FIZIOPATOLOGIA METABOLISMULUI HIDROELECTROLITIC(I)

CLASIFICAREA TULBURARILOR HIDRICE:* In func ie de nivelul de hidratare în spa iile EC i IC, tulburarile ț ț ș

hidrice pot fi:- Hiperhidratări:

Intracelulare Extracelulare

- Deshidratări Intracelulare Extracelulare

* In functie de tonicitatea spa iului EC, tulburarile hidrice pot fi țtulburari:-cu modificarea tonicită ii EC:ț

Hipertonia osmotică EC Hipotonia osmotică EC

- fără modificarea tonicită ii EC:ț Deshidratarea EC normotonă Hiperhidratarea EC normotonă

In functie de modul de asociere a tulburărilor hidrice EC i IC, șacestea pot fi:- tulburari hidrice globale (există acela i tip de tulburare hidrică în șspa iile EC i IC)ț ș

deshidratare globală (EC i IC)ș hiperhidratare globală (EC i IC)ș

- tulburari hidrice mixte (există tipuri diferite de tulburări hidrice în spa iile EC i IC)ț ș

deshidratare EC combinată cu hiperhidratare IC hiperhidratare EC combinată cu deshidratare IC

Apa reprezintă un

Aport exogen de apa

∼ 2.2 litri/zi

Apa rezultata din

metabolismul celular

∼ 0.3 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 H2O

Pierderi de H2O prin piele

(pentru mentinerea temperaturii centrale)Pierderi de H2O prin ventila ie pulmonarăț

∼ 0.9 litri/zi

constituent principal al organismului uman. Procentul de apă variază, în functie de:

- Tipul de tesut: procentul de apă este mai mare in esutul muscular i organe (parenchim)ț ș mai mic in esutul adipos i osos.ț ș persoanele obeze au un procent de apă cu 20% mai mic decat

cele 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 esut muscular ț este mai redusă la femei

decât la bărba i.ț

- Varsta:La nou născu i, apa totală din organism reprezintă 80% din greutatea ț

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

- degenerescen ă tubulară;ț- rezisten ă par ială la ac iunea ADH;ț ț ț- scaderea masei musculare;

- scaderea aportului de apă (scade sensibilitatea osmoreceptorilor).

In organism, apa este distribuita intre compartimentul intracelular (IC) si compartimentul extracelular (EC) astfel:

ØØ 2/3 din totalul de apă din organism se gaseste la nivel IC (40% din greutatea corporala)

ØØ 1/3 din totalul de apă din organism se gaseste la nivel EC (20% din greutatea corporala)

Compartimentul fluid extracelular este reprezentat de:ØØ Plasmă (conţinutul în apă reprezintă 4,5% din greutatea

corporală);ØØ Lichid interstiţial (conţinutul în apă reprezintă 15% din

greutatea corporală);ØØ 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.

Continutul total de apa din organism = nr kg × 0.60 (la bărba i)ț= nr kg x 0.50 (la femei)Deplasarea apei intre compartimentele IC i EC este dependenta de:ș• Valoarea gradientului de presiune osmotica: apa traversează

membranele celulare până când suma concentra iilor a osmolilor eficien iț ț devine egală pe ambele versanturi ale membranei.

• Valoarea gradientului de presiune hidrostatica• Echilibrul Donnan: ionii difuzibili de valen ă opusă cu ionii nedifuzibili ț

se deplasează în număr mult mai mare decat ionii difuzibili de aceeasi valen ă → se poate realiza astfel o cre tere a osmolalitatii in ț șcompartimentul cu ioni nedifuzibili

Tendin a naturală este de men inere a ț ț echilibrului osmotic între compartimentul IC i EC (Osmolalitatea extracelulară = Osmolalitatea șintracelulară).* 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 folose te pentru a descrie ș osmolalitatea unui fluid raportată la osmolalitatea plasmei.

Osmoza reprezintă difuzia unui solvent printr-o membrană cu permeabilitate selectivă (impermeabilă la solvi i) care separă compartimente cu țsolu ii de diferite concentra ii, spre solu ia cu o concentra ie mai crescută de ț ț ț țsolvi i.ț

Presiunea osmotică depinde de numărul de particule osmotic active din solu ie (osmoli) care nu pot difuza prin membrana separatoare (solvitii care țdifuzeaza 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.

Osmolaritate: numărul de osmoli la litru de solu ie ț - depinde de volumul diver ilor solvi i, precum i de temperatură.ș ț ș

Osmolalitate: numărul de osmoli la un kilogram de solvent – nu depinde de volumul diver ilor solvi i sau de temperatură (volumul unei solu ii se ș ț țmodifică în func ie de temperatură, nu in functie de masă).ț

Cele două modalită i de exprimare oferă ț valori aproximativ egale, deoarece:- lichidele organismului sunt solu ii diluate ț → un litru de solu ie este ț

aproximativ egal cu un litru de solvent- în lichidele organismului, substan ele osmotic active sunt dizolvate în ț

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 i în ș Osmoli/ litrul de apă.

Presiunea oncotica (coloid osmotica) este presiunea osmotica dezvoltata de compusii coloidali mari.

Un coloid este reprezentat de particulele mari ce se men in țsuspendate în apă (nu se depun), fie pentru ca nu sunt suficient de grele, fie pentru că au proprietă i fizico-chimice care le previn depunerea.ț

În plasmă, presiunea coloid-osmotică (presiunea osmotică dezvoltată de totalitatea proteinelor plasmatice) reprezintă 0.5% din totalul presiunii osmotice plasmatice.

