KSZTAŁCENIE PODYPLOMOWE

1 KSZTAŁCENIE PODYPLOMOWE Rok V, nr 1/2012 Warszawski Uniwersytet Medyczny Zespół redakcyjny: Prof. dr hab. Zbigniew Gaciong Prof. dr hab. Włodzimierz Otto sekretarz redakcji: mgr Małgorzata Kruk korekta: mgr Karolina Gwarek Wydawca: Warszawski Uniwersytet Medyczny, Centrum Kształcenia Podyplomowego Redakcja numeru: Prof. dr hab. Włodzimierz Otto Prawa autorskie zastrzeżone. Żadna część publikacji nie może być powielana bez zgody Wydawcy. Redakcja nie zwraca materiałów niezamówionych, zastrzega sobie prawo redagowania i skracania tekstów. Rada Programowa i Naukowa: Prof. dr hab. Zbigniew Gaciong Prof. dr hab. Włodzimierz Otto Prof. dr hab. Katarzyna Koziak Prof. dr hab. Janusz Ślusarczyk Prof. dr hab. Artur Mamcarz Prof. dr hab. Piotr Andziak Prof. dr hab. Danuta Zapolska-Downar Prof. dr hab. Helena Makulska-Nowak Prof. dr hab. Piotr Fiedor Dr hab. Beata Zakrzewska-Pniewska Projekt okładki: mgr Michał Szulc Skład: inż. Roman Sergej W Numerze Od Redakcji...3 Włodzimierz Otto Słowo wstępne...5 Marek Krawczyk Interdyscyplinarna Szkoła Płynoterapii Okołooperacyjnej Fizjologia homeostazy przestrzeni płynowych ciężarnych zdrowych i z nadciśnieniem indukowanym ciążą (PIH)...7 Elżbieta Nowacka

2 Fizjologia homeostazy wodno-elektrolitowej dorosłych...14 Grażyna Durek Krwotok i nabyta koagulopatia śródoperacyjna...22 Elżbieta Nowacka Ocena i monitorowanie gospodarki wodno-elektrolitowej...28 Grażyna Durek Płynoterapia w chirurgii przewodu pokarmowego...37 Dariusz Kosson, Elżbieta Nowacka Zespół nadciśnienia brzusznego spojrzenie chirurga...49 Włodzimierz Otto Okołooperacyjna terapia płynowa u pacjentek w ciąży zakwalifikowanych do cięcia cesarskiego...56 Elżbieta Nowacka Płyny krystaloidowe i koloidowe...67 Maria Wujtewicz Wpływ płynoterapii okołooperacyjnej na śmiertelność, zachorowalność, gojenie ran, czynność przewodu pokarmowego, czynność śródbłonków...74 Grażyna Durek

Od Redakcji 3 Drodzy Czytelnicy, Koleżanki i Koledzy! Z przyjemnością oddajemy w Państwa ręce kolejny numer periodyku Kształcenie Podyplomowe, a w nim publikacje dotyczące płynoterapii okołooperacyjnej w anestezjologii, ginekologii i chirurgii. Zagadnienia te były tematem dwudniowej konferencji zorganizowanej w kwietniu 2011 roku w Centrum Kształcenia Podyplomowego WUM, we współpracy z I Kliniką Anestezjologii i Intensywnej Terapii kierowaną przez dr. hab. n. med. Tomasza Łazowskiego, pod patronatem J.M. Rektora Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego, profesora dr. hab. n. med. Marka Krawczyka. To kolejna inicjatywa Centrum, które od wielu lat realizuje program interdyscyplinarnych szkoleń podyplomowych dla lekarzy w ramach kształcenia ustawicznego tym razem w ramach działalności Interdyscyplinarnej Szkoły Płynoterapii Okołooperacyjnej, nowej inicjatywy szkoleniowej podjętej we współpracy z anestezjologami szczególne podziękowania przekazuję w tym miejscu Pani dr Elżbiecie Nowackiej, której zapał i pomoc merytoryczna w realizacji tej inicjatywy odegrały istotną rolę. Szanowni Państwo, z każdym rokiem zwiększają się możliwości intensywnego leczenia osób poszkodowanych w wyniku poważnych wypadków, wykonywania rozległych i wieloetapowo przebiegających operacji narządów jamy brzusznej, leczenia rozległych obrażeń ciała, przeszczepiania narządów. Postępowanie z takimi chorymi polega na podtrzymywaniu czynności ważnych dla życia układów: krążenia, oddechowego, wydalniczego, a także na przetaczaniu płynów, w objętości koniecznej dla utrzymania prawidłowej objętości płynu przestrzeni pozakomórkowej i wypełnienia łożyska naczyniowego. Wiedza na temat leczenia płynami jest coraz doskonalsza, niestety nie zawsze znajduje w pełni zastosowanie w codziennej praktyce klinicznej. Interdyscyplinarna Szkoła Płynoterapii Okołooperacyjnej, której kolejna edycja planowana jest na kwiecień 2012 roku, ma na celu dostarczenie praktycznych informacji dotyczących leczenia płynami w wybranych specjalnościach zabiegowych, z uwzględnieniem także nowych podejść do patofi zjologii homeostazy wodno-elektrolitowej. W publikacjach zamieszczonych w periodyku znajdziecie Państwo zarówno podstawy teoretyczne dotyczące gospodarki wodno-elektrolitowej, jak i wiele uwag oraz zaleceń praktycznych z zakresu nowoczesnej płynoterapii. W czasopiśmie poruszone zostały także zagadnienia nadciśnienia wewnątrzbrzusznego i brzusznego zespołu kompartmentowego. Wzrost zainteresowania wymienionymi powyżej tematami jest naturalną konsekwencją dociekania przyczyn zwiększonej śmiertelności wśród krytycznie chorych, leczonych w oddziałach chirurgicznych oraz w oddziałach intensywnej terapii. Dziękując gorąco Lektorom biorącym udział w konferencji oraz Autorom zamieszczonych w periodyku artykułów, życzę Państwu przyjemnej i, mam nadzieję, interesującej lektury. Z poważaniem, prof. dr hab. n. med. Włodzimierz Otto Prodziekan Centrum Kształcenia Podyplomowego Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego

4

Słowo wstępne 5 Szanowni Czytelnicy, obecny numer Kształcenia Podyplomowego jest efektem przygotowania w kwietniu 2011 roku przez Centrum Kształcenia Podyplomowego oraz I Klinikę Anestezjologii i Intensywnej Terapii Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego konferencji dedykowanej problematyce Interdyscyplinarnej Szkoły Płynoterapii Okołooperacyjnej. Autorzy prac publikowanych w niniejszym periodyku wywodzą się z trzech uczelni medycznych: wrocławskiej, gdańskiej i warszawskiej. Tym bardziej wart podkreślenia jest fakt, że to naszej Uczelni udało się pozyskać na konferencję znakomitych specjalistów anestezjologów i chirurgów z całego kraju, a dodatkowo przygotować periodyk zawierający dziewięć wartościowych artykułów, będących odzwierciedleniem ubiegłorocznej debaty. Numer czasopisma jest poświęcony głównie anestezjologii, w mniejszej mierze zaś ginekologii i chirurgii, pokazuje obecny stan wiedzy na temat płynoterapii okołooperacyjnej. Pieczę nad całością publikacji sprawował tradycyjnie już Prodziekan Centrum Kształcenia Podyplomowego prof. Włodzimierz Otto, któremu gratuluję wytrwałości w przygotowywaniu kolejnych numerów Czasopisma i podejmowania niezmiennie tematów ważnych dla medycyny. Do Autorów poszczególnych artykułów kieruję słowa uznania za stworzenie prac, które z pewnością będą interesujące i wzbogacające w wiedzę Szanownych Czytelników. Prof. dr hab. n. med. Marek Krawczyk Rektor

