Szigeti Gyula Péter
Homeosztázis
A szervezet egy nyitott rendszer, 1. rész
1. Homeosztázis. Azon folyamatok összessége, amelyek a szervezet belső állandóságát (“internal milieu”) biztosítják. (a testfolyadékok, hőmérséklet, vérnyomás, vércukor...) 2. “Nyitott rendszer”. A szervezet anyagot és energiát cserél a környezetével. 3. H2O Steady-State. Az egy nap alatt a szervezetbe kerülő folyadék mennyisége azonos kell hogy legyen a szervezetből eltávozó folyadék mennyiségével. Ha nem azonos, akkor a szervezetben található víz felszaporodása, vagy vesztése fordul elő.
Vízfelvétel:
a, folyadékfelvétel italok formájában b, a szilárd táplálék is tartalmaz vizet c, a sejtmetabolikus folyamatok CO2-t és H2O-t termelnek
Vízvesztés:
a, vizelettel b, széklettel c, inszenzibilis H2O vesztés. Pl. légzés d, izzadás. e, patológiás körülmények: vérzés, hányás, hasmenés
A szervezet egy nyitott rendszer, 2. rész
4.
Elektrolit Steady-State. A vízhez hasonlóan az elektrolitok esetében is egyensúly kell, hogy legyen a felvett és a leadott mennyiség között (Na+, K+, Cl-, bikarbonát).
Elektrolit felvétel:
a, Na+ és K+ felvétel a megemésztett táplálékból. b, Klinikai körülmények között, elektrolit tartalmazó folyadékinfúzió parenterális (i.v., i.p.) alkalmazása.
Elektrolit vesztés:
a, kiválasztás a vesén keresztül b, veszteség a székletben c, izzadás d, abnormális úton: hányás, hasmenés. 5. Szöveti metabolitok 6. A különböző anyagok szervezeten belüli megoszlása NEM HOMOGÉN. 7. Kompartmentek.
A folyadékösszetétellel kapcsolatos fogalmak 1. rész 1. Molalitás. Mennyi mol oldott anyag van 1 kg oldószerben. 2. Molaritás (M). Mennyi mol oldott anyag van 1 l oldószerben. Note, “M” nem mol-t jelent, hanem mol/liter-t. Fiziológiás koncentrációk alacsonyak. millimol (mM) = 10-3 M, micromol (μM) = 10-6 M, nanomol (nM) = 10-9 M, vagy picomol (pM) = 10-12 M. 3. Elektrokémiai ekvivalencia (Eq). A sók, mint pl. a NaCl és a CaCl2 pozitív (kation) és negatív (anion) ionokra disszociál. Az “ekvivalens” azt a gram-ban kifejezett monovalens H+ tömeget jelenti, amivel helyettesíteni tudjuk az adott iont. A monovalens ionok, pl. Na+, K+ és Cl- esetén 1 ekvivalens azonos az ion grammban kifejezett tömegével (GMW), míg divalens ionoknál (Ca, Mg és HPO42-) 1 ekvivalens egyenlő a GMW felével. A fiziológiás koncentrációk igen alacsonyak, gyakran mEq/L = 10-3 Eq/L. Ez a mértékegység akkor használható igazán, ha arra vagyunk kiváncsiak, hogy mennyi anyag szükséges az elektroneutralitás létrehozásához.
A folyadékösszetétellel kapcsolatos fogalmak 2. rész 4. Komplikációk a plazmakoncentrációk meghatározásában. Az ionok, valamint a molekulák nagyon gyakran nem teljesen disszociált, nem teljesen oldott formában fordulnak elő. a, A legtöbb oldott anyag fehérjékhez kötődik. Pl. a kalcium, kb. 50%-ban albuminhoz és citráthoz kötődik a véráramban. b, A plazmavolumen csak 93%-a víz, a maradék 7% fehérje és lipid. Ezáltal a plazmavíz és a teljes plazma ionkoncentrációja különböző, ami azt jelenti, hogy a klinikai laboratóriumok által meghatározott ionkoncentációk alulértékelik a valódi ionkoncentrációkat. Ez általában nem okoz problémát, de figyelembe kell venni bizonyos betegségek esetén, pl. hyperlipidemia vagy hyperproteinemia.
A szervezet folyadékterei RBC
PLASMA WATER 4.5%
BONE
3L 3%
CELL WATER 36% 25 L
INTERSTITIAL FLUID COMPARTMENT 11.5%
8L
2L
ECF 24% 17 L DENSE CONNECTIVE 4.5%
3L
TRANSCELLULAR WATER
1.5%
1L
A szervezet összvíztere hozzávetőleg 55-60%-a szervezet össztömegének férfiakban és kb. 50 to 55%-a hölgyekben (ok a nagyobb zsírmennyiség). Mindkét nem esetén nagyfokú variabilitás mutatható ki a víztartalomban (fejlődés különböző szakaszain). Egy 70 Kg-os férfi esetében a szervezett összvíztere hozzávetőleg 42 L.