Lichidul intravascular (plasma) transportă elemente nutritive celulare, electroli i i metaboli i celulari.ț ș ț

Fiziologic, în spa iul intersti ial apa nu este liberă ci se asociază cu ț țproteoglicanii formând un gel. Cantitatea de apă liberă fiind zero, presiunea hidrostatică din spa iul intersti ial este negativă ț ț → - 5 mmHg.

Structura de retea a proteoglicanilor conferă interstitiului o complian ă țredusă la niveluri negative (fiziologice) ale presiunii hidrostatice interstitiale.

* Proteoglicanii sunt compu i liniari forma i dintr- un ș ț miez proteic de care sunt legate mucopolizaharidele.

Sarcinile negative ale mucopolizaharidelor leagă apa formând un gel.

Pe măsură ce cre te volumul EC i ș ș presiunea hidrostatică intersti ială țdevine pozitivă, posibilitatea proteoglicanilor de a mai lega apa este depă ită → șexistă apă liberă

În aceste condi ii, ț intersti iul devine compliant ț → este favorizată acumularea lichidului, la varia ii relativ mici de presiune hidrostaticăț→ volumul acumulat EC cre te rapid, pe măsura ce cre te presiunea hidrostaticăș ș

Prin jonc iunile intercelulare endoteliale ale ț peretelui capilar (format dintr-un strat de celule endotelilale i o membrana bazală) ș difuzează:

- oxigen, CO2, apă;- substan e liposolubile;ț- ioni (Na, Cl, etc.);- substan e hidrosolubile cu greutate moleculară mică (ex. glucoză).ț

Deoarece electroli ii difuzează (prin jonc iunile intercelulare endoteliale) ț țdin plasmă în intersti iu, prin ț procesul de filtrare, compozi ia în electroli i a ț țplasmei i a intersti iului este identică.ș ț

Jonc iunile intercelulare endoteliale nu permit, in schimb, pasajul țproteinelor plasmatice (acestea reprezintă singurii solvi i osmotic activi care țrealizează gradient osmotic între plasmă i intersti iuș ț ).

Schimburile de apă prin peretele capilar, între vas şi interstiţiu, depind de diferen a dintre:ț

- gradientul de presiune hidrostatică (între vas i intersti iu)ș ț ;- gradientul de presiune coloid-osmotică, între vas (proteine

plasmatice) i intersti iuș ț .

Echilibrul Starling defineste relatia de egalitate între:- cantitatea de lichid filtrată la capătul arterial al capilarului;- suma dintre:

- cantitatea de lichid reîntoarsă în circula ie la ț capătul venos al capilarului;

- cantitatea (redusă) de lichid preluată din intersti iu de țsistemul limfatic.

Schimburile de apă prin peretele capilar:PNF = Phc – (-Phi) – (Pc+ Pi)Capăt arteriolal:

pΔ h = 35 mmHgpΔ c = 22 mmHg pΔ h - pΔ c = 13 mm Hg (predomină Ph)

Capăt venular:pΔ h = 15 mmHg (gradient de presiune hidrostatică)pΔ c = 22 mmHg (gradient presiune coloid-osmotică) pΔ c - pΔ h = 7 mm Hg (predomină pc)

* La capătul arteriolar, pΔ h (35 mmHg) este mai mare decât pΔ c (22 mmHg) →deplasare hidrică dinspre vas spre interstiţiu.

* La capătul venular, Ph scade la 10 mmHg, iar pΔ c >pΔ h → apa din interstiţiu este recuperată în vas

→ fiziologic, volumul circulant rămâne nemodificat.Gradientul net de presiune determină deplasarea fluidului:

- la capătul arterial spre esuturiț ;- la capătul venos spre spa iul intravascularț .

Valoarea pΔ h la nivelul capătului arterial al capilarului diferă în func ie deț esut, aceasta fiind influen ată i de ț ț ș 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 i, respectiv, la efort.ș* 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, metaboli ii (adenozina, COț 2, histamina, K+) elimina i din celula țmusculară induc scăderea tonusului sfincterului precapilar (relaxarea sfincterului) → vasodilata ie → favorizează aportul de Oț 2 si nutrien i la nivel țmuscular.

Spa iul intersti ial este drenat de ț ț vasele limfatice i canalul toracic în șsistemul 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.

Schimbul de apă i solvi i între spa iul EC i IC are loc prin următoarele ș ț ț șmecanisme:- difuziune pasivă (direct, prin bistratul lipidic al membranei celulare),

pentru: oxigen, CO2, apă, substan e liposolubile;ț- canale membranare proteice, pentru: Na+, K+, Ca2+ etc.;- difuziune facilitată de transportori transmembranari (structural, ace tia ș

sunt proteine) pentru: glucoză, aminoacizi.