6

7 Interdyscyplinarna Szkoła Płynoterapii Okołooperacyjnej Fizjologia homeostazy przestrzeni płynowych ciężarnych zdrowych i z nadciśnieniem indukowanym ciążą (PIH) Elżbieta Nowacka I Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii, Warszawski Uniwersytet Medyczny Homeostaza wodno-elektrolitowa W organizmie kobiety zachodzi wiele anatomicznych i czynnościowych zmian przystosowujących poszczególne układy i narządy do rozwijającej się ciąży oraz zapewniających prawidłową homeostazę izohydrię, izojonię, izotonię oraz izoosmolarność poszczególnych przestrzeni płynowych. W terminie porodu adaptacja jest największa, co pozostaje w związku z potrzebami metabolicznymi matki i płodu. Znajomość mechanizmów regulujących homeostazę ciężarnej na poziomie molekularnym, immunologicznym, hormonalnym i nerwowym oraz funkcji i roli jednostki maciczno-łożyskowej ma ogromne znaczenie w prowadzeniu płynoterapii okołooperacyjnej u pacjentki ciężarnej i rodzącej (ryc. 1). Adaptacja ustroju kobiety do rozwijającej się ciąży oraz prawidłowy rozwój płodu wiążą się ze wzrostem całkowitej zawartości wody, która magazynowana jest zarówno wewnątrz komórek, jak i w przestrzeni pozakomórkowej. W terminie porodu ciężarna gromadzi do 5 litrów płynów. Retencja jonu sodowego może sięgać 0,5 g/dobę, ale zdecydowana większość zatrzymanego przez ciężarną jonu sodowego związana jest z białkami lub wymienia się z wewnątrzkomórkowym jonem potasu i pozostaje w formie nieaktywnej osmotycznie. Prawidłową gospodarkę wodno-elektrolitową ciężarnej warunkuje aktywność układu antydiuretycznego (ADH hormon antydiuretyczny), przysadkowej wazopresyny, nadnerczowego aldosteronu oraz produkowanego w łożysku progesteronu, który tak jak przedsionkowe peptydy (ANP atrial natriuretic peptides) wykazuje działanie natriuretyczne. Dobowa synteza aldosteronu zwiększa się kilkunastokrotnie, a sprzężenie zwrotne polegające na zmniejszeniu uwalniania ADH i ANP w stanach przewodnienia u ciężarnych jest słabiej wyrażone, Rycina 1. Homeostaza przestrzeni wodnych ciężarnej.

8 co w dużej mierze odpowiada za dodatni bilans wodno-elektrolitowy. Począwszy od drugiego trymestru ciąży zwiększa się objętość krwi krążącej. Najgwałtowniejszy wzrost występuje na przełomie drugiego i trzeciego trymestru oraz w ostatnich tygodniach przed rozwiązaniem. W terminie porodu objętość krwi krążącej wzrasta o około 1200-1500 ml i wynosi 100 ml/kg m.c. Przyrost objętości osocza wynosi 30-40% i jest relatywnie większy niż przyrost elementów morfotycznych (20%). Rezultatem tych zmian jest hemodylucja i fizjologiczna niedokrwistość. Całkowity obwodowy opór naczyniowy ulega obniżeniu prawdopodobnie w wyniku zwiększonego uwalniania tlenku azotu przez śródbłonek naczyniowy, co zmniejsza reaktywność naczyń na endogenną angiotensynę II. Relaksujący wpływ progesteronu na naczynia tętnicze obniża ciśnienie systemowe. Ważną rolę w fizjologicznej adaptacji układu krążenia do ciąży odgrywa adrenomedulina peptyd rozszerzający naczynia. Osoczowe stężenie adrenomeduliny wzrasta proporcjonalnie do wieku ciąży i koreluje z objętością osocza i masą ciała ciężarnej. Szerokość naczyń podlega wieloczynnikowej regulacji przez różne układy: adrenergiczny, cholinergiczny, serotoninergiczny, histaminergiczny i autonomiczny układ nerwowy. Aktywność układu współczulnego wiąże się jednocześnie z pobudzeniem układu renina-angiotensyna-aldosteron za pośrednictwem receptorów β-adrenergicznych w aparacie przykłębuszkowym nerki. Wspólnym elementem łączącym wszystkie układy jest syntetyzowana w komórkach śródbłonka (maksymalny efekt w 10-15 minucie od bodźca) endotelina, która zwęża naczynia. Hipoksja, niedokrwienie, katecholaminy, angiotensyna, wazopresyna, insulina, cytokiny, endotoksyny powodują nasilenie syntezy. Natomiast przedsionkowy peptyd natriuretyczny, prostacykliny, tlenek azotu, glikokortykosteroidy i heparyna hamują powstawanie endoteliny (ryc. 1). U zdrowych ciężarnych stwierdzono ponadto obniżenie aktywności receptorów α- i β-adrenergicznych, co odpowiada za słabszą reakcję na leki wazopresyjne i chronotropowe. Progesteron, tlenek azotu oraz prawdopodobnie zmienione mechanizmy regulacyjne na poziomie molekularnym odpowiadają za obniżenie oporu w naczyniach płucnych. Całkowita zawartość białek osoczowych w organizmie ciężarnej wzrasta, ale ich stężenie w surowicy krwi zmniejsza się i jest odwrotnie proporcjonalne do przyrostu objętości osocza. Zmianie ulega proporcja albumin do globulin. Zmniejszenie o 25% osoczowego stężenia albumin powoduje obniżenie ciśnienia koloidoosmotycznego o 3-6 mmhg i większe przenikanie sodu oraz wody do przestrzeni pozanaczyniowej. W terminie porodu ciśnienie koloidoosmotyczne wynosi około 22 mmhg, a bezpośrednio po oddzieleniu łożyska może obniżyć się do wartości 18 mmhg. Ciśnienie koloidoosmotyczne można wyliczyć z następujących wzorów: (4,0814 x A/G x TP) COP = (A/G + 0,0153 x TP) lub COP = A x (1,058 x G + 0,163 x A + 3,11) gdzie: COP ciśnienie koloidoosmotyczne, TP stężenie białka całkowitego w surowicy, A stężenie albumin w surowicy, G stężenie globulin w surowicy. Utrzymanie prawidłowych stosunków objętościowych przestrzeni wewnątrznaczyniowej i pozanaczyniowej uwarunkowane jest równowagą pomiędzy ciśnieniem koloidoosmotycznym a hydrostatycznym. Ciąża nie powoduje na ogół zmian ciśnienia hydrostatycznego w tętniczych naczyniach włosowatych. Natomiast w kapilarach układu żylnego, zwłaszcza w dolnej połowie ciała, dochodzi do wzrostu ciśnienia hydrostatycznego, co utrudnia przenikanie jonu sodowego i wody do światła naczynia oraz sprzyja powstawaniu obrzęków. Jednostka maciczno-łożyskowa Przepływ przez łożysko naczyniowe macicy wzrasta od 20 do 40 razy i stanowi 20% matczynej pojemności minutowej. Przepływ przez jednostkę maciczno-łożyskową opisuje następujące równanie:

