FIZIOPATOLOGIA METABOLISMULUI HIDROSALIN

Echilibrul apei în organismul uman

Apa reprezintă constituentul principal al organismului uman.Apa totală din organism reprezintă în mod normal 60-65% din greutatea corpului şi este repartizată în două sectoare hidrice:

1. sectorul hidric intracelular (reprezintă 40-45% din greutatea corporală); 2/3 din totalul de apă din organism

2. sectorul hidric extracelular (reprezintă 20% din greutatea corporală), 1/3 din totalul de apă din organism, care cuprinde urmatoarele compartimente hidrice:

a. compartimentul fluid intravascular (plasma reprezintă 4,5% din greutatea corporală);b. compartimentul lichidului interstiţial (reprezintă 15% din greutatea corporală);c. alte fluide: lichid cerebrospinal, lichid sinovial, umori oculare, secreţii gastrointestinale.

Procentul de apă conținut de țesutul muscular și organele solide este mai mare decât cel de la nivelul țesutului adipos și oaselor, de aceea:- La adulţii tineri sănătoşi de sex masculin apa reprezintă aproximativ 60% din greutate (18% proteine, 7% minerale și 15% lipide).- La adulţii tineri sănătoşi de sex feminin apa reprezintă aproximativ 50% din greutate (cantitatea medie de ţesut adipos mai mare decât la bărbaţi, cantitatea medie de țesut muscular mai redusă).

Persoanele obeze au un procent de apă cu 10-20% mai puțin decât normoponderalii.

Odată cu înaintarea în vârstă, conţinutul în apă al organismului scade până la 45%, deoarece:- scade capacitatea renală de concentrare a urinei prin degenerescență tubulară și rezistență parțială la acțiunea hormonului antidiuretic (ADH); - scade masa musculară; - scade aportul de apă prin scăderea sensibilității osmoreceptorilor.

La nou născuți, 80% din greutatea corporală este reprezentat de apa totală din organism. Acest procent scade spre 65% până la împlinirea vârstei de 1 an.

Compoziţia corpului uman (adult, sex masculin, 70 Kg)

1

Echilibrul apei în organismul uman este menținut prin mecanismele de control al pierderilor de apă prin urină, fecale, piele, respirație și al aportului de apă (sete), astfel încât aportul și pierderile să fie egale.

Cantitatea minimă, fiziologică, ce permite excreția de solviți necesară homeostaziei (~ 600 mOsmoli) este de aproximativ 500 mililitrii. În concluzie, osmolalitatea urinară maximă poate fi de 1200 mOsm/kgH2O.

Apa este un solvent universal, deoarece este o moleculă polară (formarea de legături de hidrogen între moleculele de apă) ce permite dizolvarea unei varietăți de atomi și molecule încărcate electric.

Fiind o moleculă polară, apa prezintă următoarele avantaje fiziologice: - tensiune de suprafață ridicată, - capacitatea crescută de transfer a căldurii - capacitatea crescută de conducere a curentului electric.

Menţinerea repartiţiei normale a apei între cele două sectoare hidrice (celular şi extracelular), precum şi deplasările hidrice patologice între acestea depind de valoarea gradientului de presiune osmotică între sectorul extracelular şi sectorul celular.

Presiunea osmotică a unei soluţii este dată de numărul de particule solvite în această soluţie (Na+, macromolecule proteice).

Osmoza reprezintă procesul de difuzie a unui solvent printr-o membrană cu permeabilitate selectivă (impermeabilă la solviți), care separă soluții de diferite concentrații, spre soluția cu o concentrație mai crescută de solviți.

Gradientul de presiune osmotică este forţa care acţionează la nivelul unei membrane semipermeabile (membrană cu permeabilitate selectivă, așa cum este 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.

Osmolalitatea este definită de numărul de osmoli prezent într-un kilogram de solvent, deci nu depinde de volumul diverșilor solviți sau de temperatură (Masa unei soluții nu se modifică în funcție de temperatură).

Osmolaritatea este definită de numărul de osmoli la litrul de solvent, deci este dependentă de volumul diverșilor solviți și de temperatură.

Apa rezultată din metabolismul celular~ 0,3 litri

Pierderi de apă prin urină ~ 1,5 litri

Pierderi de apă prin fecale~ 0,1 litri

Pierderi de apă prin piele (esențial în menținerea temperaturii centrale) şi respiraţie ~ 0,9 litri

+

Aport de apă exogen

~2,2 litri

+

2

În organismul uman, substanțele osmotic active sunt dizolvate în apă, deoarece densitatea apei este 1 Osmolalitatea se poate exprima și în Osmoli la litru de apă.

Solviţii se pot clasifica în: Electroliţi – sărurile anorganice, acizii, bazele Non-electroliţi – glucoza, creatinina, lipide, uree.

Electroliţii au putere osmotică mai mare decât non-electroliţii.

În organism există tendința naturală de menținere a echilibrului osmotic, de aceea fiziologic osmolalitate extracelulară este egală cu osmolalitate intracelulară.

Solviții din sectorul extracelular (EC) sunt diferiți (concentrație, structură) de cei din sectorul intracelular (IC), datorită permeabilității selective a membranelor celulare, prezenței transportorilor și pompelor active.

Există astfel un gradient de presiune osmotică între cele două compartimente care determină osmoza apei, pentru menținerea echilibrului osmotic (volumul de apă dintr-un sector depinde de compoziția și concentrația de solviți).

Sectorul hidric extracelular

Lichidul intravascular (plasma) are rol de transport al nutrienților celulari, electroliților și metaboliților celulari.

Fiziologic, în spațiul interstițial apa nu este liberă, ci se asociază cu proteoglicanii formând un gel (presiunea hidrostatică este negativă → - 5 mmHg). .

3

Sursa: Ganong's Review of Medical Physiology 23rd Edition, http//www.accessmedicine.com

Principalii solviți în compartimentele EC și IC

Joncțiunile intercelulare endoteliale ale peretelui capilar (un strat de celule endotelilale și membrana lor bazală) permit difuziunea oxigenului, CO2, apei, substanțelor liposolubile, substanțelor hidrosolubile cu greutate moleculară mică (Na, Cl, glucoză)

Compoziția în electroliți a plasmei și a interstițiului este identică, deoarece electroliții difuzează, prin joncțiunile intercelulare endoteliale, din plasmă în interstițiu.

Joncțiunile intercelulare endoteliale nu permit pasajul proteinelor plasmatice, de aceea acestea sunt singurii solviți osmotic activi, care generează gradient osmotic între plasmă și interstițiu

Deplasările hidrice între vas şi interstiţiu se realizează la nivelul pereţilor capilari şi depind de mai mulţi factori.

1. Raportul dintre- gradientul de presiune hidrostatică între vas şi interstiţiu- gradientul de presiune coloid-osmotică între vas şi interstiţiu

* Presiunea hidrostatică la capătul arteriolar al capilarului este 30 mmHg.* Presiunea hidrostatică interstiţială are o valoare negativă (-5mmHg).

Gradientul de presiune hidrostatică la capătul arteriolar al capilarului este 35 mmHg (conform acestui gradient de presiune, apa are tendinţa de a trece din vas în interstiţiu).

* Presiunea coloid-osmotică plasmatică (exercitată de proteine) are o valoare normală de 28 mmHg.* Presiunea coloid-osmotică din interstiţiu este 4,5 mmHg.

Gradientul de presiune coloid-osmotică este 28 mmHg (conform acestui gradient de presiune, apa este atrasă din interstiţiu în vas).

Deoarece la capătul arteriolar al capilarului gradientul de presiune hidrostatică are o valoare mai mare decât cea a gradientului de presiune coloid-osmotică, se produce o deplasare hidrică dinspre vas spre interstiţiu.

* Presiunea hidrostatică la capătul venular al capilarului scade la 10 mmHg. Gradientul de presiune hidrostatică la capătul venular al capilarului este 15 mmHg, valoare inferioară celei care reprezintă gradientul de presiune coloid-osmotică (valoarea gradientului de presiune coloid-osmotică nu diferă la capătul arterial al capilarului faţă de cel venos);

Deoarece la capătul venular al capilarului gradientul de presiune coloid-osmotică depăşeşte gradientul de presiune hidrostatică, apa din interstiţiu este recuperată în vas (în condiţii fiziologice, volumul circulant rămâne nemodificat).

Magnitudinea gradientului de presiune la nivelul capătului arterial diferă în funcție de țesut, fiind influențată și de tonusul sfincterului precapilar. De exemplu, la nivel glomerular renal există capilare cu presiune crescută (tonus scăzut al sfincterului precapilar), în timp ce, la nivel muscular există capilare cu presiune scăzută (tonus crescut al sfincterului precapilar).

2. drenajul limfatic al apei interstiţiale

O parte din apa interstiţială (10%) este drenată prin capilarele limfatice şi, prin canalul toracic, ajunge în sistemul venos.

4

3. permeabilitatea membranei capilare

În condiţii fiziologice, prin peretele capilar trec doar molecule mici (nu trec proteine), astfel încât, se menţine gradientul de presiune coloid-osmotică între sectorul intravascular şi cel interstiţial.

