILE (piele, tract respirator) Consecințe fiziopatologice ale pierderilor extrarenale: - deshidratare EC hipertonă (cu hipovolemie) mecanisme compensatorii: - stimularea SRAA hiperaldosteronism secundar - hipersecretie de ADH - deshidratare IC, prin - gradient osmotic între spațiul EC și IC atracția H 2 O în spațiul EC cu deshidratare IC Caracteristici urinare - Volum urinar minim - Osmolalitate urinară maximă (prin scăderea volumului și creșterea concentrației substanțelor osmotic active, altele decât Na + ) - natriureză scăzută (Na + urinar < 10 meq/l )
MODIFICARILE CARACTERISTICE EFORTULUI FIZIC INTENS Efortul fizic foarte intens (ex: maraton). Spre deosebire de efortul fizic ușor/moderat în care se poate instala hipernatremia relativă, în efortul fizic foarte intens tulburarea hidro-electrolitică cea mai frecventă este hiponatremia relativă. Efortul fizic intens hipersudorație pierdere de lichid hipoton (Na + + apa) hipovolemie crește secreția de aldosteron și de ADH In condițiile unui efort intens și prelungit, este favorizată preponderent acumularea de apă, deoarece: crește aportul: - crește producției de apa metabolică - aportul lichidian (extern) se realizează preponderent cu lichide de substituție hipotone crește retenția de apă: - apare o inducție non osmotică a secreției de ADH prin efortul fizic intens, stres, creșterea temperaturii, IL1 - administrarea de antiinflamatoare nesteroidiene pentru combaterea durerii (AINS): inhibă sinteza de prostaglandine renale. Prostaglandinele renale au un rol important în condiții de depleție volemică cresc eliberarea de renină și aldosteron și antagonizează acțiunea ADH-ului în condiții de hipovolemie; Administrarea de AINS deshidratarea nu se compensează prin activarea adecvată a SRAA (inhibat de AINS); nu apare efectul antagonizant al ADH scade eliminarea de H 2 O - este stimulat sistemul nervos simpatic (datorită efortului fizic) vasoconstricție scade RFG scade eliminarea H 2 O Exercise-Associated Hyponatremia Mitchell H. Rosner and Justin Kirven: Clin J Am Soc Nephrol 2: 151 161, 2007
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia relativă cu un capital total de Na + scăzut - prin pierderi extrarenale - PIERDERILE GASTROINTESTINALE Diarea osmotică Pierderile de apă din sectorul EC depășesc pierderile de Na + (se pierde lichid hipoton) datorită prezentei substantei osmotic active în lumenul intestinal prin: - Aport exogen: administrare de lactuloză - Deficit de preluare a substanțelor osmotic active din lumen în: - sindroame de malabsorbție a carbohidraților - inflamatia mucoasei intestinale: ex: gastroenterita virală cu afectare de microvili intestinali și malabsorbție secundară de carbohidrați Existenta unui mediu intraluminal intestinal osmotic activ deplasarea apei din interstițiu în lumenul intestinal (pentru echilibrare osmotică) deshidratare EC efecte: - stimularea SRAA hiperaldosteronism secundar; - hipersecretie de ADH
BOALA CELIACĂ Sdr de malabsorbție din boala celiacă: Gliadina (proteină din grâu, orz, secară) se fixează pe HLADQ2 a macrofagul (celula prezentatoare de antigen). Aceasta activează Limfocitele T H (helper) care: - se transformă în plasmocite ce secretă AC antigliadină, anti-endomissium și antitransglutaminază - activează limfocitele T k (killer) distrug direct sau prin intermediul citokinelor mucoasa intestinală Distrucția mucoasei intestinale scade absorbția de: - Glucide cu alterarea raportului osmotic intraintestinal-perete diaree osmotică - Electroliți osteopenie, anemie feriprivă sau macrocitară (deficit de folați) - Proteine și lipide, inclusiv vitamine liposolubile tulburări de creștere, hipocoagulabilitate N Engl J Med, Vol. 346, No. 3 January 17, 2002
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia relativă cu un capital total de Na + scăzut - prin pierderi extrarenale - Răspunsul adecvat la hipernatremie (ce determină creșterea osmolalității serice> 295 mosm/kg) este creșterea ADH scăderea volumului urinar (<500 ml/zi) creșterea maximală a concentrației urinare, osmolalitate urinară > 800 mosm/kg; Răspunsul renal adecvat indică faptul că mecanismul generator al hipernatremiei este unul extrarenal. Caracteristicile fiziopatologice ale pierderilor extrarenale de lichid hipoton se explică prin: 1. hipertonia sectorului EC (prin hipernatremie) hipersecreție de ADH - volumul urinar este minim - osmolalitatea urinară maximă ( la un rinichi normal functional, osmolalitatea urinara poate sa creasca până la de 3-4 ori nivelul osmolalității serice) 2. hiperaldosteronismul secundar (indus de hipovolemie) care explică - natriureza scăzută (Na urinar < 10 meq/l )
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia relativă cu un capital total de Na + scăzut (prin pierdere de lichid hipoton) - consecințe fiziopatologice - Deshidratarea globală * Consecințele deshidratării EC: - hipovolemie, cu: - hipota și tahicardie reflexă; - scăderea DC hipoperfuzie tisulară hipoxie şoc hipovolemic exitus; - scăderea filtrării glomerulare oligo-anurie; - globi oculari hipotoni, înfundaţi în orbite, pliul cutanat persistent etc. * Consecințele deshidratării IC: - suferința sistemului nervos central: scăderea de volum a celulelor cerebrale tracțiunea cu ruperea venelor cerebrale hemoragii focale, intracerebrale sau subarahnoidiene # Suferința SNC indusă de deshidratarea IC este amplificată de hipoperfuzia şi hipoxia cerebrală, consecinţe ale deshidratării EC (ale hipovolemiei). - uscăciunea mucoaselor jenă la deglutiţie, tulburări de fonaţie etc.
Cea mai frecventă cauză de hipernatremie relativă prin pierdere de apă este diabetul insipid (incapacitatea rinichilor de a concentra urina, cu poliurie hipotonă). Există 2 tipuri de diabet insipid: HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia relativă cu un capital total de Na + normal (prin pierdere de apă) - Diabetul insipid - - tipul central: lipsa producţiei de arginin-vasopresină (AVP) = hormon antidiuretic (ADH) poate apărea în: - traumatisme cerebrale; - tumori cerebrale (ex: craniofaringiom, metastaze); - infectii/inflamatii: meningite, encefalite; - hemoragii sau tromboze cerebrale; - deficit congenital. - tipul nefrogenic: lipsa răspunsului renal la acţiunea ADH prin: - distrugere de parenchim renal funcțional - boala renală polichistică; - IRA, IRC; - micro-infarcte în vasa recta, secundare siclizărilor recurente (Siclemie); - infiltrat inflamator (Sarcoidoză); - efect al medicaţiei (litiu, furosemid, gentamicină). CLEVELAND CLINIC JOURNAL OF MEDICINE VOLUME 73 NUMBER 1 JANUARY 2006
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia relativă cu un capital total de Na + normal (prin pierdere de apă) - Diabetul insipid - Caracteristici urinare în diabetul insipid: - volum urinar crescut (> 2,5 litri/zi) poliurie - Osmolalitate urinară scăzută (< 300 mosm/l) - natriureza scăzută efect al hiperaldosteronismului secundar (indus de hipovolemie) * Dacă mecanismul setei este intact și se asigură un aport hidric adecvat, pacientul nu dezvoltă hiperosmolalitate plasmatică. * Dacă nu se asigură aportul hidric adecvat, apare deshidratarea globală (fiziologic, raportul apă IC/apă EC = 2:1 când se pierde 1 litru de apă pură, se pierd 667 ml din sectorul IC și 333 ml din cel EC).