Fizjologia homeostazy przestrzeni płynowych ciężarnych... 9 Tabela 1. Zmiany w organizmie ciężarnej w terminie porodu w zakresie homeostazy wodno-elektrolitowej i przestrzeni płynowych. Parametr Zmiana Wartość Całkowita woda ustroju 5 l Objętość krwi krążącej 30-35% Całkowita zawartość Na 0,5 g/dobę Stężenia sodu w osoczu O 4 mmol/l do 135 mmol/l Osmolarność osocza O 6-10 mosm/l do 275 mosm/l Synteza aldosteronu Kilkunastokrotnie Synteza ADH i ANP w odpowiedzi na przewodnienie Całkowita zawartość białek w osoczu Stężenie białka całkowitego w osoczu 15% Stosunek albumin/globulin Stężenie albumin w osoczu 25% Ciśnienie koloidoosmotyczne osocza do 22 mmhg Całkowity opór obwodowy Opór naczyń płucnych 34% Ciśnienie systemowe 10-15 mmhg Ciśnienie skurczowe 4-6 mmhg Ciśnienie rozkurczowe 8-15 mmhg Ciśnienie średnie 6-10 mmhg Ciśnienie hydrostatyczne w kapilarach żylnych dolnej połowy ciała Częstość rytmu serca 12-18/minutę Objętość wyrzutowa 10-30% Pojemność wyrzutowa Pojemność minutowa (rzut serca) 35-40% w terminie porodu 50-70% w I okresie porodu 80-95% w II okresie porodu 80% w III okresie porodu i wczesnym połogu Aktywność receptorów α i β Reaktywność naczyń na endogenną angiotensynę II Reakcja na leki wazopresyjne Reakcja na leki chronotropowe ADH hormon antydiuretyczny; ANP przedsionkowy peptyd natriuretyczny MAP UVP UBF = UVR gdzie: UBF przepływ maciczno-łożyskowy, MAP średnie ciśnienie tętnicze matki, UVP ciśnienie żylne naczyń macicznych, UVR opór naczyń macicznych. W prawidłowej ciąży na skutek wpływu progesteronu i prostaglandyn opór naczyń macicznych jest znacznie obniżony, a łożysko naczyniowe maksymalnie rozszerzone i nie podlega autoregulacji. Przepływ zależy bezwzględnie od ciśnienia perfuzji, czyli od ciśnienia systemowego matki i macicznego oporu naczyniowego. Prawidłowa perfuzja łożyska decyduje o dobrostanie płodu. Przyczyny zmniejszające przepływ maciczno-łożyskowy wymieniono w tabeli 2. Zespół aorto-kawalny Mianem zespołu aorto-kawalnego określa się hipotensję pojawiającą się u ciężarnej w pozycji na plecach. Składa się on z dwóch elementów: żylnego i aortalnego. Jest spowodowany uciskiem powiększającej się ciężarnej macicy na duże naczynia tętnicze

10 Tabela 2. Czynniki zmniejszające przepływ maciczno-łożyskowy. Zmienna Przyczyna MAP Hipotensja matki Blokada współczulna Zespół aorto-kawalny Ciśnienie perfuzji Fizjologiczna czynność skurczowa Objawowy zespół aorto-kawalny Ułożenie na plecach UVP Przedwczesne oddzielenie łożyska Leki miejscowo znieczulające (LMZ) Skurcz tężcowy Ketamina Oksytocyna Prostaglandyny Fizjologiczna czynność skurczowa Nadciśnienie indukowane ciążą (PIH) Nikotynizm Substancje odurzające Opór naczyniowy UVR Hipoksemia matki Hipokapnia matki Leki miejscowo znieczulające (LMZ) środki wazopresyjne endogenne i egzogenne aminy katecholowe MAP średnie ciśnienie tętnicze matki; UVP ciśnienie żylne naczyń macicznych; UVP opór naczyń macicznych i żylne matki. Od około 20. tygodnia ciąży rosnąca macica uciska na żyłę główną dolną, co jest przyczyną zmniejszonego powrotu żylnego z dolnej połowy ciała. Poszerzeniu ulegają sploty żylne okołokręgowe i żyła bezimienna, które stanowią alternatywną drogę powrotu żylnego. W terminie porodu u prawie 90% ciężarnych występuje upośledzenie przepływu w żyle głównej dolnej. Przy prawidłowych mechanizmach kompensacyjnych redukcja powrotu żylnego powoduje wzrost oporu obwodowego, a tym samym rzutu serca, i ciśnienie tętnicze pozostaje na niezmienionym poziomie. Niekiedy wzrost oporu obwodowego może dotyczyć także łożyska naczyniowego macicy, co powoduje zmniejszenie przepływu maciczno-łożyskowego i hipoksję płodu. Mechanizmy kompensacyjne i/lub ograniczony powrót krwi drogą żyły bezimiennej i splotem okołokręgowym Batsona są niewydolne u około 10-12% ciężarnych. Zmniejszenie powrotu żylnego powoduje zmniejszenie rzutu serca, a tym samym ciśnienia systemowego i perfuzji narządowej. Objawy kliniczne dotyczą zarówno matki (hipotensja), jak i płodu (bradykardia, desaturacja, kwasica). Ucisk na aortę jest drugą składową zespołu i wyraża się obniżeniem ciśnienia w tętnicach udowych. Zmniejszenie przepływu krwi poniżej uciśniętej aorty nie jest wyrównywane, co powoduje natychmiastowe pogorszenie przepływu maciczno-łożyskowego i hipoksję płodu. U matki nie występują na ogół żadne objawy kliniczne, gdyż ciśnienie tętnicze mierzone na kończynach górnych jest prawidłowe. Komponenta aortalna klinicznie dotyczy płodu, co objawia się bradykardią w zapisie kardiotokograficznym, obniżeniem saturacji i ph. Zaburzenia homeostazy wodnoelektrolitowej i przestrzeni płynowych w nadciśnieniu indukowanym ciążą Nadciśnienie indukowane ciążą (PIH pregnancy induced hypertension), stan przedrzucawkowy oraz rzucawka należą do najpoważniejszych powikłań ciąży i wiążą się ze zwiększonym ryzykiem śmiertelności okołoporodowej. Nadciśnienie, z towarzyszącym białkomoczem lub bez niego, jest przede wszystkim objawem zaburzeń i pojawia się zwykle po 20. tygodniu ciąży. Pozostaje nadal źle zdefiniowanym zespołem o nieznanej etiologii, w którego patogenezie podkreśla się udział układów renina-angiotensyna-aldosteron, współczulno- -nadnerczowego, wazopresyny, neuropeptydów, peptydów natriuretycznych oraz licznych substancji presyjnych (angiotensyna II, tromboksan, katecholaminy, endoteliny, lep-

Fizjologia homeostazy przestrzeni płynowych ciężarnych... 11 tyna), jak i hipotensyjnych (prostaglandyny, prostacyklina, przedsionkowy peptyd natriuretyczny, tlenek azotu, adrenomedulina, rezystyna, czynnik hiperpolaryzujący). Złożone procesy leżące u podłoża zmian strukturalnych i funkcjonalnych na poziomie molekularnym uszkadzają funkcję śródbłonka, co doprowadza do zmniejszenia objętości osocza, skurczu naczyń, zaburzeń homeostazy wodno-elektrolitowej i przestrzeni płynowych, zmniejszenia perfuzji i niewydolności wielu narządów. Podwyższone ciśnienie tętnicze jest głównie wynikiem znacznego zwiększenia obwodowego oporu naczyniowego. Ściana naczyń krwionośnych u ciężarnych z PIH wykazuje wzmożoną reakcję na presyjne działanie peptydów i amin wazoaktywnych, zwłaszcza angiotensyny II. Mechanizm wazospazmu i zmienionej reaktywności naczyń nadal pozostaje niejasny. Podkreśla się głównie zaburzenia proporcji prostanoidów naczyniokurczących i naczyniorozszerzających, polegające na zwiększonym wytwarzaniu prostacykliny w stosunku do tromboksanu. Ponadto naczyniokurczący wpływ substancji wazopresyjnych (angiotensyny II i endoteliny) zwiększa się w wyniku zmniejszenia aktywności syntazy tlenku azotu (NO) i wytwarzania NO-zależnego i NO-niezależnego czynnika relaksującego pochodzącego ze śródbłonka (EDRF endothelium-derived relaxing factor). Prawdopodobnie czynność komórek śródbłonka (produkujących prostanoidy, endotelinę i EDRF) może być również zaburzona w wyniku działania prozapalnych cytokin. Wzrost oporu naczyniowego, a tym samym znaczny wzrost obciążenia następczego dla mięśnia sercowego przy prawidłowej na ogół jego kurczliwości, zmniejsza rzut i dodatkowo niekorzystnie wpływa na perfuzję narządową. Retencja jonu sodowego i całkowita zawartość wody w ustroju jest większa niż w przebiegu prawidłowej ciąży. Zaburzeniu ulega rozmieszczenie płynów w poszczególnych przedziałach. Dochodzi do znacznego wzrostu objętości w przestrzeni pozakomórkowej, pozanaczyniowej, jak i w samych komórkach, przy jednoczesnej redukcji objętości wewnątrznaczyniowej, co jest spowodowane między innymi ucieczką albuminy przez uszkodzony śródbłonek i zmniejszoną objętością osocza. Retencja jonu sodowego spowodowana jest głównie zmniejszonym jego wydalaniem przez nerki, ale ani zmiany przesączania kłębuszkowego, ani wpływ hormonów wrażliwych na objętość wewnątrznaczyniową nie tłumaczą tego zjawiska. Stężenie sodu w przesączu jest mniejsze niż w prawidłowej ciąży, ale przekracza wartości stwierdzane u nieciężarnych, a zmieniona aktywność układu renina-angiotensyna-aldosteron prawdopodobnie jest skutkiem, a nie przyczyną upośledzonego wydalania sodu. Znacznym zaburzeniom ulegają ponadto mechanizmy regulujące sekrecję ANP, zwłaszcza w odpowiedzi na hiperwolemię. Kliniczną manifestacją PIH są: nadciśnienie, białkomocz, obrzęki obwodowe, a także objawy wynikające z uszkodzenia poszczególnych narządów i układów. Maksymalnie obkurczone, puste naczynia, uszkodzenie bariery krew- -mózg i obrzęk ośrodkowego układu nerwowego, płuc, przesięki do jam ciała, narastająca niewydolność nerek, wątroby, łożyska oraz towarzyszące zaburzenia krzepnięcia wymuszają indywidualne podejście do każdej pacjentki. Tabela 3. Zmiany homeostazy wodno-elektrolitowej i przestrzeni płynowych u pacjentek z nadciśnieniem indukowanym ciążą (PIH). Parametr Ciąża fizjologiczna Ciąża powikłana PIH Całkowita woda ustroju Całkowita zawartość sodu Objętość osocza Stężenie albumin w osoczu Ciśnienie koloidoosmotyczne do 14 mmhg Całkowity opór obwodowy Obciążenie następcze Rzut serca Reaktywność naczyń na leki wazopresyjne Reaktywność naczyń na endogenną angiotensynę II Bariera krew-mózg Nieuszkodzona Uszkodzona Utrata białka z moczem tylko albuminy w zależności od nasilenia zmian