Sectorul hidric intracelular

Schimburile între sectorul EC și cel IC au loc prin următoarele mecanisme:

- Difuziune pasivă (direct prin bistratul lipidic al membranei celulare) – mecanism prin care se realizează transferul de oxigen, CO2, apă, substanțe liposolubile;

- Prin canale membranare (canalele sunt structural proteine) – mecanism prin care se realizează transferul de Na, K, Ca, etc.

- Difuziune facilitată de un transportor transmembranar (structural sunt proteine) – mecanism prin care se realizează transferul de glucoză, aminoacizi.

Mișcarea apei între compartimentul lichidului interstiţial (sectorul EC) și sectorul IC depinde de gradientul de presiune osmotică rezultat prin compoziția și concentrația diferită a solviților în cele două sectoare.

Deoarece la nivel interstițial există proteine puține, iar la nivel intracelular proteinele sunt numeroase, între cele două sectoare din punct de vedere al distribuției proteice se creează un gradient osmotic ce determină transferul apei interstițiale în celulă.

Pentru menținerea echilibrului osmotic (prevenirea influxului excesiv al apei interstițiale la nivel intracelular) este necesară o distribuție diferită între cele două sectoare a altor substanțe osmotic active (Na, K, Ca, fosfați, etc).

Menținerea distribuției normale a ionilor între cele două compartimente depinde de activitatea transportorilor și canalelor membranare. Activitatea pompei de sodiu, cunoscută ca ATP-aza Na+/K+, menține distribuția

5

normală a principalilor cationi determinanți ai gradientului de presiune osmotică între cele două sectoare. ATP-aza Na+/K+ exportă 3 ioni de Na extracelular și importă 2 ioni de K intracelular.

Principalul determinant al presiunii osmotice în spațiul interstițial este Na, iar în spațiul IC este K.

Distribuția inegală a electroliților între sectorul IC și cel EC poate fi explicată și prin efectul Donnan. Efectul Donnan reprezintă distribuția ionilor între două compartimente, împotriva gradientului chimic, cu scopul de a crea un echilibru electric între cele două compartimente. În organismul uman, proteinele intracelulare, încărcate negativ, creează un gradient electric între cele două sectoare, IC și interstițial.

Potențialul membranar de repaus – încărcare negativă a feței interne a membranei celulare – este menținut, împotriva efectului Donan, prin activitatea ATP-azei Na+/K+.

În situații patologice, când transportorii transmembranari nu funcționează, mișcarea ionilor între cele două sectoare, IC și EC, poate fi explicată prin efectul Donnan.

EFECTUL DONNAN - Dacă două compartimente, separate de o membrană semipermeabilă, conțin ioni difuzabil și ioni nedifuzabili, ionii nedifuzabili creează un câmp electric, care determină distribuția inegală a ionilor difuzabili pentru realizarea unui echilibru electric.

Echilibrul apei – Reglarea aportului exogen

Nucleii preoptici mediani, situați la nivelul hipotalamusului, sunt stimulați, pentru a genera senzația de sete, de semnalele primite de la nivelul osmoreceptorilor, cât și de factori hormonali.

Mecanisme de stimulare a setei sunt:

Creşterea osmolalităţii plasmatice (N: 284 – 295 mOsm/kg H2O) cu 1-2% stimulează osmoreceptorii. Osmoreceptorii sunt neuroni situați la nivelul organului subfornicular și organului vascular al laminei terminale. Cele două structuri sunt organe circumventriculare la nivelul cărora lipsește bariera hematoenecefalică. De la nivelul osmoreceptorilor sunt generate semnale de stimulare spre centrii hipotalamici ai setei (nucleii preoptici mediani).

Scădere a volumului plasmatic cu 10-15% stimulează sistemul renină – angiotensină. Angiotensina II rol stimulator pe neuronii de la nivelul organului subfornicular și organului vascular al laminei terminale.

Uscarea mucoasei bucale

Mecanisme de inhibare a setei sunt:

Umidificarea mucoasei bucale

6

Activarea receptorilor de întindere de la nivelul stomacului şi intestinului Creșterea volumului plasmatic sesizată de baroreceptorii cardiopulmonari și arteriali, care transmit

semnale de inhibiție a centrilor hipotalamici ai setei, prin intermediul nervilor craniali IX și X. Peptidul natriuretic atrial sintetizat ca urmare a distensiei cardiace rezultate în urma creșterii de

volum circulator.

Mecanisme de reglare a excreției renale de apă – sinteza de ADH (hormon antidiuretic sau arginin-vasopresina, AVP)

Menţinerea homeostaziei sodiului (Na)

Cantitatea de apă și cantitatea de Na din organism sunt reglate prin mecanisme hormonale diferite.

Aldosteronul este principalul hormon care reglează excreția urinară de sodiu.

Aldosteronul este secretat exclusiv la nivelul zonei glomerulosa a corticosuprarenalei, sub controlul principal al sistemului renină – angiotensină, dar și al potasemiei.

Creşte osmolalitatea plasmatică(cu 1-2%)

Stimulaţi osmoreceptori hipotalamici, care transmit semnale de stimulare a sintezei de ADH în hipotalamus (nucleii supraoptic și paraventricular)

Stimulată eliberarea de ADH de la nivelul hipofizei posterioare (la acest nivel este depozitat ADH sintetizat de hipotalamus)

# Scade volumul plasmatic# Scade tensiunea arterială (cu 10 -15%)

Stimulaţi baroreceptorii cardiopulmonari și arteriali

ADH acționează pe receptorii V2 de la nivelul tubilor renali colectori, stimulând inserţia aquaporinelor în membranele celulare tubulare și deci creșterea reabsorbției de apă.

Scade osmolalitatea plasmatică

7

Aldosteronul exercită un efect precoce (la < 1 oră de la secreție) de creștere a numărului de canale de Na amilorid sensibile deschise, la nivelul membranei apicale (luminale) a tubilor colectori și contorți distali.

Aldosteron exercită un efect tardiv (la 6-24 h de la secreție) de activare a ATP-azei Na +/K+ de la nivelul membranei bazolaterale (interstițiale) a tubilor colectori și contorți distali, astfel Na de la nivelul celulei tubulare pătrunde în circulație. Efectul de activare a ATP-azei Na+/K+ este favorizat de creșterea concentrației intracelulare de Na secundară creșterii numărului de canale de Na deschise.

Adițional, la efectul de stimulare a reabsorbției de Na, este efectul de modificare a potențialului electric transmembranar al celulelor tubulare, cu creșterea încărcăturii negative luminale, ceea ce generează secreția tubulară de K la nivelul celulelor principale tubulare și de ioni de hidrogen (H+) la nivelul celulelor intercalate de tip A.

Aldosteronul crește expresia ATP-azei H+ la nivelul membranei apicale și activitatea transportorului Cl-/HCO3- de la nivelul membranei bazolaterale a celulelor intercalate de tip A, crescând astfel excreția urinară de H+

Eliberarea reninei în circulație (celule musculare juxta-glomerulare din arteriole aferente) este controlată de trei efectori principali:- baroreceptorii, din peretele arteriolelor aferente glomerulare, stimulați de scăderea presiunii de perfuzie arteriolară;- receptorii cardiaci și sistemici (baroreceptori) activează sistemul nervos simpatic determină creșterea catecolaminelor circulante, care stimulează celulele juxtaglomerulare prin receptorii β1 – adrenergici;- celulele din macula densa (celule musculare specializate de la nivelul ramului ascendent al ansei Henle) sunt stimulate de reducerea concentrației Na+ și Cl– din fluidul tubular.

Angiotensina II are următoarele efecte:- vasocontricție;- stimularea sintezei de aldosteron de către corticosuprarenală; - stimulare secreției de ADH, în prezența creșterii osmolalității plasmatice.

8

Spațiul interstițial

ENaC - epithelial sodium channel – Canale de Na epiteliale sau Canale de Na amilorid sensibile

Membrana apicală

Membrana bazolaterală

Efectul aldosteronului la nivelul Celulei tubulare distale

9

Sursa: Ganong's Review of Medical Physiology 23rd Edition, http//www.accessmedicine.com

Familia peptidelor natriuretice

1.Peptidul natriuretic atrial (PNA) este sintetizat de celulele cardiace atriale. Stimulul cel mai important pentru eliberarea PNA în circulaţie este distensia atrială. Alţi stimuli sunt:

- stimularea simpatică (prin receptorii α1A );- endotelinele;- ADH;- glucocorticoizii.

Principalele efecte ale PNA sunt- creşterea excreţiei renale de Na prin:

creşterea ratei de filtrare glomerulară (relaxarea arteriolelor aferente) scăderea reabsorbţiei sodiului la nivelul tubilor proximali

- inhibarea secreţiei de renină, aldosteron şi ADH- vasodilataţie, cu scăderea TA.

2.Peptidul natriuretic cerebral (de tip B) a fost izolat iniţial din creierul de porc. La om, este sintetizat de celulele cardiace ventriculare și are efecte similare PNA.

3.Peptidul natriuretic de tip C se sintetizează, în principal, la nivelul SNC, are o activitate natriuretică şi diuretică redusă, dar, este un vasodilatator puternic.

