CARTE DEZECHILIBRE PROF GRAUR 20 ex.pdf

April 29, 2017 | Author: Ana Dirzu | Category: N/A
Share Embed Donate


Short Description

Download CARTE DEZECHILIBRE PROF GRAUR 20 ex.pdf...

Description

Dezechilibre hidro-electrolitice și acido-bazice

MARIANA GRAUR

DEZECHILIBRE HIDRO-ELECTROLITICE ȘI ACIDO-BAZICE

1

Dezechilibre hidro-electrolitice și acido-bazice

2

Dezechilibre hidro-electrolitice și acido-bazice

MARIANA GRAUR

DEZECHILIBRE HIDRO-ELECTROLITICE ȘI ACIDO-BAZICE

Editura “Gr. T. Popa”, U.M.F. Iași 2014 3

Autor:

Mariana GRAUR – profesor, Universitatea de Medicină şi Farmacie ”Grigore T. Popa” Iaşi, medic primar Diabet, nutriție, boli metabolice, medic primar Medicină internă, Centrul Clinic de Diabet, Nutriție, Boli Metabolice, Iaşi

Descrierea CIP a Bibliotecii Naţionale a României Graur, Mariana Dezechilibre hidro-electrolitice şi acido-bazice / Graur Mariana. - Iaşi : Editura Gr.T. Popa, 2014 Bibliogr. ISBN 978-606-544-201-6 616.152.11 Referenţi ştiinţifici: Prof. dr. EUGEN TÂRCOVEANU – Universitatea de Medicină şi Farmacie ”Gr. T. Popa” Iaşi Conf. dr. FLORIN MITU – Universitatea de Medicină şi Farmacie ”Gr. T. Popa” Iaşi

Editura „Gr. T. Popa” Universitatea de Medicină şi Farmacie Iaşi Str. Universităţii nr. 16 Editura „Gr. T. Popa”este acreditată de CNCSIS - Consiliul Naţional al Cercetării Ştiinţifice din Învăţământul Superior Toate drepturile asupra acestei lucrări aparţin autorilor şi Editurii „Gr. T. Popa" Iaşi. Nici o parte din acest volum nu poate fi copiată sau transmisă prin nici un mijloc, electronic sau mecanic, inclusiv fotocopiere, fără permisiunea scrisă din partea autorilor sau a editurii. Tiparul executat la Tipografia Universităţii de Medicină şi Farmacie "Gr. T. Popa" Iaşi str. Universităţii nr. 16, cod. 700115, Tel. 0232 301678

Dezechilibre hidro-electrolitice şi acido-bazice

CUPRINS Cuvânt înainte ........................................................................................ 7

DEZECHILIBRE HIDRO-ELECTROLITICE HOMEOSTAZIA APEI ........................................................................ 9 Compoziţia în fluide a organismului ........................................................ 10 Circulaţia apei în organism ...................................................................... 14 Bilanţul hidric .......................................................................................... 22 SODIUL .................................................................................................. 31 Hipernatremia ........................................................................................... 33 Hiponatremia ............................................................................................ 38 Tulburările metabolismului hidro-sodat ................................................... 44 CLORUL ................................................................................................ 55 Hipercloremia ...................................................................................... 56 Hipocloremia ....................................................................................... 57 CALCIUL ............................................................................................... 58 Hipercalcemia ..................................................................................... 60 Hipocalcemia ...................................................................................... 63 FOSFORUL ............................................................................................ 68 Hiperfosfatemia ................................................................................... 69 Hipofosfatemia .................................................................................... 70 POTASIUL ............................................................................................. 72 Hiperpotasemia ................................................................................... 74 Hipopotasemia .................................................................................... 78 MAGNEZIUL ........................................................................................ 84 Hipermagneziemia ............................................................................. 85 Hipomagneziemia .............................................................................. 86

5

Dezechilibre hidro-electrolitice şi acido-bazice

DEZECHILIBRE ACIDO-BAZICE REGLAREA ECHILIBRULUI ACIDO-BAZIC ................................ 92 Sistemele tampon ..................................................................................... 92 Reglarea respiratorie ................................................................................ 101 Reglarea renală ......................................................................................... 102 PROCESUL DE COMPENSARE ........................................................ 106 DIAGNOSTICUL DEZECHILIBRELOR ACIDO-BAZICE ........... 112 DEZECHILIBRE ACIDO-BAZICE .................................................... 118 Acidoza fixă sau metabolică .................................................................... 118 Acidoza respiratorie ................................................................................. 125 Acidoze mixte .......................................................................................... 129 Alcaloza fixă sau metabolică ................................................................... 129 Alcaloza respiratorie ................................................................................ 134 Alcaloza mixtă ......................................................................................... 138 Paşi în stabilirea diagnosticului de dezechilibru acido-bazic ................... 138 Glosar ...................................................................................................... 140 Anexe ........................................................................................................ 143 Bibliografie selectivă ............................................................................... 149

6

Dezechilibre hidro-electrolitice şi acido-bazice

Cuvânt înainte O căutare în literatura medicală pe tema dezechilibrelor hidroelectrolitice şi acido-bazice oferă mii de titluri, ceea ce arată frecvenţa si importanţa problemei. M-am aplecat asupra semiologiei acestei patologii cu mulţi ani în urmă, într-un curs destinat studenţilor, bine primit şi repede epuizat. Dezechilibrele hidro-electrolitice şi acido-bazice sunt des întâlnite în practica clinică a diverselor specialităţi. Explicarea lor este însă dificilă, adesea aridă, implicând necesitatea detalierii mecanismelor subjacente. Înţelegerea dezechilibrelor acido-bazice şi hidro-electrolitice înseamnă cuprinderea fenomenelor clinice în geneza lor chimică şi moleculară diferită. Tendinţa de a afirma existenţa acestor tulburări doar pe date de laborator şi, mai ales, a da sancţiuni terapeutice doar pe baza analizelor este o greşeală. Integrarea aspectelor clinice cu cele paraclinice constituie o etapă obligatorie pentru un diagnostic corect şi precoce, pentru monitorizarea acestor condiţii şi o terapie lipsită de riscuri. Această carte a fost scrisă pentru a oferi studenţilor, rezidenţilor şi tinerilor medici practicieni ajutorul necesar pentru înţelegerea mecanismelor şi managementului clinic al tulburărilor echilibrului hidro-electrolitic şi acido-bazic. Pe lângă informaţii relevante cu privire la metabolisme, cartea de faţă prezintă scheme şi tabele, algoritmi de diagnostic care facilitează înţelegerea tratamentului raţional şi luarea celor mai bune decizii. În perioada ultraspecializării, acest domeniu atestă unitatea medicinii şi necesitatea prezentării integrative. Cartea nu are extinderea unei monografii, dar împreună cu bibliografia selectată poate oferi ce este mai important de ştiut. Dacă acest efort de sinteză îşi va îndeplini scopul, urmează să aprecieze acei pentru care cartea a fost scrisă, sugestiile şi criticile lor fiind binevenite. Autoarea

7

Dezechilibre hidro-electrolitice şi acido-bazice

8

Dezechilibre hidro-electrolitice

DEZECHILIBRE HIDRO-ELECTROLITICE HOMEOSTAZIA APEI Materia vie este din punct de vedere fizic între solide şi lichide. Nu este un solid perfect deoarece are mişcări de translaţie ale moleculelor sale şi cristalele adevărate sunt doar “depozite moarte” în interiorul materiei vii. Nu este nici lichid perfect pentru că nu i se pot aplica legile de scurgere a lichidelor (este un lichid nenewtonian) şi are o vâscozitate variabilă, fiind un coloid de macromolecule cu soluţii de minerale incluse. Apa este constituentul structural principal al organismului uman. Pentru a servi funcţiilor care menţin viaţa, apa acţionează ca un solvent pentru sistemele biologice, serveşte ca un mijloc de transport, oferă forma şi structura, control al temperaturii şi lubrifiere pentru organism. Organismul are o mare capacitate de a folosi numeroase mecanisme homeostatice foarte fin echilibrate pentru a-şi proteja capitalul de apă. Organismul uman formează un corp continuu de apă menţinut de un strat protector de piele. Apa din organism se mişcă liber în interiorul şi exteriorul celulelor, singurul control fiind asigurat de către natura sa chimică. În acest mediu chimic cald şi apos se desfăşoară toate procesele necesare vieţii.

9

Homeostazia apei

COMPOZIŢIA ÎN FLUIDE A ORGANISMULUI Apa în organism Apa totală a organismului reprezintă 50-70% din greutatea corpului, procent dependent de: - celulele adipoase care conţin puţină apă; cantitatea de apă a organismului scade odată cu creşterea masei grase (adult obez – 40-50%, adult emaciat – 70-75%); - sex - femeile au o cantitate mai mică de apă, proporţională cu masa grasă mai mare; - vârstă – cantitatea de apă scade odată cu înaintarea în vârstă. Prematurii au o concentraţie de 80% apă, iar nou-născutul aproximativ 75%. Între 6 luni şi 1 an cantitatea de apă a organismului scade spre 60%, cu o mică reducere la sfârşitul copilăriei. Un vârstnic poate avea doar 45-55% apă din greutatea corpului prin creşterea masei grase odată cu scăderea masei musculare.

Compartimentele apei în organism Cuvântul “compartiment” este folosit în fiziologie pentru a face referire la sistemele dinamice din mediul apos de depozitare şi transport al materialelor vitale. Compartimentul apos al corpului poate fi tratat ca un tot unitar adunând toată apa din corp, dar şi ca locaţii separate (intracelular, intravascular etc), unde corpul depozitează şi foloseşte apa. La nivel celular compartimentele apei sunt separate prin membrane. Mecanismele dinamice ale organismului mobilizează constant apa spre locurile care o necesită cel mai mult, menţinând un echilibru între compartimente. Se obişnuieşte a împărţi apa organismului uman în 2 sectoare (compartimente) separate prin membrana celulară: a) apă intracelulară; b) apă extracelulară. Apa extracelulară se împarte, la rândul ei, în două compartimente despărţite de membrana capilară:

10

Dezechilibre hidro-electrolitice

• •

apa plasmatică (4%); apa interstiţială (15%): - apa care înconjură celulele şi îmbibă ţesuturile (inclusiv limfa); - apa din ţesutul conjunctiv dens (osos); - apa din sectorul transcelular (2% din greutatea corporală): colecţii lichidiene extracelulare formate prin transport activ celular sau activităţi secretorii (secreţii salivare, gastrointestinale, endocrine, lichide cavitare – ochi, articulaţii, l.c.r.), exudate şi transudate. Aceste fracţiuni “speciale” cuprind o apă cu semnificaţie redusă în schimburile dintre sectoare (deci nu pot fi măsurate prin metode clasice de dozare a apei extracelulare).

Figura 1. Volumul compartimentelor lichidiene ale organismului (după Sue Rodwell Williams – Basic Nutrition & Diet Therapy)

Compartimentul extracelular descreşte cu vârsta. La nou-născut, aproximativ o jumătate din lichide se află extracelular. După vârsta de 1 an, volumul relativ al compartimentului extracelular scade circa 15 l la un bărbat adult de 70 kg. Volumul lichidului intravascular este similar la copil şi adult. La adult, volumul sanguin este de aproximativ 5-6 l, din care 3 l îl reprezintă plasma iar restul de 2-3 l îl constituie eritrocitele (care acţionează şi ca un important sistem tampon), leucocitele şi trombocitele. Compoziţia ionică diferă în cele trei sectoare, de aceea ele nu sunt sectoare hidrice, ci hidroionice.

11

Homeostazia apei

Figura 2. Compoziţia lichidelor organismului (după Susan J. Whitmire – Fluids and electrolytes. În: Contemporany Nutrition Support Practice)

Soluţiile Concentraţia şi distribuţia particulelor din soluţiile apoase din diferite locuri ale corpului determină toate mişcările interne şi echilibrele în masa totală de apă. Pe lângă apă, fluidele organismului conţin două tipuri de substanţe dizolvate: electrolitice şi neelectrolitice.

12

Dezechilibre hidro-electrolitice

1. Electroliţii – sunt substanţe anorganice mici care disociază în soluţie şi pot conduce curentul electric numite ioni. Sunt un număr identic de ioni pozitivi (cationi) şi negativi (anioni). Se măsoară prin capacitatea lor de a interacţiona unul cu altul (mEq/l), prin greutatea lor (mg/dl) sau prin greutatea lor moleculară (mmol/l – sistem internaţional). Un echivalent descrie greutatea unui element în grame care formează o legătură cu un gram de hidrogen sau îl înlocuieşte. Numărul cationilor şi anionilor măsuraţi în mEq este întotdeauna egal menţinând o stare de neutralitate chimică necesară vieţii. Valoarea dată în mg% poate fi convertită în mEq/l după următoarea formulă: mEq/l = mg% x 10 x valenţa / greutatea atomică sau moleculară mmol/l = mg% x 10 / greutatea atomică sau moleculară (*10 este conversia de la 100 ml la 1l) - cationii – ioni care dezvoltă o sarcină pozitivă în soluţie: Na+, Ca++, K+, Mg++ şi H+: - extracelular predomină Na+ (97% din Na organismului) - intracelular predomină K+ (97% din K organismului) - anionii – sunt ioni care dezvoltă o sarcină negativă în soluţie: - extracelulari – Cl-, -HCO3- intracelulari - PO43- acizii organici şi proteinatele sunt asimilate cu anioni Deoarece conţinutul în electroliţi al plasmei şi fluidului interstiţial este, în principiu, acelaşi (Tabelul I), valoarea electroliţilor plasmatici reflectă compoziţia fluidului extracelular care este compus din fluidul intravascular şi fluidul interstiţial. Valoarea electroliţilor plasmatici nu reflectă compoziţia fluidului intracelular. 2. Substanţele neelectrolitice - cum ar fi glucoza şi ureea, nu disociază în soluţie şi se măsoară prin greutatea lor (mg/dl). Alte substanţe neelectrolitice importante în clinică sunt creatinina şi bilirubina.

13

Homeostazia apei

Tabelul I. Principalii electroliţi ai compartimentului lichidian Compartiment Intravascular Interstiţial Intracelular Transcelular - Transpiraţie - Lichidele gastrointestinale Stomac Bila Pancreas Duoden Intestin subţire Ileon terminal Rect

Na+ (mEq/l)

K+ (mEq/l)

Cl(mEq/l)

HCO3(mEq/l)

PO43(mEq/l)

142 145 10

4 4 160

103 115 2

27 30 8

2 2,3 140

45

5

58

0

-

65 150 150 90 140 40 40

10 4 7 15 6 8 90

100 100 80 90 100 60 15

35 75 15 20 70 30

-

CIRCULAŢIA APEI ÎN ORGANISM Apa se află în organism sub formă de apă liberă, “apă solvantă”, care circulă în ţesuturi şi spaţii interstiţiale, şi sub formă de apă legată de macromoleculele coloidale neosmotice. Apa este menţinută în sectoarele amintite graţie forţelor osmotice create de sărurile minerale ionizate şi de unele substanţe organice. Forţa osmotică a spaţiului intracelular este apreciată a fi de 390 mOsm, cu 100 mOsm mai mare decât a spaţiului interstiţial, nivel menţinut cu cheltuieli de energie rezultate din activităţile celulei. Proteinele plasmatice, albumine şi globuline, sunt compuşi organici cu masă moleculară mare. Ele nu se mişcă la fel de liber prin membrane ca electroliţii, care sunt mult mai mici. De aceea, moleculele de proteine plasmatice sunt reţinute în vasele sangvine şi constituie o componentă majoră a sângelui circulant, controlând mişcarea apei în organism şi menţinând volu-

14

Dezechilibre hidro-electrolitice

mul sangvin. În această funcţie, aceste proteine plasmatice sunt numite coloizi şi formează soluţii coloidale. Datorită mărimii lor, aceste particule sau molecule rămân, de obicei, în interiorul vaselor sangvine unde exercită presiunea coloidosmotică (PCO) pentru a menţine integritatea volumului sangvin. Proteinele celulare ajută la menţinerea apei celulare într-o manieră similară.

Factorii ce influenţează deplasarea apei şi soluţiilor A. Membranele Fiecare compartiment este separat printr-o membrană semipermeabilă care permite mişcarea apei şi anumitor substanţe solubile. Moleculele mici, cum sunt ureea şi apa, se mişcă liber prin toate compartimentele. Proteinele plasmatice se găsesc doar în spaţiul intravascular. Permeabilitatea selectivă a membranelor ajută la menţinerea compoziţiei fiecărui compartiment în timpul transportului nutrienţilor din plasmă spre celule şi a produşilor rezultaţi din celule în plasmă. Membranele semipermeabile ale organismului includ: 1. membranele celulare - separă compartimentul intracelular de cel interstiţial şi sunt compuse din proteine şi lipide. Sunt membrane groase care necesită mecanisme speciale de transport prin ele. 2. membranele capilare - separă fluidele intravasculare de cele interstiţiale. Sunt membrane destul de libere pentru că sunt subţiri şi prezintă pori. Apa, electroliţii şi diferite nutrimente au liberă trecere prin această membrană. Moleculele mari proteice nu pot trece de membrana capilară. 3. membranele epiteliale - separă fluidele interstiţiale şi intravasculare de cele transcelulare. Ex.: epiteliul mucoasei gastrice şi intestinale, membrana sinovială şi a tubilor renali. B. Procesele de transport Alături de selectivitatea membranelor, mişcarea apei şi electroliţilor este determinată de câteva procese de transport.

15

Homeostazia apei

Figura 3. Căile şi mecanismele de transport prin membranele celulare 1. Difuzia - reprezintă mişcarea particulelor în toate direcţiile prin soluţii sau gaze (figura 3). Particulele se deplasează din zone cu concentraţie ridicată spre zone cu concentraţie scăzută, în sensul gradientului de concentraţie. Un exemplu de difuzie este mişcarea oxigenului din alveolele pulmonare spre capilarele pulmonare. Difuzia se poate produce datorită schimbării potenţialului electric de-a lungul membranei. Cationii pot urma anionii şi viceversa. Factorii ce măresc difuzia sunt: - creşterea temperaturii; - creşterea concentraţiei de particule; - scăderea dimensiunilor particulelor; - creşterea suprafeţei de difuzie; - scăderea distanţei de difuzie. Substanţele pot difuza prin pereţii celulari prin: • difuzie simplă - particule suficient de mici pentru a putea pătrunde prin porii proteici (apă, uree); - solubile în lipide (oxigen,CO2). Difuzia simplă nu apare în absenţa unui gradient favorabil electric sau de concentraţie.

16

Dezechilibre hidro-electrolitice

• difuzie facilitată - prin intermediul unei substanţe transportoare. Substanţele insolubile în lipide, cum ar fi glucoza, se combină cu un cărăuş în afara celulei devenind lipid solubilă şi, odată pătrunsă în celulă, se desface de substanţa cărăuş care devine liberă să transporte o nouă moleculă de glucoză. Difuzia facilitată necesită şi ea un gradient de concentraţie care să o favorizeze. Rata de difuzie depinde şi de cantitatea de substanţă cărăuş. Când există un gradient de concentraţie crescut, cărăuşul devine saturat şi difuzia descreşte în ciuda prezenţei gradientului favorabil. 2. Transportul activ: este necesară energie pentru ca o substanţă să se mişte dintr-o arie cu joasă sau egală concentraţie spre o arie cu egală sau mai mare concentraţie. Termenul de transport activ, ca şi difuzie facilitată, este dependent de disponibilitatea unei substanţe cărăuş. Multe substanţe se transportă activ prin membranele celulare: Na+, K+, H+, glucoză şi aminoacizi. Tubii renali, de exemplu, depind de transportul activ pentru a reabsorbi în totalitate glucoza filtrată de glomeruli; ca şi la difuzia facilitată, cărăuşii se pot supraîncărca. În cazul glucozei din tubii renali saturaţia apare când glicemia depăşeşte 180-200 mg/dl. Transportul activ este vital pentru menţinerea compoziţiei unice a spaţiului intra şi extracelular. 3. Filtrarea – reprezintă deplasarea apei şi electroliţilor pe baza presiunii hidrostatice dintr-o zonă cu presiune hidrostatică crescută spre zone cu presiune hidrostatică scăzută. Presiunea hidrostatică este presiunea determinată de greutatea lichidului. Filtrarea este importantă pentru ieşirea lichidului la nivelul capătului arterial al capilarului. Este, de asemenea, forţa care permite filtrarea a 180 l plasmă/zi prin rinichi. 4. Osmoza – reprezintă deplasarea apei prin membrane semipermeabile dintr-o zonă cu concentraţie scăzută a soluţiei spre o zonă cu o concentraţie crescută. Osmoza poate apare la nivelul oricărei membrane atunci când concentraţia soluţiei de cealaltă parte a membranei se modifică. Osmoza distribuie moleculele de apă mai ordonat şi astfel oferă o bază de solvent pentru substanţele ce trebuie transportate. Următorii termeni se asociază cu osmoza: - presiunea osmotică este partea de presiune hidrostatică care se opune fluxului osmotic al apei;

17

Homeostazia apei

- presiunea oncotică reprezintă presiunea osmotică exercitată de substanţele coloidale (proteine); - diureza osmotică reprezintă creşterea eliminării de urină datorată unor substanţe cum ar fi manitol, glucoză sau substanţe de contrast care se elimină prin urină şi scad reabsorbţia apei la nivel renal. 5. Pinocitoza: Uneori particule mai mari, cum ar fi proteinele şi grăsimile, intră în celule absorbite printr-un proces de pinocitoză care înseamnă “băut celular”. În acest proces, molecule mai mari se ataşează membranei celulare şi sunt înghiţite de celulă. În acest fel, ele sunt închise într-o vacuolă ce este un spaţiu mic sau o cavitate formată din protoplasma celulei. În această cavitate mică particulele de nutriment sunt transportate prin membrana celulară spre interiorul celulei. Odată ajunsă în celulă, vacuola se deschide şi particulele sunt metabolizate de enzimele celulare. De exemplu, pinocitoza este unul din mecanismele fundamentale prin care lipidele sunt absorbite din intestinul subţire. C. Concentraţia lichidelor organismului Osmolaritatea – reflectă numărul de particule aflate într-un litru de soluţie şi se măsoară în mosm/l. Capacitatea soluţiilor de a crea presiune osmotică ce afectează deplasarea apei în organism se numeşte osmolalitate şi se măsoară în mosm/kg apă. Un osmol conţine 6x1023 particule. Scăderea osmolarităţii extracelulare determină deplasarea apei din fluidul extracelular în fluidul intracelular, iar creşterea osmolarităţii fluidului extracelular determină deplasarea apei din fluidul intracelular în fluidul extracelular până la echilibrarea osmolarităţii celor două compartimente. Na+ este principalul determinant al osmolarităţii fluidului extracelular şi acţionează menţinând apa în acest sector. K+ ajută la menţinerea volumului fluidului intracelular, iar proteinele plasmatice menţin volumul intravascular. Reglarea osmolalităţii Osmolalitatea lichidului extracelular determină deplasarea apei în interiorul sau înafara celulei. Când creşte osmolalitatea fluidului extracelular, lichidul iese din spaţiul intracelular şi determină micşorarea celulelor, iar când osmolalitatea fluidului extracelular scade, lichidul intră în celule care

18

Dezechilibre hidro-electrolitice

îşi măresc volumul (figura 4). Setea şi ADH-ul contribuie la menţinerea osmolalităţii extracelulare Tonicitatea – moleculele mici, cum sunt ureea şi alcoolul, străbat membranele cu uşurinţă ajungând mai rapid la un echilibru între compartimente şi deci, au un efect minim asupra mişcării apei. Particulele care se găsesc în special în fluidul extracelular sau în fluidul intracelular determină tonicitatea compartimentului respectiv. Numărul particulelor intracelulare este relativ constant şi o schimbare în osmolalitatea fluidului intratracelular se datorează adesea unei schimbări a conţinutului în apă a fluidului intracelular.

Figura 4. Efectele soluţiilor isotone (A), hipertone (B) şi hipotone (C) asupra volumului celular Moleculele mici sunt osmoli ineficienţi. În schimb, sodiul, glucoza şi manitolul sunt exemple de osmoli eficienţi deoarece ei nu trec uşor prin

19

Homeostazia apei

membrană şi vor afecta şi deplasarea apei. Această osmolalitate efectivă (care determină deplasarea apei dintr-un compartiment în altul) depinde nu numai de numărul electroliţilor ci şi de permeabilitatea membranelor. Tonicitatea reprezintă un alt termen pentru osmolalitatea efectivă: - soluţii izotone sunt soluţiile care au aceeaşi osmolalitate efectivă ca şi lichidele organismului (aproximativ 280-300 mOsm/kg). Un exemplu este soluţia de NaCl 0,9%; - soluţii hipotone sunt soluţiile cu osmolalitate mai mică decât lichidele organismului; ex. soluţia de NaCl 0,45%; - soluţii hipertone sunt soluţiile cu osmolalitate mai mare decât lichidele organismului; ex. NaCl 3%. Hipotonicitatea clinică apare în condiţiile unei creşteri anormale a apei sau pierderii de lichid bogat în sodiu care se înlocuieşte doar cu apă. Hipertonicitatea clinică se dezvoltă datorită unor pierderi de apă (diabet insipid), pierderi de lichide hipotone (transpiraţie, diaree) sau creşterii de osmoli eficienţi (hiperglicemia, administrarea de soluţie hipertonă NaCl, bicarbonat de sodiu sau manitol). Osmolalitatea şi presiunea oncotică Activitatea chimică a electroliţilor este determinată de 3 factori: - numărul de particule pe unitatea de volum; - numărul de sarcini electrice pe unitatea de volum; - numărul de particule osmotic active. Moli sau Milimoli / litru Numărul de particule din unitatea de volum se exprimă în moli/l sau mmoli/l. Un mol din orice substanţă reprezintă greutatea sa moleculară. De exemplu, un mol de Na+ are 23 g; un mmol are 23 mg. Similar, un mol de NaCl are 58g (Na = 23, Cl= 35). Echivalenţi sau miliechivalenţi pe litru Termenul de echivalenţi permite compararea activităţii chimice a diferiţilor electroliţi. Un miliechivalent reprezintă raportul dintre greutatea moleculară şi valenţa sa. Pentru ionii univalenţi, cum este Na+, 1 mEq = 1 mmol. Pentru a transforma din mmoli în mEq o substanţă, înmulţim numărul de mmoli cu valenţa substanţei respective.

20

Dezechilibre hidro-electrolitice

Un mEq din orice substanţă se combină cu 1 mEq din altă substanţă doar dacă au încărcătură electrică diferită. În orice soluţie numărul de mEq de cationi şi anioni este egal. Osmoli sau miliosmoli pe litru Când vorbim de presiunea osmotică a unei soluţii, ne referim la numărul de particule osmotic active din soluţie, exprimate în Osm/l sau mOsm/l. Acest termen nu exprimă capacitatea de combinare chimică a substanţei dizolvate; mai exact, reprezintă numărul de particule prezente în substanţa disociată. De exemplu, 1 mmol de NaCl disociază într-un mmol de Na+ şi 1 mmol de Cl-, deci 2 mOsm. Osmolalitatea serică poate fi calculată cu ajutorul formulei: Osmolalitatea (mOsm/l) = 2 x [(Na+) + (K+)] + [uree (mg/dl)] /2,8 + [glucoză (mg/dl)]/18 Presiunea osmotică Compoziţia ionică unică a spaţiului intra- şi extracelular este menţinută prin intermediul membranelor celulare semipermeabile. În fiecare compartiment, numărul de particule osmotic active este de 290 - 310 mOsm/l. Presiunea osmotică totală este dată de suma presiunilor parţiale ale tuturor substanţelor dizolvate. Presiunea oncotică efectivă depinde de substanţele care nu pot străbate liber membranele semipermeabile, în special proteinele dizolvate. Presiunea oncotică efectivă este sinonimă cu presiunea coloidoncotică şi poate fi calculată astfel: Posm efectivă = 2 x [Na+] + [glucoză] /18 (Normal = 270-285 mOsm/l) Membranele celulare sunt complet permeabile la apă. Astfel, presiunea osmotică efectivă în spaţiul intra- şi extracelular este egală. Orice condiţie care modifică această presiune determină deplasarea lichidului între cele două compartimente. Creşterea presiunii osmotice extracelulare are ca rezultat ieşirea apei din celulă. Redistribuţia apei continuă până se ajunge din nou la echilibru.

21

Homeostazia apei

BILANŢUL HIDRIC În condiţii normale, între aportul şi eliminările de apă nu există diferenţe cantitative, deci bilanţul hidric este echilibrat. Evident, un bilanţ hidric pozitiv (excedentar) poate apărea prin creşterea aportului şi scăderea eliminărilor, iar un bilanţ negativ (deficitar) prin scăderea aportului şi creşterea eliminărilor. Necesarul zilnic de apă al organismului este de aproximativ 2500 ml (35-40 ml/kgcorp) constituit dintr-o fracţiune zisă “ajustabilă” (1500 ml) primită de organism sub formă de lichide (reglată de senzaţia de sete) şi o fracţiune neajustabilă (1000 ml) intrată cu alimentele solide sau provenind din metabolism (300 ml apă endogenă) (Tabelul II). Se pot adăuga cantităţi de apă şi electroliţi introduşi subcutanat, intramuscular sau intravenos. Aportul hidric (ajustabil) poate fi crescut la 5-6 litri în efort fizic intens, temperatură ambiantă crescută, diureză osmotică iar în unele stări patologice până la 20-30 litri. Setea apare când organismul se găseşte într-o stare de deficit hidric absolut (bilanţ hidric negativ) sau relativ (hiperosmolaritate plasmatică). Stimulul fiziologic major al setei este creşterea osmolarităţii eficace (creşterea cu numai 1% a osmolarităţii plasmatice declanşează senzaţia de sete). Există şi un stimul al setei de natură extracelulară – scăderea volumului extracelular (în special volumul sanguin): ex. senzaţia de sete însoţeşte întotdeauna hemoragiile mari care nu modifică presiunea osmotică eficace sau volumul celular. Echilibrul hidric este asigurat prin secreţia adecvată de hormoni care depinde de următorii factori (cei mai importanţi): osmolari, volumetrici, neurovegetativi (emoţii, durere, efort), termici (frigul are efect diuretic, căldura antidiuretic). Aportul hidric poate fi redus, dar nu sub minimul zilnic necesar de 1000 ml (500 ml reprezintă pierderile minime prin piele, plămân şi materii fecale, iar 500 ml pierderile obligatorii pentru eliminări renale – eliminarea unui mOsm prin urină necesită 0,66 (0,7) ml apă).