12 Płynoterapia pacjentek rodzących w ciąży fizjologicznej W niektórych ośrodkach położniczych występuje całkowity zakaz spożywania płynów i pokarmów drogą doustną, inne zezwalają na przyjmowanie klarownych płynów (woda niegazowana, herbata, płyny izotoniczne przeznaczone dla sportowców) zarówno w pierwszym, jak i drugim okresie porodu. Większość rodzących ma silnie wyrażone uczucie pragnienia, związane głównie z odwodnieniem zależnym od hiperwentylacji i wzmożonego wysiłku fizycznego, natomiast nie odczuwa potrzeby jedzenia w czasie porodu. Obecnie większość autorów uważa, że pacjentkom z szacowanym małym ryzykiem zabiegowego ukończenia porodu można pozwolić na spożywanie pokarmów i płynów, co zapewnia fizjologiczną regulację homeostazy. Bezwzględny zakaz przyjmowania pokarmów i płynów obowiązuje rodzące: z zaburzonym mechanizmem porodu i zwiększonym ryzykiem zabiegowego ukończenia, u których stosowana jest oksytocyna (i/lub prostaglandyny), u których zastosowano farmakologiczne i regionalne metody łagodzenia bólu porodowego. Dokonując wyboru płynu infuzyjnego stosowanego dożylnie, należy uwzględnić indywidualne zapotrzebowanie, utratę drogą parowania (widocznego i niewidocznego), diurezy oraz aktualne deficyty i straty, a także skład i dostępność poszczególnych roztworów. Podstawowe zapotrzebowanie wodno-elektrolitowe rodzącej przedstawiono w tabeli 4. Tabela 4. Podstawowe zapotrzebowanie wodno-elektrolitowe w trakcie porodu. Woda 2,0-2,5 ml/kg m.c./h Sód Potas Zapotrzebowanie podstawowe: 25-35 ml/kg m.c./dobę 1,0-1,5 ml/kg m.c./h Parowanie: 0,5-1,0 ml/kg m.c./h Straty, diureza: 0,5-1,0 ml/kg m.c./h 0,9-1,5 mmol/kg m.c./dobę 1 mmol/kg m.c./dobę Tabela 5. Zalecana dożylna płynoterapia w porodzie. Zbilansowane krystaloidy Niezbilansowane krystaloidy Płyn wieloelektrolitowy (PWE) 150-200 ml/h Mleczan Ringera 150-200 ml/h Jonosteril 2 ml/kg/h Płyn Ringera 150-200 ml/h Pokrycie zapotrzebowania podstawowego na wolną wodę i elektrolity oraz deficytów wynikających z głodzenia i wcześniejszych strat jest niezbędne, co przedstawiono w tabeli 5. Włączenie dożylnej płynoterapii u pacjentek rodzących należy rozważyć po 6 godzinach nieprzyjmowania płynów drogą doustną. Prawidłowo prowadzona płynoterapia w warunkach sali porodowej zmniejsza odsetek porodów zabiegowych i cięć cesarskich. Pacjentki, które otrzymywały 250 ml/h w porównaniu z grupą 125 ml/h, rzadziej wymagały stymulacji czynności skurczowej egzogenną oksytocyną. Znamiennie rzadziej obserwowano u nich wydłużenie pierwszego okresu i konieczność wykonywana cięcia cesarskiego z powodu braku postępu porodu. Piśmiennictwo 1. Gorman S.R., Rosen M.A.: Anesthetic implications of maternal physiological changes during pregnancy. Seminars in Anesthesia, Perioperative Medicine and Pain 2000;19:1-9 2. Khazaei M., Nematbakhsh M., Morami A.: A new equation for calculation of colloid osmotic pressure based on serum total protein concentration and UV-light absorption. Current Anaesthesia & Critical Care 2008;19:8-11 3. Ngan Kee W.D., Lee A.: Multivariate analysis of factors associated with umbilical arterial ph and standard base excess after Caesarean section under spinal anaesthesia. Anaesthesia 2003 Feb;58(2):125-30 4. Wilson M.L., Goodwin T.M., Pan V.L., Ingles S.A.: Molecular epidemiology of preeclampsia. Obstet. Gynecol. Surv. 2003;58:39-66 5. Bolte A.C., Dekker G., van Eyck J., et al.: Lack of agreement between central venous pressure and pulmonary capillary wedge pressure in pre-eclampsia. Hypertension in Pregnancy 2000;19:261-71 6. Riley E.T.: Spinal anaesthesia for Caesarean delivery: keep the pressure up and don t spare the vasoconstrictors. Br. J. Anaesth. 2004 Apr;92(4):459-61 7. Ozkan T., Eker A., Karadeniz M., Haker N., Korap N., Tugrul M.: Maternal and neonatal effects of different fluid and ephedrine combinations for prehydration before

