Metabolismus vody Homeostáza I MUDr. Kateryna Deykun

Terminologie Homeostáza = stálost vnitřního prostředí, kterou si organismus dokáže udržovat vlastními prostředky Dehydratace = ↓ celkový objem tekutin v organismu Hyperhydratace = ↑ objem tekutin v organismu Hypovolémie = ↓ objem cirkulující tekutiny (krve) Hypervolémie = ↑ objem cirkulující tekutiny

Terminologie Osmolalita = součet koncentrací všech osmoticky aktivních částic; vyjadřuje celkové množství částic rozpuštěných v 1 kg rozpouštědla Osmolarita = vyjadřuje celkové množství částic rozpuštěných v 1 dm3 (L) roztoku Osmotický tlak = tlak vyvolaný tokem rozpouštědla přes polopropustnou membránu do toho prostoru, v němž roztok obsahuje vyšší koncentraci rozpuštěných molekul nebo iontů Onkotický tlak = koloidně osmotický tlak bílkovin (je součástí osmotického tlaku)

Funkce vody v organizmu: Udržování vnitřního prostředí (homeostáza) Prostředí pro chemické reakce (hydrolytické, hydratační a všechny ostatní reakce) Udržování cirkulujícího objemu, prokrvení Transport látek: živin, zplodin, informačních molekul Pevnost a pružnost kůže a sliznic Termoregulace

Množství a rozdělení tělesné vody ~ 70 kg dospělý muž Intracelulární tekutina (28L = 40 % hmotnosti) Krevní plazma (5L = 5 % hmotnosti) Celková tělesná voda (42L = 60% hmotnosti) Extracelulární tekutina (14L = 20 % hmotnosti) ECT: Osmolalita 280 ± 2 mOsm/L pH 7,4 ± 0,02 Tkáňový mok (9L =15% hmotnosti)

Koncentrace nejdůležitějších iontů Ionty Extracelulární tekutina (mmol/l) Intracelulární tekutina (mmol/l) Na+ 138 -148 10 K+ 4 - 5 140 -160 Cl- 103 2 - 4 HCO3- 28,3 Ca 2+ 2,25 - 2,75 0,0001

IST - intersticiální tekutina Schéma tří prostorů tělesných tekutin a pohybů komponent, které ovlivňují osmolalitu séra IVT - intravaskulární tekutina ICT - intracelulární tekutina IST - intersticiální tekutina Čistá voda   Močovina Glukóza Sodný kation Bílkoviny Semipermeabilní membrána

Osmolalita plasmy Osmolalita = 2*[Na+] + [glukosa] + [urea] Hypo-osmolalita vs. Hyper-osmolalita Efektivní osmolalita = 2*[Na+] + [glukosa] Změny Akutní vs. Chronické (Kompensace!!!) Osmotický gap = hodnota naměřená – hodnota vypočítaná

Fyziologie metabolismu vody příjem a vydej Sekrece trávicích šťav (8-9 L/den) GIT Cévy Příjem tekutin ústy Intersticiální prostředí Semipermeabilní membrána přestup vody jen při změně osmotického gradientu Buňky ICT ECT Stolice (0,2 L /den) Ledviny (1,5 L/den) Plíce (0,7L/den) Kůže (0,7 L/den)

Žízeň Příčiny žízně: zvýšená osmolalita ECT hyperosmolalita při ztrátě volné vody těžká hypokalémie snížený objem krve sucho v ústech (např. po delší řeči, překořeněná strava) Polydipsie je zvýšený nebo často se opakující pocit žízně Snížený pocit žízně vzniká ve stáří a taky často jako následek iktu

Ledvinové koncentrační mechanismy ADH = hormon, který vzniká v hypothalamu a pak se neurokrinií dostává do zadního laloku hypofýzy umožňuje zpětné vstřebávání volné vody má i vazokonstrikční účinky = vazopresin Sekrece ADH se zvyšuje při podráždění osmoreceptorů v hypothalamu zvýšením osmolality ECT aktivaci sympatiku Nikotinem Sekrece ADH je snižována alkoholem

Regulace množství vody (ADH)

Poruchy sekrece ADH Syndrom inadekvátní sekrece ADH (SIADH) = důsledek ↑ výdeje ADH Příčiny: Zvýšená produkce ADH v adenomu hypothalamu Ektopická syntéza a výdej ADH z malobuněčného bronchogenního karcinomu Otoku CNS Idiopatická forma Důsledky: retence vody oligurie moč má vysokou specifickou hmotnost a zvýšenou osmolalitu v plazmě se osmolalita snižuje, snižuje se i koncentrace iontů (dilučně) v CNS může vzniknout “intoxikace vodou”

Poruchy sekrece ADH Příčiny: Důsledky: Diabetes insipidus je způsoben sníženou sekrecí ADH Příčiny: kraniofaryngeomem nebo úrazem hlavy (centrální diabetus insipidus) porucha citlivosti receptorů pro ADH v ledvinách (periferní diabetus insipidus) Důsledky: polydipsie polyurie (3 - 20 l / den), nykturie hypoosmolární moč v plazmě: hyperosmolalita, zvýšená koncentrace všech iontů poruchy CNS změny krevního tlaku