Mi carea apei între compartimentul EC i cel IC depinde de ș ș gradientul de presiune osmotică(rezultat din compozi ia i concentra ia solvi ilor, diferite în ț ș ț țcele două sectoare, EC i IC).ș

Distributia proteinelor este diferită în cele 2 compartimente:- la nivel intracelular proteinele sunt numeroase;- la nivel intersti ial proteinele sunt pu ine.ț ț• Conform acestei inegalită i de distribu ie a proteinelor, ar apărea un ț ț

gradient osmotic între sectorul EC i IC care ar induce ș transferul apei intersti iale în celulăț .Pentru men inerea echilibrului osmotic i pentru prevenirea pătrunderii ț ș

în exces a apei intersti iale la nivel IC (prevenirea ț edemului celular), este necesară o distribu ie diferită a altor substan e ț ț (altele decât proteinele) osmotic active (Na, K, Ca, fosfa i etc.) între cele două sectoare, IC i EC.ț ș

Principalul determinant al presiunii osmotice:- în spa iul ț EC este Na+,- în spa iul ț IC este K+.

Men inerea distribu iei normale a principalilor cationi (Naț ț + K+) între cele două compartimente (IC i EC) depinde de activitatea ș pompei de sodiu (ATP-aza

Na+/K+) care:- exportă 3 Na+ (din spa iul IC în cel EC) iț ș- importă 2 K+ (din spa iul EC în cel IC).ț

Echilibrul Donnan apare prin indeplinirea, simultan, a mai multor conditii:

- exista două compartimente, separate de o membrană semipermeabilă;- compartimentele con in ț ioni difuzibili i ș 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 valen ă opusă cu ionii nedifuzibili se deplaseazăț

în număr mult mai mare decat ionii difuzibili de aceeasi valen ă → se poate țrealiza astfel o cre tere a osmolalitatii in compartimentul cu ioni nedifuzibili;ș

- in final se realizeaza o distribu ie inegală a ionilor difuzibili, țindependentă de gradientul chimic, distribu ie necesară realizării ț echilibrului electric intre compartimente.

Conditiile pentru realizarea efectului Donnan sunt indeplinite atât la nivelul membranei capilare, cât i ș la nivelul membranei celulare:

* La nivelul membranei capilareProteinele intravasculare încărcate negativ realizează un gradient

electric intre lichidul interstitial si spatiul intravascular care atrage Na+ din spatiul interstitial in cel intravascular.

* La nivelul membranei celulareProteinele intracelulare încărcate negativ realizează un gradient electric

între interstitiu si spatiul IC.La acest nivel, distributia inegală a sarcinilor electrice realizează

poten ialul membranar de repaus ț (încărcarea negativă a fe ei interne a țmembranei celulare) care este men inut, împotriva efectului Donnan, prin țactivitatea ATP-azei Na+/K+.

Mentinerea potentialului membranar de repaus implică un metabolism energetic celular normal.

Se poate produce prin:1. Alterarea echilibrului osmotic secundară modificării con inutului ț

normal în substan e osmotic active prin:ț- Modificarea aportului:

- Cre terea sau diminuarea aportului de ioni sau de apaș- Modificarea pierderilor:

- accentuarea pierderilor de substante osmotic active sau- acumularea de substante osmotic active (Na+, glucoză, uree)- aport sau pierderi disporpor ionate de substan e osmotic ț ț

active i apaș- Scaderea produc iei energetice celulare i a transportului activ ț ș

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:-cre terea presiunii hidrostatice → transvazarea apei in intersti iu → ș ț

acumulare excesivă de apa → hiperhidratare extracelulară

3. Alterarea echilibrului Donan:-daca sinteza de ATP cre te ș excesiv, independent i neconcordant cu ș

necesitatile fiziologice celulare (de ex. celulele neoplazice), ATP actioneaza ca un polianion intracelular în cadrul fenomenului Donnan, alterând functia pompelor membranare i potentialul de membrană → apoptoza sau necroza celulară.ș

HIPERTONIA OSMOTICĂ EXTRACELULARĂa. hipertonia osmotică extracelulară hipernatremică

Mecanisme compensatoriiHipertonia osmotică EC apare datorită creşterii concentraţiei EC a

particulelor osmotic active → valoarea globală a presiunii osmotice EC (intersti ială i plasmatică) > ț ș 310 mosm/l.

Hipertonia extracelulară declan ează următoarele mecanisme șcompensatorii:

1. declan area mecanismului setei → cre terea aportului de apaș ș2. activarea secre iei de ADH → diminuarea pierderilor de apăț

1. Mecanismul setei este stimulat:- 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 plasmatica → atingerea nivelului de

280-300 mOsm/kg inhibă setea. Setea poate fi inhibată i de:ș- activarea receptorilor de întindere de la nivelul stomacului şi intestinului;- umidificarea mucoasei bucale.

2. Secre ia hipotalamică de ADH este stimulată de:ț- cre terea osmolalită ii plasmatice cu > 1% fa ă de nivelul bazal;ș ț ț- 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 situa i la nivelul organului subfornicular i ț șorganului vascular al laminei terminale, organe circumventriculare la nivelul cărora lipse te bariera hematoenecefalicăș→ permite un răspuns rapid la varia iile osmolalită ii sau ale volemieiț ț

Stimularea secre iei de ADH este mult mai sensibilă la varia iile ț țosmolalită ii.ț

Efectele ADH (vasopresina):- Stimularea receptorilor V1 localiza i în pere ii vasculari → ț ț

vasoconstrictie arteriolară difuză → creşterea TA- Stimularea receptorilor V2 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 → reten ie de Hț 2O → restabilirea (sau cre terea) TAș

Când stimulul ADH încetează, AQ2 este endocitat → permeabilitatea membranei luminale revine la nivelul scăzut.