Fizjologia homeostazy przestrzeni płynowych ciężarnych... 13 spinal anesthesia for Cesarean section. Regional Anesthesia and Pain Medicine 2004;29(Suppl. 2):16 8. Tercanli S., Schneider M., Visca E., Hosli I., Troeger C., Peukert R., et al.: Influence of volume preloading on uteroplacental and fetal circulation during spinal anaesthesia for Caesarean section in uncomplicated singleton pregnancies. Fetal Diagnosis and Therapy 2002;17:142-6 9. Ngan Kee W.D., Khaw K.S., Lee B.B., Ng F.F., Wong M.M.S.: Randomized controlled trial of colloid preload before spinal anaesthesia for Caesarean section. British Journal of Anaesthesia 2001;87(5):772-4 10. Ngan Kee W.D., Khaw K.S., Ng F.F.: Prevention of hypotension during spinal anesthesia for Cesarean delivery: an effective techniques using combination phenylephrine infusion and crystalloid cohydration. Anesthesiology 2005;103:744-50 11. Perumal T., Fernando R., Bray J., Coloumb M.: Maternal hemodynamic parameters after crystalloid vs colloid preloading for Cesarean section under spinal anesthesia: a suprasternal Doppler comparison. Anesthesiology 2004;101 Suppl:A1233 12. Dahlgren G., Granath F., Pregner K., Rosblad P.G., Wessel H., Irestedt L.: Colloid vs. crystalloid preloading to prevent maternal hypotension during spinal anaesthesia for elective Cesarean section. Acta Anaesthesiologica Scandinavica 2005;49:1200-6 13. Riley E.T., Cohen S.E., Rubenstein A.J., Flanagan B.: Prevention of hypotension after spinal anesthesia for Cesarean section: six percent hetastarch versus lactated Ringer s solution. Anesthesia & Analgesia 1995; 81(4):838-42 14. Nishikawa K., Yokoyama N., Saito S., Goto F.: Comparison of effects of rapid colloid loading before and after spinal anesthesia on maternal hemodynamics and neonatal outcomes in Cesarean section. J. Clin. Monit. Comput. 2007 Apr;21(2):125-9 15. Burns S.M., Cowan C.M., Wilkes R.G.: Prevention and management of hypotension during spinal anaesthesia for elective Cesarean section: a survey of practice. Anaesthesia 2001;56:794-798 16. Morgan P., Halpern H., Tarshis J.: The effects of an increase of central blood volume before spinal anesthesia for Cesarean delivery: A qualitative systematic review. Anesth. Analg. 2001, April 1;92(4):997-1005 17. Dahlgren G., Granath F., Wessel H., Irestedt L.: Prediction of hypotension during spinal anesthesia for Cesarean section and its relation to the effect of crystalloid or colloid preload. Int. J. Obstet. Anesth. 2007 Feb 2;2(1):57-62 18. Davies P., French G.W.: A randomised trial comparing 5 ml/kg and 10 ml/kg of pentastarch as a volume preload before spinal anaesthesia for elective Caesarean section. Int. J. Obstet. Anesth. 2006 Oct;15(4):279-83 19. Weeks S.: Reflections on hypotension during Cesarean section under spinal. Techniques for preventing hypotension during spinal anaesthesia for Caesarean section. Cochrane Database Syst. Rev. 2006 Oct 18;(4):CD002251 20. Butwick A, Carvalho B.: The effect of colloid and crystalloid preloading on thromboelastography prior to Cesarean delivery. Can. J. Anaesth. 2007 Mar;54(3):190-5 21. Vallejo M.C., Ramanathan S.: Should α-agonists be used as first line management of spinal hypotension? Int. J. Obstet. Anesth. 2003;12:243-245 22. Ngan Kee W.D., Khaw K.S. Vasopressors in obstetrics: what should we be using?. Current Opinion in Anesthesiology 2006;19(3):238-43 23. Coope D., Carpenter M., Mowbray P., Desira R., Ryall D., Kokri M.: Fetal and maternal effects of phenylephrine and ephedrine during spinal anesthesia for Cesarean delivery. Anesthesiology 2002;97:1582-90 24. Thomas D.G., Gardner S.: Comparison of the time to peak pressor effect of phenylephrine and ephedrine during spinal anaesthesia for Caesarean section. International Journal of Obstetric Anesthesia 2004;13(3):S4 25. Dyer R.A., Farina Z., Joubert I.A., Du Toit P., Meyer M., Torr G., et al.: Crystalloid preload versus rapid crystalloid administration after induction of spinal anaesthesia (coload) for elective Caesarean section. Anaesthesia and Intensive Care 2004;32(3):351-7 26. Madi-Jebara S.N., Ghosn A., Cherfane A., Antakly M.C., Yazigi A.: Prevention of hypotension after spinal anesthesia for Cesarean section: Voluven (6% hydroxyethyl starch 130/0.4) versus lactated Ringer s solution. Anesthesiology 2004;101 Suppl:A1197 27. Ramanathan J., Bennett K.: Pre-eclampsia: fluids, drugs, and anesthetic management. Anesthesiol. Clin. North Am. 2003;21:145-163 28. Bolte A.C., van Geijn H.P., Dekker G.A.: Management and monitoring of severe preeclampsia. Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Bio. 2001;96:8-20 29. Sibai B.: Pre-eclampsia. Lancet 2005;365:785-99 30. Heilmann L., Gerhold S., von Templehoff G.F., Pollow K:. The role of intravenous volume expansion in moderate pre-eclampsia. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2001;25:83-89 31. Habek D., Vukovic Bobic M., Cerkez Habek J.: Oncotic therapy in management of preeclampsia. Archives of Medical Research 2006;37:619-623 32. Ross V.H., Moore C.H., Fragneto R.Y., et al.: Invasive hemodynamic monitoring in the management of PIH: a survey of practicing anesthesiologists. Anesthesiology 2000;92:A89 33. Wilson H.J., Shutt L.E.: Syndrome of inappropriate ADH secretion in a woman with preeclampsia. International Journal of Obstetric Anesthesia 2007;16:360-362 34. Slack M.R.: Is ephedrine the best vasopressor for treating spinal anesthesia-induced hypotension in patients with preeclampsia? Anesth. Analg. 2006;103:1584 35. Confidential Enquiry in Maternal and Child Health. Saving Mothers Lives: a report of the confidential enquiry into maternal deaths; 2003-2005

14 Fizjologia homeostazy wodno-elektrolitowej dorosłych Grażyna Durek II Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii, Akademia Medyczna we Wrocławiu Poznanie podstawowych wiadomości o fizjologii gospodarki wodnej i elektrolitowej ma istotne znaczenie w każdej dziedzinie medycyny dla wdrożenia racjonalnej terapii zaburzeń wodno-elektrolitowych. Wydaje się jednak, że informacje dotyczące wielkości i składu przestrzeni wodnych oraz mechanizmów regulujących gospodarkę wodno-elektrolitową i kwasowo-zasadową są niedostateczne. Istotne znaczenie dla zrozumienia regulacji homeostazy osmotycznej płynów ustrojowych ma pojęcie molalności (zgodnie z SI osmolalność zastąpiono molalnością), co oznacza liczbę moli substancji osmotycznie czynnych zawartych w 1000 g (1 kg) rozpuszczalnika (wody), a 1 mol to ilość substancji przedstawionej w gramach i odpowiadającej liczbowo masie atomowej lub cząsteczkowej (1 mol = 1000 mmol). Molarność roztworu (osmolarność) stanowi ilość moli substancji osmotycznie czynnych zawartych w 1 litrze roztworu. Ciśnienie osmotyczne 1 mola substancji niedysocjującej odpowiada 1 osmolowi (1 Osm = 1000 mosm). W bardzo rozcieńczonych roztworach, jak np. w organizmie ludzkim, pojęcia osmolalność/osmolarność stosowane są zamiennie. W stanach fizjologii, co wyjaśnia prawo izoosmolalności, ciśnienie osmotyczne płynów ustrojowych we wszystkich przestrzeniach (wewnątrznaczyniowej osocze, pozakomórkowej pozanaczyniowej i śródkomórkowej) jest jednakowe i wynosi przeciętnie 290 mmol/kg H 2 O (280-295 mmol/kg H 2 O). Molalność/osmolalność surowicy można obliczyć ze wzoru: Molalność surowicy (mmol/kg H 2 O) = 2 x stęż. Na w osoczu + stęż. glukozy w mg/100 ml:18 + stęż. azotu mocznikowego w mg/100 ml:2,8 podczas gdy u chorych bez niewydolności nerek i cukrzycy molalność surowicy określa wzór: Molalność surowicy (mmol/kg H 2 O) = stęż. Na w osoczu w mmol/l x 2 + 10 Hipermolalność płynów ustrojowych jest określona przez molalność >290 mmol/kg H 2 O, podczas gdy hipomolalności towarzyszy spadek molalności <280 mmol/kg H 2 O. Istotny wpływ na przemieszczanie wody pomiędzy przestrzenią pozakomórkową i śródkomórkową mają relacje pomiędzy osmolalnością całkowitą a tzw. tonią (toniczność), czyli efektywną molalnością płynu pozakomórkowego uzależnioną od zmian stężenia nieprzenikających przez błony komórkowe substancji osmotycznie czynnych, takich jak sód, glukoza czy mannitol. Wzrost stężenia glukozy czy sodu w płynie pozakomórkowym jest odpowiedzialny nie tylko za wzrost jego osmolalności, lecz także hipertonii spowodowanej gradientem osmotycznym pomiędzy poza- i śródkomórkowym płynem, co prowadzi do odwodnienia komórek. Podanie substancji łatwo przenikającej przez błony komórkowe, np. mocznika, zwiększa co prawda molalność surowicy, ale powoduje podobny wzrost molalności płynu śródkomórkowego i nie wywołuje hipertonii płynu pozakomórkowego z powodu braku gradientu osmotycznego pomiędzy tymi przestrzeniami. Efektywną molalność określa wzór: Efektywna molalność (mmol/kg H 2 O) = 2 x Na + glukoza (mg/dl):18 W obliczeniu eliminuje się mocznik, ponieważ powoduje on podobne zmiany osmolalności płynu wewnątrz- i zewnątrzkomórkowego; z powodu łatwego przenikania przez błony

