Dezechilibrele fluidelor și electroLiților (1)

Este seară, sunt proaspăt întors de la mare, bine prăjit şi foarte obosit. De azi ar fi trebuit să încep o scurtă serie legată de fluide şi electroliţi dar... Am încă în ochi şi în minte marea... De mâine voi trece la recuperare...

Să încep cu sodiul (Na) şi apa (H₂O), abordând compoziţia fluidelor în corpul uman. Apa este componenta majoră a organismului nostru (cel mai abundent constituent al organismului), reprezentând aproximativ 60-70% din greutate la bărbat şi 50-60% la femeie. Această diferenţă este atribuită deosebirilor determinate de proporţia diferită a țesutului adipos la bărbaţi şi femei. Cantitatea totală de apă din organism este distribuită în două mari compartimente: 1. între 55-75% intracelular (fluidele intracelulare - FIC) şi 2. între 22-45% extracelular (fluidele extracelulare - FEC). FEC sunt împărţite suplimentar între spațiul intravascular (apa din plasmă) şi spațiul extravascular (interstiţial) într-o proporţie de 1 la 3.

Concentraţia solvaților şi a particulelor dintr-un lichid este cunoscută ca fiind osmolaritatea acestuia şi este exprimată în miliosmoli/ kg apă (mosm/kg). Apa traversează membranele celulare pentru a realiza echilibrul osmotic (osmolaritatea FEC = osmolaritatea FIC). Solvaţii sau osmolii intra şi extracelulari sunt semnificativ diferiţi datorită deosebirilor de permeabilitate şi prezenţei transportorilor şi a pompelor active.

Cele mai importante particule din FEC sunt Na+ şi anionii care îl însoţesc, Cl- şi HCO3-, pe când K+ şi esterii fosfataţi (ATP, creatin fosfatul şi fosfolipidele) sunt predominant osmoli ai FIC. Solvaţii care sunt limitaţi la FEC sau FIC determină osmolaritatea efectivă (sau tonicitatea) compartimentului respectiv. Din moment ce Na+ este în mare măsură limitat la nivelul compartimentului extracelular, conținutul total de Na+ din organism este o reflectare a volumului FEC. Asemănător, K+ şi anionii însoţitori sunt predominant limitaţi la nivelul FIC şi sunt necesari pentru o funcţionare normală a celulelor.

Deci, numărul particulelor intracelulare este relativ constant şi o schimbare în osmolaritatea FIC este datorată adesea unei schimbări a conținutului FIC în apă. Totuși, în anumite situaţii, celulele cerebrale pot varia numărul solvaților intracelulari pentru a se apăra împotriva schimburilor mari de apă. Acest proces de adaptare osmotică este important în protejarea volumului celular şi apare în hiponatremia şi hipernatremia cronică. Anumiţi solvaţi, cum ar fi ureea, nu contribuie la schimburile apei la nivelul membranei celulare şi sunt cunoscuţi ca osmoli ineficienţi.

Mişcarea lichidelor între spaţiul intravascular şi cel interstiţial apare la nivelul peretelui capilar şi este determinată de forţele Starling (presiunea hidrostatică capilară şi presiunea coloid osmotică). Gradientul presional hidrostatic transcapilar depăşeşte gradientul presional oncotic corespunzător şi se favorizează astfel trecerea plasmei ultrafiltrate în spaţiul extravascular. Reîntoarcerea lichidelor în spaţiul intravascular se realizează prin flux limfatic.

Acum, câteva lucruri despre echilibrul apei. Osmolaritatea plasmatică normală este între 275 şi 290 mosm/ kg şi este păstrată în interiorul acestor limite strânse prin mecanisme capabile să sesizeze modificări de 1-2% ale tonicităţii. Pentru a menţine o situaţie stabilă este necesar ca ingestia de apă să fie egală cu excreţia. Tulburări ale homeostaziei apei determină hipo sau hipernatremie. Indivizii normali au pierderi obligatorii de apă prin urină, scaun şi prin evaporarea apei la nivelul tegumentului şi a tractului respirator.