Regulace množství vody (ADH) Osmoreceptory v hypothalamu Sekrece ADH Zpětné vstřebávání čisté vody v ledvinách Výdej vody močí Baroreceptory v arcus aortae a karotických tělíscích Osmotická aktivita extracelulárního prostředí Osmotická aktivita intracelulárního prostředí Žízeň Změna osmolality a objemu intravazálních tekutin Stress, aktivace sympatiku, angiotenzin II Příjem tekutin SIADH, ektop. ADH Centralní DI Periferní DI

Ledvinové koncentrační mechanismy Aldosteron = mineralokortikoid, hormon kůry nadledvin vyvolává zpětnou resorpci sodíku se sodíkem se pasivně vstřebává i voda ↑ vylučování draslíku Vyplavuje se jako odpověď na snížené prokrvení ledvin Aldosteron se zvyšuje i při snížené [Na+] a [Cl-] v plazmě Sekrece je 2° ovlivňována i plazmatickou koncentrací K+: Aldosteron = stresový hormon

Renin-Angiotensin-Aldosteronový Systém (RAAS)

Změny sekrece aldosteronu Zvýšená sekrece aldosteronu Příčiny: Adenom nadledvin (1º hyperaldosteronismus – Connův syndrom) Hypersekrecí ACTH (2º hyperaldosteronismus ) Hypersekrece reninu (2º hyperaldosteronismus ) Patogeneze: Retence Na+ a H2O → ↑ cirkulující objem → reflexní vázokonstrikce (nevznikají otoky) → ↑ TK, žilní návrat (a s ním i sekrece ANF) → → mírná polyurie ↓ [K+] + ↑ vylučování H+ → metabolická alkalóza Příznaky: hypertenze mírná polyurie v plazmě: hypokalémie, metabolická alkalóza, poruchy glukózové tolerance neuromuskulární poruchy (svalová slabost) a srdeční arytmie

Změny sekrece aldosteronu Kompenzace chronicky sníženého cirkulujícího objemu při selhávání pravého srdce (nejedná se o poruchu, ale důsledek kompenzační reakce, 2º hyperaldosteronismus) Patogeneze: Selháva pravé srdce → krev se městná před srdcem + ↑ tlak ve venózním systému a kapilárách → edém Do levého srdce přitéká z pravého srdce menší objem krve → ↓ prokrvení ledvin → aktivuje se osa RAAS → zvyšuje se cirkulující objem → otoky ↓ [K+] + ↑ vylučování H+ → metabolická alkalóza Důsledky : otoky dolních končetin hypotenze v plazmě: hypokalémie ± hyponatrémie metabolická alkalóza (i součást kombinované poruchy ABR, pokud je prokrvení tkání sníženo natolik, že v nich vzniká laktát)

Změny sekrece aldosteronu Snížená sekrece aldosteronu (hypoaldosteronismus) je součástí Addisonovy choroby Příčiny: autoimunitní poškození kůry nadledvin atrofie kůry nadledvin nebo úplný enzymatický blok tvorby hormonů kůry tuberkulóza kůry krvácení do kůry Příznaky (kombinace nedostatku aldosteronu a kortizolu): hypotenze (snížená retence Na+ a vody –  cirkulující objem) hyperkalémie (snížené vylučování K+ močí) únava (z hyperkalémie a hypovolémie, případně i acidózy) snížená odolnost vůči stresu (nedostatek kortizolu) Addisonska krize = Život ohrožující situace, způsobená vystupňováním stresového stavu a neschopností udržet homeostázu Může skončit šokem a smrtí

Změny regulace aldosteronu ↑ sekrece ACTH 2º hyperaldosteronismus (při  cirkulujícího objemu) ACTH Preso- a chemoreceptory juxtaglomerulárního aparátu Zpětné vstřebávání NaCl a vody ↑Intravazální objem ↑Angiotenzin I, II Glomerulární filtrace Výdej Na+ a vody močí Vas efferens (vazokonstrikce) ↑Renin ↑Aldosteron Perfuze ledvin 1º hyperaldosteronismus () Addison’ choroba Zúžení arteria renalis ↑ sekrece reninu

Atriový natriuretický faktor (ANF) Jediný hormon, který zvyšuje vylučování vody z organizmu Tvoří se při zvýšeném objemu cirkulující tekutiny (nebo při zvýšeném žilním návratu) v pravé srdeční síni ANF způsobuje vylučování sodíku v distálním tubulu ledvin a s ním vylučování vody Chrání srdce před přetížením objemem

Literatura Nečas, E. (2000). Obecná patologická fyziologie. Praha, Karolinum Nečas, E. (2003). Patologická fyziologie orgánových systémů. Praha, Karolinum McCance, K. L. (2001). Pathophysiology: The Biologic Basis for Disease in Adults & Children. Elsevier Health Sciences Internetové zdroje Obrázky (pokud není uvedeno přímo v popisu): Silbernagl, S. (2009). Color Atlas of Pathophysiology. Thieme Medical Publishers