Choroby nerek. Kompendium. Отсутствует
clinical nephrology. Red.: Feehally J, Floege J, Tonelli M, Johnson RJ. Wyd. 6. Elsevier 2019,.
10. Brenner and Rector’s the kidney. Red. Skorecki K, Chertow CM, Marsden PA, Yu ASL, Taal MW. Wyd. 10. Elsevier 2015.
4. Zaburzenia gospodarki wodno-elektrolitowej i kwasowo-zasadowej
4.1. Przestrzenie wodne
Teresa Nieszporek
Andrzej Więcek
Woda jest ilościowo głównym składnikiem organizmu człowieka: stanowi 60% masy ciała mężczyzn i 54% masy ciała kobiet [1]. Zlokalizowana jest w 2 przestrzeniach płynowych:
• wewnątrzkomórkowej – 65–55% całkowitej objętości wody (ok. 40% masy ciała),
• pozakomórkowej – 35–45% całkowitej objętości wody (ok. 20% masy ciała) [2,3].
W skład płynów przestrzeni pozakomórkowej wchodzą:
• woda osocza (ok. 25% przestrzeni pozakomórkowej),
• płyn tkankowy (70–75% przestrzeni pozakomórkowej),
• przestrzeń transcelularna (2–3% masy ciała).
Przestrzeń transcelularna, zwana 3. przestrzenią, obejmuje płyny zawarte w przewodzie pokarmowym, drogach moczowych i oddechowych oraz w jamach ciała. W warunkach fizjologicznych przestrzeń ta nie odgrywa istotnej roli w regulacji płynów ustrojowych, ale w stanach chorobowych może ulec znacznemu zwiększeniu i przyczynić się do rozwoju zaburzeń gospodarki wodnej i elektrolitowej [1,2].
Przestrzenie wodne oddzielone są błonami plazmatycznymi. Stałe środowisko wewnętrzne organizmu zależy od utrzymania stałej objętości oraz składu płynów ustrojowych, do którego niezbędna jest stała osmolalność, stały skład jonowy i stężenie jonów wodorowych w poszczególnych przestrzeniach płynowych.
Płyny ustrojowe są wodnymi roztworami substancji organicznych i nieorganicznych, m.in. elektrolitów. Skład elektrolitowy płynu wewnątrz- i zewnątrzkomórkowego [1] przedstawiono w tabeli 4.1.
Głównym kationem przestrzeni pozakomórkowej jest sód, a głównymi anionami są aniony chlorkowe i wodorowęglanowe. Głównym kationem przestrzeni wewnątrzkomórkowej jest potas, a głównymi anionami – fosforany, białczany i aniony kwasów organicznych.
Zgodnie z prawem elektroobojętności płynów ustrojowych suma stężeń kationów w każdym płynie ustrojowym jest równa sumie stężeń anionów. Skład elektrolitowy płynu tkankowego jest bardzo podobny do składu osocza. Duże podobieństwo płynu tkankowego i osocza sprawia, że znając zmiany stężenia niektórych elektrolitów w osoczu, można obliczyć niedobór lub nadmiar tych elektrolitów w płynie pozakomórkowym. Ze względu na duże różnice w składzie jonowym płynu pozakomórkowego i wewnątrzkomórkowego zmiany w składzie elektrolitowym osocza nie odzwierciedlają zmian w składzie płynu wewnątrzkomórkowego [3].
Objętość przestrzeni płynowych zależy przede wszystkim od osmolalności płynów ustrojowych, która jest równa liczbie moli związków osmotycznie czynnych rozpuszczonych w 1 kg rozpuszczalnika, czyli wody. Obecne w płynach ustrojowych substancje osmotycznie czynne, które nie przenikają łatwo przez błony komórkowe (jony sodowe, potasowe, chlorkowe, glukoza), decydują o osmolalności efektywnej, zwanej tonicznością (tonicity).
Zmiany stężeń tych substancji w przestrzeni pozakomórkowej i wewnątrzkomórkowej wywołują gradient osmotyczny pomiędzy tymi przestrzeniami i powodują przemieszczanie się wody przez błony plazmatyczne oddzielające przestrzenie płynowe. Przemieszczanie się cząsteczek wody przez te błony zależy od zawartości w poszczególnych przedziałach płynowych substancji osmotycznie czynnych. Cząsteczki wody przenikają z roztworu o mniejszej osmolalności do roztworu o większej osmolalności aż do wyrównania własnej aktywności.