Membrana basolaterală este întotdeauna permeabilă pentru apă (prin AQ 3 i AQ4 prezente la acest nivel) → la polul bazal, apa este resorbită în circula ie.ș țADH acţionează în acelaşi sens:

-la nivel intestinal → cre te absorbţia de apă;ș-la nivel tegumentar → reducerea transpiraţiei.

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 con inutul țtotal de Na din organism.

În majoritatea cazurilor, hipernatremia este u oară, deoarece, ș setea reprezintă un răspuns eficient la hiperosmolaritate → un aport exogen adecvat de apă previne instalarea hipernatremiei simptomatice.

Hipernatremia simptomaticăDeoarece setea reprezintă un răspuns eficient la hiperosmolaritate i un ș

aport exogen adecvat de apă previne instalarea hipernatremiei simptomatice, hipernatremia simptomatică apare în situa ii de ț reducere a aportului exogen de apă, prin:- afectarea mecanismului setei (a osmoreceptorilor hipotalamici):

- ocluzii vasculare;- ateroscleroză cerebrală;- tumori, boli granulomatoase etc.;

- restric ionarea accesului la apăț :- copii;- persoane cu dizabilităţi;- plăgi maxilo-faciale;- stenoze esofagiene;- trismus (tetanos);- afec iuni psihice;ț- hidrofobie (rabie) etc.

In functie de capitalul total de Na+ din organism, hipernatremia poate fi: ABSOLUTĂ:- capitalul total de Na+ este crescut- hipernatremia absolută este consecin a acumulării ț

predominantă de Na+ faţă de apă în sectorul EC;RELATIVĂ:- capitalul total de Na+ este normal sau scăzut- hipernatremia relativă este consecin a:ț

- pierderilor propor ional mai mari de apă decât de țNa+;

- doar a pierderilor de apă; - scăderii aportului de apă;

Hipernatremia absolută -Apare prin acumulare în sectorul EC predominant de Na+ faţă de apă (acumulare lichid hiperton) → capitalul total de Na+ este crescut:

-administrare inadecvată de solu ii hipertone ț (NaCl 3% sau NaHCO3 7,5%) sau administrarea de sare în formule de lapte pentru nou-născu iț- hiperaldosteronism primar- sindrom Cushing

- cortizolul are efect mineralocorticoid- ACTH stimuleaza si secretia zonei

glomerularea a SR (secretia de aldosteron)

Hipernatremia relativă-Apare prin:A. pierderi din sectorul EC :

1. de fluid hipoton (con ine relativ mai multă apă decât Naț +) → capitalul total de Na+ este scăzut:- pierderi renale

- insuficien ă renală acută (IRA), faza de reluare a țdirezei (poliurie);

- diuretice osmotice- prin 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

Hipernatremia absolută induce o tulburare hidrică mixtă:- hiperhidratare EC hipertonă iș- deshidratare IC

* apari ia ț gradientului osmotic între spa iul EC i cel IC ț ș (gradient generat de cre terea osmolalită ii EC, prin hipernatremie) → migrarea apei din ș țsectorul IC spre cel EC.

Hipernatremia absolută este o hipernatremie hipervolemică (evolumul EC este expansionat)- Volum urinar redus; (prin actiunea ADH stimulat de hiperosmolalitate)- Osmolalitate urinară crescută, prin cre terea eliminării de Naș + (natriurezăcrescută).- Natriureza crescută este explicată prin

- cre terea eliminărilor renale de Naș + prin cre terea Naș + în filtratul glomerular

Mecanism: hipernatremie → hipervolemie → destinderea pere ilor țatriali→ sinteză peptide natriuretice → inhibarea reabsorb iei de Naț + i, șsecundar, de H2O în tubii colectori → natriureză

Mecanismul de compensare a hipernatremiei absolute este cre terea șeliminării renale a Na+ datorată efectelor hemodinamice ale hipervolemiei.

Hipervolemia asociată hipernatremiei are următoarele efecte hemodinamice:

a. la nivel renal:- cre te rata filtratului glomerular, cuș

- cre terea cantită ii de Naș ț + filtrat → sunt depă ite șposibilită ile de reabsorbtie a Naț + in TCP → cre te șnatriureza;

- cre terea concentratiei Naș + la nivelul aparatului juxtaglomerular → inhibarea secre iei de renină-țangiotensina-aldosteron → cre te natriureza;ș

- cre terea presiunii hidrostatice in capilarele peritubulare → scade șreabsorb ia tubulară de Naț + i Hș 2O → cre te natriureza;ș

b. La nivelul hemodinamicii generale:- distensia peretilor atriali → stimulează secretia de peptide

natriuretice → inhibarea reabsorb iei de Naț + si H2O în tubii colectori → cre te natriurezaș

• Cresterea concentratiei de Na+ la nivelul aparatului juxtaglomerular → inhibarea SRAA→ cre te natriureza .ș

Angiotensina II (ANG II) determină, in mod fiziologic reten ie de Naț + prin:- Vasoconstric ia arteriolei eferente → cre te FF → presiunea coloid ț ș

osmotică i scade presiunea hidrostatică în vasele peritubulare → cre te ș șreabsorb ia de Naț + în tubul contort proximal (TCP) → reten ie Naț +

- stimularea Na+/K+ ATP-azei basolaterale si aschimbătorul Na+/H+ proximal → reten ie Naț +

- stimularea sintezei de aldosteron → cre te reabsorb ia distală de Naș ț + → reten ie de Naț +

Scăderea ANG II (prin inhibarea SRAA datorată aportului crescut de Na+ în TGP)→ scade reabsorb ia proximală de Naț + → cre te natriureza;ș→ scade sinteza de aldosteron → scade reabsorb ia distala de Naț + → creste natriureza

Consecinţe fiziopatologice ale hipernatremiei absolute: tulburarea hidrică mixtă

1. Consecin ele hiperhidratării EC ț sunt :- hipervolemia care induce: cre terea DC, a presiunii venoase ș

centrale → HTA, accidente vasculare hemoragice, insuficienţă ventriculară stângă, edem pulmonar acut etc.

