ANOMALIILE ECHILIBRULUI ACIDO-BAZIC

ANOMALIILE ECHILIBRULUI ACIDO-BAZIC

Reactiile enzimatice si implicit procesele biologice depind in mare masura de concentratia ionilor de hidrogen din mediu. Limitele fiziologice acceptate de laboratoarele clinice pentru pH-ul plasmatic sunt 7,35 - 7,45, dar in vivo ele sunt mai restranse. Mentinerea intre aceste limite necesita mecanisme homeostatice eficiente, care mentin echilibrul intre procesele fiziologice care genereaza H+ si cele care reduc concentratia de H+.

Mecanismele care regleaza concentratia de H+ sunt:

mecanismele fizico-chimice, reprezentate de sistemele tampon

mecanismele biologice, care implica interventia mai multor organe si tesuturi (rolurile principale revin plamanilor si rinichilor).

Sistemele tampon sunt perechi de acizi si baze, care elibereaza (acizii) sau fixeaza H+ (bazele), incercand astfel sa compenseze modificarile de pH.

BH+TB H+

Procesul de tamponare nu inseamna si o indepartare din organism a ionilor de H+, acestia ramanand fixati de acceptori (baze) sub forma nedisociata. Ca urmare, sistemele tampon constituie doar o masura temporara, iar acumularea continua de H+ poate duce la depasirea capacitatii de tamponare si la modificarea brusca a valorii pH. Principalele sisteme tampon sunt reprezentate intracelular de proteine si fosfati, iar extracelular de HCO3-/H2CO3.

Participarea plamanilor la reglarea homeostaziei acido-bazice se face prin eliminarea CO2.

Hemoglobina contribuie la transportul de CO2, la procesul de tamponare a H+ si procesul de formare a bicarbonatilor. La nivelul plamanilor creste presiunea partiala a oxigenului (PO2) si scade PCO2. Hemoglobina fixeaza O2, iar oxihemoglobina astfel rezultata devine un acid (de 40 ori mai puternic decat hemoglobina redusa), care elibereaza H+ si fixeaza ionii de K+ sub forma de oxihemoglobinat de potasiu. Ionii de Cl- electronegativi vor parasi hematiile si ajunsi in plasma vor reactiona cu bicarbonatii, fixand sodiul si eliberand ionul HCO3-. Acesta patrunde in hematii si impreuna cu H+ formeaza acid carbonic. Intrucat la nivelul plamanilor PCO2 este relativ scazuta, anhidraza carbonica va actiona in sensul descompunerii H2CO3 in H2O si CO2, care difuzeaza apoi in aerul alveolar.

Difuzarea CO2 din sange in alveole si eliminarea in aerul atmosferic depinde de:

gradientul de presiune partiala

amplitudinea si frecventa miscarilor respiratorii, de ventilatie

tensiunea superficiala de la nivelul alveolelor pulmonare.

Participarea rinichilor la reglarea homeostaziei acido-bazice se face prin eliminarea acizilor nevolatili si mentinerea nivelului plasmatic de bicarbonati.

In rinichi, la nivelul glomerulilor se vor filtra nu numai diferitii acizi nevolatili (de regula sub forma de saruri de sodiu), dar si toti electrolitii, inclusiv sistemele tampon micromoleculare. Tubii renali sunt insa dotati cu mecanisme prin care cationii de Na+ si anionii bicarbonat sunt reabsorbiti din ultrafiltrat, fiind schimbati cu H+, care se secreta in lumenul tubilor uriniferi.

HA + NaHCO ³ NaA + H2O + CO2 (HA = acid tare).

Tulburarile echilibrului acido-bazic

Deoarece tamponul bicarbonat/acid carbonic este esential in determinarea valorilor de pH, iar orice perturbare a homeostaziei ionilor de hidrogen va afecta sistemul tampon, este convenabil sa se discute perturbarile echilibrului acido-bazic in functie de modificarile raportului [HCO3-]/PCO2.

Un pH arterial mai mic de 7,35 defineste acidemia si reflecta exces relativ de acizi in sange. Acidoza este o crestere sistemica a concentratiei H+.

Alcalemia se defineste ca o crestere a pH-ului arterial peste 7,45. Alcaloza reprezinta o reducere sistemina a nivelului H+.

Atunci cand anomalia duce la scaderea bicarbonatilor se ajunge la acidoze metabolice, iar o crestere a bicarbonatilor va realiza alcaloza metabolica.

In anomaliile care duc la cresterea PCO2 se va dezvolta o acidoza respiratorie, in timp ce scaderea PCO2 semnaleaza o alcaloza respiratorie.

In dereglarile de cauza metabolica a echilibrului acido-bazic, mecanismele compensatorii se exercita la nivelul plamanilor, afectand PCO2 (se modifica in acelasi sens cu bicarbonatul, respectiv scade in acidoze si creste ineficient in alcaloze).

In dereglarile de cauza respiratorie, mecanismele compensatorii se realizeaza la nivel renal, prin reglarea reabsorbtiei bicarbonatilor. Astfel, efortul de compensare intr-o acidoza respiratorie este dirijat spre cresterea concentratiei de bicarbonati, pe cand intr-o alcaloza respiratorie se tinde spre limitarea reabsorbtiei bicarbonatilor si scaderea concentratiei lor in sange.