22

Dezechilibre hidro-electrolitice

Căile de eliminare a apei şi sărurilor sunt: pulmonară (350 ml/zi respiraţie), digestivă (100 ml/zi - dependent de tranzit), cutanată (100 ml/zi transpiraţii şi 350 ml/zi perspiraţii insensibile) şi renale (1400 ml/zi) (Tabelul II). Pierderile de apă prin piele şi respiraţie depind de temperatură, umiditate, frecvenţa respiratorie, febră. Apa pierdută creşte cu 100-150 ml/zi pentru fiecare grad de creştere a temperaturii corpului peste 37oC. Pierderile prin transpiraţie pot fi enorme (100-2000 ml/zi), depinzând de temperatura ambientală şi activitatea fizică (Tabelul II). Doar rinichiul este corespunzător reglabil şi apt de a elimina cantităţi variabile de sare şi apă – în funcţie de echilibrul hidrosodat şi acidobazic. Prin sistemul multiplicator contracurent rinichiul poate elimina o urină foarte concentrată sau foarte diluată (140050 mOsm/l) capacitate ce se poate aprecia prin calcularea clearance-ului apei libere:  osm − U   Cl H 2 O = V l − osm − p   unde: osm-U = osmolaritatea urinară; osm-p = osmolaritatea plasmatică; V = volumul. Tabelul II. Ingestia şi eliminările zilnice de apă (ml/zi) Ingestie Lichide ingerate Lichide din metabolism Total Eliminări Insensibile prin piele Insensibile prin plămân Transpiraţie Fecale Urina Total

Normal

Efort fizic prelungit

2100 300 2400

? 200 ?

350 350 100 100 1400 2300

350 650 5000 100 500 6600

23

Homeostazia apei

O sechestrare (“fugă”) internă rapidă de fluide se întâlneşte în peritonite, pancreatite, tromboză de venă portă, ileus sau ocluzie intestinală, sindrom de strivire şi rabdomioliză, arsuri sau în perioade postoperatorii. Se constituie “al treilea spaţiu” cu lichid ce nu se pierde din organism, dar nu poate fi folosit, ceea ce duce la reducerea volumului circulant. Un pacient cu pierderi în al treilea spaţiu apare ca încărcat de volum (creştere în greutate, edem) dar clinic prezintă simptome şi semne de reducere a volumului circulant efectiv (hipotensiune şi tahicardie). Turn-overul extern relativ lent al apei la adult (aport hidric de numai 5% în raport cu apa totală a organismului) este compensat de un turn-over intern foarte rapid (circuit bidirecţional celulă - spaţi extracelular). Reglarea metabolismului apei este asigurată de cele două sisteme de integrare: endocrin şi nervos. ADH-ul limitează pierderile de apă, iar centrul setei asigură aportul necesar de apă. Ambele mecanisme asigură menţinerea osmolarităţii lichidelor organismului. Aldosteronul reglează eliminările de Na şi menţine volumul lichidelor organismului. Legătura dintre centrul osmolarităţii şi centrul volumului pe de o parte, şi secreţia de ADH şi aldosteron pe de altă parte, se face pe cale umorală pentru ADH şi nervoasă pentru aldosteron (dar şi umoral direct de la celulele juxtaglomerulare). Hipotalamusul menţine homeostazia apei modulând aportul şi eliminările hidrice. Scoarţa cerebrală influenţează centrii hipotalamici (de exemplu, anxietatea, emoţiile puternice pot influenţa diureza). Reglarea volumului vascular Oscilaţii mari ale volumului sectorului interstiţial pot apare fără afectarea majoră a funcţiilor organismului. Aceasta se întâmplă mai ales dacă aceste modificări apar treptat. Bolnavii de ciroză, de exemplu, sunt capabili deseori să suporte cantităţi importante de lichid de ascită. Sectorul vascular permite mai puţine modificări şi trebuie menţinut cu atenţie pentru a asigura ţesuturilor un aport adecvat de nutrienţi şi eliminarea produşilor de metabolism fără alterarea sistemelor vitale. Lichidul intravascular care asigură o perfuzie tisulară eficientă se numeşte volum circulant efectiv. Modificările volumului circulant sunt percepute de receptori specializaţi localizaţi în sinusul carotidian, crosa aortei, atrii şi vasele renale. Aceşti receptori de volum nu măsoară volumul total dar percep modificările de

24

Dezechilibre hidro-electrolitice

presiune din pereţii atriali şi arteriali. Creşterea volumului circulant determină o creştere a presiunii arteriale şi deci, şi stimularea acestor receptori. Modificările de volum percepute de receptorii de volum conduc la modificări ale debitului cardiac, rezistenţei vasculare, sete şi modificarea excreţiei renale de apă şi sodiu. Aceste modificări sunt mediate de o combinaţie de factori neurologici şi hormonali: • sistemul nervos simpatic; • sistemul renină – angiotensină; • aldosteronul; • factorul natriuretic atrial; • hormonul antidiuretic (ADH). Setea reprezintă o senzaţie fizică distinctă şi o necesitate conştientă de apă ce implică centrii de control de la nivel cerebral şi hipotalamus, aflaţi în legătură cu activitatea hormonală ce reglează aportul de apă. În mod normal, rinichii excretă continuu lichidul, iar apa se pierde şi la nivelul pielii sau plămânilor prin evaporare. Astfel, o persoană se deshidratează continuu, determinând scăderea volumului extracelular şi creşterea concentraţiei Na+ şi a altor electroliţi. Celulele mucoasei bucale aflate în legătură cu circulaţia sanguină mai concentrată se deshidratează suficient pentru a declanşa senzaţia de sete. Osmoreceptorii situaţi în centrul setei din hipotalamus răspund, de asemenea, la modificările de presiune din lichidul cerebrospinal şi descarcă mesaje prin fibrele nervoase intensificând senzaţia de sete. Ulterior, după ce persoana bea apă, stimularea receptorilor situaţi în peretele gastric inhibă setea (Tabelul III). Tabelul III. Controlul setei Creşte setea ↑ Osmolaritatea ↓ Volumul sanguin ↓ Presiunea arterială ↑ Angiotensina II Uscăciunea mucoaselor

Scade setea ↓ Osmolaritatea ↑ Volumul sanguin ↑ Presiunea arterială ↓ Angiotensina II Distensia gastrică

25

Homeostazia apei

Setea este stimulată de creşterea osmolarităţii plasmei, hipovolemie, hipotensiune (Tabelul III). Hiperosmolaritatea asimptomatică apare doar la indivizii care au alterat mecanismul setei sau nu au acces la apă (copii sau pacienţi comatoşi). Pacienţii cu diabet insipid, de exemplu, care excretă o cantitate mare de urină diluată datorită alterării funcţiei ADH, vor păstra osmolaritate şi volum relativ normale cât timp sunt capabili să bea şi să-şi satisfacă setea care asigură prima protecţie contra hiperosmolarităţii. Protejarea volumului celulelor cerebrale Celulele cerebrale sunt protejate împotriva modificărilor bruşte ale volumului de apă prin variaţia numărului de particule intracelulare. Particulele utilizate şi mecanismul implicat nu se cunosc exact (osmoli idiogeni?). Corecţia prea rapidă a modificărilor osmolarităţii lichidului extracelular (corecţia rapidă a hipo- sau hipernatremiei, a hiperglicemiei severe) trebuie evitată datorită riscului de schimbare bruscă a volumului celulelor cerebrale. Circulaţia apei tisulare: mecanismul de schimb al lichidului capilar Mecanismul de schimb al lichidului capilar este unul dintre cele mai importante controale ale organismului în menţinerea echilibrului hidric total, care funcţionează ca un act de echilibrare între presiunile opuse ale fluidelor care nutresc celula. Apa şi nutrimentele circulă spre ţesuturi în vasele sangvine. Apa esenţială, nutrimentele şi oxigenul trebuie să fie împinse în afara circulaţiei sangvine spre circulaţia tisulară, apoi apa, metaboliţii celulari şi dioxidul de carbon trebuie să fie absorbite din nou în circulaţia sangvină, pentru a-şi distribui resursele în tot corpul şi pentru a elimina reziduurile metabolice. Organismul menţine un flux constant de apă prin ţesuturi – transportând materiale la şi de la celule - printr-un echilibru între presiuni opuse de lichid: 1. presiunea hidrostatică, presiunea sangvină intracapilară (a miocardului contractil), care împinge sângele în circulaţie, şi 2. presiunea coloidosmotică a proteinelor plasmatice, ce absoarbe lichidele tisulare înapoi în circulaţia continuă. Un proces de filtrare operează în concordanţă cu diferenţa de presiune osmotică de fiecare parte a membranei capilare.

26

Dezechilibre hidro-electrolitice

Acest flux vital de lichid prin ţesut este menţinut printr-un echilibru între presiunea sangvină şi presiunea osmotică a particulelor de proteine plasmatice. Acest echilibru cheie al circulaţiei tisulare este ilustrat în figura 5.

Figura 5. Mecanismul de schimb lichidian. Echilibrul presiunilor care reglează schimburile de lichid (după Sue Rodwell Williams, Basic Nutrition & Diet Therapy)

Controlul echilibrului hidric Organismul uman foloseste circulaţia a două sisteme de organe importante pentru a controla balanţa hidrică totală din organism. Aceste sisteme implicate sunt circulaţia gastro-intestinală care susţine digestia şi absorbţia nutrimentelor, şi circulaţia renală care menţine un nivel sanguin normal pentru diferite nutrimente şi metaboliţi.

27

Homeostazia apei

Circulaţia gastro-intestinală Apa din plasma sanguină conţinând electroliţi vitali este secretată în mod constant în tractusul gastro-intestinal pentru a ajuta procesele de digestie a alimentelor şi absorbţie a nutrimentelor. În porţiunea finală a intestinului, majoritatea apei şi electroliţilor este reabsorbită în sânge pentru a reintra în circulaţie. Mişcarea constantă a unui mare volum de apă şi electroliţi în sânge, celule secretoare şi tractusul gastro-intestinal se numeşte circulaţie gastro-intestinală. Importanţa circulaţiei gastro-intestinale indică gravitatea pierderii de fluid din porţiunea proximală sau distală a tractusului gastro-intestinal. Circulaţia este menţinută în izotonicitate cu apa extracelulară (inclusiv din sânge) şi prezintă riscuri în dezechilibrele clinice după cum urmează: Legea izotonicităţii. Toate lichidele gastro-intestinale sunt ţinute în izotonicitate, însemnând o stare de presiune osmotică egală, rezultată din concentraţii egale de electroliţi şi alte particule de solvit. De exemplu, când o persoană bea apă (adică apă simplă, fără alţi solviţi sau împreună cu mâncare) electroliţii şi sărurile intră în intestin din plasma sangvină înconjurătoare pentru a echilibra presiunile. Dacă o soluţie concentrată de amestec de mâncare este ingerată, o cantitate adiţională de apă este atunci trasă înspre intestin din plasma sangvină înconjurătoare pentru a dilua conţinutul intestinal; în fiecare dintre aceste cazuri, apa şi electroliţii se mişcă prin diferitele compartimente ale lichidului extracelular pentru a menţine soluţiile din tractul gastro-intestinal în stare izotonică cu lichidul înconjurător. Un dezechilibru neobservat între presiunile implicate va avea efecte în final asupra compartimentului de lichid intracelular care, într-un efort de a restabili echilibrele, riscă să conducă la deshidratare celulară. Datorită cantităţilor mari de apă şi electroliţi implicate, pierderile la nivel gastro-intestinal proximal şi distal sunt cea mai comună cauză a problemelor clinice legate de lichide şi electroliţi. Circulaţia renală Rinichii menţin nivele corespunzătoare pentru toţi constituenţii sângelui prin filtrarea acestuia şi apoi prin reabsorbţia selectivă a apei şi a materialelor necesare care sunt transportate prin organism. Prin această

28

Dezechilibre hidro-electrolitice

continuă “spălare” a sângelui de către milioanele de nefroni, balanţa hidrică şi electrolitică a sângelui este menţinută. Când apar leziuni renale şi acest proces de filtrare nu funcţionează normal, apar dezechilibre hidrice. Hormonul antidiuretic (ADH sau vasopresina) şi aldosteronul realizează două mecanisme fundamentale de control hormonal la nivelul rinichiului pentru a ajuta la menţinerea unei balanţe hidrice constante în organism. Metode de explorare a echilibrului hidric Apa totală este apreciată prin spaţiul de diluţie a apei generale (oxid de deuteriu sau oxid de tritiu) sau a unei substanţe difuzibile (ureea). Apa extracelulară este măsurată prin spaţiul de difuzare a unei substanţe elective pentru un anumit sector (inulină, manitol, clor, sodiu). Volumul intravascular, la rândul său, este apreciat cu hematii marcate cu crom sau albumină marcată cu iod, iar hematocritul permite calcularea volumului plasmatic şi a volumului globular (Tabelul IV). Apa interstiţială este calculată scăzând apa intravasculară din apa extracelulară. Compoziţia şi distribuţia lichidelor pierdute sau câştigate influenţează diferiţi indici de laborator. Diagnosticul volumului în exces sau pierdut este dificil clinic, dar există câteva teste de laborator care pot fi indicatori indirecţi ai modificărilor de volum extracelular. Când există un deficit suficient pentru a reduce rata de filtrare glomerulară (RFG), creşte ureea sanguină. Pe un rinichi indemn, de obicei creatinina nu creşte proporţional. Astfel, creşterea raportului dintre uree şi creatinină (mai mult de 25:1) diferenţiază o azotemie prerenală de una renală. În practică sunt folosite examene biologice simple: proteinemia şi hematocritul pot oferi informaţii asupra hidratării extracelulare. Alte analize frecvente şi utile sunt: - presiunea osmotică eficace a plasmei; - rezistivitatea plasmatică; - ionograma plasmatică (exemplu: natremia este suficientă pentru a aprecia presiunea osmotică a sectorului extracelular); - volumul şi osmolalitatea urinară; - deficitul de apă se calculează după formula:

29

Homeostazia apei

Deficitul de apă = volumul normal - volumul actual Volumul normal (l) = % apă totală x greutatea normală (kg) Volumul actual (l) = [Na+normal (140mEq/l)/Na+actual (mEq/l)] x volumul normal (l) Tabelul IV. Măsurarea volumului de lichid a organismului Deficitul de apă = (Na+ plasmatic – 140)/140 x % apă totală x greutatea normală (l)

Volum Apa totală

3

Lichid extracelular

22

Lichid intracelular Volum plasmatic

30

Indicatori H2O, 2H2O, antipirină Na, 125I-iodtalamat, tiosulfat, inulină

Calculat ca: apa totală – volumul de lichid extracelular 125

I-albumină, reactiv blue Evans (T-1824)

Volum sanguin

Hematii marcate 51Cr sau calculat ca: volum sanguin = volum plasmatic/(1 – hematocrit)

Lichid interstiţial

Calculat ca: volum de lichid extracelular – volum plasmatic

Dezechilibre hidro-electrolitice

SODIUL (Na)

Metabolismul apei este indisociabil de cel al sodiului. Capitalul sodic al organismului este de 90 g, adică 3800-3000 mEq, 44% este în sectorul extracelular şi 2% în celulă, restul este “sodiul neschimbabil” fixat în os, cartilagii şi ţesut conjuctiv. În spaţiul extracelular sodiul se găseşte în stare ionizată, reprezentând fracţiunea cea mai importantă a cationilor. Nivelul scăzut al sodiului intracelular este menţinut printr-un proces activ (pompa de Na-K cu prezenţa ATP şi a sistemului enzimatic Na-K-ATP-ază). Concentraţia normală a Na+ seric este de 135-145 mEq/l. Sodiul joacă un rol vital în menţinerea concentraţiei şi volumului lichidului extracelular. Principalele acţiuni fiziologice ale Na+ în organism sunt: - în echilibrul osmotic (“scheletul” osmotic extracelular); - în echilibrul acidobazic (90% din totalul bazelor organismului); - în excitabilitatea neuromusculară (antagonism al potasiului). Aportul zilnic de Na+ este de 150-250 mEq/zi (9-15 g NaCl) şi provine din alimentaţie. Absorbţia sodiului prin epiteliul intestinal se face prin mecanism activ şi este mărită de aldosteron şi dezoxicorticosteron. Din motive de echilibru osmotic, retenţiile de sodiu sunt însoţite de o cantitate echivalentă de apă (1000 ml pentru 145-150 mEq de Na+ retenţionaţi). Eliminările sunt prin transpiraţie, pierderi digestive şi urină (mecanisme complexe de reglare a Na+ de către rinichi, asigură ajustarea eliminărilor în funcţie de aport între 0-400 mEq/zi). Rinichii sunt responsabili de excreţia excesului de Na+ şi sunt capabili de conservarea sa asiduă în perioadele de restricţie sodică severă. Angiotensina II, aldosteronul şi peptidul natriuretic atrial sunt principalii factori care reglează eliminarea renală de Na+. Atât angiotensina II cât şi aldosteronul cresc reabsorbţia renală a Na+.

31

Sodiul

Principalul stimul pentru eliberarea angiotensinei este scăderea volumului lichidului extracelular; aldosteronul, la rîndul său, este eliberat ca răspuns la creşterea angiotensinei II. În schimb, peptidul natriuretic atrial creşte excreţia renală de Na+ ca răspuns la creşterea volumului lichidului extracelular. În timp ce creşterea Na+ plasmatic se însoţeşte întotdeauna de hiperosmolalitate, o valoare normală sau scăzută a Na+ plasmatic nu induce obligatoriu normo- sau hipoosmolalitate datorită prezenţei altor substanţe osmotic active. Aceste substanţe pot străbate cu uşurinţă membranele celulare (uree, metanol, etanol, isopropanol şi etilenglicol), nu antrenează şi deplasarea apei şi determină hiperosmolalitate fără deshidratare intracelulară. Prezenţa glucozei în spaţiul extracelular determină deplasarea apei din celule (deshidratare intracelulară) şi hiponatremie prin diluţie.

Figura 6. Relaţia dintre osmolalitatea plasmei şi hipo- sau hipernatremie (după Halterman R, Beri T. Therapy of dysnatremic disorders)

Alte substanţe care pot determina hiponatremie în acest fel sunt manitolul, maltoza şi glicina (folosite ca soluţii de irigare în timpul rezecţiei transuretrale a adenomului de prostată sau în chirurgia endometrială).

32

Dezechilibre hidro-electrolitice

Concentraţia Na+ este menţinută prin reglarea aportului şi a excreţiei de apă. Dacă nivelul seric al Na+ creşte (hipernatremie), creşte osmolalitatea serului, stimulând centrul setei şi determinând creşterea eliberării de ADH din hipofiza posterioară. ADH acţionează la nivel renal conservând apa. Combinaţia dintre creşterea aportului de apă şi conservarea ei la nivel renal ajută la normalizarea Na+ seric (figura 6). Când concentraţia Na+ scade (hiponatremie), rinichiul răspunde excretând excesul de apă. Astfel, modificările nivelului seric al Na+ reflectă în mod obişnuit modificările echilibrului apei. Câştigul sau pierderea din capitalul total al Na+ nu se reflectă obligatoriu în nivelul seric al Na+. Valoarea determinării natriului plasmatic pe baza căruia se pune diagnosticul de hiper sau hiponatremie este relativă. Exemplu: hipernatremia poate reprezenta creşterea aportului sodic dar şi scăderea raportului apă-sodiu (pierderi de apă).

HIPERNATREMIA (Na+ > 145 mEq/l, 145 mmol/l) Hipernatremia reprezintă un deficit de apă în relaţie cu capitalul total al Na -ului şi poate deriva din pierderea de apă (cel mai frecvent) sau din câştigul de Na+ (Tabelul V). Deoarece hipernatremia poate apare doar când este alterat mecanismul setei sau nu există acces la apă, subiecţii cu risc pentru hipernatremie sunt pacienţii intubaţi, cu status mental alterat, copiii şi vârstnicii. Hipernatremia reprezintă o stare de hiperosmolalitate. Menţinerea echilibrului osmolar se face prin contracţia volumului intracelular; este o tulburare periculoasă. • Hipernatremia cu Na+ total scăzut – apare prin pierderi de apă mai mari decât cele de Na+. Pacienţii au semne de hipovolemie cum ar fi hipotensiune ortostatică, tahicardie, oligurie, colabarea venelor gâtului, pliu cutanat persistent, mucoase uscate şi, uneori, alterarea statusului mental. Cauzele principale sunt pierderile de apă hipotonă prin rinichi sau tract gastrointestinal. Diureza osmotică este determinată de prezenţa solviţilor organici neresorbiţi în lumenul tubular al nefronului ce conduce la pierderi de apă în exces faţă de Na+ şi K+. Cea mai frecventă cauză de diureză osmotică este hiperglicemia şi glicozuria din diabetul zaharat prost +

33

Sodiul

controlat, dar şi prin administrarea intravenoasă de manitol sau în creşterea producţiei endogene de uree. Tabelul V. Clasificarea etiopatologică a hipernatremiilor 1. 2. -

-

3. -

HIPERNATREMII ABSOLUTE Aport crescut faţă de eliminări: intoxicaţii cu sare; alimentaţie pe sondă nazogastrică; alimentaţie parenterală îndelungată; perfuzii cu soluţii saline hipertone sau bicarbonat de sodiu; dializă extrarenală. Eliminare scăzută faţă de aport: de origine primitiv renală: • glomerulonefrită acută sau cronică; • anurii de origine tubulară; de origine primitiv endocrină: • hiperfuncţie corticosuprarenală; • tratamentul cu ACTH, corticosteroizi; hipertensiune arterială malignă. Tulburările reglării hidroionice: alterarea producerii şi eliminării ADH; “hipernatremiile esenţiale”.

HIPERNATREMII RELATIVE 1. Scăderea aportului de apă: - prin alterarea mecanismului setei [hipodipsie secundară sau primară (rar)]; - prin privarea de apă (acces limitat, stări postoperatorii, intubaţi).

2. Creşterea eliminărilor de apă: - pierderi cutanate şi pulmonare: şocul caloric, transpiraţii profuze, arsuri, suferinţe cutanate cu exsudaţie masivă, polipnee; - pierderi digestive: diaree osmotică, vărsături, aspiraţii gastrice sau intestinale, fistule digestive, alimentaţie enterală; - pierderi renale: diabet insipid, insuficienţă renală, rinichiul hipopotasemic, hipocloremic, hipercalcemic, “nefrita care pierde apă”, scăderea hipertonicităţii medulare (necroză papilară), diureză osmotică indusă de uree, manitol, glucoză (diabetul zaharat).

Diareea este cea mai comună cauză gastrointestinală de hipernatremie. În mod specific, diareea osmotică (indusă de lactuloză, sorbitol sau de malabsorbţia carbohidraţilor) şi gastroenteritele virale determină pierderi de apă care depăşesc pierderile de Na+ şi K+. • Hipernatremia cu Na+ total crescut – rezultă din administrarea de soluţii hipertone (NaCl 3%), instilaţii intra-amniotice pentru avortul terapeutic sau la administrarea de NaHCO3 pentru tratamentul acidozei metabolice, hiperpotasemiei şi a stopului cardio-respirator. Poate apare accidental în hemodializă sau prin consumul excesiv de sare.

34

Dezechilibre hidro-electrolitice

ƒ Hipernatremia cu Na+ total normal – pierderile de apă fără Na+ determină hipernatremie doar în prezenţa unei ingestii necorespunzătoare de apă (la cei care nu au acces la apă sau prezintă tulburări neurologice). Afectarea setei poate fi datorată hipodipsiei primare ce apare ca rezultat al afectării osmoreceptorilor hipotalamici care controlează setea din boala granulomatoasă, ocluzia vasculară şi tumori. ƒ Pierderile extrarenale de apă apar la nivelul tegumentelor sau a tractului respirator în cadrul febrei, exerciţiului fizic, expunerii la temperaturi ridicate, arsuri severe, stări hipermetabolice sau la pacienţii ventilaţi mecanic. În plus, concentraţia de Na+ scade cu perspiraţia profundă, crescând astfel pierderea de apă liberă de solviţi. Pierderile renale de apă ce conduc la hipernatremie euvolemică sunt consecinţa secreţiei anormale de ADH (diabet insipid central sau nefrogen).

Tablou clinic Semne şi simptome Ca o consecinţă a hipertonicităţii, apa iese din celule, conducând la scăderea volumului fluidului intracelular. Pacienţii vor acuza sete intensă şi, eventual, poliurie. Scăderea volumului celulelor cerebrale este asociată cu creşterea riscului de hemoragie subarahnoidiană sau intracerebrală. Prin urmare, simptomele majore ale hipernatremiei sunt neurologice şi includ alterarea statusului mental, slăbiciune, iritabilitate neuromusculară, deficite focale neurologice şi, ocazional, comă sau convulsii. Hipernatremia simptomatică apare doar la indivizii care nu au acces la apă sau au mecanismul setei alterat (copii, bătrâni, pacienţi comatoşi). Când natremia creşte brusc, volumul celulelor cerebrale scade (1) cu consecinţe vasculare grave. După 48 de ore de schimbări adaptative se poate reveni la normal (2). Dacă Na+ scade brusc, volumul celular creşte şi creierul herniază (3). Acest pericol este îndepărtat dacă Na+ scade lent (4) (figura 7). Evaluare clinică: febră uşoară, roşeaţa tegumentelor, edeme periferice şi edem pulmonar, hipotensiune ortostatică şi tahicardie (pierdere de apă), creşterea tonusului muscular şi exagerarea reflexelor osteotendinoase, spasticitate musculară.

35

Sodiul

Figura 7. Modificări ale volumului celulelor cerebrale în hipernatremie (după Halperin, Kamel & Goldstein. Fluid, Electrolyte, and Acid-Base Physiology, 2010)

Măsurători hemodinamice • în excesul de sodiu: creşterea presiunii venoase centrale şi a presiunii arteriale pulmonare; • în pierderile de apă: scăderea presiunii venoase centrale şi a presiunii arteriale pulmonare. Volumul efectiv de apă pierdut este minim datorită ieşirii apei din celule secundar hipernatremiei ce determină hipertonicitate. Diagnostic de laborator • Na+ plasmatic > 145 mmol/l; • semne de hemoconcentraţie: creşterea hematocritului şi modificări ale hemoleucogramei, hiperproteinemie, hiperlipidemie, hipercloremie; • osmolalitate urinară - > 400 mOsm/l - atunci când rinichiul păstrează capacitatea de a conserva apa; - < 250 mOsm/l – caracteristică diabetului insipid central sau nefrogen.

36

(după Robert W. Schrier, Renal and Electrolyte Disorders, 2010)

Figura 8. Algoritmul de diagnostic clinic şi tratament în hipernatremie

Dezechilibre hidro-electrolitice

37

Sodiul

Terapie Scopul terapiei este de a stopa pierderile de apă şi de a corecta deficitul de apă (figura 8). Cantitatea de apă necesară pentru a corecta deficitul se calculează după formula: deficitul de apă = [(Na+plasmatic – 140) / 140] + apa totală (l) Corecţia rapidă este periculoasă pentru celula cerebrală, putând duce la tulburări neurologice permanente. Corecţia se va face încet, în 48-72 ore. Calea fiziologică de a administra apa este cea orală, eventual prin sondă naso-gastrică.

HIPONATREMIA (Na+ < 135 mEq/l, 135 mmol/l) Hiponatremia se dezvoltă mai ales când există un stimul fiziologic pentru conservarea apei. În hiponatremia prin diluţie, prin creşterea aportului de apă sau scăderea clearance-ului apei libere (insuficienţă cardiacă congestivă, insuficienţă hepatică decompensată) (Tabelul VI), capitalul sodic este normal sau crescut, dar pacientul este incapabil să excrete excesul de apă liberă prin scăderea fluxului plasmatic glomerular. Scăderea volumului de urină primară şi concentraţia sodică excită macula densa şi duce la eliberarea de aldosteron. Hiponatremia prin depleţie este mai frecventă după administrarea de diuretice. Hiponatremia din bolile metabolice produce un gradient osmotic între spaţiul intracelular şi plasmă (flux de apă şi sodiu spre celulă – falsă scădere a natremiei). În hiperlipemii şi hiperproteinemii, hiponatremia este aparentă (raport apă/sodiu – normal, spaţiu hidric restrâns). A. Hiponatremia cu osmolalitate plasmatică scăzută - Hiponatremia cu scăderea Na+ total (hipovolemică) – aceşti pacienţi prezintă atât deficit de apă, cât mai ales deficit de Na+. Pierderile gastrointestinale (vărsături, diaree) şi în al 3-lea spaţiu se asociază cu retenţie de Na+ la nivel renal şi Na+ urinar va fi < 10 mmol/l, iar urina hiperosmolară.

38

Dezechilibre hidro-electrolitice

Tabelul VI. Clasificarea etiologică a hiponatremiilor 1. Diluţională (bolnavi cu “edeme hiponatremice”: insuficienţă cardiacă congestivă, ciroză hepatică, sindrom nefritic, hipoproteinemie severă). 2. Prin depleţie: a. Pierderi nonrenale de sodiu: - gastrointestinale: diaree, vărsături cu alcaloză metabolică, fistule şi aspiraţie nasogastrică; - arsuri şi plăgi drenate; - acumulare de lichid intracorporeal (efectul celui de al “3-lea spaţiu”): pancreatite, peritonite, traumatism muscular, ileus. b. Pierderi renale: - tratament diuretic excesiv; - nefropatii cu pierdere de Na+; - acidoză tubulară renală proximală; - insuficienţă suprarenală. 3. Secundară - tulburărilor metabolice: hiperglicemie, hiperlipemie, hiperproteinemie. - endocrine (hipotiroidism, insuficienţă corticosuprarenală, secreţie inadecvată de ADH - SIADH, tumori maligne); - boli ale sistemului nervos central; - boli pulmonare; - medicamente: barbiturice, morfină, nicotină, clofibrat.

