Warszawski Uniwersytet Medyczny. Katedra i Zakład Patologii Ogólnej i Doświadczalnej.

Transkrypt

1 Warszawski Uniwersytet Medyczny Katedra i Zakład Patologii Ogólnej i Doświadczalnej Kierownik: Prof. dr hab. n. med. Dariusz Szukiewicz

2 Patofizjologia zaburzeń jonowych Lek. Piotr Wojdasiewicz

3 Funkcja jonów w organizmie Anaboliczne i kataboliczne procesy regulacji przemiany materii na poziomie komórkowym Odgrywają rolę w mechanizmie krzepnięcia krwi Odgrywają rolę w procesach odpornościowych Odgrywają rolę przy transporcie tlenu Są elementami strukturalnymi tkanki kostnej i tkanek miękkich

4 Składniki mineralne tworzą 4-5% masy ciała Makroelementy Wapń Potas Siarka Sód Chlor Magnez Mikroelementy Żelazo Selen Mangan Cynk Miedź Jod Cyna Krzem

5 Hipowolemia Ze zmniejszoną ilością płynów Poza nerkowa Nerkowa Z normalną lub zwiększoną ilością płynów Zmniejszona minutowa pojemność serca Redystrybucja Zwiększona reaktancja żylna

6 Hipowolemia ze zmniejszeniem ilości płynów przestrzeni zewnątrzkomórkowej Poza nerkowa utrata kationu sodowego i wody Przez układ żołądkowo-jelitowy Przez skórę / układ oddechowy Krwotok

7 Hipowolemia ze zmniejszeniem ilości płynów przestrzeni zewnątrzkomórkowej Nerkowa utrata kationu sodowego i wody Leki moczopędne Diureza osmotyczna Hipoaldosteronizm Nefropatie przebiegające z utratą wody

8 Hipowolemia ze zmniejszeniem ilości płynów przestrzeni zewnątrzkomórkowej Nerkowa utrata wody Moczówka prosta ( ośrodkowa lub nerkopochodna )

9 Hipowolemia ze zwiększoną lub normalną ilością płynów przestrzeni poza komórkowej Zmniejszona minutowa pojemność serca Choroby m. sercowego Choroby zastawek Choroby osierdzia

10 Hipowolemia ze zwiększoną lub normalną ilością płynów przestrzeni poza komórkowej Redystrybucja Hipoalbuminemia (marskość wątroby, zespół nerczycowy) Przeciek włośniczkowy (ostre zapalenie trzustki, niedokrwienie jelit, rabdomioliza)

11 Hipowolemia ze zwiększoną lub normalną ilością płynów przestrzeni poza komórkowej Zwiększona żylna reaktancja pojemnościowa posocznica

12 Objawy kliniczne hipowolemii Zmęczenie, osłabienie Kurcze mięśni Pragnienie Zależne od pozycji zawroty głowy Oliguria, sinica, bóle klatki piersiowej i jamy brzusznej, splątanie, dezorientacja Spadek szyjnego ciśnienia żylnego, podciśnienie ortostatyczne, częstoskurcz ortostatyczny Wstrząs hipowolemiczny

13 Sód ( Na ) Jest głównym kationem przestrzeni zewnątrzkomórkowej Warunkuje pobudliwość tkanki nerwowej, mięśni poprzecznie prążkowanych i błon komórek gruczołowych Bierze udział w wydalaniu CO2 z organizmu Utrzymują ciśnienie osmotyczne Utrzymują krystaliczną strukturę kości

14 Sód ( Na ) Jego zawartość w ustroju człowieka wynosi mmol/kg masy ciała 91 % znajduje się w przestrzeni zewnątrzkomórkowej - 11% osocze - 30% płyn międzykomórkowy - 50% tkanka łączna i kości 2/3 ogólnej puli ulega stałej wymianie 1/3 jest zgromadzona w apatytach kostnych 140 mmol/l to średnie stężenie Na w płynie zewnątrz komórkowym mmol/l wahania stężenia Na w płynie wewnątrzkomórkowym

15 Sód ( Na ) Wchłanianie Dwunastnica Jelito cienkie Wydalanie Nerki (95% ) Układ pokarmowy (4,5% ) Pot ( 0,5% )

16 Wydalanie sodu przez nerki Regulowane jest przez: Wielkość filtracji kłębuszkowej Sprawności pompy sodowo-potasowej kom. nabłonkowych cewek nerkowych Współczulny układ nerwowy Stężenia moczu pierwotnego w okolicy plamki gęstej Aldosteron Pośrednio przez inne glikokortykosteroidy, peptydy natriuretyczne.