Reactiile compensatorii pot corecta partial sau total valorile pH, dar [HCO3-] si respectiv PCO2 raman anormale pana la corectarea anomaliei primare.

!!! Intrucat in cursul proceselor metabolice se produc ioni de hidrogen (H+) si nu ioni de hidroxil, tendinta spre acidoza se intalneste mult mai frecvent decat tendinta la alcaloza. Pe de alta parte, mecanismele homeostatice sunt adaptate in special pentru contracararea unui exces de H+. Din acest motiv alcalozele (mai ales cele metabolice) sunt mai rare si se compenseaza cu dificultate.

ACIDOZELE METABOLICE

Acidozele metabolice sunt determinate de un exces de H+ sau un deficit de bicarbonati din cauze nonrespiratorii. Acestea se pot grupa in trei mecanisme:

Productie crescuta de acizi nevolatili

Reducerea eliminarii renale a acizilor nevolatili

Pierderi de HCO3-.

De peste 30 de ani diagnosticul diferential al acidozelor metabolice se face prin calcularea lacunei anionice (anion gap = AG) = diferenta dintre suma cationilor ( Na⁺, K⁺) si cea a anionilor (Cl^-, HCO₃^-) masurati in testele de orientare:

AG = ( [Na⁺] + [K⁺]) - ([Cl^-] + [HCO₃^-]) = 10-124 mEq/L

In conditii normale anionii sunt egali cu nivelul cationilor. Anumiti anioni (proteine, sulfati, fosfati, acizi organici) nu sunt masurati in mod curent. De aceea AG normala exprima concentratia anionilor nemasurati.

Exista si cationi nemasurati (Ca2+, Mg2+), care pot neutraliza contributia sulfatilor si a lactatului. Datorita concentratiei mici a K+, aceasta poate fi omisa din calcularea AG.

Acidozele metabolice pot fi cu AG crescuta (AG pozitiva) sau normala (non AG sau hipercloremice).

Acidozele metabolice cu AG crescuta pot fi determinate de acumularea de anioni diferiti de Cl-.

Cauze frecvente:

Acidoza lactica

Cetoacidoza

Insuficienta renala

Substante exogene

Cauze rare:

Deshidratare (concentrarea ionilor)

Cresterea sarurilor de sodiu (ex. administrarea de saruri de sodiu, coma hiperosmolara noncetonica la diabetici)

Reducerea cationilor nemasurati (ex. magneziu, calciu)

Alcalozele asociate cu cresterea productia de lactat)

Sepsis.

Acidoza lactica poate fi determinata de mai multe mecanisme:

Hipoxie tisulara (ex. soc hipodinamic, ischemie tisulara)

Cresterea catabolismului (ex. cresterea glicolizei aerobe, cresterea catabolismului proteic)

Reducerea clearanceului acidului lactic (ex. insuficienta hepatica, soc)

Inhibarea piruvatdehidrogenazei (ex. deficit de tiamina, endotoxine)

Activarea celulelor inflamatorii.

Cetoacidoza poate fi determinata de:

o       diabetul zaharat tip 1 decompensat (deficitul de insulina, exces de glucagon, catecolamine, cortizol)

o       consum excesiv de alcool

o       inanitie.

!!! In cazul sugarilor trebuie luate in considerare si posibilele anomalii genetice de metabolism al acizilor grasi sau al acizilor aminati ramificati

Insuficienta renala produce acidoza prin acumularea de sulfati si alti acizi ce nu pot fi eliminati.

Unele substante exogene (ex. metanol, etilenglicol, salicilati, toluen, paraldehida) pot induce acidoza metabolica prin formarea unor cataboliti acizi, cresterea sintezei de cetoacizi si acid lactic.

Acidoze metabolice cu AG normala pot apare fie prin cresterea clorului relativ la cationi (in special sodiul), fie prin pierdere de cationi.

Cauzele pot fi renale sau extrarenale.

1. In cauzele renale (acidozele tubulare renale - ATR) este redus/abolit raspunsul renal normal la acidoza de crestere a excretiei de clor, ceea ce duce la acumularea clorului.

Tip II = Un deficit al anhidrazei carbonice la nivelul tubului proximal, care determina pierderi urinare de bicarbonati. Celulele tubulare distale sunt insa capabile sa genereze bicarbonati si sa secrete H+, care se tamponeaza in urina cu fosfati si cu amoniac. De aceea pentru aceasta forma de ATR este caracteristica pastrarea abilitatii de a forma o urina acida, bogata in saruri de amoniu, in conditiile unei acidoze metabolice.