Folosirea de diuretice tiazidice este cauza cea mai comună de hiponatremie hipovolemică. Nefropatia care pierde sare poate apare la unii pacienţi, este caracterizată prin incapacitatea de a conserva Na+ şi este asociată frecvent cu sindromul rinichiului polichistic, nefropatia analgezică, pielonefrita cronică sau uropatia obstructivă. Diureza osmotică determină eliminarea unor cantităţi importante de apă şi Na+, iar aportul predominant de lichide hipotone conduce la hiponatremie. - Hiponatremia cu Na+ total crescut (hipervolemică) este consecinţa stărilor edematoase cu scăderea volumului circulant efectiv. În insuficienţa cardiacă congestivă, scăderea debitului cardiac şi a tensiunii arteriale determină eliberarea de ADH. Hiponatremia este agravată de stimularea sistemului renină-angiotensină şi de producerea de catecolamine. - Hiponatremia cu Na+ total normal (euvolemică) 1. Secreţie inadecvată de ADH (SIADH) – cauza comună de hiponatremie normovolemică dată de eliberarea nefiziologică de vasopresină din

39

Sodiul

regiunea posterioară a glandei pituitare sau din focare ectopice, rezultând scăderea excreţiei de apă liberă. 2. Deficienţa de glucocorticoizi (acţionează direct scăderea secreţiei de vasopresină – corticotrophin releasing factor, sau indirect – secundar depleţiei volemice) şi de hormoni tiroidieni (tulburări cardiace cu scăderea filtrării glomerulare şi creşte secreţia de vasopresină, deci creşterea răspunsului la stimuli hemodinamici). 3. Medicamente care acţionează prin: - stimularea eliberării de vasopresină (nicotină, carbamazepină, antidepresive triciclice, agenţi antipsihotici, narcotice); - potenţează acţiunea antidiuretică a vasopresinei (clorpropamida, metilxantină şi AINS); - analogi de vasopresină (oxitocin, desmopresin acetat). 4. Stressuri fizice sau emoţionale care se asociază cu eliminare de ADH. 5. Hipoxia şi hipercapnia acută stimulează secreţia de ADH. 6. Polidipsia primară psihogenă: compulsii spre consum exagerat de apă şi potomania de bere – ingestia unor cantităţi importante de apă (> 10 l) poate produce hiponatremie. 7. Hipersensibilitatea la diureticele tiazidice – dezvoltă hiponatremie în special persoanele vârstnice după câteva zile de terapie, printr-un mecanism care combină pierderea excesivă de Na+ la nivel renal cu retenţia de apă. 8. Reacţie de hipersensibilizare la IECA – IECA pot determina polidipsie centrală şi creşterea secreţiei de ADH, având ca rezultat hiponatremie severă. B. Hiponatremia cu osmolalitate plasmatică normală sau crescută • Pseudohiponatremia prin scăderea fazei apoase a plasmei şi creşterea proteinemiei şi lipemiei, scăderea artificială a Na+ raportat la litru de plasmă. • Hiponatremia asociată cu stări hiperosmolare este dată de creşterea concentraţiei soluţiei restrângând compartimentul extracelular. Rezultă un gradient osmotic care face ca apa să treacă din compartimentul intracelular în cel extracelular, cu hiponatremie consecutivă. Hiponatremia hipertonică este frecvent dată de hiperglicemie sau, ocazional, de administrarea de manitol. Na+ plasmatic scade cu 1,6 mmol/l pentru fiecare 100 mg/dl de creştere glicemică.

40

(după Robert W. Schrier, Renal and Electrolyte Disorders, 2010)

Figura 9. Algoritm de diagnostic clinic şi tratament în hiponatremie

Dezechilibre hidro-electrolitice

41

Sodiul

Manifestări clinice Ca şi în cazul hipernatremiei, simptomele hiponatremiei sunt datorate afectării sistemului nervos central, mai ales când scăderea concentraţiei Na+ este importantă şi rapid instalată. Hiponatremia cu hipoosmolalitate determină pătrunderea apei în celulele cerebrale şi edem cerebral, hipertensiune intracraniană şi leziuni cerebrale. Simptomele neurologice nu apar de obicei până la un nivel al Na+ seric de 120-125 mEq/l. Coma şi modificările neurologice permanente pot apare când nivelul seric al Na+ este mai mic de 115 mEq/l. Pacienţii cu risc crescut pentru complicaţii neurologice ale hiponatremiei sunt copiii, femeile în premenopauză, pacienţii psihiatrici polidipsici, bătrânii cu tratament diuretic tiazidic şi pacienţii hipoxici. • Hiponatremia cu scăderea volumului lichidului extracelular: iritabilitate, anxietate, ameţeală, modificări de personalitate, hipotensiune ortostatică, uscăciunea mucoaselor, piele rece şi umedă, tremurături şi comă. • Hiponatremia cu volum al lichidului extracelular normal sau crescut: cefalee, oboseală, apatie, confuzie, slăbiciune, edeme, creşterea presiunii arteriale, crampe musculare, convulsii şi comă. Vârstnicii au risc crescut de hiponatremie datorită scăderii capacităţi renale de conservare a Na+ şi scăderea eliminării de apă liberă care apare cu înaintarea în vârstă. Când natriul scade, apa intră în celula cerebrală şi creşte presiunea intracraniană (1). Când natremia atinge aprox. 120 mmol/l, pericolul de herniere este foarte mare. Dacă scăderea natriului este graduală (2), apar modificări adaptative (export K+ şi molecule organice) şi celulele cerebrale rămân normale, în ciuda prezenţei hiponatremiei. Dacă natremia creşte prea rapid în acest stadiu, se dezvoltă o demielinizare osmotică (3). Dacă corecţia natremiei se face într-un timp mai lung, celulele cerebrale rămân normale (4) (figura 10). Măsurători hemodinamice • Scăderea volumului extracelular: evidenţierea hipovolemiei prin scăderea presiunii venoase centrale, presiunii arteriale pulmonare, debitului cardiac, tensiunii arteriale medii şi creşterea rezistenţei vasculare sistemice.

42

Dezechilibre hidro-electrolitice

• Creşterea volumului extracelular: evidenţierea hipervolemiei prin creşterea presiunii venoase centrale, presiunii arteriale pulmonare şi tensiunii arteriale medii.

* Hexagonul din centrul figurilor reprezintă ventriculii cerebrali

Figura 10. Modificări ale volumului celulelor cerebrale în hiponatremie (după Halperin, Kamel & Goldstein. Fluid, Electrolyte, and Acid-Base Physiology, 2010)

Diagnostic de laborator 1. Na+ seric < 135 mEq/l. 2. Osmolaritate serică: scăzută, cu excepţia cazurilor de pseudohiponatremie, azotemie sau ingestia de toxice care cresc osmolaritatea (etanol, metanol). 3. Densitate urinară: scăzută deoarece rinichiul încearcă să excrete apa în exces (figura 9). La pacienţii cu SIADH concentraţia de urină este inadecvată. 4. Na+ urinar: scăzut (de obicei < 20 mEq/l), cu excepţia SIADH şi insuficienţă adrenaliană (figura 9).

43

Sodiul

Terapie Ţinta tratamentului este de a creşte Na+ plasmatic prin restricţie de apă şi promovarea pierderii de apă, supleerea deficitului de Na+ şi corectarea dezechilibrelor subiacente. Hiponatremia uşoară asimptomatică nu necesită tratament. În caz de stare edematoasă, hiponatremia reflectă severitatea bolii de bază. Tratamentul include restricţia de apă şi sodiu, corecţia hipokalemiei şi promovarea pierderilor de apă în exces faţă de Na+ (diuretice de ansă). Rata corecţiei hiponatremiei depinde de absenţa sau prezenţa disfuncţiilor neurologice, de rapiditatea şi magnitudinea scăderii Na+ plasmatic. Corecţia prea rapidă a Na+ duce la creşterea volumului extracelular şi determină demielinizare osmotică sau mielinoză pontină (paralizie flască, dizartrie, disfagie). Diagnosticul se confirmă prin CT sau IRM. Hiponatremia acută cu alterarea statusului mental şi comă necesită corecţie cu soluţie salină hipertonă şi urmărirea creşterii Na+ plasmatic cu 1-2 mmol/l/oră (niciodată mai mult de 5 mmol/l şi nu mai mult de 8 mmol/l în primele 24 de ore).

TULBURĂRILE METABOLISMULUI HIDRO-SODAT

Stările de deshidratare (depleţiile hidro-saline) Pierderea de apă se însoţeşte de depleţie de electroliţi mai mare sau mai mică, determinând deshidratarea hipotonă, izotonă sau hipertonă. Deshidratările pot fi globale (intra şi extracelular) sau predominant intracelulare. Deshidratarea hipertonă Este consecinţa unui bilanţ hidric negativ (pierderi excesive de apă fără sare) prin leziuni renale şi extrarenale sau aport hidric insuficient (Tabelul VII). Este o deficienţă hidrică intra şi extracelulară acompaniată de creşterea osmolarităţii plasmatice.

44

Dezechilibre hidro-electrolitice

Cauzele extrarenale de deshidratare includ pierderea de lichide prin tractul gastrointestinal, piele şi aparatul respirator şi acumularea în spaţiul al treilea (arsuri, pancreatite, peritonite). Aproximativ 9 l de lichide intră în tractul gastrointestinal zilnic, 2 l prin ingestie şi 7 l prin secreţie. Aproape 98% din acest volum este reabsorbit, deci pierderea de lichide prin fecale este de numai 100-200 ml/zi. Afectarea reabsorbţiei gastrointestinale sau creşterea secreţiei conduce la pierderea de volum. Tabelul VII. Clasificarea etiologiei deshidratărilor hipertone 1. Pierderi excesive de apă: ƒ renale: diabet insipid, hipofizar, nefrogen, diureză osmotică (comă diabetică, insuficienţă renală cronică, insuficienţă renală acută fază poliurică); ƒ extrarenale: - digestive: vărsături, diaree apoasă, aspiraţie gastrointestinală, fistule; - cutanate: transpiraţii, arsuri, plăgi diverse; - pulmonare: polipnee, traheostomizaţi, stări febrile prelungite. 2. Aport hidric insuficient sau suprimat: - exicoza de sete: imposibilitatea de a-şi exprima sau satisface setea, alterarea senzaţiei de sete; - greşeli terapeutice; - naufragiaţii (beau apă de mare). Evaporarea de apă de la nivelul pielii şi a aparatului respirator contribuie la termoreglare. Aceste pierderi insensibile ajung până la 500 ml/zi. Concentraţia de Na+ a transpiraţiei este în mod normal de 20-50 mmol/l şi scade în transpiraţiile profuze datorită acţiunii aldosteronului. Deoarece transpiraţia este hipotonă, pierderea de apă depăşeşte pierderea de Na+. Anumite condiţii conduc la sechestrarea de lichide în spaţiul al treilea. Acest compartiment este extracelular, dar nu este în echilibru nici cu fluidul extracelular, nici cu fluidul intracelular. Lichidele sunt pierdute efectiv din fluidul extracelular şi poate rezulta hipovolemie. Exemplele includ lumenul intestinal în obstrucţia gastrointestinală, ţesuturile subcu-

45

Sodiul

tanate în arsurile severe, spaţiul retroperitoneal în pancreatita acută şi cavitatea peritoneală în peritonite. Fiziopatologie Hipovolemia şi hipertonia lichidelor extracelulare prin hipernatremie stimulează secreţia de aldosteron şi ADH (diminuează eliminările hidrosaline urinare şi sudorale). Creşterea presiunii osmotice efective a spaţiului extracelular stimulează centrul setei cu posibilitatea de compensare prin aport lichidian. Dacă persistă hipertonia extracelulară, se produce deshidratarea celulară cu tulburarea metabolismului celular. Scăderea volumului fluidului extracelular se manifestă prin scăderea volumului plasmatic şi hipotensiune. Hipotensiunea este determinată de diminuarea întoarcerii venoase (presarcină) şi de diminuarea debitului cardiac; sunt stimulaţi baroreceptorii din sinusul carotidian şi arcul aortic; se stimulează, astfel, activarea sistemului nervos simpatic şi a sistemului reninăangiotensină. Efectul net constă în menţinerea presiunii arteriale medii şi a perfuziei cerebrale şi coronare. În contrast cu răspunsul cardiovascular, răspunsul renal are ca scop refacerea volumului fluidului extracelular prin scăderea ratei filtrării glomerulare şi a filtrării Na+ şi prin promovarea reabsorbţiei Na+ la nivel tubular. Creşterea tonusului simpatic măreşte reabsorbţia tubulară proximală de Na+ şi scade rata filtrării glomerulare prin vasoconstricţie preferenţială a arteriolei aferente. Na+ este, de asemenea, reabsorbit în tubul contort proximal ca răspuns atât la creşterea angiotensinei II, cât şi la alterarea hemodinamicii capilare peritubulare (scade presiunea hidrostatică şi creşte presiunea oncotică). Creşterea reabsorbţiei de Na+ în ductul colector este o componentă importantă a adaptării renale la scăderea volumului fluidului extracelular. Aceasta apare ca răspuns la creşterea secreţiei de aldosteron şi hormonului antidiuretic şi la scăderea secreţiei peptidului natriuretic atrial. Clinic: sete vie, chinuitoare, scăderea turgorului pielii, scăderea secreţiei de salivă, limbă uscată, fisurată, roşie, “prăjită”, uscăciunea mucoaselor (se apreciază pe faţa inferioară a limbii şi la nivelul spaţiului gingivolingual), disfagie, tulburări de fonaţie, oligurie (mai ales la comatoşi) în stadii tardive, creşterea temperaturii (tulburări de termoreglare), tulburări de comportament şi conştienţă, astenie marcată, torpoare, delir, comă (comă

46

Dezechilibre hidro-electrolitice

profundă hiperosmolară, hipernatremică, cu sfârşit letal, prin stop respirator, când pierderile lichidiene ating 1/15 - 1/25 din greutatea corporală); tulburări neurologice, motorii (contractură - convulsii). Biologic: hemoconcentraţie cu creşterea moderată a hematocritului şi ratatinarea hematiilor, hipernatremie relativă, creşterea concentraţiei albuminelor plasmatice, a presiunii osmotice efective a plasmei, scăderea punctului crioscopic, rezistivitate electrică scăzută. Concentraţiile plasmatice ale ureei şi creatininei tind să fie crescute, reflectând o scădere a ratei filtrării glomerulare. În mod normal, raportul uree/creatinină este aproximativ 10/1. În azotemia prerenală, hipovolemia determină creşterea reabsorbţiei ureei, ceea ce duce la o creştere a ureei sanguine faţă de creatinina plasmatică, raportul uree/creatinină devenind 20/1 sau mai mare. Hipopotasemia este frecventă în situaţiile în care există o pierdere crescută de K+, renală sau gastrointestinală, iar hiperpotasemia apare în insuficienţă renală, insuficienţă de mineralocorticoizi şi diverse tipuri de acidoză metabolică. Alcaloza metabolică apare în hipovolemia indusă de diuretice şi în cazul vomismentelor sau al aspiraţiei nasogastrice. În contrast, acidoza metabolică este asociată cu insuficienţă renală, tulburări tubulointerstiţiale, insuficienţă de mineralocorticoizi, diaree, cetoacidoză diabetică şi acidoză lactică. Răspunsul adecvat la deshidratare constă în creşterea reabsorbţiei renale de Na+ şi apă, care se reflectă în compoziţia urinei. Osmolalitatea şi densitatea urinară la subiecţii hipovolemici sunt în general mai mari de 450 mosm/kg şi, respectiv, 1015, reflectând creşterea secreţiei de hormon antidiuretic. Particular: la diabetici, deshidratarea celulară din “coma hiperosmolară” este dată de glicemia crescută extracelular (mai mult de 6 g/l). Deshidratarea izotonă Se întâlneşte în pierderi concomitente, proporţionale de apă şi sare (izotonice). Etiologia constă în pierderi renale sau extrarenale sau aport deficitar (Tabelul VIII).

47

Sodiul

Deshidratarea afectează numai spaţiul extracelular (volumul sanguin şi interstiţiu). Tabelul VIII. Clasificarea etiologică a deshidratărilor izotone 1. Pierderi renale: insuficienţă corticosuprarenală, diuretice saluretice, insuficienţă renală acută (faza poliurică), tubulopatii, diureză osmotică (diabet zaharat), insuficienţă renală cronică. 2. Pierderi extrarenale: - cutanate: mucoviscidoză, transpiraţii profuze, leziuni cutanate (arsuri, plăgi); - digestive: vărsături abundente, diaree, aspiraţii, fistule. 3. Aport deficitar: imposibilitatea de hidratare (lipsa apei, bolnavi dependenţi), leziuni ale centrului setei. Fiziopatologie – pierderea izotonă determină reducerea compartimentului lichidian interstiţial şi intravascular, stimularea veloreceptorilor şi secreţie de aldosteron, creşterea retroresorbţiei de sodiu şi apă pentru refacerea volumului circulant cu oligurie (scade natriureza şi creşte eliminarea de potasiu şi uree). Hemodinamic, se centralizează circulaţia şi scade fluxul sanguin renal. Clinic apar pe prim plan semnele şocului. Dominante sunt tulburările hemodinamice. Bolnavul prezintă debit cardiac scăzut, tahicardie, hipotensiune accentuată în ortostatism, oligurie, iar la reduceri peste 30% a volumului circulant apare şocul. Biologic – semne de hemoconcentraţie, hematocrit crescut, hiperproteinemie; natremie şi osmolaritatea urinii concentrată, cu scăderea Na+ şi Cl- urinar în limite normale, posibilităţi de creştere a ureei prin insuficienţă renală funcţională. Deshidratarea hipotonă Se întâlneşte în pierderi mai mari de sare decât de apă pe cale renală, extrarenală sau prin aport insuficient de sare (Tabelul IX), înlocuirea pier-

48

Dezechilibre hidro-electrolitice

derilor de fluide extracelulare prin apă fără suficienţi electroliţi. Spaţiul extracelular este redus, celulele hiperhidratate. Tabelul IX. Clasificarea etiologică a deshidratărilor hipotone 1. Pierderi excesive de apă: - renale: insuficienţă corticosuprarenală, diabet zaharat, diureză osmotică, tubulopatii cu pierdere de sare, rinichi polichistic, diuretice saluretice, insuficienţă renală acută - faza poliurică; - extrarenale: digestive (vărsături, diaree, aspiraţie în organele cavitare), cutanat (mucoviscidoză, transpiraţii profuze, arsuri, plăgi); 2. Aport salin insuficient: perfuzii cu lichide hipotone. Fiziopatologie – hipotonia lichidului extracelular determină absorbţia acestuia în celulă, accentuând deshidratarea extracelulară şi hiperhidratarea celulară. Prin exicoză şi hemoconcentraţie creşte secreţia de ADH şi scade diureza. Colapsul duce la diminuarea filtrării glomerulare şi creşte secreţia de aldosteron. Pierderile lichidiene extracelulare se fac spre exterior, cât şi spre propriile celule, dând gravitate sindromului. Clinic – semne de deshidratare extracelulară: scăderea debitului cardiac, tahicardie, scăderea TA (ortostatică) până la colaps (precoce), alături de semnele hiperhidratării celulare (apatie, greţuri, vărsături, cefalee, crampe musculare, tulburări de conştienţă). Cutanat - pielea prezintă “pliu persistent” (semne căutate pe peretele abdominal, regiunea subclaviculară, faţa anterioară a coapsei şi antebraţului), globii oculari hipotonici şi înfundaţi în orbite. Biologic: hematocrit intens crescut, Na+ şi Cl- scăzute, insuficienţă renală funcţională. Na+ urinar 10 – 30 mmol/24h.

Stările de hiperhidratare (retenţiile hidro-saline) Se caracterizează prin retenţia de apă în organism după aport de lichide sau când excreţia renală este afectată. Hiperhidratarea poate fi izotonă, hipertonă sau hipotonă.

49

50 (Porth C.M. Essentials of Pathophysiology Concepts of Altered Health States, 2nd Edition. Philadelphia: Lippincott Wiliams & Wilkins, 2007)

Figura 11. Efectul deficitului sau excesului de fluide isotonice şi efectul hiponatremiei sau hipernatremiei asupra mişcărilor apei între compartimentele intracelular (CIC) şi extracellular (CEC)

CIC - compartiment intracelular CEC - compartiment extracelular

Sodiul

Dezechilibre hidro-electrolitice

Hiperhidratarea hipertonă Hiperhidratarea hipertonă reprezintă retenţia excesivă de sare comparativ cu cea hidrică, lichid extracelular hiperton, care determină deshidratarea celulară şi edem (Tabelul X). Tabelul X. Clasificarea etiologică a hiperhidratărilor hipertone 1. Aport excesiv de sare: perfuzii hipertone excesive. 2. Incapacitate renală de a elimina capitalul sodic: - insuficienţă renală acută şi cronică; - sindromul nefrotic. 3. Retenţie de sare: - hiperaldosteronism în primele zile, ciroza ascitică (hipersecreţie de aldosteron + inactivare redusă a aldosteronului), edeme carenţiale, insuficienţă cardiacă globală, hiperfuncţie corticosuprarenală Hiperhidratarea afectează spaţiul extracelular, apa este scoasă din celulă. Fiziopatologie: hiperosmolaritatea stimulează secreţia de ADH şi retenţia de apă, excită centrul setei şi determină ingestia voluntară de apă. Hipernatremia inhibă secundar aldosteronul, eliminându-se urini concentrate (bogate în sodiu). Edemele apar prin extravazarea lichidului în spaţiul extracelular. Clinic: semne ale deshidratării celulare: sete intensă, febră, agitaţie, torpoare, comă, alături de manifestări ale retenţiei hidrice, extracelulare: edem, hipotensiune arterială şi fenomene de insuficienţă cardiacă. Biologic: hemodiluţie (hipoproteinemie, hematocrit scăzut, Na+ > 147 mmol/l şi rezistivitate electrică scăzută). Hiperhidratarea izotonă Din punct de vedere clinic, este cea mai importantă alterare a echilibrului hidroelectrolitic, secundară acumulărilor în spaţiul extracelular,

51

Sodiul

mai ales interstiţial, de lichide cu osmolaritate apropiată de cea plasmatică (apă şi sodiu în proporţii egale) fără modificări ale lichidelor celulare (Tabelul XI). Tabelul XI. Clasificarea etiologică a hiperhidratării izotone (edemele) 1. Creşterea presiunii hidrostatice intravasculare: - edemul cardiac, cirotic, tromboflebitic. 2. Reducerea presiunii coloid-osmotice a plasmei (proteinemie < 25 mg%) - carenţă alimentară, tulburări de sinteză, insuficienţă hepatică; - pierderi excesive: renale, sindrom nefrotic, glomerulonefrite cronice, digestive, enteropatia exsudativă; - hipercatabolism proteic: hipertiroidie, excesul de hormoni estrogeni, excesul de hormoni mineralocorticoizi. 3. Tulburări ale drenajului limfatic: cauze mecanice sau infecţioase 4. Tulburări ale permeabilităţii capilare: - tulburări ale inervaţiei vasomotorii: capilaroplegia, capilarite imunoalergice; - tulburări ale tramei proteice a membranei bazale: carenţă proteică, ciroză, infecţii cu germeni care secretă hialuronidază, mineralocorticoizi; - deficite vitaminice: C, P, E, deficit de calciu; - tulburări ale metabolismului celulei endoteliale: edem inflamator, edem cardiac, degerătură; - agenţi permeabilizanţi: amine (histamină, serotonină), polipeptide (bradikinina, leucotoxine), proteaze (plasmină, kalicreină). Fiziopatologie: acumularea lichidelor izotone în spaţiul extracelular presupune ieşirea apei din vase (prin creşterea presiunii hidrostatice, reducerea presiunii coloidosmotice, tulburarea permeabilităţii capilare, scăderea drenajului limfatic, secreţia crescută de ADH şi aldosteron şi stabilirea unui cerc vicios). Ponderea acestor factori şi a altora asociaţi (toxici, neurovegetativi etc.) dau aspect particular fiecărei forme de edem. Semne clinice: hiperhidratarea extracelulară poate fi discretă şi nu se traduce clinic decât prin creşterea greutăţii bolnavului, dar poate fi şi

52

Dezechilibre hidro-electrolitice

considerabilă, determinând edeme subcutanate generalizate, epanşamente în seroase şi edeme viscerale (anasarcă). De menţionat că sunt edeme şi fără hiperhidratare extracelulară: edemele inflamatorii, alergice şi cele care însoţesc obliterările vasculare (flebite, compresiuni venoase şi limfatice). Biologic: hematocritul şi proteinemia sunt de mică valoare în aprecierea hiperhidratării. Hipoproteinemia poate arăta boala cauzală (sindrom nefrotic, ciroză, sindroame carenţiale) şi nu diluţia. Hiperhidratarea hipotonă Apare în condiţiile unui bilanţ hidric pozitiv dat, de obicei, de insuficienţă renală (insuficienţă renală acută cu aport hidric important sau eliberarea masivă de apă endogenă sau insuficienţă renală cronică în stadiul terminal cu aport hidric inadecvat, soluţiile glucozate fără aport de electroliţi). Se mai întâlneşte în insuficienţa adrenaliană, cardiacă şi hepatică, în caz de malnutriţie prin deficienţă proteică sau boli cronice consumptive. Tabelul XII. Clasificarea etiologică a hiperhidratărilor hipotone 1. Pierderi excesive saline: regim hiposodat sau desodat, evacuări repetate ale ascitei în cantităţi mari, abuz de saluretice cu restricţie sodată, hipersecreţie de ADH (afecţiuni cerebrale, tumori, traumatisme). 2. Aport excesiv de apă: spălături gastrice abundente, clisme voluminoase, greşeli terapeutice, hiperhidratarea în oligoanurie. Hiperhidratarea afectează predominant celulele. Fiziopatologie – apa va trece din spaţiul extravascular, extracelular la nivel intracelular, determinând hiperhidratarea intracelulară şi hemodiluţie (expansiunea volumului vascular scade secreţia ADH). Clinic: refuzul de a bea zilnic lichide, dezgust de apă, anorexie, greţuri şi vărsături, cefalee, semne nervoase, crampe musculare, convulsii, tulburări psihice, torpoare până la comă, edeme, oligurie cu urini concentrate exceptând cazurile de hiperhidratare.

53

Sodiul

Biologic: diminuarea electrolitemiei globale, hiponatremie, scăderea punctului ∆ crioscopic, proteinele în ser scăzute. Intoxicaţia cu apă poate fi consecinţa unor perfuzii abundente cu lichide lipsite de electroliţi (glucoză), mai ales la bolnavii cu capacitate scăzută de eliminare a apei. Sindromul Schwartz-Bartter = hipersecreţia aberantă de vasopresină în tumori bronşice, se întâlneşte şi în procese diencefalice după tratamente (tolbutamid, vincristin). ADH reţine apa dar continuă eliminarea de sodiu. Clinic: greţuri, sughiţ, tulburări neuropsihice (crize comiţiale, afazie, comă). Biologic: hiponatremie, hipocloremie, uree mică, osmolaritate redusă. Tabloul clinic este dominat de scăderea bruscă a osmolarităţii plasmatice sau cu prezenţa unor stimuli neosmotici pentru ADH (diuretice, opiacee, barbiturice). Apar manifestări de insuficienţă cardiacă acută (edem pulmonar acut) prin suprasolicitare şi creşterea tensiunii intracraniene (cefalee, bradicardie, pierderea conştienţei). Primele semne de alarmă: oliguria şi ralurile crepitante şi subcrepitante la bazele plămânilor. Hematocritul, sodiul şi clorul scad în ser.

54

Dezechilibre hidro-electrolitice

CLORUL (Cl)

Clorul este principalul anion al spaţiului extracelular. Masa totală a clorului schimbabil este de 2030 mEq (0,25 din greutatea corporală) din care 1700 sunt extracelulari. Organismul uman conţine 32 mEq clor/kg, inegal repartizaţi: în plasmă 3,48 - 3,75 g/l (90-106 mEq/l), în LCR 4,4 g/l (125 mEq/l), în sudoare 2-125 mEq/l (normal 50 mEq/l), în sucul gastric 150-200 mEq/l, intracelular 1-3 mEq/l. Cuvântul “clor” provine de la grecescul cloros = verde (clorul liber este un gaz de culoare verzuie). De la această culoare au derivat denumirile de cloroză sau cloranemie date unor anemii, sau denumirea de clorom acordată tumorii mieloblastice. Clorul inspirat este iritant pentru căile respiratorii, putând determina pneumonii acute toxice grave. Clorul din organism provine din alimentaţie. Se absoarbe consecutiv transportului activ de Na+ în intestin (pompa de Cl--HCO3- transferă ionul contra gradientului electric). O mare cantitate de clor este secretată la nivelul mucoasei gastrice, dar este practic total absorbită la nivelul intestinului. Eliminările se fac prin rinichi (la nivelul tuturor segmentelor nefronului) şi numai 1% prin fecale. Prin sudoare se elimină o cantitate variabilă, în funcţie de acţiunea aldosteronului şi a celorlalţi hormoni mineralocorticoizi. Cel mai mult se elimină în insuficienţă suprarenală şi în mucoviscidoză (testul sudorii Cl > 100 mEq/l). Acţiune fiziologică: - alături de Na+ , Cl- este cel mai important factor de menţinere a osmolarităţii spaţiului extracelular. Intervine în echilibrul acidobazic (în acidoză intră în hematie - Cl- plasmatic scade şi creşte Cl- globular) având rol în tubul distal renal pentru economisirea bicarbonatului;

55

Clorul

-

intervine în secreţia renală (rinichiul nu poate avea diureză normală decât la o cloremie normală); - participă la formarea acidului clorhidric în stomac. Tulburările metabolismului clorului însoţesc tulburările metabolismului Na+ şi a apei care domină simptomatologia. Manifestări proprii: acidoza hipercloremică şi alcaloza hipocloremică.

HIPERCLOREMIA (Cl- > 110 mEq/l; > 110 mmol/l) Retenţia de clor se întâlneşte în deshidratarea cu hipertonie plasmatică şi globală (hipervolemie fără creşterea capitalului de clor din organism) în: pierderi alcaline, perturbări ale funcţiei renale (aport crescut de clorură de amoniu sau alte cloruri în condiţiile insuficienţei renale cronice), tratament prelungit cu acetazolamidă, resorbţie de clor pe cale digestivă, derivaţii uretero-intestinale, alcaloze gazoase (hipercloremia adevărată), utilizarea răşinilor schimbătoare de ioni, acidoza tubulară renală, faza de deshidratare a comei diabetice (Tabelul XIII). Clinic: nici un semn clinic nu traduce hipercloremia. Tabelul XIII. Clasificarea etiologică a hipercloremiilor 1. Fără creşterea paralelă a sodiului: - acidoză metabolică (acidoza renală, tubulopatii congenitale sau câştigate, insuficienţă renală); - alcaloză respiratorie; - anastomoză uretero-colică (reabsorbţie de clor prin intestinul gros); - terapie cu steroizi. 2. Clor crescut paralel cu sodiul: - deshidratarea celulară (deficit de apă, aport excesiv de NaCl, sindrom nefrotic); - hiperelectrolitemie cerebrală (leziuni hipotalamice).

