+ All Categories
Transcript
Page 1: Echilibrul Hidroelectrolitic

Fiziopatologia metabolismului hidroelectrolitic

(II)

Prof. univ. dr. Daniela Adriana Ion

Page 2: Echilibrul Hidroelectrolitic

Echilibrul apei în organism - reglarea aportului exogen -

Centrul hipotalamic al setei este stimulat de:

- scăderea volumului plasmatic cu 10-15%;

- creşterea osmolarităţii plasmatice (valoare normală: 284 – 295 mOsm/kg H2O) cu 1-2%;

- angiotensina II (activată prin scăderea TA);

- uscarea mucoasei bucale.

Centrul hipotalamic al setei este inhibat de:

- umidificarea mucoasei bucale;

- activarea receptorilor de întindere de la nivelul stomacului şi al intestinului;

- scăderea osmolarităţii plasmatice.

Page 3: Echilibrul Hidroelectrolitic

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei -

În reglarea homeostaziei sodiului și apei intervin:

- hormonul antidiuretic (ADH);

- aldosteronul;

- Angiotensina II;

- familia peptidelor natriuretice (PNA)

- insulina.

Page 4: Echilibrul Hidroelectrolitic

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei –

- hormonul antidiuretic (ADH)-

La nivel renal, ADH acționează asupra receptorilor V2 din membrana basolaterală a tubilor colectori (receptorii V1 ai ADH-ului sunt localizați în pereții vasculari și acționarea lor induce vasoconstrictie).

Receptorii V2 activează adenilciclaza și AMPc migrarea veziculelor de aquaporina 2 (canalul proteic pentru H2O) spre membrana apicală; astfel, membrana apicală devine permeabilă pentru H2O.

H2O pătrunde în celula tubulară datorită gradientului osmotic.

Membrana basolaterală este întotdeauna permeabilă pentru H2O H2O se reabsoarbe în circulație.

ADH este mult mai sensibil la variațiile osmolalității (o creștere de 1% stimulează secreția de ADH) comparativ cu variațiile volemiei (secreția de ADH crește la o scădere > 5% a volemiei).

Page 5: Echilibrul Hidroelectrolitic

Scade osmolalitatea plasmatică

Creşte osmolalitatea plasmatică (cu 1-2%)

Stimulaţi osmoreceptori hipotalamiciSinteza ADH în hipotalamus

Stimulată eliberarea ADH la nivelul hipofizei posterioare

ADH - rec V2 tubi renali colectori stimulează inserţia aquaporinelor în membranele celulare, crește

reabsorbţia de apă

# Scade volumul plasmatic (> 5%)

# Scade tensiunea arterială (cu 10-15%)

Stimulaţi baroreceptori atriali, arc aortic, artere

carotidiene

Page 6: Echilibrul Hidroelectrolitic

Transportul Na+ din lumen, prin membranele celulare epiteliale renale, este mediat:

- prin schimbătorul 3 de Na+/protoni (NHE3)

- in tubul contort proximal (proximal convoluted tubule)

- in portiunea dreapta a tubilor proximali (straight tubules)

- portiunea ascendentă (groasa) a ansei Henle (thick ascending loop Henle)

- prin cotrasportorul Na+- Cl- (NCCT)

- în tubul contort distal (distal convoluted tubule)

- în segmentul conector (connecting segment)

- prin canalul de Na+ epitelial (ENaC) amilorid sensibil

- in tubii colectori din corticala (cortical collecting duct)

- medulara (medullary collecting duct)

SGK1: A Rapid Aldosterone-Induced Regulator of Renal Sodium; Reabsorption James A. McCormick, Vivek Bhalla, Alan C. Pao and David Pearce; Physiology 20:134-139, 2005. ; doi: 10.1152/physiol.00053.2004

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei –

- aldosteronul -

Page 7: Echilibrul Hidroelectrolitic

Na+-K+-ATPaza transporta Na+ prin membrana basolaterală în sange, de-a lungul tuturor segmentelor tubulare renale.

Nefronul distal aldosteron-sensibil (ASDN) reprezinta porțiunile din nefron în care se găsesc multiple situs-uri de expresie a ENaC.

Kinaza reglata seric si de glucocorticoizi (Serum - and glucocorticoid - regulated kinase 1 = SGK1) este exprimată de-a lungul întregului nefron; aldosteronul este stimulul care îi induce puternic expresia la nivelul ASDN.

SGK1: A Rapid Aldosterone-Induced Regulator of Renal Sodium Reabsorption James A. McCormick, Vivek Bhalla, Alan C. Pao and David Pearce; Physiology 20:134-139, 2005. ; doi: 10.1152/physiol.00053.2004

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei –

- aldosteronul -

Page 8: Echilibrul Hidroelectrolitic

Aldosteronul își exercită acțiunea prin receptori intracelulari (MR) care sunt translocati în nucleu, după legare de Hsp (heat shock protein) – proteinele șocului caloric.

Transcriptia e modulata prin 2 mecanisme moleculare:

-mecanism direct: activarea/represia se realizează prin interacțiune directă cu situs-urile ADN

- steroid response elements (SREs) - răspuns negativ la steroizi (nSREs)

- mecanism indirect: prin interactiuni tip proteină-proteină între receptori steroidieni activați și alți factori.

INTERSTITIU

Asterisks-urile (*) marcheaza efectorii finali ai aldosteronului implicati in reabsorbția Na+ și

secreția K+.

Rachell E. Booth, John P. Johnson, and James D. Stockand - ALDOSTERONE - ADV PHYSIOL EDUC 26: 8–20, 2002

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei –

- aldosteronul -

Modelul de acțiuni genomice ale aldosteronului (ALDO)

Page 9: Echilibrul Hidroelectrolitic

•în faza tardivă (6-24h) nivelul de exprimare a proteinelor transportatoare rămâne ridicat si se activeaza ATP-aza Na+/ K+ la nivelul membranei bazolaterale (interstițiale) a tubilor colectori și contorți distali;

Na+ de la nivelul celulei tubulare trece în circulație;

efectul este favorizat de creșterea concentrației intracelulare a Na+ (secundară creșterii numărului de canale de Na+ amilorid sensibile deschise);

Rachell E. Booth, John P. Johnson, and James D. Stockand - ALDOSTERONE - ADV PHYSIOL EDUC 26: 8–20, 2002

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei –

- aldosteronul – fazele de actiune

• în faza precoce (<1h), cresc activitatea și / sau numărul proteinelor transportatoare și apar modificări translaționale ale proteinelor din canalele de Na+, care se activeaza: creste activitatea Sgk1 (Serum-and glucocorticoid- regulated - kinase 1),

corticosteroid hormone – induced factor (CHIF), Kirsten Ras (Ki-Ras)

Page 10: Echilibrul Hidroelectrolitic

Din punct de vedere functional, porțiunea distală a nefronilor este împărțită în:

- segmentul initial al tubilor contorți distali (DCT), împărțit la rândul lui în segmentele DCT1 și DCT2;

- tubul conector (CNT);

- tubii colectori (CD).