Zgodnie z prawem izoosmolalności płynów ustrojowych osmolalność wszystkich płynów ustrojowych jest taka sama i wynosi ok. 295 mOsm/kg H2O. Znając stężenie sodu, glukozy i mocznika (w mmol/l), można w przybliżeniu obliczyć osmolalność osocza za pomocą wzoru [4]:
Ustrój dąży do zachowania stałego stężenia jonów (prawo izojonii), zwłaszcza wodorowych, w płynach ustrojowych. W płynie pozakomórkowym stężenie jonów wodorowych wynosi 35–45 nmol/l, co odpowiada pH 7,35–7,45 [4].
Regulacja fizjologicznych wielkości przestrzeni wodnych
Regulacja składu i objętości płynów ustrojowych odbywa się przy udziale przede wszystkim nerek i płuc. W procesie tym bardzo istotne są autoregulacyjne mechanizmy humoralne i nerwowe. Kluczową rolę w regulacji wielkości przestrzeni wodnych odgrywa objętość krwi krążącej, stanowiącej ok. 25% objętości przestrzeni pozakomórkowej. Tylko 15% krwi znajduje się w obszarze tętniczym, czyli wysokociśnieniowym: pozostałe 85% krwi zlokalizowane jest w obszarze naczyniowym niskociśnieniowym.
Objętość obszaru wysokociśnieniowego, która zależy od objętości minutowej serca i oporu naczyniowego, określana jest jako efektywna objętość krwi krążącej. W regulacji wielkości tej przestrzeni biorą udział wolumoreceptory zlokalizowane w wysokociśnieniowym obszarze tętniczym (w zatoce szyjnej, łuku aorty, aparacie przykłębuszkowym nerek, w lewej komorze serca) oraz w obszarze niskociśnieniowym (w przedsionkach serca, prawej komorze serca, w naczyniach płucnych), jak również chemoreceptory obecne w sercu, płucach i wątrobie.
W procesach regulacji wielkości przestrzeni wodnych ważną rolę odgrywa też mechanizm pragnienia. Zmniejszenie efektywnej objętości krwi krążącej w wyniku hipowolemii prowadzi do aktywacji wolumoreceptorów oraz zwiększenia nerkowej retencji sodu i wody, zwiększonego uwalniania hormonu antydiuretycznego (antidiuretic hormone, ADH), aktywacji układu renina–angiotensyna–aldosteron (RAA) i układu współczulnego. W wyniku aktywacji tych mechanizmów dochodzi do zatrzymania wody w organizmie i przywrócenia prawidłowej wolemii.
Wzrost efektywnej objętości krwi krążącej (hiperwolemia) prowadzi do zahamowania wydzielania ADH oraz nasila wydzielanie czynników natriuretycznych. Peptydy natriuretyczne zwiększają przesączanie kłębuszkowe, zmniejszają wchłanianie zwrotne sodu oraz bezpośrednio hamują wydzielanie reniny w aparacie przykłębuszkowym. Prowadzi to do zwiększenia wydalania wody i sodu przez nerki oraz zmniejszenia objętości przestrzeni pozakomórkowej [1,3]. Na rycinie 4.1 przedstawiono mechanizmy regulujące objętość i osmolalność płynów ustrojowych.
Rycina 4.1. Mechanizmy regulujące objętość i osmolalność płynów ustrojowych [wg 1].
Obrzęki
Gromadzenie się płynu w przestrzeni pozakomórkowej i pozanaczyniowej tkanek i narządów zwane jest obrzękami. Obrzęki mogą mieć charakter umiejscowiony lub uogólniony.
Podstawowymi mechanizmami powstawania obrzęków są:
• wzrost ciśnienia hydrostatycznego w odcinku żylnym włośniczek,
• spadek ciśnienia onkotycznego osocza,
• utrudnienie odpływu chłonki,
• zwiększenie przepuszczalności ścian włośniczek.
W niektórych sytuacjach klinicznych w patogenezie obrzęków współistnieją ≥ 2 wymienione mechanizmy [5,6].
W patogenezie obrzęków umiejscowionych uczestniczy najczęściej zwiększona przepuszczalność naczyń włosowatych oraz utrudnienie odpływu żylnego lub chłonki.
W powstawaniu