Fizjologia homeostazy wodno-elektrolitowej dorosłych 15 komórkowe jego wzrost w osoczu zwiększa jego molalność bez wzrostu toniczności płynu pozakomórkowego. W zależności od rodzaju substancji i szybkości wzrostu efektywnej molalności, czyli hipertonii płynu pozakomórkowego, reakcja komórek jest różna. Nagła hipertonia płynu pozakomórkowego odpowiada za istotne odwodnienie komórek, podczas gdy przewlekłe jej występowanie powoduje odwodnienie większości komórek z wyjątkiem krwinek czerwonych oraz mózgu. Kilkudniowa hipertonia płynu pozakomórkowego skutkuje zwiększeniem przepuszczalności krwinek czerwonych dla substancji odpowiedzialnej za wzrost efektywnej osmolalności, co niweluje gradient osmotyczny pomiędzy osoczem a krwinkami czerwonymi, z powrotem ich prawidłowego kształtu i poprawą wiązania tlenu przez hemoglobinę. Odmienne zachowanie tkanki mózgowej w przypadkach przewlekłej hipertonii płynu pozakomórkowego związane jest z wytwarzaniem idiogennych substancji osmotycznie czynnych, co ogranicza odwodnienie komórkowe. Należy o tym pamiętać, gdyż nagłe korygowanie hipertonii płynu pozakomórkowego może spowodować obrzęk mózgu. Regulacja molalności/osmolalności płynów ustrojowych Dwa mechanizmy odpowiedzialne za izomolalność płynów ustrojowych to: 1. wydzielanie hormonu antydiuretycznego (ADH) 2. uczucie pragnienia. Ad. 1. Przy osmolalności płynu pozakomórkowego 280 mmol/kg H 2 O wydzielanie ADH zostaje zahamowane, co powoduje zmniejszenie molalności moczu <100 mmol/kg H 2 O. Jeżeli molalność osocza wzrośnie >295 mmol/ kg H 2 O, wydzielanie ADH powoduje maksymalne zagęszczenie moczu z 10-20-krotnym zmniejszeniem jego objętości. Leczenie hipertonii osocza w tych warunkach jest możliwe na drodze zwiększenia pragnienia. Wydzielanie ADH spowodowane zwiększeniem efektywnej molalności osocza jest wynikiem odwodnienia osmoreceptorów w podwzgórzu, podczas gdy hipowolemia powoduje pobudzenie baroreceptorów w lewym przedsionku, dużych naczyniach żylnych i zatoce szyjnej, prowadząc do zwiększenia przestrzeni śródnaczyniowej. Ad. 2. Uczucie pragnienia jest uzależnione od: uwodnienia komórek bocznych i przednich okolic podwzgórza, sąsiadujących z ośrodkami syntezy ADH, zmian wielkości pozakomórkowej przestrzeni, wzrostu aktywności układu renina-angiotensyna oraz hipowolemii, co powoduje zwiększenie pragnienia. Regulacja równowagi wodnoelektrolitowej i kwasowo-zasadowej Utrzymanie równowagi wodno-elektrolitowej i kwasowo-zasadowej wynika z dwóch praw fizykochemicznych i jednego fizjologicznego: 1. Prawo elektroobojętości płynów ustrojowych zakłada, że płyny ustrojowe niezależnie od przestrzeni wodnych są elektrycznie obojętne, tzn. że suma anionów równa się sumie kationów. 2. Prawo izomolalności płynów ustrojowych zakłada jednakowe ciśnienie osmotyczne płynów ustrojowych znajdujących się we wszystkich przestrzeniach; osmolalność płynu pozakomórkowego pozanaczyniowego i śródkomórkowego jest równa molalności osocza i wynosi średnio 290 mmol/kg H 2 O. Półprzepuszczalny charakter błony komórkowej powoduje, że suma ładunków elektrycznych w płynie wewnątrzkomórkowym (198 meq/l kationów + 198 meq/l anionów) jest większa od sumy ładunków w płynie zewnątrzkomórkowym (153 meq/l kationów + 153 meq/l anionów). Pomimo różnicy potencjałów elektrycznych liczba czynnych osmotycznie cząsteczek w obu przestrzeniach płynowych pozostaje taka sama. 3. Prawo izojonii ma na celu utrzymanie stałego stężenia jonów (izojonia), a głównie jonów wodorowych (izohydria), których prawidłowe stężenie dla płynu pozakomórkowego wynosi 35-45 nmol/l (ph 7,35-7,45).

16 Rycina 1. a) Diagram Gamble a (surowica krwi); b) jonogram płynu śródkomórkowego; c) jonogram płynu śródmiąższowego. Na podstawie: Kokot F.: Gospodarka wodno-elektrolitowa i kwasowo- -zasadowa w stanach fizjologii i patologii. Warszawa, PZWL 2005:11-37. Znajomość tych praw ma istotne znaczenie praktyczne w ocenie zależności równowagi elektrolitowej od kwasowo-zasadowej. Jak wynika z prawa elektroobojętności, suma kationów równa się sumie anionów, w której dominują Cl - (101 meq/l) oraz składające się głównie z wodorowęglanów i białczanów zasady buforujące (42 meq/l), będące elementem wiążącym równowagę kwasowo-zasadową z wodno- -elektrolitową i pośredniczące we wpływie zaburzeń elektrolitowych na równowagę kwasowo-zasadową. W celu prawidłowego funkcjonowania organizmu, stałość homeostazy ustrojowej polega na utrzymaniu: prawidłowego składu jonów w płynach ustrojowych (izojonia), w tym stałego stężenia jonów wodorowych (izohydria), efektywnego fizjologiczne ciśnienia osmotycznego płynów ustrojowych (izotonia, izoosmia), fizjologicznych wielkości ustrojowych przestrzeni wodnych (wolemia przestrzeń pozakomórkowa wewnątrznaczyniowa). Stałość homeostazy ustrojowej związana jest przede wszystkim z zapewnieniem efektywnego fizjologicznie ciśnienia osmotycznego oraz fizjologicznych wielkości ustrojowych przestrzeni wodnych, a istotną rolę w jej utrzymaniu odgrywają głównie płuca i nerki.