Expresia proteică diferită în aceste segmente reflectă mecanismele diferite mobilizate în fiecare dintre aceste segmente.

Efectele asupra segmentului distal al nefronului sunt circumscrise la nivelul segmentului aldosteron sensibil (ASDN) care cuprinde:

- DCT2;

- CNT;

- CD.

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei –

- aldosteronul –Actiunea în porțiunea distală a nefronului

Page 11: Echilibrul Hidroelectrolitic

În segmentul nefronului aldosteron sensibil acționează:•cotransporter Na+:Cl- (NCC) – exprimat in special în DCT1. •ENaC (epithelial Na+ channel) - expresia crește gradual de-a lungul DCT2 si se exprimă foarte bine în CNT si CD . ENaC nu este exprimat în DCT1.

Suprapunerea expresiei proteinelor NCC si ENaC in DCT2 generează 3 segmente distinctive:

• DCT1 - se exprimă doar NCC; • DCT2 - sunt co-expirmate NCC si ENaC;• CNT/CD - este exprimat doar ENaC.

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei –

- aldosteronul –Actiunea în porțiunea distală a nefronului

Sistemul de reabsorbție a Na+ în nefronul distal este cuplat cu secreția de K+. Na+ care intră prin ENaC generează un voltaj negativ în lumen care favorizeaza secreția de K+ printr-o varietate de canale de transport al K+ prin membrana apicală.

Adaptat dupa Arroyo J P et al. Physiology 2011;26:115-123

Page 12: Echilibrul Hidroelectrolitic

1.CANALELE DE NA: Aldosteronul actioneaza atât pe NCC cât și pe ENaC. •Efectul asupra NCC nu este mediat de receptorul mineralocorticoid (MR) ci este unul post-translațional. •Efectul asupra ENaC se realizează prin intermediul MR.

• Nedd4-2 (neuronally expressed developmentally downregulated 4-2), prin interacțiunea cu subunitățile β și γ ale ENaC, induce ubiquitilarea canalului și, în final, degradarea lui.

• Legarea aldosteronului de MR induce expresia Serum - and glucocorticoid - regulated kinase ( Sgk1); aceasta enzima fosforileaza Nedd4-2 care previne degradarea ENaC, crescand numarul acestor canale active.

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei –

- aldosteronul -

Reglarea la nivelul segmentului nefronic aldosteron sensibil (ASDN)

Page 13: Echilibrul Hidroelectrolitic

Adaptat dupa Arroyo J P et al. Physiology 2011;26:115-123

Reglarea la nivelul segmentului nefronic aldosteron sensibil (ASDN)

2. Receptorul MR există în tot segmentul distal dar efectul declansat de legarea aldosteronului apare doar in segmentele DCT2 si CNT;

La acest nivel este prezentă si 11- hidroxisteroid dehidrogenaza tip 2 (11b-HSD2) necesară pentru a preveni ocuparea MR de glucocorticoizii aflați intr-o cantitate mult mai mare in circulatie decat aldosteronul.

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei –

- aldosteronul -

Page 14: Echilibrul Hidroelectrolitic

Adaptat dupa Arroyo J P et al. Physiology 2011;26:115-123

Reglarea la nivelul segmentului nefronic aldosteron sensibil (ASDN)

3. Semnale intracelulare:

- Familia WNK (with-no-lysine kinases) are rol de inhibitie a NCC și a ENaC (modulează activitatea canalelor de K+ cu conductanță mică).

- SPAK (Ste20p-related proline-alanine rich kinase) intervine în reglarea NCC.

- Legarea aldosteronului de MR induce expresia Sgk1 fosforilarea Nedd4-2 mediata de Sgk1 care previne degradarea ENaC.

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei –

- aldosteronul -

Page 15: Echilibrul Hidroelectrolitic

* simultan cu efectul de reabsorbție a Na+, are loc modificarea potențialului electric transmembranar al celulelor tubulare, cu creșterea încărcăturii negative luminale, ceea ce generează:

- secreția tubulară de K+ la nivelul celulelor principale tubulare;- secreția tubulară de H+ la nivelul celulelor intercalate de tip A;

- efectul de creștere a expresiei ATP-azei H+ la nivelul membranei apicale și activitatea transportorului Cl-/HCO3- la nivelul membranei bazolaterale a celulelor intercalate de tip A (crește excreția urinară de H+).

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei –

- aldosteronul -

Page 16: Echilibrul Hidroelectrolitic

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

Renina este sintetizată si depozitată în celulele juxtaglomerulare renale sub formă inactivă (prorenina).

Scăderea TA induce:

- Eliberarea proreninei din renina;

Renina transformă angiotensinogenul în angiotensina I.

Enzima de conversie din endoteliul pulmonar clivează 2 aminoacizi din molecula de angiotensină I, formând angiotensina II (contine 8 aminoacizi).

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei –

- angiotensina II -

Page 17: Echilibrul Hidroelectrolitic

Sinteza angiotensinei II: în condiții de scădere a fluxului sanguin la nivel renal, angiotensinogenul produs de ficat este clivat (în plasmă) de renina produsă de rinichi, rezultând angiotensina I.Angiotensina I este clivată de enzima de conversie a angiotensinei (E.C./A.C.E.) produsă în principal în vasele sanguine din plămâni, rezultând angiotensina II care declanșează vasonconstricția și creste secreția de aldosteron și debitul cardiac.

Page 18: Echilibrul Hidroelectrolitic

Renina se produce în aparatul juxtaglomerular și are un singur substrat cunoscut (angiotensinogenul). Sinteza reninei este stimulată de baroreceptorii zonei juxtaglomerulare (in special daca TA< 90 mmHg), scaderea Na+ plasmatic, stimularea -adrenergica, compusi metabolici eliberați in conditii de hipoxie: acizi grasi tricarboxilici, alfa - cetoglutarat.

Transformarea angiotensinei I in angiotensina II este catalizata de enzima de conversie, prezenta in numeroase tesuturi (inclusiv în țesutul renal).

Page 19: Echilibrul Hidroelectrolitic

Eliberarea reninei în circulație este controlată de trei efectori principali:1. baroreceptorii din peretele arteriolelor aferente, stimulați de scăderea presiunii de perfuzie arteriolară;

2. baroreceptorii cardiaci și sistemici care activează sistemul nervos simpatic; creșterea catecolaminelor circulante stimulează celulele juxtaglomerulare, prin receptorii β1– adrenergici;

3. celulele din macula densa (celule musculare specializate, la nivelul ramului ascendent al ansei Henle), stimulate de reducerea concentrației Na+și Cl– din

fluidul tubular.

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei –

- angiotensina II -

Page 20: Echilibrul Hidroelectrolitic

EFECTUL STIMULARII RECEPTORILOR PENTRU ANGIOTENSINA II

Angiotensina II actioneaza pe doua tipuri de receptori, cu actiune antagonică: AT1 si AT2.

In organismul uman predomina receptorii pentru AT1.