Excreţia gastrointestinală este în mod obişnuit o componentă minoră a echilibrului total al apei, exceptând pacienţii cu vomismente, diaree şi enterostomă înalte. Evaporarea sau pierderea insensibilă a apei este importantă în reglarea temperaturii centrale a corpului. Pierderea obligatorie de apă la nivel renal este impusă de excreţia minimă a solvaţilor necesară pentru a menţine starea de echilibru. În mod normal aproximativ 600 mosm trebuie excretaţi zilnic şi, din moment ce osmolaritatea maximă urinară este de 1200 mosm/ kg, este necesară o producţie minimă de urină de 500 ml/ zi pentru echilibrul solvaţilor neutri.

Din punct de vedere al aportului de apă, primul stimulent pentru ingestia de apă este setea, mediată atât prin creşterea osmolarităţii efective, cât şi prin  creşterea volumului FEC sau scăderea tensiunii arteriale. Osmoreceptorii, situaţi în hipotalamusul anterolateral, sunt stimulaţi de creşterea tonicităţii. Osmolii ineficienţi, cum sunt ureea şi glucoza, nu joacă un rol în stimularea setei. Pragul mediu osmotic pentru apariţia setei este în jurul valorii de 295 mosm/ kg şi variază de la individ la individ. În condiţii normale, ingestia zilnică de apă întrece necesităţile fiziologice.

Cât despre excreţia de apă, în contrast cu ingestia de apă, aceasta este reglată strict de factori fiziologici. Principalul determinant al excreţiei de apă la nivel renal este arginin vasopresina (AVP), numită şi hormonul antidiuretic, un polipeptid sintetizat în nucleii supraoptici şi paraventriculari ai hipotalamusului şi secretat de glanda pituitară posterioară. Legarea AVP de receptorii V2 din membrana bazolaterală a celulelor ductului colector activează adenilciclaza şi iniţiază o secvenţă de evenimente care conduce la inserarea canalelor de apă în membrana luminală.

Aceste canale de apă, care sunt activate specific de AVP, sunt codificate de gena acvaporinei 2. Efectul de reţea este reprezentat de reabsorbţia pasivă a apei, ca urmare a gradientului osmotic dintre lumenul ductului colector şi interstiţiul medular hiperton. Stimulul major pentru secreţia de AVP este hipertonicitatea. Din moment ce solvaţii majori din FEC sunt reprezentaţi de sărurile de Na+, osmolaritatea efectivă este determinată în principal de concentraţia de Na+ din plasmă. O creştere sau descreştere a tonicităţii este sesizată de osmoreceptorii hipotalamici ca o scădere sau creştere a volumului celular conducând la o creştere sau scădere a secreţiei de AVP.

Pragul osmotic pentru secreţia de AVP este de 280-290 mosm/ kg, iar sistemul este suficient de sensibil pentru a sesiza o variaţie a osmolarităţii plasmatice nu mai mare de 1-2%. Factorii nonosmotici care reglează secreţia de AVP includ volumul circulant (arterial) efectiv, greaţa, durerea, stresul, hipoglicemia, sarcina, numeroase medicamente. Răspunsul hemodinamic este mediat de baroreceptorii sinusului carotidian. Sensibilitatea acestor receptori este semnificativ mai joasă decât cea a osmoreceptorilor. De fapt, depleţia de volum sanguin suficient pentru a rezulta o scădere a tensiunii arteriale medii determină secreţia de AVP, pe când mici schimbări în volumul circulant sanguin au efecte scăzute. În cadrul hipovolemiei, reglarea osmotică prin AVP rămâne neschimbată.