Stimulat centrul setei

Volum extracelular normal

Scade volumul extracelular

Scade volumul sanguinScade tensiunea arterială

Creşte secreţia de renină şi activarea

angiotensinei II

Creşte eliberare aldosteron

Creşte eliberare ADH

Creşte retenţia renală de Na şi

apă

Scad eliminările renale de apă

Homeostazie alterată

Osm. plasmatică crescută

+

10

A. Tulburări hidrice asociate cu modificări ale osmolalității plasmatice (extracelulare)

În condiţii patologice, cel mai frecvent, ruperea echilibrului osmotic dintre sectorul extracelular şi sectorul celular se datorează modificărilor concentraţiei extracelulare a Na şi glucozei (concentraţiile acestora sunt similare în plasmă şi în interstiţiu, atât în condiţii fiziologice, cât şi patologice). Orice variaţie patologică a concentraţiei Na plasmatic (a natremiei) şi / sau a glicemiei duce la ruperea echilibrului osmotic între sectorul extracelular şi sectorul celular, cu deplasări ale apei spre sectorul unde presiunea osmotică este mai mare. Particulele (ex: Na ), care realizează un gradient de concentraţie (un gradient osmotic) între două compartimente lichidiene şi care pot determina deplasări hidrice, se numesc particule osmotic active. În condiții fiziologice, glucoza și ureea nu sunt particule osmotic active. Presiunea osmotică dată numai de particule osmotic active se numeşte presiune osmotică eficientă sau tonicitate.

O soluţie izotonă (normotonă) este soluţia care are aceeaşi tonicitate ca plasma normală, soluţia hipertonă, respectiv hipotonă, este soluţia care are o tonicitate mai mare, respectiv mai mică decât a plasmei normale.

Creşterea procentului de apă la nivelul sectoarelor hidrice defineşte sindroamele de hiperhidratare (extracelulară, celulară sau globală), iar scăderea acestui procent defineşte sindroamele de deshidratare (extracelulară, celulară sau globală). Există şi tulburări hidrice mixte (într-un sector hidric există hiperhidratare, iar în celălalt există deshidratare).

Volum extracelular normal

Creşte volumul extracelular(prin aport de apa

sau aport de apa şi sare)

Creşte volumul sanguin

Distensie atrială

Creşte eliberare peptid natriuretic

atrial

Scade eliberare aldosteron

Scade eliberare ADH

Inhibat centrul setei

Cresc pierderile renale de Na

Cresc eliminările renale de apă

Homeostazie alterată

11

Modificările de tonicitate (hipertonia şi hipotonia osmotică) determină deplasări hidrice între sectorul celular şi cel extracelular datorită tulburării echilibrului osmotic între aceste sectoare.

Hipertonia osmotică extracelulară

Hipertonia osmotică extracelulară apare datorită creşterii concentraţiei extracelulare a particulelor osmotic active. În aceste condiţii, valoarea globală a presiunii osmotice plasmatice (extracelulare) este peste 310 mosm/l (valoare normală: 284 - 295 mOsm/kgH2O).

Hipertonia osmotică extracelulară poate fi:- hipernatremică (asociată, de obicei, cu hipercloremie);- hiperglicemică; - Acumularea în exces de alți osmoli activi (uremie, etanol, metanol, corpi cetonici etc.).

a) Hipertonia osmotică hipernatremică

Hipernatremia reprezintă creşterea concentraţiei plasmatice a Na peste 145 mEq/L (N: 135-145 mEq/L). 90% din capitalul total de sodiu este EC (volumul de fluid EC este o reflexie a conținutului total de Na din organism).

Hipernatremia este de obicei ușoară, deoarece, setea este un răspuns eficient la hiperosmolalitate (un aport exogen adecvat de apă previne instalarea hipernatremiei simptomatice).

Hipernatremia simptomatică apare când:- Este afectat mecanismul setei (osmoreceptori hipotalamici) prin ocluzii vasculare, ateroscleroză cerebrală, tumori cerebrale, boli granulomatoase - Accesul la apă este restricţionat – copii mici, persoane cu dizabilităţi, plăgi maxilo-faciale, stenoze esofagiene, trismus (la bolnavii cu tetanos), afecțiuni psihice, hidrofobie (la bolnavii cu rabie).

Hipernatremia reprezintă poate fi:- hipernatremie absolută (acumulare extracelulară predominant de Na faţă de apă);- hipernatremie relativă (pierderi din sectorul extracelular predominant de apă faţă de Na) - reprezintă, în practică, majoritatea cazurilor.

I. Hipertonia osmotică prin hipernatremie absolută se poate produce prin:- ingestia acccidentală a unor cantităţi importante de apă de mare (puternic hipertonă);- administrarea unor perfuzii cu soluţii saline hipertone (NaCl 3% sau NaHCO3 7,5%) la bolnavi cu

oligoanurie; - administrarea de sare în formulele de lapte administrate nou-născuților; - hiperaldosteronism primar; - sindrom Cushing (cortizolul are efect mineralocorticoid intrinsec, dar în condiții fiziologice cortizolul este inactivat, la nivel renal, prin transformarea în cortizon, sub acțiunea enzimei 11β hidroxisteroid dehidrogenaza. În condiții de hipercortizolemie activitatea acestei enzime este depășită).

În aceste condiţii, acumularea extracelulară predominant a Na faţă de apă (hiperhidratarea extracelulară hipertonă) duce la creşterea presiunii osmotice extracelulare şi la apariţia unui gradient osmotic între sectorul extracelular şi sectorul celular. Acest gradient osmotic determină un transfer de apă celulară către sectorul extracelular. Tulburarea hidrică apărută în aceste condiţii este de tip mixt (hiperhidratare extracelulară hipertonă asociată cu deshidratare celulară).

Osm plasmatică = 2 Na+ (mEq/l) + glucoză (mg/dl)/18 + Uree (mg/dl)/28

12

Pacientul prezintă hipernatremie hipervolemică (expansiunea volumului extracelular), deoarece Osmolalitatea EC crescută stimulează osmoreceptorii, crescând secreția de ADH. Pacientul va prezenta volum urinar redus, cu osmolalitate urinară crescută.

Osmolalitatea urinară este crescută și prin creșterea natriurezei ( cresc eliminările renale de Na cu scopul de a corecta hipernatremia).

Hipernatremia scade excreția pancreatică de insulină (ATP-aza Na+/K+ de la nivelul celulei beta-pancreatice este blocată), ceea ce poate genera apariția hiperglicemiei cu agravarea hiperosmolalității plasmatice.

Consecinţe fiziopatologice ale hipernatremiei absolute

1. Creşterea volemiei poate determina creşterea debitului cardiac și a presiunii venoase centrale cu apariția de:- hipertensiune arterială; - accidente vasculare hemoragice;- insuficienţă ventriculară stângă;- edem pulmonar acut.

2. Acumularea hidrosalină interstiţială poate favoriza apariţia edemelor.

3. Deshidratarea celulară (Scăderea volumului celulelor cerebrale) poate determina tracțiunea și ruperea venelor cerebrale, cu apariția de hemoragii focale intracerebrale sau subarahnoidiene. Clinic, semnele variază de la agitație, iritabilitate, hiperreflexie, hipertermie la letargie, convulsii, comă, deces.În situații mai puțin severe, hipernatremia generează senzaţie de sete, prin stimularea osmoreceptorilor de la nivelul organelor circumventriculare și prin uscăciunea mucoaselor (jenă la deglutiţie, tulburări de fonaţie etc.).

Simptomatologia în hipernatremie apare, de obicei, la valori ale natremiei > 160 mEq/L, dar se corelează mai ales cu rata de eflux al apei de la nivelul celulelor SNC, decât cu nivelul absolut al hipernatremiei. Deci, simptomatologia depinde de gradul de deshidratare intracelulară.

Afectarea neurologică severă apare la pacienții cu instalare acută a hipernatremiei.

Hipernatremia cronică (instalată pe parcursul a mai mult de 24 – 48 ore) este mai bine tolerată, deoarece, permite apariția fenomenului de adaptare osmotică la nivelul celulelor cerebrale.

Fenomenul de adaptare osmotică, reprezintă acumularea de substanțe osmotic active la nivelul celulelor cerebrale, prin sinteză și import de osmoliți (inozitol, glutamină, taurină), prin modificarea activității pompelor membranare (acumulare intracelulară de electroliți). Acumularea intracelulară a acestor substanțe determină creșterea osmolalității intracelulare și evitarea deshidratării IC.

II. Hipertonia osmotică prin hipernatremie relativă

Apa este distribuită între sectoarele IC și EC în raport de 2:1, pierderea unei cantități de apă fără solviți determinând deshidratare dublă a sectorului IC față de cel EC.

Hipernatremia relativă poate fi: cu un capital total de Na scăzut ce apare după o pierdere de fluid hipoton (conține relativ mai multă

apă decât sodiu)

13

cu un capital total de Na normal, prin pierdere de apă.