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică Hipernatremia relativă cu un capital total de Na + normal (prin pierdere de apă) - Diabetul insipid - Evoluția diabetului insipid Diabetul insipid evoluează spre dilatarea tubilor colectori și hidronefroză (volume mari de fluid la nivelul tubilor colectori, în mod cronic). În timp, apare insuficiență renală prin: - modificările structurale induse de hidronefroză; - volumele mari de apă filtrată glomerular dilutia solvitilor in lumenul tubular (scade osmolalitatea) atracția solviților din spațiul interstitial scaderea tonicitatii spatiului interstitial reducerea gradientului osmolar intre lumenul tubular si interstitiu accentuarea deficitul de concentrare a urinii
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică În prezența unei hipernatremii, stabilirea diagnosticului și a conduitei terapeutice, necesită coroborarea datelor privind: - statusul volemic (reflectâ starea de hidratare EC); - nivelul natriurezei; - nivelul osmolalitatii urinare. Tip dezechilibru hidroelectrolitic Volemie Volum urinar Natriureză Osmolalitat e urinară Hipernatremie absolută crescută scăzut crescută crescută Hipernatremie relativă (pierderi renale de lichide hipotone) Hipernatremie relativă (pierderi extrarenale de lichide hipotone) Hipernatremie relativă (pierdere de apă - diabet insipid) scăzută crescut (++) crescută (+) crescută scăzută scăzut (minim) scăzută crescută scăzută crescut (+++) scăzută scăzută
HIPERNATREMIE Diureza scăzută Diureza normală/crescută Aport scăzut/acces restricționat la apă Pierderi extrarenale de lichide hipotone U osm > P osm U osm < P osm Răspuns la vasopresină Diureza osmotica (Glucoza, uree, manitol) Nivel normal/scăzut al compusilor osmotici urinari pozitiv negativ D.I central D.I periferic Scăderea funcției renale (IRA faza poliurică)
TULBURARILE HIDRICE CU MODIFICĂRI ALE OSMOLALITĂȚII EXTRACELULARE Hipotonia osmotică extracelulară Hiponatremia absoluta Hiponatremia relativa
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ - Hiponatremia - Hipotonia osmotică extracelulară apare prin scăderea natremiei. De obicei, hiponatremia este asociată cu hipocloremie. Hipoglicemia, chiar severă, nu determină scăderea osmolarităţii extracelulare cu mai mult de 3-4 mosm/l (scădere nesemnificativă clinic). Hiponatremie: concentraţie serică a Na + < 135 meq/l Hiponatremia poate fi: - absolută (capitalul total de Na este scăzut), prin pierderi din spațiul EC de lichid hiperton (pierderi predominante de Na, în raport cu apa); - - relativă (capitalul total de Na este normal), prin acumulare/retenție în spațiul EC de lichid hipoton (retenție predominantă de apă, în raport cu Na).
DETERMINAREA OSMOLALITATII CALCULUL OSMOLALITĂŢII PLASMATICE Osmolalitatea plasmatică se poate calcula astfel: = 2 *Na + (meq/l) + glucoză (mg/dl)/18 + uree (mg/dl)/2.8 În ser, ionii de Cl - şi HCO 3 - sunt întotdeauna legaţi de Na +. (De aceea, pentru simplificare, în calculul osmolarităţii se dublează nivelul concentraţiei serice a Na + ). Pentru glucoză: 1mg/dl = 18 mmol/l (1 mmol/l =1 mg/dl împărţit la GM a glucozei = 18); Pentru uree: 1mg/dl = 2,8 mmol/l (se utilizeaza în formula de calcul, pentru aproximare, doar greutatea moleculara a N)
HIPOTONIA EXTRACELULARĂ HIPONATREMICĂ Hiponatremia Absolută Hiponatremia Relativă Prin pierderi renale de Na Pierderi digestive de Na Aport scăzut de Na Stimulare simultană ALDO și ADH Cu Hipovolemie Deficit primar MC Pierderi externe: diaree, vărsături Redistributie : ocluzie intestinala Insuficiența cardiacă Ciroza hepatică Sdr. cu pierdere renală de sare Hipotiroidie Cu euvolemie Pseudohipoaldosteronismul tip I Sdr. cerebral cu pierdere de sare Potomania/ Polidipsia Sdr. de secretie inadecvată de ADH (SIADH) Insuficiența suprarenaliană secundară MC= mineralocorticoizi ALDO = aldosteron
Aldosteronul - rolul în menținerea echilibrului hidro-electrolitic - În privinta efectelor asupra echilibrului hidro-electrolitic, actiunea aldosteronului poate fi sintetizata în: - retentie electrogenă de Na + si eliminare compensatorie de K + și/sau H + - retenție electroneutră de Na + prin creșterea activității cotransportorului Na/Cl (NCC) tiazid sensibil. - eliminare de sarcini acide prin acțiunea stimulatoare asupra H + -ATP-azei luminale - reabsorbție de H 2 O secundară reabsorbției Na + De aceea, în deficitul de aldosteron apar: - hiponatremia; - hipernatriuria, - hiperpotasemia; - acidoza metabolică (prin pierderi de HCO - 3 și Cl - ) - deshidratarea EC.
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - Deficitul de mineralocorticoizi Deficitul de mineralocorticoizi poate fi primar, secundar sau terțiar. 1. Deficitul primar este indus de afectarea directă (bilaterală) a glandelor suprarenale (SR) hiponatremie hipovolemică 2. Deficitul secundar apare prin leziuni hipotalamice/hipofizare care induc scăderea producției de ACTH și de glucorticoizi și, secundar, scăderea sintezei de mineralocorticoizi la nivelul SR hiponatremie euvolemică. Glucocorticoizii exercită un efect de feedback negativ asupra secreției de ADH. In absența lor nivelul ADH este crescut hiponatremie euvolemică 3. Deficitul terțiar apare ca efect al inhibării sintezei de CRH la nivel hipotalamic (secundar administrării prelungite de glucorticoizi) scăderea ACTH-ului hipofizar scăderea sintezei de gluco- și de mineralocorticoizi în SR. http://highered.mheducation.com/sites/dl/free/0071402357/156720/figure 321_3.html
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - 1. Deficitul primar de mineralocorticoizi 1. Deficitul primar de mineralocorticoizi Deficitul primar de mineralocorticoizi este indus de afectarea directă (bilaterală) a glandei suprarenale, în diverse situații patologice: I. Insuficienta corticosuprarenaliană (ICSR) acuta: Sindromul Waterhouse Friderichsen II. ICSR cronică (Boala Addison) III. Tulburările ereditare ale sintezei de mineralocorticoizi * Ex: Deficitul de 21 hidroxilază
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - 1. Deficitul primar de mineralocorticoizi I. Sindromul Waterhouse Friderichsen: formă de insuficiență corticosuprarenală (ICSR) acută Mecanismul ICSR acute din sdr. W-F - infecțiile acute la un organism predispus (în special copii) septicemie complicată cu CID (afectează și țesutul glandular) tromboze ale venelor suprarenale hemoragie și necroză SR bilaterală apare în * cel mai frecvent (80% dintre cazuri), septicemia cu meningococ. La adult: factori favorizanti ai hemoragiei non traumatice a SR: - Complicație a CID - Sindromul antifosfolipidic - Trombocitopenia indusă de heparină - Tratament anticoagulant - Tumoră suprarenaliană http://www.studydroid.com/index.php?page=viewpack&packid=450812
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - 1. Deficitul primar de mineralocorticoizi II. ICSR cronică (Boala Addison) se caracterizează prin pierdere progresivă de țesut cortical al SR care induce: - deficit de glucocorticoizi - deficit de mineralocorticoizi. Mecanisme de producere a ICSR cronice: - autoimun (80% dintre cazuri) - infecțios: - TBC diseminată (în trecut, cea mai frecventă cauză); - în SIDA, ICSR poate fi secundară: - infecției cu citomegalovirus, cryptococcus, toxoplasma - infectiei tuberculoase - infiltrarii sarcomatoase (sdr. Kaposi) afectare non infecțioasă a SR ce poate apărea în forme avansate de SIDA - infiltrare tumorala, în metastaze SR bilaterale etc. - depuneri de Fe (hemocromatoza) sau amiloid (amiloidoza) în SR