Receptorii AT1 predomina la nivel vascular

Receptorii AT2 predomina la nivel cardiac.Receptorii AT 1

cresc presiunea sanguinăReceptorii AT2

scad presiunea sanguină

vasoconstrictie vasodilatatie

crestere celularainhibarea cresterii celulare

si favorizarea apoptozei

secretie de aldosteron natriureza

eliberare de catecolamine eliberare de bradikinina

Datorita distributiei diferite a celor doua tipuri de receptori, efectele globale ale angiotensinei II sunt:

- Vasocontricția, in special la nivelul arteriolelor (creșterea TA) si, în mai mică măsură, la nivelul venulelor (creșterea întoarcerii venoase);

- stimularea sintezei de aldosteron la nivelul corticosuprarenalelor;

- stimularea secreției ADH, în prezența creșterilor osmolalității plasmatice.

Page 21: Echilibrul Hidroelectrolitic
Page 22: Echilibrul Hidroelectrolitic

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

Efectele Reninei

- Vasoconstricția se manifestă:- in special la nivelul arteriolelor (creșterea TA); - în mai mică măsură, la nivelul venulelor (creșterea întoarcerii venoase).

La nivel renal, renina induce retenție de Na+ și H2O.

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei –

- angiotensina II -

Page 23: Echilibrul Hidroelectrolitic

ANGIOTENSINA II

Constrictie arteriolelor renale

Fluxul sanguin renal

Filtratul glomerular

Incetinire flux sanguin

Presiunea in capilare peritubulare

Rebsorbtie rapida de fluid in tubi

Volum urinar

Secretie aldosteron

Retentie de Na+

Retentie de H2O

Transporter Cl- NKCC2 Flux sanguin renal Tonus simpatic

renina

Guyton, Tratat de Fiziologie a omului, editia 11-a

Page 24: Echilibrul Hidroelectrolitic

Stimulare centrul setei

Volum extracelular normal

Scade volumul extracelular

Scade volumul sanguinScade tensiunea arterială

Creşte secreţia de renină şi activarea

angiotensinei II

Creşte eliberarea aldosteron

Creşte eliberare ADH

Creşte retenţia renală de Na şi apă

Scad eliminările renale de apă

Homeostazie alterată

Osm. plasmatică crescută

+

Page 25: Echilibrul Hidroelectrolitic

Peptidul natriuretic atrial (PNA) este sintetizat de celulele cardiace atriale.

Stimulul cel mai important pentru eliberarea PNA în circulaţie este distensia atrială.

Efectele PNA- creşte excreţia renală de Na+ prin:

creşterea ratei de filtrare glomerulară (relaxarea arteriolelor aferente);

scăderea reabsorbţiei sodiului la nivelul tubilor proximali;- inhibă secreţia de renină, aldosteron şi ADH;- vasodilataţie, cu scăderea TA.

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei –

- familia peptidelor natriuretice -

Page 26: Echilibrul Hidroelectrolitic

* Peptidul natriuretic cerebral - de tip B a fost izolat, iniţial, din creierul de porc.

La om, peptidul natriuretic cerebral:- este sintetizat de celulele cardiace

ventriculare;- are efecte similare PNA.

* Peptidul natriuretic de tip C: - se sintetizează, în principal, la nivelul SNC;

- are o activitate natriuretică și diuretică redusă;

- este un vasodilatator puternic.

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei –

- familia peptidelor natriuretice -

Page 27: Echilibrul Hidroelectrolitic

Volum extracelular normal

Creşte volumul extracelular(prin aport de apă

sau aport de apă şi sare)

Creşte volumul sanguinDistensie atrială

Creşte eliberarea de peptid

natriuretic atrial

Scade eliberarea de aldosteron

Scade eliberarea ADH

Inhibare centrul setei

Cresc pierderile renale de Na

Cresc eliminările renale de apă

Homeostazie alterată

Page 28: Echilibrul Hidroelectrolitic

Insulina creste reabsorbtia Na+ in TCP, portiunea asc. a ansei Henle,TCD si in TC. •In TCP, activeaza schimbatorul de Na/H tip III (NHE3) prin activarea fosfatidilinositol 3-kinasei (PI-3K) si SGK1. Activeaza de asemenea ATP-aza Na+/K+ la polul bazo-lateral. •In ansa Henle, Insulina activeaza NaKCC2 co transporter.•In TCD si TC Aldosteronul și insulina converg în stimularea transportului de Na+ în celulele principale

McCormick J A et al. Physiology 2005;20:134-139

©2005 by American Physiological Society

IRS: insulin receptor substrate PI3K: phosphoinositol 3-kinase PIP2: phosphoinositol bisphosphate PIP3: phosphoinositol trisphosphate

Echilibrul apei în organism - reglarea umorală a homeostaziei sodiului și apei –

- insulina -

Efectul este realizat prin intermediul PI-3k si a SGK1, care mentin canalele ENaC active.

Page 29: Echilibrul Hidroelectrolitic

Potasiul* Principalul cation intracelular (150 mEq/L)* Valori plasmatice normale: 3,5 – 5 mEq/L

Această distribuție a K+ între compartimentele EC/IC este importantă pentru funcția neuromusculară normală:

- menținerea potențialului membranar de repaus;- desfășurarea normală a etapelor potențialului de acțiune.

Menținerea distribuției normale a ionilor de K+ între cele două compartimente depinde de activitatea ATP-azei Na+/ K+

ATP-aza Na+/K+ exportă 3 Na+ extracelular și importă 2 K+ intracelular;tamponarea K+ extracelular de către pool-ul de K+ intracelular are un rol important în reglarea K+ plasmatic.

Page 30: Echilibrul Hidroelectrolitic

Echilibrul normal al Potasiemiei

Postprandial, Insulinastimulează ATP-aza

Na+/K+ și crește preluareaintracelulară de K,independent de glucoză,mai ales la nivel hepatic șimuscular.

Stimularea simpaticăstimulează ATP-aza Na+/K+

prin intermediul receptorilorβ2 - adrenergici.

K+ se elimină: - pe care renală (90%);- pe cale digestivă (10%).

O persoana normala, de 70 kg, are un continut aproximativ de :• 920 mEq de K+ in spatiul intracelular•59 mEq de K+ in spatiul extracelular Ingestia zilnica de potasiu este de aprox. 200 mEq.90% din cantitatea de K+ din alimente este absorbit.

Transportul intracelular al potasiului si/sau eliminarea lui trebuie sa fie rapide si eficiente pentru a evita hiperK+.

Creste preluarea celulara

Favorizarea eliminarii

Page 31: Echilibrul Hidroelectrolitic

Potasiul- Rolul musculaturii scheletice în reglarea potasemiei

-

* Mușchii scheletici conțin aproximativ 75% din cantitatea totală de K+ din organism.

* Efortul fizic determină hiperkaliemie tranzitorie.

* Modificările activității Na+ - K+ - ATP - azei musculare determină, în mare măsură, capacitatea extrarenală de intervenție în homeostazia K+:

- hipokaliemia induce scăderea marcată a activității Na+ - K+ - ATP – azei musculare și a conținutului muscular în

K+, rezultatul fiind creșterea potasiului plasmatic.