- acumularea hidrosalina interstiţiala → edeme.- Consecin ele deshidratării ICț- scăderea volumului celulelor cerebrale → trac iunea / ruperea ț

venelor cerebralei apari ia de ș ț hemoragii focale intracerebrale sau subarahnoidiene.

* clinic: în func ie de evolu ie, de la agita ie, iritabilitate, hiperreflexie, ț ț țhipertermie, până la letargie, convulsii, comă, deces.

- uscăciunea mucoaselor → jenă la deglutiţie, tulburări de fonaţie etc.

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 (gravitatea se corelează cu gradul de deshidratare intracelulară).

* Afectarea neurologică severă apare la pacien ii cu ț 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 apari ia fenomenului de ț adaptare osmotică la nivelul celulelor cerebrale.

Cresterea osmolalită ii intracelulare evită/limitează instalarea țdeshidratării IC.

Adaptarea osmotică reprezintă acumularea de substan e osmotic active țla nivelul celulelor cerebrale:- prin sinteză i import de osmoli i ș ț (inozitol, creatină, glutamină, taurină);- prin modificarea activită ii pompelor membranareț , secundară hipertoniei

EC;→ cre te osmolalitatea IC i se evită deshidratarea IC.ș ș

* Initial, apare deshidratarea IC → cre terea u oară a osmolalitatii ș șIC, prin cre terea concentra iei de solvi i (B).ș ț ț

* Ulterior, osmolalitatea IC cre te prin sinteză i import de ș șsolviti(C).

! Când corectarea osmolalitatii EC se face brusc, spatiul IC (încă hiperton) va atrage brusc H2O→ edem cerebral si distruc ie celulară.ț

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 sepierde con ine mai multă apă decât Na+ comparativ cu plasma normala)ț- cu un capital total de Na+ normal, prin:- pierdere doar de apă- reducerea aportului de apă (în condi iile unor eliminări hidroelectrolitice țfiziologice)

Apa este distribuită între sectoarele IC i EC în raport de 2:1 → pierderea șunei cantită i de apă fără solvi i determină deshidratare dublă a sectorului IC ț țfa ă de cel EC.țHipernatremia relativă cu un capital total de Na+ scăzut- prin pierderi renale

1. Insuficien ă renală acută (IRA)țPoliuria din IRA - faza de reluare a diurezei presupune:

- eliminarea apei re inută în faza oligo-anurică i a apei rezultată dinț ș metabolismul celular;

* există rezisten ă pasageră la ac iunea ADH, datorită ț ț disfunc iilor tubulare ț ce pot persista i după reluarea filtrării glomerulare;ș

- excre ia crescută de Naț + ce antrenează secundar o excre ie țcrescută de apă* Disfunc iile tubulare ț determină:

- la nivel TCD: rezisten ă la actiunea aldosteronului ț → scade reabsorb ia Naț +

- la nivel TCP: reabsorb ie scăzută a Naț +

* reabsorbtia Na+ necesită activitatea pompei Na+-K+ care func ionează cu un țmare 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 condi ii patologice care presupun ț pierderi de solvi i ț (ex: pierderi gastrointestinale), nivelul natremiei poate fi normal, scăzut sau crescut, în func ie i de:ț ș- capitalul total de Na+ existent anterior instalării IRA;- gradul disfunc iei tubulare existentă în IRAț

2. Diuretice osmotice în excesExemplu: Manitolul (solvit osmotic activ, non-reabsorbabil),

prezent în tubul proximal i ramul descendent al ansei Henle, induce un șgradient osmotic ce împiedică reabsorb ia apei i, în mai mică măsură, a Naț ș +, cu blocarea mecanismului contracurent → scăderea tonicită ii intersti iale în ț țmedulara profundă

- reabsorb iaț Na+ este mai pu inț afectată decât reabsorb iaț apei, deoarece, deshidratarea i cre terea Naș ș + la nivelul maculei densa (luminal) stimulează secre ia de ț aldosteron

→ contracarează par ial efectul osmotic, resorbind o parte țdin Na+

-Deshidratarea si hipovolemia → men in un nivelul circulant al țADH suficient cât să persiste un număr de canale de AQP2 în polul luminal al celulei tubulare distale. (spre deosebire de poliuria apoasă). Schimbul de apa la nivelul TC este dependent de:

-Rata de excre ie a osmolilor activiț (manitolului)-Osmolalitatea intersti ială efectivăț

Consecin e fiziopatologice ț administrării diureticelor osmotice:- deshidratare EC hipertonă (cu hipovolemie);- deshidratare IC, prin

- gradient osmotic între spa iul EC i EC (există hipertonie ț șEC);

- poliurie.Caracteristici urinare:

- volum urinar crescut;- Osmolalitate urinară crescută prin prezen a ț

substan ei osmotic active;ț- natriureză crescută (Na+ urinar > 20 mEq/l);