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - 1. Deficitul primar de mineralocorticoizi III. Tulburările ereditare ale sintezei de mineralocorticoizi situate la diferite nivele ale sintezei corticoizilor acumularea compusului din amonte si deficitul celui final. * Deficitul de 21 hidroxilază (HIPERPLAZIA ADRENALĂ CONGENITALĂ) determină: - acumulare de 17-hidroxiprogesteron si sinteză excesivă de androgeni (în prezenta stimulilor fiziologici ai steroizilor sexuali) semne de virilizare (sindrom suprareno-genital): virilizare la fete (hirsutism, modificări labiale, hermafroditism); la băieți, macrogenitosomie; la ambele sexe: pubertate precoce, maturizare prematură a epifizelor osoase (statură finală joasă) - deficit de cortizol hipersecreție de ACTH, cu hiperplazie CSR (cea mai frecventă formă de hiperplazie adrenală congenitală) X - deficit de aldosteron - hiponatremie; - hiperpotasemie; - acidoză metabolică; - deshidratare. http://emedicine.medscape.com/article/919218-overview
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - 2. Deficitul secundar de mineralocorticoizi 2. Deficitul secundar de mineralocorticoizi apare prin leziuni hipofizare care induc scăderea producției de ACTH și, secundar, scăderea sintezei de mineralocorticoizi la nivelul SR. Mecanisme de producere a deficitului secundar de mineralocorticoizi - distructia tisulară: tumori hipofizare (de obicei, apare panhipopituitarism) - directă, datorat creșterii tumorale propriu zise care inlocuieste tesutul hipofizar secretant sau - secundară iradierii in scop terapeutic - insuficiența circulatorie: hemoragii severe în timpul nașterii/în postpartum-ul imediat Insuficiență hipofizară postpartum (sindromul Sheehan) apoplexia pituitară Mecanism de apariție: Hemoragia intra sau postpartum hipovolemie infarctizari la nivelul hipofizei - mecanism autoimun: în boli autoimune cu sinteză de anticorpi antihipofizari - mecanism inflamator cronic (granulomatos) pituitar: în TBC, sarcoidoză, granulomatoză Wegener etc. http://www.ijem.in/article.asp?issn=2230-8210;year=2011;volume=15;issue=7;spage=203;epage=207;aulast=s hivaprasad
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - 3. Deficitul terțiar de mineralocorticoizi 3. Deficitul tertiar de mineralocorticoizi apare ca efect al inhibării sintezei de CRH la nivel hipotalamic (secundar administrării prelungite de glucorticoizi) scăderea ACTH-ului hipofizar și a sintezei de mineralocorticoizi la nivelul SR * ICSR acută apare (cel mai frecvent) la pacienți cu ICSR cronică (Boala Addison), în tratament cronic de substituție. Mecanism de producere a ICSR acute la pacienți cu ICSR cronică - pacienții nu cresc dozele de glucocorticoizi exogeni în perioade de stres (infecții, intervenții chirurgicale, traumatisme, etc.), când există necesități crescute de glucocorticoizi; - la acești pacienți, feedback-ul hipotalamic este deficitar (secundar administrării cronice de glucorticoizi): este inhibată sinteza de CRH eliberarea de ACTH la nivel hipofizar NU se produce în conditii de stres nu creste nici sinteza de glucocorticoizi, nici cea de mineralocorticoizi. http://antranik.org/adrenocorticotropin-hormone-acth-including-cortisol/
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - Deficitul de mineralocorticoizi * Alte cauze ce determină un deficit sau contracarează acțiunea mineralocorticoizilor - administrarea cronică de heparină inhibă secreţia de aldosteron prin reducerea numărului și scăderea afinității receptorilor pentru angiotensină II (din zona glomerulosa a corticosuprarenalei) - administrarea de diuretice tiazidice (hidroclorotiazida) determină blocarea transportorului Na-K la nivelul tubului contort distal. Tiazidele nu inhibă mecanismul de concentrare renală: în prezența tiazidelor, ADH își menține capacitatea de retenție hidrică, spre deosebire de diureticele de ansă care blochează transportorul NaK2Cl, blocand mecanismul contracurent și reducând efectul ADH De aceea, tiazidele sunt asociate mai frecvent cu hiponatremie decât diureticele de ansă Mecanism: Tiazidele pierdere de Na + fără pierdere de apă hiponatremie absolută.
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - Sindroame cu pierdere renală de sare Pseudohipoaldosteronism tip I 1. Pseudohipoaldosteronism tip I: afecțiune ereditară caracterizata prin mutații ale genelor: - receptorilor mineralocorticoizilor (MR) sau ale - canalelor de sodiu amilorid sensibile Caracteristici principale: - nivel plasmatic crescut de aldosteron, cu - rezistență la acțiunea aldosteronului; Fiziopatologic, este asemănător deficitului de aldosteron Copiii (de obicei, nou-născuți) prezintă: natriureză severă și poliurie hipovolemie deshidratare extracelulară hiponatremie scăderea osmolalității plasmatice hiperhidratare celulară, cu edem celular TULBURARE HIDRICA MIXTA hiperpotasemie acidoză metabolică nivel plasmatic crescut al aldosteronului
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - Sindroame cu pierdere renală de sare Cerebral salt-wasting syndrome (CSW) 2. Sindromul cerebral cu pierdere de sare - Cerebral salt-wasting syndrome (CSW) CSW este un sindrom caracterizat prin pierderi crescute de Na + la nivel renal, secundar unei leziuni la nivelul SNC. Pierderile urinare de Na + sunt disproporționat mai mari față de: - nivelul Na + circulant; - gradul de hidratare a sectorului EC. CSW apare la pacienți cu leziuni la nivelul SNC: - traumatism cranio-cerebral acut; - tumori cerebrale; - AVC; - intervenții chirurgicale cerebrale.
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - Sindroame cu pierdere renală de sare Cerebral salt-wasting syndrome (CSW) Mecanismele patogenice implicate sunt incomplet elucidate, dar sunt incriminate urmatoarele procese: 1. eliberare in exces de peptide natriuretice cerebrale creșterea eliminării renale de Na + natriurie EFECTUL FIZIOLOGIC AL PEPTIDELOR NATRIURETICE 2. eliberarea de dopamină care: - inhibă ATP -aza Na + /K + în membrana bazolaterală a tubilor renali scade reabsorbtia Na + in special in TCP natriurie și - are efect vasodilatator renal, prin acțiune asupra receptorilor dopaminergici (DA1) cresterea ratei filtratului glomerular poliurie http://pixgood.com/atrial-natriuretic-hormone.html
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - Sindroame cu pierdere renală de sare Dopamina se formeaza in celulele TCP renali din L-DOPA filtrata si reabsorbita printr-un transportor de Na + din membrana apicala. L-DOPA prin decarboxilare se transforma in dopamina. Decarboxilarea este direct proportionala cu nivelul aportului de Na +. Dopamina contracareaza efectele ATP -azei Na + /K + din membrana bazolaterală: - Direct: prin activarea PKA si PKC care fosforileaza ATP -aza Na + /K +, inactivand-o. - Indirect: - inhibă transportorul Na + /H + (NHE-3) in membrana apicală (prin creșterea nivelului de AMP C ) si - activeaza transportorul Na + /P i in membrana bazolaterala scade nivelul de Na + intracelular pana la un nivel inferior celui care stimuleaza formarea de ATP -aza Na + /K + (un nivel crescut de Na + stimulează activitatea ATP -aza Na + K ) Hypertension. 2001;38:297-302
Caracteristici fiziopatologice ale CSW: - natriureză severă (> 40 meq/l) ce depășește aportul de Na + (sindrom cu pierdere renală de sare); - osmolalitate plasmatică scăzută; - volum urinar crescut (poliurie); HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - Sindroame cu pierdere renală de sare Cerebral salt-wasting syndrome (CSW) - deshidratare EC, prin pierdere progresivă de Na + și apă, cu hipovolemie care determină: stimularea secreției de aldosteron, prin activarea SRAA (mecanism compensator al hiponatremiei) cu eficiența redusă în prezența unei cantități mari de peptide natriuretice activarea secreției non-osmotice de ADH (independentă de osmolaritatea plasmatică). Când deficitul de volum circulator depășește 5-10%, prezervarea acestuia se face în detrimentul osmolalității plasmatice (deși există hipotonie EC, este activată secreția de ADH) contribuie la menținerea TA (prin acțiunea pe receptorii V 1 ) și poate compensa (parțial) poliuria - hiperhidratare IC, cu edem celular, indusă de scăderea osmolalității plasmatice tulburare hidrică mixtă.