- hiperkaliemia induce creșterea activității Na+/K+ - ATP - azei musculare și a conținutului muscular în K+, rezultatul fiind scăderea potasiului plasmatic.

Page 32: Echilibrul Hidroelectrolitic

Potasiul - Factori care influențează balanța intra/extra celulară a K+

ACUT

FACTOR EFECTUL ASUPRA K+

Insulina creste preluarea celulara

β-Catecolamine creste preluarea celulara

-Catecolamine scade preluarea celulara

Acidoza scade preluarea celulara

Alcaloza creste preluarea celulara

Balanta externă a K corelatie slaba

Lezare celulară scade preluarea celulara

Hiperosmolaritate creste efluxul celular

CRONIC

FACTOR EFECT ASUPRA POMPEI ATP

Tiroida creste

Corticosteroizii cresteEfortul fizic

(antrenamentul) creste

Cresterea creste

Diabetul diminua

Deficitul de K diminua

From Giebisch G: Renal potassium transport: mechanisms and regulation, Am J Physiol 274:F817-F833, 1998

Page 33: Echilibrul Hidroelectrolitic

PotasiulRolul rinicihiului in reglarea potasemiei

Concentrația de K de la nivelul interstițiului corticalei renale este similară cu cea plasmatică activitatea ATP-azei Na+/K+, din membrana bazolaterală, este foarte sensibilă la această concentrație

Reglatori ai potasiemiei la nivel renal:

•Aldosteronul – creste excretia de K*

•Hiperpotasemia - stimulează secreția de Ald – crește excreția de K.

Efectori:

•Celula TCP

•Ansa Henle

•Celule TCD

• Celule principale

• Celule intercalate

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.

Page 34: Echilibrul Hidroelectrolitic

Dupa filtrare, K+ este reabsorbit astfel:- 65% în tubii proximali (PCT), in mod pasiv împreună cu apa și Na - 27% în ansa Henle (TAL), reabsorbit cu ajutorul multiporterului luminal Na-K-2Cl

Cea mai mare parte a K părăsește celula tubulara la nivelul membranei bazolaterale, prin:-canale de K (flux pasiv);-simporterul K/Cl

K+ este secretat de-a lungul portiunii initiale (4%) și a celei corticale a tubilor colectori (CCT).

In mod normal, excreția zilnică de K+ este de 12% din cantitatea filtrată.

În condiții de depletie de K+, secreția netă poate fi inlocuită cu reabsorbiție netă.

In tubul distal, schimbul de K+ are loc diferit prin celulele principale și celulele intercalare.

Giebisch G: Renal potassium transport: mechanisms and regulation, Am J Physiol 274:F817-F833, 1998.) si Guyton, Fiziologia omului editia 11, pg 367

Potasiul

- rolul rinichiului -

DCT: tub contrt distal; S: secretie; R: reabsorbtie; ALDO: aldosteron; ADH: hormon antidiuretic; MCD: tub colector medular; ICT: tub colector initial

Page 35: Echilibrul Hidroelectrolitic

PotasiulReglarea normala a eliminarii renale a K

Eliminarea renala de K+ este foarte fin reglata, in functie de nivelul seric, in TCD si TC: cresterea aportului favorizeaza eliminarea iar scaderea aportului, scade eliminarea.

Page 36: Echilibrul Hidroelectrolitic

La nivelul tubului contort distal K+ este secretat de către celulele principale după ce a fost preluat din interstițiu prin intermediul ATP-azeiNa+/K+ din membrana bazolaterală stimulată de aldosteron.

Aldosteronul stimulează, deasemenea, creșterea numărului de canale de K la nivel de membrană luminală – secreție de K+.

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

Potasiul

- rolul rinichiului -

Page 37: Echilibrul Hidroelectrolitic

* Interrelația reglării Na+/K+ la nivel renal

Există o relație directă între reabsorbtia Na+ si secreția de K+.

Aldosteronul creste densitatea canalelor apicale de Na+ (crescând, astfel, excretia apicală a K+).

Secreția de K+ antrenează o eliminare distală de Na+ prin canalele ROMK și/sau BK. Fluxul intratubular crescut favorizează secreția K+ prin canalele BK.

Canalele de K+:

- Renal outer medullary potassium (K+) channel (ROMK)- the flow-dependent large Ca2 +-activated K+ channel (BK)- K+ - Cl- cotransporter

Potasiul

- rolul rinichiului -

Page 38: Echilibrul Hidroelectrolitic

* Secreția de K+ în segmentul distal al nefronului

K+ se secretă în celulele principale ale tubilor conectori (CNT) și în ductele colectoare (CCD).

Absorbția Na+ prin canalele amilorid sensibile (ENaC) genereaza o diferență de potential negativă în lumen care determină excreția K+ prin canalele ROMK.

Secretia de K+ dependentă de flux este mediată de un canal ionic cu poarta voltaj dependent, Ca+2 sensibil (canalul BK).

Secreția de K+ dependentă de electro-neutralitatea influențată de Cl- este mediata de co-transporterul K+-Cl-. Brenner and Rector's The Kidney, 9th ed.

Potasiul

- rolul rinichiului -Potasiul

- rolul rinichiului -

Page 39: Echilibrul Hidroelectrolitic

Mecanisme fiziologice:

1. Prin H+ - ATPaza (H+–adenosine triphosphatase), preiau H+ din lumen și îl introduc în celulă. 2. Prin H+-K+-ATPase, realizează schimbul de H+ și K+ la nivel luminal.3. Prin schimbătorul HCO3–/Cl–, reintroduc HCO3- în circulație.4. Prin anhidraza carbonică, transformă H20 și CO2 în H+ si CO2

Orice defect al enzimelor prezentate poate contribui la fiziopatologia acidozei renale tubulare distale.

1

2

3

4

Potasiul

- rolul rinichiului -

* Celulele intercalate de tip A

Page 40: Echilibrul Hidroelectrolitic

Celulele intercalate de tip B

Potasiul

- rolul rinichiului -

Mecanism fiziologic:- Secretia de bicarbonat printr-un schimbator apical Cl-/HCO3

- distinct fata de cel din polul bazolateral al celulelor intercalate de tip A.-La polul basolateral, celulele tip B exprima o H+/K+- ATP-aza care face schimbul intre H+ intracelular si K+ extracelular.

În depleția severă de K+, reabsorbția K+ se realizează predominat în celulele intercalate.

Mecanismul implică activitatea H+/K+ ATP aza din membrana luminală care reabsoarbe K+, la schimb cu H+. K+ difuzează apoi din celulă în circulație, prin polul bazo-lateral.

În condiții fiziologice, acest mecanism este nesemnificativ.

Page 41: Echilibrul Hidroelectrolitic

Amoniogeneza – Tub contort proximal -

Amoniacul este un produs toxic (în formă liberă).

Pentru a fi livrat renal trebuie să se transforme în glutamină.

Glutamina este sintetizată hepatic din amoniac și bicarbonat.