Tip I = Deficitul functional al tubilor distali, care se asociaza cu incapacitatea de-a acidifia urina, chiar si in prezenta unei acidoze sistemice severe. In timp ce activitatea anhidrazei carbonice si reabsorbtia bicarbonatilor decurg normal la nivelul tubilor proximali, celulele tubulare distale sunt incapabile sa excrete H+ si sa genereze bicarbonati. Acest deficit se datoreaza unei anomalii a membranei luminale a acestor celule, care devin permeabile pentru H+ secretat in lumen. Astfel, H+ redifuzeaza in celulele tubulare distale (urina alcalina) si inhiba acolo anhidraza carbonica. Ca urmare, scade generarea de bicarbonati si acidifierea urinei. Acidoza tubulara distala poate avea un caracter familial (ex.boala Wilson = depunere de cupru in tubii renali distali, cistinoza = depunere de cistina, galctozemia =depunerea de galactozo-l-fosfat, intoleranta ereditara la fructoza = depunerea de fructozo-l-fosfat, boala Fabry = depunerea de glucozosfingolipide anormale) sau castigat (ex. amfotericina B, mercurul, hipercalcemiile severe, proteinuria Bence-Jones). In toate cazurile anomalia se instaleaza insa in mod secundar, ca urmare a lezarii celulelor tubulare distale.

O consecinta a acestor anomalii din ATR I este ca scaderea secretiei de H+ determina scaderea schimbului cu Na+, ceea ce face ca acest cation sa se reabsoarba la schimb cu K+ (rezulta hipopotasemie) si in echilibru (cotransport) cu Cl- (rezulta hipercloremie).

!!! Toate acidozele prelungite favorizeaza decalcifierea oaselor si duc la eliminari urinare crescute de calciu. Atat timp cat urina este acida, precipitarea sarurilor de calciu este prevenita, dar in acidoza tubulara distala, cand urina este alcalina se ajunge frecvent la formarea de calculi sau la nefrocalcinoza.

Tip IV = determinate de:

o       Disfunctii tubulare difuze

o       Deficitul sau rezistenta la aldosteron

o       Unele medicamente (ex. antiinflamatoare nonsteroide, heparina, diuretice ce economisesc potasiul).

Exista o reabsorbtie scazuta a Na+, asociata cu reducerea secretiei de H+ si K+, acidoza si hiperpotasemie. Hiperpotasemia reduce in plus formarea si reabsorbtia de amoniu.

2. In grupul cauzelor extrarenale de acidoza metabolica cu AG normal intra pierderea de bicarbonat la nivelul tractului digestiv si administrarea de preparate ce contin Cl-.

Secretiile pancreatice si intestinale sunt alcaline din cauza continutului ridicat de bicarbonati. In mod normal, secretia de bicarbonati din lumenul intestinal este echilibrata de o precedenta generare de bicarbonati in mucoasa gastrica in cursul secretiei de acid clorhidric (proces catalizat de anhidraza carbonica).

In diaree deosebit de severa sau in cazurile de fistule intestinale sau pancreatice, pierderile de bicarbonati pot depasi mecanismele compensatorii. Decompensarea survine mai ales atunci cand din cauza deshidratarii si scaderii lichidului extracelular, se ajunge la reducerea filtrarii glomerulare. Ca urmare, cantitatile de sodiu si de sisteme tampon (bicarbonati, fosfati) din ultrafiltratul glomerular sunt insuficiente pentru o activitate optima a mecanismului catalizat de anhidraza carbonica din tubii renali si implicit pentru o compensare eficienta a pierderilor de bicarbonati.

!!! Secretiile intestinale sunt relativ bogate in K+ si in consecinta, acest tip de acidoza metabolica constituie una din exceptiile de la regula conform careia acidoza evolueaza cu hiperpotasemie, evoluand cu hipopotasemie.

Compensarea acidozei metabolice se realizeaza printr-o crestere a eliminarilor de CO2 (hiperventilatie = respiratie Kussmaul), deoarece capacitatea de tamponare ramane scazuta (compensare pe termen mediu). Atunci cand acest mecanism este depasit, intervine compensarea renala prin reabsorbtia tuturor bicarbonatilor filtrati, eliminare maxima de H+ sub forma de aciditate titrabila si sinteza crescuta de amoniu. Cand si acest mecanism este depasit, se ajunge la scaderea severa a valorii pH-ului si instalarea unei acidoze metabolice decompensate.

ALCALOZELE METABOLICE

Acest tip de dereglare a echilibrului acido-bazic se intalneste mai rar si poate fi provocata de trei mecanisme:

Pierdere excesiva de H+ (varsaturi excesive, hiperadrenocorticism)

Aport excesiv de compusi alcalini

Pierdere de fluide cu Cl- (abuz de diuretice)

Principalele cauze de alcaloza metabolica sunt:

Administrarea terapeutica a unor mari cantitati de bicarbonat intravenos sau chiar pe cale orala, care poate depasi capacitatea de eliminare la nivel renal, mai ales in cazurile in care exista o reducere a filtratului glomerular