Hipernatremie relativă cu un capital total de Na scăzut poate apare prin: pierderi renale pierderi extrarenale

Hipernatremie relativă cu un capital total de Na scăzut prin pierderi renale:

1. Insuficiență renală acută faza poliurică (faza de reluare a diurezei)Pacientul prezintă poliurie, generată de: Eliminarea apei reținuta în faza oligo-anurică și a apei rezultate din metabolismele celulare Rezistență pasageră la acțiunea ADH, datorită disfuncțiilor tubulare, care pot persista și după ce

filtrarea glomerulară este reluată. Excreție crescută de Na, datorită disfuncțiilor tubulare – reabsorbție tub proximal scăzută, rezistență

distală la acțiunea aldosteronului

NB. Dacă IRA s-a asociat și cu alte condiții patologice (ex pierderi gastrointestinale), ce au generat pierderi de Na și apă, nivelul plasmatic al natremiei poate fi scăzut.

2.Diuretice osmotice în exces Exemplu: Manitol, solvit osmotic activ, non-reabsorbabil, în tubul proximal și ramul ascendent al ansei Henle, induce un gradient osmotic, ce împiedică reabsorbția apei și, într-o mai mică măsură, a Na, deoarece deshidratarea și creșterea Na luminal stimulează secreția de aldosteron.

În hipernatremia relativă prin pierderi renale, din punct de vedere clinic și paraclinic pacienții vor prezenta semnde de deshidratare EC (cu hipovolemie) hipertonă, cu deshidratare IC (gradient osmotic generat de hipernatremie și poliurie)Caracteristici:

volum urinar crescut Osmolalitate urinară crescută (> 750 mOsm/l) natriureză crescută

Hipernatremie relativă cu un capital total de Na scăzut prin pierderi extrarenale:

1. Pierderi insensibile (piele, tract respirator) Febră Expunere la temperatură ridicată Exerciții fizice intense – lichidul sudoral este hipoton - pe măsură ce transpirația devine mai

abundentă conținutul de Na scade.

2. Pierderi gastrointestinale – diaree osmotică (lactuloză, malabsorbție carbohidrați, boală celiacă, gastroenterită virală cu afectarea microvililor intestinali cu malabsorbție secundară de carbohidrați), în care pierderile de apă depășesc pierderile de Na (lichid hipoton), deoarece deshidratarea generează stimularea sistemului renină – angiotensină – aldosteron (hiperaldosteronism secundar).

În hipernatremia relativă prin pierderi extrarenale, din punct de vedere clinic și paraclinic pacienții vor prezenta semnde de deshidratare EC (cu hipovolemie) hipertonă, cu deshidratare IC (gradient osmotic și pierderile de apă).Caracteristici:

Volum urinar minim

14

Osmolalitate urinară maximă natriureză scăzută (Na urinar < 10 mEq/l ) secreție ADH crescută

Consecinţe ale deshidratării EC: hipotensiune arterială, tahicardie reflexă scăderea debitului cardiac, cu hipoperfuzie tisulară şi hipoxie, şoc hipovolemic şi exitus mucoase uscate, globi oculari hipotoni, înfundaţi în orbite, persistenţa pliului cutanat

Consecinţe ale deshidratării IC: hemoragii focale intracerebrale sau subarahnoidiene suferința SNC generată de deshidratarea celulară va fi amplificată de hipoperfuzia şi hipoxia

cerebrală (consecinţe ale hipovolemiei).

Hipernatremie relativă cu un capital total de Na normal

Cea mai frecventă cauză de hipernatremie relativă cu un capital total de Na normal este diabetul insipid (incapacitatea rinichilor de a concentra urina, cu poliurie hipotonă).

Există 2 tipuri de diabet insipid: Diabet insipid tipul central, lipsa producţiei de arginin-vasopresină - AVP sau ADH; poate apărea

în: traumatisme cerebrale tumori (craniofaringiom) metastaze cerebrale meningite, encefalite hemoragii sau tromboze cerebrale afecțiuni ereditare.

Diabet insipid tipul nefrogenic, lipsa răspunsului renal la acţiunea AVP; poate apărea în afectare structurilor renale, prin cauze ereditare sau dobândite:

boala renală polichistică Siclemie Sarcoidoză medicaţie (litiu, furosemid, gentamicină).

Caracteristici urinare: Poliurie – volum urinar > 2,5 litri/zi Osmolalitate urinară scăzută (< 300 mOsm/l)

Dacă mecanismul setei este intact și se asigură aport hidric adecvat, pacientul nu dezvoltă hiperosmolalitate plasmatică. Dar, netratat va evolua spre dilatarea tubilor colectori, hidronefroză, prin volumele mari de fluid ce ajung la nivelul tubilor colectori, în mod cronic. Modificările de structură antrenate de hidronefroză și modificările de osmolalitate medulară, generate de volumele de apă filtrată glomerular, determină în timp insuficiență renală cronică.

Dacă nu se asigură aportul hidric adecvat, apare deshidratarea globală (dacă, fiziologic, raportul apă IC/EC = 2:1, când se pierde 1 litru de apă pură, se pierd 667 ml din IC și 333 ml din EC).

b) Hipertonia osmotică hiperglicemică

15

În diabetul zaharat, glucoza devine osmotic activă, deoarece, membranele celulare își pierd permeabilitatea la glucoză (secundar deficitului de insulină).

Pacienții cu glicemie > 180 mg/dl prezintă glicozurie, cu diureză osmotică și deshidratare EC (pierdere predominant de apă față de sodiu).

Hiperglicemia determină creșterea osmolalității plasmatice, cu apariția deshidratării celulare.

Natremia, la pacienții cu hiperglicemie, nu reflectă capitalul total de sodiu, deoarece, la pacienții cu hiperglicemie apare transferul de apă IC spre spațiul EC, iar deshidratarea celulară stimulează setea, cu aport de apă (poate induce hiponatremie diluțională).

Pentru aprecierea corectă a natremiei se aplică o corecție, astfel încât la fiecare creștere 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 până la 400 mg/dl și 2,4 mEq/l pentru glicemii peste 400 mg/dl.

c) Hipertonia osmotică mixtă

De cele mai multe ori, hipertonia osmotică din diabetul zaharat decompensat este mixtă. Pacienții cu cetoacidoză diabetică prezentând hiperglicemie, acumulare corpi cetonici (generează creșterea osmolalității plasmatice) și hipernatremie relativă (prin pierderi renale predominant hidrice în raport cu Na).

O formă gravă de hipertonie osmotică mixtă este coma diabetică hiperosmolară fără cetoacidoză, cu hiperosmolaritate de 350-450 mosm/l, hiperglicemie de 500-1500 mg/dl şi hipernatremie peste 150 mEq/l). Această tulburare fiziopatologică se întâlnește frecvent la pacienții cu DZ tip 2 decompensat.

Hipotonia osmotică extracelulară

Scăderea tonicităţii extracelulare se întâlneşte relativ rar în practica medicală. Hipotonia osmotică extracelulară poate fi determinată doar de scăderea natremiei (de obicei, asociată cu scăderea Cl plasmatic). Hipoglicemia, chiar severă, nu determină scăderea osmolarităţii extracelulare cu mai mult de 3-4 mosm/l (scădere nesemnificativă).

Hipotonia osmotică hiponatremică

Hiponatremia reprezintă scăderea concentraţiei plasmatice a Na sub 135 mEq/l şi poate fi:- absolută (scade cantitatea totală de Na prin pierderi predominant de Na în raport cu apa; se pierd lichide hipertone);- relativă (acumulare în sectorul extracelular predominant de apă în raport cu Na).

I. Hipotonia osmotică prin hiponatremie absolută apare prin pierderi renale de Na însoţite (prin efectul osmotic al Na) de pierderi hidrice; pierderea este predominant de Na (pierdere de lichid hiperton):

- afecţiuni renale tubulo-interstiţiale caracterizate prin alterarea reabsorbţiei tubulare a Na; - deficit de mineralocorticoizi;- tratamentul cu diuretice tiazidice în exces (hidroclotiazida) care inhibă transportorul Na-Cl

la nivelul tubului contort distal; - Diureză osmotică cu repleție selectivă de apă (diureza osmotică a generat pierderi de apă și Na); - Sindroame cu pierdere renală de sare

• Pseudohipoaldosteronism tip I • Sindromul cerebral cu pierdere de sare

16

La pacienții cu vărsături severe capitalul total de Na este scăzut, dar nivelul plasmatic al Na este variabil. Cel mai frecvent, pacienții prezintă hiponatremie prin pierderi de Na la nivel gastric și prin aport de apă fără electroliți. Totuși, în funcție de gradul de deshidratare pacientul dezvoltă hiperaldosteronism secundar – scăderea presiunii de perfuzie renală stimulează sistemul Renină-Angiotensină-Aldosteron – cu apariția alcalozei metabolice și retenție de apă și Na (normoNatremie sau chiar hipernatremie).Compensarea alcalozei metabolice după vărsături presupune creșterea natriurezei și bicarbonaturie, care în contextul unui aport de apă fără electroliți generează hiponatremie.

Deficitul primar de mineralocorticoizi

Insuficienţa corticosuprarenaliană acută

Insuficiența CSR acută apare, cel mai frecvent, la pacienții cu ICSR cronică, aflați în tratament de substituție (glucocorticoizi, mineralocorticoizi) și care nu cresc dozele de glucocorticoizi exogeni în perioade de stress puternic (boli infecțioase, intervenții chirurgicale, traumatisme, etc).

