02 - Motnje V Presnovi Vode (seminar Leto 2006)

UVOD Razporeditev telesnih tekočin v telesu Voda predstavlja približno 60 % človeškega telesa. Znotraj celic se nahaja približno 3/5 vse vode, osali dve petini pa zunaj celic v intersticijski tekočini in plazmi. Glavna osmotska snov v ECT so natrijevi ioni, zato je volumen ECT odvisen predvsem od njihove koncentracije. Izguba in vnos tekočin v telo Organizem ohranja ničelno bilanco vode, zato mora toliko vode, kot jo je prejel, tudi oddati. Privzem: (ml/dan) hrana 1000 pitje 1200 oksidacijska voda 300 Skupaj:

2500 ml/dan

Oddajanje: (ml/dan) dihanje 700 znojenje 100 urin 1500 blato 200 2500 ml/dan

Ledvice so organ, ki uravnava osmolarnost tekočin v telesu. Nadzorujejo izločanje vode neodvisno od ostalih fiziološko pomembnih snovi (Na+, K+, H+, urea). Ob uživanju velikih količin vode izločajo veliko količino hipoosmotskega urina (>50 mosm/kg H2O), kadar pa je vnos vode majhen, je urin hiperosmotski (do 1200 mosm/kg H2O). Mehanizmi uravnavanja volumna telesnih tekočin Antidiuretski hormon (ADH) Renin – angiotenzin - aldosteron

Atrijski natriuretični peptid (ANP)

Simpatikus

vpliv ↑ absorpcijo vode v zbiralcih ↑ nivo angiotenzina II, ki stimulira reabsorpcijo NaCl v proksimalnem tubulu ↑ nivo aldosterona, ki stimulira reabsorpcijo NaCl v debelem ascendentnem delu Henlejeve zanke in zbiralcih ↑ sekrecijo ADH ↑ glomerulno filtracijo ↓ sekrecijo renina ↓ sekrecijo aldosterona ↓ reabsorpcijo vode in NaCl v zbiralcih ↓ sekrecijo ADH in inhibira njegov učinek na zbiralca ↓ glomerulno filtracijo ↑ sekrecijo renina ↑ reabsorpcijo NaCl v proksim. tubulu, debelem asc. delu Henleyeve zanke, dist. tubulu in zbiralcih

Končni učinek ↓ izločanje vode ↓ izločanje NaCl ↓ izločanje vode

↑ izločanje NaCl ↑ izločanje vode

↓ izločanje NaCl ↓ izločanje vode

NaCl je glavna determinanta osmolalnosti ECT; ↑ konc. NaCl v ECT → ↑ volumen ECT in obratno

1

Efektivni cirkulirajoči volumen (ECV): • je količina, ki predstavlja delež volumna krvi, ki prekrvlja tkiva, • v normalnih okoliščinah se spreminja skupaj z volumnom ECT (ne velja za nekatera patološka stanja), •

velikost ECV določa izločanje ali reabsorbcijo NaCl iz ledvic (ECV zmanjša => zmanjša

izločanje Na+ iz ledvic in obratno to vzpostavi volumen ECT na njegovo normalno vrednost => ohrani zadostno prekvljenost tkiva).

NaCl je glavna determinanta osmolalnosti ECT; ↑ konc. NaCl v ECT → ↑ volumen ECT in obratno VOLUMEN KRVI (VK)