Depletia severa de potasiu stimuleaza intrarea H+ in celule

Pierderi digestive de H+ prin varsaturi ( ex. stenoza pilorica), cu instalarea unei alcaloze metabolice cu caracter particular. Se stie ca secretia de HCl este conditionata de actiunea anhidrazei carbonice, astfel incat pentru fiecare mmol de H+ secretat in stomac se genereaza un mmol de HCO3-, care trece in plasma inlocuind anionul Cl- . In mod normal, acest proces este urmat de secretia de HC03- in duoden. In caz de varsaturi survenite la un subiect cu pilor permeabil, pierderile de HCl se insotesc si de pierderi de bicarbonati refluati in stomac, astfel incat echilibrul acido-bazic este afectat doar in mica masura. In cazul unui bolnav cu stenoza pilorica, obstructia dintre stomac si duoden face ca pierderile de H+ si generarea de HCO3- sa nu fie asociata cu o pierdere de bicarbonati, iar daca nu survine o eliminare rapida a acestora la nivelul rinichilor, se va instala o alcaloza metabolica. Deshidratarea secundara varsaturilor va duce la scaderea filtratului glomerular si implicit la reducerea eliminarilor urinare de bicarbonati, o secretie crescuta de aldosteron (favorizeaza reabsorbtia de Na+ si eliminarile de K+, cu hipopotasemie).

!!! Rezulta ca hipopotasemia nu este o consecinta directa a pierderilor de K+ prin varsaturi, ci survine ca urmare a alcalozei metabolice, respectiv a reducerii concentratiei de H+ in celulele tubilor renali si cresterea schimbului Na+-K+ si eliminarea urinara crescuta a K+.

Pierderi renale de H+ (Ex. stenoza de artera renala, estrogeni, hiperadlosteronism primar, sindrom/boala Cushing) apar datorita activarii sistemului renina-angiotensina-aldosteron. Astfel creste reabsobtia de Na+ si eliminarea de K+, iar consecutiv creste eliminarea de H+ cu alcaloza metabolica. In paralel apare si o retentie hidrica (creste ADH), ce predispune la HTA.

Alcaloza metabolica se caracterizeaza prin cresterea bicarbonatilor si se insoteste de regula de hipopotasemie si de scaderea calciului ionic cu predispozitie la tetanie.

Compensarea se face initial prin reducerea eliminarii de CO2, nu atat prin reducerea functiei respiratorii, cat mai ales prin inhibarea anhidrazei carbonice de catre concentratia scazuta a bicarbonatilor din lichidul extracelular.

!!! De subliniat ca mecanismele compensatorii din alcaloza metabolica au o eficienta redusa.

ACIDOZELE RESPIRATORII

Anomalia initiala din acidoza respiratorie este reprezentata de cresterea pCO2 peste 45 mmHg (hipercapnie) ca urmare a reducerii ventilatiei. Aceasta poate fi determinata de diferite disfunctii respiratorii (restrictive, obstructive, mixte), afectiuni ale cutiei toracice sau ale centrilor respiratori.

Cresterea pCO2 duce la cresterea CO2 tisular si in fluide. CO2 va reactiona cu H2O si va forma H2CO3, care disociaza in H+ si HCO3-. Nivelul ridicat de CO2 si H+ activeaza mecanisme compensatorii renale:

activarea anhidrazei carbonice la nivelul tubilor renali, cu reabsorbtia de bicarbonati si eliminarea de H+, asociate cu scaderea reabsorbtiei de Cl-

cresterea producerii si excretiei de amoniu (se elimina sub forma de clorura de amoniu si astfel sporeste pierderea de Cl-)

In acidozele respiratorii acute compensarea se face in cateva minute la nivel celular:

Tamponarea acidului carbonic

Pierderea bicarbonatului celular la schimb cu Cl-

Pe masura ce mecanismele compensatorii sunt depasite de cresterea concentratiei de H+ (decompensare), acestia intra in celule (acidoza celulara) si iese compensator K+ (hiperpotasemie). Deficitul de oxigen duce la acumulare si de acid lactic, ceea ce duce la acidoza mixta.

ALCALOZA RESPIRATORIE

Anomalia apare ca urmare a unei respiratii accelerate si profunde, care duce la scaderea pCO2 sub 35 mmHg (hipocapnie) si o crestere a pH-ului peste 7,45. O astfel de hiperventilatie este de cele mai multe ori consecutiva unei excitatii puternice a centrului respirator din cauze pulmonare (ex. hipoxemie severa, pneumonie, criza de astm) sau extrapulmonare (ex. leziuni ale trunchiului cerebral, crize de isterie, insuficienta hepatica, sepsis).

!!! Respiratia artificiala excesiva practicata in serviciile de terapie intensiva, cuplata uneori cu perfuzii de bicarbonat, pot duce la o alcaloza extrem de severa deoarece componenta respiratorie si cea metabolica se sumeaza.

Reducerea CO2 determina scaderea acidului carbonic, a excretiei de H+ si de bicarbonat si cresterea pH-ului. Consecinta este expulzarea H+ din celule (alcaloza celulara) si intrarea K+ (hipopotasemie).

Hipocapnia stimuleaza receptorii carotidieni si aortici, centrii medulari si induce tahicardie. In acelasi timp determina vasoconstrictie cerebrala (hipoxie) si suprastimulare vegetativa.

Daca hipocapnia dureaza mai mult de 6 ore rinichiul secreta mai mult bicarbonat si mai putin H+. Efortul compensator reprezentat de reducerea producerii de bicarbonati la nivelul tubilor renali, are o eficienta limitata, organismul fiind adaptat mai degraba pentru compensarea unei acidoze decat pentru contracararea unei alcaloze.