Sindromul Waterhouse – Friderichsen, este o formă de ICSR acută, ce apare în contextul unei infecții acute, de cauze variate, și care este generat de tromboze ale venelor suprarenale, cu hemoragie și necroză SR bilaterală, secundar septicemiei complicată cu CID (mai frecvent septicemia cu meningococ, 80% din cazuri).

Insuficienţa corticosuprarenaliană cronică (Boala Addison)

ICSR cronică este caracterizată de pierdere graduală a țesutului corticalei SR (deficit glucocorticoizi și mineralocorticoizi).Etiologia ICSR cronică:-Autoimun (80%)-TBC diseminat (în trecut a fost cea mai frecventă cauză de ICSR cronică) -SIDA-Boli infiltrative (hemocromatoza, amiloidoza)-Metastaze bilaterale etc.

Tulburări ereditare ale sintezei de mineralocorticoizi

Deficitul de 21 hidroxilază (Hiperplazia adrenală congenitală) cea mai frecventă formă de hiperplazie adrenală congenitală, cu afectarea liniei mineralocorticoide și glicocorticoide (deficit de cortizol și aldosteron).Deficitul enzimatic ce o caracterizează determină acumularea de 17-hidroxiprogesteron și sinteza de adrogeni în exces.Scăderea cortizolemiei induce hipersecreție de ACTH, cu hiperplazie a CSR.În condițiile unei biosinteze normale a steroizilor sexuali, apare hiperproducție de androgeni cu semne de virilizare (sindrom suprareno-genital). În funcție de severitatea deficitului enzimatic, la fete hiperproducția de androgeni este însoțită de semne de virilizare (macroclitoris, modificări labiale, hirsutism) până la hermafroditism, iar la băieți apare macrogenitosomia.Hiperandrogenismul (fete și băieți) induce pubertate precoce cu maturizare prematură a epifizelor osoase (statură finală joasă).Deficitul de mineralocorticoizi (sindrom de pierdere renală de sare) induce:-Hiponatremie;-Hiperpotasemie;-Acidoză;-Deshidratare;

17

Deficit secundar de mineralocorticoizi

Administrare cronică de heparină inhibă secreţia de aldosteron prin reducerea numărului și afinității receptorilor pentru Angiotensină II din zona glomerulosa a CSR.

AINS (aintiinflamatoarele nesteroidiene) inhibă eliberarea de renină. Consumul de AINS se asociază cu risc crescut de hiponatremie la atleți, în timpul probelor de rezistență (exp. maraton), prin următoarele mecanisme: • pierdere Na prin transpirație, • deshidratarea nu poate fi compensată prin activarea sistemului Renină – Angiotensină - Aldosteron • eventual, aport de apă fără electroliți.

Diabet zaharat complicat cu neuropatie diabetică (insuficiență de sistem nervos autonom). Insuficiența de sistem nervos autonom se asociază cu defect de conversie a proreninei în renină.

Sindroame cu pierdere renală de sare:

Pseudohipoaldosteronism tip I afecțiune ereditară, cu apariție sporadică, caracterizată de mutații ale genelor receptorilor mineralocorticoizilor sau ale canalelor de sodiu amilorid sensibile (canalele de Na de la nivelul membranei apicale a tubului colector, locul de acțiune al aldosteronului). Pacienții prezintă nivel plasmatic crescut de aldosteron, dar rezistență la acțiunea aldosteronului.Pacienții sunt copii, de obicei nou-născuți, care prezintă:

• natriureză severă • hiponatremie, hiperpotasemie, • acidoză metabolică • deshidratare • creșterea nivelului plasmatic al aldosteronului și a activității reninice.

Sindromul cerebral cu pierdere de sare (Cerebral salt-wasting syndrome, CSW)CSW apare la pacienți cu traumatism cranio-cerebral acut, tumori cerebrale, AVC, intervenții chirurgicale cerebrale.Mecanismele patogenice implicate în apariția CSW sunt incomplet elucidate:

Eliberare de peptide natriuretice cerebrale;

18

Eliberarea de dopamină inhibă ATP-aza Na+/K+ în membrana bazolaterală a tubilor renali.

Afecțiunea este caracterizată de natriureza severă (>40 mEq/L), ce depășește aportul de sodiu, însoțită de poliurie. Pierderea progresivă de Na și apă generează deshidratare extracelulară. Dacă deficitul de volum intravascular depășește 10 - 15%, se activează secreția non-osmotică de ADH (prezervarea volumului circulator se face în detrimentul osmolalității plasmatice). Scăderea osmolalității plasmatice determină hiperhidratare celulară, cu edem celular (tulburare hidrică mixtă). Severitatea simptomelor hiponatremiei depinde de rapiditatea instalării dezechilibrului și se datorează edemului cerebral.

Simptomele inițiale ale hiponatremiei sunt nespecifice, anorexie, greață, slăbiciune. Dacă se instalează edem cerebral, de obicei la pacienți cu hiponatremie < 120 mEq/L, instalată acut (< 24 de ore) apar letargie, confuzie, convulsii, comă, ce poate evolua spre deces deces. În cazurile severe, edemul cerebral poate determina hernierea tentorială, cu apariţia compresiei bulbare, a stopului respirator şi a decesului.

Pacienții cu o creștere lentă (>48 de ore) a natremiei (hiponatremie cronică) prezintă fenomenul de adaptare osmotică. În hiponatremia cronică adaptarea osmotică se face prin pierderea compensatorie din celula cerebrală de electroliți și osmoliți (aminoacizi). De aceea, manifestările clinice în hiponatremia cronică se datorează, în principal, schimbării de potențial membranar (slăbiciune musculară, convulsii).

Femeile la premenopauză risc mai mare de afectare neurologică severă decât bărbații sau femeile postmenopauză, deoarece estrogenii și progesteronul promovează acumularea de solviți în celulele SNC.

Sindromul de secreție inadecvată de ADH (SIADH)

SIADH este caracterizat de secreție crescută de ADH, independentă de Osmolalitatea plasmatică și de volumul circulator.Etiologie:

- Producție autonomă ectopică (frecvent: carcinom bronhogenic, pancreas, leucemie etc.) - Indus medicamentos (Ciclofosfamida, Carbamazepina etc.) - Afecțiuni pulmonare netumorale (TBC, pneumonii, BPOC, abces) - Afecțiuni SNC (infecții, traumatisme, hemoragii, intervenții chirurgicale, tumori, leziuni vasculare) - Durerile cronice

Evenimentul declanșator al SIADH, din punct de vedere fiziopatologic, este consumul de apă, care nu va fi excretată, datorită creșterii ADH. Apare astfel expansiunea lichidului EC și IC. Expansiunea sectorului EC determină creșterea volumului circulator, care stimulează sinteza de peptide natriuretice, apare natriureza care generează și excreție de apă.În plus, apare și un fenomen de adaptare renală, cu pierderea sensibilității receptorilor pentru ADH. Pentru readucerea IC la normal sunt transportaţi în spaţiul extracelular osmolii intracelulari (electroliți, aminoacizi). Prin aceste mecanisme de adaptare (natriureză, adaptare renală, adaptare celulară) sectoarele EC şi IC sunt doar puţin expansionate

Criteriile de diagnostic pentru SIADH: Osmolalitate plasmatică scăzută Euvolemie clinică – nu sunt semne de hiperhidratare EC (datorită natriurezei) Excreție urinară de Na crescută Concentrație inadecvată a urinei raportat la nivelul ADH plasmatic – urină diluată, dar nu la nivel

maxim. (În contextul hipersecreție de ADH ne-am aștepta la o concentrație foarte crescută a urinei. Dar natriureza și fenomenul de adaptare renală permit eliminarea unei cantități de apă.)

19

Diagnostic diferențial SIADH-CSW

Este esențial diagnosticul diferențial între SIADH și CSW, deoarece, atitudinea terapeutică este complet diferită, iar aplicarea unei terapii greșite induce complicații neurologice severe, deces. Puncte comune ale afecțiunilor - SIADH și CSW apar la pacienți cu afectare cerebrală, prezintă natriureză crescută și hiponatremie.

În SIADH, pacientul este euvolemic, volum urinar normal, ADH crescut, aldosteron scăzut (Volum circulator normal). Terapia necesită acces restricționat la apă

În CSW, pacientul este deshidratat, natriureză accentuată ce generează poliurie, ADH, aldosteron crescut (Volum circulator redus). Terapia se bazează pe acces liber la apă.

II Hipotonia osmotică prin hiponatremie relativă se produce în urma scăderii natremiei prin acumularea predominant de apă faţă de sodiu în sectorul extracelular. (Hiponatremie diluțională, capitalul total de Na normal).

Etiologie:

- Inhibitorii enzimei de conversie – scad Angiotensina II, ceea ce determină stimularea secreție de renină, inslusiv a sistemului renină – angiotensină de la nivel cerebral. Angiotensina la nivel cerebral, generează apariția setei și eliberarea crescută de ADH.