ECV

RAZMERJE MED ECV – VK

ZDRAVA OSEBA

N

N

ECV ≈ VK

AKUTNA ODPOVED SRCA

N

↓

ECV < VK

KRONIČNA ODPOVED SRCA ZMERNA IZOT. DEHIDRACIJA ANAFILAKTIČNI ŠOK

↑

↓

ECV < VK

↓

↓

ECV ≈ VK

N

↓

ECV < VK

Legenda: N = normalen ↑ = povečan ↓ = zmanjšan

HIPO – IN HIPERNATREMIJA Hiponatremija Hiponatremija je stanje, ki se pojavi, ko se koncentracija natrija v krvi pade pod 135 mmol/l. Povzroči jo zmanjšana osmolarnost plazme zaradi povečane aktivnost antidiuretskega homona. Lahko pa se pojavi tudi zaradi jemanja diuretikov. Posledica je padec totalne telesne vode in s tem tudi količine Na+. Hipernatremija: Motnja v ravnotežju elektrolitov, pri kateri gre za povečanje koncentracije natrija v krvi nad 150 mmol/l. Najbolj pogost vzrok za hipernatremijo ni povečanje količine natrija, ampak zmanjšanje količine proste vode v telesu. Zaradi tega razloga lahko hipernatremijo enačimo z dehidracijo. Najbolj pogosto se pojavi pri dojenčkih, starejših ali mentalno prizadetih, ki sicer imajo pravilno delujoč mehanizem za občutek žeje vendar ne morejo povedati ali pokazati da so žejni ali pa si sami priskrbeti vodo. DEHIDRACIJE 1. Osnovni mehanizmi dehidracije medceličnega prostora: +  zaradi povečane prepustnosti žilja (vnetje…) sledi premik Na , tekočine in plazemskih beljakovin v intersticij; celokupno količini ostaneta nespremenjeni, zmanjša pa se efektivni cirkulacijski volumen, +  neto izguba tekočine in Na iz telesa; posledica je skrčitev plazme in intersticija.

2

2. Izotonična dehidracija: Izotonična dehidracija je pomanjkanje vode in Na+ v organizmu v takšnem razmerju, da ostane ekstracelularna tekočina izotonična (osmolarnost = 295 mOsm/kgH2O). Pri izotonični dehidraciji pride do povečanja koncentracije eritrocitov in plazemskih beljakovin v plazmi ter povečanega hematokrita, ker izguba tekočine iz ECT zgosti beljakovine in krvne celice. Primeri:  krvavitev  odsotnost vnosa vode in soli 3. Hipertonična dehidracija: V tem stanju je izguba H2O večja od izgube Na+. Osmolarnost zunajcelične tekočine naraste. Voda se premakne iz ICT, kjer se hkrati, povečuje osmolarnost, dokler se ne izenači z osmolarnostjo ECT. Ob izgubi vode se poveča osmolarnost plazme, koncentracija Na+ (>150 mEq/L), plazemskih proteinov, in lipidov, saj se zmanjša volumen ECT. Zaradi hipertoničnosti ECT izhaja H2O iz ICT, dokler se njuni osmolarnosti ne izenačita na višji vrednosti (IC prostor ↓, EC prostor ↑). Primeri: - nerenalne izgube: obsežno bruhanje, driske, opekline, pospešeno potenje, - renalne izgube: osmozni diuretiki, kronično odpovedovanje ledvic, diabetes insipidus (nezadostno izločanje ADH), nefrogen diabetes insipidus (neodzivnost oz. zmanjšana odzivnost za ADH). 4. Hipotonična dehidracija: To je neravnovesno stanje, ko je izguba elektrolitov večja od izgube vode. Zaradi izgube natrija se zniža osmolarnost plazme in sledi premik vode v celice (IC prostor ↑, EC prostor ↓). Osmolarnost prostorov se izenači na nižji vrednosti. Plazemska koncentracija Na+ se zniža (<130 mEq/L), hematokrit, koncentracija plazemskih proteinov in lipidov pa se poveča. Primeri:  Ekstrarenalne izgube (npr. bruhanje, şekretorna diareja)  Renalne izgube (npr. diuretiki, ledvične bolezni …)  Addisonova bolezen Dehidracija

Konc. lipidov v plazmi

Konc. proteinov v plazmi

Izotonična Hipertonična Hipotonična

↑ ↑ ↑

↑ ↑ ↑

Hematokrit

Konc. Na+ v plazmi

Volumen Eritrocitov

Konc. Hb v Eritrocitih

↑ ↑ ↑↑

N ↑ ↓

N ↓ ↑

N ↑ ↓

HIPERHIDRACIJE 1. Osnovni mehanizmi hiperhidracije medceličnega prostora: Osnovne mehanizme hiperhidracije medceličnega prostora lahko razložimo s Starlingovimi silami. Starlingov zakon: At = [k·S·((Ppl - Pint) – (Пpl - Пint))] - Ql [ml/s] At – akumulacija tekočine k - koeficient permeabilnosti za vodo S – filtracijska površina Ppl - hidrostatski tlak plazme

Pint - hidrostatski tlak v intersticiju Пpl - onkotski tlak plazme Пint - onkotski tlak v intersticiju Ql - odtok limfe

