A szervezet folyadékterei, Homeostasis
Bányász Tamás
Az emberi test mint nyílt rendszer
1. Nyílt rendszerek: A szervezet anyag- és energiaforgalmat bonyolít a környezettel 2. Homeostasis: A folyamat, mely a szervezet (belső környezet) egyensúlyát biztosítja 1. Folyadékterek összetétele 2. Hőmérséklet 3. Ph 4. …..
1
Napi vízfelvétel és leadás (vízforgalom)
Napi vízleadás: 2300 ml
Napi vízfelvétel: 2300 ml
62%
91%
15% 9%
Vízfogyasztás: 2100 ml Metabolikus termék: 200 ml
4%
4%
15%
Insensibilis, Bőr: 350 ml Insensibilis, Tüdő: 350 ml Izzadás: 100 ml Széklet: 100 ml Vizelet: 1400 ml
Patológiás veszteség: vérzés hányás hasmenés...etc
A szervezet folyadékainak összetétele
1. Electrolitok: A vízhez hasonlóan a táplálékkal felvett elektrolitoknak kell pótolniuk a veszteséget - Források: - Élettani viszonyok között: táplálék - Klinikai viszonyok között: parenteralis adagolás - Veszteségek - Élettani viszonyok között : vizelet, széklet, izzadság - Klinikai viszonyok között: hányás, hasmenés 2. Metabolizálódó komponensek: a szervezetben kémiai átalakuláson mennek kersztül. Pótlásuk a felhasználással kell, hogy egyensúlyt tartson. Források: megegyezik az elektrolitokéval
2
Koncentrációk mérésekor alkalmazott mértékegységek 1. Molalitás: Mol oldott anyag egy kg oldószerben 2. Molaritás (M): Mol oldott anyag egy liter oldatban (M=mol/liter). 3. Elektrokémiai Ekvivalens (Eq): A sók mint a NaCl vagy CaCl2 pozitív és negatív ionokra disszociálnak (katio/anion). Egy “ekvivalens” az az ionizált anyagmennyiség amely egy molnyi protont (H+) helyettesít vagy azzal asszociál. - Monovalens ionokra egy ekvivalens egyenlő a moláris mennyiséggel - Divalens kationok esetén egy ekvivalens fél molnyinak felel meg - ………
A plazmakoncentrációk esetén figyelembe kell venni: - Az anyagok egy része nem disszociál maradéktalanul vagy fehérjékhez és egyéb plazmakomponensekhez kötődhet (Ca2+, billirubin…etc) - A plazmatérfogatnak csupán 93% víz, a maradék 7% fehérje és lipid. is protein and lipid. Ezt a plazmavízre vonatkoztatott ionkoncentrációknál figyelembe kell venni, bár a jelentkező hiba nem jelentős.
A festékhígításos technika
+ A
= B
A
A Térfogat = (B Térfogat * B Koncentráció) / A Koncentráció Ha az A térfogat >> B térfogat
3
Indicator concentration (Arbitrary unit)
Festékhígításos technika egy kompartment esetén
1.0
Compartment 1
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0 0
10
20
30
Time
Indicator concentration (Arbitrary unit)
Festékhígításos technika két kompartment esetén
1.0 C1 C2 C1 with one compartment
0.8
Compartment 1 Semipermeable membrane
0.6
0.4
Compartment 2
0.2
0.0 0
10
20
30
Time
4
Indicator concentration (Arbitrary unit)
Festékhígításos technika három kompartment esetén
1.0
Compartment 1
C1 C2 C3 C1 with one compartment C1 with two compartment
0.8
0.6
Semipermeable membrane
Compartment 2
0.4
Semipermeable membrane
0.2
Compartment 3
0.0 0
10
20
30
Time
A víz megoszlása a szervezet folyadéktereiben Sejtvíz: 25 L Interstitialis víz: 8 L Tömöttrostos kötőszövet víztere: 3 L Plazmavíz: 3 L Csontvíztér: 2 L Transcellularis víztér: 1 L 60% 19%
2%
5%
7%
7%
5
A szervezet folyadéktereinek mérése
Víztér
Indikátor
Teljes víztér
3H O, 2H O, 2 2
Extracellularis tér
22Na, 125I-iothalamat,
Intracellularis tér
Számítható: Teljes víztér – Extracelluláris tér
Plazma víztér
125I-albumin,
Vértérfogat
51Cr-jelölt
Interstitialis víztér
Számítható: Extracelluláris tér – Plazma víztér
antipyrine thisulphate, inulin
Evans kék
vörösvértestek
A szervezet víztereinek kompartmentjei 1. Intracelularis tér (sejtvíz): A testtömeg mintegy 36%-a 2. Extracellularis tér: A testtömeg mintegy 24%-a sok szubkompartmenttel - Plazmavíz: 3 L, a testtömeg ~ 4.5%-a. Az elsődlegesen hozzáférhető kompartment. - Interstitialis tér: 8 L, a testtömeg ~ 11.5%-a. A sejtek közvetlen környezete. - A maradék 6 L extracellularis tér több kistérfogatú szubkompartmentre oszlik, pl csontvíztér, transcelluláris tér, stb. - Patológiás kompartmentek (kóros folyadéktermelés) - Transsudatum: megemelkedett lokális vérnyomás - Átlátszó (víztiszta) folyadék - Nem tartalmaz proteint (Negativ Rivalta teszt) - Alacsony sűrűség - Exsudatum: fokozott membránpermeabilitás - Zavaros - Proteint tartalmaz (Positiv Rivalta teszt) - Magas sűrűség
6
Az ozmózis jelensége
C1
víz
C2