Fizjologia homeostazy wodno-elektrolitowej dorosłych 17 Regulację izohydrii z wykorzystaniem mechanizmów biorących udział w utrzymaniu stałego ph krwi (układy buforowe zwłaszcza wodorowęglanowy, płuca, nerki) przedstawia równanie Hendersona-Hasselbalcha: Jak wynika z równania, ph krwi może nie ulec zmianie mimo istotnych zmian stężenia obu parametrów: HCO 3 - i pco 2, natomiast wyrażenie stężenia jonów wodorowych w skali logarytmicznej nie odzwierciedla rzeczywistych zmian stężenia H + (zmiana ph krwi z 7,4 do wartości 7,1 powoduje wzrost stężenia H + z 40 do 80 nmol/l, zmianie ph krwi z 7,4 do 7,7 towarzyszy spadek stężenia H + z 40 do 20 nmol/l). W ostatnim okresie coraz częściej wykorzystuje się równanie Stewarta, które oparte jest na zasadzie elektroobojętności, prawie zachowania mas i założeniu, że wszystkie niecałkowicie zdysocjowane substancje muszą znajdować się w równowadze. W tym matematycznym modelu: stężenie jonu wodorowego jest funkcją pco 2, SID, A tot, jedynie trzy zmienne niezależne wpływają na stężenie jonu wodorowego, dopóki nie dojdzie do zmiany przynajmniej jednej ze zmiennych, nie zmienią się stężenia jonu wodorowego i wodorowęglanów. ph = pk 1 + log Rycina 2. Równanie Hendersona-Hasselbalcha vs. Stewarta. Mechanizmy regulujące izotonię płynów ustrojowych Za regulację izotonii płynów ustrojowych odpowiedzialne są dwa mechanizmy: 1. zmiany klirensu wolnej wody celem utrzymania efektywnej molalności = izotonii. Wazopresyna, wydzielana w odpowiedzi na spadek objętości krążącej i wzrost toniczności osocza (wzrost efektywnej molalności), za pośrednictwem akwaporyny 2 (AQP2) zwiększa resorpcję zwrotną wody w kanaliku dalszym nefronu, co normalizuje hipertonię osocza. Dodatkowo pobudzenie podwzgórzowego ośrodka osmoregulacji za pośrednictwem bodźców nerwowych z osmoreceptorów zatoki szyjnej oraz pobudzenie receptorów objętościowych prawego i lewego przedsionka, dużych naczyń żylnych i żył płucnych, zwiększając wydzielanie wazopresyny, przyczynia się do przywrócenia izotonii osocza; 2. regulacji uczucia pragnienia, którego zwiększenie powodują hipertonia osocza oraz zmniejszenie objętości wewnątrznaczyniowej. Regulacja objętości przestrzeni płynowych Objętość krwi stanowi 1/3 objętości płynu przestrzeni pozakomórkowej, z czego 15%, tj. około 0,7 l/70 kg m.c. znajduje się w wysokociśnieniowym tętniczym obszarze, podczas gdy pozostałe 85% krwi krążącej wypełnia niskociśnieniowy obszar naczyniowy. Istotne znaczenie ma decydująca o perfuzji tkanek i zależna od rzutu minutowego serca oraz oporu naczyniowego objętość krwi zawarta w obszarze tętniczym, tzw. efektywna objętość krwi krążącej. Regulacja tej objętości podlega działaniu: receptorów objętościowych zatoki szyjnej, łuku aorty, lewej komory i aparatu przykłębuszkowego w nerkach, receptorów przedsionków, prawej komory serca i naczyń płucnych (naczyniowy niskociśnieniowy obszar), chemoreceptorów serca, płuc, nerek i wątroby.

18 Zmniejszenie efektywnej objętości krwi powoduje: pobudzenie receptorów objętościowych w obszarze tętniczym, co zwiększa wydzielanie wazopresyny, aktywuje układ sympatyczny i RAA, co w wyniku retencji Na i wody normalizuje tę objętość. Mechanizmy odpowiedzialne za utrzymanie izowolemii W tej regulacji zakłada się udział pięciu mechanizmów są to: 1. Autoregulacja czynności nerek przy udziale stymulowanego oligowolemią układu renina-angiotensyna, co prowadzi do zwiększenia resorpcji zwrotnej Na w kanalikach nerkowych ze zmniejszeniem przesączania kłębuszkowego (GFR glomerular filtration rate) i zwiększenia objętości przestrzeni pozakomórkowej. Dodatkowo stymulowane angiotensyną II wydzielanie aldosteronu i wazopresyny, działając na nerki, przeciwdziała oligowolemii. 2. Wzmożone, za pośrednictwem układu RAA lub czynników humoralnych, wydzielanie aldosteronu, produkowanego przez warstwę kłębkową kory nadnerczy, powoduje wzrost resorpcji zwrotnej sodu i wody oraz wydzielania potasu, co skutkuje zwiększeniem pozakomórkowej wewnątrznaczyniowej i pozanaczyniowej przestrzeni wodnej. 3. Wzrost wydzielanej przez podwzgórze wazopresyny stymulowany spadkiem objętości wyrzutowej i/lub efektywnej objętości krwi, wzrostem stężenia angiotensyny II i efektywnej molalności osocza powoduje zwiększenie resorpcji zwrotnej wody w kanalikach dalszych. Oligowolemia jest silniejszym stymulatorem jej wydzielania niż hipertonia osocza. Tabela 1. Zapotrzebowanie na płyny i elektrolity. Przyjmowane Płyny Stałe pokarmy Woda oksydacyjna Razem 1000-1500 ml 700 ml 300 ml 2000-2500 ml Wydalone Mocz 1000-1500 ml Perspiratio insensibilis: ok. 900 ml skóra 200-400 ml płuca 400-600 ml Stolec 100 ml Razem 2000-2500 ml 4. Wydzielanie przedsionkowego natriuretycznego peptydu (ANP atrial natriuretic peptide) w wyniku pobudzenia receptorów przedsionkowych przez wzrost wypełnienia przedsionków krwią, co prowadzi do hamowania aktywacji układu RAA, układu współczulnego wydzielania wazopresyny oraz pragnienia, równocześnie zwiększając przesączanie kłębuszkowe i hamując resorpcję zwrotną sodu i wody w kanalikach nerkowych. Spadek wypełnienia przedsionków, hamując aktywację receptorów, zmniejsza wydzielanie ANP. 5. Regulacja nerwowa, której źródłem są receptory objętościowe lewego przedsionka, przez włókna nerwu trzewnego wywierające wpływ na wartość GFR i resorpcję zwrotną Na w kanalikach nerkowych. Receptory objętościowe lewego przedsionka są źródłem bodźców nerwowych przy zmniejszeniu jego wypełnienia. Spowodowane przesunięciem płynu wewnątrznaczyniowego do przestrzeni śródmiąższowej spadek objętości minutowej serca lub wazodylatacja, zmniejszając efektywną objętość krwi krążącej, włączają neurohormonalne mechanizmy adaptacyjne (aktywacja RAA, układu współczulnego, stymulacja wazopresyny, hamowanie hormonów natriuretycznych). Wielkość i skład płynów ustrojowych Zależna od płci, wieku i procentowej zawartości tłuszczu (w tkance tłuszczowej 30%, w tkankach bez tłuszczu 70-80% ich masy) zawartość całkowitej wody ustrojowej (TBW total body water) wynosi: u noworodków 70-80% masy ciała, u mężczyzn w wieku 18-40 lat 51% m.c., 41-60 lat 55% m.c., >60 lat 52% m.c., Tabela 2. Dobowe zapotrzebowanie na wodę i elektrolity. Woda Sód Potas Chlor Wapń Magnez Fosforany 25-35 ml/kg m.c./24 h 1-2 mmol/kg m.c./24 h 1-1,5 mmol/kg m.c./24 h 1-3 mmol/kg m.c./24 h 0,2-0,5 mmol/kg m.c./24 h 0,1-0,2 mmol/kg m.c./24 h 0,2-0,5 mmol/kg m.c./24 h