Amoniacul este transformat în NH4+ și HCO3- prin mecanism enzimatic:

- activat de acidemie și hipokaliemie;

- inhibat de alcaloză și hiperkaliemie.

Page 42: Echilibrul Hidroelectrolitic

Amoniogeneza la nivelul celulelor intercalate din segmentul distal: NH3 difuzează în lumenul tubular unde reacționează cu H+ secretați, formând NH4

+ (care este excretat).

Pentru fiecare NH4+ excretat,

se reabsoarbe un ion HCO3-.

Amoniogeneza- segmentul distal -

Page 43: Echilibrul Hidroelectrolitic

Potasiul

Hormoni cheie implicați în homeostazia K

Sursa: The New England Journal of Internal Medicine - F. John Gennari, M.D. Hypokalemia, Vol. 339:451-458 August 13, 1998 Number 7

Insulina și stimularea β-adrenergică stimulează intrarea K+ în celula musculară, prin stimularea NA+/K+–ATPazei. Aldosteronul crește excreția K+, prin efectul asupra Na+/K+–ATPazei și a canalelor de Na+/K+. Insulina și aldosteronul acționează sinergic la nivel renal.Creșterea concentrației de K+ extracelular stimulează secreția ambilor hormoni; scăderea K+ le inhibă secreția.

Angiotensina II are efect sinergic cu hiperkaliemia (stimulează sinteza de aldosteron).

Page 44: Echilibrul Hidroelectrolitic

Exprimarea fenotipică a mutațiilor canalelor de transport Na+ și K+

Asocierea între fluxul distal și schimbul Na+/K+ se validează prin expresia clinică a mutațiilor care induc o creștere sau o diminuare a funcției sistemelor de transport.

* Mutatiile ce produc fenotipic o pierdere a funcțiilor:• NKCC2 sau NCC - cauza sindroamelor Bartter tip I si respectiv

Gitelman (hipotensiune + alcaloza metabolica hipokaliemica) • ENaC - pseudohipoaldosteronism tip I (PHAI) (hipotensiune +

hiperkaliemie).

* Mutațiile ce produc fenotipic o creștere a funcțiilor:• NCC sunt cauza PHAII și se exprimă clinic ca hipertensiune + reducerea

Na+ disponibil distal (duce la hiperpotasemie). Mutație la nivelul genelor enzimelor de tip serin-treonin–kinază ce reglează activitatea transportorilor implicați în reabsorbție Na+ și Cl- și excreția K+.

o HiperK (inhibată secreția de K+) cu acidoză metabolică, și reabsorbție crescută de Na+ și Cl- (nu prezintă natriureză), cu RFG normală. Clinic: HTA cu hiperK

• ENaC (sindrom Liddle) determină hipertensiune + hipopotasemie.

Page 45: Echilibrul Hidroelectrolitic

Clasificare fiziopatologica

Page 46: Echilibrul Hidroelectrolitic

HIPERPOTASEMIA

• Este o situatie rar intalnita in absenta IR, datorita faptului ca organismul uman e foarte eficient in prevenirea acumularii de K+ in LEC.

• Dupa o crestere a aportului de 40 mEq (care ar duce doar prin distributie in volumul lichidian extracelular - ce are un volum 15-17 l - la o crestere a concentratiei cu 2.4 mEq/l), cresterea observata e < 1mEq/l pentru ca:• Insulina si stimularea 2 Adrenergica introduc K+ in celula• Excesul este eliminat urinar in 6-8h atat prin efectul de

stimulare directa a K+ cat si prin intermediul Ald.• Pierderea la nivelul colonului prin secretie

• HiperK+ cronica e asociata intotdeauna cu alterarea eliminarii renale de K+.

Page 47: Echilibrul Hidroelectrolitic

Hiperpotasemia prin aport excesiv

• Aportul excesiv de K determină hiperK doar la pacienții cu Insuficiență renală:

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.);

Page 48: Echilibrul Hidroelectrolitic

Hiperpotasemia prin scaderea excretiei renale

IRA sau IRC; hiperpotasemia apare cînd RFG < 10 ml/min.

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 – diuretic ce antagonizează aldosteronul• LES• Pseudohipoaldosteronism tip I - vezi hiponatremia• Pseudohipoaldosteronism tip II (Sindromul Arnold-Healy-Gordon),

transmitere AD, manifestări clinice ce debutează în adolescență.

Page 49: Echilibrul Hidroelectrolitic

Hiperpotasemia prin redistributia K intre EC si IC

• Cea mai frecventa cauza de hiperK+ este PSEUDOHIPERPOTASEMIA = cresterea concentratiei de K+ masurata in ser datorata iesirii K+ din celula in timpul sau dupa efectuarea prizei de sange.• Traumatismul mecanic al punctiei venoase cu eliberarea de K+ din

hematii (serul va fi sanguinolent, prin eliberarea simultana a Hb)• Miscarile repetate de strangere a pumnului inainte de recoltare:

efectul asemanator efortului fizic si poate duce la o crestere de aprox. 1 mEq/l a K+.

• Masurarea serica si nu plasmatica a K+. In mod normal o mica cantitate de K+ este eliberata din leucocite si trombocite in timpul coagularii – de aceea concentratia K+ in ser e > cu 0.1-0.5 mEq/l. daca exista leucocitoza sau trombocitoza aceasta cantitate poate ajunge pana la 9 mEq/l.

• PseudohiperK+ va fi suspectata cand nu exista nici o cauza aparenta de crestere a K+ si nici un simptom (muscular, ECG)

Page 50: Echilibrul Hidroelectrolitic

Hiperpotasemia prin redistributia K intre EC si IC

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+.

Interferențe medicamentoase ale reglării K+

- supradozare de digitalice (inhibă ATPaza Na/K)- administrare de succinil-colină (stimularea

receptorilor acetilcolinici din placa musculară lezată (post-traumatic)

- arginin-hidroclorid sau alți aminoacizi (pătrund în celulă, în schimbul K+)

Paralizia periodică hiperkalemică – transmitere AD – episoade de slăbiciune musculară severă sau paralizie, însoțite de hiperK+.

Page 51: Echilibrul Hidroelectrolitic

Hiperpotasemia

Paralizia periodică hiperkalemică

• Mutații ale canalelor de Na+ voltaj dependente – canalele de Na+ rămân active după faza 0 a potențialului de acțiune, Na+ continuă sa pătrundă intracelular – tulburări de repolarizare (miotonii).

• După mai multe potențiale de acțiune acumulare excesivă de Na+ intracelular – depolarizare excesivă, celulele devin inexcitabile (paralizie).

• HiperK+ prin modificarea potențialului membranar de repaus (scădere gradient electric) – depolarizare mai facilă, favorizează deschiderea canalelor de Na+.

• Episoadele sunt favorizate de alimentație bogată în K+, repaus postexercițiu fizic.

Page 52: Echilibrul Hidroelectrolitic

Relatia Hiperpotasemie – Acidoza metabolica

Acidoza metabolică – se asociază de obicei cu hiperK+

• Creșterea nivelului plasmatic de H+ generează schimburi transmembranare cu principalul cation intracelular – K+.