EFECTELE DEZECHILIBRELOR ACIDOBAZICE

Acidozele și alcalozele au efecte diferite extracelulare de cele intracelulare.

!!! cresterea CO2 determina in plus vasodilatatie arteriala periferica cu hipotensiune si venoconstrictie cerebrala cu hipertensiune intracraniana

!!! scaderea CO2 determina in plus vasoconstrictie arteriala cerebrala cu hipoperfuzie cerebrala si bronhoconstrictie cu hipoventilatie

TULBURARI ACIDOBAZICE MIXTE

In cele mai multe cazuri tulburarile acido-bazice se combina, ceea ce face imposibil diagnosticul daca nu se tine cont de contextul clinic, paraclinic si de laborator.

Exemple:

La gravide in primul trimestru de sarcina varsaturile determina alcaloza metabolica si hiperventilatia din cauza sarcinii alcaloza respiratorie

Pacientii cu BPOC datorita hipoventilatiei au acidoza respiratorie, iar datorita tratamentului diuretic se asociaza alcaloza metabolica

In stopul cardio-respirator hipoventilatia determina acidoza respiratorie, iar metabolismul anaerob acidoza metabolica.

La un diabetic cu cetoacidoza , daca se asociaza varsaturi, apare si o alcaloza metabolica.

TULBURARILE ECHILIBRULUI HIDRO-ELECTROLITIC

Organismul poseda o serie de mecanisme care asigura mentinerea cat mai constanta a caracteristicilor 'mediului intern'. Pentru echilibrul hidro-electrolitic cele mai importante mecanisme sunt:

presiunea osmotica,

concentratia ionilor de hidrogen,

continutul de cationic,

presiunea coloidosmotica,

temperatura.

Perturbarile echilibrului hidro-electrolitic reprezinta adeseori urgente, iar aplicarea unor masuri terapeutice corecte depinde de intelegerea fiziopatologie acestor perturbari.

Tulburarile hidro-electrolitic pot interesa:

predominant apa

predominant diversii electroliti

apa si electrolitii in aceeasi masura

Apa constituie aproximativ :

75-80% din greutatea corporala a unui sugar

60-65% din greutatea corporala a unui copil

60% din greutatea corporala a unui adult (65% barbatii deoarece au masa musculara mai mare, 55% femeile)

sub 60% din greutatea corporala a unui varstnic (scade masa musculara, scade senzatia de sete)

Apa totala este distribuita intre spatiul celular si extracelular:

Volumul extracelular 45%

Volumul plasmatic 7,5%

Volumul lichidului interstitial si limfa 20%

Volumul lichidului transcelular 2,5%

Volumul apei intracelulare 55%

Apa este intr-o continua deplasare intre spatii hidrice. Deplasarea intre plasma si spatiul interstitial este controlata de 2 grupe de forte:

fortele care favorizeaza filtrarea apei din plasma spre interstitiu

a.       presiunea hidrostatica plasmatica (PHP)(normal este mai mare la capatul arterial al capilarelor)

b.      presiunea osmotica interstitiala (POI)(atrage apa din capilar)

forte care tind sa deplaseze apa din interstitiu in plasma

a.       presiunea coloid-osmotica plasmatica (PCOP)(tine apa in plasma)

b.      presiunea hidrostatica interstitiala (PHI)(mai mare la capatul venos al capilarului).

La nivelul capilarelor transportul apei depinde și de functionalitatea aquaporinelor (proteinele canalelor de apa).

Diferenta dintre cele doua grupe de forte determina apa neta filtrata:

apa neta filtrata = (PHP+ POI) - (PCOP+ PHI)

Schimburile de fluide dintre plasma si lichidul interstitial sunt conditionate si de drenajul limfatic, metabolismul celular si integritatea membranelor.

Electrolitii sunt reprezentati de ionii principalelor elemente (Na+, Cl-, H+, HCO3+, K+, SO₄^2-, PO₄^3-, Co2+, Mg2+). Cel mai important electrolit extracelular este sodiul si de aceea are contributia majora in determinarea osmolaritatii. Sodiul, in colaborare cu potasiul si calciul sunt elementele determinante pentru:

Functia neuromusculara

Echilibrul acido-bazic

Reactiile chimice celulare

Transportul membranar.

Controlul metabolismului apei se realizeaza prin reglarea ingestiei de lichide si reglarea pierderilor de apa si electroliti.

1.Reglarea ingestiei de apa se exercita prin senzatia de sete. Aceasta poate fi declansata de:

Cresterea osmolaritatii lichidului extracelular (cresterea concentratiei de sodiu determina iesirea apei din neuronii zonelor din hipotalamus ce contin centrii reglarii ingestie de apa)

Scaderea volumului lichidului intravascular (stimuleaza receptorii de volum din atrii, vena cava inferioara si venele pulmonare, baroreceptorii din aorta si arterele carotide).

Cresterea Angiotensinei II circulante

Durerea, emotiile

Substante exogene (morfina, barbituricele, nicotina).