NIVELUL CIRCULANT AL ADH CA RĂSPUNS LA VARIAȚIA OSMOLALITĂȚII PLASMATICE - ADH-ul devine detectabil în plasma indivizilor sănătoși la un nivel de osmolalitate de aprox. 285 mosm/kg. Peste acest nivel relația între osmolalitate și nivelul circulant al ADH este liniară. - In situații asociate cu hipovolemie: Nivelul de osmolalilate necesar declansării secreției de ADH este mai mic, cu o curba de răspuns mai abruptă (ceea ce explică activarea ADH-ul în sdr renale cu pierdere de sare) - In situații asociate cu hipervolemie: sensibilitatea nivelulul circulant al ADH în raport cu osmolalitatea este redusă
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - Sindroame cu pierdere renală de sare Cerebral salt-wasting syndrome (CSW) Severitatea semnelor și simptomelor hiponatremiei depinde de rapiditatea instalării acestui dezechilibru și se datorează, în principal, constituirii edemului cerebral. - simptomele inițiale ale hiponatremiei sunt nespecifice: - anorexie; - greață; - slăbiciune. # Hiponatremia severă instalată acut (Na + plasmatic <120mEq/L, in < 24 de ore) determină edem cerebral care se manifestă prin: - letargie, confuzie; - convulsii; - comă, deces. Complicații posibile (în absența intervenției terapeutice): edemul cerebral poate determina hernierea cerebrală, cu apariţia compresiei bulbare, a stopului respirator şi a decesului. În hiponatremia instalată acut, este indicată terapia de reechilibrare electrolitică de urgență deoarece fenomenul de adaptare osmotică nu a avut timpul necesar să se instaleze.
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - Sindroame cu pierdere renală de sare Cerebral salt-wasting syndrome (CSW) # Hiponatremia instalată lent (> 48 de ore): În hiponatremia cronică se constată fenomenul de adaptare osmotică: în condiții de hipotonie extracelulară, apare o pierdere compensatorie de electroliți și osmoliți (aminoacizi) din celula cerebrală. Manifestările clinice în hiponatremia cronică se datorează, în principal, modificărilor de potențial membranar (slăbiciune musculară, convulsii) * Femeile în premenopauză au risc mai mare de afectare neurologică severă decât bărbații sau decât femeile în postmenopauză (estrogenii și progesteronul favorizează acumularea de solviți în celulele SNC fenomenul de adaptare osmotică este redus).
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - Sindroame cu pierdere renală de sare Sindromul de secreție inadecvată de ADH (SIADH) Fenomenul de adaptare osmotică Hiponatremia cronică determină un eflux de substante organice osmotic active (creatină, betaină, glutamat, mioinositol și taurină) din celulele nervoase cerebrale se reduce osmolalitatea intracelulară și gradientul osmotic care ar favoriza pătrunderea apei în celule. Reducerea osmolalității IC este completă în 48 h. Răspunsul celular cronic la hipona + constituie un factor protector parțial al apariției simptomelor. Dacă corecția hipona + se face rapid, se crează o hipertonie relativă a mediului EC pentru că refacerea nivelului de osmoliți IC este lentă: deshidratare celulei nervoase, pierdere degenerativă de oligodendrocite sdr. de demielinizare osmotică. ruperea integrității barierei hemato-encefalice pătrundere de celule imune mielinoliză pontină (localizare frecventă) parapareză, disfagie, dizartrie, diplopie, pierderea stării de conștiență sau extrapontină (localizare mai rară) ataxie, mutism, parkinsonism, distonie NEJM (2000), 342:21:1584
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - Sindroame cu pierdere renală de sare Sindromul de secreție inadecvată de ADH (SIADH) 3. Sindromul de secreție inadecvată de ADH (SIADH) se caracterizeaza prin secreție crescută de ADH, independentă de stimulii fiziologici ai secretiei de ADH: - osmolalitatea plasmatică si - volumul circulator Mecanisme de producere a SIADH: - producție autonomă, ectopică, de ADH: neoplazii (mai frecvent: carcinom bronhogenic, cancer de pancreas, leucemie etc.); - efect stimulator direct al sintezei hipotalamice de ADH - afecțiuni pulmonare netumorale (TBC, pneumonii, BPOC, abces pulmonar): - hiperinflatia si infiltratul inflamator/infectios pulmonar stimulează secreția de ADH prin falsa perceptie de hipovolemie indusă asupra receptorilor intratoracici - stimulare non-osmotică a sintezei de ADH, prin intermediul IL-6; - durerile cronice: efect stimulator direct asupra hipotalamusului - medicamente: ciclofosfamida, carbamazepina, etc. - eliberare necontrolată de ADH prin leziuni la nivelul SNC (traumatisme, hemoragii, intervenții chirurgicale, infecții, tumori, leziuni vasculare) - in general SIADH este tranzitor
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - Sindroame cu pierdere renală de sare Sindromul de secreție inadecvată de ADH (SIADH) Mecanisme adaptative, de limitare a expansiunii lichidiene EC și IC în SIADH: - sinteza de peptide natriuretice, stimulată de creșterea volemiei (mecanism compensator al expansiunii spațiului EC), determină: natriureză (sindrom cu pierdere renală de sare); excreție crescută de apă; - fenomenul de adaptare renală (pierderea sensibilității receptorilor pentru ADH, in condițiile secreției crescute de ADH) excreție crescută de apă; - fenomenul de adaptare osmotică: - creșterea volemiei și hipotonia EC expansiunea spațiului IC (hiperhidratarea IC) compensator față de hipotonia EC, apare transferul de osmoliți (electroliți, aminoacizi) din spațiul IC în spațiul EC stabilirea unui nou echilibru de hidratare intre cele două sectoare, cu egalizarea presiunii osmotice Aceste mecanisme adaptative explică expansiune redusă a sectoarelor EC şi IC la pacienții cu SIADH. Fiziopatologic, evenimentul declanșator al manifestărilor caracteristice SIADH este consumul de apă care nu va fi excretată, pentru ca există un nivel bazal crescut de ADH secundar afecțiunii de fond; in consecință, consumul de apă induce tendința de expansiune a lichidului EC și IC.