Hipernatremia relativă cu un capital total de Na+ scăzut- prin pierderi extrarenale * PIERDERILE INSENSIBILE (piele, tract respirator)

- Febră- Expunere la temperaturi ridicate- Exerci ii fizice moderate (lichidul sudoral este ț hipoton; pe măsură

ce transpira ia devine mai abundentă, con inutul de Naț ț + scade

deoarece secre ia primară traversează mai rapid ductul glandular țreducându-se astfel ansa ca Naș + sau Cl- să fie reabsorbiti)

- Hiperventila ia: Aerul inspirat nu este complet saturat cu apă la țtemperatura corpului

→ la nivel alveolar are loc o completare a saturării aerului cu apă. Apa utilizată în acest proces provine din metabolismul celular.Presiunile par iale ale apei i ale ț șCO2 la nivel alveolar sunt similare (47 i, respectiv, 40 mmHg), → vaporii deșH2O se pierd în propor ie aproape egală cu volumul de COț 2 expirat.

Volumul de apă eliminat este cu atât mai mare cu cât rata ventila iei este țmai mare i volumul de aer inspirat este mai mic (intr-un proces ventilator șfoarte rapid, cre te spa iul mort → scade volumul de aer care ajunge la nivelș țalveolar).

Consecin e fiziopatologice ț ale pierderilor extrarenale:- deshidratare EC hipertonă (cu hipovolemie) → mecanisme compensatorii:

- stimularea SRAA → hiperaldosteronism secundar- hipersecretie de ADH

- deshidratare IC, prin- gradient osmotic între spa iul EC i IC → atrac ia Hț ș ț 2O în spa iul EC țcu deshidratare ICCaracteristici urinare- Volum urinar minim- Osmolalitate urinară maximă- natriureză scăzută (Na+ urinar < 10 mEq/l )

MODIFICARILE CARACTERISTICE EFORTULUI FIZIC INTENSSpre deosebire de efortul fizic u or/moderat în care se poate instala ș

hipernatremia relativă, în efortul fizic foarte intens tulburarea hidro-electrolitică cea mai frecventă este hiponatremia relativă.

Efortul fizic intens → hipersudora ie → pierdere de lichid hipoton (Naț + + apa) → hipovolemie → cre te secre ia de aldosteron i de ADHș ț ș

In condi iile unui efort intens i prelungit, este favorizată preponderent ț șacumularea de apa, deoarece:→ cre te aportul:ș

- cre te produc iei de apa metabolicăș ț- aportul lichidian se realizează preponderent cu lichide de substitu ie ț

hipotone→ cre te reten ia de apă:ș ț

- apare o induc ie non osmotică a secre iei de ADH prin efortul fizic intens, ț țstres, cre terea temperaturii, IL1ș

- administrarea de antiinflamatoare nesteroidiene pentru combaterea durerii (AINS): inhibă sinteza de prostaglandine renale. Prostaglandinele renale au un rol important în condi ii de deple ie volemică → cresc ț țeliberarea de renină i aldosteron ș i antagonizează ac iunea ADH-ului în ș țcondi ii de hipovolemie;ț

→ deshidratarea nu se compensează prin activarea adecvată a SRAA (inhibat de AINS);→ nu apare efectul antagonizant al ADH→ scade eliminarea de H2O

- este stimulat sistemul nervos simpatic (datorită efortului fizic)→ vasoconstric ie → scade RFG → scade eliminarea de Hț 2O

PIERDERILE GASTROINTESTINALE• Diarea osmotică

Pierderile de apă din sectorul EC depă esc pierderile de Naș + (se pierde lichid hipoton) datorită:

• prezentei substantei osmotic active în lumenul intestinal* ex: administrare de lactuloză, sindroame de malabsorb ie a ț

carbohidra ilor etc.ț• inflamatiei mucoasei intestinale care impiedică absorbtia

substan elor osmotic active din lumenul intestinalț* ex: gastroenterita virală cu afectare de microvili intestinali

i malabsorb ie secundară de carbohidra iș ț țExistenta unui mediu intraluminal intestinal osmotic activ → deplasarea apei din intersti iu în lumenul intestinal (pentru echilibrare osmotică) → deshidratare EC ț→ efecte:- stimularea SRAA → hiperaldosteronism secundar;- hipersecretie de ADH

Răspunsul adecvat la hipernatremie (ce determină cre terea osmolalită iiș ț serice> 295 mOsm/ kg) este cre terea ADHș→ scăderea volumului urinar (<500 mL/zi)→ cre terea maximală a concentra iei urinare, osmolalitate urinară >800 ș țmOsm/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) care induce hipersecre iaț de ADH- volumul urinar este minim- osmolalitatea urinară maximă ( la un rinichi normal functional,

osmolalitatea urinara poate sa creasca pana la de 3-4 ori nivelul osmolalitatii serice)

2. hiperaldosteronismul secundar (indus de hipovolemie) care explică- natriureza scăzută (Na urinar < 10 mEq/l )

Deshidratarea globală* Consecin ele ț deshidratării EC:- hipovolemie, cu:

- hipoTA i tahicardie reflexă;ș- scăderea DC → hipoperfuzie tisulară → hipoxie → şoc hipovolemic

→ exitus;- scăderea filtrării glomerulare → oligo-anurie;

- globi oculari hipotoni, înfundaţi în orbite, pliul cutanat persistent etc.* Consecin ele ț deshidratării IC:

- suferin a ț sistemului nervos central: scăderea de volum a celulelor cerebrale → trac iunea cu ruperea venelor cerebrale → ț hemoragii focale, intracerebrale sau subarahnoidiene

# Suferin a SNC indusă de deshidratarea IC este amplificată de ț 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:- 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 ADHprin:

- distrugere de parenchim renal func ionalț- boala renală polichistică;- IRA, IRC;

- micro-infarcte în vasa recta, secundare siclizărilor recurente (Siclemie);- infiltrat inflamator (Sarcoidoză);- efect al medicaţiei (litiu, furosemid, gentamicină).