- Insuficiență corticosuprarenală secundară în perioade de stress, în care nu se asigură terapia adecvată cu glucocorticoizi. ICSR secundară se instalează, de obicei, la pacienți tratați cronic cu glucocorticoizi; în timp, se constată pierderea secreției bazale de ACTH, cu atrofia zonelor CSR (fasciculata și reticulata), cu deficit de glucocorticoizi endogeni.HipoNa din ICSR secundară se datorează creșterii secreției de ADH, (cortizolul inhibă secreția hipotalamică de ADH – mecanism incomplet elucidat).

- Insuficiența cardiacă congestivă este însoțită de scăderea debitului cardiac, cu scăderea volumului circulator (arterial efectiv). Astfel, scade RFG, cu stimularea sistemului Renină – Angiotensină – Aldosteron și instalarea hiperaldosteronismului secundar. Hiperaldosternimul secundar scăderii volumuli circulator determină retenție de Na și apă. În plus, scăderea volumului circulator (> 10-15%) este însoțită de stimularea baroreceptorilor, cu creșterea sintezei hipotalamice și eliberării hipofizare de ADH, crescând astfel reabsorbția renală a apei.

- Hipotiroidismul este însoțit de scăderea debitului cardiac prin bradicardie și afectarea contractilității ventriculare. Scăderea debitului cardiac determină instalarea hiperaldosteronismului secundar și a secreției crescute de ADH.

- Ciroza hepatică prin modificările de arhitectură hepatică generează obstrucția drenajului limfatic hepatic, hipertensiune portală (stază în sistemul port). Atât modificarile de presiune hidrostatică și de drenaj limfactic, cât și hipoalbuminemia (deficit de sinteză hepatică) duc la apariția edemelor cu scăderea volumului circulator efectiv și stimulare RAA (hiperaldosteronism secundar) și ADH. În plus, în ciroza hepatică este scăzută metabolizarea hepatică a aldosteronului.Creșterea de ADH și aldosteron, determină retenție hidrosalină, cu creșterea volumului extracelular (edeme) și creșterea volumului intracelular (hiperhidratare globală).

Hipotonia sectorului extracelular determină un transfer de apă către sectorul celular, cu apariţia hiperhidratării globale (extracelulară şi celulară).

20

B. Tulburări hidrice care nu sunt asociate cu modificări ale tonicităţii extracelulare

1. Deshidratarea extracelulară normotonă (izotonă)

Deshidratările extracelulare izotone se produc prin pierderea din sectorul extracelular de apă şi Na, în aceeaşi proporţie ca cea existentă în plasma normală.

Cauzele deshidratărilor extracelulare izotone sunt: - hemoragiile acute (medii şi severe);- pierderile importante de plasmă (arsuri întinse);

Pacientul prezintă semne de deshidratare EC, hipovolemie ce poate evolua, în funcție de severitatea afecțiunii, către șoc hipovolemic. Na seric are valori normale.

2. Hiperhidratarea extracelulară izotonă (edemele)

Hiperhidratarea extracelulară izotonă se produce prin acumularea în sectorul extracelular de apă şi Na în cantităţi proporţionale, astfel încât, tonicitatea extracelulară nu se modifică. Edemele reprezintă hiperhidratări izotone localizate în spaţiul interstiţial.

Schimbul de apă prin peretele capilar, între vas şi interstiţiu, depinde de foțele Starling: gradientul de presiune hidrostatică gradientul de presiune coloid-osmotică (proteine plasmatice)

Presiunea în spațiul interstițial subcutanat este negativă, deoarece apa din acest compartiment este preluată de limfatice.

Pe măsură ce crește volumul EC presiunea hidrostatică interstițială devine pozitivă, apa se găsește în formă liberă. Când presiunea hidrostatică devine pozitivă creșterea compartimentului EC se face doar prin expansiunea interstițiului, volumul circulator păstrându-se constant, iar clinic apar edemele.

Principalele mecanisme de producere a edemelor sunt:

Creşterea presiunii hidrostatice la nivelul capilarelor Scăderea presiunii coloid-osmotice plasmatice

21

Scăderea drenajului limfatic al apei interstiţiale Creşterea permeabilităţii capilare.

1. Creşterea presiunii hidrostatice la nivelul capilarelor, în:

- Insuficiență cardiacă congestivă însoțită de hiperaldosteronism secundar, hipersecreție de ADH, în încercarea de a restabili volumul circulator. Crește volumul extracelular, întreținând, astfel, creșterea de volum interstițial.

- Ciroza hepatică cu hiperaldosteronism secundar și hipersecreție de ADH, datorită distorsiunilor de arhitectură hepatică, creșterii presiunii în sistemul portal, obstrucției de drenaj limfatic hepatic. întreținând, astfel, creșterea de volum interstițial. Ascita crește presiunea intraabdominală cu scăderea întoarcerii venoase de la nivelul extremităților inferioare.

- Obstrucții venoase în tromboflebită, tumori.

2. Scăderea presiunii coloid-osmotice plasmatice apărută în hipoproteinemii, în special hipo-albuminemii, este caracteristică:

- malnutriţiei, malabsorbţiei (deficit sever de aport proteic); - insuficienţă hepatică (deficit de sinteze proteice) – ciroza hepatică;- sindrom nefrotic (pierderi renale de proteine >3.5 g/zi) în glomeruloscleroza diabetică, glomerulonefrite, etc.- gastroenteropatie cu pierdere de proteine (Boala Ménétrier) – infecție primară cu CMV- Sindrom de realimentare apare la pacienții malnutriți o perioadă lungă de timp, care primesc brusc cantități crescute de alimente. Mecanism mixt de apariție a edemelor prin deficit proteic și creșterea presiunii hidrostatice (NaCl din alimentație determină și absorbție de apă, în plus insulina crește reabsorbția tubulară de Na și concomitent de apă).

O scădere relativă a proteinemiei, respectiv a albuminemiei, apare în hemodiluţie, ca rezultat al retenţiei renale hidrosaline importante (prin exces de aldosteron sau ADH).

3. Scăderea drenajului limfatic al apei interstiţiale apare prin blocarea circulaţiei limfatice într-un anumit teritoriu (limfedem), prin:- infiltrarea staţiilor ganglionare cu celule leucemice sau celule maligne metastazante;- procese inflamatorii (limfadenite); - extirparea chirurgicală a unor staţii ganglionare;- blocarea staţiilor ganglionare cu paraziţi (filarioza)- insuficiența cardiacă dreaptă, cu stază venoasă retrogradă, determină scăderea drenajului limfatic.

Edemul care se produce exclusiv prin acest mecanism patogenic se numeşte limfedem. În patologie există şi scăderi ale drenajului limfatic al apei interstiţiale cu caracter sistemic (insuficienţa cardiacă dreaptă cu stază venoasă retrogradă).

4. Creşterea permeabilităţii capilare apare la nivelul focarelor inflamatoare şi este determinată de acţiunea unor mediatori cu proprietăţi hiperpermeabilizante vasculare: histamina, prostaglandine şi leucotriene, componentele C3a şi C5a ale complementului activat (anafilatoxine), citokine, kinine etc.

Prin creşterea permeabilităţii capilare se produce un transfer de proteine din capilar în interstiţiu, cu reducerea gradientului de presiune coloid-osmotică şi predominanţa gradientului de presiune hidrostatică. În aceste condiţii, apare o acumulare hidrică în interstiţiul zonelor inflamate.

22

Mai rar, poate apărea creşterea cu caracter sistemic a permeabilităţii capilare, în situaţii patologice însoţite de eliberarea sistemică a mediatorilor cu acţiune de creştere a permeabilităţii vasculare:- şocul anafilactic (alergic);- hipoxia severă generalizată (şoc hipovolemic, şoc toxico-septic etc.).

Pentru formarea edemelor, în special a edemelor generalizate, acţionează în acelaşi timp mai multe mecanisme patogene, cu predominanţa unuia sau altuia, în funcţie de afecţiunea care stă la baza apariţiei edemului.

Clasificarea edemelor în funcţie de suprafaţa teritoriului afectat:

Edemele sistemice sunt produse prin alterarea unor factori patogeni care acţionează sistemic (la nivelul întregului organism):- creşterea cu caracter generalizat a presiunii hidrostatice la nivelul capilarelor:- retenţie renală hidrosalină importantă (hiperaldosteronismul secundar şi excesul de ADH din insuficienţa cardiacă stângă, insuficienţa hepatică, sindromul nefrotic, etc.); - stază venoasă retrogradă sistemică (insuficienţa cardiacă dreaptă); - scăderea presiunii coloid-osmotice plasmatice produsă prin hipoalbuminemie severă (insuficienţă hepatică, sindrom nefrotic, gastroenteropatie exsudativă, sindroame de malnutriţie şi malabsorbţie);- creşterea cu caracter sistemic a permeabilităţii capilare (forme grave de şoc hipovolemic, toxico-septic, anafilactic).

Edemele regionale afectează unele teritorii :- insuficienţa venoasă cronică (prin creşterea presiunii hidrostatice în capilare datorită stazei venoase);- obstrucţii venoase (în tromboze sau tromboflebite ale venelor profunde).