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - Sindroame cu pierdere renală de sare Sindromul de secreție inadecvată de ADH (SIADH) ADH crescut expansiunea lichidului EC Expansiune IC cresterea volemiei Adaptarea renală Sinteza peptide natriuretice Pierderea sensibilitatii receptorilor la ADH Hipotonie EC Adaptarea osmotica = iesire de osmoliti in spațiul EC natriureza poliurie Reechilibrare osmotică Limitare retenție lichidiană Mecanisme compensatorii
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - Sindroame cu pierdere renală de sare Sindromul de secreție inadecvată de ADH (SIADH) SIADH se caracterizează prin: 1. Osmolalitate plasmatică scăzută; 2. Natriureză crescută (prin creșterea de peptide natriuretice favorizează eliminarea de apă); 3. Hiponatremie; 4. Volum urinar normal/poliurie; - tendința ca apa să nu fie excretată, efect al nivelului bazal permanent crescut de ADH este contracarată destul de eficient de - excreția crescută de apă, efect al mecanismelor compensatorii - sinteza de peptide natriuretice natriureză excreție crescută de apă; - fenomenul de adaptare renală excreție crescută de apă; 5. euvolemie clinică. De fapt, din pdv fiziopatologic, pacienții cu SIADH nu sunt euvolemici ci au o hipervolemie subclinică, datorată nivelului crescut de ADH, fenomenului de adaptare renală și nivelului crescut de peptide natriuretice. In SIADH, se constată o concentrație aparent inadecvată a urinei (în raport cu nivelul plasmatic crescut al ADH, se constată o urină mai diluată prin intervenția mecanismelor compensatorii)
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - Sindroame cu pierdere renală de sare Formă particulară de SIADH resetarea osmostatului Resetarea osmostatului - Formă particulară de SIADH Caracteristic: hiponatremie euvolemică secundara fenomenul de resetare a osmostatului - In aceasta afectiune, pragul de declanșare a secreției de ADH se situează la un nivel mai mic de osmolalitate plasmatică decât cel fiziologic eliberarea ADH este prematură, înaintea apariției unei hipo-osmolalități plasmatice; - retenția unei cantități de apă și instalarea hiponatremiei induce sistarea sintezei de ADH este păstrată capacitatea de reglare osmotică prin adaptarea secreției de ADH dar echilibrul se realizează la un nivel inferior severitatea hiponatremiei este dependentă de acest nou nivel de echilibru.
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - Sindroame cu pierdere renală de sare Diagnostic diferențial SIADH-CSW Importanță: atitudinea terapeutică este diferită în cele două situații patologice. Aplicarea unei terapii greșite induce complicații neurologice severe, cu risc de deces. SIADH și CSW: - apar la pacienți cu afectare cerebrală; - natriureză crescută; - hiponatremie.
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi renale de Na - Sindroame cu pierdere renală de sare Diagnostic diferențial SIADH-CSW În SIADH: euvolemie, volum urinar normal, ADH crescut, aldosteron scăzut (volumul circulator este normal), acces restricționat la apă În CSW: deshidratare, natriureză accentuată care generează poliurie, ADH și aldosteron crescute (volumul circulator este redus), acces liber la apă Diagnosticul diferențial SIADH / CSW SIADH CSW VOLEMIE NORMALĂ SCĂZUTĂ VOLUM URINAR NORMAL CRESCUT ADH CRESCUT CRESCUT ALDOSTERON SCĂZUT CRESCUT
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi digestive de Na - Hiponatremia absolută prin pierderi digestive de lichide ce conțin Na + ), apare in următoarele situații: a) pierderi de lichide prin vărsături severe: - capitalul total de Na + este scăzut; - nivelul plasmatic al Na + este variabil (depinde de gradul de deshidratare, respectiv, de nivelul hipovolemiei) poate apărea hiponatremie/normonatremie/hipernatremie. * Hiponatremia (cel mai frecvent întâlnită) este explicată prin: - pierderi gastrice de Na + ; - aport de apă fără un aport adecvat de electroliți. * Normonatremia sau chiar hipernatremia apare la pacienți cu pierderi digestive severe la care se instalează hiperaldosteronismul secundar (deshidratare hipovolemie scăderea presiunii de perfuzie renală stimularea SRAA, cu efecte: - crește reabsorbția de Na + și, secundar, de apă (rol în refacerea volemiei); - crește eliminarea de K + (cu hipopotasemie) și H + (cu alcaloză metabolică). După vărsături severe, compensarea alcalozei metabolice (indusă prin pierderi de acid clorhidric și prin hiperaldosteronism secundar deshidratării ) presupune scăderea reabsorbției de bicarbonat, cu bicarbonaturie și creșterea natriurezei.
Transportori ionici localizați în membrana apicală a diferitelor segmente ale tractului digestiv Stomac: în condiții bazale, lichidul secretat conține mai ales NaCl. Secreție gastrică normală: 1-2l/zi Prin lichidul de vărsătură se pierd între: - Na: 20-100 meq/l - K: 10-15 meq/ - Cl: 120-160 meq/l F. John Gennari, and Wolfgang J. Weise CJASN 2008;3:1861-1868 2008 by American Society of Nephrology
b) pierderi de lichide hipertone prin diaree: HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi digestive de Na - - In diareea de tip secretor (noninflamator), enterotoxinele secretate de agentul microbian (de ex de E.Coli enterotoxigena sau vibrionul holeric) stimulează adenilatciclaza creste sinteza de AMPc deschiderea paralitica a canalului de Cl - (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator =CTFR) secretie masivă de Cl - în lumen, blocarea canalului care reabsoarbe Na + (NHE2/3) pierdere de Na + si, secundar, de apa scăderea capitalului de Na + hiponatremie absolută Gut Microbes 1:1, 4-21; 2010
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi digestive de Na - La hiponatremia absoluta din sindroamele diareice se poate adăuga un grad de hiponatremie relativă, diluțională, dacă: - se pierd cantități importante de H 2 O hipovolemie creste secretia de ADH retentie de H 2 O hiponatremie relativă - la pacientii cu diaree, corectarea pierdererilor digestive se face: - cu un aport crescut de lichide hipotone: este corectat doar deficitul hidric (nu și deficitul de Na + ) și se supra-adaugă la hiponatremia absolută un grad de hiponatremie diluțională - cu glucoza hipertonă i.v. hiperosmolalitate EC migrarea H 2 O din spațiul IC in spatiul EC hiponatremie de diluție
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută - prin pierderi digestive de Na - Consecințe fiziopatologice ale pierderilor digestive de Na + : pierdere progresivă de Na + și apă hiponatremie absolută deshidratare EC hipotonă osmolalitate plasmatică scăzută hipovolemie hiperhidratare IC tulburare hidrică mixtă
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia absolută Aportul scăzut de sare Aportul scăzut de sare in contextul unui aport crescut de lichide - Potomania pentru bere (beer potomania): Berea conține puține proteine și puțin Na + (1-2 meq of Na + /l, proteine: 5g/l): aport mare de apa + aport mic de Na + hipotonie EC și hipervolemie inhibiție ADH poliurie apoasă (cu concentrație scăzută de Na + ) euvolemie Deși concentrația de Na + în urină este scăzută, volumele mari de urină eliminate scad o capitalul de Na +. (De ex la un volum urinar de 10 l/zi și o concentrație urinară de Na + de 10 meq/l excretia de Na + este de 100 meq/zi ~ 1 lingurită de sare ) dacă aportul de Na e mentinut scăzut (sub cantitatea eliminată) deficit de Na + (hiponatremie absolută) hiponatremia reduce excreției urinare de Na + limitează excreția de H 2 O compensează poliuria menține euvolemia Aportul acut de bere în cantitate mare (cantitate mare de apă) în contextul unei concentrații scăzute de solviți în urina tubulară diferența de osmolalitate între medulară și interiorul tubilor colectori permeabilitate reziduală a apei la nivelul tubilor colectori reabsorbție de apă în TC în absența ADH (apare și o componentă de hiponatremie relativă). Caracteristici fiziopatologice: - Euvolemie - Osm U scăzută: <100 200 mosm/kg prin hiponatriurie și aport proteic scăzut (uree urinară scăzută) - Na + urinar scăzut <10 20 meq/l.