Mecanismul de concentrare a urinii:- In nefronii corticali: H2O sau solvi ii în exces sunt reabsorbi i din ț ț

TCP. → Ram ascendentă tubulară are osm. scăzută → Na+ e preluat în func ie de gradientul de concentra ie în ramurile asc i, respectiv desc, a ț ț șvasa recta.

- In nefronii juxtamedulari (~ 15% din nefroni):- Zona medulara: presiunea osmotică interstitială cre te ș

progresiv, datorită pompării Na+ din ansa H asc în . țintersti ial prin cotransportorul NaK2Clț

→ concentra ia Naț + i pres osm intersti ială cresc. Consecinte:ș ț- în intesti iul conex por iunii ascendente a a.H ț ț

concentra ia Naț + creste → Na+ părăse te intersti iul ș țprin vasa recta asc. i atrage secundar Hș 2O pentru echilibrul osmotic

- por iunea descendentă a a.H este permeabilă pentruț H2O. Hiperosmolalitatea atrage H2O din ansa H desc în intersti iu.→ Osm intratubulară a ram țdescendente a a.H ( i a vasa recta desc. Cu care este șin echilibru) cre te progresiv → concentra ia Naș ț +

care va intra în ansa asc. cre te progresiv, ș

amplificând transferul de Na+ prin cotransportorul de NaK2Cl în ansa ascendentă.

Se creează astfel un mecanism de amplificare a deplasării Na+ i a apei cu accentuarea progresivă a gradientului șosmotic corticală-medulară ce poartă numele de mecanism contracurent.

Contribu ia ADH la mecanismul de concentrare a urinii:țIn zona medulara profundă, la circula ia Naț + i a Hș 2O generată de

mecanismul contracurent, în prezen a ADH:ț-H2O iese din tubii colectori → concentra ia intratubulară a ureei ț

cre teș→ ureea iese din tubii colectori datorită gradientului de

concentra ie → pres osm intersti ială cre te i mai mult → pres osm în vasa rectaț ț ș ș asc cre te → se reabsorbe i mai multă Hș ș 2O prin vasa recta asc.

Acest mecanism explică de ce, în condi ii de deshidratare, înț prezne a unei secre ii adecvate de ADH i a a unui rinichi func ional cre te ț ț ș ț șnivelul ureei sanguine.

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 i se asigură un ș 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 i 333 ml din cel EC).ș

Evolu ia diabetului insipidțDiabetul insipid evoluează spre dilatarea tubilor colectori i ș

hidronefroză (volume mari de fluid la nivelul tubilor colectori, în mod cronic).În timp, apare insuficien ă renală ț prin:

- modificările structurale induse de hidronefroză;- volumele mari de apă filtrată glomerular → dilutia solvitilor in

lumenul tubular (scade osmolalitatea) → atrac ia solvi ilor din spa iul ț ț ținterstitial → scaderea tonicitatii spatiului interstitial → reducerea gradientului osmolar intre lumenul tubular si interstitiu → accentuarea deficitul de concentrare a urinii

În prezen a unei hipernatremii, pentru stabilirea diagnosticului i a ț șconduitei terapeutice, este necesară coroborarea datelor privind:- statusul volemic (implicit al stării de hidratare EC);- nivelul natriurezei;- nivelul osmolalitatii urinare.

Tip dezechilibru hidro-electrolitic

Volemie Volum urinar Natriureză Osmolaliurinară

Hipernatremie absolută crescută scăzut crescută crescută

Hipernatremie relativă (pierderi renale de lichide hipotone)

scăzută crescut (++) crescută (+) crescută

Hipernatremie relativă (pierderi extrarenale de lichide hipotone)

scăzută scăzut (minim) scăzută crescută

Hipernatremie relativă (pierdere de apă - diabet insipid)

scăzută crescut (+++) scăzută scăzută

b. hipertonia osmotică extracelulară hiperglicemicăÎn diabetul zaharat:

- membranele celulare î i pierd permeabilitatea la glucoză (secundar șdeficitului de insulină) → hiperglicemie cronică → importan ă crescutăț a glucozei în stabilirea nivelului osmolalită ii plasmei → ț glucoza devine osmotic activă;

- hiperglicemia induce hiperosmolalitate plasmatică → apa este atrasă din celule în compartimentul EC → deshidratare IC;

- glicozuria (apare la o valoare a glicemiei > 180 mg/dl) induce o diureză osmotică i ș deshidratare EC hipertonă, prin pierdere predominant de apă fa ă de sodiu (pierdere de lichid hipoton) → ț deshidratare IC → deshidratare globală.