17 Reabsorbcja sodu 55% kanaliki kręte nerki wchłanianie ma charakter izoosmotyczny i elektroobojętny 30% wstępujące ramię pętli Henlego za pośrednictwem Na -K -2Cl kotransportera (elektroobojętnie) 4% dystalne kanaliki kręte nerkowe za pośrednictwem wrażliwego na tiazydy Na Cl kotransportera Korowe i rdzeniowe przewody zbiorcze

18 Hiponatremia Z pierwotną utratą jonu sodowego Pierwotnie z gromadzeniem wody Z gromadzeniem jonu sodowego

19 Hiponatremia Przebiegająca pierwotnie z utratą kationu sodowego Utrata poprzez powłoki ciała Utrata poprzez przewód pokarmowy Utrata poprzez nerki

20 Hiponatremia Przebiegająca pierwotnie z gromadzeniem wody Pierwotna polidypsja Zmniejszona podaż substancji rozpuszczonych w wodzie Uwalnianie hormonu antydiuretycznego w następstwie bólu, nudności, niektórych leków Zespól nieprawidłowego wydzielania hormonu antydiuretycznego Niedobór glikokortykosteroidów Niedoczynność tarczycy Przewlekła niewydolność nerek

21 Hiponatremia Przebiegająca pierwotnie z gromadzeniem kationu sodowego Niewydolność serca Marskość wątroby Zespół nerczycowy

22 Objawy kliniczne hiponatremii Spadek objętości wyrzutowej i ciśnienia tętniczego krwi, tachykardia i obwodowy skurcz naczyń Obrzęk kom. mózgowych lub obrzęk mózgu, przesączanie wody do erytrocytów Spadek stężenia kationu sodowego poniżej 120 mmol/l powoduje stupor, drgawki i śpiączkę

23 Hipernatremia Przebiegająca ze zwiększeniem ilości jonu sodowego w przestrzeni zewnątrzkomórkowej Przebiegająca bez zmian ilości jonu sodowego w przestrzeni zewnątrzkomórkowej Przebiegająca ze spadkiem ilości jonu sodowego w przestrzeni zewnątrzkomórkowej

24 Hipernatremia z ogólnym wzrostem ilości sodu w ustroju Nadmierna sekrecja lub podaż mineralokortykoidów (hiperaldosteronizm pierwotny/wtórny ) Nadmierna podaż NaCl

25 Hipernatremia bez zmian ilości sodu w ustroju Nadmierna utrata wody (moczówka prosta) Niedostateczna podaż wody (pierwotna hipodypsja)

26 Hipernatremia wtórnie ze spadkiem ilości sodu w organizmie Diureza osmotyczna - wywołana hiperglikemią lub glikozurią - wywołana zwiększoną endogenną produkcją mocznika (dieta wysokobiałkowa)

27 Objawy kliniczne hipernatremii Zmiany stanu psychicznego Osłabienie Zwiększona pobudliwość nerwowomięśniowa Ogniskowe objawy ubytkowe Poliuria lub wzmożone pragnienie

28 Potas ( K ) Główny kation wewnątrzkomórkowy Stężenie referencyjne w osoczu krwi to 3,5 do 5 mmol/l Stężenie kationu potasowego w płynie wewnątrzkomórkowym wynosi 150 mmol/l Odpowiada za wytwarzanie spoczynkowego potencjału błonowego (elektroobojętność i osmolarność kom.) Ma wpływ na poziom ph organizmu (kwasica/zasadowica) Aktywuje wiele enzymów Uczestniczy w transporcie tlenu i dwutlenku węgla w organizmie Pobudza czynność wydzielniczą kom. warstwy kłębuszkowej nadnerczy

29 Rozmieszczenie potasu w tkankach erytrocyty 85mmol/kg mm. poprzecznie prążkowane 100mmol/kg skóra 23,7mmol/kg m. sercowy 66,5mmol/kg wątroba 75mmol/kg nerki 57mmol/kg tk. mózgowa 84,6mmol/kg

30 Potas ( K ) Wchłanianie 90% z górnego odc. jelita cienkiego Stymulowane przez insulinę Ściśle zależne od przemian sodu Transport do komórki odbywa się na zasadzie aktywnego transportu Wydalanie Przez nerki 85-95% (aldosteron) mmol/dobę Układ pokarmowy (10-15%) Pot (5%) Wysiłek fizyczny uwalnia potas z mięśni do krwi

31 Wydalanie potasu przez nerki Przesączanie kłębuszkowe Resorbcja zwrotna potasu z ultraprzesączu na poziomie cewek proksymalnych Aktywna sekrecja potasu w cewce dystalnej i wymiana na obecne w moczu pierwotnym jony sodu (aktywacja pompy sodowo-potasowej)

32 Reabsorbcja potasu 90% przefiltrowanego jonu potasowego resorbowane jest w proksymalnych kanalikach krętych (razem z jonem sodowym i wodą) Pętla Henlego (przez kotransporter Na-K-2Cl) Utrata jonu potasowego przez nerki zależy od prędkości przepływu moczu

