Apa
este cel mai abundent constituent al organismului, reprezentand aproximativ 60% din greutate la barbat si 50% la femeie. Aceasta diferenta este atribuita deosebirilor determinate de proportia diferita a tesutului adipos la barbati si femei. Cantitatea totala de apa din organism este distribuita in doua mari timente-intre 55-75% intracelular (fluidele intracelulare - FIC) si intre 25-45% extracelular (fluidele extracelulare -
FEC). FEC sunt impartite suplimentar intre spatiul intrascular (apa din plasma) si spatiul extrascular (interstitial) intr-o proportie de 1 la 3.
Concentratia soltilor sau a particulelor dintr-un lichid este cunoscuta ca fiind osmolalitatea acestuia si este exprimata in miliosmoli/kg de apa (mosmoli/kg). Apa traverseaza membranele celulare pentru a realiza echilibrul osmotic (osmolalitatea FEC = osmolalitatea FIC). Soltii sau osmolii intra- si extracelulari sunt semnificativ diferiti datorita deosebirilor de permeabilitate si prezentei transportorilor si a pompelor active. Cele mai importante particule din FEC sunt Na+ si anionii care il insotesc, CI si HCO3, pe cand K+ si esterii organici fosfatati (ATP, creatin fosfatul si fosfolipidele) sunt predominant osmoli ai FIC. Soltii care sunt limitati la FEC sau FIC determina osmolalitatea efecti (sau tonicitatea) timentului respectiv. Din moment ce Na+ este in mare masura limitat la nivelul timentului extracelular, continutul total de Na+ din organism este o reflectare a volumului FEC. Asemanator, K+ si anionii insotitori sunt predominant limitati la nivelul FIC si sunt necesari pentru o functionare normala a celulelor. Deci, numarul particulelor intracelulare este relativ constant si o schimbare in osmolalitatea FIC este datorata adesea unei schimbari a continutului FIC in apa. Totusi, in anumite situatii, celulele cerebrale pot ria numarul soltilor intracelulari pentru a se apara impotri schimburilor mari de apa. Acest proces de adaptare osmotica este important in protejarea volumului celular si apare in hiponatriemia si hipernatriemia cronica. Acest raspuns este mediat initial prin schimburi transcelulare de K+ si Na+ urmate de producerea, importul sau exportul de solti organici (asa numitii osmoliti) cum ar fi inositol, betaina si glutamina. In hiponatriemia cronica, celulele cerebrale pierd solti mentinandu-se astfel volumul celular si diminuandu-se simptomele neurologice. Fenomenul invers apare in hipernatriemia cronica. Anumiti solti, cum ar fi ureea, nu contribuie la schimburile apei la nivelul membranei celulare si sunt cunoscuti ca osmoli ineficienti.
Miscarea lichidelor intre spatiul intrascular si cel interstitial apare la nivelul peretelui capilar si este determinata de fortele lui Starling - presiunea hidrostatica capilara si presiunea coloid osmotica. Gradientul presional hidrostatic transcapilar depaseste gradientul presional oncotic corespunzator si se favorizeaza astfel trecerea plasmei ultrafii trate in spatiul extrascular. Reintoarcerea lichidelor in spatiul intrascular se realizeaza prin fluxul limfatic.
ECHILIBRUL APEI
Osmolalitatea plasmatica normala este intre 275 si 290 mosmol/kg si este pastrata in interiorul acestor limite stranse prin mecanisme capabile sa sesizeze modificari de 1-2 procente ale tonicitatii. Pentru a mentine o situatie sila este necesar ca ingestia de apa sa fie egala cu excretia. Tulburari ale homeostaziei apei determina hipo- sau hipernatremie. Indivizii normali au pierderi obligatorii ale apei prin urina, scaun si prin eporarea apei la nivelul tegumentului si a tractului respirator. Excretia gastrointestinala este in mod obisnuit o componenta minora a echilibrului total al apei, exceptand pacientii cu vomismente,
diaree si enterostoma inalta. Eporarea sau pierderea insensibila a apei este importanta in reglarea temperaturii centrale a corpului. Pierderea obligatorie de apa la nivel renal este impusa de excretia minima a soltilor necesara pentru a mentine starea de echilibru. in mod normal aproximativ 600 mosmoli trebuie excretati zilnic si, din moment ce osmolalitatea maxima urinara este de 1200 mosmoli/kg, este necesara o productie minima de
urina de 500 ml/zi pentru echilibrul soltilor neutri.
Aportul de apa
Primul stimulent pentru ingestia de apa este setea, mediata atat prin cresterea osmolalitatii efective, cat si prin descresterea volumului FEC sau scaderea tensiunii arteriale. Osmoreceptorii, situati in hipotalamusul anterolateral, sunt stimulati de cresterea tonicitatii. Osmolii ineficienti, cum sunt ureea si glucoza, nu joaca un rol in stimularea setei. Pragul mediu osmotic pentru aparitia setei este in jurul lorii de 295 mosmoli/kg si riaza de la individ de individ. in conditii normale, ingestia zilnica de apa intrece necesitatile fiziologice.