3

Tukaj je naštetih nekaj mehanizmov hiperhidracije in vzroki zanje: − povišan hidrostatski tlak v kapilarah (↑ filtracija)  vzroki: povečano zadrževanje vode in soli v ledvicah, visok venski tlak in konstrikcija ven, zmanjšan arteriolni upor, okvara srca, − znižan onkotski tlak plazme zaradi zmanjšane kocentracija plazemskih beljakovin – predvsem albumina (↑ filtracija)  vzroki: nefrotski sindrom, zmanjšana produkcija proteinov, izguba proteinov zaradi ran in opeklin  koncentracija beljakovin je tako nižja in voda nima tendence, da bi prehajala v plazmo, − povečana permeabilnost kapilar  kopičenje albumina v intersticiju  vzroki: imunske reakcije (histamin), infekcije, pomanjkanje vitaminov, opekline, ishemija, − obstrukcija limfnih žil  prekinjen pretok limfe  vzroki: rak, infekcije, kongenitalne napake limfnih žil. 2. Izotonična hiperhidracija z zmanjšanim efektivnim cirkulacijskim volumnom (↓ECV) • ↑ vnos vode in soli • ↓ onkotski tlak plazme  ↑ kapilarna filtracija  ↓ volumen plazme, ↑ volumen izotonične raztopine v intersticiju (edem) • kompenzatorni mehanizmi (baroreceptorji!): ↑ SY, ↑ renin, ↑ ADH, ↓ ANP • vnetje peritoneja (peritonitis); ciroza jeter; nefrotski sindrom 3. Izotonična hiperhidracija s povečanim efektivnim cirkulacijskim volumnom (↑ECV) • ↑ vnos vode in soli • ↓ izločanje vode in soli v ledvicah (zaradi ↓GF) • kompenzatorni mehanizmi (baroreceptorji zaznajo ↑Vp): ↓ renin, ↓ ADH, ↑ANP • kronična ledvična odpoved 4. Hipertonična hiperhidracija • ↑ vnos vode in soli + okvara sistema izločanja vode in NaCl skozi ledvice • pozitivna bilanca vode in soli • ↑ osmolalnosti ECT  ↑ ADH, koncentriranje urina, občutek žeje  ↑ VECT • Connov sindrom (primarni hiperaldosteronizem); Cushingova bolezen (↑ sekrecija kortizola) 5. Hipotonična hiperhidracija • ↑ vnos vode, ki presega sposobnost ledvic za redčenje urina ali okvarjena dilucijska sposobnost ledvic • ↑ ADH, ni občutka žeje, celice nabrekajo, ↓ Hb v eritrocitih • kronično popuščanje srca; kronične bolezni jeter; nefrotski sindrom

4

P R I M E R I M O T E NJ V P R E S N O V I V O D E 1. Obilno akutno bruhanje ali driska Driska povzroči izgubo vode in natrija. Količina izgubljenega natrija je običajno (driska zaradi malabsorbcije ogljikovih hidratov, gastroenteritis) razmeroma manjša v primerjavi s količino izgubljene vode, posledica je hiperosmolarna dehidracija. V nekaterih primerih (kolera) pa pride do izgub izotonične črevesne vsebine in posledično do izotonične dehidracije. Do te motnje ponavadi vodi tudi bruhanje. 2. Diabetes melitus Povečana koncentracija glukoze v krvi je vzrok za prehajanje vode iz celic v kri. Če se stanje ne popravi, deluje glukoza tudi kot osmozni diuretik (ledvice ne morejo resorbirati tako velikih količin glukoze, zato ta ostaja v tubulih in vleče nase vodo) in lahko povzroči stanje hiperosmolarne dehidracije. 3. Diabetes insipidus Prizadeta oseba ni zmožna izločati koncentriranega urina, zato je primorana uživati velike količine vode. Obstaja več vrst te redke bolezni, najpogostejša sta centralni (hipofiza ne proizvaja ali izloča dovolj ADH) in nefrogeni (ledvični tubuli se ne odzivajo na ADH) diabetes insipidus. DI je lahko podedovan ali pridobljen (npr. zaradi zdravljenja z litijem, hiperkalcemije, hipokalemije, beljakovinskega stradanja, poškodbe glave …). 4. Obsežne opekline Izguba vode in natrija skozi opečeno kožo (izhlapevanje vode skozi poškodovan epidermis) in zaradi povečane prepustnosti kapilar (zaradi vnetnih mediatorjev. Opekline lahko vodijo do hude hiperosmolarne dehidracije. 5. Kronična bolezen jeter Obolela jetra (npr. zaradi jetrne ciroze) sintetizirajo manj albumina, kar vodi v znižan plazemski onkotski tlak. Voda prehaja v intersticij, posledica tega pa je zmanjšan volumen krvi. Sekrecija ADH, renina in aldosterona se zato poveča, kar še spodbuja zadrževanje vode. Ker se kopiči več vode kot natrija, pride do hiponatremije. 6. Sindrom nepravilnega izločanja ADH Prekomerno izločanje ADH (neustrezno glede na osmolalnost in volumen plazme) zaradi mnogih različnih vzrokov (možganske bolezni (meningitis, encefalitis, tumor, kap), rak, pljučne bolezni (pljučnica, emfizem, KOPB), zdravila (analgetiki, antidepresivi, barbiturati, klofibrat, tiazidni diuretiki, oralni antidiabetiki …), slabost, bolečina). Povišan ADH povzroči zadrževanje vode, telesne tekočine, zato postajajo vse bolj hipoosmolarne (hiponatremija), poleg tega pa je urin, ki ga izločajo obolele osebe, nesorazmerno preveč koncentriran (vpliv ADH). 7. Močno potenje brez nadomeščanja izgubljene vode in soli Ker je znoj hipotoničen, se izgublja več vode kot natrija (→hiperosmolarna dehidracija) 8. Cushingova bolezen Poleg drugih simptomov (nabiranje maščevja na trebuhu in zatilju, strije, osteoporoza, mišična oslabelost) se zaradi povišane koncentracije kortizola pri večini pacientov pojavlja tudi hipertenzija. Kortizol povzroči hipertenzijo, ker ima blage učinke mineralokortikoidov 5