56

Dezechilibre hidro-electrolitice

HIPOCLOREMIA (Cl- < 90 mEq/l; < 90 mmol/l) Depleţia de Cl- apare în pierderi digestive, insuficienţă renală cronică, alcaloze metabolice şi acidoze gazoase, intoxicaţii cu brom, folosirea îndelungată a diureticelor mercuriale (Tabelul XIV). Semne clinice: caracteristice afecţiunii generatoare sau date de perturbările umorale asociate, care sunt diverse şi complexe. Tabelul XIV. Clasificarea etiologică a hipocloremiilor 1. Fără scăderea concomitentă a sodiului: - acidoză respiratorie; - alcaloză metabolică; - comă diabetică; - aport exagerat de bicarbonat; - intoxicaţie cu brom. 2. Cu scăderea concomitentă a sodiului: - intoxicaţie cu apă (producţie inadecvată de ADH); - diuretice (mercuriale, tiazidice); - transpiraţii masive; - evacuare lichid de ascită (parancenteze repetate); - insuficienţă suprarenală; - insuficienţă renală (anurie); - pierderi digestive (vomă, diaree).

Biologic: Cl- = 60-90 mEq/l, traducând dezechilibrul hidroelectrolitic în care hipocloremia este un fenomen conex. O cloremie < 10 mmol/l se întâlneşte în pierderile digestive înalte.

57

Clorul

CALCIUL (Ca)

Calciul este cel mai abundent cation din organismul uman (1-1,5 kg, aproximativ 2% din greutatea corporală) dar 99% se găseşte în os şi dinţi, şi doar 1% în ţesuturi şi lichide biologice (0,1% extracelular şi plasmă). Din calciul osos, doar 4 g participă la schimburile cu celelalte sectoare (0,5% din Ca total este schimbabil). În sânge: 90-110 mg/l = 4,5-5,5 mEq/l = 2,5 mmol/l sub 2 forme: - nedifuzabil - legat de proteine – 40-50 mg/l (40%); - difuzabil (ultrafiltrabil) – 55-60 mg/l: - calciu ionizat (Ca++) = “calciu activ” (50%); - caciu neionizat, chelat de acizi organici (10%). Deoarece concentraţia de Ca ionic este critică pentru o serie de procese fundamentale, ea este menţinută în limite remarcabil de constante. La nivel intracelular, calciul este în cantitate mică, doar membranele celulare, microzomii şi mitocondriile fiind mai bogate. Hematiile sunt lipsite de calciu. Calciul interstiţial = 50 mg/l. Calcemia este datorată, pe de o parte, echilibrului dintre absorbţia digestivă a calciului alimentar şi catabolismul osos şi, pe de altă parte, dintre excreţia urinară şi fecală a calciului şi anabolismul osos, proces controlat de sistemul hormonal (parathormon) şi 1,25-dihidroxivitamina D. Aportul zilnic mediu de 800 mg/zi (20 mmol/zi) este provenit din alimentaţie, unde este legat de proteine şi acizi organici şi accesoriu sub formă anorganică (fosfat de calciu, bicarbonat de calciu, sulfat de calciu). Absorbţia calciului depinde de: gradul de ionizare al sărurilor de calciu, pHul mediului intestinal, vitamina D, PTH, mărimea aportului. Calciul nu poate fi absorbit decât ionizat. Există alimente care conţin mult calciu nedisociabil (făinoasele au fitaţi de calciu insolubili, legumele oxalaţi de Ca; excesul de fosfor din alimente duce la formarea de fosfat de Ca insolubil).

58

Dezechilibre hidro-electrolitice

Calciul este absorbit în cea mai mare parte în prima porţiune a intestinului subţire printr-un proces activ, dependent de vitamina D. Absorbţia Ca depinde de pH-ul gastrointestinal: în stomac, acidul clorhidric descompune sărurile de Ca, inclusiv proteinaţii de Ca şi se obţine clorura de Ca solubilă, ionizabilă şi absorbabilă. Mediul intestinal predominant alcalin inhibă absorbţia Ca, iar vitamina D şi PTH favorizează absorbţia. Coeficientul de absorbţie este în funcţie de aportul de Ca: aportul mic - absorbţie până la 90%, aport mare absorbţie 20% (deficienţele de Ca sunt rar întâlnite, tocmai prin capacitatea organismului de a se adapta la aport variabil). Eliminările de Ca2+ sunt 80% prin fecale – 600-1000 mg/zi = 16 mmol/zi (din care 2/3 Ca alimentar neabsorbit şi 1/3 Ca2+ endogen din sucurile digestive); 10% renale – 150-250 mg/zi = 4 mmol/zi şi eliminări cutanate mici 20-30 mg/zi = 0,73 mmol/zi. Reglarea metabolismului Ca2+, mecanism sensibil şi eficient, are loc paralel cu cea a fosforului, principalii factori care influenţează homeostazia fiind: parathormonul, calcitonina, vitamina D şi prostaglandinele. Rolul Ca2+: - element plastic celular, conferă soliditate scheletului şi dinţilor; - diminuă excitabilitatea neuromusculară, antagonizează ionul de K+, intervine în transmisia influxului nervos, declanşează contracţia miocardului şi a musculaturii netede, este inhibitor al vagului (simpaticomimetic), acţionează stabilizator asupra membranelor; - intervine în apărarea antiinfecţioasă, în generarea chininelor, în reacţia antigen - anticorp, în fixarea complementului, activează cascada de reacţii în procesul de coagulare; - are acţiune asupra pielii şi fanerelor; - stimulează secreţia de gastrină; - modulează efectele unor hormoni, intervine ca mediator al activităţii intracelulare, etc.

59

Calciul

HIPERCALCEMIA (Ca2+ > 11 mg/dl ;> 2,7 mmol/l) Hipercalcemiile, în general cu creşterea Ca++ ionic, sunt urmarea predominanţei intrărilor Ca în sectorul sanguin, mai frecvent prin eliberarea Ca din oase faţă de eliminări sau depuneri. Apare în special atunci când influxul de calciu din oase sau din intestin depăşeşte capacitatea de excreţie renală. Etiologic sunt două mari tipuri de hipercalcemie: hiperparatiroidism primar (hipersecreţie PTH) şi hiperparatiroidism paraneoplazic (din neoplasm cu liză osoasă metastatică sau secreţie tumorală aberantă de substanţe de tip PTH) (Tabelul XV). Hiperparatiroidismul primar reprezintă principala cauză a hipercalcemiei şi se întâlneşte mai ales la femei în vârstă, cu adenom benign de paratiroidă; carcinomul paratiroidian este foarte rar întâlnit. Excesul de PTH determină creşterea reasorbţiei renale de calciu, creşterea nivelului seric al vitaminei D3, stimulează absorbţia intestinală de calciu şi accelerarea turnover-ului osos cu predominenţa resorbţiei osoase. Tumorile maligne pot determina hipercalcemie prin distrucţie osoasă sau prin secreţia unor factori calcemici din celulele maligne. Diureticele tiazidice pot creşte reabsorbţia renală de calciu, efect ce poate fi înlăturat prin administrarea discontinuă. Imobilizarea prelungită, în special la tineri, determină activarea osteoclastelor, creşterea resorbţiei osoase şi hipercalcemie dacă există şi un grad de insuficienţă renală. Bolile granulomatoase cum sunt sarcoidoza, tuberculoza sau lepra, pot produce hipercalciurie şi hipercalcemie datorită conversiei 25(OH)D3 în 1,25(OH)2D3 în ţesutul granulomatos. Hipercalcemia hipocalciurică familială este o tulburare genetică cu transmitere autozomală dominantă ce determină hipercalcemie moderată, hipofosfatemie uşoară şi scăderea excreţiei renale de calciu datorită unei mutaţii la nivelul receptorului de calciu. Excesul de hormoni tiroidieni stimulează osteoclastele şi resorbţia osoasă şi poate determina hipercalcemie. Spectrul clinic al hipercalcemiilor se întinde de la simple modificări biochimice asimptomatice până la tablouri clinice care pun viaţa în pericol.

60

Dezechilibre hidro-electrolitice

Deosebim hipercalcemie simplă, depăşind cu puţin valorile normale (9 - 10,8 mg% = 2,3 - 2,7 mmol/l), hipercalcemia sindrom cu manifestări clinice (Ca > 11 mg%) dar şi criza hipercalcemică (Ca > 15 mg%). Tabelul XV. Clasificarea etiologică a hipercalcemiilor 1. Creşterea reabsorbţiei osoase (mobilizare exagerată de Ca): - hiperparatiroidism: - primar: adenom 80% din cazuri, carcinomatoză paratiroidiană 5%, hiperplazie glandulară 15% (sindrom neoplazic endocrin multiplu familial); - pseudohiperparatiroidism (hiperparatiroidism ectopic, hipersecreţie de substanţe active a resorbţiei osoase - substanţe PTH-like, prostaglandine, factori de activare a osteoclastelor): metastaze osoase, limfoame, mielom, tumori pulmonare şi mamare, hipernefromul, feocromocitom, tumori endocrine ale insulelor pancreatice, rar neoplasm de colon şi uter; - boala Paget (hipertrofia deformantă a oaselor); - hipertiroidism (osteopatie tireotoxică); - nefropatii cronice cu hemodializă repetate, faza de recuperare după insuficienţă renala acută; - tezaurismoze; - imobilizarea prelungită; - tratament cu diuretice tiazidice, săruri de litiu, primele zile ale estrogenoterapiei cancerului mamar. - hipercalcemia hipocalciurică familială benignă. 2. Creşterea absorbţiei intestinale (retenţie la nivelul altor ţesuturi decât osul): - hipervitaminoza D (intoxicaţie cu vitamina D sau AT 10); - sindromul lapte-alcaline (sindrom Burnett); - bolile granulomatoase (sarcoidoza, tuberculoza, berilioza, histoplasmoza); - insuficienţa corticosuprarenală.

61

Calciul

Semnele clinice ale hipercalcemiei sunt discrete şi necaracteristice (hipotonie şi hipoexcitabilitate musculară (musculatură striată, netedă şi cardiacă) dar reunirea tuturor manifestărilor dă naştere sindromului de hipercalcemie: - semne digestive: anorexie, xerostomie, scădere în greutate, greţuri, vărsături, constipaţie, dureri abdominale de tip ulceros (frecvent ulcere); - semne renale: (nefropatia hipercalcemică) hipercalciurie, poliurie, polidipsie, hipostenurie, deshidratare, litiază renală, colici renale, hematurie, pielonefrite secundare, insuficienţă renală (litiaza renală calcică este în 15% din cazuri datorată hiperparatiroidismului; nefrocalcinoza induce tulburări severe ale funcţiei renale); - semne neuropsihice: astenie şi hipotonie musculară, disestezii, la valori mari sindrom pseudoparalitic, apatie, depresie, somnolenţă, la valori mari stare confuzională, delir şi comă hipotonică areflexivă; - semne osoase: osteită fibrochistică cu demineralizare, fracturi, artrite (la copil “pseudogută”); - semne cardiace: extrasistole ventriculare, tahicardie ventriculară periculoasă la pacienţi digitalizaţi şi/sau hipokaliemici; - semne tardive ale hipercalcemiei indiferent de etiologie: depuneri de calciu în diferite organe: nefrocalcinoze, cheratopatia în bandă, scleroze calcifiante ale tunicilor medii arteriale. Pe electrocardiogramă - interval QT scurt Criza hipercalcemică se produce prin acutizarea sindromului hipercalcemic: vărsături, ileus paralitic, adinamie până la tetraplegie, psihoză areactivă, delir, somnolenţă până la comă, sete chinuitoare, poliurie deshidratantă, tahicardie, febră apoi oligoanurie, insuficienţă renală, stop cardiac. Vom cere calcemia la un pacient cu sete intensă şi tulburări neuropsihice instalate acut. Hipercalcemia severă (Ca > 15mg/dl) reprezintă o urgenţă majoră. Sindrom biochimic patognomonic: hipercalcemie cu hipofosfatemie. Alte semne biologice: atingere renală cu poliurie şi pierderi sodate, acidurie şi alcaloză metabolică, insuficienţă renală.

62

Dezechilibre hidro-electrolitice

HIPOCALCEMIA (Ca2+ < 3,5 mg/dl; < 1,1 mmol/l) Hipocalcemia apare atunci când cantitatea de calciu care se pierde la nivel renal este mai mare decât capacitatea de înlocuire intestinală sau osoasă. În hipoparatiroidismul postoperator sau idiopatic, deficienţa de PTH determină creşterea excreţiei renale de calciu şi scăderea absorbţiei sale intestinale. Pseudohipoparatiroidismul este o boală ereditară rară care afectează celulele ţintă ale PTH, iar pacienţii au o statură mică, obezitate şi calcificări ectopice. În prezenţa tumorilor maligne, scăderea albuminemiei induce o reducere a calciului total (nu şi a celui ionizat) (Tabelul XVI). Traumatismele cu leziuni importante, mai ales musculare, ca şi distrucţia celulară datorată chimioterapiei, determină creşterea nivelului seric al fosforului care formează complexe cu calciu, scăzându-i acestuia nivelul seric. La pacienţii cu hiperparatiroidism secundar, postoperator osul se remineralizează („sindromul osului flămând”) şi se poate însoţi de hipocalcemie severă. Deficitul de vitamină D secundar unui aport scăzut, malabsorbţiei sau unor boli cronice hepatice determină scăderea nivelului seric al calciului. Semne clinice - tulburări neuromusculare: creşterea excitabilităţii neuromusculare până la tetania manifestă (contracturi şi convulsii); - electromiogramă: multiplete, pe electrocardiogramă – alungirea intervalului QT. După Szentgyörgyi, excitabilitatea neuromusculară este dependentă de raportul: K + ⋅ PO 34− ⋅ HCO 3− Ca 2 + ⋅ Mg 2 + ⋅ H −

63

Calciul

Scăderea numitorului sau creşterea numărătorului duce la apariţia crizelor tetanice. Se observă, deci, creşterea excitabilităţii neuromusculare în hipocalcemie, hipomagnezemie sau în hiperkaliemie, în alcaloză. Pentru diferenţierea situaţiilor clinice însoţite de hipocalcemie ne putem folosi şi de următoarele date serice: • hipocalcemie cu: - fosfor scăzut: pierderi crescute de calciu urinare şi fecale, deficit de vit. D; - fosfor crescut: insuficienţă renală, scăderea PTH. • hipocalcemie cu: - pH seric normal: hipercalciurie esenţială, pierderi fecale; - pH seric scăzut: acidoză renală tubulară, insuficienţă renală. Tetania Tetania este caracterizată prin contracturi musculare tonice dureroase însoţite de parestezii. Ca sindrom clinic, tetania comportă următoarea diferenţiere: 1. Tetania latentă sau spasmofilia: - hiperexcitabilitate neuromusculară; - ± tulburări psihice, neurologice, circulatorii sau digestive. Spasmofilia are o simptomatologie polimorfă: - tulburări neuropsihice: anxietate (chiar în bufeuri), crize nevrotiforme, depresie, lipotimii, parestezii; - tulburări circulatorii: fenomene de tip Raynaud; - tulburări digestive: disfagie (senzaţia de “nod” în gât), vomă, crize colicative biliare, colon iritabil. 2. Tetania manifestă: - contracturi şi convulsii (care apar la un spasmofilic). Tetania manifestă are o simptomatologie mai clară. Accesul poate fi precedat de prodroame: slăbiciune, anxietate, furnicături, inabilitatea mişcărilor, tahicardie. Criza tetanică propriu-zisă cuprinde: contracturi izolate, contracturi şi convulsii, rare convulsii izolate.

64

Dezechilibre hidro-electrolitice

Tabelul XVI. Clasificarea etiologică a hipocalcemiilor 1. Hipoalbuminemia 2. Anomalii ale sistemului PTH: - hipoparatiroidism: ablaţie chirurgicală, procese infiltrative locale autoimune (la copil), idiopatic (iradiaţie ?); - pseudohipoparatiroidism (osteodistrofia ereditară Albricht); - hipomagnezemia: scade secreţia dar şi răspunsul periferic la PTH. 3. Tulburări în sistemul vitaminei D: - scade aportul; - scade absorbţia (gastrectomie, pancreatită cronică, by-pass chirurgical, malabsorbţie intestinală)*; - scade producţia de 25 OH-D3, boli hepatice; - scade metabolismul 25 OH-D3, fenobarbital, glutetimid, alcool; - pierderi crescute 25 OH-D3, sindrom nefrotic, circulaţie enterohepatică alterată, diaree cronică; - scăderea producţiei de 1,25 (OH)2D3, boli renale ereditare. 4. Înlăturarea calciului din ser: - hiperfosfatemia acută (aport exogen crescut, copii alimentaţi cu lapte de vacă), administrarea de laxative, producţie endogenă crescută (rabdomioliză, sindrom de liză tumorală la citostatice), perfuzii cu fosfaţi; - pancreatite acute grave cu necroză pancreatică; - alcoolism cronic; - metastaze osteoblastice (cancer de prostată şi sân); - pierderi urinare (hipercalciuria idiopatică); - chelatori de calciu (transfuzii, sânge concentrat); - alcaloze acute (reduc cantitatea de calciu ionizat). *)

malabsorbţia cu eliminarea mai mare de 10 g lipide/zi provoacă hipocalcemie chiar dacă absorbţia vitaminei D şi magneziului se face normal.

Contracturile Contracturile la mâini realizează poziţia caracteristică de “mână de mamoş” (degetele strânse în semiflexie şi adducţie a policelui aplicat fest pe faţa palmară a celorlalte degete) sau contractura în flexie a tuturor segmentelor membrului superior cu închiderea pumnului. La membrele

65

Calciul

inferioare contractură în extensie cu picior în varus equin. Contracturile se pot limita la membre (spasm carpo-pedal) sau se pot extinde la muşchii feţei (“bot de peşte”, blefarospasm) şi laringelui (laringospasm), diafragm (sughiţ), vezică urinară, etc. În timpul crizei tetanice muşchii sunt duri, contractaţi, orice rezistenţă provoacă durere. Se pot observa transpiraţii, tahicardie, agitaţie până la delir (diagnostic diferenţial cu tetanosul, meningita, intoxicaţia cu stricnină). Convulsiile pot fi asociate contracturilor (le preced, succed sau alternează cu ele). Ca simptom izolat pun probleme de diagnostic diferenţial cu epilepsia, eclampsia (la gravide), convulsiile hiperpiretice (la copil). În afara acceselor trebuiesc decelate semnele de hiperexcitabilitate neuromusculară: - semnul Chvostek - contracţie unilaterală a muşchilor feţei şi pleoapei. Percuţia nervului facial (părţile moi sub apofiza zigomatică), la jumătatea liniei dintre lobulul urechii şi comisura bucală, poate da răspuns bucal, contractura hemifaciesului sau/şi contractura părţii opuse; - semnul Trouseau - ischemia induce spasm carpopedal. Compresiunea 3 minute a braţului cu un garou sau cu manşeta tensiometrului peste valoarea sistolică provoacă contractura tetanică a muşchilor antebraţului şi mâinii; - semnul Weiss: contractura orbicularului pleoapei prin percuţia unghiului extern al orbitei; - semnul Lust: abducţia şi flexia dorsală a piciorului prin percuţia nervului sciatic popliteu extern la gâtul peroneului; - proba hiperventilaţiei: apariţia de contracturi tetanice după o hiperventilaţie de 3 minute (se poate face cu proba Trouseau); - sindrom electric: hiperexcitabilitatea de stimulare, scăderea reobazei şi creşterea cronaxiei cu hiperpnee; - EMG: unde repetitive duplete, triplete şi multiplete; - EKG: alungirea intervalului QT - sindrom biologic: după Szentgyögyi, scăderea calciului şi a magneziului pot da crize tetanice, ca şi creşterea potasiului şi alcaloza.

66

Dezechilibre hidro-electrolitice

Osteoporoza Reprezintă o cauză importantă a fracturilor la femeile în postmenopauză cu balanţă negativă a Ca2+(40-120 mg/zi). Pierderile de calciu din os la nivel cortical sau trabecular, determină creşterea fragilităţii osoase şi riscul de fracturi. Hipercalciuria resorbtivă – se caracterizează prin creşterea eliminării renale de calciu în condiţiile imobilizării prelungite după chirurgie ortopedică sau la nivelul coloanei vertebrale. Se poate asocia cu creşterea riscului de litiază renală. Biologic: - Ca seric total < 8,5 mg/dl sau < 2 mmol/l - Ca2+ seric < 4,5 mg/dl sau < 1,1 mmol/l - tehnici de densitometrie osoasă care pot determina gradul de mineralizare a osului.

67

Calciul

FOSFORUL (P)

Valoarea plasmatică normală este de 0,98-1,44 mmol/l sau 2,8-4,5 mg/dl. Concentraţia sa este mai mare la copii şi scade apoi la adolescent şi adult. Metabolismul acestui element este strâns legat de cel al Ca2+-lui. În oase, 75% din fosfaţi se găsesc legaţi de Ca2+ şi numai o mică parte de Mg2+, Na+ şi K+. În celulă, fosforul se găseşte în cantitate de 110 mEq/l de apă intracelulară. Fosforul plasmatic se află sub formă de fosfaţi anorganici dar şi fosfor ultrafiltrabil cât şi legat de proteine. Nevoile de fosfor nu sunt precizate (circa 1-2 g/zi). Raportul Ca/P în alimentaţia spontană este, în medie, de 1-1,7. Fosforul organic se eliberează în intestin sub acţiunea fosfazei alcaline şi se absoarbe sub nivelul de absorbţie a Ca2+. Fosforul anorganic se absoarbe bine dacă nu există un exces de Ca, Mg, Fe sau Al (dau săruri insolubile cu fosfaţii). Vitamina D stimulează absorbţia intestinală a fosforului şi scade excreţia sa renală. După ce este filtrat glomerular, peste 80% se reabsoarbe la nivelul tubului proximal şi o cantitate mai redusă la nivelul tubului distal. Scăderea aportului creşte reabsorbţia. Parathormonul măreşte fosfaturia prin lipsa de reabsorbţie tubulară a fosforului. Există o interdependenţă între absorbţia Ca şi P. În lipsa fosfatului, calciul nu se depozitează. Rolul fosforului în organism: - este un element esenţial al structurilor celulare, intervine în menţinerea presiunii osmotice intracelulare şi a echilibrului acidobazic; - este indispensabil în metabolizarea hidraţilor de carbon şi joacă rol esenţial în stocarea energiei sub formă de ATP; - intră în compoziţia enzimelor di şi trifosfopiridinnucleotidază; - face parte din structura acizilor nucleici, deci din substratul genetic din patrimoniul nostru ereditar.

68

Dezechilibre hidro-electrolitice

HIPERFOSFATEMIA (P > 1,5 mEq/l) Creşterea aportului exogen de fosfaţi sau supradozajul vitaminei D, copiii prematuri hrăniţi cu lapte de vacă pot dezvolta hiperfosfatemie, care este un factor important în patogenia tetaniei neonatale. Sindromul de liză tumorală, care apare în cazul creşterii accelerate sau după chimioterapie, se însoţeşte de hiperfosfatemie (Tabelul XVII). Rabdomioliza masivă eliberează cantităţi mari de mioglobină care poate induce insuficienţă renală acută cu scăderea eliminării renale de fosfor. Hipoparatiroidismul, acromegalia şi tireotoxicoza reduc, de asemenea, excreţia urinară de fosfor. Tabelul XVII. Clasificarea etiologică a hiperfosfatemiilor Creşterea aportului exogen: - aport crescut, perfuzii cu fosfaţi; - prematuri alimentaţi cu lapte de vacă; - exces de vitamină D cu creşterea absorbţiei gastro-intestinale; - intoxicaţie acută cu fosfor. Creşterea aportului endogen: - sindromul de liză tumorală; - rabdomioliză; - infarct mezenteric; - hipertermie malignă; - hemoliză; - acidoză respiratorie şi metabolică. Scăderea excreţiei urinare: - insuficienţă renală acută şi cronică; - hipoparatiroidism; - acromegalie; - intoxicaţie cu vitamina D; - terapie cu bifosfonate; - hipomagneziemie. Pseudohiperfosfatemia: - mielom multiplu; - hipertrigliceridemia.

69

Fosforul

Creşterea concentraţiilor serice ale calciului şi fosforului poate determina depunerea de calciu în ţesuturile moi.

HIPOFOSFATEMIA (P < 0,97mmol/l; < 2,5 mg/dl) Mecanismele fiziopatologice includ redistribuirea internă, creşterea excreţiei urinare şi scăderea absorbţiei intestinale. Se asociază frecvent cu alcaloză respiratorie acută, creşterea insulinemiei în timpul administrării de glucoză, revenirea după cetoacidoză diabetică şi realimentarea pacienţilor în denutriţie (Tabelul XVIII). Aceste condiţii stimulează glicoliza, cu formarea unor compuşi fosforilaţi şi, deci, intrarea fosforului în celule. Scăderea sintezei de vitamină D ca urmare a expunerii insuficiente la soare sau aport inadecvat determină hipofosfatemie, hipocalcemie. Peste 30% din pacienţii cu tumori maligne prezintă hipofosfatemie datorită pierderilor renale după diureză osmotică, inhibiţia anhidrazei carbonice cu acetazolamidă, expansiune volemică acută sau transplant renal. Diareea cronică şi steatoreea pot reduce absorbţia intestinală a fosforului. Simptomatologia clinică a tulburărilor metabolismului fosforului este strâns legată de a celorlalţi ioni Mg2+, Na+ dar mai ales Ca2+. În hiperparatiroidismul primar şi secundar, hiperfosfaturia este consecinţa acţiunii directe la nivel tubular a PTH dar şi a tulburărilor metabolismului calcic consecutiv sau concomitent. Hipoparatiroidismul determină hipocalcemie, care se asociază cu hipofosfatemie şi hiperfosfaturie. În pseudohipoparatiroidism nivelul PTH este normal dar el este ineficace pe receptori. Rahitismul familial hipofosfatemic vitamino-D rezistent este determinat de leziuni tubulare congenitale care reduc capacitatea de reabsorbţie a fosfaţilor dar şi a glucozei şi aminoacizilor, cum se întâmplă şi în sindromul Fanconi. Manifestări clinice: - miopatie proximală până la rabdomioliză în cazuri severe; - disfagie şi ileus paralitic; - insuficienţă respiratorie dată de slăbiciunea muşchilor respiratori; - hemoliză, trombocitopenie şi tulburarea fagocitozei;

70

Dezechilibre hidro-electrolitice

-

tulburări ale contractilităţii miocardice; encefalopatie metabolică dată, probabil, de ischemia tisulară. Tabelul XVIII. Clasificarea etiologică a hipofosfatemiilor

Redistribuire internă: - acidozele metabolice după tratament (fosforul intră în celulă); - alcaloze respiratorii (durere, anxietate, sepsis, intoxicaţie cu salicilaţi); - alimentaţie parenterală şi realimentaţia după denutriţie (retenţie hidrosalină şi edem); - administrarea de insulină, glucagon, adrenalină, cortizol, glucoză, fructoză; - sepsis; - sindromul „osului flămând”. Creşterea excreţiei urinare: - hiperparatiroidism; - tulburarea metabolismului vitaminei D; - transplant renal; - expansiune volemică; - defecte tubulare renale; - intoxicaţia alcoolică; - inhibarea anhidrazei carbonice; - acidoză metabolică sau respiratorie. Scăderea absorbţiei intestinale: - malabsorbţie cu deficit de vitamina D; - tratament cu antiacide: hidroxid de aluminiu, carbonat de aluminiu (împiedică absorbţia); - diaree cronică sau steatoree; - aport foarte scăzut de fosfor.

71

Fosforul

POTASIUL (K+)

Este cationul specific intracelular. Organismul uman conţine 4854 mEq/kg corp, adică 3500-3800 mEq de K, din care 98 în celulă (3000 mEq), 60 mEq în sectorul extracelular iar restul fixat în ţesuturile conjunctiv şi osos. Intracelular se află 135-155 mEq/l de apă intracelulară, deci de 30 de ori mai mult decât în fluidul extracelular. Kaliemia normală este de 3,7- 5,3 mEq/l (în lichidul interstiţial concentraţia de K+ este similară cu cea plasmatică, 90% din K se găseşte sub formă ionică). Aportul minim zilnic de K este de 0,5 g dar o alimentaţie normală aduce zilnic 2- 6 g de K. Absorbţia are loc în intestinul subţire printr-un transport facilitat de ATP-aza Na+-K+ dependentă. Excreţia K este de 80-90% renală, 5-15% pe cale digestivă şi 5% sudorală. Reglarea metabolismului K+ În adaptarea rapidă a kaliemiei, principala forţă care menţine K+ în interiorul celulei este electronegativitatea acesteia, creată iniţial prin transport activ cu ajutorul Na+/K+- ATP-azei care exportă 3 ioni de Na+ din celulă la schimb cu 2 ioni de K+. Metabolismul K+ este reglat şi de sistemul neuroendocrin: insulina şi catecolaminele favorizează pătrunderea K+ în celule. În condiţii de acidoză, majoritatea H+ sunt tamponaţi în spaţiul intracelular. Când H+ pătrunde în celulă la schimb cu Na+, celula devine mai puţin electronegativă, iar cantitatea de Na+ disponibilă transportorului Na+/K+- ATP-ază scade ca şi cantitatea de K+ intracelulară (figura 12). Astfel, hiperkaliemia care apare la un pacient cu acidoză lactică sau cetoacidoză se datorează afectării tisulare şi/sau deficitului de insulină.

72

Dezechilibre hidro-electrolitice

Reglarea pe termen lung a balanţei potasiului în organism se realizează la nivel renal. 90% din K+ filtrat la nivel renal este reabsorbit pasiv împreună cu Na+ şi apă în tubul contort proximal şi ansa Henle. Deci, cantitatea de K+ care ajunge la nivelul nefronului distal este aproximativ egală cu ingestia zilnică de K+. Secreţia sau reabsorbţia la nivelul ductului colector cortical a K+ apare în situaţia unui exces sau, respectiv, a unei pierderi de K+. Forţa care determină secreţia de K+ este reprezentată de un gradient electrochimic favorabil de-a lungul membranei luminale. Datorită acţiunii pompei Na+/K+- ATP-azei, concentraţia intracelulară a K+ o depăşeşte pe cea din lumen. Gradientul electric creat prin reabsorbţia Na+-ului determină o diferenţă de potenţial transepitelial negativ care favorizează secreţia de K+. Secreţia de K+ este reglată de 2 stimuli fiziologici: aldosteronul şi hiperpotasemia.