2.Reglarea eliminarilor de apa depinde de aceiasi stimuli, dar ei determina o stimulare a centrilor hipotalamici dintr-o arie diferita de cea in care se afla centrii care controleaza ingestia de apa. Excitarea lor se soldeaza cu eliberarea de hormone antidiuretic/argininvasopresina (ADH/AVP), care actioneaza asupra tubilor contorti distali si a tubilor colectori, determinand retrorezorbtia apei si reducerea eliminarilor urinare de apa.

In reglarea continutului de sodiu al organismului, cel mai bine studiat mecanism de control este reprezentat de sistemul renina-angiotengina-aldosteron. Peptidul natriuretic atrial este un hormon de origine cardiaca, care se elibereaza ca raspuns la distensia atriilor si determina cresterea excretiei de sodiu, inhiba sistemul renina-angiotensina-aldosteron si moduleaza tensiunea arteriala.

Tulburarile echilibrului hidroelectrolitic

Aportul excesiv de apa si/sau de sodiu are rareori importanta clinica daca mecanismele homeostatice functioneaza normal. Modificari patologice ale secretiei de hormoni cu rol in reglarea echilibrului hidroelectrolitic produc insa alterari importante ale osmolaritatii si ale volumului lichidelor din diversele compartimente.

In majoritatea cazurilor, anomaliile intereseaza atat apa cat si sodiul. Exista insa si situatii in care perturbarea afecteaza cu predominanta unul din cele doua componente. Anomaliile interesand echilibrul potasiului prezinta particularitati si consecinte specifice.

Raportat la variatiile osmolaritatii tulburarile hidroelectrolitice pot fi:

Izotone (osmolatitate normala)

Hipertone (osmolatitate crescuta)

Hipotone (osmolaritate scazuta).

Cauzele si consecintele tulburarilor hipertone

Cauzele si consecintele tulburarilor hipotone

!!!

EXCESUL DE SODIU

Aceasta anomalie se intalneste doar rareori in forma pura (neasociata cu retentia de apa). Ea poate totusi surveni dupa:

1.Cresteri acute ale aportului de sodiu:

perfuzii cu solutii hipertone de NaHCO3 date unor bolnavi oligurici.

clisme cu solutii saline hipertone

naufragiatii care au ingerat apa de mare

2.Pierderi acute de apa:

febra

diabet insipid

diabet zaharat cu poliurie

diaree

'cura de sete' aplicata in mod abuziv bolnavilor cu glomerulonefrita acuta.

Consecinta hiperosmolaritatii extracelulare induse de hipernatremie este migrarea apei celulare extracelular cu deshidratare celulara. Deshidratarea celulara activeaza senzatia de sete.

!!! In timpul hiperosmolaritatii extracelulare prelungite, pentru a se proteja impotriva deshidratarii celulare, celulele sistemului nervos central isi cresc osmolaritatea atat prin iesirea apei din celule cat si prin acumularea in celule a unor micromolecule organice produse de metabolismul celular (osmoli idiogenici). De aceea refacerea terapeutica brusca a osmolaritatii lichidului extracelular va atrage apa extracelulara in celulele nervoase cu osmolaritate crescuta, si poate apare edemul cerebral.

deficitul DE APA

Aceasta anomalie se poate instala prin:

1. pierderi excesive de apa:

pierderi cutanate prin secreție sudorala excesiva (sudoarea fiind hipotona)

pierderi digestive

o       varsaturi abundente (sucul gastric fiind mai sarac in sodiu decat plasma)

o       pierderi prin scaune fluide cu un continut sarac in sodiu (de regula in gastroenteritele sugarilor)

pierderi renale prin

o       deficit de ADH (diabet insipid neurogen)

o       lipsa de raspuns al tubilor renali la ADH (diabet insipid nefrogenic mostenit sau castigat in cadrul unei pielonefrite)

pierderi respiratorii prin polipnee intensa si prelungita survenita in pneumonii, acidoza sau leziuni ale trunchiului cerebral, care pot duce la pierderi de apa pe cale respiratorie.

2. aport inadecvat de apa:

afectiuni buco-faringiene

lipsa de raspuns la sete (bolnavi comatosi)

absenta setei (adipsie) consecutiva unor leziuni ale hipotalamusului

lipsa aportului de apa ( imobilizati, pierduti in desert).

Atunci cand mecanismele homeostatice sunt pastrate, ele intervin in mod adecvat declansand secretia de ADH si ca urmare creste reabsorbtia tubulare de apa.

Atunci cand nu se poate restabili echilibrul, deficitul de apa duce la cresterea presiunii osmotice (hiperosmolaritate) in lichidul extracelular si iesirea apei din celule (deshidratare celulara).

Manifestarile caracteristice deshidratarii celulelor sunt:

senzatie intensa de sete,

uscaciunea mucoasei buco-faringiene,

scaderea turgorului tegumentelor,

lipsa sudoratiei,

hipotonia globilor oculari

adeseori febra.

Ca urmare a hiperosmolaritatii apare si hiperaldosteronism secundar, ce poate agrava hipernatremia.

DEFICITUL DE SODIU

Depletia de sodiu apare, de regula, ca urmare a pierderilor de sodiu:

digestiva (mai ales diarei profuze)

renala

o       insuficienta suprarenala, hipoaldosteronism

o       afectiuni renale

o       Diureza osmotica (glucozuria).

o       Iatrogenic (excesul de diuretice).