(zadržujejo NaCl in vodo) in ker ima zaviralni vpliv na sintezo vazodilatacijskih prostaglandinov. Cushingov sindrom je primer hipertonične hiperhidracije. 9. Kronično odpovedovanje srca Oslabljena črpalna moč srca ali manjši dotok krvi vanj zaradi zožitve dovodnic. Srednji arterijski tlak pade, zmanjša pa se tudi perfuzija ledvic. Kot odgovor se vklopi sistem reninangiotenzin II - aldosteron, izloča se ADH in poviša se delovanje simpatikusa. Posledično se zviša EC koncentracija NaCl, poveča se venski volumen in v telesu začne zastajati voda. Zaradi zvišanega hidrostatskega kapilarnega tlaka se plazma filtrira v intersticijski prostor in nastajajo edemi – v nogah in žilah na vratu, v trebušnih organih in v pljučih. Srednji arterijski tlak se tako ne vrne na prvotno vrednost in nevarna zanka se ne zaključi. 10. Pretirana uporaba diuretikov Zaradi velikega izplavljanja uree - predstavlja polovico osmotsko aktivnih delcev ledvične sredice, se zmanjša osmolarnost le-te. Posledica je manjša ledvična sposobnost dilucije in koncentracije urina, kar podaljša učinek diuretikov še za kakšen dan po prenehanju jemanja. 11. Nefrotski sindrom Zaradi večje prepustnosti glomerulnih kapilar se v urinu dnevno izloči 30 – 50 g plazemskih proteinov. Plazemski onkotski tlak pade in tekočina se zaradi osmotskih sil filtrira preko telesnih kapilar v intersticij. To privede do nastanka edema in znižanja krvnega tlaka. Kot kompenzatorni mehanizem se vklopi sistem renin-angiotenzin II- aldosteron, izloča se ADH in poviša se delovanje simpatikusa. Ledvice tako začnejo zadrževati še več Na+ in vode ob izgubi enake količine proteinov. To dodatno zmanjša plazemski onkotski tlak in zanka se lahko nadaljuje. 12. Addisonova bolezen = hipoadrenalizem Zmanjšano izločanje aldosterona, kortizola in androgenov. Pomanjkanje aldosterona se kaže v izgubi Na+ , Cl─ in vode (EC volumen se zmanjša - manjši plazemski volumen - cirkulacijski šok) ter kopičenju K+ (mišična oslabelost) in H+ (blaga acidoza). 3. Connov sindrom = primarni hiperaldosteronizem Prekomerna sekrecija aldosterona, v večini primerov zaradi adenoma ali hiperplazije adrenalke. Odraža se v znatni hipokaliemiji (motnje živčevja – aritmije in paraliza), malo višji EC koncentraciji natrija (majhno povišanje EC volumna) in zmanjšani plazemski koncentraciji renina. 14. Insuficienca ščitnice = hipotiroidizem Zmanjšana sekrecija tirozina vpliva na zmanjšanje glomerulne filtracije. LITERATURA IN VIRI Koeppen B. M., Stanton B. A.: Renal Physiology (Second edition). Guyton A. C., Hall J. E.: Medicinska fiziologija, Zagreb, 2003. Silberangl S., Lang F.: Color Atlas of Patophysiology, New York, 2000. Passmore R., Robson J.S.: A Companion to Medical Studies, Volume 1 (Second edition), Oxford, 1976.

6