Semipermeable membrane C1 < C2 1. Ozmotikus erők: Ha két kompartmentet amelye eltérő konecntrációjú oldott anyagot tartalmaznak féligáteresztő membrán választ el egymástól amely gátolja az oldott anyagok mozgásást de lehetővé teszi a víz diffúzióját, akkor a koncentrációk kiegyenlítődéséig vízmozgás jön létre a membránon keresztül. 2. Osmozis: Koncentrációkülönbség által kiváltott vízmozgás. 3. Ozmotikus koncentráció - ozmolaritás: az oldat egy literében lévő részecskék száma / moláris mennyisége (Osmol/l) - ozmolalitás: egy kilogramm oldószerben lévő részecskék száma / moláris mennyisége 4. Ozmotic nyomás: Az a nyomásérték amely képes meggátolni az ozmózist. - van’t Hoff törvény: π = CRT
Folyadékok ozmolaritása a plazma ozmolaritásához viszonyítva 1. A plazma ozmolaritásának élettani értéke: 286 mOsmol/L (280-290) - Isotóniás (izozmotikus) oldat: ozmotikus koncentrációja az plazma élettani ozmotikus koncentrációs tartományában van 2. Nem élettani ozmolaritású oldatok - Hypotóniás (hypozmotikus): π < 280 mOsmol/L - Hipertóniás (hyperozmotikus): π > 280 mOsmol/L 3. A szervezet különböző folyadektereinek ozmolaritása kismértékben eltér. - A plazma ozmolaritása mgasabb mint az interstitium ozmolaritása (Starling erők) - A bőr alatt a szubatmoszferikus nyomás a folyadékok felszívódásást okozza. Kevesebb mint 1 Hgmm pozitív nyomás elegendő nagy térfogatok injektálására a subcutisba. - A szervezet legtobb természetes üregében ahol fennáll a folyadékegyensúly a környező szövetekkel szubatmoszferikus hidrosztatikai nyomást mérhetünk (Epiduralis tér: -4 to -6, Izületi terek: -4 to -6, Intrapleuralis tér: -8 Hgmm)
Nem izotóniás oldatok s.c., i.m. (de nem i.v.!) injekciója fájdalmas
7
A szervezet víztereinek patológiás változásai
1.: A teljes víztér
1. Hypervolaemia: a keringő vértérfogat megnövekedése 2. Hypovolaemia: a keringő vértérfogat csökkenése 3. Megnövekedett ECF tér: Víz vagy oldatok nagymértékű felvételét követően jön létre (Vízmérgezés). A plazma ozmolaritása lehet normális, magas, vagy alacsony. Amíg az extracelluláris tér ozmolaritása normális, a sejttérfogat sem változik. 4. Csökkent ECF tér: Hányás, hasmenés, égés akut következménye lehet. Serkenti az ADH termelést, szomjúságot okoz, tünetei hasonlóak a dehidráció tüneteihez. 5. Dehydráció (exiccosis): Csökkent ECF térfogat jelentős vízvesztés következményében. A plazma ozmolaritása fokozott. Hypovolemiat okozhat.
A szervezet víztereinek patológiás változásai
2.: Elektrolitok
1. Hypernatraemia: Általában csökkent intracelluláris térfogat jele (a sejtek zsugorodnak, funkciójuk károsodik, idegsejtek fokozottan érzékenyek) 2. Hyponatraemia: Általában megemelkedett intracelluláris térfogat jele (sejtduzzadás) 3. Hyperglycaemia: vízretencióra vezethet következetes hyponatraemiával 4. A K, Ca2+ és Mg2+ koncentráció változásai nem vezetnek a vízterek tárfogatának megváltozására (de számos egyéb veszélyük van!!!).
8
A szervezet víztereinek patológiás változásai
3.: Ozmolaritás
1. Megemelkedett extracellularis ozmolaritás: 1. Fokozott vízvesztés (perspirátio insensibilis!!!!) 2. Fokozott izzadás. Normális viszonyok között az izzadság csak kevés nátriumot tartalmaz. 3. Diabetes insipidus (centralis vagy nephrogen). 2. Csökkent extracellularis ozmolaritás: 1. Fokozott vízfelvétel 2. Inappropriate ADH Secretion (SIADH) szindróma. A fokozott ADH termelés vízretencióra vezet hyponatraemiaval és koncentrált vizelet ürítésével.
A szervezet víztereinek patológiás változásai 4.: Terápia
1. A terápiás célból alkalmazott folyadékok ozmolaritását illeszteni kell a plazma aktuális ozmolaritásához 1. Isotóniás oldat: a sejttérfogatot nem változtatja meg. 2. Hypertoniás oldat: csökkenti a sejttérfogatot. 3. Hypotoniás oldat: növeli a sejttérfogatot. 2. Leggyakrabban használt i.v. oldatok: 1. Dextrose oldat: gyorsan metabolizálódik, növeli az extracelluláris teret és csökkenti az ozmolaritást. 2. Krisztalloidok / Ringer: különböző koncentrációban kerülnek felhasználásra az igénytől függően (0.2%, 0.9% and 5%) 3. Dextrose / Ringer: változó konentráció-kombinációk térfogat és kalória pótlásra 4. Plazma expanderek: Hipertóniás, nem membránpermeábilis makromolekulákat (Dextran, mannitol, inulin) tartalmazó oldatok. A makromolekulák a vérpályában maradnak és vizet vesznek fel az extracelluláris térből.
9