Totuşi, pragul osmotic pentru secreţia AVP este scăzut şi sensibilitatea este crescută. Pentru a menţine homeostazia şi concentraţia plasmatică normală de Na+, ingestia de apă fără solvaţi poate duce la pierderea unui volum egal de apă fără electroliţi. Trei etape sunt necesare pentru ca rinichiul să secrete un exces de apă: 1. filtrarea şi transportul apei (şi electroliţilor) către locurile de diluţie ale nefronului, 2. reabsorbţia activă a Na+ şi Cl- fără apă în ramura groasă ascendentă a ansei Henle şi, în mică măsură, în nefronul distal şi 3. menţinerea unei urine diluate ca urmare a impermeabilităţii ductului colector pentru apă în absenţa AVP. Anormalităţi la nivelul oricăreia dintre aceste trei etape pot determina o alterare a excreţiei apei libere şi eventual hiponatriemie.

Acum, câteva "lucruri" despre balanţa sodiului. Na+ este scos activ din celulă de pompa ATP-azică Na+ - K+. Ca rezultat, 85-95% din tot Na+ este extracelular şi deci volumul FEC este o reflectare a cantităţii totale de Na+ din organism. În mod normal, mecanismele reglatoare ale volumului realizează un echilibru între pierderea şi aportul de Na+. dacă acest lucru nu se întâmplă, apar excesul sau deficitul de Na+ manifestate ca edeme sau respectiv stări hipovolemice. Este important a face diferenţa între perturbări ale reglării osmolare şi tulburări ale reglării volemice, din moment ce echilibrele apei şi Na+ sunt reglate independent. Schimbări intervenite în concentraţia Na+ reflectă în general perturbări ale homeostaziei apei, pe când alterări ale conţinutului de Na+ se manifestă ca expansiuni sau contracţii ale FEC şi implică un echilibru anormal al Na+.

Balanţa sodiului ţine de aportul şi eliminarea acestuia. În cazul aportului de Na+, indivizii care au o dietă tipic occidentală consumă aproximativ 150 mmol NaCl/ zi. Acest consum depăşeşte necesarul fiziologic. Cum s-a văzut deja, Na+ este principalul cation extracelular. Deci, ingestia de Na+ determină o expansiune a volumului FEC care la rândul lui favorizează creşterea excreţiei renale menţinând echilibrul Na+. Reglarea excreţiei de Na+ este multifactorială şi este determinanta principală a echilibrului Na+. Un deficit sau un exces de Na+ se manifestă ca o scădere sau respectiv creştere a volumului circulant efectiv. Modificări ale volumului circulant efectiv tind să conducă la modificări în acelaşi sens a ratei de filtrare glomerulară (RFG).

Totuşi, reabsorbţia tubulară a Na+ şi nu RFG este principalul mecanism care controlează excreţia de Na+. Aproape 2/3 din Na+ filtrat se reabsoarbe în tubul contort proximal, acest proces fiind neutru electric şi izoosmotic. Reabsorbţia suplimentară (25-30%) apare în ramura ascendentă groasă a ansei Henle prin contratransportorul apical Na+ - K+ - 2Cl-, un proces activ şi, de asemenea, neutru electric. Tubul contort reabsoarbe 5% din Na+ prin cotransportorul Na+ - Cl- sensibil la tiazidă. Reabsorbţia finală a Na+ apare în ductele colectoare corticale şi medulare, cantitatea excretată fiind de aproape echivalentă cu cea ingerată zilnic.

Gata pentru acest post! Voi continua abordând hipovolemia, apoi hiponatremia, hipernatremia, potasiul, hipopotasemia şi hiperpotasemia. Cel mai probabil va fi vorba despre încă două postări... Va urma acidoza şi alcaloza (legate de echilibrul Na+ - K+ şi electroliţi) cu încă trei posturi şi, aba după aceasta terminăm cu toată această chimie primară a organismului uman...

Vă urez o săptămână bună şi plină de realizări!

Dorin, Merticaru