Cutanata (sudorație excesiva)

Scaderea osmolaritatii lichidului interstitial (hiponatremie) va duce la o deplasare a apei intracelular, determinand pe de o parte o scadere si mai accentuata a volumului lichidul extracelular si pe de alta aparitia hiperhidratarii celulare.

Hiperhidratarea celulelor cerebrale se traduce prin cefalee, confuzie si chiar prin convulsii, iar senzatia de sete lipseste. Aceste manifestari depind atat de gradul de scadere a sodemiei, cat si de viteza cu care se instaleaza o astfel de scadere.

!!! In cazurile in care depletia de sodiu s-a instalat brusc, fenomenele cerebrale sunt deosebit de pregnante realizand tablou clinic al intoxicatiei cu apa.

!!! Simptomele sunt mai putin fulminante cand depletia de sodiu are un caracter cronic si cand se instaleaza crampe musculare, greata, varsaturi si o stare de letargie.

EXCESUL DE APA

Cresterea apei totale din organism, neasociata cu o crestere a sodiului total survine atunci cand mecanismele homeostatice sunt depasite prin:

aport excesiv de apa

anomalii ale mecanismelor care regleaza eliminarile de apa.

Ingestia excesiva de apa survine rar, dar ea a fost semnalata in cazuri de polidipsie psihogena asociata unor boli psihice sau in urma unor leziuni ale hipotalamusului anterior.

Retentia excesiva de apa survine mai des, ca urmare a deficietei mecanismelor homeostatice:

administrarea excesiva de lichide hipotone la un bolnav cu oligurie

exces de ADH asociat cu adminstrarea de lichide hipotone.

Excesul de ADH, sau sindrom de secretie neadecvata de hormon antidiuretic (syndrome of inappropriate antidiuretic hormone secretion, SIADH) poate surveni in:

Secretie tumorala/ectopica de ADH (carcinom bronsic, de prostata, uterin, pancreatic)

Afectiuni cerebrale iritative (ex. meningite, encefalite, tumori cerebrale,hematom subdural, traumatisme cerebrale cu fracturi)

Afectiuni pulmonare sau ale cutiei toracice (tbc pulmonar, pneumotorace, BPCO, pneumonii, ventilatie artificiala) ce reduc perfuzia atriului stang si stimuleaza receptorii atriali

Infectii (prin raspunsul de faza acuta)

Medicamente (ex. Morfina, barbituricele, vincristina)

Alte cauze (ex. Stres chirurgical, leucemie acuta mieloida).

!!! In pofida hiponatremiei, lipseste tendinta de compensare prin aldosteron. Se presupune ca o cestere a volumului plasmatic inhiba sistemul renina-angiotensina-aldosteron, iar pe de alta parte excesul de ADH ar anula efectele aldosteronulul la nivelul tubilor renali.

Manifestarile clinice sunt determinate in special (ca si in cazul deficitului de sodiu) de o hiperhidratare celulara la nivelul sistemului nervos central.

RETENTIA DE APA SI SODIU (EDEMELE)

Retentia combinata de apa si sodiu, survine destul de freevent in patologia clinica. Atunci cand volumul lichidului interstitial creste cu cel putin 10% se instaleaza edemele. Acestea apar ori de cate ori iesirea fluidului din capilare depaseste capacitatea de reintoarcere sau de drenare pe cale limfatica. Edemele se dezvolta mai ales in tesutul conjunctiv subcutanat, care fiind lax poate fi destins cu usurinta de lichidele care se acumuleaza.

Principalele mecanisme care contribuie la dezvoltarea edemelor sunt:

cresterea permeabilitatii capilarelor

scaderea presiunii coloidosmotice (sindrom nefrotic, ciroza hepatica, casexie, enteropatie cu pierdere de proteine)

cresterea presiunii hidrostatice in capilare

o       obstructie venoasa (tromboflebite)

o       creste retentia de sodiu si apa (insuficienta cardiaca congestiva, insuficienta renala)

obstructia cailor limfatice (limfedem).

!!! Scaderea  presiunii coloidosmotice a plasmei este insuficienta pentru a produce o acumulare neta de apa si sodiu in interstitiu. Scaderea volumului plasmatic determina o secretie de aldosteron si ADH, ceea ce duce implicit la o retentie de sodiu si apa. Intrucat lichidul continua sa difuzeze in interstitiu, se impiedica restabilirea volumului plasmatic, astfel incat secretia de aldosteron si de ADH nu sunt inhibate printr-un mecanism adecvat de feed-back negativ. Din aceste motive echilibrul homeostatic nu se restabileste, ajungandu-se la acumulari si mai importante de apa si sodiu.

Principalele consecinte ale edemelor sunt:

• Compresiune pe capilare cu ischemie
• Creste distanta dintre celule si capilare, ceea ce reduce transportul de nutrienti, oxigen si cataboliti
• Reducerea volumului sanguin si risc de soc hipovolemic.