Intracelluláris és extracelluláris folyadék 1. rész 1. Intracelluláris folyadék. 2. Extracelluláris folyadék.
hozzávetőleg a testsúly 36%-a kb. 25 l (70 Kg ffi)
hozzávetőleg a testsúly 24%-a kb. 17 l (70 Kg ffi) plazma (vér minusz alakos elemek) hozzávetőleg a testsúly 4,5%-a kb. 3 l (70 Kg ffi) intersticiális folyadék (a szöveteket felépítő sejtek közötti tér) hozzávetőleg a testsúly 11,5%-a kb. 8 l (70 Kg ffi) minor kompartmentek (csont és a kötőszövetek, transzcelluláris folyadék, mint pl. a gyomor-, bél- és egyéb szekretoros nedvek, intraoculáris folyadék, cerebrospinális folyadék, izzadság, szinoviális folyadék) hozzávetőleg a testsúly 9%-a kb. 6 l (70 Kg ffi)
A kompartmenteket elválasztó határfelületek tulajdonságai i.c. ÅÆ e.c.
sejtmembrán
Vér ÅÆ szövetek
erek, endothelium
Máj, csontvelő
fenesztrált endothelium
Agy, here
tight junction
Intracelluláris és extracelluláris folyadék, 2. rész 3. vér = alakos elemek + plazma Hematokrit (Hct). Az alakos elemek aránya a vérben. Plazma volumen = vérvolumen x (1-Hct). 4. Plazmavíz a felszívódott tápláléknak a szervezetbe való belépési pontja a megtermelt káros anyagcseretermékeknek a szervetből történő
eltávozási pontja
5. Ionösszetétel
az extracelluláris és az intracelluláris folyadék teljesen kölönböző, de a teljes osmotikus koncentráció hasonló a két folyadéktérben a, A fő extracelluláris kation a Na+, az anionok pedig a klorid és a bikarbonát. b, A fő intracelluláris kation a K+, az anionok pedig a foszfátok [mind az anorganikus (HPO42-, H2PO4-) mind az organikus (ATP, etc.)] és a proteinek.
Az extracelluláris folyadéktér (vérplazma) összetétele Kationok
Szerves összetevők
Na+
136-146 mmol/l
Glükóz
4-5,5 mmol/l
K+
3,8-5,2 mmol/l
Urea
2,5-6,3 mmol/l
Ca2+ (össz)
2,5 mmol/l
Fehérjék
60-80 g/l
Ca2+ (ionizált) 1,15-1,25 mmol/l Mg2+
0,8-1,2 mmol/l
ebből albumin 30-40 g/l Bilirubin
Anionok Cl-
96-106 mmol/l
HCO3-
24-28 mmol/l
H2PO4- + HPO42-
1-1,4 mmol/l
<20 μmol/l
Intracelluláris ionkoncentrációk Kationok
vvt
vázizom
Na+
19 mmol/l
12 mmol/l
K+
136 mmol/l
150 mmol/l
Ca2+
0,001 mmol/l
0,0001 mmol/l
Mg2+
4 mmol/l
22 mmol/l
Anionok
vvt
vázizom
Cl-
78 mmol/l
4 mmol/l
HCO3-
18 mmol/l
12 mmol/l
H2PO4- + HPO42-
2 mmol/l
24 mmol/l
Valódi oldat és kolloid oldat jellemzői Valódi oldat: az oldott anyag mérete <1 nm pl.: fiziológás sóoldat Kolloid oldat: az oldott anyag mérete 1-500 nm pl.: fehérjék oldatai
Intracelluláris és extracelluláris folyadék, 3. rész 6. Patológiás folyadékfelszabadulás az E.C. térben: transzudátum és exszudátum magas vérnyomás pangás
gyulladás
- tiszta (vízszerű) folyadék - nincs fehérje (- Rivalto reakció) - alacsony fajsúly
- zavaros - van protein (+ Rivalto reakció) - magas fajsúly
Ozmózis Initial
Gl
Gl
Gl
10 L Final
Gl
Gl
Gl
15 L
Gl 10 L Gl 5L
1. Ozmotikus erők. 2. Ozmotikus koncentrációk. Note, 1,0 M NaCl, ha teljesen disszociál a molekula, akkor egy 2,0 osmolos oldatot hoz létre, de 1 mol CaCl2, ha teljesen disszociál akkor egy 3,0 osmol-os oldatot képez. (nem mindig teljes a disszociáció) (1 mOSM = 10-3 osmol/L).
A DONNAN EQUILIBRIUM Initial
50 K+ 50 Pr -
50 K+ 50 Cl-
100 Osmoles Step 2
33 K 33 Cl-
66 Osmoles
Ions Move
134 Osmoles
33 K 33 Cl-
67 K+ 17 Cl50 Pr -
33 ml
67 ml
+
Final
100 Osmoles 67 K+ 17 Cl50 Pr -
+
Total Volume 100 ml
H 2O moves
A szervezet folyadéktereinek vizsgálata 1. A meghatározás alapja a folyadékhígításos módszer, aminek az alapja Koncentráció= Injektált anyagmennyiség/Megoszlási tér
2. A szervezetbe bejuttatott anyagok esetén figyelembe kell venni, hogy bizonyos anyagmennyiségek altávoznak (kiválasztódnak) a szervezetből. Vd=(Injektált anyagmennyiség - Kiválasztott anyagmennyiség)/egyensúlyi konc.