33 Hipokaliemia Stężenie potasu we krwi < 3,5 mmol/l Spowodowana Zmniejszeniem podaży netto Transmineralizacja redystrybucja do komórek Zwiększona utrata

34 Zmniejszenie podaży Głodzenie Geofagia

35 Transmineralizacja Powodowana zaburzeniami kwasowo-zasadowymi alkaloza metaboliczna Pow. zab. hormonalnymi insulina agoniści receptora b2 adrenergicznego antagoniści receptora a adrenelgicznego Stany anaboliczne witamina B12 lub kwas foliowy czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytówmakrofagów GM-CSF żywienie parenteralne

36 Inne -Hipokaliemia rzekoma (zesp. Gamstorp) -Hipotermia -Napadowe porażenie hipokaliemiczne -Zatrucie związkami baru

37 Zwiększona utrata potasu Poza nerkowa biegunka pocenie się Nerkowa zwiększony przepływ przez cewki dystalne (nadmierna wymiana na jony sodu ) -zwiększone wydzielanie potasu a) nadmiar mineralokortykosteroidów b) obecność niezreabsorbowanych anionów w kanaliku dystalnym c) inne: amfoterycyna B, zespół Liddle a, hipomagnezemia

38 Objawy hipokaliemii Znużenie, zmęczenie Bóle i słabość mm. kończyn dolnych Postępujące osłabienie, hipowentylacja, paraliż Ryzyko rozpadu mm. prążkowanych oraz upośledzenie mm. gładkich Zmiany w EKG na skutek przedłużonej repolaryzacji komór Powstawanie metabolicznej zasadowicy

39 Spowodowana Niewydolność nerek Hiperkaliemia stężenie > 5 mmol/l Zmniejszony przepływ przez kanaliki dalsze Zmniejszona sekrecja kationu potasowego - pogorszenie reabsorbcji sodu (pierwotny i wtórny hipoaldosteronizm, oporność na aldosteron) - wzmożony proces reabsorbcji anionu chlorkowego (zesp. Gordona, cyklosporyna)

40 Objawy hiperkaliemii Osłabienie pobudliwości błonowej mogąca prowadzić do porażenia wiotkiego i hipowentylacji Kwasica metaboliczna (zablokowanie reabsorbcji kationu amonowego NH4) Zaburzenia rytmu serca, powstawanie fali sinusoidalnej w EKG > asystolia > migotanie komór

41 Wapń (Ca) Ciało dorosłego człowieka zawiera g wapnia 99% w tkance kostnej 1% tkanki miękkie i krew Stężenie w osoczu 2,25-2,75mmol/l (9-11mg%) 35-50% związane z białkami 45-53% wolny wapń zjonizowany (cytoplazma komórek 100nmol/l, osocze i pł. tkankowy 1,3mmol/l) 5-12% związki kompleksowe z anionami (wodorowęglanowym, fosforanowym, cytrynianowym)

42 Wapń ( Ca ) Wpływa do komórki przez błonowe kanały wapniowe Usuwany jest przez pompę jonową ( ATPaza zależna od Ca i H) W cytoplazmie komórki wapń znajduje się w mitochondriach oraz siateczce śródplazmatycznej Białka wiążące to kalmodulina i troponina C Gospodarka wapniowa regulowana jest przez kalcytriol (gg.przytarczyczne >parathormon>nerki) i kalcytonina (g.tarczowy)

43 Regulacja ilości wapnia Kalcytriol Powstaje w nerkach Syntetyzuje w kom. jelita białek wiążących wapń Zwiększa wchłanianie zwrotne Ca i fosforanów w kanalikach bliższych nerek Uwalnia Ca i PO4 z kości Kalcytonina Powstaje w kom. około pęcherzykowych gruczołu tarczowego (stężenie Ca i gastryna) Zmniejsza poziom Ca i fosforanów w osoczu Zwiększa wydalanie z moczem Ca i fosforanów Hamuje osteoklasty i pob. osteoblasty

44 Wapń (Ca) Stabilizuje potencjał błonowy komórek Wpływa na odnowę tkanki kostnej Bierze udział w przekaźnictwie nerwowomięśniowym Aktywacja enzymów komórkowych Krzepnięcie krwi, uszczelnianie ścian naczyń krwionośnych

45 Hiperkalcemia Jony wapnia konkurują z jonami sodu w procesie przepuszczania przez błonę komórkową Nadmiar Ca powoduje zmniejszenie przepuszczalności błony kom. dla sodu podwyższając próg pobudliwości dla komórek mięśniowych Nadmierne wydzielanie parathormonu (PTH) lub peptydu pokrewnego parathormonowi (PTHrP)