Figura 12. Mecanisme de transport transmembranar al potasiului Rolul potasiului în organism - K este indispensabil desfăşurării fenomenelor electrice de membrană, joacă rol în contracţia fibrei musculare (striată, netedă şi cardiacă); - are rol în anabolismul proteic şi în procesul de glucogeneză;

73

Potasiul

-

-

-

K domină procesele osmotice intracelulare (reprezintă jumătate din forţele necesare izotoniei celulare, pierderea sa duce la deshidratarea intracelulară); K participă la echilibrul acidobazic (se elimină competitiv cu H+ la nivelul tubului contort distal; în acidoză K iese din celulă şi în alcaloză intră); joacă rol în sinteza de acetilcolină, în fenomenele respiratorii ale celulei nervoase, reglează activitatea sistemului parasimpatic; are rol diuretic; rolul K în excitabilitatea neuromusculară este de mare importanţă (antagonism Ca-K după formula Szentgyörgyi).

Figura 13. Modificări electrocardiografice în hipo- şi hiperpotasemie

HIPERPOTASEMIA (K+ > 5mEq/l) Definită ca o concentraţie plasmatică a K+ mai mare de 5 mmol/l, apare ca rezultat atât al eliberării K+ din celule, cât şi al scăderii eliminării sale renale (Tabelul XIX). Creşterea ingestiei de K+ este rareori singura cauză a hiperpotasemiei, datorită fenomenului de adaptare care asigură o excreţie rapidă a K+ ca răspuns la creşterea aportului din dietă. Hiperpotasemia iatrogenă poate apare prin administrarea parenterală exagerată de K+ sau în caz de insuficienţă renală. Hemoliza intravasculară, sindromul de liză tumorală şi rabdomioliza determină eliberarea K+ din celule ca urmare a distrucţiei celulare. Acidoza metabolică se poate asocia cu hiperpotasemie rezultată prin tamponarea

74

Dezechilibre hidro-electrolitice

intracelulară a H+. Deficitul de insulină şi osmolalitatea crescută stimulează ieşirea K+ din spaţiul intracelular. Hiperpotasemia poate apare în cazul toxicităţii digitalice severe determinată de inhibiţia pompei Na+K+ATP-ază. Relaxantele musculare, cum ar fi succinilcolina, pot creşte concentraţia plasmatică a K+, mai ales în caz de traumatisme masive, arsuri sau boli neuromusculare. Hiperpotasemia cronică este întotdeauna asociată cu scăderea secreţiei renale de K+. Hipoaldosteronismul hiporeninemic, sindrom caracterizat prin nivele scăzute de renină şi aldosteron, apare în insuficienţa renală moderată, nefropatia diabetică sau afecţiunile cronice tubulo-interstiţiale, iar pacienţii au un răspuns scăzut kaliuretic la mineralocorticoizi. AINS inhibă secreţia de renină şi prostaglandine renale vasodilatatoare, având ca rezultat scăderea ratei filtrării glomerulare şi a secreţiei de K+. Hiperpotasemia complică frecvent insuficienţa renală acută oligurică prin creşterea eliberării de K+ de la nivel celular (acidoză, catabolism) şi scăderea excreţiei. Creşterea ratei secreţiei de K+ per nefron compensează în insuficienţa renală cronică scăderea masei renale, dar acest mecanism adaptativ nu mai este suficient când rata filtrării glomerulare este mai mică de 10- 15 ml/min sau apare oliguria. Semne clinice: - nespecifice: iritabilitate, anxietate, crampe abdominale, diaree; - neurologice - astenie, slăbiciune musculară, parestezii până la paralizii, mai ales la membrele inferioare, hipoventilaţie (dacă sunt afectaţi muşchii respiratori); - cardiovasculare (bradicardie, hipotensiune arterială, aritmii tahicardie sau chiar fibrilaţie ventriculară, oprire cardiacă); - EKG - creşterea amplitudinii undei T sau unde T ascuţite, alungirea intervalului PR şi a duratei complexului QRS, întârzierea conducerii atrio-ventriculare şi dispariţia undelor P (figura 13). Semnele de hiperpotasemie pot fi discrete sau absente în prezenţa hipernatremiei sau hipercalcemiei concomitente.

75

Potasiul

Diagnostic de laborator: K+ seric > 5mmol/l Răspunsul renal normal la hiperpotasemie este o excreţie de cel puţin 200 mmol/zi de K+. Secreţia de K+ la nivel renal poate fi apreciată cu ajutorul TTKG. TTKG < 10 implică o scădere a secreţiei de K+ dată de hipoaldosteronism, cât şi de rezistenţa renală la efectele mineralocorticoidului (figura 14). Tabelul XIX. Clasificarea etiologică a hiperpotasemiilor 1. Aport excesiv de potasiu: administrare orală sau i.v. de clorură de potasiu, alte preparate de K. 2. Scăderea eliminărilor renale: insuficienţă renală acută, insuficienţă renală cronică stadiul terminal, insuficienţă corticosuprarenală, sindrom de hipoaldosteronism hiporeninemic, scăderea sensibilităţii tubului renal la aldosteron, tratament cu diuretice economizatoare de K+ (aldactonă, triamteren), depleţie sodică. 3. Eliminarea de K din celulă: acidoză metabolică şi respiratorie, deficienţă insulinică mai ales la pacienţii cu insuficienţă renală sau stări catabolice, hemoliză, liza celulelor leucemice, hipoxie severă, medicamente (heroină, substanţe α-adrenergice, succinilcolină). Tratament Se identifică sursele de K+ şi se restricţionează aportul lor (alimentaţie per os, parenterală/enterală, soluţii perfuzabile cu K+). Se urmăreşte creşterea eliminărilor de K+: - digestiv: răşini schimbătoare de ioni; - urinar: forţarea diurezei cu diuretice (mai ales de ansă). Se poate face hemodializă la persoanele cu hiperpotasemie şi insuficienţă renală. Se urmăreşte creşterea intrării potasiului în celule, prin administrarea de bicarbonat de sodiu sau glucoză şi insulină. Pentru a îndepărta pericolul efectelor hiperpotasemiei la nivel miocardic, se administrează săruri de calciu care restabilesc potenţialul de membrană al celulei cardiace.

76

Dezechilibre hidro-electrolitice

TTKG = UKPosm/PKUosm U – urina P – plasma

Figura 14. Algoritm clinic de diagnostic în hiperpotasemie (The Washington Manual of Medical Therapeutics)

77

Potasiul

HIPOPOTASEMIA (K+ < 3,5 mEq/l; < 3,5 mmol/l) Concentraţia scăzută a potasiului seric este, probabil, cea mai des întâlnită tulburare electrolitică în practica medicală. Se defineşte ca fiind o valoare mai mică de 3,5 mmol/l a potasiului seric. Hipokaliemia este, în general, bine tolerată la persoanele sănătoase, dar poate pune viaţa în pericol atunci când este severă. La pacienţii cu boli cardiovasculare hipopotasemia poate creşte riscul de morbiditate şi mortalitate, chiar dacă este moderată sau uşoară. Tabelul XX. Clasificarea etiologică a hipopotasemiilor 1. Scăderea aportului de K+ (rar): aport parenteral fără K+, inaniţie, anorexie, alcoolism, malnutriţie. 2. Creşterea eliminărilor de K+: - pierderi digestive: înalte (vărsături – stenoză pilorică, diaree, aspiraţii gastrice) sau joase (tumori viloase intestinale, sindrom Zollinger-Ellison); ureteroenteroanastomoze, laxative, diaree cronică sau hiperaldosteronism secundar, antibioterapie; - pierderi renale: sindrom Bartter, hiperaldosteronism primar şi secundar, sindrom Cushing (hipercortizolemie endogenă sau exogenă), sindrom Fanconi (aminoaciduria), sindrom LightwoodAlbright, nefrita care pierde potasiu, deficienţă tubulară genetică a excreţiei de potasiu, poliurie osmotică (manitol-glucoză, soluţii hipertone), cetoacidoză diabetică, deficit de Mg, reluarea diurezei după insuficienţă renală acută, abuz diuretic, tratament cu amfotericina B, carbenicilina, etc. 3. Captare celulară de potasiu: creşterea insulinemiei, insulinom, reconstituirea rezervelor glicogenice (perfuzii de glucoză şi insulină), tratamentul cetoacidozei, nutriţie parenterală, alcaloză (corecţia acidozei), intoxicaţii cu bariu, în tratamentul anemiilor megaloblastice şi al leucemiilor, administrare de agonişti β - adrenergici sau creşterea activităţii β - adrenergice, perioade de reparare tisulară după arsuri, traumatisme, inaniţie.

78

Dezechilibre hidro-electrolitice

Hipokaliemia este, cel mai frecvent, rezultatul pierderilor de potasiu, dar poate apare prin intrarea potasiului în celulă sau secundar unui tratament medicamentos (Tabelul XX). Rareori scăderea ingestiei reprezintă singura cauză de depleţie a K+lui, dar dietele sărace în potasiu pot exacerba hipopotasemia secundară pierderilor crescute gastrointestinale sau renale. Transpiraţia excesivă poate determina depleţie de K+ prin creşterea pierderilor tegumentare şi renale de K+. Hiperaldosteronismul secundar scăderii volumului extracelular creşte excreţia de K+ în urină. În mod normal, pierderea de K+ în scaun ajunge până la 5-10 mmol/zi într-un volum de 100 - 200 ml. Hipopotasemia consecutivă creşterii pierderilor gastrointestinale poate apare la pacienţii cu diaree profuză, adenoame viloase sau abuz de laxative (Tabelul XXI). Tabelul XXI. Cauze de pierderi gastrointestinale de K+ Diareea infecţioasă: - Holera - Salmonella - Strongiloides - Yersinia - diareea asociată cu HIV Tumori: - vipom - adenom vilos al colonului - sindrom Zollinger-Ellison By pass jejunoileal Fistulă enterică Malabsorbţie Defecte ale transportorilor ionici intestinali - diareea clorică congenitală Terapia din cancer: - chimioterapia - enteropatia postradică Geofagia

79

Potasiul

Cele mai multe cauze de hipopotasemie cronică sunt date de pierderea renală de K+ (Tabelul XXII). Excesul de mineralocorticoizi determină, în mod constant, hipopotasemie. Hiperaldosteronismul primar este dat de o afectare a secreţiei de aldosteron de către un adenom suprarenalian (sindromul Conn), de un carcinom sau de hiperplazia corticosuprarenală. Există mai multe condiţii asociate cu hiperreninemie care determină hiperaldosteronism secundar şi pierderi renale de K+. Niveluri crescute de renină sunt observate atât în hipertensiunea arterială renovasculară, cât şi în cea malignă. Tumorile secretante de renină ale aparatului juxtaglomerular sunt o cauză rară de hipopotasemie. Alte tumori secretante de renină sunt carcinomul renal, carcinomul ovarian şi tumora Wilms. Tabelul XXII. Cauze de pierdere renală de K+ Exces de mineralocorticoizi Hiperaldosteronism primar - Adenom adrenalian - Carcinom adrenalian - Hiperplazie suprarenaliană Hiperplazie suprarenaliană congenitală - Deficit de 11β-hidroxilază - Deficit de 17α-hidroxilază Tumori secretante de renină Sindrom Cushing Aldosteronism care răspunde la glucocorticoizi HTA renovasculară HTA malignă Vasculite Exces aparent de mineralocorticoizi Sindrom Liddle Deficit de 11β-hidroxisteroid dehidrogenază Anomalii ale transportorului Na+-ClSindrom Bartter Sindrom Gitelman

80

Dezechilibre hidro-electrolitice

Hipopotasemia este principala manifestare a acidozei tubulare distale renale. Hipokaliemie severă şi deseori refractară apare la pacienţii cu leucemie limfoblastică sau monomieloblastică printr-un mecanism încă necunoscut de creştere a excreţiei K+-lui. Diureza osmotică determinată de glicozuria din diabetul zaharat necontrolat antrenează o excreţie crescută de K+. Transportul de K+ în celulă poate scădea tranzitoriu concentraţia plasmatică a K+ , fără a modifica conţinutul total al organismului în K+. Alcaloza metabolică este deseori asociată cu hipopotasemie, atât ca rezultat al pătrunderii acestuia în celule cât şi pierderilor excesive renale sau gastrointestinale de K+. Tabloul clinic • Semne generale: iritabilitate, anorexie, vărsături, sete, astenie, în cazuri severe obnubilare şi comă. • Semne neurologice: abolirea răspunsului idiomuscular, astenie şi hipotonie musculară; rar paralizii flasce (periferice şi ale musculaturii respiratorii), atonie gastrică, constipaţie, meteorism prin ileus paralitic, hipoventilaţie (prin afectarea muşchilor respiratori). O formă clinică particulară este paralizia hipokaliemică paroxistică familială: apare după eforturi, stress-uri sau prânzuri dulci, tratament cu corticoizi, administrare de glucagon şi dispare la redresarea kaliemiei. • Semne renale: nefropatie kaliopenică, poliurie. • Semne cardiovasculare: la pacienţii cu ischemie miocardică, insuficienţă cardiacă sau hipertrofie ventriculară stângă, hipopotasemia chiar uşoară poate determina aritmii, extrasistole până la oprirea inimii. Depleţia de potasiu creşte tensiunea arterială sistolică şi diastolică. • Semne clinice tardive: accelerarea pulsului, TA cu diferenţială mare. • ECG: scade amplitudinea şi inversarea undei T, subdenivelarea ST, alungirea QT, creşterea undei U.

81

Potasiul

• Diagnostic biologic (figura 15): K+ seric < 3,5 mEq/l K+ urinar < 15 mmol/zi Gradientul transtubular de K+ (TTKG) Concentraţia K+ în lumenul tubilor colectori ([K+]DCC = [K+]u/[osmu/osmp]) TTKG = [K+]DCC/[K+]p unde osmu= osmolalitatea urinară osmp= osmolalitatea plasmei • Semne biologice asociate (unele cauză, altele consecinţa hipokaliemiei): - tulburări acidobazice: acidoza care pierde alcaline prin diaree; alcaloză dacă sunt pierderi acide prin vomismente sau prin “acidurie paradoxală”; - tulburări renale: poliuria hipotonică, insuficienţă renală funcţională, retenţia de Na. Tratament Tratamentul constă în administrarea de potasiu, cel mai uzual KCl tablete sau soluţii. Administrarea per os sau pe sondă naso-gastrică duce la o corecţie lentă a hipopotasemiei, în 2-5 zile. Se administrează 40-80 mEq x 3-8 ori / zi. Administrarea parenterală se face pe venă periferică sau abord venos central în funcţie de gravitatea hipopotasemiei şi întotdeauna sub control electrocardiografic. Soluţia de KCl (7,4%) se foloseşte ca adaos în soluţii perfuzabile, realizându-se o administrare de 10-20 mEq/oră până la 40 mEq/oră în cazuri severe (K < 2 mEq/l).

82

Dezechilibre hidro-electrolitice

TTKG –gradient potasic transtubular

Figura 15. Algoritm de diagnostic clinic în hipopotasemie (The Washington Manual of Medical Therapeutics)

83

Potasiul

MAGNEZIUL (Mg)

Magneziul total al organismului uman este de 20-25 g (1600-2000 mmol). Concentraţia plasmatică a Mg2+ este de 1,7-2,8 mg/dl (0,75-1,2 mmol/l). Intracelular este al doilea cation după K+ şi variază între 15-35 mEq/l. Se găseşte în spaţiul mitocondrial şi în nucleu. În eritrocite, Mg2+ = 5,2±0,34 mEq/l la o concentraţie plasmatică de 1,80±0,13 mg/dl. Din cantitatea totală de Mg2+ , 60% se află depozitat la nivelul osului (14 g) care, în caz de bilanţ negativ, este mobilizat preferenţial. În regnul vegetal Mg2+-ul constituie elementul central al clorofilei. Din alimentaţie se obţine zilnic 300-400 mg ce se absoarbe 60-70% în tot tractul digestiv (mai ales în intestinul subţire prin difuziune facilitată). Se absorb mai uşor sărurile disociabile: clorura de Mg, acetat, glutamat şi lactat de Mg. Ca şi la Ca2+ , există substanţe cu care Mg2+ formează compuşi insolubili (acid fitic, acizi graşi, exces de fosfaţi) şi absorbţia depinde de aport (dieta cu 550 mg Mg2+ atrage o absorbţie de 23 % iar una de 22 mg o absorbţie de 75%). Necesarul zilnic de Mg este de 6-8 mg/kg corp. În organism, viscerele captează Mg2+ diferit. Cel mai avid de Mg2+ este miocardul. Vitamina B6 ca şi regimul sărac în Ca2+ măresc absorbţia Mg2+. Eliminarea Mg2+-ului este preponderent urinară, adaptabilă după aport (din cantitatea de Mg2+ filtrată cea mai mare parte este reabsorbită în ansa Henle prin mecanism activ), influenţată de calcitonină, glucagon, aldosteron. Zilnic se elimină 6-20 mEq (o treime din aport) dar scade la 10% în caz de regim carenţat. Alcoolul creşte eliminările. Excreţia urinară a Mg2+ este paralelă cu a Ca2+ şi Na+ şi dependentă de echilibrul acidobazic (acidozele metabolice cresc magneziuria).

84

Dezechilibre hidro-electrolitice

Magneziul influenţează: - Excitabilitatea neuromusculară: diminuă la nivelul musculaturii viscerale netede (bronşii, arteriole, tract gastro-intestinal, căi biliare, uter) şi miocardice (inhibă centrii ectopici cardiaci). Constricţia vasculară se produce după legea lui Maxwell: Na+ + Ca++ / K+ + Mg++ = 1 Ca antagonist al Ca2+, Mg2+-ul este vasodilatator şi antispastic. Deficitul induce spasme arteriolare (coronariene, cerebrale, periferice). - Tonusul funcţional nervos: la nivel cerebral şi periferic (simpatico-parasimpatic); deficitul induce instabilitate nervoasă cu răsunet visceral complex. Magneziul realizează o protecţie antistress. În absenţa sa moderatoare sistemul adrenergic provoacă tahicardie şi aritmie. - Energia şi metabolismul intracelular, prin numărul mare de enzime dependente (peste 300) de magneziu condiţionează sintezele proteice şi de acizi nucleici, metabolismele glucidic, protidic şi lipidic. În lipsa Mg performanţa specifică a organelor diminuă; influenţează fibrinoliza, scade agregabilitatea plachetară. - Procesele de apărare infecţioasă: deficitul de magneziu creşte riscul infecţios pentru unele organe cum ar fi respirator, urinar, digestiv. - Procesele imunitare şi anafilactice: deficitul de Mg2+ perturbă homeostazia imună şi predispune la reacţii alergice.

HIPERMAGNEZEMIA (Mg > 1,2mmol/l;> 3mg/dl) Se întâlneşte rar în clinică şi, de obicei, este iatrogenă (Tabelul XXIII); provoacă hipotensiune, tulburări de conducere cardiacă (bradicardie), depresie respiratorie, vagi semne digestive (greţuri, vărsături) şi depresia activităţii neurologice – scăderea ROT profunde, depresie, somnolenţă. Simptomele dispar la administrarea de Ca care antagonizează Mg.

85

Magneziul

Tabelul XXIII. Clasificarea etiologică a hipermagnezemiei 1. După administrarea exagerată de Mg (i.v. sau per os) 2. În cadrul unor afecţiuni: boala Addison, insuficienţă renală acută şi cronică, hipotiroidism, sindrom Cushing, deshidratare importantă.

HIPOMAGNEZEMIA (Mg < 0,75 mmol/l;< 1,7mg/dl) În general, pierderile renale şi gastrointestinale reprezintă principala cauză de hipomagneziemie (Tabelul XXIV). Depleţia gastrointestinală apare în diaree acută sau cronică, malabsorbţie, după rezecţie intestinală întinsă. Există şi o tulburare înnăscută de metabolism (hipomagneziemia intestinală primară) caracterizată printr-un defect de absorbţie al magneziului, dar hipomagneziemia se poate observa şi în pancreatita acută. Pierderile urinare de Mg apar prin scăderea reabsorbţiei tubulare a acestuia şi însoţesc hipercalciuria, nefrocalcinoza şi tulburările de acidifiere tubulară. Administrarea de diuretice tiazidice sau de ansă inhibă reabsorbţia de 2+ Mg , dar determină hipomagneziemie şi prin depleţie de volum. Pierderile renale de Mg2+ pot fi secundare diurezei osmotice şi glicozuriei din diabetul zaharat. Hipomagneziemia apare în consumul de alcool sau al substanţelor nefrotoxice (antibiotice aminoglicozide, cisplatin, amfotericina B, ciclosporina şi pentamidina). Lipsa Mg produce manifestări neuromusculare şi comportamentale care amintesc de lipsa de Ca (spasmoritmicitate adică spasmofilie). Simptomele se pot grupa astfel: - tulburări neuromusculare: astenie, fatigabilitate, fasciculaţii musculare, mialgii, clonus palpebral, anxietate, vertij, ataxie, depresie, semnul Chvostek şi Trousseau pozitiv (în parte prin hipocalcemia asociată); - tulburări gastrointestinale: inapetenţă, greţuri, tulburări de tranzit; - tulburări cardiorespiratorii: tahicardie, aritmii ventriculare, sincope, senzaţie de apăsare toracică; - tulburări metabolice: hiposecreţie paratiroidiană, litiază renală, cataractă;

86

Dezechilibre hidro-electrolitice

- EMG: activitate repetitivă care arată hiperexcitabilitatea neuromusculară, diselectrolitică; - EKG: alungirea intervalului PR, negativarea undei T, apariţia undei U; - osoase: osteoporoză şi osteomalacie. Tabelul XXIV. Clasificarea etiologică a hipomagnezemiei 1.

2.

3. 4.

Aport scăzut (inferior pierderilor): alimentaţie săracă în Mg dezechilibrată, ciroză hepatică (în intestin Mg cuplat cu amoniac), sindrom de malabsorbţie – cancer, rezecţie, colită, insuficienţă pancreatică. Eliminări crescute: - digestive: sindrom de malabsorbţie (de diverse cauze), vărsături, aspiraţii gastrice, abuz de purgative; - renale: diuretice (tiazidice şi de ansă), hiperaldosteronismul primar, hiperparatiroidism primar, hipertiroidie, acidoză tubulară renală, nefrita care pierde Mg, intoxicaţie alcoolică, medicamente (gentamicina, ciclosporina, digoxin, pentamidine). Captare celulară de Mg: cetoacidoza diabetică, după tratament insulinic. Hipomagnezemia idiopatică. Diagnostic: Mg2+ seric < 0,75 mmol/l Măsurarea excreţiei urinare de Mg2+ în 24 ore.

87

Magneziul

88

Dezechilibre acido-bazice

DEZECHILIBRE ACIDO-BAZICE

Menţinerea homeostaziei acido-bazice este o funcţie vitală a organismelor vii. Dezechilibrele acido-bazice au consecinţe negative şi, atunci când sunt severe, ameninţă însăşi viaţa. Rinichii, plămânii şi ficatul joacă roluri importante în menţinerea homeostaziei acido-bazice şi a pH-ului sanghin. Rinichii elimină acizii si regenerează bicarbonatul, plămânii reglează îndepărtarea acidului carbonic modificând frecvenţa respiratorie şi ficatul îndepărtează şi reciclează lactatul. Prin urmare, pacienţii cu boală renală cronică avansată, boli hepatice sau respiratorii au risc crescut de dezechilibre acidobazice în cursul bolilor acute. Analize ca rezerva alcalină sau cloremia nu sunt uzuale, dar ele trebuie solicitate deoarece acidemia severă duce la insuficienţă cardiacă şi scăderea tonusului vascular, pe când alcalemia severă duce la instabilitatea muşchiului cardiac şi scheletal. Procesele chimice ale organismului generează continuu acizi. Zilnic, metabolismul glucidelor, proteinelor şi lipidelor produce aproximativ 1mEq de ioni hidrogen pe kg de greutate corporală. Principalele surse acide, proteice şi lipidice sunt: aminoacizii sulfuraţi (cistină, cisteină, metionină), generatori de acid sulfuric; fosfoproteine şi fosfolipide, generatoare de acid fosforic; nucleoproteine, sursă minoră de acid uric. În afara acestor acizi nevolatili cu eliminare renală, în procesele metabolice rezultă în mod

89

Dezechilibre acido-bazice

normal bioxid de carbon care, în lichidele biologice, devine acid. Deşi concentraţia ionilor de hidrogen liberi în lichidele biologice este extrem de mică (40 nEq/l), protonii sunt atât de activi încât modificări mici în concentraţia lor influenţează mult procesele biologice. Proprietăţile cu totul particulare ale apei îi conferă privilegiul de a fi mediul indispensabil al proceselor vitale, dar şi participant activ (molecula de apă este un dipol). Teoria modernă a lui Brönsted-Lowry aplicată sistemelor biologice defineşte acidul ca o moleculă sau ion care eliberează un proton, iar baza o moleculă sau ion care acceptă un proton. În realitate, există o pereche acidbază (pentru ca un acid să poată disocia este nevoie ca în soluţie să existe o bază care să fixeze protonii proveniţi din disociere). Putem simboliza un acid slab ipotetic cu “HA”- constituit dintr-un proton H+ şi o structură încărcată negativ A- (anion) baza sa conjugată. Deci, soluţiile tampon conţin atât HA dizolvat cât şi A- dizolvat. Soluţiile tampon sunt obţinute în general amestecând HA cu o sare a A- (de ex. NaA care disociază în Na+ şi A-) în apă.

Figura 16. Echilibrul acido-bazic (după Halperin, Kamel & Goldstein. Fluid, Electrolyte, and Acid-Base Physiology, 2010)

90

Dezechilibre acido-bazice

pH-ul reprezintă log 1/[H+], deci o descreştere a pH-ului semnifică o creştere a concentraţiei ionilor de H+ şi vice-versa. Se consideră apă pură (distilată) neutră (pH = 7), deoarece atât concentraţia H+ cât şi concentraţia A- este egală cu 10-7 mol/l. Orice substanţă care transferă un proton apei pure este un acid şi orice substanţă care acceptă un proton de la apă este o bază. Rolul de amfolit al moleculei de apă (consecinţă a fenomenului de autoprotoliză) o face să fie cel mai slab acid şi cea mai slabă bază din soluţiile biologice. După teoria Brönsted-Lowry, eliberarea unui proton din HA implică transferul său la apă (HA + H2O → H3O+ + A-). Deoarece acest transfer necesită o coliziune între HA şi H2O, rata reacţiei de disociere este proporţională cu [HA] x [H2O]. Când vorbim de concentraţii ne referim de obicei la solviţi, dar este la fel de corect să vorbim şi de concentraţia solvenţilor, de exemplu a apei. Cu toate acestea, concentraţia apei este atât de mare, aproximativ 55,5 moli/l, încât ea rămâne în esenţă constantă, chiar atunci când mici cantităţi de apă sunt consumate sau produse pe parcursul unei reacţii chimice. Cum [H2O] nu se modifică, putem simplifica şi spune că rata reacţiei de disociere este proporţională cu [HA]. În expresia echilibrului acidobazic termenii de acid şi bază nu sunt înţeleşi în sens strict chimic. Lichidele organismului sunt uşor alcaline (serul are pH de 7,35 - 7,45). În medicină se vorbeşte de acidoză când pH-ul seric se deplasează spre 7,00 (adică spre neutralitate în sens strict chimic), iar de alcaloză când se deplasează pH-ul invers până la 7,8 (între 7 şi 7,8 este posibilă viaţa). Neutralitate acido-bazică înseamnă [H+] = [OH-], spre deosebire de neutralitatea electrică unde [+]total = [-]total (anioni = cationi).

91

Dezechilibre acido-bazice

REGLAREA ECHILIBRULUI ACIDO-BAZIC

Mecanismele reglării echilibrului acidobazic se caracterizează prin rapiditate, sensibilitate, eficienţă şi complexitate. Aceste mecanisme complexe de reglare care acţionează sinergic, concomitent sau succesiv sunt: - sistemele tampon (acţiune instantanee); - reglarea respiratorie (acţiune rapidă); - reglarea renală (acţiune lentă).

SISTEMELE TAMPON Sistemele tampon prezente în fluidele organismului răspund instantaneu la schimbările de pH pentru menţinerea nivelului acestuia compatibil vieţii. Toate soluţiile tampon din lichidele organismului sunt constituite dintr-un acid slab (simbolizat HA) şi baza sa conjugată (simbolizată A-). HA şi A- sunt considerate o pereche tampon. Tamponarea are loc deoarece HA eliberează protoni când [H+] scade şi A- înlătură protonii liberi când [H+] creşte. Tamponarea minimalizează, dar nu previne în totalitate modificările de pH. Eliberarea sau înlăturarea protonilor se petrece deoarece modificări ale [H+] afectează ratele reacţiei. HA ' A- + H+ la echilibru şi deplasează punctul de echilibru. De exemplu, o creştere a [H+] produce o deplasare la stânga a punctului de echilibru înlăturând protonii liberi. Aceeaşi modificare în echilibru explică, de asemenea, de ce se petrece următorul lucru: adiţia HA creşte [H+], iar

92

Dezechilibre acido-bazice

înlăturarea HA micşorează [H+]; adiţia A micşorează [H+] şi înlăturarea Acreşte [H+]. Datorită interconvertibilităţii rapide a celor două componente, se realizează un echilibru ionic în mediu, care se opune variaţiilor bruşte ale pH-ului când se adaugă un acid sau o bază. Sistemele tampon prezente în celulă şi în umori sunt în prima linie de apărare, minimalizând consecinţele agresiunii acide sau bazice. Organismul tinde să substituie acizii puternici cu acizi slabi pe care-i elimină pulmonar sau renal. Exemplu: HCI + acid puternic

NaHCO3 → bază tampon

H2CO3 acid slab

NaOH + bază puternică

→ H2CO3 acid tampon

NaHCO3 bază slabă

+

+

NaCI sare H2O apă

Sistemele tampon acţionează prin procese pasive (conform legilor fizico-chimice), dar şi prin procese active (expulzia activă de H+ sau absorbţia activă de HCO3-), sinteza de noi substanţe tampon ori modificarea pK-ului tampoanelor existente, modificări în producerea de acizi sau baze în ţesuturi. Capacitatea de tamponare descrie cât de rezistentă este o soluţie la schimbări de pH. O soluţie cu o capacitate mare de tamponare (bine tamponată) necesită o cantitate substanţială de acizi sau baze tari pentru a altera pH-ul cu o unitate. Doi factori determină capacitatea de tamponare: - concentraţia tamponului: cu cât există mai mult tampon creşte capacitatea de a dona sau înlătura protoni; - pH-ul soluţiei destul de aproape de pK-ul soluţiei (pH-ul la care raportul constituenţilor este egal cu 1). pK este o măsură a tendinţei unui acid de a disocia. Acizii tari au pK-uri mici, iar acizii slabi au pK-uri mari. pK-ul este definit astfel încât atunci când pK-ul unui acid disociat are aceeaşi valoare numerică ca şi pH-ul soluţiei, acidul este exact pe jumătate disociat. Când pH=pK atunci [A-] = [HA] şi deci [A-]/[HA] = l. Dacă se cunoaşte raportul [A-]/[HA] dintr-o

93

Reglarea echilibrului acido-bazic

soluţie tamponată şi pK-ul tamponului, se poate determina pH-ul grafic (figura 17) sau prin calcul (folosind ecuaţia Henderson-Hasselbalch).