TULBURARILE ECHILIBRULUI POTASIULUI

In conditii normale concentratia potasiului plasmatic este mentinuta intre limite destul de stanse (3,5 - 5,5 mEq/l). Potasiul este localizat cu predominanta intracelular, iar variatiile concentratiilor sale in plasma dau doar indicatii aproximative asupra continutului in potasiu al organismului.

Reglarea potasemiei este asigurata de:

Efectul aldosteronului la nivel renal (creste eliminarea de K+)

pH (acidoza scoate K+ din celule, alcaloza introduce K+ in celule)

aport alimentar

insulina (stimuleaza intrarea potasiului in celule prin activarea pompei de sodiu si potasiu din ficat si muschi)

catecolamine (beta2 stimularea introduce K+ in celule, alfa stimularea scoate K+ din celule).

In mod normal se pierde K+ prin scaun, urina si secretia sudorala.

HIPOPOTASEMIILE

Hipopotasemiile (sub 3,5mEq/L) pot fi cauzate de:

Scaderea apotului de potasiu (alcoolism, anorexie nervoasa, nutritie parentarala saraca in potasiu)

Pierderi

o       gastrointestinale (varsatura, diaree, fistule, malabsorbtie, exces de laxative)

Deplasarea intracelulara (insulina, alcaloza, paralizia periodica hipokalemica).

!!! Mecanismele care pot duce la hipopotasemie se pot intrica. Ex. stenoza pilorica. Pierderile de K+ prin varsaturi, duc atat la o scadere a potasemiei cat si la o alcaloza metabolica, care la randul ei determina o eliminare crescuta de potasiu in urina. Hipopotasemia accentueaza alcaloza, iar scaderea volumului plasmatic si a presiunii pulsului in arteriolele renale determina cresterea secretiei de aldosteron, ceea ce agraveaza atat pierderile de potasiu cat si alcaloza.

!!! In cadrul aceleiasi stari patologice si la acelasi bolnav, hiperpotasemia si hipopotasemia pot altena in functie de evolutia bolii si de terapie.   Ex. insuficienta renala acuta oliguria si implicit scaderea eliminarilor urinare de potasiu vor duce la cresterea potasemiei, dar in perioada de poliurie se ajunge la pierderi excesive de potasiu in urina si la hipopotasemie. Ex. Diabet zaharat cu cetoacidoza determina hiperkalemie, iar dupa tratament cu insulina K+ intra in celule si poate apare hipopotasemia.

Consecintele hipopotasemiei

Potentialul de membrana al nervilor si al fibrelor musculare si deci excitabilitatea, depind de raportul dintre potasiul intracelular si cel extracelular. Ca urmare, simptomatologia depletiei de potasiu va fi dominata de reducerea excitabilitatii neuromusculare:

La nivelul musculaturii striate accentuata astenie musculara si hiporeflexie.

!!! grupele musculare inervate de nervii cranieni si diafragmul nu sunt afectate.

La nivelul musculaturii netede, o diminuare a motilitatii, tradusa prin constipatie, meteorism, ileus paralitic

La nivelul inimii sistemul excitoconductor si miocardul sunt afectate in mod diferit: apar tulburari de ritm prin intarzierea repolarizarii ventriculare (bradicardii, blocuri atrioventriculare) si modificari Ecg (scade unda T, creste unda U, depresia ST)

Alte manifestari includ:

• 'nefropatia kaliopenica' (Scaderea capacitatii rinichilor de a concentra urina si o lipsa de raspuns al tubilor renali la aldosteron si ADH). Aceasta poate complica aspectul bolii, ducand la o poliurie care poate ajunge pana la 4 l/zi si la o accentuata senzatie de sete. Pe acest fond se poate grefa o infectie, dezvoltandu-se o pielonefrita.

Reducerea secretiei de insulina.

HIPERPOTASEMIILE

In timp ce majoritatea cazurilor de hipopotasemie, survin pe fondul unei depletii de potasiu a organismului, in multe cazuri de hiperpotasemie se poate decela o depletie de potasiu. Hiperpotasemiile (nivele peste 5,5 mEq/l) se dezvolta prin:

Aport excesiv de potasiu (suplimentari orale sau intravenoase, transfuzii cu sange vechi)

Scaderea eliminarilor renale de potasiu (insuficienta renala, hipoaldosteronism, diuretice care blocheaza secretia de potasiu in TCD - spironolactona, triamteren)

Deplasarea potasiului din celule in lichidul extracelular (sindrom de strivire, hipoxie tisulara, deficit de insulina, acidoza).

Consecintele hiperpotasemiei.

Manifestarile neuromusculare determinate de cresterea excitabilitatii:

o       Pe musculatura striata induce la excese mici parestezii, cu furnicaturi si fibrilatii musculare, aparute mai ales la musculatura fetei. Excesul sever determina o stare de slabiciune musculara si pana la fenomene de paralizie flasca cu progresie ascendenta.

o       La nivelul cordului se produc modificari progresive ale ECG, incepand cu aspecte de unda T ascutita la cresteri mici ale K+ si culminand in excese severe cu largirea QRS, fibrilatie ventriculara sau asistolie.

Efecte hormonale:

o       Creste epinefrina

o       Creste aldosteronul

o       Creste insulina

o       Creste glucagonul