• H+ este tamponat intracelular de proteinatul de K+.

• Scăderea pH-ului intracelular inhibă activitatea ATP-azei Na+/K+ ducand la persistenta efluxului de K+.

• La nivel renal – tubi 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 – scade preluarea intracelulară de K+ din spațiul interstițial.

Page 53: Echilibrul Hidroelectrolitic

EVALUAREA HIPERKALIEMIEIK > 5.5 mEq/l

RFG < 15ml/min/1.73m2 RFG > 15ml/min/1.73m2

K+ urinar scazut supraincarcare cu K+

IRAIRCMedicamente

Adm Kcl ivTransfuzii de sgHemolizaDieta exces K

Ald scazut Ald crescut

Renina scazuta

Renina crescuta

Nefrita interst.Uropatii obstr.Nefrita D.ZMedicamente

Transplant RUropatie obstr.SiclemiePHA tip I si IIAcidoza tub RMedicamente

Hipo Ald primarHiperplazia adrenala cong.B. AdissonMedicamente

Page 54: Echilibrul Hidroelectrolitic

MEDICAMENTE CE DETERMINA HIPERKALIEMIE

Clasa de medicamente Exemple Mecanism

Diuretice Inhibitori de enzima de conversie suprima formarea angotensinei II; scade nivelul Ald

Amilorid inhibarea ENaC din TCD

Triamteren inhibarea ENaC din TCD

Spironolactona, yasmin legare de R mineralocorticoizi blocand actiunea Ald

Eplrenone legare de R mineralocorticoizi blocand actiunea Ald

Blocanti de receptori de angiotensina Losartan, Valsartan legare de R angiotensina 2, scade nivelul sintezei Ald

Antifungice Ketoconazol, Fluconazol, Itraconazol inhiba CYP3A4, inhiband sinteza mineralocorticoizilor

Antibiotice si chimioterapice Peniclina G aport de K

Trimetoprin inhibarea ENaC din TCD

Eritrocmicina inhiba CYP3A4, rezultand o inhibitie a sintezei mineralocorticoizilor

Pentamidina inhibarea ENaC din TCD

Inhibitori de calcineurina Ciclosporina, Tacrolimus scaderea exprimarii NKCC+ inhibarea Na/K ATP-aza in TCD + acidoza tub distala

Digitalice Digoxina blocarea Na/K ATP-azei

Heparina   inhiba sinteza Ald

Solutii hipertone Manitol creste osm plasmei cu atragerea K din sp IC in EC

Glucoza blocarea Na/K ATP-azei

AINS   inhiba sinteza de renina

Miorelaxanti Succinilcolina activeaza schimbul Na/K secudnar activarii receptorilor colinergici

Page 55: Echilibrul Hidroelectrolitic

Hiperpotasemia – consecinte fiziopatologice

• Consecințele fiziopatologice se resimt în special la nivel de musculatură scheletică și activitate cardiacă si se datorează depolarizării membranare spontane susținute și inactivării canalelor de Na+.

• Excitabilitatea membranei celulare este dependenta de: • nivelul K+ si Na+ • de modalitatea in care se instaleaza modificarea

de K+ (prin redistributie IC-EC sau prin pierderi diminuate/aport crescute),

• status-ul altor factori de influenta (Calciu, pH).

Page 56: Echilibrul Hidroelectrolitic

Hiperpotasemia – consecinte fiziopatologice

• In hiperK: scade raportul concentratiei IC/EC a K+ ceea ce ce creste initial excitabilitatea membranei – (e nevoie de un stimul de depolarizare mai putin intens pentru generarea potentialului de actiune). Depolarizarea persistenta inactiveaza canalele de Na+, producand o reducere neta a excitabilitatii.

• In tulburarile de redistributie ale K+ sansa de aparitie a fenomenelor clinice e mai mare, pentru ca transferul IC-EC se face activ, spre deosebire de modificarile datorate pierderilor diminuate/aportului crescut in care K+ este transferat pasiv din compartimentul EC in cel IC.

Simptomatologie musculară: slăbiciune → fasciculații, → paralizie (inclusiv a mușchilor respiratori) Simptomatologia este funcţie de severitatea hiperpotasemiei.

Page 57: Echilibrul Hidroelectrolitic

Modificari ale potentialului de actiune miocardic datorate hiperpotasiemiei

5.5.- 6.5 mEq/l: Curentul Ikr, responsabil pentru faza 2 si 3 a potentialului de actiune este foarte sensibil la nivelul extracelular de K+; conductanta pentru K+ creste in HiperK+ → creste panta fazei 2 si 3 a potentialului de actiune → se scurteaza perioada de repolarizare → subdenivelarea segmentului ST, unde T ascutite si scurtarea intervalului QT.

6.5-7.5 mEq/l: potentialul de repaos este dependent de raportul concentratiei K+ IC/EC (v. ecuatia Nernst). Cresterea nivelului plasmatic (extracelular) scade valoarea raportului si duce la depolarizeaza partiala a membranei celulare (potentialul de repaos devine mai electronegativ), → excitabilitatea membranei. Persistenta depolarizarii inactiveaza canalele de Na+ si scade faza 0 a potentialului de actiune, largind QRS si prelungind intervalul PR. Aceasta poate produce si o scadere neta a excitabilitatii membranei care se exprima clinic prin alterarea conducerii. Miocitele atriale sunt mai sensibile la aceste modificari. Unda P si intervalul PR se modifica inaintea QRS.

>7.5 mEq/l activitatea sinusala inceteaza, ritmul este preluat de un focar ventricular sau se declaseaza tahicardia ventriculara – flutter- fibrilatia ventriculara.

ECG – progresie: T ascuțite simetrice (frecvent interval QT scurt) → lărgirea QRS → alungire PR → pierdere undă P→ depresie segment ST → fibrilație ventriculară → asistolie.

Page 58: Echilibrul Hidroelectrolitic

Efectul Hiperpotasemiei evidentiat pe ECG

Page 59: Echilibrul Hidroelectrolitic

*cauza frecventa

Page 60: Echilibrul Hidroelectrolitic

Hipopotasemia

Pierderi crescute de potasiuNivelul plasmatic la K+ se corelează slab cu nivelul capitalului total de K+ – potasemia 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, scădere sub 3 mEq/L deficit între 200 - 400 mEq.

Page 61: Echilibrul Hidroelectrolitic

HipopotasemiaPierderi renale excesive de K

1. EXCES DE ALDOSTERON :• Hiperaldosteronismul primar (Sindromul Conn) – sinteză autonomă de

aldosteron la nivelul zonei glomerulosa a CSR – nivele plasmatice scăzute de renină.

• Adenoame sau Carcinoame la nivel CSR• Hiperplazie adrenală bilaterală/unilaterală• Hiperaldosteronism glucocorticoid remediabil (hiperaldosteronism

familial de tip 1) – transmitere AD, mutație genetică ce generează secreție de aldosteron dependentă de ACTH (normal ACTH nu controlează sinteză aldosteron).