- limfedemele apărute în obstrucţii limfatice sau ale ganglionilor limfatici prin neoplasme, leucemii, filarioză, rezecţii ale unor grupuri ganglionare, aplazia vaselor limfatice (mecanismul de producere a acestui tip de edem este scăderea drenajului limfatic);

- ascita este o formă particulară de edem regional şi constă într-o acumulare hidrică la nivelul cavităţii peritoneale; ascita apare în ciroza hepatică prin mai multe mecanisme- creşterea presiunii hidrostatice în vena portă (hipertensiune portală);- scăderea presiunii coloid-osmotice plasmatice prin deficit de sinteză proteică;- scăderea drenajului limfatic la nivel hepatic.

Edemele locale se produc prin creşterea localizată a permeabilităţii capilare sub acţiunea unor mediatori eliberaţi la nivelul focarelor inflamatorii sau în cursul reacţiilor alergice locale.

Fiziopatologia potasiului

Potasiul este principalul cation intracelular. La o persoană cu greutate de 70 kg, capitalul total de K în organism este de aproximativ 3500 mEq din care, 98% se găsește în lichidul celular (într-o concentraţie de 150 mEq/l) și 2% în lichidul extracelular. Concentraţia plasmatică normală a K este 3,5-5,5 mEq/l.

Menținerea distribuției normale a ionilor de K între cele două compartimente depinde de activitatea ATP-azei Na+/ K+, care exportă 3 Na+ extracelular și importă 2 K+ intracelular. Distribuția K între spațiul EC/IC este crucială pentru funcția neuromusculară normală, menținerea potențialului membranar de repaus și desfășurarea normală a etapelor potențialului de acțiune.

23

90% din K alimentar este absorbit, dar creșterea nivelului EC de K postprandial este prevenită prin eliberarea de insulină postprandial. Insulina stimulează ATP-aza Na+/K+ și preluarea intracelulară de K independent de glucoză, mai ales la nivel hepatic și muscular.

Excreția renală este principala cale de eliminare a K . 90% din K filtrat glomerular este reabsorbit la nivelul tubului contort proximal și ansei Henle.La nivelul tubului contort proximal K este reabsorbit pasiv împreună cu apa și Na. La nivelul ansei Henle, ram ascendent, K este reabsorbit cu ajutorul multiporterului luminal Na-K-2Cl. O parte din K reabsorbit se reîntoarce în tub prin canale de K, dar cea mai mare parte părăsește celula la nivelul membranei bazolaterale prin canale de K (flux pasiv) și simporterulului K/Cl.

Ram ascendent ansă Henle

La nivelul tubului contort distal, K este secretat de către celulele principale, după ce a fost preluat din interstițiu prin intermediul ATP-azeiNa+/K+, de la nivelul membranei bazolaterale, stimulată de aldosteron. Aldosteronul stimulează, de asemenea, creșterea numărului de canale de K la nivel membranei luminale, favorizând secreția de K.

Nivelul plasmatic al K influențează direct secreția de aldosteron de la nivel CSR, independet de sistemul Renină – Angiotensină.

Celule principale tub contort distal

24

Hiperpotasemia

Hiperpoatsemie apare, de obicei, ca urmare a scăderii excreției renale de K sau redistribuției acestuia între spațiul EC și IC.

1.Aportul excesiv de K este foarte rar o cauză de hiperK, deoarece la nivel renal există mecanisme fine de adaptare a excreției în funcție de nivelul plasmatic de K și de aportul exogen. Concentrația de K de la nivelul interstițiului corticalei renale este similară cu cea plasmatică, iar activitatea ATP-azei Na+/K+, din membrana bazolaterală, este foarte sensibilă la această concentrație. În plus, hiperpotasemia stimulează secreția de Aldosteron, care crește excreția de K.

Aportul excesiv de K determină hiperK doar la pacienții cu Insuficiență renală. Posibile situații însoțite de aport excesiv de K:

Medicamente ce conțin K (penicilina G potasică), terapie iv cu KCl. Transfuzii masive cu sânge conservat (K este eliberat din hematiile lizate); Aport oral excesiv de KCl la bolnavi cu restricţie sodată (cardiaci, hipertensivi etc.);

2.Scăderea excreției renale de K

- IRA sau IRC; hiperpotasemia la pacienţii cu IRC apare cînd rata de filtrare glomerulară scade sub 15 ml/min/1,73 m2.

- Deficit de mineralocorticoizi:

Hipoaldosteronism primar – Boala Adisson, Deficit de 21 hidroxilază, etc. – vezi hiponatremia

Hipoaldosteronism secundar:• AINS, heparină, Inhibitorii enzimei de conversie – vezi hiponatremia• Hiporeninemie – nefropatie diabetică, afecțiuni tubulointerstițiale cronice, Insuficiență renală

moderată, etc. Rezistență la acțiunea aldosteronului:

Spironolactona este diuretic ce antagonizează aldosteronul LES

25

Pseudohipoaldosteronism tip I - vezi hiponatremia Pseudohipoaldosteronism tip II (Sindromul Arnold-Healy-Gordon) este o afecțiune cu

transmitere autozomal dominantă și manifestări clinice ce debutează în adolescență. Este produsă de o mutație la nivelul genelor enzimelor de tip serin-treonin–kinază ce reglează activitatea transportorilor implicați în reabsorbția de Na și Cl și excreția de K. Mutația generează rezistența canalelor de K la acțiunea aldosteronului, pacientul prezentând hiperpotasemie (inhibată secreția de K) cu acidoză metabolică, dar reabsorbție crescută de Na și Cl, cu RFG normală. Clinic pacienții prezintă HTA cu hiperpotasemie.

3. Redistribuția K între spațiul EC și IC – mecanisme:

- Distrugeri tisulare/celulare - politraumatisme, necroze, hemoliză, distrugere de celule prin chimioterapie, exercițiu fizic intens.

De obicei, post exercițiu fizic, K se reîntoarce rapid IC prin acțiunea epinefrinei de stimularea a ATPazei Na/K. Stimularea simpatică activează ATP-aza Na+/K+ prin intermediul receptorilor β2-adrenergici.

- Supradozare de digitalice (digitalicele inhibă ATPazei Na/K), administrarea de succinil-colină, arginin-hidroclorid

- Paralizia periodică hiperkalemică este o afecțiune cu transmitere autozomal dominantă, caracterizată de episoade de slăbiciune musculară severă sau paralizie, însoțite de hiperpotasemie. Boala apare datorită unor mutații ale canalelor de Na voltaj dependente. Canalele de Na rămân active și după faza 0 a potențialului de acțiune, Na continuând sa pătrundă intracelular, ceea ce generează tulburări de repolarizare (miotonii). După desfășurarea mai multor potențiale de acțiune Na se acumulează intracelular, cu apariția unei depolarizări excesive. Astfel celulele devin inexcitabile (paralizie). HiperK prin modificarea potențialului membranar de repaus (scădere gradient electric) conduce spre depolarizare mai facilă, favorizând deschiderea canalelor de Na. Episoadele de paralizie însoțesc alimentația bogată în K și perioada de repaus postexercițiu fizic.

- Acidoza metabolică se asociază de obicei cu hiperK. Creșterea nivelului plasmatic de H+ generează schimburi transmembranare cu principalul cation intracelular , K+, deoarece H+ este tamponat intracelular de proteinatul de K. Scăderea Ph-ului intracelular inhibă activitatea ATP-azei Na+/K+ , persistând astfel efluxul de K. La nivel renal , tubii contorți distali și colectori, celulele intercalate de tip A secretă H+ prin ATPaza H/K, ATPaza H. Scăderea pH –ului inhibă ATPaza Na/K din membrana bazolaterală a celulelor principale din tubii distali, scăzând preluarea intracelulară de K din spațiul interstițial.

Celulele intercalate de tip A

26

Consecinţele fiziopatologice ale hiperpotasemiilor

Consecințele fiziopatologice sunt reprezentate în principal de afectarea excitabilităţii neuromusculare. Efectele hiperpotasemiei se resimt în special la nivelul musculaturii scheletice și activității cardiace, datorită depolarizării membranare spontane, susținute și inactivării canalelor de Na.

Simptomatologia musculară variază de la slăbiciune, fasciculații, până la paralizie (inclusiv mușchi respiratori), în funcţie de severitatea hiperpotasemiei.

Modificările ECG progresează de la: unde T ascuțite simetrice (frecvent interval QT scurt) → lărgirea QRS → alungire P–R → pierdere undă P→ depresie segment ST → fibrilație ventriculară, asistolie.

Hipopotasemia

Nivelul plasmatic al K se corelează slab cu nivelul capitalului total de K , potasemia fiind păstrată în limite normale prin mecanisme de adaptare.

Scăderea K plasmatic de la 4 mEq/L la 3 mEq/L, reprezintă un deficit de 100 – 200 mEq de K, scăderea K sub 3 mEq/L se asociază cu deficit între 200 - 400 mEq.

Principalele mecanisme de producere a hipopotasemiei

1. Pierderi renale excesive de K

27

- Hiperaldosteronismul primar (Sindromul Conn) reprezintă sinteza autonomă de aldosteron la nivelul zonei glomerulosa a CSR. Pacienții prezintă nivele plasmatice scăzute de renină.