46 Hipokalcemia Zmniejszenie progu pobudliwości dla komórek Zaburzenia czynności komórkowych układów enzymatycznych Stężenie Ca <1,5 mmol/l wyzwala objawy tężyczki hipokalcemicznej Tężyczkę może powodować zasadowica oddechowa (zmniejszenie ilości jonów wodoru >> zwiększenie wiązania Ca przez białka osocza)

47 Magnez ( Mg ) Obok potasu jest głównym kationem przestrzeni wewnątrzkomórkowej Jest aktywatorem enzymów Uczestniczy w agregacji rybosomów przy biosyntezie białek Jest integralnym składnikiem receptorów b-adrenergicznych (ATP >> camp) Gromadzenie noradrenaliny w synapsach 65% mineralna struktura kości 34% znajduje się w przestrzeni wewnątrzkomórkowej 1% w przestrzeni poza komórkowej Wymianie ulega 16% ustrojowego magnezu Stężenie w osoczu 0,75-1 mmol/l (55-60% w formie zjonizowanej, 30% związany z białkiem,10-15% połączone z fosforanami i cytrynianami) Poziom w osoczu nie odzwierciedla poziomu Mg w ustroju

48 Stężenie magnezu w poszczególnych tkankach nie jest jednakowe Erytrocyty 2,5 mmol/l Mięsień sercowy 17mmol/kg Mm. szkieletowe 8mmol/kg Substancja szara mózgu 16mmol/kg Biała substancja mózgu 22mmol/kg Rdzeń kręgowy 32mmol/kg

49 Magnez (Mg) Wchłanianie Przez aktywny transport w jelicie cienkim 18-40% ulega wchłanianiu Współzawodniczy kompetencyjnie z wapniem i fosforem Wydalanie Nerki 94-96% Mg ulega biernej resorbcji 3-5% jest wydalane Aldosteron nasila wydalanie z moczem

50 Niedobór magnezu Przyczyny Zespoły upośledzonego wchłaniania Stany chorobowe z towarzyszącymi wymiotami i biegunkami Stosowanie leków moczopędnych Pacjenci z nadczynnością kory nadnerczy (aldosteronizm pierwotny) Spożycie alkoholu (wielomocz + kwasica mleczanowa i ketonowa) Stan zapalny trzustki (upośledzone trawienie tłuszczów) Pierwotna nadczynność gruczołów przytarczycznych

51 Niedobór magnezu Objawy Przy zmniejszeniu stężenia do 0,7mmol/l Nadwrażliwość nerwowo-mięśniowa Depresja, halucynacje, majaczenia Tężyczka (z prawidłowym poziomem Ca) Drgawki epileptyczne Zmniejszona zdolność do zatrzymywania potasu w komórkach Obniżenie stężenia Ca w osoczu (Mg utrudnia działanie parathormonu w nerkach)

52 Nadmiar magnezu Przyczyny Choroby nerek Podawanie soli magnezu (nadkwaśność żołądka)

53 Nadmiar magnezu Hamuje uwalnianie acetylocholiny i hamuje przewodzenie we włóknach cholinergicznych Utrudnia działanie wapnia Zmniejsza pobudliwość błon komórkowych Hamuje kurczliwość mm. gładkich i szkieletowych

54 Nadmiar magnezu Objawy Przy stężeniu powyżej 4mmol/l - Senność - Rozszerzenie naczyń - Osłabienie przewodnictwa przedsionkowo-komorowego i obniżenie c. krwi Powyżej 6mmol/l osłabienie czynności CUN osłabienie mm. Powyżej 8,2mmol/l głęboka narkoza porażenie mm.

55 Chlor ( Cl ) Stężenie chloru w tkankach jest różne (odwrotnie proporcjonalne do ilości białek) - ok. 33mmol/kg Chłonka 126mmol/l Płyn międzykomórkowy 113mmlo/l Osocze 101mmol/l Erytrocyty 28-64mmol/l Płyn wewnątrzkomórkowy 12mmol/l Znaczna ilość znajduje się w komórkach okładzinowych żołądka i w kom. gruczołów potowych Jony chloru związane są najczęściej z białkami włókien kolagenowych tk. łącznej

56 Chlor ( Cl ) Wchłanianie Jelito kręte wraz z sodem Jelito czcze Wydalanie 98% nerki razem z Na, K i gr. amonową Układ trawienny Skóra Reabsorbcja nerkowa łącznie z sodem >>w ramieniu wstępującym pętli Henlego wchłanianie aktywne<<aldosteron

57 Chlor ( Cl ) Wpływa na izotonię płynów poza komórkowych Transport CO2 i ph Jest składnikiem kwasu solnego Aktywuje pepsynę Ułatwia przyswajanie żelaza

58 Zmiany ilości chloru Powodują zachwianie działania mechanizmu stabilizującego równowagę elektrochemiczną Na skutek zwiększenia ilości jonów wodorowęglanowych zmniejsza się ilość anionów chloru