POTOMANIA PENTRU BERE Consecințe fiziopatologice COMPORTAMENT MECANISM PATOGENIC CONSECINȚE FIZIOPATOLOGICE Aport cronic de bere Malnutriție + Aport mare de H 2 O Scadere ADH Poliurie apoasă Hipotonie + Euvolemie Osm U scăzută Capital Na + scăzut Hiponatremie absolută Na + în U scăzut Aport acut de bere Flux urinar distal crescut Gradient osm intratubular medulară scăzut Reabsorbție reziduală de H 2 O Hiponatremie relativă Adaptat după BMJ Case Rep. 2010; bcr10.2009.2414
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ B. Hiponatremia relativă Hipotonia osmotică EC prin hiponatremie relativă se poate produce prin acumulare în spațiul EC predominant de apă față de Na +. Consecințe hiperhidratare EC hipotonie EC (osmolalitate plasmatică scăzută) hiperhidratare IC (indusă de osmolalitatea plasmatică scăzută) capitalul total de Na + este normal Hipotonia osmotică EC prin hiponatremie relativă apare în conditii patologice in care se instalează simultan: hiperaldosteronismul secundar retenție de Na + și, secundar, de apă; creșterea secreției de ADH retenție doar de apă. Ex: - Insuficiența cardiacă (IC) - Hipotiroidismul - Ciroza hepatică (CH)
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ B. Hiponatremia relativă Insuficiența cardiacă În insuficiența cardiacă, scăderea DC induce scăderea VSCE, cu efecte: - scăderea ratei filtratului glomerular (RFG), cu efecte stimularea SRAA hiperaldosteronism secundar retenție de Na + și apă în TCD; activarea angiotensinei II care induce retenție de Na + în TCP reducerea excreției de apă; - scăderea VSCE peste 10-15% stimularea baroreceptorilor crește sinteza și eliberarea hipofizară de ADH accentuează retenția de apă.
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ B. Hiponatremia relativă Hipotiroidismul Hipotiroidismul, prin bradicardie și scăderea contractilității ventriculare, induce scăderea DC, cu efecte: scăderea VSCE scăderea RFG: stimularea SRAA hiperaldosteronism secundar retenție de Na și apă în TCD; activarea angiotensinei II care induce retenție de Na + în TCP reducerea excreției de apă; scăderea VSCE peste 10-15% stimularea baroreceptorilor crește sinteza și eliberarea hipofizară de ADH retenție de apă; reducerea TA stimularea baroreceptorilor stimularea secreției de ADH accentuează retenția de apă.
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ B. Hiponatremia relativă Ciroza hepatică Ciroza hepatică (CH) presupune: - modificarea de arhitectură hepatică efecte - obstrucție drenaj limfatic hepatic; - hipertensiune portală; - hipoalbuminemia (prin deficit de sinteză hepatică); - scăderea metabolizării hepatice a aldosteronului hiperaldosteronism. Aceste modificări explică apariția edemelor. Edemele induc scăderea VSCE, cu efecte: - stimularea SRAA hiperaldosteronism secundar retenție de Na + și apă - hipersecreție ADH retenție de apă Consecințe fiziopatologice: hiperaldosteronismul secundar și creșterea secreției ADH retenție hidrosalină creșterea volumului EC (hiperhidratare EC - edeme), cu hipotonie EC creșterea volumului IC (hiperhidratare celulară) hiperhidratare globală
HIPOTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ A. Hiponatremia relativă Hiponatremia după administrarea de substante exogene Ecstasy este o amfetamină ce conține MDMA (3,4-methylen-dioxy-methamphetamină) - Metabolizare: - MDMA este metabolizat hepatic pe mai multe căi, una din ele presupunând o izoenzimă a sistemului citocromului P450 (CYP2D6) care are variabilitate genetică la metabolizatorii lenți reacțiile toxice apar la doze mai mici (riscul cumulativ e mai mare, nivelul ridicat al MDMA se mentine un timp mai îndelungat) administrarea repetată, la intervale scurte, poate duce la inhibiția sistemului citocromului P450 la metabolizatorii rapizi - Acțiunea MDMA: stimulează eliberarea de serotonină, dopamină și noradrenalină la nivel central și blochează recaptarea serotoninei la nivelul SNC prin interacțiune cu transportorii membranari modificare de stare psihică (acțiunea euforizantă), de termoreglare (hipertermie de origine centrală) și a sistemului autonom vegetativ (tahicardie, HTA, aritmii), uscăciunea mucoasei bucale aport crescut de H 2 O inductor al secreției de ADH retenție de H 2 O ultimele două efecte explică hiponatremia relativă
Hiponatremia cronica Osmolalitatea urinară < 100 mosm/l ADH suprimat > 100 mosm/l Polidipsie primară Aport scăzut de sare Potomania cu bere Natriureză < 30mEq/l > 30mEq/l Hiperhidratare EC Deshidratare EC Diuretice sau IR Deshidratare EC Euvolemie Scădere RFG, Fenomen de scăpare aldosteronic Scădere presiune oncotica plasmatică IC, ciroză hepatică sdr nefrotic Diaree, vărsături Pierderi in sectorul terțiar Aldosteron crescut Aldosteron scăzut Peptide natriuretice, Dopamina crescute Deficit primar de aldosteron Sdr cerebral cu pierdere de sare ADH crescut Cortizol scăzut SIADH Insuficiență adrenaliana secundară Adaptat după Clinical practice guideline on diagnosis and treatment of hyponatraemia, Intensive Care Med (2014) 40:320 331
RECAPITULAREA UNOR NOTIUNI DE FIZIOLOGIE
Aport exogen de apa 2.2 litri/zi Pierderi de apa prin urina 1.5 litri/zi Minim fiziologic pentru a menține excretia de solviti necesara homeostaziei ( 600 mosm) = 0.5 litri/zi Osmolalitatea urinara maximă: 1200 mosm/kg H 2 O Pierderi de H 2 O prin piele (pentru mentinerea temperaturii centrale) Apa rezultata din metabolismul celular 0.3 litri/zi Pierderi de H 2 O prin ventilație pulmonară 0.9 litri/zi Pierderi de H 2 O prin materii fecale 0.2 litri/zi
ECHILIBRUL APEI ÎN ORGANISMUL UMAN Apa reprezintă un constituent principal al organismului uman. Procentul de apă variază, în functie de: Tipul de tesut: procentul de apă este mai mare in țesutul muscular și organe (parenchim) mai mic in țesutul adipos și osos. * Persoanele obeze (cu exces de țesut adipos) au un procent de apă cu 10-20% mai mic decât persoanele normoponderale. Sex: masculin (adulţi tineri, sănătoşi) - apa reprezintă aproximativ 60% din greutatea corporală; feminin (adulţi tineri, sănătoşi) - apa reprezintă aproximativ 50% din greutatea corporală - cantitatea medie de ţesut adipos este mai mare la femei decât la bărbaţi - cantitatea medie de țesut muscular este mai redusă la femei decât la bărbați.
ECHILIBRUL APEI ÎN ORGANISMUL UMAN Varsta: La nou născuți, apa totală din organism reprezintă 80% din greutatea corporală, iar procentul scade spre 65% până la împlinirea vârstei de 1 an. Odată cu înaintarea în vârstă, conţinutul în apă scade (intre 75-80 de ani, scade la la 50% la barbati si intre 50-45% la femei) prin: - scaderea capacitatii renale de concentrare a urinei, prin - degenerescență tubulară; - rezistență parțială la acțiunea ADH; - scaderea masei musculare; - scaderea aportului de apă (scade sensibilitatea osmoreceptorilor).