Etiologie hiperaldosteronismul primar (Sindromul Conn):• Adenoame sau Carcinoame la nivel CSR• Hiperplazie adrenală bilaterală/unilaterală

Clinic sindromul Conn, în funcție de severitatea dezechilibrelor hidroelectrolitice și acidobazice, poate prezenta manifestări cardiovasculare, neuromusculare și renale.

Sindromul cardiovascular din hiperaldosteronismul primar este cea mai frecventă forma de prezentare a afecțiunii. Pacienții prezintă HTA (grade variabile: ușoară → severă, refractară la tratament) și anomalii ECG datorate hipopotasemie.

HTA apare prin reabsorbție importantă de Na și apă în stadiile inițiale. După ce crește volumul circulator, secundar reabsorbție de Na și apă, este stimulată eliberarea de peptide natriuretice, care induc natriureză (fenomen de scăpare) ce limitează reabsorbția de apă. De aceea, în hiperaldosteronismul primar în absența altor afecțiuni nu apar edeme. Pentru formarea edemelor sistemice este necesară prezenţa a cel puţin doi factori patogenici de edem.

Sindromul neuromuscular este definit prin manifestări clinice variabil, în funcție de severitatea hipopotasemiei și alcalozei metabolice. Hipopotasemia întârzie repolarizarea membranei celulare generând anomalii ECG, slăbiciune musculară și tetanie. Alcaloza metabolică este responsabilă de hiperexcitabilitatea neuromusculară, deoarece, pentru compensarea alcalozei , crește legarea calciului de albuminele plasmatice și scade nivelul plasmatic de Ca2+

Sindromul renourinar sau nefropatia kaliopenică (formă de DI nefrogen) apare mai tardiv în evoluţia sindromului Conn și se datorează rezistenței la acțiunea ADH, cu apariție poliurie, polidipsie și tendință la deshidratare globală. După instalarea acestui sindrom valorile tensionale scad.

- Hiperaldosteronismul glucocorticoid remediabil (hiperaldosteronism familial de tip 1), afecțiune cu transmitere AD, secundară unei mutații genetice ce generează secreție de aldosteron dependentă de ACTH (fiziologic ACTH nu controlează sinteza de aldosteron). Mutația constă în fuzionarea regiunilor reglatorii a genei enzimei 11 β hidroxilaza și genei aldosteron-sintetazei, astfel alsoteronul devine sensibil la acțiunea ACTH. Administrarea de glucocorticoizi suprimă ACTH și ameliorează simptomele.

- Producția în exces de Deoxicorticosteron . DOC este al doilea hormon ca efect mineralocorticoid după aldosteron. Etiologie:Deficit de 17ά – hidroxilază : Pacient cu HTA la pubertate, hipopotasemie, infantilism sexual la fete și pseudohermafrodism la băieți. Paceinții prezintă hipocortizolemie, care stimulează secreţia de ACTH, activându-se la nivelul CSR calea mineralocorticoidă – Deoxicorticosteron și corticosteron (precursori ai aldosteronului). Inițial se formează în exces și aldosteron, dar datorită expansiunii EC sistemul RAA este inhibat, nivelul de aldosteron plasmatic scade, efectul mineralocorticoid datorându-se, ulterior, DOC.

Deficit de 11 β – hidroxilază (Hiperplazie adrenală congenitală) afecțiune cu manifestări clinice din copilărie. Hipocortizolemia stimulează secreţia de ACTH, apare astfel hiperplaziei de CSR și hipersecreție de androgeni. Hiperandrogenismul se manifestă prin virilizare și pubertate precoce.

28

- Boala Cushing sau hipercortizolism ACTH dependent (tumori hipofizare, producție ectopică de ACTH de obicei tumorală). ACTH are efect de stimulare a producției DOC, în plus Glucocorticoizii stimulează producția hepatică de angiotensinogen.

- Hipersecreția de renină apărută secundar scăderii presiunii de perfuzie la nivelul aparatului juxtaglomerular, prin ateroscleroză, hiperplazie fibromusculară a arterelor renale, infarct renal, afecțiuni parenchimatoase renale. Apare astfel hiperaldosteronism secundar.

- Poliuria din IRC (fază poliurică), IRA (faza de reluare a diurezei), diureză osmotică (manitol, glicozurie, cetoacidoză, etc).

• La pacienții cu cetoacidoză nivelele plasmatice ale K pot fi crescute datorită acidozei, dar capitalul total de K este scăzut.

- Diureticele, ca și poliuria, generează prin creșterea filtratului glomerular, scăderea reabsorbției de Na și apă la nivelul tubilor contorți proximali și ansei Henle. Creșterea fluxului de apă și Na la nivelul tubului contort distal stimulează secreția de aldosteron și expresia canalelor luminale de Na la nivelul celulelor principale – vezi slide 74.

2. Pierderi extrarenale de K: Vărsături severe Sindroame diareice VIP-oame – tumoră endocrină pancreatică cu producție excesivă de peptid intestinal vasoactiv (VIP)

– diaree apoasă cronică.

În majoritatea situațiilor pierderea extrarenală de K nu este foarte accentuată și contribuie puțin la hipopoatsemia. HipoK se datorează hiperaldosteronismului secundar produs de deshidratare.

3.Redistribuția K între spațiul EC și IC:

- Alcaloza metabolică Pentru compensarea alcalozei metabolice apare eflux de ioni de H din celulă cu influx de K. Creșterea pH-ului intracelular activează ATP-azei Na+/ K+. Pentru compensarea alcalozei metabolice la nivelul tubului contort distal este inhibată secreția de hidrogen de către celulele intercalate tip A, iar celulele intercalate de tip B, ce realizează secreție de bicarbonat, sunt activate.

Celulele intercalate de tip A

Celulele intercalate de tip B

29

- Administrarea de insulină exogenă fără aport adecvat de potasiu. Pacienții cu DZ dezvoltă complicații acute, comă hiperosmolară sau cetoacidoză. Hiperosmolaritatea ce caracterizează aceste complicații detsrmină poliurie osmotică cu pierdere de K.

Totuși, nivelele plasmatice de K pot să nu reflecte scăderea capitalului total de K, deoarece acidoza din cetoacidoza diabetică sau acidoza lactică (generată de hipoxie), pot conduce spre nivele plasmatice normale sau crescute de K. Administrarea de Insulină fără substituție exogenă de KCl se poate complica la cești pacienți cu instalarea rapidă a hipopotasemiei (insulina activeaza ATP Na/K).

- Stimularea sistemului nervos simpatic (β2-agonişti) poate induce apariția hipoK deoarce epinefrina crește activitatea ATPazei Na/K. Etiologie:

• Stări postagresive – creșterea nivelurilor de catecolamine • Tireotoxicoză - stimulare β-simpatică excesivă

4.Reducerea severă a aportului de potasiu

Deoarece rinichiul are capacitatea de a reduce exreția de K de 20 de ori, pentru instalarea hipoK este necesară o reducere marcată a aportului.Totuși, un aport exogen scăzut poate accentua efectele unor pierderi crescute de K.

Reducerea severă a aportului de potasiu: inaniţie ; sindroame de malabsorbţie; bolnavi alimentaţi parenteral, fără aport de K. Alcoolism – malnutriție, vărsături, deshidratare.

Consecinţele fiziopatologice ale hipopotasemiei

Hipopotasemia generează disfuncții mutiorganice.

Deoarece în hipopoatsemie scade potențialul membranar în repaus (hiperpolarizare) și se prelungește faza de repolarizare a membranei celulare în timpul potențialului de acțiune se instalează tulburări de ritm și de conducere

ECG: unde T aplatizate sau inversate, unde U proeminente, subdenivelare segment ST, creșterea amplitudinii undelor P și alungirea intervalului P–R.

30

Simptomatologia musculara este variabilă de la slăbiciune, tetanie, rabdomioliză la paralizie.

Deoarece nivelul plasmatic al K influențează direct, la nivel CSR, sinteza de aldosteron, independent de Renină- Angiotensină, în hipok scade secreția de aldosteron.

În hipopoatsemie scade secreția de insulină prin deficitul de depolarizare a membranei celulelor β-pancreatice (deficit intracelular de K) secundar hipopoatsemiei. În deficitul de depolarizare membranei celulei β-pancreatice scade influxul ionilor de calciu ce generează exocitoza granulelor secretorii de insulină.

Hipopotasemia cronică induce la nivel renal rezistență la acțiunea ADH (scade capacitatea de concentrare a urinei ) cu instalarea poliuriei.

Hipopoatsemia este nu numai consecință a alcalozei metabolice, ci și cauză a acesteia, deoarece activează ATPaza H/K de la nivelul celulelor intercalate de tip A, crescând secreția de H și reabsorbția concomitentă de bicarbonat. În plus, hipoK stimulează amoniogeneza renală , cu generare bicarbonat.

Amoniogeneza – Tub contort proximal

Glutamina este sintetizată hepatic din amoniac și bicarbonat. Amoniacul este un produs toxic în formă liberă. Pentru a fi livrat renal trebuie să se transforme în glutamină.

31

Tub contort distal

32