Figura 17. Metoda grafică de determinare a pH-ului cunoscând capacitatea de tamponare şi pK-ul Când folosim graficul pentru a stabili pH-ul, noi de fapt găsim logaritmul raportului [A-]/[HA] şi îl adăugăm pK-ului. Putem să exprimăm această abordare negrafic printr-o formulă simplă denumită ecuaţia Henderson-Hasselbalch: pH = pK+lg [A-]/[HA] Ecuaţia este o simplă reflecţie a faptului că raportul [A-]/[HA] se schimbă reciproc cu [H+] din soluţie, iar acest lucru se întâmplă deoarece schimbări în [H+] deplasează punctul de echilibru al reacţiei HA ' H+ + A-. Când pH-ul este mai mare sau mai mic cu mai mult de 1,5 unităţi faţă de pK, tampoanele sunt ineficiente. Sistemele tampon extracelulare sunt primele care vin în raport cu agresiunea exogenă şi, activând în sânge, sunt singurele accesibile investigaţiei clinice.

94

Dezechilibre acido-bazice

Sistemele tampon extracelulare Deşi orice substanţă cu protoni disociaţi poate acţiona drept sistem tampon, singurele care au un efect cantitativ important sunt cele în care aceştia sunt prezenţi în concentraţii substanţiale şi au un pK apropiat de pH-ul plasmei sangvine, adică 7,4 (+/- 1,5 unităţi). Patru sisteme tampon din lichidul extracelular îndeplinesc aceste criterii. Trei dintre acestea urmează modelul HA îndeaproape: hemoglobina, proteinele plasmatice şi fosfaţii. Al patrulea tampon din lichidul extracelular, cunoscut ca “sistemul tampon bicarbonat”, are anumite proprietăţi aparte şi de aceea este tratat separat. Datorită diferenţelor faţă de sistemul tampon bicarbonat, cele 3 sisteme tampon după modelul HA sunt uneori numite sisteme tampon nebicarbonice. Sistemele tampon nebicarbonice Hemoglobină (hemoglobina redusă/oxihemoglobina) Reducerea oxihemoglobinei la hemoglobină transformă un acid tare într-unul slab. Prezenţa hematiilor în sectorul extracelular constituie o sursă de HCO3- care, format în interiorul hematiei (ca urmare a creşterii PCO2), difuzează în plasmă la schimb cu Cl-. Hemoglobina (Hb) este cel mai important sistem tampon nebicarbonic din lichidul extracelular. Ea are aproximativ 80% din puterea de tamponare nebicarbonică. Hb, ca toate proteinele, este constituită din aminoacizi legaţi prin legături peptidice. Capacitatea sa de tamponare provine aproape integral de la gruparea laterală a aminoacidului histidină. Histidina este abundentă, constituind 36 din cei 574 aminoacizi ai hemoglobinei, şi are un proton disociabil, cu un pK care îl face un bun sistem tampon în limitele fiziologice. Hb tamponează pH-ul în acelaşi mod ca şi HA. Când se adaugă un acid tare echilibrul se deplasează spre stânga, legând H+. Când se adăugă o bază tare echilibrul se deplasează spre dreapta, eliberând H+. Ca toate sistemele tampon, Hb diminuă dar nu previne modificările de pH. pK-ul histidinei variază oarecum, depinzând de poziţia sa în lanţul proteic, dar pKul mediu este de aproximativ 6,5.

95

Reglarea echilibrului acido-bazic

Proteinele plasmatice (proteinat+/proteinat-) Cel de-al doilea sistem tampon nebicarbonic ca importanţă este constituit din toate proteinele din plasma sangvină. Dintre acestea, cea mai mare concentraţie - şi deci cea mai mare capacitate de tamponare - o are albumina. Numeroase alte proteine sunt prezente în concentraţii mai mici (de ex. - imunoglobulinele, proteinele care leagă hormoni) şi unele dintre acestea au grupări care sunt active ca sistem tampon în limite fiziologice. Totalitatea capacităţii de tamponare a tuturor proteinelor plasmatice este de aproximativ 20% din cea a Hb. Ca şi în cazul Hb, cele mai importante situsuri de tamponare ale proteinelor plasmatice sunt grupările laterale ale histidinei (Hys). De aceea, teoretic, nu ar fi greşit să considerăm Hb şi proteinele plasmatice ca o singură clasă de “sisteme tampon cu Hys”. Ca şi în cazul Hb, aceste “Hys” au pK-uri în jurul valorii de 6,5. Alţi aminoacizi care au situsul de tamponare pe grupările lor laterale joacă un rol minor în realizarea echilibrului acido-bazic. Proteinele plasmatice pot comprima în structura lor sute de aminoacizi, incluzând zeci de histidine (albumina are 16). De aceea, o singură moleculă poate avea mai multe situsuri de tamponare. Deşi localizate în aceeaşi moleculă, fiecare situs acţionează independent, fără legătură cu celelalte. Faptul că aceste situsuri sunt legate într-un lanţ nu are importanţă fundamentală. Proteinele ca sistem tampon au rol secundar; ele intră în acţiune când alte sisteme tampon sunt depăşite, putând elimina 1% din H+, faţă de 42% cât este eliminat în sistemul bicarbonat. Fosfaţii Acidul fosforic este un acid triprotic, însemnând că are 3 protoni disociabili (triprotic înseamnă “3 protoni”). Formula pentru acidul nedisociat este H3PO4. Când protonii disociază, formula devine H2PO41- (forma diprotică), apoi HPO42- (forma monoprotică), iar apoi PO43- (complet disociat). pK-ul pentru a doua disociere, H3PO41- ' H+ + HPO42este de aprox. 6,8, făcându-l un bun sistem tampon în lichidul extracelular. Acesta reprezintă al treilea mare sistem tampon nebicarbonat.

96

Dezechilibre acido-bazice

În plasmă, concentraţia fosfaţilor este de doar 2 mEq/l, intervenţia lor în spaţiul extracelular fiind mică; în schimb, joacă un rol important în urină, în formarea acidităţii titrabile. Acidul fosforic din lichidele extracelulare, unde se găseşte sub formă de fosfat bibazic (de Na+ şi K+), este eliminat prin rinichi ca fosfat monobazic, astfel încât un cation este economisit în schimbul eliminării unui H+. Tubii renali permit şi eliminarea sub formă liberă a acizilor slabi: fosforic, uric, citric, betahidroxibutiric. Tubii renali pot să sintetizeze ionul de amoniu care vine să se substituie Na+ şi K+ din filtratul glomerular. Mecanismele renale implicate în reglarea eliminărilor de H+ acţionează pe trei căi: reabsorbţia de bicarbonat, eliminarea sărurilor de amoniu şi eliminarea de aciditate titrabilă. Bicarbonatul va fi reabsorbit în sânge şi H+ va fi transferat pe NH3 sau fosfat. Pentru eliminarea excesului de acizi, urina poate ajunge la un pH de 4,4 (gradient de concentraţie a H+ de 1/1000, Cl- creşte în urină). În alcaloză pH-ul urinar creşte la 7,8 (Cl- scade), rinichiul elimină baze fixe sub formă de bicarbonat sau fosfat alcalin, producţia de amoniu este redusă sau suprimată. Sistemul bicarbonatului (H2CO3/HCO3-) Sistemul bicarbonatului nu pare a avea o valoare deosebită ca tampon chimic, deoarece pK-ul lui este 6,1, dar are cel mai important rol fiziologic; este în cantitate mare în toate lichidele organismului, fiind şi cel mai bun acceptor de H+. Importanţa rolului său derivă din faptul că, atât plămânii cât şi rinichii pot elimina cu mare uşurinţă CO2 şi, respectiv, H+ şi HCO3-. acid carbonic 1,35 mEq/l 1 La pH = 7,35 raportul = = bicarbonat 27 mEq/l 20 (concentraţia normală de CO2 = 1,35 mEq/l se întâlneşte la PCO2 normală, adică 40 mm Hg). Numărătorul este în relaţie cu fenomenele respiratorii (CO2 din metabolisme este transportat la plămâni şi eliminat), numitorul este măsurat

97

Reglarea echilibrului acido-bazic

sub numele de rezervă alcalină şi depinde de cantitatea de cationi disponibili (Na+) şi de reglarea renală. Cantitatea totală de acid carbonic şi bicarbonat nu joacă nici un rol, ci doar raportul dintre ele. Reacţiile ce au loc în acest sistem tampon sunt îndreptate să restabilească raportul de 1/20. Când pH-ul scade (acidoză) respiraţia este mai profundă şi mai rapidă, când pH-ul creşte (alcaloză) respiraţia este superficială. Spre deosebire de cele trei sisteme tampon din lichidul extracelular, sistemul tampon bicarbonat nu se potriveşte tocmai modelului HA. Perechea tampon este constituită din ionul bicarbonat (HCO3-), care este baza conjugată, şi bioxidul de carbon (CO2), care acţionează drept acid conjugat. Solubilitatea CO2 în apă la 37°C este de 0,03 mmoli/l/mmHg. Această valoare a solubilităţii ne spune că, pentru fiecare 1 mm Hg de presiune parţială a CO2 în contact cu apa, concentraţia de echilibru a CO2 dizolvat va fi de 0,03 mmoli/l. Deci, dacă PCO2 = 100mmHg atunci [CO2] în soluţie va fi 3 mmoli/l. Dacă PCO2 = 40mmHg, [CO2] va fi 1,2 mmoli/l. O fracţie din CO2 dizolvat poate reacţiona chimic cu apa astfel: CO2+H2O→H2CO3 Produsul acestei reacţii, H2CO3, denumit acid carbonic are tendinţa de a ceda protoni astfel: H2CO3→H++HCO3-. HCO3- se numeşte ion bicarbonat (sau simplu bicarbonat). Combinând cele 2 reacţii de mai sus se obţine: CO2+H2O→H2CO3 →H++HCO3-. Rata reacţiei poate fi mult crescută de enzima numită anhidraza carbonică. În prezenţa acestei enzime, ruta predominantă a reacţiei este modificată, arătând astfel: H2O → H++OHCO2 → HCO3În această reacţie acidul carbonic nu se mai produce. În schimb, molecula de apă este disociată producând un proton şi un ion hidroxil, iar acest ion

98

Dezechilibre acido-bazice

hidroxil se combină direct cu CO2 producând HCO3-. Indiferent dacă este sau nu prezentă anhidraza carbonică, reactanţii sunt apa şi CO2, iar produşii finali sunt bicarbonatul şi protonii. Deci, reacţia netă (în reacţia catalizată şi în cea necatalizată) este: CO2+H2O→ H++HCO3Privind această reacţie netă vedem că CO2 reacţionează ca un acid, iar bicarbonatul ca baza sa conjugată. Deoarece numai o parte din CO2 reacţionează în acest mod, putem considera CO2 un acid slab. Deşi CO2 şi HCO3- joacă amândouă roluri esenţiale, acest sistem tampon se numeşte de obicei sistem tampon bicarbonat. Acesta este al patrulea sistem tampon major din lichidul extracelular: CO2+H2O ' H++HCO3-. O creştere în [H+] datorată adiţiei unui acid tare, cum ar fi HCl, va deplasa echilibrul spre stânga, consumând protoni şi eliberând CO2 şi apă. O scădere în [H+] va trage echilibrul spre dreapta, consumând CO2 şi apă şi eliberând protonii bicarbonat. Organismul sănătos menţine concentraţia [HCO3-] extracelulară la aproximativ 24 mmoli/l şi [CO2] la 1,2 mmoli/l, corespunzătoare cu o PCO2 de 40 mmHg. pK-ul acestui echilibru este de 6,1. Rinichiul şi plămânul sunt două organe majore ale reglării acidobazice. Plămânul reglează CO2 şi rinichiul reglează [HCO3-] (figura 18). Prin aceste activităţi de modulare pulmonare şi renale organismul îşi păstrează pH-ul arterial într-un interval normal. Rinichiul şi plămânul sunt atât de importanţi în reglarea pH-ului încât ecuaţia Henderson-Hasselbalch este uneori reprezentată (oarecum în glumă) astfel: pH = pK + rinichi/plămâni Lichidul extracelular ca o soluţie multitamponată Lichidul extracelular este “multitamponat”, aceasta însemnând că are mai multe sisteme tampon dizolvate în el. Toate sistemele tampon sunt în echilibru, cu aceeaşi concentraţie a ionilor de hidrogen [H+], şi deci, indirect, în echilibru unul cu altul (principiul isohidric). Când un acid sau o

99

Reglarea echilibrului acido-bazic

bază tare este adăugată la o soluţie multitamponată, capacităţile combinate de tamponare ale sistemelor tampon intră în joc şi rapoartele [A-]/[HA] ale tuturor perechilor de tampon se modifică în paralel. Sistemele de tampon sunt ca rotiţele unei maşinării, toate învârtindu-se împreună. pH = pK1+lg [A-1]/[HA1] = pK2+lg [A-2]/[HA2] = pK3+lg [A-3]/[HA3] pH-ul se poate afla aplicând ecuaţia Henderson-Hasselbalch valorilor pK, [A-] şi [HA] oricărui sistem tampon din lichidul extracelular. Totuşi, în practica clinică toate calculele se fac folosind sistemul tampon bicarbonat: pH= 6,1 + lg [HCO3-]/0,03 x PCO2.

CO2 din ţesuturi

Bicarbonatul net regenerat renal (cuantificat cu acid net excretat)

CO2 excretat prin plămâni

Bicarbonatul pierdut în tamponarea acidului produs endogen

Figura 18. Nivelul PCO2 şi [HCO3-] sunt controlate prin plămân şi rinichi pentru menţinerea constantă a pH-ului arterial (după Abelow B. 1998)

Sistemele tampon intracelulare Există şi sisteme tampon intracelulare. Aceste sisteme tampon din compartimentul intracelular (CIC) ajută la menţinerea constantă a pH-ului din interiorul celulelor atunci când acesta este supus stressului de către

100

Dezechilibre acido-bazice

procesele celulare (de ex, protoni eliberaţi în metabolismul celular) sau de modificări de pH ale lichidului extracelular transmise prin intermediul membranei celulare. Două sisteme tampon cheie din lichidul intracelular sunt moleculele proteice şi grupările fosfat, amândouă similare cu cele din lichidul extracelular, dar în concentraţii mai mari decât în lichidul extracelular. La fel ca şi proteinele plasmatice, proteinele celulare îşi datorează majoritatea capacităţii lor de tamponare histidinei. În ceea ce priveşte grupările fosfat, o diferenţă între fosfaţii din lichidul intracelular şi lichidul extracelular este că majoritatea fosfaţilor din lichidul intracelular sunt încorporaţi în structura moleculelor organice. Două astfel de exemple sunt glucoza-6-fosfatul şi adenozin-trifosfatul (ATP), molecule care au şi alte funcţii importante în afara celei de sistem tampon intracelular. Aceste molecule fosforilate sunt numite “fosfaţi organici”, spre deosebire de “fosfaţii anorganici” simpli, discutaţi anterior.

REGLAREA RESPIRATORIE Reglarea PCO2 arterială La omul sănătos, valoarea [CO2] dizolvat în plasma sangvină (PCO2) este menţinută constantă. Organismul menţine acest nivel constant prin adaptarea ratei de producţie a CO2 cu rata de excreţie a CO2. Deoarece producţia de CO2 variază în funcţie de activitatea fizică, organismul trebuie să îi modifice constant rata de excreţie. Acest lucru se realizează modificând rata respiraţiei. Printr-o combinaţie de mecanisme de feed-back şi de anticipaţie, organismul ajustează în mod automat frecvenţa şi amploarea respiraţiei, astfel încât ventilaţia alveolară este adaptată producţiei de CO2. Scopul acestei adaptări este de a ventila alveolele cu aer sărac în CO2 la o rată de 18 ori mai mare decât rata la care CO2 intră în alveole din capilarele sangvine pulmonare; acest raport rezultă dintr-o PCO2 alveolară şi arterială de aproximativ 40 mmHg. În repaus, aproximativ 250 ml de CO2 intră în alveole în fiecare minut, iar ventilaţia alveolară este de aproximativ 5 l/min. Dacă producţia de CO2 creşte, ventilaţia alveolară creşte proporţional (figura 19).

101

Reglarea echilibrului acido-bazic

Figura 19. Sensul de deplasare al CO2 prin organism (după Abelow B. 1998)

Excreţia scăzută de CO2 duce la hipercapnie, iar excreţia crescută conduce la hipocapnie. Modificările primare ale PaCO2 produc acidoză sau alcaloză, după cum valoarea PaCO2 este mai mică sau mai mare decât 40 mmHg.

REGLAREA RENALĂ Reabsorbţia bicarbonatului În cadrul funcţiei renale normale, ionii de bicarbonat sunt filtraţi din sânge în glomeruli şi intră în lumenul tubului renal. Aceşti ioni sunt returnaţi sângelui prin “reabsorbţie” prin peretele tubular. Dacă reabsorbţia nu ar avea loc, bicarbonatul filtrat s-ar elimina prin urină şi [HCO3-] plasmatic ar scădea cu rapiditate. Reabsorbţia bicarbonatului filtrat are loc indirect. Bicarbonat nou şi protoni sunt generaţi în interiorul celulelor tubulare prin reacţia CO2 + H2O → HCO3- + H+. Noul bicarbonat traversează membrana

102

Dezechilibre acido-bazice

bazolaterală şi intră în sânge; acesta este bicarbonatul “reabsorbit”. Noul H+ este secretat în lumen, unde se combină cu bicarbonatul filtrat prin reacţia HCO3- + H+ → CO2 + H2O. În tubul proximal, unde are loc majoritatea absorbţiei, secreţia de protoni are loc la schimb cu Na+ prin transportorul Na+/H+. În tubul distal, protonii sunt secretaţi prin ATP-aza de H+ (“pompă de protoni”). Deoarece bicarbonatul filtrat “dispare” din lumen când se combină cu protonii secretaţi şi bicarbonatul nou intră în sânge şi înlocuieşte bicarbonatul filtrat într-un raport 1:1, efectul net este ca şi când bicarbonatul filtrat ar fi trecut direct din lumen în sânge. Producţia endogenă de acid În condiţii normale, organismul generează cantităţi mici de acizi tari, cum ar fi acidul sulfuric. Acest proces este cunoscut drept “producţie endogenă de acid”. Majoritatea acestor acizi sunt creaţi ca produs secundar al metabolismului alimentelor. În plus, intestinul generează acizi în timpul secreţiei lichidelor de digestie. Toţi aceşti acizi intră în lichidul extracelular, unde consumă bicarbonat prin reacţia H+ + HCO3 → CO2 + H2O. Deci, prin funcţionarea normală a organismului se pierde bicarbonat. Acest bicarbonat trebuie înlocuit. Modificarea bicarbonatului la nivel renal Rinichiul “tratează” bicarbonatul în mai multe moduri: filtrare, reabsorbţie şi regenerare. Pentru ca [HCO3-] să rămână constant, aceste procese trebuie să fie coordonate cu atenţie. Schema mecanismelor principale prin care rinichiul poate regla bicarbonatul şi H+ este ilustrată în figura 20. (A) Anhidraza carbonică catalizează formarea H+ şi HCO3- din apă şi CO2. HCO3- este transportat în sânge şi H+ în urină unde este parţial tamponat de HCO3- filtrat. (B) HCO3este, de asemenea, produs dacă aportul de HCO3- filtrat este epuizat în tubi prin reabsorbţie completă. HCO3- şi H+ sunt produşi în acelaşi mod ca la (A), doar că transportul H+ este combinat cu HPO42- filtrat şi excretat. (C) Celulele epiteliale tubulare metabolizează glutamina în NH4 şi HCO3-. Această reacţie este catalizată de glutaminază, al cărei nivel este reglat de echilibrul acido-bazic. Glutaminaza este indusă de acidoza cronică şi ajută la producerea de HCO3-.

103

Reglarea echilibrului acido-bazic

(A)

(B)

A. Reabsorbţia de HCO3B. Secreţia de H+ C. Excreţia de NH1+

(C)

Figura 20. Schema mecanismelor principale prin care rinichiul poate regla bicarbonatul şi H+ (adaptat după Eric Widmaier, Hershel Raff, Kevin Strang. Vander's Human Physiology: The Mechanisms of Body Function, ediţia 13)

104

Dezechilibre acido-bazice

Excreţia de acid Excreţia de acid la nivel renal (cunoscută, de asemenea, ca regenerarea bicarbonatului) se referă la procesul prin care rinichii produc bicarbonat nou care să înlocuiască bicarbonatul consumat în tamponarea acizilor produşi endogen. Excreţia de acid are loc prin două mecanisme: excreţia acidului titrabil şi excreţia amoniacului. Pentru aprecierea corectă a unei tulburări acido-bazice, se iau în considerare şi modificările concentraţiei plasmatice a 2 ioni importanţi, K+ şi Cl-: a. K+ seric (∆ pH 0,1 = ∆ K+ 0,6): - creşte în acidemie; - scade în alcalemie. b. Cl seric: dacă modificările concentraţiei plasmatice a Cl- sunt datorate unor tulburări de hidratare, atunci valoarea cloremiei trebuie să fie direct proporţională cu concentraţia Na+ plasmatic: - dacă Cl- este disproporţionat crescut ne putem gândi la acidoza metabolică sau alcaloza respiratorie; - dacă Cl- este disproporţionat scăzut ne gândim la alcaloza metabolică sau acidoza respiratorie.

105

Reglarea echilibrului acido-bazic

PROCESUL DE COMPENSARE În lichidele organismului, concentraţia H+ este direct proporţională cu PCO2 şi invers proporţională cu HCO3-: [H+] ~ PCO2/HCO3Această relaţie înseamnă că numai cu HCO3- singur sau PCO2 singur nu putem determina [H+], care reprezintă un raport între ele. De exemplu, dacă HCO3- se dublează şi PCO2 rămâne neschimbat, [H+] se înjumătăţeşte. De asemenea, dacă amândouă HCO3- şi PCO2 se dublează sau amândouă se înjumătăţesc, [H+] şi pH-ul nu se modifică. Organismul foloseşte aceste relaţii în mecanismul de protecţie numit compensare. Dacă apar modificări patologice ale HCO3- sau PCO2 organismul răspunde prin modificări homeostatice ale altor variabile. Astfel, în timpul acidozei metabolice (HCO3- scăzut) organismul răspunde crescând ventilaţia alveolară şi astfel scade PCO2. Similar, în timpul acidozei respiratorii (PCO2 crescut) rinichiul acţionează prin creşterea HCO3- plasmatic. În aceste exemple modificările patologice ale PCO2 sau HCO3- se numesc primare. Modificările altor variabile care apar pentru menţinerea unui pH constant se numesc secundare sau compensatorii, deoarece ele compensează modificările pH produse de tulburările primare (Tabelul XXV). Tabelul XXV. Modificări primare şi secundare care apar în tulburările acido-bazice simple Tulburări acido-bazice

Modificări primare

Modificări secundare

Acidoza metabolică

HCO3 scade

PCO2 scade

Alcaloza metabolică

HCO3 creşte

PCO2 creşte

Acidoza respiratorie

PCO2 creşte

HCO3 creşte

Alcaloza respiratorie

PCO2 scade

HCO3 scade

106

Dezechilibre acido-bazice

Este de observat că, în fiecare caz, modificările compensatorii se produc în aceeaşi direcţie cu modificarea primară. Putem spune că procesul de compensare urmează regula “aceleiaşi direcţii”.

Terminologia procesului de compensare Modificările secundare ale HCO3- se numesc ”renale” (deoarece sunt determinate de rinichi) sau “metabolice”. De exemplu, “compensarea renală a acidozei respiratorii” şi “compensarea metabolică - a acidozei respiratorii” se referă amândouă la creşterea secundară a HCO3- plasmatic (figura 21). Modificările secundare ale PCO2 se numesc totdeauna “respiratorii”, de exemplu, “compensarea respiratorie a alcalozei metabolice”. Tot la procesul de compensare se referă expresiile hiperventilaţie compensatorie, hipoventilaţie secundară şi hipobicarbonatemie compensatorie. Termenul de respiraţie Küssmaul se referă, de asemenea, la un tip de hiperventilaţie (consacrat pentru cetoacidoza diabetică).

Figura 21. Principalele tipuri de modificări primare ale echilibrului acido-bazic (după Abelow B., 1998)

107

Procesul de compensare

Eficienţa procesului compensator Dacă modificările compensatorii se potrivesc perfect modificării primare (scăderea cu 50% a PCO2 urmată de scăderea cu 50% a HCO3-), pH-ul rămâne nemodificat. În realitate, compensarea nu este chiar atât de eficientă. Astfel, frecvent vom vedea o modificare primară cu 50% urmată de o modificare secundară de 40%. Ca rezultat, chiar şi tulburările acidobazice compensate determină o oarecare modificare a pH-ului, dar aceasta este mult mai mică decât în lipsa procesului de compensare (figura 22). Nu toate procesele de compensare sunt la fel de eficiente. Compensarea renală a tulburărilor respiratorii este, de obicei, mai eficientă decât compensarea respiratorie care apare în tulburările metabolice. Aceasta se explică prin faptul că în compensarea renală modificările HCO3- plasmatic “costă” mai puţin organismul decât modificările PCO2. Alterarea HCO3- necesită doar modificarea eliminării renale de bicarbonat, în timp ce alterarea PCO2 implică şi activitate musculară intensă (în timpul hiperventilaţiei) sau risc de hipoxemie şi hipercapnie (în timpul hipoventilaţiei).

Figura 22. Procesul de compensare permite minimalizarea modificărilor de pH în cazul alcalozei metabolice (după Abelow B. 1998)

Cea mai bună compensare a tulburării primare apare în alcaloza respiratorie. În aceste condiţii, scăderea secundară a HCO3- se potriveşte cu scăderea PCO2, astfel încât pH-ul rămâne în limite normale. În celelalte trei tulburări acido-bazice primare, pH-ul se modifică întotdeauna.

108

Dezechilibre acido-bazice

Mecanisme de compensare Compensarea apare datorită modificării primare a HCO3- sau PCO2, modificare ce afectează organele responsabile de reglarea altor variabile. Astfel, modificarea primară a PCO2 afectează rinichiul şi modificarea primară a HCO3- plasmatic afectează centrul respirator de la nivelul creierului. În cursul tulburărilor metabolice, modificarea primară a HCO3plasmatic determină o schimbare bruscă a HCO3- şi a pH-ului în lichidul interstiţial care ”scaldă” centrii respiratori din măduvă. Scăderea pH-ului interstiţial stimulează chemoreceptorii cu creşterea ventilaţiei, în timp ce creşterea pH-ului interstiţial inhibă ventilaţia. Secvenţa procesului de compensare în acidoza metabolică: ↓ HCO3- plasmatic ↓ HCO3- din lichidul interstiţial din jurul centrului respirator ↓ pH-ul din lichidul interstiţial din jurul centrului respirator

↑ rata ventilatorie

↓ PCO2 arterial

Secvenţa procesului de compensare în alcaloza metabolică: ↑ pH-ul din lichidul interstiţial din jurul centrului respirator ↑ HCO3- din lichidul interstiţial din jurul centrului respirator

↑ PCO2 arterial

↓ rata ventilatorie

↑ HCO3- plasmatic În timpul tulburărilor respiratorii, modificarea PCO2 extracelular determină, în paralel, modificarea bruscă a PCO2 din celulele tubulare renale, şi această modificare va determina o schimbare în sens invers a

109

Procesul de compensare

pH-ului celular: creşterea PCO2 determină scăderea pH-ului celular. pH-ul intracelular scăzut determină creşterea utilizării glutaminei, care va determina o creştere a excreţiei de amoniu, regenerând astfel bicarbonatul şi crescând HCO3- plasmatic. pH-ul intracelular scăzut creşte, de asemenea, secreţia tubulară de protoni, care va determina creşterea reabsorbţiei de bicarbonat. Secvenţa procesului de compensare în acidoza respiratorie: ↑ HCO3- plasmatic ↑ regenerarea HCO3↑ reabsorbţia HCO3-

↑ excreţia de NH4

↑ rata de reabsorbţie a HCO3-

↑ preluarea glutaminei ↑ PCO2

↓ pH celule tubulare renale HCO3-

↑ secreţia H+

În timpul alcalozei respiratorii, secreţia de protoni şi reabsorbţia de bicarbonat scade. Bicarbonatul se elimină prin urină şi determină scăderea HCO3- plasmatic. Secvenţa procesului de compensare în alcaloza respiratorie: ↓ PCO2

↑ pH celule tubulare renale HCO3↓ secreţia H+ ↓ rata de reabsorbţie a HCO3↓ reabsorbţia HCO3↓ HCO3- plasmatic

110

Dezechilibre acido-bazice

În timpul tulburărilor metabolice, modificările ratei ventilatorii apar rapid şi noul nivel al PCO2 se atinge, de obicei, în mai puţin de 12 ore. În tulburările respiratorii, compensarea se dezvoltă mai încet, în 2-5 zile. De altfel, rinichiul începe să elimine (în alcaloza respiratorie) sau să regenereze (în acidoza respiratorie) bicarbonatul în câteva ore, dar necesită timp pentru ca procesul să atingă nivelul maxim. Este necesar un timp suplimentar pentru ca HCO3- plasmatic să crească sau să scadă până la un nou nivel stabil. Deoarece creşterea excreţiei de amoniu necesită modificări enzimatice în tubul proximal, care apar gradat, compensarea se dezvoltă mai încet în acidoza respiratorie decât în alcaloza respiratorie (3-5 zile vs. 2-4 zile).