ECHILIBRUL APEI ÎN ORGANISMUL UMAN In organism, apa este distribuita intre compartimentul intracelular (IC) si compartimentul extracelular (EC) astfel: 2/3 din totalul de apă din organism se gaseste la nivel IC (40% din greutatea corporala) 1/3 din totalul de apă din organism se gaseste la nivel EC (20% din greutatea corporala) Compartimentul fluid extracelular este reprezentat de: Plasmă (conţinutul în apă reprezintă 4,5% din greutatea corporală); Lichid interstiţial (conţinutul în apă reprezintă 15% din greutatea corporală); Alte fluide (lichid cerebrospinal, lichid sinovial, umori oculare, secreţii gastrointestinale etc.). Datorita distributiei inegale a apei intre compartimentul IC si cel EC, o deshidratare globala presupune o deshidratare preponderentă a compartimentului IC.
DISTRIBUTIA APEI IN COMPARTIMENTELE ORGANISMULUI Continutul total de apa din organism = nr kg 0.60 (la bărbați) = nr kg x 0.50 (la femei) Deplasarea apei intre compartimentele IC și EC este dependenta de: Valoarea gradientului de presiune osmotica: apa traversează membranele celulare până când suma concentrațiilor a osmolilor eficienți devine egală pe ambele versanturi ale membranei. Valoarea gradientului de presiune hidrostatica Echilibrul Donnan: ionii difuzibili de valență opusă cu ionii nedifuzibili se deplasează în număr mult mai mare decat ionii difuzibili de aceeasi valență se poate realiza astfel o creștere a osmolalitatii in compartimentul cu ioni nedifuzibili http://www.merckmanuals.com/professional/endocrine_and_metabolic_disorders/fluid_m etabolism/water_and_sodium_balance.html
PRINCIPALII SOLVIȚI ÎN COMPARTIMENTELE EC ȘI IC Tendința naturală este de menținere a echilibrului osmotic între compartimentul IC și EC (Osmolalitatea extracelulară = Osmolalitatea intracelulară). * În compartimentul EC, 80% din osmolaritatea totală (inclusiv a plasmei) se datorează ionilor de Na + si Cl -. * În compartimentul IC, 50% din osmolaritate se datorează ionilor de K +. Termenul tonicitate se folosește pentru a descrie osmolalitatea unui fluid raportată la osmolalitatea plasmei. Ganong's Review of Medical Physiology 23 rd Edition, http//www.accessmedicine.com Fluid izoton = fluid cu aceeasi osmolalitate cu a plasmei
DEPLASAREA APEI INTRE IC SI EC - presiunea osmotica - Osmoza reprezintă difuzia unui solvent printr-o membrană cu permeabilitate selectivă (impermeabilă la solviți) care separă compartimente cu soluții de diferite concentrații, spre soluția cu o concentrație mai crescută de solviți. Presiunea osmotică depinde de numărul de particule osmotic active din soluție (osmoli) care nu pot difuza prin membrana separatoare (solvitii care difuzeaza liber isi vor egaliza concentratia de o parte si de alta a membranei, contributia lor la formarea presiunii osmotice fiind egala in ambele compartimente, adica nu vor mai contribui la aparitia unui gradient de presiune osmotica si, la procesul propriu zis de osmoza). Gradientul de presiune osmotică generează o forţă care acţionează la nivelul unei membrane cu permeabilitate selectivă (ex: membrana celulară) care separă două compartimente lichidiene cu presiuni osmotice diferite. Datorită acestei forţe, apa se deplasează către compartimentul unde presiunea osmotică este mai mare, până când presiunile osmotice ale celor două compartimente lichidiene devin egale.
DEPLASAREA APEI INTRE IC si EC - presiunea osmotica - Osmolaritate: numărul de osmoli la litru de soluție - depinde de volumul diverșilor solviți, precum și de temperatură. Osmolalitate: numărul de osmoli la un kilogram de solvent nu depinde de volumul diverșilor solviți sau de temperatură (volumul unei soluții se modifică în funcție de temperatură, nu in functie de masă). Cele două modalități de exprimare oferă valori aproximativ egale, deoarece: - lichidele organismului sunt soluții diluate un litru de soluție este aproximativ egal cu un litru de solvent - în lichidele organismului, substanțele osmotic active sunt dizolvate în apă, iar densitatea apei este 1 (densitatea = masă/volum, se exprimă în kg./litru) un litru de solvent (apă) este echivalent cu un kg de solvent osmolalitatea se poate exprima și în Osmoli/ litrul de apă.
DEPLASAREA APEI INTRE IC si EC - presiunea oncotica - Presiunea oncotica (coloid osmotica) este presiunea osmotica dezvoltata de compusii coloidali mari. Un coloid este reprezentat de particulele mari ce se mențin suspendate în apă (nu se depun), fie pentru ca nu sunt suficient de grele, fie pentru că au proprietăți fizico-chimice care le previn depunerea. În plasmă, presiunea coloid-osmotică (presiunea osmotică dezvoltată de totalitatea proteinelor plasmatice) reprezintă 0.5% din totalul presiunii osmotice plasmatice.
DEPLASAREA APEI IN COMPARTIMENTUL EXTRACELULAR Lichidul intravascular (plasma) transportă elemente nutritive celulare, electroliți și metaboliți celulari. Fiziologic, în spațiul interstițial apa nu este liberă ci se asociază cu proteoglicanii formând un gel. Cantitatea de apă liberă fiind zero, presiunea hidrostatică din spațiul interstițial este negativă - 5 mmhg. Structura de retea a proteoglicanilor conferă interstitiului o complianță redusă la niveluri negative (fiziologice) ale presiunii hidrostatice interstitiale. * Proteoglicanii sunt compuși liniari formați dintr-un miez proteic de care sunt legate mucopolizaharidele. Sarcinile negative ale mucopolizaharidelor leagă apa formând un gel.
DEPLASAREA APEI IN COMPARTIMENTUL EXTRACELULAR Prin joncțiunile intercelulare endoteliale ale peretelui capilar (format dintr-un strat de celule endotelilale și o membrana bazală) difuzează: - oxigen, CO 2, apă; - substanțe liposolubile; - ioni (Na, Cl, etc.); - substanțe hidrosolubile cu greutate moleculară mică (ex. glucoză). Deoarece electroliții difuzează (prin joncțiunile intercelulare endoteliale) din plasmă în interstițiu, prin procesul de filtrare, compoziția în electroliți a plasmei și a interstițiului este identică. Joncțiunile intercelulare endoteliale nu permit, in schimb, pasajul proteinelor plasmatice (acestea reprezintă singurii solviți osmotic activi care realizează gradient osmotic între plasmă și interstițiu).
DEPLASAREA APEI IN COMPARTIMENTUL EXTRACELULAR Schimburile de apă prin peretele capilar, între vas şi interstiţiu, depind de diferența dintre: - gradientul de presiune hidrostatică (între vas și interstițiu); - gradientul de presiune coloid-osmotică, între vas (proteine plasmatice) și interstițiu. Echilibrul Starling defineste relatia de egalitate între: - cantitatea de lichid filtrată la capătul arterial al capilarului; - suma dintre: - cantitatea de lichid reîntoarsă în circulație la capătul venos al capilarului; - cantitatea (redusă) de lichid preluată din interstițiu de sistemul limfatic.
DEPLASAREA APEI IN COMPARTIMENTUL EXTRACELULAR - schimburile de apă prin peretele capilar- PNF = Ph c (-Ph i ) (P c + P i ) Capăt arteriolar Δp h = 35 mmhg Δp c = 22 mmhg Δ p h - Δp c = 13 mm Hg (predomină P h ) Capăt venular Δp h = 15 mmhg (gradient de presiune hidrostatică) Δp c = 22 mmhg (gradient presiune coloid-osmotică) Δ p c - Δp h = 7 mm Hg (predomină p c ) * La capătul arteriolar, Δp h (35 mmhg) este mai mare decât Δp c (22 mmhg) deplasare hidrică dinspre vas spre interstiţiu. * La capătul venular, P h scade la 10 mmhg, iar Δp c > Δp h apa din interstiţiu este recuperată în vas fiziologic, volumul circulant rămâne nemodificat. Gradientul net de presiune determină deplasarea fluidului: - la capătul arterial spre țesuturi; - la capătul venos spre spațiul intravascular.