Fizjologia homeostazy wodno-elektrolitowej dorosłych 19 Płyny Rycina 3. Przestrzenie płynowe. Na podstawie: Jacob M., Chappell D., Rehm M.: The third space fact or fiction? Best Practice & Research Clinical Anaesthesiol. 2009;23:145-157. u kobiet w wieku 18-40 lat 51% m.c., 41-60 lat 47% m.c., >60 lat 46% m.c., pozostałe 40% stanowi sucha masa tkanek. Woda ustrojowa zawarta jest w dwóch przestrzeniach: 1. przestrzeń wodna pozakomórkowa (ECF/ ECV) 20% m.c. (12-15 l), na którą składają się: woda pozakomórkowa wewnątrznaczyniowa (PV osocze, limfa) 5% m.c. (3-4 l), woda pozakomórkowa pozanaczyniowa (ISF śródmiąższowa) 15% m.c. (9-12 l), przestrzeń wodna transcelularna 2,4% m.c. (płyny ustrojowe w opłucnej, świetle przewodu pokarmowego, drogach żółciowych, trzustkowych, płyn mózgowo- -rdzeniowy i płyn w komorach oka), 2. przestrzeń wodna śródkomórkowa (ICF) 34-40% m.c. (28-31,5 l). Wcześniejsze prace zakładały istnienie tzw. trzeciej przestrzeni, która nie została nigdy zmierzona, a którą dzielono na część anatomiczną oraz nieanatomiczną i tradycyjnie interpretowano jako część funkcjonalnie wydzieloną z pozakomórkowej przestrzeni. Może być ona traktowana jako przestrzeń zdefiniowana przez chorobę powstała w odpowiedzi na inaczej niewyjaśnione przesunięcia płynu. Patologiczny płyn znajdujący się wewnątrz tej przestrzeni (płyn przesunięty z naczyń przez nieuszkodzoną barierę naczyniową do przestrzeni śródmiąższowej) łącznie z osoczem stanowi funkcjonalną objętość pozakomórkową (fecv functional extracellular volume). Dopóki układ limfatyczny jest wydolny, to fizjologiczne przesunięcie nie powoduje obrzęków. Ten złapany w pułapkę płyn jest traktowany jako nowa część niefunkcjonalnej pozakomórkowej objętości (nfecv non-functional extracellular volume), a jego tworzenie spowodowane jest przez rozległe zabiegi lub urazy; gromadzi się w miejscach, w których go nie ma lub jest bardzo mało. Aktualnie uważa się, że trzecia przestrzeń nie istnieje, podczas gdy okołooperacyjne przesunięcia płynu w kierunku przestrzeni śródmiąższowej są faktem.

20 Oznaczanie wielkości przestrzeni płynowych Do obliczenia (w przybliżeniu) wielkości przestrzeni płynowych służyć mogą następujące wzory: 1. Całkowita woda ustrojowa (TBW total body water) mężczyźni TBW = masa ciała w kg x 0,6 kobiety TBW = masa ciała w kg x 0,5 osoby otyłe TBW = (7,3 + 0,64):100 x (wzrost w cm obwód w pasie) x masa ciała w kg 2. Woda pozakomórkowa (ECF extracellular fluid) ECF = masa ciała w kg x 0,2 3. Woda pozakomórkowa wewnątrznaczyniowa (PV plasma volume) PV = masa ciała w kg x 0,05 4. Woda pozakomórkowa, pozanaczyniowa (płyn śródmiąższowy, ISF interstitial fluid) ISF = masa ciała w kg x 0,15 5. Woda wewnątrzkomórkowa (ICF intracellular fluid) ICF = TBW ECF = masa ciała w kg x 0,4 Dystrybucja płynu w ustroju Klasyczne prawo Starlinga określa mechanizm przechodzenia płynu przez śródbłonek włośniczek i w warunkach zdrowia determinuje stały powolny ruch płynu z przestrzeni Rycina 4. Klasyczne i poprawione równanie Starlinga. EC komórka śródbłonka naczyniowego; EG wewnątrznaczyniowy glikokaliks; ESL wewnątrznaczyniowa warstwa środbłonka naczyniowego; Pi/πi ciśnienie hydrostatyczne/koloidoonkotyczne przestrzeni pozanaczyniowej pozakomórkowej; Pv/πv ciśnienie hydrostatyczne/koloidoonkotyczne przestrzeni wewnątrznaczyniowej; πs ciśnienie koloidoonkotyczne warstwy pod glikokaliksem; πesl ciśnienie koloidoonkotyczne w obrębie glikokaliksu wewnątrznaczyniowego. Na podstawie: Chappell D., Jacob M., Hofman-Kiefer K., et al.: A rational approach to perioperative fluid management. Anesthesiology 2008;109:723-40.

Fizjologia homeostazy wodno-elektrolitowej dorosłych 21 włośniczkowej do śródmiąższowej, który naczyniami limfatycznymi drenowany jest do krążenia systemowego. Zgodnie z prawem Starlinga dla wiązania wody wewnątrz naczyń istotne znaczenie ma gradient ciśnienia koloidoosmotycznego pomiędzy wewnątrznaczyniową i pozanaczyniową przestrzenią. Późniejsze badania wykazały jednak, że prawidłowy naczyniowy śródbłonek opłaszczony jest zbudowanym z proteoglikanów i glikoprotein glikokaliksem. Powierzchniowa warstwa endotelialna, w skład której wchodzi endotelialny glikokaliks z wbudowanymi białkami i płynem, razem z komórkami endotelialnymi jest częścią podwójnej bariery naczyniowej przepuszczalności. Glikokaliks identyfikuje się jako drugi, obok komórek endotelium, komponent przeciwdziałający przesunięciom pozanaczyniowym płynu. Aktualne badania potwierdzają, że glikokaliks działa jak pierwotny molekularny filtr i generuje efektywny onkotyczny gradient w bardzo małej przestrzeni. Transkapilarny przepływ nie zależy od globalnej różnicy pomiędzy ciśnieniem hydrostatycznym i onkotycznym między krwią a tkankami. Uzależniony jest raczej od hydrostatycznego i onkotycznego ciśnienia pomiędzy krwią i bardzo małą przestrzenią położoną bezpośrednio pod endotelialnym glikokaliksem, ale nadal znajdującą się wewnątrz światła naczyń. W przeciwieństwie do klasycznego prawa Starlinga, transkapilarne przesunięcie płynu może być ograniczane gradientem ciśnienia onkotycznego w endotelialnym glikokaliksie, strukturze, której Starling nie znał. Te doniesienia stały się podstawą modyfikacji prawa Starlinga. Nieuszkodzony glikokaliks jest warunkiem funkcjonowania naczyniowej bariery. Dokładne zrozumienie przedstawionych problemów powinno pomóc w ustaleniu właściwej strategii terapeutycznej i wyborze rodzaju płynu oraz jego objętości. Piśmiennictwo 1. Adams H.A.: Volumen und Flüssigkeitsersatz Physiologie, Pathologie, Pharmakologie und Klinischer Einsatz (Teil I,II). Anästh. Intensivmed. 2007;47:448-460, 518-540 2. Chappell D., Jacob M., Hofman-Kiefer K., et al.: A rational approach to perioperative fluid management. Anesthesiology 2008;109:723-40 3. Chappell D., Jacob M., Becker B.F., et al.: Expedition glycocalyx. A newly discovered Great Barrier Reef. Anaesthesist 2008;57:959-969 4. Durek G.: Fizjologia płynów ustrojowych. Okołooperacyjna terapia płynowa. Wydanie II. Warszawa 2008:5-15 5. Gorcott M.P.W., Mythen M.C., Gan T.J.: Perioperative fluid management and clinical outcomes in adult. Anesth. Analg. 2005;100:1093-1106 6. Holte K., Jensen P., Kehelt H.: Physiologic effects of intravenous fluid administration in healthy volunteers. Anesth. Analg. 2003;96:1504-1509 7. Jacob M., Bruegger D., Rehm M., et al. The endothelial glycocalyx affords compatibility of Starling s principle and high cardiac interstitial albumin levels. Cardiovasc. Res. 2007;73:375-86 8. Jacob M., Chappell D. Rehm M.: The third space fact or fiction? Best Practice & Research Clinical Anaesthesiol. 2009;23:145-157 9. Kokot F.: Gospodarka wodno-elektrolitowa i kwasowo- -zasadowa w stanach fizjologii i patologii. Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL 2005:11-37 10. Kreimeier U.: Pathophysiology of fluid imbalance. Crit. Care Med. 2000;4 (Suppl. 2):53-57 11. Sirker A., Rhodes A., Grounds R.M., Mennett ED.: Acid- -base physiology: the traditional and the modern approaches. Anaesthesia 2002;57:348-356 12. Traber D.L.: Hypovolemia: An integration of organ system physiology. Yearbook of Intensive Care and Emergency Medicine. Springer Verlag 2003;585-593