Administrarea de glucocorticoizi suprimă ACTH și ameliorează simptomele.

Page 62: Echilibrul Hidroelectrolitic

Hipopotasemia Sdr Conn - manifestari clinice

• Sindromul cardiovascular – cea mai frecventă forma de prezentare a afecțiunii - HTA (grade variabile: ușoară → severă, refractară la tratament) și anomalii ECG datorate hipopotasemiei

• HTA – reabsorbție importantă de Na și apă în stadiile inițiale. După ce crește volumul circulator este stimulată eliberarea de peptide natriuretice – 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 – manifestări clinice variabile în funcție de severitatea hipoK și alcalozei metabolice

• HipoK – întârziere repolarizare membrană celulară – anomalii ECG și slăbiciune musculară, tetanie.

• Alcaloza metabolică – hiperexcitabilitate neuromusculară – crește legarea calciului de albuminele plasmatice, scade nivelul plasmatic de Ca2+

• Sindromul renourinar – nefropatie 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.

HTAModficari ECG

Slabiciune musculara

TetanieHiperexcitabilitate

Diabet insipid nefrogen

Page 63: Echilibrul Hidroelectrolitic

HipopotasemiaPierderi renale excesive de K

DOC este al doilea hormon mineralocorticoid important. Sinteza acestuia este stimulata de ACTH, activat de hiporcotizolemie.

Defecte genetice:

•Deficit de 17 – hidroxilază

•Deficit 11 β – hidroxilază Inițial se formează în exces aldosteron, dar datorită expansiunii EC este inhibat sistemul RAA si nivelul de aldosteron plasmatic scade – efectul mineralocorticoid persistent datorându-se, ulterior, doar acumularii DOC.

Clinic: HTA la pubertate, hipoK, infantilism sexual la fete și pseudohermafrodism la băieți (deficit de 17 – hidroxilază). In deficitul de 11 β – hidroxilază efectul virilizant nu apare.

.

2. PRODUCȚIA ÎN EXCES DE DEOXICORTICOSTERON (DOC) si CORTICOSTERON

Page 64: Echilibrul Hidroelectrolitic

HipopotasemiaPierderi renale excesive de K

3. SINDROMUL CUSHING – hipercortizolism ACTH dependent (tumori hipofizare – B. Cushing, producție ectopică de ACTH de obicei tumorală)

• ACTH are efect de stimulare a producției DOC, în plus glucocorticoizii stimulează producția hepatică de angiotensinogen.

• Cortisolul are o afinitate mare pentru receptorul mineralocorticoid dar actiunea este redusa pentru ca este inactivat la cortizon in celulele TCD si TC.

• hipoK si alcaloza metabolica apar in special in sinteza de ACTH ectopica

(tumorala), datorita sintezei de cortisol > posibilitatile de inactivare renala. ACTH in exces stimuleaza si secretia de DOC si corticosteron.

Clinic: obezitate centro-tronculara, echimoze, oboseala musculara, HTA

Page 65: Echilibrul Hidroelectrolitic

HipopotasemiaPierderi renale excesive de K

4. POLIURIE:•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 și datorită deshidratării care generează reabsorbție K+ împreună cu Na+ în tubii proximali – dar capitalul total de K+ este scăzut.

Mecanism: subiectii normali pot diminua concentratia K+ in urina la un minimum de 5-15 mEq/l in prezenta unei depletii de K+. Desi aceasta duce la o conservare a K+, pierderea minima daca volumul urinar este > sau egal cu 10l/zi este intre 50-150 mEq/zi, ceea ce explica instalarea hipoK+.

Page 66: Echilibrul Hidroelectrolitic

HipopotasemiaPierderi renale excesive de K

ateroscleroză,hiperplazie fibromusculară aa renale,infarct renal, afecțiuni parenchimatoase renale

scade presiunea de perfuzie la nivel aparat

juxtaglomerular

tumori ale aparatului

juxtaglomerular(rare)

HiperAld

Creste sinteza renina

Page 67: Echilibrul Hidroelectrolitic

HipopotasemiaPierderi renale excesive de K

6. DIURETICE – 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 nivel tub contort distal stimulează secreția de aldosteron și stimulează expresia canalelor luminale de Na la nivelul celulelor principaleFactori determinanti: •Cresterea fluxului in segmentul distal secretor ca rezultat al inhibarii NaCl si al resorbitiei de H2O in ansa Henle sau TCD

•Cresterea secretiei de Ald prin boala de fond (I.C., ciroza hepatica) si inducerea depletiei de volum •hipoMg si scaderea reabs K de catre Na-K-2Cl co-transporter in ansa HenlePierderea de K+ e dependenta de doza.Daca doza si aportul sunt relativ constante, dupa aproximativ 2 sapt de tratament se stabilieste un nou echilibru: desi diureticul continua sa elimine K, efectul e contracarat de combinarea de scadere a fluxului distal (indus de hipovolemia generata de diuretic) si de efectul direct de economisire de K indus de hipoK.

Page 68: Echilibrul Hidroelectrolitic

Sediul actiunii principalelor medicamente cu efect diuretic

Page 69: Echilibrul Hidroelectrolitic

MEDICAMENTE CE DETERMINA HIPOKALIEMIE

Clasa de medicamente Exemple Mecanism

Diuretice Thiazidice

Pierdere renala de K la nivelul TCP (inhibarea NCCT)

Furosemid Pierdere renala de K (inhibarea NK2C din portiunea ascendenta a ansei Henle)

Laxative Fenolftaleina Pierdere de K gastro-intestinala

Sodium polistiren sulfonate Pierdere de K gastro-intestinala

Medicatie in BPOC

Beta adrenergiceRedistribuirea K (transfer din sp. EC in IC prin stimulare Na/K ATP-aza)

Teofilline Redistribuirea K (favorizarea transferului din sp. EC in celule)

SteroiziPierdere renala de K (ef. mineralocorticoid al glicocorticoizilor)

Mineralocorticoizi Fludrocortizon Pierdere renala de K (ef. mineralocorticoid)

Antimicrobiene

Peniciline (penicilina G, nafcilina, ampicilina, carbenicilina)

Sunt anioni non-resorbabili, cresc reabs de Na si schimbul cu K

AminoglicozideToxicitate celula epit tubulara, srd Bartter - alterare transport in ansa Henle prin exces de functie a receptorului Ca

Amphotericin B Alterare transport membranar tubular

Insulina Dose mari sau corectie foarte rapida a deficitului

Redistribuirea K (favorizarea transferului din sp. EC in celule prin stimulare Na/K ATP-aza)

Page 70: Echilibrul Hidroelectrolitic

Hipopotasemia Pierderi extrarenale de K

PIERDERI DIGESTIVE:

Vărsături severeSindroame diareiceVIP-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 hipoK+ •hipoK+ instalata in aceste situatii se datorează in principal hiperaldosteronismului secundar produs de deshidratare

Page 71: Echilibrul Hidroelectrolitic

HipopotasemiaRedistribuția K între spațiul EC și IC

1. ALCALOZA METABOLICĂ

•Eflux de ioni de H+ din celulă – creștere pH intracelular - activarea ATP-azei Na+/ K+

•In general K+ plasmatic scade cu < 0.4mEq/l pentru fiecare crestere cu 1 unitate a pH-ului. De aceea, hipoK indusa de alcaloza este o hipoK usoara.•Desi efectul direct al alcalozei este modest, hipoK se intalneste deseori in alcaloza datorita insusi factorului de declansare a alcalozei (diuretice, varsaturi, hiperaldosteronism).