DEPLASAREA APEI IN COMPARTIMENTUL EXTRACELULAR - rolul sfincterului precapilar - Valoarea Δp h la nivelul capătului arterial al capilarului diferă în funcție de țesut, aceasta fiind influențată și de tonusul sfincterului precapilar: - la nivel glomerular, există capilare cu presiune crescută (tonus scăzut al sfincterului precapilar) ce favorizează filtrarea glomerulară; - la nivel muscular, există capilare cu presiune scăzută/crescută (tonus crescut/scăzut al sfincterului precapilar) în repaus și, respectiv, la efort. * La nivel muscular, modificarea de tonus al sfincterului precapilar are loc astfel: în repaus, tonusul sfincterului precapilar este crescut presiune scăzută in capilar; la efort, metaboliții (adenozina, CO 2, histamina, K + ) eliminați din celula musculară induc scăderea tonusului sfincterului precapilar (relaxarea sfincterului) vasodilatație favorizează aportul de O 2 si nutrienți la nivel muscular.
DEPLASAREA APEI IN COMPARTIMENTUL EXTRACELULAR - rolul sistemului limfatic- Spațiul interstițial este drenat de vasele limfatice și canalul toracic în sistemul venos (intravascular). Astfel, lichidul din spatiul interstitial care nu a pătruns in compartimentul IC sau nu a fost resorbit la capatul venos al capilarului este preluat de sistemul limfatic, revenind în final in compartimentul intravascular.
DEPLASAREA APEI DIN COMPARTIMENTUL EC IN COMPARTIMENTUL IC Schimbul de apă și solviți între spațiul EC și IC are loc prin următoarele mecanisme: - difuziune pasivă (direct, prin bistratul lipidic al membranei celulare), pentru: oxigen, CO 2, apă, substanțe liposolubile; - canale membranare proteice, pentru: Na +, K +, Ca 2+ etc.; - difuziune facilitată de transportori transmembranari (structural, aceștia sunt proteine) pentru: glucoză, aminoacizi.
DEPLASAREA APEI DIN COMPARTIMENTUL EC IN COMPARTIMENTUL IC Mișcarea apei între compartimentul EC și cel IC depinde de gradientul de presiune osmotică (rezultat din compoziția și concentrația solviților, diferite în cele două sectoare, EC și IC). Distributia proteinelor este diferită în cele 2 compartimente: - la nivel intracelular proteinele sunt numeroase; - la nivel interstițial proteinele sunt puține. Conform acestei inegalități de distribuție a proteinelor, ar apărea un gradient osmotic între sectorul EC și IC care ar induce transferul apei interstițiale în celulă. Pentru menținerea echilibrului osmotic și pentru prevenirea pătrunderii în exces a apei interstițiale la nivel IC (prevenirea edemului celular), este necesară o distribuție diferită a altor substanțe (altele decât proteinele) osmotic active (Na, K, Ca, fosfați etc.) între cele două sectoare, IC și EC. Principalul determinant al presiunii osmotice: în spațiul EC este Na +, în spațiul IC este K +. Menținerea distribuției normale a principalilor cationi (Na + K + ) între cele două compartimente (IC și EC) depinde de activitatea pompei de sodiu (ATP -aza Na + /K + ) care: - exportă 3 Na + (din spațiul IC în cel EC) și - importă 2 K + (din spațiul EC în cel IC).
DEPLASAREA APEI DIN COMPARTIMENTUL EC IN COMPARTIMENTUL IC - Echilibrul Donnan - Echilibrul Donnan apare prin indeplinirea, simultan, a mai multor conditii: exista două compartimente, separate de o membrană semipermeabilă; compartimentele conțin ioni difuzibili și ioni nedifuzibili (ionii nedifuzibili creează un câmp electric); pentru realizarea echilibrului electric are loc o deplasare a ionilor difuzibili spre compartimentul cu ioni nedifuzibili, astfel: ionii difuzibili de valență opusă cu ionii nedifuzibili se deplasează în număr mult mai mare decat ionii difuzibili de aceeasi valență se poate realiza astfel o creștere a osmolalitatii in compartimentul cu ioni nedifuzibili; in final se realizeaza o distribuție inegală a ionilor difuzibili, independentă de gradientul chimic, distribuție necesară realizării echilibrului electric intre compartimente.
DEPLASAREA APEI DIN COMPARTIMENTUL EC IN COMPARTIMENTUL IC - Echilibrul Donnan - Conditiile pentru realizarea efectului Donnan sunt indeplinite atât la nivelul membranei capilare, cât și la nivelul membranei celulare: * La nivelul membranei capilare Proteinele intravasculare încărcate negativ realizează un gradient electric intre lichidul interstitial si spatiul intravascular care atrage Na + din spatiul interstitial in cel intravascular. Italian Journal of Pediatrics 2009, 35:36 doi:10.1186/1824-7288-35-36
DEPLASAREA APEI DIN COMPARTIMENTUL EC IN COMPARTIMENTUL IC - Echilibrul Donnan - * La nivelul membranei celulare Proteinele intracelulare încărcate negativ realizează un gradient electric între interstitiu si spatiul IC. La acest nivel, distributia inegală a sarcinilor electrice realizează potențialul membranar de repaus (încărcarea negativă a feței interne a membranei celulare) care este menținut, împotriva efectului Donnan, prin activitatea ATP -azei Na + /K +. Mentinerea potentialului membranar de repaus implică un metabolism energetic celular normal. Italian Journal of Pediatrics 2009, 35:36 doi:10.1186/1824-7288-35-36
Creşte osmolalitatea plasmatică (cu 1%) Stimulare osmoreceptori hipotalamici + Sinteza ADH în hipotalamus Stimularea eliberarii ADH la nivelul hipofizei posterioare # Scade volumul plasmatic (> 5%) # Scade tensiunea arterială (cu 10-15%) Stimulare baroreceptori (atriali, arc aortic, artere carotidiene) ADH rec V 2 tubi renali colectori stimulează inserţia aquaporinelor în membranele celulare crește reabsorbţia de apă Scade osmolalitatea plasmatica
ROLUL ADH IN ECHILIBRUL HIDRIC Secreția hipotalamică de ADH este stimulată de: - creșterea osmolalității plasmatice; - scăderea volumului plasmatic cu > 5% si a nivelului seric de angiotensina II (activată de scăderea TA); - scăderea tensiunii arteriale cu 10-15%; - uscarea mucoasei bucale.
ROLUL ADH IN ECHILIBRUL HIDRIC Efectele ADH (vasopresina): * Stimularea receptorilor V 1 localizați în pereții vasculari vasoconstrictie arteriolară difuză creşterea TA (retenția de apă contribuie, deasemenea, la creşterea tensiunii arteriale); * Stimularea receptorilor V 2 din membrana basolaterală a tubilor colectori activarea adenilciclazei formarea AMPc migrarea veziculelor de aquaporina 2 (canalul proteic pentru apă) spre membrana apicală membrana apicală devine permeabilă pentru apă. Membrana basolaterală este întotdeauna permeabilă pentru apă la polul bazal al celulei tubulare, apa este resorbită în circulație. ADH acţionează în acelaşi sens: - la nivel intestinal creșterea absorbţiei de apă; - la nivel tegumentar reducerea transpiraţiei.
HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂ a. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică - Rolul rinichiului in reabsorbtia Na + si a H 2 O -