111

Procesul de compensare

DIAGNOSTICUL DEZECHILIBRELOR ACIDO-BAZICE

Diagnosticul corect al unei tulburări acido-bazice trebuie să specifice: - sensul devierii reacţiei acido-bazice; - mărimea acestei devieri (uşoară, medie, avansată); - originea (respiratorie sau metabolică); - cauza; - eficienţa mecanismelor compensatorii. Pentru apreciere folosim trei parametri de laborator (figura 23): 1. un parametru pentru reacţia acido-bazică = pH sau concentraţia H+, care definesc acidemia (hiperhidrogenia) la pH mai mic de 7,35 şi concentraţia H+ mai mare de 45 nEq/l, şi alcalemia (hipohidrogenia) la pH mai mare de 7,45 şi scăderea concentraţiei H+sub 36 nEq/l; pH-ul măsoară concentraţia de H+ (VN=7,40). Datorită mecanismelor compensatorii ce normalizează pH-ul, o valoare aproape normală nu exclude posibilitatea unei tulburări acido-bazice. pH-ul este determinat prin electrometrie. 2. un parametru care să reflecte componenta respiratorie a echilibrului acidobazic = PCO2 în mmHg (normal 40 ± 2 mmHg). Se defineşte hipercapnia la PCO2 mai mare de 42 mmHg şi hipocapnia la PCO2 mai mică de 38 mmHg; dacă se utilizează presiunea parţială a CO2 în sângele arterial (PaCO2), hipercapnia (PaCO2 > 45 mmHg) indică o hipoventilaţie alveolară şi acidoza respiratorie. Hiperventilaţia determină PaCO2 < 35 mmHg şi alcaloza respiratorie pe plămân indemn. Dacă există modificări ale PaCO2, este important de analizat pH şi HCO3- pentru a determina dacă

112

Dezechilibre acido-bazice

este rezultatul unei tulburări respiratorii primare sau este secundară acidozei metabolice. H2CO3 este în plasmă sub două forme: H2CO3 şi CO2 + H2O. Determinarea presiunii parţiale a CO2 permite calculul H2CO3 şi invers, fiindcă H2CO3 în mmol/l = 0,031 x PCO2. 3. un parametru pentru componenta nerespiratorie: HCO3-, CO2 total, baze tampon sau baze exces. CO2 total este determinat cu manometrul van Slyke. El corespunde la CO2 adus ca NaHCO3 (normal 19/20 din CO2 total) şi la CO2 adus ca H2CO3 (normal 1/20 din CO2 total). El se exprimă în volume (ml/100 ml plasmă) sau în milimoli (mmol/l plasmă). Pentru a transforma ml/100ml în mmol/l se împart ml/100 la 2,2. Se defineşte hiperbazemia la HCO3- mai mare de 27 mEq/l sau baze tampon peste 50 mEq/l şi hipobazemia la HCO3- mai mic de 23 mEq/l sau baze tampon mai mici de 40 mEq/l. Bicarbonaţii sunt uşor determinaţi, fiind egali cu CO2 total – H2CO3 (ei sunt deci egali cu CO2 total – 0,031xPCO2). Ei sunt exprimaţi în mmol/l. Se vede astfel că, în practică, determinarea pH-ului şi CO2 sunt suficiente; al treilea termen (0,031xPCO2) poate fi calculat.

Figura 23. Diagnosticul iniţial al dezechilibrelor acido-bazice (după Halperin, Kamel & Goldstein. Fluid, Electrolyte, and Acid-Base Physiology, 2010)

113

Diagnosticul dezechilibrelor acido-bazice

În practică se măsoară rezerva alcalină (titrarea sângelui cu un acid, proces în care bicarbonatul este transformat în CO2, care este captat), exprimată în volume CO2 (N = 60 vol%) sau în mEq (N = 27 mEq/l). Având valoarea HCO3 plasmatic se poate afla PCO2: PCO2 = (1,5 x HCO3-)+ 8 ± 2. Ultimele două cifre ale pH se pot calcula adăugând cifra 15 la valoarea HCO3-. Ex.: la HCO3- = 9 mEq/l, pH = 7,24 şi PCO2 = 21,5 mm Hg (19,5 - 23,5 mm Hg). Dacă raportul acid carbonic/bicarbonat variază proporţional fără să antreneze modificări de pH, se vorbeşte de acidoză sau alcaloză compensată. Se vorbeşte de acidoză sau alcaloză gazoasă (respiratorie) când fenomenul primitiv priveşte acidul carbonic. Se vorbeşte de acidoză sau alcaloză metabolică dacă fenomenul primitiv modifică bicarbonatul. În sindroamele metabolice rezerva alcalină variază în acelaşi sens cu pH-ul sangvin, în timp ce în sindroamele respiratorii variază în sens contrar. Rezerva alcalină crescută peste 27 mEq/l: − cu pH mai mic de 7,35 = acidoză respiratorie; − cu pH mai mare de 7,45 = alcaloză metabolică. Rezerva alcalină scăzută sub 24 mEq/l: − cu pH mai mare de 7,45 = alcaloză respiratorie; − cu pH mai mic de 7,35 = acidoză metabolică. O tulburare acidobazică este simplă când are un singur factor etiologic şi este mixtă când are mai mulţi factori etiologici. O tulburare a echilibrului acidobazic se numeşte primară când deviaţia către acidemie sau alcalemie se datoreşte unui bilanţ pozitiv sau negativ a H+ şi se numeşte secundară când se datoreşte mecanismelor compensatorii. De un real ajutor în definirea biologică a dezechilibrelor acidobazice sunt: • Parametrii Astrup - pH actual al sângelui de determinat 7,35÷7,45 - pH standard (PCO2 40 mmHg) 7,35÷7,45 - bicarbonat standard (37°C, saturaţie Hb 100%) 20÷24 mEq/l - baze tampon 40÷50 mEq/l

114

Dezechilibre acido-bazice

-

baze exces -2 ÷ +2 baze tampon normale 40÷50 mEq/l bicarbonat actual 20÷24 mEq/l CO2 total 24÷27 mEq/l

Parametrii se citesc pe nomograma acido-bazică (figura 24), pe care se înscriu valorile pH-lui, bicarbonatului şi PCO2.

Figura 24. Nomograma acido-bazică care arată valoarea pH-lui arterial, HCO3- arterial şi PCO2.Cercul din centru reprezintă limitele normale ale echilibrului acido-bazic. Zonele umbrite reprezintă modificările compensatorii date de tulburările metabolice şi respiratorii simple. • Gaura anionică (N = 12+/-2 mEq/l) Reprezintă concentraţia de anioni nedozabili din plasmă (fosfaţi, sulfaţi, proteine) şi este dată de formula: Gaura anionică = Na+ - (Cl- + HCO3-)

115

Diagnosticul dezechilibrelor acido-bazice

Este utilă în diagnosticul diferenţial al acidozelor metabolice. Pentru a înţelege gaura anionică, ne putem imagina 2 coloane egale, una conţinând cationi şi cealaltă anioni. Pentru a menţine electroneutralitatea organismului, cele 2 coloane trebuie să fie permanent egale (figura 25). Na+ 140

Cl105

Na+ 140

10

HCO325 10 gaura anionică normală

Cl105

gaura anionică

25 acidoza metabolică cu creşterea găurii anionice

Na+ 140

Cl120

HCO310

gaura anionică

10

HCO3gaura anionică

acidoza metabolică cu gaura anionică normală (hipercloremică)

Figura 25. Gaura anionică şi acidozele metabolice (după Heity U.E. and Home M.M. 2001)

Mărimea găurii anionice împarte acidozele metabolice în 2 categorii: - cu gaura anionică crescută prin creşterea anionilor nedozabili; - cu gaura anionică normală prin pierdere de bicarbonat sau adăugarea de săruri acidifiante. Cauze de acidoză metabolică cu gaura anionică normală sunt: I. Pierderi gastrointestinale de bicarbonat: - diareea; - fistule gastro-intestinale joase; - ureterosigmoidostomia. II. Acidoza renală tubulară. III. Hiperpotasemie iatrogenă la pacienţii cu insuficientă renală: - insuficienţă renală incipientă; - diuretice (acetazolamidă, triamteren, spironolactonă);

116

Dezechilibre acido-bazice

IV. Altele: - adăugarea de săruri acidifiante (clorură de amoniu, hiperhidratarea fără bicarbonat adecvat, lisină, arginină). Cauze de acidoză metabolică cu gaura anionică crescută sunt: 1. retenţie de acizi - insuficienţă renală; 2. ingestie de toxice, salicilaţi, metanol, paraldehidă, etilenglicol; 3. producţie anormală de acizi: − cetoacidoza; − acidoza lactică. • pH-ul urinar (N = 4,6-8) Rinichiul joacă un rol important în echilibrul acido-bazic prin excreţia de H+ produşi zilnic; în mod normal, pH-ul urinar este acid. Determinarea pH-ului urinar este utilă pentru a aprecia răspunsul renal la modificarea echilibrului acido-bazic. Un pH urinar crescut în prezenţa unei acidoze metabolice sugerează o acidoză tubulară renală, iar un pH urinar scăzut într-o alcaloză metabolică sugerează hipovolemie. Infecţiile urinare cu agenţi patogeni ce produc urează pot alcaliniza urina. • Acidul lactic (N: arterial = 0,5-1,6 mEq/l şi venos = 1,5-2,2 mEq/l) Rezultă din metabolismul anaerob al glucozei. În mod normal, o mică cantitate de acid lactic se produce zilnic şi este rapid inactivată de HCO3- generând lactat, ce va fi convertit în CO2 şi apă sau glucoză în ficat, cu regenerarea HCO3-.

117

Diagnosticul dezechilibrelor acido-bazice

DEZECHILIBRELE ACIDO-BAZICE

Se înţelege prin acidoză toate condiţiile care tind să scadă pH-ul sanguin, fie prin creşterea acizilor fie prin diminuarea bazelor, alcaloză toate condiţiile care tind să crească pH-ul prin fenomene contrare. Tulburarile acido-bazice pot fi simple, mixte sau complexe. O tulburare acido-bazică simplă este caracterizată prin prezenţa unui singur proces patologic, fie o modificare primară de bicarbonat (dacă este metabolică), fie o modificare primară de PaCO2 (dacă este respiratorie), cu intrarea în acţiune a mecanismelor de compensare imediată. O tulburare acido-bazică mixtă este o asociere de procese patologice (metabolice şi respiratorii) care merg în acelaşi sens: acidoza mixtă = acidoză metabolică + respiratorie; alcaloza mixtă = alcaloză metabolică + respiratorie. O tulburare acidobazică complexă corespunde combinaţiei de două până la trei tulburări simple care nu merg în acelaşi sens.

ACIDOZA FIXĂ SAU METABOLICĂ Mecanisme compensatorii -

compensare respiratorie: acidoza stimulează respiraţia; compensare renală: urina acidă conservă Na+ ca fosfat monobazic, creşte formarea amoniacului, se elimină Cl- sub formă de clorură de amoniu; - compensare prin sisteme tampon: o parte a acidului carbonic se transformă în bicarbonat. Primul fenomen este scăderea bicarbonaţilor deplasaţi de invazia acizilor ficşi. Scăderea mai mult sau mai puţin pronunţată a pCO2 este în funcţie de compensarea respiratorie. Scăderea pH-ului arterial poate fi limitată prin compensare respiratorie (scăderea pCO2).

118

Dezechilibre acido-bazice

Cauze Diagnosticul unei acidoze metabolice necesită cunoaşterea mai multor parametri: natremia şi cloremia, gaura anionică, pH-ul urinar, funcţia renală (creatinina plasmatică). A. Acidoze prin retenţie de acizi (tulburări în eliminarea renală) 1. Acidoze fără reducerea importantă a filtrării glomerulare numite acidoze tubulare sunt evocate în faţa unei găuri anionice normale, hipercloremie, debit de filtrare glomerulară > 50 ml/min/1,73 m2. Se disting acidoze tubulare distale (tip I) definite prin imposibilitatea scăderii suficiente a pHului urinar, şi acidoze tubulare proximale (tip II) definite prin diminuarea capacităţii de reabsorbţie a bicarbonaţilor (mai puţin de 24 mmol/l). 2. Acidoze cu reducerea importantă a filtrării glomerulare în cursul insuficienţei renale acute sau insuficienţei renale cronice – caracteristicele acestei acidoze sunt următoarele: - creşterea moderată a găurii anionice - pH urinar < 5,2 - aciditate titrabilă normală - excreţie de amoniac insuficientă B. Acidoze prin producţie exagerată de acid Ele sunt caracterizate printr-o modificare urinară adaptată (pH foarte acid < 5, excreţie maximală de aciditate titrabilă şi amoniu) şi printr-o gaură anionică considerabil crescută. Supraîncărcarea acidă poate fi: ƒ exogenă: acid acetilsalicilic, etilenglicol etc sau ƒ endogenă: a. Cetoacidoza - diabetică - nediabetică: • fiziologică (post prelungit, regim hipoglucidic – hiperlipidic, efort, cetoacidoza nou-născutului); • patologică (vărsături – acetonemice ale copilului, incoercibile de sarcină, în afecţiuni digestive – alcoolism, stări febrile, infecţii grave, stress fizic, hipertiroidie, erori înnăscute de metabolism).

119

Dezechilibrele acido-bazice

b. Acidoza lactică: - primară - secundară: • cu hipoxemie tisulară (stări de şoc etc.); • fără hipoxemie tisulară evidentă (diabet zaharat, hepatopatii severe, insuficienţă renală, leucemii, unele enzimopatii, etc.); C. Acidoză prin pierderi intestinale de baze - digestiv: diarei prelungite (holeră, dizenterie), fistule gastrointestinale, fistule pancreatice; - renale: ureteroenterostomie, tratament cu acetazolamidă, maladia Addison. Ele sunt caracterizate prin următoarele semne: cloremie crescută, gaură anionică normală, putere de acidifiere a urinii adaptată, pH urinar < 5,2, excreţie maximală de aciditate titrabilă şi amoniac. D. Acidoză prin absorbţie de acizi - alimentaţie parenterală (exces de aminoacizi cationici – arginina), hiperamoniemie prin metabolizarea glicocolului, corpi cetonici din emulsii grăsoase, acid lactic din perfuzii rapide cu fructoză; - toxic. Diagnostic biologic -

Scăderea bicarbonaţilor şi scăderea proporţională a pCO2 fără modificări de pH arterial sunt observate în acidoza metabolică compensată. - Scăderea pH-ului (pH arterial < 7,35) şi scăderea bicarbonaţilor (CO2 total plasmatic < 23 mmol/l) definesc acidoza necompensată. pCO2 este mai puţin sau mai mult diminuat. În acidoză metabolică pură, un declin al HCO3- cu 1 mmol/L- 1 determină o scădere a pCO2 cu aproximativ 1 mmHg. La orice disociere între aceste două valori trebuie căutată o tulburare acido-bazică mixtă sau complexă. Gaura anionică şi cloremia împart acidozele metabolice în:

120

Dezechilibre acido-bazice

- acidoze metabolice cu gaură anionică (GA) plasmatică crescută (şi cloremie normală; numite şi acidoze metabolice organice); GA > 12 mmol/l şi normocloremie: ∆GA = ∆ HCO3-. Se întâlneşte în trei circumstanţe: acidoza lactică, cetoacidoza şi insuficienţa renală severă. Acidoza lactică este cea mai frecventă cauză. Aceasta rezultă din supraproducţia sau alterarea metabolismului acidului lactic şi este împărţită în două tipuri, în funcţie de faptul dacă există sau nu hipoxie tisulară (de tip A şi, respectiv, B). Vorbim despre o acidoză lactică dacă nivelul plasmatic de lactat este mai mare de 5 mmol/l la un pacient cu acidoză. La pacienţii din terapie intensivă, de departe cele mai frecvente cauze de acidoză lactică sunt şocul şi hipoxia prelungită. - acidoze metabolice cu gaură anionică plasmatică normală (şi hipercloremie; numite şi acidoze metabolice anorganice); kaliemia este foarte importantă în analiza acestor acidoze; GA < 12mmol/l şi hipercloremie: ∆CI- = ∆HCO3-. Acestea sunt în marea majoritate a cazurilor secundare pierderilor digestive sau tubulare renale. În acidoza de origine digestivă, excreţia urinară de NH4+ este mult crescută, ceea ce face ca gaura anionică urinară să fie negativă. În caz de origine tubulară, gaura anionică urinară rămâne pozitivă. Semne clinice • pulmonare: hiperventilaţie cu respiraţii ample, regulate şi profunde, reflectând compensarea respiratorie a acidozei (dispnee sine materia amplă, lentă, profundă, uneori de tip Kussmaul); practic, este singurul semn constant al unei acidoze metabolice. • neurologice: apar doar în acidoza severă, mergând de la obnubilare până la comă. • cardiovasculare: depind în principal de etiologie. Acidoza severă (pH < 7,20) are o acţiune inotrop negativă. Acidoza favorizează fibrilaţia ventriculară prin scăderea pragului de excitabilitate. Există un efect direct vasodilatator arterial periferic care este frecvent mascat de creşterea catecolaminelor până la un pH de 7,20. La un pH sub 7,20, poate să apară hipotensiune arterială. Acidoza întreţine o vasconstricţie venoasă. • gastro-intestinale: sunt dominate de greaţă, vărsături, diaree, care pot agrava tulburările metabolice şi electrolitice.

121

Dezechilibrele acido-bazice

Diagnostic etiologic Abordarea etiologică implică individualizarea caracterului simplu sau complex al acidozei şi măsurarea găurii anionice plasmatice (Tabelul XXVI şi XXVII). Tabelul XXVI. Acidoze metabolice fără creşterea găurii anionice Acidoze tubulare • proximală cu hipokaliemie • distală cu hipokaliemie • distală cu hiperkaliemie Depleţie de fosfor, hiperparatiroidie Inhibitori de anhidrază carbonică Pierderi digestive (diaree, fistule pancreatice, biliare) Ureterosigmoidostomie Intoxicaţie sulfurată, prin CaCl2, prin MgCl2 Administrarea de acidifiante minerale (NH4Cl, clorhidrat de arginină), aminoacizi Acidoză metabolică posthipocapnică Tabelul XXVII. Acidoze metabolice cu creşterea găurii anionice Acidocetoze (diabetică, alcoolică) Acidoză lactică Insuficienţă renală gravă Intoxicaţie cu salicilaţi, metanol, paraldehidă, etilenglicol, toluen Tratament • Etiologic: aflarea şi tratamentul cauzei sunt cele mai importante elemente ale tratamentului (figura 26). Este suficient în cele mai multe cazuri în acidoza metabolică moderată (pH > 7,20), cu condiţia ca funcţia renală să fie normală. • Simptomatic: alcalinizarea ar fi opţiunea cea mai logică; în ultimii ani, indicaţiile şi metodele de alcalinizare au fost reevaluate.

122

Dezechilibre acido-bazice

Oxigenare tisulară inadecvată Da

Nu Măsuri specifice cauzei

Nu

Oxigenoterapie şi suport ventilator (dacă este necesar)

Şoc hemodinamic?

- Antibiotice (sepsis) - Dializă (intoxicaţii) - Întreruperea drogurilor incriminate - Insulină (diabet) - Glucoză (hipoglicemie, alcoolism) - Intervenţii de urgenţă (traumatisme, ischemie tisulară) - Tiamină (deficit de tiamină) - Dietă săracă în carbohidraţi şi antibiotice (în lactacidoză)

Da - Repleţie volemică - Agenţi care reduc presarcina şi postsarcina - Stimulante miocardice (dobutamina, dopamina) - Se evită vasoconstrictoarele

Acidoza metabolică severă?

- Continuarea terapiei Nu - Managementul condiţiilor predispozante

Da Substanţe alcalinizante pentru a menţine pH ≥ 7.20

Figura 26. Managementul acidozei lactice (după Adrogué HJ, Madias NE, Disorders of Acid-Base Balance, in Robert W. Schrier (editor), Atlas of Diseases of the Kidney, 1999)

Indicaţiile bicarbonatului de sodiu sunt limitate în funcţie de : - circumstanţele etiologice: alcalinizarea în caz de pierdere de HCO3 (acidoze cu GA normală) pare logică. Cu toate acestea, utilizarea NaHCO3 în acidozele metabolice cu GA crescută, în principal în acidozele lactice, nu se face în mod sistematic. - importanţa şi viteza de instalare a acidemiei: aportul de NaHCO3 este recomandat doar pentru scăderea foarte rapidă a pH-lui sau pH sub

123

Dezechilibrele acido-bazice

7.10; prin administrarea NaHCO3 nu trebuie încercat să se normalizeze pHul şi HCO3-, ci doar să se atingă pragurile de 7,20 şi respectiv 10 mmol/L. Modul de utilizare al bicarbonatului de sodiu: - administrare lentă şi constantă pentru a limita supraproducţia de CO2 şi încărcarea volemică; - utilizarea substanţelor izoosmolare, în principal NaHCO3 1,4%; - prevenirea hipokaliemiei prin administrarea concomitentă de K+, chiar dacă potasiul seric iniţial este normal, pentru că alcalinizarea este întotdeauna însoţită de un transfer intracelular de K+; - cantitatea de infuzie NaHCO3: NaHCO3 (mmol) = (HCO3- dorit - HCO3- măsurat) x 0,4 x Gr Utilizarea bicarbonatului de sodiu, deşi pare logică, este limitată datorită numeroaselor efecte adverse: - Acidoza paradoxală: creşterea producţiei de CO2 este cu atât mai importantă cu cât NaHCO3 este administrat rapid, necesitând o creştere a ventilaţiei pentru a-l elimina. În acidoza metabolică, capacităţile pulmonare de eliminare a CO2 au atins deja limita superioară. Prin urmare, administrarea de NaHCO3 duce la hipercapnie şi acidoză respiratorie. Cum CO2 difuzează traversând membrana celulară şi bariera hemato-encefalică, se produce o acidoză intracelulară paradoxală şi o acidifiere a LCR-ului. NaHCO3 poate creşte pH-ul plasmatic, dar poate agrava acidoza venoasă, tisulară şi cerebrală. - Alcaloza secundară sau alcaloza de rebound: atunci când cauza acidozei metabolice este îndepărtată, metabolismul acizilor organici duce la o eliberare echimolară de bicarbonat (endogen), în plus faţă de bicarbonatul administrat (exogen). - Hipernatremie şi hiperosmolaritate plasmatică: 1 g de NaHCO3 conţine 12 mmol sodiu. Dacă acidoza este asociată cu o stare de şoc secundară unei insuficienţe cardiace, creşterea volemiei poate agrava un edem pulmonar. - Hipokaliemie prin intrarea în celulă a K+ (este obligatorie monitorizarea potasiului!) - Altele: scăderea calciului ionizat, creşterea afinităţii hemoglobinei pentru O2 .

124

Dezechilibre acido-bazice

Epurarea extrarenală sau hemodiafiltrarea. Aceasta are ca scop accelerarea eliminării ionilor de H+ în exces şi de a regenera bicarbonatul în caz de insuficienţă renală oligo-anurică sau acidoză lactică toxică.

ACIDOZA RESPIRATORIE (HIPERCAPNIE) Fenomenul iniţial este creşterea pCO2 dată de o eliminare pulmonară insuficientă de gaz carbonic. Creşterea mai mult sau mai puţin importantă a bicarbonaţilor este în funcţie de compensarea renală. pH-ul arterial scade dacă creşterea bicarbonaţilor nu este proporţională cu cea a pCO2. Mecanismele compensatorii Aceleaşi mecanisme compensatorii ca la acidoza metabolică cu o excepţie pentru sistemul tampon acid carbonic / bicarbonat: creşterea acidului carbonic antrenează deplasarea Cl- în globulele roşii. Astfel, bicarbonatul poate creşte şi restabili raportul normal de 1/20 între acid carbonic şi bicarbonat. - acidoza respiratorie acută: adaptarea renală este lentă pentru a compensa acidoza; în situaţia acută, pentru orice creştere a PaCO2 cu 10 mmHg, are loc creşterea HCO3- plasmatic de numai 1 mmol/L; compensarea este parţială; spre deosebire de acidoză metabolică, nu există practic nici o modificare a concentraţiilor de Na+, K+ şi găurii anionice plasmatice. - acidoza respiratorie cronică: răspunsul renal la hipercapnie compensează acidoza; orice creştere a PaCO2 cu 10 mmHg este asociată cu creşterea HCO3- cu 3,5 mmol/L. Concentraţiile de Na+ , K+ şi gaura anionică plasmatică sunt normale: creşterea HCO3- este compensată de scăderea Cl(∆ HCO3- ∆ = Cl-). Cauze Hipoventilaţie prin: - paralizia muşchilor respiratori: poliomielita anterioară acută, mielopatii diverse, traumatismne medulare, miastenie, hipokaliemie, sd. Guillain-Barré;

125

Dezechilibrele acido-bazice

- traumatism toracic (inclusiv pneumotorax); - atingeri neurologice centrale; - insuficienţă respiratorie, ventilaţie mecanică (cu producţie de CO2), afecţiuni pulmonare bronşice sau pleurale, mai ales în caz de suprainfecţie şi ancombrare (embolie pulmonară, edem pulmonar); - supradozaj de medicamente care deprimă centrii respiratori. Semne clinice Simptomele acidozei: - sunt mascate de cele ale maladiei cauzale; - semnul clinic fundamental este hiperpneea (profunzimea respiraţiei) mai sensibil decât frecvenţa respiraţiei (dar la pH < 7,0 frecvenţa şi profunzimea sunt mult mai diminuate). De menţionat că tabloul clinic al acidozelor respiratorii apare la pacienţi cu funcţia respiratorie profund alterată, cu scăderea pO2 mai mare decât creşterea pCO2. Clinic, este greu de distins între semnele afecţiunii pulmonare, ale insuficienţei respiratorii şi ale acidozei: agitaţie motorie, flapping tremor, congestia feţei, transpiraţii, creşterea TA, confuzie, halucinaţii, comă. Alte semne clinice: - semne cardiovasculare: în caz de hipercapnie acută are loc întâi creşterea presiunii arteriale maxime apoi tahicardie şi, în fine, colaps; - semne neurologice: cefalee, anxietate, agitaţie sau torpoare, confuzie, flapping tremor anunţînd coma. Hipercapnia severă duce la vasodilataţie capilară, creşterea presiunii intracraniene cu edem papilar (concomitent cu dilatarea vaselor conjunctivale şi faciale); - semne cutanate: transpiraţii profuze, eritem al feţei şi al mâinilor. Parametrii de monitorizat: prezenţa aritmiilor ventriculare şi creşterea presiunii intracraniene. Hipercapnie acută: provoacă hipertensiune arterială periferică cu creşterea debitului cardiac şi hipertensiune intracraniană cu creşterea fluxului sanguin cerebral. Acidoza respiratorie acută se însoţeşte de hipersecreţie de catecolamine, glucocorticoizi, renină, aldosteron şi ADH plasmatic, cu

126

Dezechilibre acido-bazice

retenţia de fluide. Cu cât hipercapnia se instalează mai rapid, cu atât semnele neurologice centrale sunt mai importante: greaţă, vărsături, cefalee, flapping tremor, agitaţie, confuzie, comă, convulsii; aceste semne neurologice apar, de obicei, la o PaCO2 > 60 mmHg; Hipercapnie cronică: este însoţită de semne de cord pulmonar cronic cu hipertensiune arterială pulmonară. Aritmiile sunt mai mult legate de hipoxie şi dezechilibre ionice, decât de cardiomiopatie; acidoza respiratorie cronică are puţine manifestări neurologice centrale. Este definită ca o creştere primară a PaCO2 prin hipoventilaţie alveolară responsabilă de o scădere a pH-ului. Această scădere a pH-ului este mai mult sau mai puţin importantă, în funcţie de creşterea compensatorie a bicarbonatului. Diagnostic biologic - creşterea pCO2 şi creşterea proporţională a bicarbonaţilor fără modificarea pH-ului arterial sunt observate în acidoza respiratorie necompensată; - scăderea pH-ului arterial ( 60 mm Hg în aer ambiant

- Intubaţie şi suport ventilator standard. - Corectarea cauzei reversibile a disfuncţiei pulmonare cu antibiotice, bronhodilatatoare şi corticosteroizi.

- O2 pe canulă nazală sau mască - Corectarea cauzelor reversibile de disfuncţie pulmonară cu antibiotice, bronhodilatatoare şi corticosteroizi Deteriorarea statusului mental

Da

Monitorizare

Instabilitate hemodinamică

PaO2 ≥ 55 mm Hg, pacient stabil

Nu

Da

Agravarea retenţiei de CO2

Nu

PaO2 < 55 mm Hg

Encefalopatie hipercapnică severă sau instabilitate hemodinamică

Se ia în considerare folosirea ventilaţiei nazale noninvazive (masca nazală) sau intubaţie şi suport ventilator standard. Se continuă aceleaşi măsuri.

Figura 27. Managementul acidozei respiratorii cronice (după Adrogué HJ, Madias NE, Disorders of Acid-Base Balance, in Robert W. Schrier (editor), Atlas of Diseases of the Kidney, 1999)

Tratament Este reprezentat de corectarea hipercapniei, adică creşterea ventilaţiei alveolare. Tratamentul este etiologic: dezobstrucţie, drenaj, eliminarea sedativelor. Ventilaţia mecanică poate fi necesară, menţinând schimbul gazos până la îndepărtarea cauzei (figura 27). Rolul ventilaţiei mecanice nu este de a normaliza pCO2, ci pH-ul. În hipercapnia cronică, normalizarea bicarbonatului crescut se face lent, cu menţinerea pCO2 la valorile anterioare decompensării (pentru a evita instalarea alcalozei metabolice posthipercapnice).

128

Dezechilibre acido-bazice

ACIDOZE MIXTE Este o asociaţie de scădere a bicarbonaţilor deplasaţi de o invazie de acizi ficşi şi de creşterea pCO2 dată de o eliminare pulmonară insuficientă de CO2. Nici o compensaţie nu este posibilă. Scăderea pH-ului arterial este rapidă şi importantă. Apare prin asocierea la acelaşi individ a cauzelor de acidoză fixă şi respiratorie. Semne clinice: simptomatologie mixtă şi prognostic foarte sever. Aceşti pacienţi prezintă risc de colaps cardiovascular brutal. Biologic, are loc creşterea pCO2 şi scăderea bicarbonaţilor. Modificările pCO2 şi bicarbonaţilor nu este nevoie să fie foarte importante pentru ca pH-ul arterial să diminue în mod considerabil. Dacă pCO2 este mai mare decât bicarbonatul aşteptat, atunci timpul de compensare respiratorie a fost prea scurt sau este, de asemenea, prezentă o acidoză respiratorie. Dacă pCO2 este mai mic decât bicarbonatul aşteptat, atunci este prezentă o alcaloză respiratorie concomitentă.