Excretia de apa In contrast cu ingestia de apa, excretia este reglata strict de factori fiziologici. Principalul determinant al excretiei de apa la nivel renal este arginin sopresina (AVP), numita si hormonul antidiuretic, un polipeptid sintetizat in nucleii supraoptici si paraventriculari ai hipotalamusului si secretat de glanda pituitara posterioara. Legarea AVP de receptorii V2 din membrana bazolaterala a celulelor duetului colector activeaza adenilciclaza si initiaza o secventa de evenimente care conduce la inserarea canalelor de apa in membrana luminala. Aceste canale de apa, care sunt actite specific de AVP, sunt codificate de gena acporinei 2 (modulul 330). Efectul de retea este reprezentat de reabsorbtia pasi a apei, ca urmare a gradientului osmotic dintre lumenul duetului colector si interstitiul medular hiperton. Stimulul major pentru secretia de AVP este hipertonicitatea. Din moment ce soltii majori din FEC sunt reprezentati de sarurile de Na+, osmolalitatea efecti este determinata in principal de concentratia de Na+ din plasma. O crestere sau descrestere a tonicitatii este sesizata de osmoreceptorii hipotalamici ca o scadere sau crestere a volumului celular conducand la o crestere sau o scadere a secretiei de AVP. Pragul osmotic pentru secretia de AVP este de 280-290 mosmoli/kg, iar sistemul este suficient de sensibil pentru a sesiza o riatie a osmolalitatii plasmatice nu mai mare de 1-2%.
Factorii nonosmotici care regleaza secretia de AVP includ volumul circulant (arterial) efectiv, greata, durerea, stresul, hipoglicemia, sarcina, numeroase medicamente. Raspunsul hemodinamic este mediat de baroreceptorii sinusului carotidian. Sensibilitatea acestor receptori este semnificativ mai joasa decat cea a osmoreceptorilor. De fapt, depletia unui volum sanguin suficient pentru a rezulta o scadere a tensiunii arteriale medii determina secretia de AVP, pe cand mici schimbari in volumul circulant sanguin au efecte scazute. In cadrul hipovo-lemiei, reglarea osmotica prin AVP ramane neschimbata. Totusi, pragul osmotic pentru secretia AVP este scazut si sensibilitatea este crescuta.
Pentru a mentine homeostazia si concentratia plasmatica normala de Na+, ingestia de apa fara solti poate conduce la pierderea unui volum egal de apa fara electroliti. Trei etape sunt necesare pentru ca rinichiul sa excrete un exces de apa: (1) filtrarea si transportul apei (si electrolitilor) catre locurile de dilutie ale nefronului, (2) reabsorbtia acti a Na+ si CI\" fara apa in ramura groasa ascendenta a ansei Henle si, in mai mica masura, in nefronul distal, (3) mentinerea unei urini diluate ca urmare a impermeabilitatii duetului colector pentru apa in absenta AVP. Anormalitati la nivelul oricareia dintre aceste trei etape pot determina o alterare a excretiei apei libere si eventual hiponatremie.
BALANTA Na+
Na+ este scos activ din celula de pompa ATP-aza Na+ - K+. Ca rezultat, 85-95% din tot Na+ este extracelular si deci volumul FEC este o reflectare a cantitatii totale de Na+ din organism. in mod normal, mecanismele reglatoare ale volumului realizeaza un echilibru intre pierderea si aportul de Na+. Daca acest lucru nu se intampla, apar excesul sau deficitul de Na+ manifestate ca edeme sau respectiv stari hipovolemice. Este important a face diferenta intre perturbari ale reglarii osmolare si
tulburari ale reglarii volemice, din moment ce echilibrele apei si Na+ sunt reglate independent. Schimbari intervenite in concentratia de Na+ reflecta in general perturbari ale homeostaziei apei, pe cand alterari ale continutului de Na+ se manifesta ca expansiuni sau contractii ale FEC si implica un echilibru anormal al Na+.
Aportul de Na+
Indivizii care au o
dieta tipic occidentala consuma aproximativ 150 mmol NaCl/zi. Acest consum depaseste necesarul fiziologic. Cum s-a zut deja, Na+ este principalul cation extracelular. Deci, ingestia de Na+ determina o expansiune a volumului FEC care la randul lui favorizeaza cresterea excretiei
renale mentinand echilibrul Na+.
Excretia de Na+ ( si modulul 269) Reglarea excretiei de Na+ este multifactoriala si este determinanta principala a echilibrului Na+. Un deficit sau un exces de Na+ se manifesta ca o scadere sau respectiv crestere a volumului circulant efectiv. Modificari ale volumului circulant efectiv tind sa conduca la modificari in acelasi sens ale ratei de filtrare glomerulara (RFG). Totusi, reabsorbtia tubulara a Na+ si nu RFG este principalul mecanism care controleaza excretia de Na+. Aproape 2/3 din Na+ filtrat se reabsoarbe in tubul contort proximal -acest proces fiind neutru electric si izoosmotic. Reabsorbtia suplimentara (25-30%) apare in ramura ascendenta groasa a ansei Henle prin cotransportorul apicalNa+ - K+ - 2CI - un proces activ si, de asemenea, neutru electric. Tubul contort distal reabsoarbe 5% din Na+ prin cotransportorulNa+ - CI\' sensibil la tiazida. Reabsorbtia finala a Na+ apare in duetele colectoare corticale si medulare, cantitatea excretata fiind aproape echilenta cu cea ingerata zilnic (modulul 269).