3. A különböző folyadékterek meghatározásához olyan anyagra van szükségünk, amelyek csak az adott térben oszlanak meg. • Teljes víztér (TBW). D2O, THO és antipirin • Extracelluláris víztér (ECFV). inulin, szukróz, mannitol és szulfát • Plazmavolumen (PV). Radióaktívan jelölt albumin vagy Evans kék (albuminhoz kötődik) • Intracellularáris víztér (ICFV). ICF=TBW-ECFV • Intersticiális víztér (ISFV). ISFV=ECFV-PV
Klinikumban használatos megfontolások, 1. rész [Na+]p közvetlenül kapcsolódik az E.C. ozmolaritáshoz és könnyen mérhető 1.Hipernatrémia (magas plazma Na koncentráció) -> csökkent E.C. és I.C. víztér (sejtzsugorodás). (Note hypoproteinemia és hypolipidemia) 2.Hiponatrémia (alacsony plazma Na koncentráció) -> emelkedett E.C. és I.C. víztér (sejtduzzadás). (Note hyperproteinemia és hyperlipidemia). 3.Hyperglycemia esetén a magas vércukorszint növeli az osmolaritást és hiponatremiát idéz elő, sejtzsugorodással. Ebben az esetben elsősorban a sejtzsugorodást kell korrigálni és nem a hiponatrémiát.
Ozmotikus erők hyponatraemia
sejtduzzadás
Na+
H2O hypernatraemia
H2O
sejtzsugorodás
Klinikumban használatos megfontolások, 2. rész 1.
Megnövekedett extracelluláris osmolaritás (pl. hipernatrémia), sejtzsugorodást okoz. Ha a vízfelvétel nem akadályozott, akkor a hipernatrémia kialakulása megelőzhető lehet. Azonban a hipernatrémia nagyon gyakran kialakul kómában lévő betegeknél, illetve újszülötteknél, ahol a vízfelvétel akadályozott. Valamint 1. Fokozott inszenzibilis vízvesztés. 2. Megnövekedett verejtékezés. Normális körülmények között a verejték kevés nátriumot tartalmaz. 3. Centrális, vagy nephrogén diabetes insipidus. Csökkent ADH szekréció vagy ADH érzéketlenség.
2.
Csökkent extracelluláris ozmolaritás (pl. hiponatrémia) azonban a sejtek duzzadását okozza. 1. Fokozott vízivás. 2. Syndrome of Inappropriate ADH Secretion (SIADH). Túlságosan sok ADH víz visszatartáshoz vezet, ezáltal hiponatrémia, és koncentrált vizelet jön létre.
Klinikumban használatos megfontolások, 3. rész 1. 2. 3.
Megnövekedett ECF volumen. Megnövekedett centrális vénás nyomás, ödema. Ha az ozmolaritás normális, akkor az intracelluláris volumen valószínüleg normális. Csökkent ECF volumen. A hipovolémia legnagyobb veszélye az, hogy nagymértékben csökken a szöveti perfúzió. A klinikai kép: száraz nyálkahártyák, a vizelettermelés csökkenése, lassú kapilláris telődés. Az extracelluláris folyadékvolumen isotóniás csökkenése, aminek gyakorlatilag nincs direkt hatása a sejtvolumenre. Note, az elveszített folyadék azonos ozmolaritású az E.C. folyadékkal. A folyadékvesztés szomjúságot okoz és fokozza az ADH szekréciót. Ennek következtében fokozódik a vízfelvétel és a vízvisszatartás és másodlagos hiponatrémiát hoz létre. 1. hányás 2. hasmenés 3. vérzés 4. égés
1.
A klinikumban volumenpótlásra használt oldatok A plazma ozmolaritásához viszonyítva
1. Izotóniás oldatok. Az ozmotikus koncentráció azonos a plazmájéval. Alkalmazása nem befolyásolja az intracelluláris volument. 2. Hipertóniás oldatok. Az ozmótikus koncentráció magasabb a plazmájénál. Alkalmazása csökkenti az intracelluláris volument. 3. Hipotóniás oldatok. Az ozmótikus koncentráció alacsonyabb a plazmájénál. Alkalmazása növeli az intracelluláris volument.
2. A leggyakrabban alkalmazott oldatok 1. Dextróz oldat. A glükóz gyorsan CO2 + H2O –re metabolizálódik. Mind az ECF-t, mind az ICF-t növeli. 2. Salina. Különböző koncentrációk: hipotóniás (pl. 0,2%), izotóniás (0,9%), és hipertóniás (pl. 5%). 3. Dextróz Salina. Különböző koncentrációk. Akkor használjuk, amikor kombinált volumenpótlás és kalória bevitel szükséges. 4. Plazma-expanderek. pl, dextrán, ami egy hosszú láncú polysacharid. Megnöveli az ECF-t az ICF rovására.