Page 72: Echilibrul Hidroelectrolitic

HipopotasemiaRedistribuția K între spațiul EC și IC

ALCALOZA METABOLICĂ – efecte asupra eliminarii K+ la nivel renal

•La nivelul tubului contort distal – este inhibată secreția de hidrogen de către celulele intercalate tip A

•La nivelul tubului contort distal sunt activate celulele intercalate de tip B ce realizează secreție de bicarbonat.

inhibitie

stimulare

Page 73: Echilibrul Hidroelectrolitic

HipopotasemiaRedistribuția K între spațiul EC și IC:

2. ADMINISTRAREA DE INSULINĂ EXOGENĂ fără aport adecvat de potasiu. Insulina creste intrarea K+ in celula hepatica si cea musculara (prin activarea pompei Na+/K+).

•Pacienții cu DZ dezvoltă complicații acute – comă hiperosmolară sau cetoacidoză.

•Hiperosmolaritatea → poliurie osmotică cu pierdere de K+ (capitalul de K+ scade)•Nivelul K+ seric poate sa fie mentinut normal sau usor crescut si sa nu reflecte scaderea capitalului de K+. Acest lucru se realizeaza datorita:

• Deficitului de insulina: scade intrarea K+ in celule• Hiperosmolalitatii ce favorizeaza iesirea K+ din celule

•Administrarea de Insulină fără substituție exogenă de KCl – generează instalarea rapidă a hipopotasemiei prin activarea ATP Na+/K+.

Page 74: Echilibrul Hidroelectrolitic

HipopotasemiaRedistribuția K între spațiul EC și IC:

3. STIMULAREA SISTEMULUI NERVOS SIMPATIC (β2-agonişti) – epinefrina crește activitatea ATPazei Na+/K+

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

Page 75: Echilibrul Hidroelectrolitic

HipopotasemiaReducerea severă a aportului de potasiu

inaniţie ; sindroame de malabsorbţie; bolnavi alimentaţi parenteral, fără aport de K+. Alcoolism – malnutriție, vărsături, deshidratare.

• Deoarece rinichiul are capacitatea de a reduce excreția 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+.

Page 76: Echilibrul Hidroelectrolitic

HipopotasemiaEfecte fiziopatologice

HipoK generează disfuncții mutiorganice:•Slabiciune musculara sau paralizie (inclusiv ileus paralitic)•Aritmii cardiace mai ales la pacientul tratat cu digitalice sau la cel cu ischemie coronariana, hipertrofie ventriculara stg•Rabdomioliza•Disfunctie renala:

• Alterarea capacitatii de concentrare a urinii – poliurie si polidipsie• Cresterea sintezei de amoniu (poate induce coma hepatica)• Alterarea capacitatii de acidifiere a urinii• Cresterea reabsorbtiei de bicarbonat• IR• Reabsorbtie anormala de NaCl

•Hiperglicemie

Page 77: Echilibrul Hidroelectrolitic

Hipopotasemiaefecte fiziopatologice

• CARDIOVASCULAR – întârzie repolarizarea cu apariția de tulburări de ritm și de conducere

• ECG: unde T aplatizate sau inversate, unde U proeminente, subdenivelare segment ST, crește amplitudinea undelor P și alungirea intervalului P–R, se alungeste complexul QRS

Page 78: Echilibrul Hidroelectrolitic

Hipopotasemiaefecte fiziopatologice

MUSCULAR – slăbiciune, tetanie, rabdomioliză•Initial hipoK creste raportul K IC/KEC hiperpolarizand membrana.

Electronegativitatea intracelulara crescuta activeaza canalele de Na+ – creste permeabilitatea pentru Na+ ceea ce in final creste excitabilitatea celulei musculare (apar de obicei cand concentratia de K+ scade < 2.5 mEq/l).•Schimburile transcelulare de K+ determina mai des simptomatologie clinica decat modificarile de balanta K+, deoarece in cel de al doilea caz se realizeaza relativ rapid un nou echilibru la un nivel mai scazut (K+ este scazut in ambele compartimente). •Modificarile de pH influenteaza de asemenea excitabilitatea membranei: alcaloza creste excitabiitatea si acidoza o scade. De aceea, acidoza metabolica tinde sa contracareze efectul hipoK.•In mod normal, eliberarea K+ in timpul efortului muscular are ca efect vasodilatatia locala cu crestere aportului de nutrienti si oxigen necesari muschiului in activitate. In hipoK acest stimul vasodilatator este redus sau chiar absent ducand la hipoperfuzie musculara. Diminuarea K+ are si un efect direct de reducere a meetabolismului muscular.

Page 79: Echilibrul Hidroelectrolitic

Hipopotasemiaefecte fiziopatologice

•SCADE SECREȚIA DE ALDOSTERON - nivelul plasmatic al K+ influențează direct la nivel CSR sinteza de aldosteron, independent de Renină- Angiotensină.

•Scaderea K+ declanseaza un efect adaptativ realizat atat prin scaderea secretiei, cat si de cresterea reabsorbtiei reactive (prin H+-K+-ATP-aza) in TCP

Pacientii cu pierderi extrarenale de K+ vor avea o excretie de K+ < 25 mEq/zi in urina

Page 80: Echilibrul Hidroelectrolitic

Hipopotasemiaefecte fiziopatologice

•LA NIVEL RENAL - scade capacitatea de concentrare a urinei prin:• Rezistență la acțiunea ADH – poliurie (d.o < 3l) osm U in

jurul valorii de 300 mOsml/kg• Stimularea mecanismului de sete• Interfera mecanismul contracurent prin interferarea mecanismului

de transport prin ansa Henle•HipoK este nu numai consecință a alcalozei metabolice, ci și cauză a acesteia:

• Activează ATPaza H+/K+, celule intercalate de tip A, crescând secreția de H+ cu reabsorbție concomitentă de bicarbonat

•Stimulează amoniogeneza renală - generează bicarbonat si creste pH urinar.

• K tinde sa iasa din celule pentru restabilirea nivelului EC. Electroneutralitatea este mentinuta prin intrarea H+ ceea ce duce la stimularea NH4

+ si secretiei de H+.

Page 81: Echilibrul Hidroelectrolitic

Hipopotasemiaefecte fiziopatologice

• Scade secreția de INSULINĂ – • hipoK induce un deficit de depolarizare a

membranei celulelor β-pancreatice (deficit intracelular de K+), scade influxul ionilor de calciu ce generează exocitoza granulelor secretorii de insulină.


Top Related