În diabetul zaharat nivelul natremiei măsurate (hipo sau hipernatremie) nu reflectăcapitalul total de sodiu, deoarece:- În condi iile în care există ț deshidratare IC (efect al hipertoniei EC generată

de glucoza în exces) → stimularea centrului setei → ingestia unei cantită i țcrescute de apă → corectarea hiperosmolalită ii EC generate de țhiperglicemie → hiponatremie dilu ională ț (capitalul de Na+ este normal);

- În condi iile în care există ț glicozurie → diureză osmotică (poliurie, cu pierdere renală predominant de apă fa ă de sodiu) → deshidratare EC țhipertonă → hipernatremie relativă (capitalul de Na+ este normal).

În hiperglicemii, pentru stabilirea valorii reale a natremiei se face corectarea natremiei măsurate în laborator, astfel:- pentru glicemii până la 400 mg/dl: pentru fiecare creştere cu 100

mg/dl a glicemiei, peste limita superioară a normalului (100 mg/dl), se adaugă 1,6 mEq/l la valoarea Na+ măsurat;

- pentru glicemii peste 400 mg/dl: pentru fiecare creştere cu 100 mg/dl a glicemiei, se adaugă 2,4 mEq/l la valoarea Na+ măsurat.

Hipertonia osmotică EC la pacien ii cu diabet zaharat (de regulă, DZ tip 1) ți cetoacidoză diabetică poate să fie rezultatul:ș

- hiperglicemiei;- acumulării plasmatice de corpi cetonici (generează cre terea osmolalită iiș ț

plasmatice);- hipernatremiei relative (când există deshidratare).

O formă gravă de hipertonie osmotică EC poate apărea în coma diabetică hiperosmolară fără cetoacidoză (tulburare fiziopatologică întâlnită la pacien ii cuț DZ tip 2), caracterizată prin:

- cre teri mari ale nivelului glicemiei;ș- grad important de deshidratare.

Coma diabetică hiperosmolară fără cetoacidoză (complica ie acută a DZ deț tip 2) apare în prezen a unor ț factori care pot accentua tendinţa la deshidratare:- boli febrile (mecanisme termolitice → pierderi insensibile de apă →deshidratare);- infarct miocardic acut şi accidente vasculare cerebrale (eliberare hormoni de

stres cu efect hiperglicemiant → cre terea osmolalită ii spa iului EC → ș ț țaccentuarea deshidratării);

- administrare de medicamente cu acţiune hiperglicemiantă → accentuarea deshidratării;

- nerespectarea regimului hipoglucidic → hiperglicemie → accentuareadeshidratării.

În coma diabetică hiperosmolară fără cetoacidoză se constată:- hiperosmolaritate (350-450 mosm/l);- hiperglicemie (500-1500 mg/dl);- hipernatremie (peste 150 mEq/l).

c. hipertonia osmotică extracelulară prin al i osmoli activi ț apare în intoxica ii exogene cu substan e osmotic activeț ț : alcool etilic, etilenglicol, alcool metilic.

Etilen glicolul si alcoolul metilic sunt metabolizate de alcool dehidrogenază în compu i acizi (intoxica iile sunt înso ite i de acidoză ș ț ț șmetabolică).

Osmolalitatea serică poate fi:- măsurată direct (cu osmometrul) → valoarea osmolarită ii plasmatice ț

măsurată- apreciată prin transformarea concentratiilor serice ale principalilor

constituenti care o determină (Na+, glicemie i uree) → ș valoarea osmolarită ii plasmatice calculatăț

Osmolalitatea plasmatică = 2 *Na+ (mEq/l) + glucoză (mg/dl)/18 + uree (mg/dl)/2.8

* Prezenta unei substan e osmotic active exogene ț determină o diferenţă între osmolalitatea calculată şi cea măsurată (mai mare de 10 mosm/kg H2O), în favoarea celei măsurate cu osmometrul.

Intoxica iile cu ț substante osmotic active exogene se caracterizează prin:- gap osmolar: diferen a între valoarea osmolalitatii plasmatice măsurate ț

i a celei calculate, in favoarea celei masurate;ș- hiperhidratare EC (prin atragerea apei în spatiul EC hiperton);- deshidratare IC.

→ tulburare hidrică mixtă

Efectul de hiperhidratare EC indus de substan ele osmotic active țexogene este variabil, în func ie de tipul de substan ă:ț ț• Exemplu: cazul alcoolului etilic

- hiperosmolalitatea EC se instalează în contextul cetoacidozei;- fiecare cre tere în sânge a nivelulului de etanol cu 100 mg/l ș

determină o cre tere a osmolalită ii de 2 mOsm/lș ț- efectul de hiperhidratare EC este contracarat de ac iunea directă a ț

etanolului deinhibare a ADH la nivel central → cre terea diurezei → deshidratare EC șsecundară cre terii diurezei → ș deshidratare globală.

Cetoacidoza alcoolică se explică prin:Consumul de NAD, cu cresterea raportul NADH/NAD la nivelul ficatului ce

determină:• Inhibarea gluconeogenezei hepatice → scade glicemia →

scade sinteza deinsulină;• frecvent, există asocierea etilismului cronic cu un aport

alimentar redus→ fenomenul de inani ie → scade sinteza de insulină si creste sinteza de țglucagon (hormon antagonist insulinei, cu efect hiperglicemiant)

* Scăderea sintezei de insulină → scăderea utilizării glucozei în producerea energiei celulare → utilizarea preferen ială a lipidelor in sinteza de țenergie → acumularea de corpi cetonici.