ALCALOZA FIXĂ SAU METABOLICĂ Fenomenul iniţial este creşterea bicarbonaţilor. Creşterea mai mult sau mai puţin importantă a pCO2 este în funcţie de compensarea respiratorie. pH-ul arterial creşte şi dacă creşterea pCO2 nu este proporţională cu cea a bicarbonaţilor. Trebuie să distingem factorii care stau la baza alcalozei metabolice de factorii care o menţin deoarece, spre deosebire de ceea ce poate fi văzut în celelalte tulburări acido-bazice, alcaloza metabolică poate persista chiar şi atunci când factorii responsabili pentru apariţia acesteia au dispărut. Mecanisme de apariţie a alcalozei metabolice: - pierderi de ioni de H+: la originea majorităţii alcalozelor metabolice, aceste pierderi pot proveni fie din tractul digestiv, fie din cel urinar.

129

Dezechilibrele acido-bazice

- exces de bicarbonat, datorat fie aportului exogen excesiv de bicarbonat sau echivalenţe metabolice (carbonaţi, citraţi, acetaţi), fie unui transfer de ioni H+ spre celule. Mecanisme de întreţinere a alcalozei metabolice: Datorită eliminării renale rapide a bicarbonatului, alcaloza metabolică nu se menţine decât dacă această funcţie este afectată ca în insuficienţa renală sau în situaţii de reabsorbţie renală crescută de bicarbonat: hipovolemie, hipokaliemie severă, hipersecreţie de mineralocorticoizi şi, mai ales, pierderi de clor. Hipocloremia, în reducerea reabsorbţiei de Na+ la nivelul ansei Henle, creşte schimbul Na +- H + şi Na + - K + la nivelul tubului distal şi colector pentru a preveni scăderea volumului extracelular. Mecanisme compensatorii - compensare respiratorie: creşterea pH, diminuă ventilaţia pulmonară, presiunea alveolară a CO2 creşte, deci şi H2CO3 din lichidele extracelulare, raportul acid carbonic / bicarbonat tinde să se normalizeze; hipoventilaţia este limitată de hipoxemia pe care o induce; - compensarea renală: urina devine alcalină, bicarbonatul creşte, diminuă clorurile, diminuă formarea amoniacului şi a eliminării acizilor organici; - compensare prin sistemul tampon acid carbonic / bicarbonat: o parte din bicarbonat este deplasat şi contribuie la creşterea acidului carbonic. Cei doi termeni ai fracţiei sunt crescuţi. Cauze Diagnosticul unei alcaloze metabolice necesită cunoaşterea mai multor parametri: volumul sectorului extracelular, kalemia, calcemia, pH urinar, funcţia renală. Este vorba de un exces de aport sau de administrare exagerată de alcali (insuficienţa renală) sau sindrom lapte alcaline. Alcaloza metabolică poate fi: A. Asociată cu deshidratare hipertonă (+ pierdere de Cl) - vărsături sau aspiraţii gastrice, diareile acide la copil (dacă vărsăturile sunt importante şi împiedică aportul hidraţilor de carbon, pot duce la acidoză cu formare de corpi cetonici);

130

Dezechilibre acido-bazice

- terapie cu diuretice; - alcaloză posthipercapneică. B. Asociată cu hiperadrenocorticism - sindrom Cushing; - hiperaldosteronism; - sindrom Bartter. C. Hipopotasemia D. Administrare excesivă de alcali - acută; - sindrom lapte - alcaline. Semne clinice Semnele clinice apar numai în alcaloza severă. - Manifestări neuromusculare: letargie, agitaţie, confuzie, stupoare, spasme musculare, semne neuromusculare de tetanie, convulsii, torpoare, comă. - Manifestări cardiovasculare: tulburări de ritm ventriculare şi supraventriculare rezistente la tratamentele convenţionale şi care regresează odată cu normalizarea pH-ului. Manifestările electrocardiografice par să reflecte, în principal, variaţiile potasiului seric. - Manifestări respiratorii: hipercapnie asociată hipoxemiei. Diagnostic biologic - creşterea bicarbonaţilor şi creşterea proporţională a pCO2 fără modificări de pH sunt observate în alcaloza metabolică compensată; - creşterea pH-ului arterial (>7,45) şi creşterea bicarbonaţilor definesc alcaloza metabolică decompensată. Cifra pCO2 este mai mult sau mai puţin crescută. - în sânge – la o creştere a bicarbonatului, resonsabilă de o creştere a pH-ului, se asociază o hipercapnie compensatorie. Orice creştere a HCO3cu 1 mmol/l determină o creştere a PaCO2 cu 1 mmHg. - hipocloremia este constantă şi este cel mai adesea asociată cu hiponatremie; - hipopotasemia este legată fie de pătrunderea intracelulară a K + , fie de pierderi urinare favorizate de hipocloremie sau de

131

Dezechilibrele acido-bazice

reducerea volumului extracelular. Uneori, poate apărea hipofosfatemie, scăderea calciului ionizat şi hipomagneziemie; - gaura anionică plasmatică este, în general, neschimbată în alcaloza metabolică pură, creşterea HCO3- fiind compensată de scăderea Cl-. Aceasta poate fi mărită de o hiperlactatemie. - în urină – pH-ul este variabil. Acesta poate fi mai mare sau egal cu 7, reflectând un răspuns renal adaptat cu excreţie de bicarbonat. pH-ul poate fi acid prin creşterea reabsorbţiei de ioni de HCO3- şi excreţia netă de ioni de H+. Numai corectarea acestor tulburări care susţin alcaloza metabolică permite obţinerea unui pH urinar alcalin. pH-ul urinar este un indicator bun pentru monitorizarea eficacităţii tratamentului. - cloruria face distincţia între alcalozele metabolice sensibile la clor şi alcalozele metabolice rezistente la clor şi, astfel, orientând tratamentul. Diagnostic etiologic Cauzele alcalozei metabolice sunt digestive, renale sau, mai rar, prin exces de baze. Alcaloza metabolică este adesea iatrogenă, asociată pierderilor digestive prin aspiraţie gastrică (secreţiile gastrice conţin 60-80 mmol/L HCl), tratamentului cu diuretice sau aportului de alcaline (perfuzie cu cantităţi semnificative de Ringer lactat). Tratament Refacerea deficitului de clor este orientat de cloremie şi clorurie, cu excepţia alcalozelor induse de diuretice care sunt întotdeauna sensibile la clor, în ciuda unei clorurii mari la început care apoi scade în tratamentele cronice. În alcalozele metabolice sensibile la clor, tratamentul se bazează pe aportul de cloruri. Refacerea hipovolemiei se face cu ser fiziologic (0,9% NaCl). Administrarea concomitentă de KCl este aproape întotdeauna necesară din cauza depleţiei asociate de potasiu. Tratamentul alcalozelor metabolice rezistente la clor se bazează în principal pe tratamentul etiologic. Administrarea de NaCl este ineficace, dar pot fi utilizate cantităţi mari de KCl

132

Dezechilibre acido-bazice

uneori asociate cu spironolactonă (figura 28). Alcaloza metabolică ce însoţeşte stările edematoase este dificil de tratat deoarece retenţia de lichide este, în general, asociată unei hipovolemii eficace. Prin urmare, aportul de NaCl este contraindicat, putându-se administra în acest caz acetazolamidă, agenţi acidifianţi dacă alcaloza metabolică este severă (pH > 7,6) sau epurare extrarenală dacă pacientul este oligoanuric (figura 28). Managementul alcalozei metabolice

Pentru corecţia alcalozei

Întreruperea administrării de bicarbonat sau precursori ai acestuia pe cale gastrică

Eliminarea sursei generatoare de alcaloză

Pentru pierderea H+ pe cale renală

Pentru schimbarea H+ Pentru GFR scăzută

Întreruperea mecanismului de perpetuare

Pentru defect de acidifiere responsiv la ClPentru defect de acidifiere rezistent la Cl-

- administrarea de antiemetice; - întreruperea aspiraţiei gastrice; - administrarea de inhibitori blocanţi H2 sau inhibitori H+-K+ ATP-ază. - întreruperea sau scăderea diureticelor de ansă şi distale; - înlocuirea cu amilorid, triamteren sau spironolactonă; - întreruperea sau limitarea medicamentelor mineralocorticoide.

Repleţia potasică Repleţia lichidului extracelular Terapie de substituţie renală

Administrare de NaCl şi KCl

Suprarenalectomie sau altă terapie chirurgicală, repleţie cu potasiu, amilorid, triamteren sau spironolactonă

Figura 28. Managementul alcalozei metabolice (după Adrogué HJ, Madias NE, Disorders of Acid-Base Balance, in Robert W. Schrier (editor), Atlas of Diseases of the Kidney, 1999)

133

Dezechilibrele acido-bazice

Mijloace terapeutice: - cloruri (NaCl, KCl); - agenţi acidifianţi: sunt puţin utilizaţi (acid clorhidric, clorhidrat de arginină sau lizină, contraindicaţi la pacienţii cu insuficienţă renală). Utilizarea lor este rezervată pentru alcaloza metabolică gravă, ameninţătoare de viaţă. Cantitatea de ioni H+ administrată este evaluată prin următoarea formulă: [H+] = greutate (kg) x 0,5 x ∆ [HCO3-] (mmol/l). Corecţia pH-ului nu trebuie să fie prea rapidă; - acetazolamidă: în alcaloza metabolică secundară unei acidoze respiratorii cronice. Este contraindicată la pacienţii cu insuficienţă hepatică şi renală; - terapia de substituţie renală (dializă convenţională sau hemodiafiltrare continuă) rămâne un tratament adecvat în special la pacienţii cu insuficienţă renală asociată cu tulburări hidroelectrolitice complexe.

ALCALOZA RESPIRATORIE Fenomenul iniţial este o scădere a pCO2 dată de o eliminare pulmonară foarte importantă de CO2. Scăderea mai mult sau mai puţin pronunţată a bicarbonaţilor este în funcţie de compensarea renală. pH-ul arterial creşte dacă scăderea bicarbonaţilor nu este proporţională cu cea a pCO2. Scăderea bicarbonatului plasmatic se realizează în două etape: o etapă rapidă prin sistemul de baze şi o etapă lentă prin scăderea eliminării renale de ioni de H+. În alcaloza respiratorie acută, scăderea bicarbonatului este dată de formula: ∆ [HCO3-] = 0,2 x ∆ PCO2. În alcaloza respiratorie cronică, scăderea bicarbonatului este dată de formula: ∆ [HCO3-] = 0,5 x ∆ PCO2. Alcaloza deviază curba de disociere a hemoglobinei spre stânga, adică măreşte afinitatea oxigenului pentru hemoglobină. Acest lucru limitează disponibilitatea oxigenului în ţesuturi şi poate agrava o hipoxie tisulară. Este important să se facă distincţia între hiperventilaţia de origine centrală de cea secundară unei hipoxii, pentru că tratamentul şi managementul sunt, în mod evident, foarte diferite.

134

Dezechilibre acido-bazice

Mecanisme compensatorii - compensare renală şi respiratorie ca şi în alcalozele metabolice; - compensare prin sistem tampon bicarbonat diferă: excesul relativ de bicarbonat (secundar eliminărilor exagerate de CO2) provoacă deplasarea acestui ion spre acid carbonic care creşte. Cei doi termeni ai fracţiei sunt scăzuţi. Cauze - hiperventilaţie de origine centrală: intoxicaţie salicilică - hiperventilaţie în cursul ventilaţie asistate - hiperventilaţie prin hipoxie • hipoxie anemică • hipoxie hipoxemică: altitudine, şunt dreapta-stânga, bloc alveolocapilar sau acombrarea căilor aeriene. Hipocapnia asociată cu hipoxemie se explică prin faptul că CO2 este mult mai difuzibil decât O2. Hiperventilaţia este incapabilă de a corija hipoxia dar este capabilă de a provoca hipocapnie. • hipoxie circulatorie: insuficienţă cardiacă globală Alcaloza respiratorie poate fi: A. Acută: a) Hiperventilaţie: - emotivă sau isterică; - febră, infecţii, mai ales cu gram negativi; - exerciţiul fizic; - compensatorie de altitudine; - intoxicaţie cu salicilaţi (hiperventilaţie prin stimularea centrului respirator. b) Hipoxia acută - edem pulmonar acut; - embolie pulmonară; - pneumonie acută; - astm.

135

Dezechilibrele acido-bazice

B. Cronică: - boli cerebrale: tumori, encefalameningite prin hipersensibilizarea centrului respirator; - insuficienţă hepatică cronică; - sarcină; - hipoxia cronică: boli pulmonare cronice, maladii congenitale cardiace cianogene, adaptarea la altitudine. Diagnostic biologic Căderea pCO2 şi căderea proporţională a bicarbonaţilor fără modificări de pH sunt observate în alcaloza gazoasă compensată. Creşterea pH-ului arterial şi căderea pCO2 definesc alcaloza respiratorie decompensată (pH>7,45). Cifra bicarbonaţilor este mai mult sau mai puţin scăzută. Semne clinice Semnele clinice sunt mascate de afecţiunea cauzală. Simptomul capital este respiraţia superficială (hipoventilaţia) care are ca scop creşterea presiunii intraalveolare a CO2. Alte semne clinice: - tulburări de conştienţă - semne neuromusculare de tetanie Alcaloza respiratorie acută: - manifestări neurologice: cefalee, confuzie, chiar convulsii; sunt asociate cu o scădere a fluxulului sanguin cerebral (fluxul sanguin cerebral scade 2 % până la 4 % pentru o modificare PaCO2 de 1 mm Hg). Prin urmare, există o scădere a presiunii intracraniene şi intraoculare. Sunt posibile şi alte manifestări neurologice (furnicături ale extremităţilor, semnul Chvosteck) în raport cu tulburările biologice asociate (scăderea fracţiei ionizate a calciului, hipofosforemie); - manifestări cardiovasculare: hipocapnia acută determină o scădere a debitului cardiac şi a presiunii arteriale sistemice. Alcaloza respiratorie cronică : - cel mai adesea asimptomatică, perturbările iniţiale remiţându-se treptat, după câteva zile până la câteva săptămâni.

136

Dezechilibre acido-bazice

Diagnostic biologic Cloremia este moderat ridicată. Potasiul seric este de obicei normal sau scăzut, ca şi fracţiunea ionizată de calciu. Hipofosforemia apare în alcaloza respiratorie severă prin transferul fosfatului anorganic în celulă, este asimptomatică şi nu necesită tratament. O creştere a lactatului este clasică, responsabilă pentru o creştere uşoară a găurii anionice plasmatice. În faza iniţială de formare a hipocapniei, pH-ul urinar este, de obicei, mai mare de 7. În faza stabilă a hipocapniei, pH-ul urinar este, în general, mai mic sau egal cu 6. Alcaloză respiratorie

Acută

pH ≥ 7.55

Cronică

Nu

Nu se indică măsuri specifice

Da

Instabilitate hemodinamică, status mental alterat sau tulburări de ritm cardiac

Nu

- Respiraţie în sistem închis - Corectarea afecţiunii de bază

Da

Corectarea pH ≤ 7.50 prin: • Reducerea [HCO–3]: - acetazolamidă, ultrafiltrare şi perfuzii cu ser fiziologic, hemodializă - utilizând o concentraţie scăzută de bicarbonat. • Creşterea PaCO2: - respiraţie într-un sistem închis, hipoventilaţie controlată cu sau fără paralizia muşchilor scheletici Figura 29. Managementul alcalozei respiratorii (după Adrogué HJ, Madias NE, Disorders of Acid-Base Balance, in Robert W. Schrier (editor), Atlas of Diseases of the Kidney, 1999)

137

Dezechilibrele acido-bazice

Tratament Rar o alcaloză respiratorie necesită tratament. Utilizarea deprimantelor respiratorii ar trebui să fie excepţională. Creşterea spaţiului mort sau scăderea ventilaţiei/minut la pacienţii intubaţi şi ventilaţi sunt mijloace terapeutice esenţiale (figura 29). În formele induse de hipoxemie, tratamentul este oxigenoterapia.

ALCALOZA MIXTĂ Este o asociaţie de creştere a bicarbonaţilor şi de scădere a pCO2 dată de o eliminare foarte importantă de CO2. Nici o compensaţie nu este posibilă. Creşterea pH-ului arterial este rapidă şi importantă. Poate apare prin asocierea la acelaşi subiect a cauzelor de alcaloză fixă, metabolică şi respiratorie. Scăderea pCO2, creşterea bicarbonaţilor nu trebuie să fie foarte importante pentru ca pH-ul arterial să crească în mod notabil. Semne clinice: tetanie, cefalee, tulburări de conştienţă, comă.

PAŞI ÎN STABILIREA DIAGNOSTICULUI DE DEZECHILIBRU ACIDO-BAZIC 1. determinarea pH-ului – dacă nu este normal (7,40) stabilim în ce direcţie deviază şi cu cât: < 7,40 = acidemie; > 7,40 = alcalemie; 2. determinarea PaCO2 – dacă nu este normală (40 mmHg) stabilim în ce direcţie deviază şi cu cât şi dacă deviaţia este în aceeaşi direcţie cu pHul sau diferită. PaCO2 crescut şi pH scăzut = acidoză; PaCO2 scăzut şi pH crescut = alcaloză; 3. determinăm HCO3- – dacă deviază de la normal (24 mEq/l) notăm gradul şi direcţia deviaţiei. HCO3- şi pH în aceeaşi direcţie scăzute = acidoză; HCO3- şi pH în aceeaşi direcţie crescute = alcaloză; 4. dacă şi PaCO2 şi HCO3- sunt anormale, valoarea care se modifică mai apropiat de pH dă indicaţie asupra tulburării primare care a alterat

138

Dezechilibre acido-bazice

pH-ul. Se discută şi tulburări mixte sau elemente compensatorii dacă atât PaCO2 cât şi HCO3- sunt anormale; 5. căutăm PaO2 şi saturaţia O2 şi determinăm dacă este crescută, scăzută sau normală. Dacă PaO2 şi saturaţia O2 scad, se poate ajunge la acidoză lactică. Se poate stabili diagnosticul şi printr-un algoritm mai simplu: 1. determinarea pH-ului: scăzut – acidemie; crescut – alcalemie; 2. determinarea cauzei: a. acidoză: - metabolică dacă HCO3- scăzut - respiratorie dacă PCO2 crescut - dacă HCO3- scăzut şi PCO2 crescut = tulburare mixtă b. alcaloză - metabolică – HCO3- crescut; - respiratorie – PCO2 scăzut; - dacă ambele sunt alterate – tulburare mixtă; 3. stabilim diagnosticul ajutaţi de tabele (regula policelui sau tabele 12.3, 12.4) sau/şi de “hărţi”.

139

Glosar

GLOSAR

Acid – subsanţa care manifestă tendinţa de a elibera protoni. Acidemie – termen care se referă la un pH sanguin sub limita normală, care reflectă creşterea concentraţiei ionilor H+ liberi în lichidele biologice. Acidoză – proces patologic care determină scăderea pH-ului sanguin. Acidoza metablică – acidoză determinată de o creştere a concentraţiei acizilor nevolatili circulanţi şi/sau de o pierdere excesivă a bicarbonatului. Acidoza respiratorie – acidoză determinată de o retenţie acută sau cronică a bioxidului de carbon la nivel pulmonar. Acidoza mixtă – asociaţie între scăderea bicarbonaţilor deplasaţi de acizii ficşi şi creşterea PCO2 dată de o eliminare pulmonară insuficientă de CO2. Alcal (bază) – substanţă care are tendinţa de a accepta protoni. Alcalemie – termen care se referă la un pH sanguin peste limita normală care reflectă scăderea concentraţiei ionilor de H+ liber. Alcaloză – proces patologic care determină creşterea pH-ului sanguin. Alcaloza metabolică – alcaloza determinată de o creştere a bicarbonatului circulant şi/sau de o pierdere excesivă de acizi. Alcaloza respiratorie – alcaloza determinată de creşterea ventilaţiei şi a eliminării consecutive de bioxid de carbon la nivel pulmonar. Alcaloza mixtă – asociere între creşterea bicarbonaţilor şi scăderea PCO2 dată de o eliminare foarte importantă de PCO2. Apa metabolică – apa rezultată din metabolizarea hidrocarbonatelor, proteinelor sau lipidelor. Balanţa acido-bazică – stare de echilibru dinamic a concentraţiei ionilor de hidrogen în organism.

140

Dezechilibre hidro-electrolitice şi acido-bazice

Deshidratare – pierderea excesivă a apei din organism. − hipertonă – deficienţă hidrică intra şi extracelulară prin bilanţ hidric negativ, acompaniată de creşterea osmolarităţii plasmatice; − hipotonă – se datorează pierderilor de sare mai mari decât apa sau aportului insuficient de sare, rezultând un spaţiu intracelular redus, cu celule hiperhidratate − izobară – se întâlneşte în pierderi concomitente proporţionale de apă şi sare; afectează numai spaţiul intracelular. Edemul – acumulare anormală a fluidelor în spaţiul interstiţial sau în cavităţile organismului. Fluidele "spaţiului al treilea” – fluide care se "pierd" în spaţiul intern al organismului, care nu pot fi folosite de organism şi reduc volumul circulant efectiv. Fluidul extracelular – apa şi substanţele dizolvate ce ocupă spaţiul extracelular. Fluidul intracelular – apa şi substanţele dizolvate aflate în interiorul celulei. Gaura anionică – concentraţia de anioni nedozabili din plasmă; este dată de formula [Na+ - (Cl- + HCO3-)]. Valoarea normală este 12+/-2mEq/l. Osmolalitatea – măsură a particulelor osmotic active pe kilogram de apă în care particulele sunt dizolvate. Osmolaritate – termen utilizat pentru a descrie concentraţia întregii soluţii, în mOsm/l; osmolaritatea reflectă numărul de particule solvite care determină mişcarea apei. Concentraţiile osmolare pot fi exprimate ca Osm/kg apă (osmolalitate) sau Osm/l soluţie (osmolaritate). Tonicitatea – este osmolaritatea eficace. pH – logaritmul inversului concentraţiei ionilor de hidrogen dintr-o soluţie, valoare teroretică ce reprezintă gradul de aciditate sau alcalinitate a soluţiei studiate. − valorile pH-ului – se înscriu într-o scară de la 0 la 14 cu punct de neutralitate la 7. − valorile normale ale pH-ului sanguin – sunt cuprinse normal între 7,30 – 7,45.

141

Glosar

Pierderile insensibile de apă – apa care se pierde imperceptibil, ca de exemplu prin aerul expirat sau prin evaporare la nivel tegumentar. Pierderile sensibile de apă – apa care se elimină prin urină, fecale, transpiraţii. Presiunea oncotică (coloid-osmotică) – presiunea de la nivelul membranei capilare care este determinată de proteinele dizolvate în plasmă şi în fluidele interstiţiale. Procesul de compensare – mecanism de protecţie prin care organismul răspunde la modificările HCO3- şi PCO2 prin modificări homeostatice ale altor variabile. − compensarea metabolică sau "renală" – modificări secundare ale HCO3- (ex. compensarea renală a acidozei respiratorii şi compensarea metabolică a acidozei respiratorii). − compensarea respiratorie – modificări secundare ale PCO2 (ex. compensarea respiratorie a alcalozei metabolice). Soluţie tampon – sistem alcătuit dintr-un donor şi un acceptor de protoni (acizi slabi şi baza sa conjugată) care ajută la menţinerea pH-ului în limite normale.

142

Dezechilibre hidro-electrolitice şi acido-bazice

Anexe Anexa 1. Regula policelui pentru căutarea nivelului compensării Schimbările în dezechilibrul primar Acidoză metabolică [HCO3-]

Schimbări compensatorii PCO2

Alcaloză metabolică  [HCO3-]

 PCO2

Acidoză respiratorie  PCO2

 [HCO3-]

Alcaloză respiratorie PCO2

 [HCO3-]

Rezultatul compensării PCO2 = 1,5 x [HCO3-] + 8 ± 2 PCO2 creşte cu 0,5 – 1,0 mmHg pentru fiecare mmol/l de creştere [HCO3-] Acută: [HCO3-] creşte cu 1 mmol/l pentru fiecare 10 mmHg de creştere a PCO2 Cronică: [HCO3-] creşte cu 4 mmol/l pentru fiecare 10 mmHg de creştere a PCO2 Acută: [HCO3-] scade cu 2 mmol/l pentru fiecare 10 mmHg de scădere a PCO2 Cronică: [HCO3-] scade cu 5 mmol/l pentru fiecare 10 mmHg de scădere a PCO2

Anexa 2. Factori de conversie pentru principalii ioni Na+ - 23 mg = 1 mEq K+ - 39 mg = 1 mEq Cl- - 35 mg = 1 mEq HCO3- - 61 mg = 1 mEq Ca2+ - 40 mg = 1 mmol P3- - 31 mg = 1 mmol Mg2+ - 24 mg = 1 mmol

143

Anexe

apatie, confuzie, stupoare

Anexa 3. Ghid de măsurători rapide pentru tulburări acido-bazice (balanţa hidro-electrolitică şi acido-bazică)

144

Dezechilibre hidro-electrolitice şi acido-bazice

Anexa 4. Reguli acido-bazice

145

Anexe

Anexa 5. Algoritm de diagnostic în acidoză (după Healey PM, Jacobson EJ, 2000)

146

Dezechilibre hidro-electrolitice şi acido-bazice

Anexa 6. Algoritm de diagnostic în alcaloză (după Healey PM, Jacobson EJ, 2000)

147

Anexe

Anexa 7. Formule pentru evaluarea compensării Tulburarea primară Acidoza metabolică Alcaloza metabolică Acidoza respiratorie Acută Cronică Alcaloza respiratorie Acută Cronică

Modificare compensatorie ↓PaCO2 ↑PaCO2

Compensarea asteptată (1,5X HCO3) + 8= PaCO2+-2 PaCO2= (0,9XHCO3) +15

↑HCO3-

HCO3=(PCO2-40/10) + 24 HCO3=(PCO2-40/5) + 24

↓ HCO3-

HCO3=24 – (40 – PaCO2/5) HCO3=24 – (40 – PaCO2/2)

Anexa 8. Proprietăţile soluţiilor perfuzabile (cristaloidelor)

135-145 95-105 1,28-1,45:1 3,5-5,3 24-32

0,9% NaCl 154 154 1:1 0 0

2,2-2,6 0,8-1,2 3,5-5,5 7,35-7,45 275-295

0 0 0 4,5-7,0 308

Plasma* Na+ (mmol/l) Cl- (mmol/l) [Na+]:[Cl-] ratio K+(mmol/l) HCO3- / Precursorul bicarbonatului (mmol/l) Ca2+ (mmol/l) Mg2+ (mmol/l) Glucoza (mmol/l) pH Osmolaritate (mOsm/l)

148

131 111 1.18:2 5 29 (lactat)

NaCl 0,45% 130 109 1.19:1 4 28 (lactat)

Glucoza 5% 130 112 1.16:1 5 27 (acetat)

2 0 0 5,0-7,0 278

1,4 0 0 6-7,5 273

1 1 0 6-8 276

Hartman

Dezechilibre hidro-electrolitice şi acido-bazice

Bibliografie selectivă

Abelow B. Understanding Acid-Base. Baltimore: Williams&Wilkins 1998. Adrogue HJ, Madias NE. Disorders of Acid-Base Balance cap. 6. in Berl Tomas, Disorders of water, Electrolyte and Acid-Base. vol. 1. in Atlas of diseases of kidney, serie editor Schrier Robert 1999. Adrogue HJ, Madias NE. Hypernatremia. N Engl J Med 2000; 342: 14931499. Adrogue HJ, Madias NE. Hyponatremia. N Engl J Med 2000; 342: 15811589. Dacey M. Hypomagnesemic disorders. Crit Care Clin 2001; 17: 155. Davids MR, Edoute Y., Jungas RL et al. Facilitating an understanding of integrative physiology; emphasis on the composition of body fluid compartments. Can J Physiol Pharmacol 2002; 80: 835-850 Grigoraş Ioana. Anestezie si terapie intensivă – principii de bază. Institutul European 2007. 401-515 Halperin M., Kamel K.,& Goldstein M. Fluid, Electrolyte and Acid-Base Physiology. Sauders Elsevier 2010 Healey PM, Jacobson EJ. Common Medical Diagnosis: An Algorithmic Approach. W.B. Sannders Company, 3th edition, chapter 6, 2000. Heitz UE, Horne MH. Pocket Guide to Fluid, Electrolyte and Acid-Base Balance, 4th ed. St Louis: Mosby, 2001. Ionescu Târgovişte C. Metabolismul apei şi electroliţilor. Metabolismul mineral/ Tulburările osmolarităţii plasmatice şi ale echilibrului acidobazic, în Tratat de Medicină Internă, sub red. Păun R., Ed. Medicală, Bucureşti, 1986 – vol. 3 (coordonator Mincu I.), 77-158 şi 559-601.

149

Bibliografie selectivă

Kallum JA. Disorders of acid-base balance. Crit Care Med. 2007 Nov; 35(11):2630-6. Laffey JG, Kavanagh BP. Hypocapnia. N Engl J Med 2002; 347: 43-53. Legendre C. L’eau et les electrolytes in Traite de nutrition clinique de l’adulte de Basdevant A, Laville M, Lerebours E. Flammarion 1999. Schrier R. Renal and Electrilyte Disorders. 7-th edition, Lippincott Williams&Wilkins 2010; 1- 166 Scott Wn. Fluids&Electrolytes – made Incredibly easy! (UK edition) Lippincott Williams&Wilkins 2010 Singer GG. Fluid and Electrolyte Management in The Washington Manual of Medical Therapeutics, edited by Ahya SN, Flood K, Paranjothi S, 30th edition, Lippincott Williams&Wilkins 2001, 43-76. Slătineanu SM. Homeostazia hidroelectrolitică. Ed. Junimea, Esculap 65, 1998. Stanciu C., Graur Mariana. Curs de semiologie medicală: Echilibrul hidroelectrolotic şi acido-bazic. Ed. Junimea (Esculap96), 2003 Stipanuk MH. Biochemical and Physiological Aspects of Human Nutrition. W. B. Saunders Company 2000, ch.28. Whitmire SJ: Water, Electrolytes and Acid-Base Balance in Krause’s Food, Nutrition and Diet Therapy, edited by Mahan LK, Escott-Stump S, 10th edition 2000, 153-163. Williams SR. Nutrition and Diet therapy, 8th edition, Mosby, Missouri 1997, 252-272. Ziegler R. Hypercalcemic crisis. J Am Soc Nephrol 2001; 17(S39).

150

View more...

Comments

Copyright ©2017 KUPDF Inc.
SUPPORT KUPDF