Szigeti Gyula Péter. Homeosztázis

Átírás

1 Szigeti Gyula Péter Homeosztázis

2 A szervezet egy nyitott rendszer, 1. rész 1. Homeosztázis. Azon folyamatok összessége, amelyek a szervezet belső állandóságát ( internal milieu ) biztosítják. (a testfolyadékok, hőmérséklet, vérnyomás, vércukor...) 2. Nyitott rendszer. A szervezet anyagot és energiát cserél a környezetével. 3. H 2 O Steady-State. Az egy nap alatt a szervezetbe kerülő folyadék mennyisége azonos kell hogy legyen a szervezetből eltávozó folyadék mennyiségével. Ha nem azonos, akkor a szervezetben található víz felszaporodása, vagy vesztése fordul elő. Vízfelvétel: a, folyadékfelvétel italok formájában b, a szilárd táplálék is tartalmaz vizet c, a sejtmetabolikus folyamatok CO 2 -t és H 2 O-t termelnek Vízvesztés: a, vizelettel b, széklettel c, inszenzibilis H 2 O vesztés. Pl. légzés d, izzadás. e, patológiás körülmények: vérzés, hányás, hasmenés

3 A szervezet egy nyitott rendszer, 2. rész 4. Elektrolit Steady-State. A vízhez hasonlóan az elektrolitok esetében is egyensúly kell, hogy legyen a felvett és a leadott mennyiség között (Na +, K +, Cl -, bikarbonát). Elektrolit felvétel: a, Na + és K + felvétel a megemésztett táplálékból. b, Klinikai körülmények között, elektrolit tartalmazó folyadékinfúzió parenterális (i.v., i.p.) alkalmazása. Elektrolit vesztés: a, kiválasztás a vesén keresztül b, veszteség a székletben c, izzadás d, abnormális úton: hányás, hasmenés. 5. Szöveti metabolitok 6. A különböző anyagok szervezeten belüli megoszlása NEM HOMOGÉN. 7. Kompartmentek.

4 A folyadékösszetétellel kapcsolatos fogalmak 1. rész 1. Molalitás. Mennyi mol oldott anyag van 1 kg oldószerben. 2. Molaritás (M). Mennyi mol oldott anyag van 1 l oldószerben. Note, M nem mol-t jelent, hanem mol/liter-t. Fiziológiás koncentrációk alacsonyak. millimol (mm) = 10-3 M, micromol (μm) = 10-6 M, nanomol (nm) = 10-9 M, vagy picomol (pm) = M. 3. Elektrokémiai ekvivalencia (Eq). A sók, mint pl. a NaCl és a CaCl 2 pozitív (kation) és negatív (anion) ionokra disszociál. Az ekvivalens azt a gram-ban kifejezett monovalens H + tömeget jelenti, amivel helyettesíteni tudjuk az adott iont. A monovalens ionok, pl. Na +, K + és Cl - esetén 1 ekvivalens azonos az ion grammban kifejezett tömegével (GMW), míg divalens ionoknál (Ca, Mg és HPO 2-4 ) 1 ekvivalens egyenlő a GMW felével. A fiziológiás koncentrációk igen alacsonyak, gyakran meq/l = 10-3 Eq/L. Ez a mértékegység akkor használható igazán, ha arra vagyunk kiváncsiak, hogy mennyi anyag szükséges az elektroneutralitás létrehozásához.

5 A folyadékösszetétellel kapcsolatos fogalmak 2. rész 4. Komplikációk a plazmakoncentrációk meghatározásában. Az ionok, valamint a molekulák nagyon gyakran nem teljesen disszociált, nem teljesen oldott formában fordulnak elő. a, A legtöbb oldott anyag fehérjékhez kötődik. Pl. a kalcium, kb. 50%-ban albuminhoz és citráthoz kötődik a véráramban. b, A plazmavolumen csak 93%-a víz, a maradék 7% fehérje és lipid. Ezáltal a plazmavíz és a teljes plazma ionkoncentrációja különböző, ami azt jelenti, hogy a klinikai laboratóriumok által meghatározott ionkoncentációk alulértékelik a valódi ionkoncentrációkat. Ez általában nem okoz problémát, de figyelembe kell venni bizonyos betegségek esetén, pl. hyperlipidemia vagy hyperproteinemia.

6 A szervezet folyadékterei RBC CELL WATER 36% 25 L PLASMA WATER 4.5% 3 L INTERSTITIAL FLUID COMPARTMENT 11.5% 8 L TRANSCELLULAR WATER 1.5% 1 L BONE 3% 2 L ECF 24% 17 L DENSE CONNECTIVE 4.5% 3 L A szervezet összvíztere hozzávetőleg 55-60%-a szervezet össztömegének férfiakban és kb. 50 to 55%-a hölgyekben (ok a nagyobb zsírmennyiség). Mindkét nem esetén nagyfokú variabilitás mutatható ki a víztartalomban (fejlődés különböző szakaszain). Egy 70 Kg-os férfi esetében a szervezett összvíztere hozzávetőleg 42 L.

7 Intracelluláris és extracelluláris folyadék 1. rész 1. Intracelluláris folyadék. hozzávetőleg a testsúly 36%-a kb. 25 l (70 Kg ffi) 2. Extracelluláris folyadék. hozzávetőleg a testsúly 24%-a kb. 17 l (70 Kg ffi) plazma (vér minusz alakos elemek) hozzávetőleg a testsúly 4,5%-a kb. 3 l (70 Kg ffi) intersticiális folyadék (a szöveteket felépítő sejtek közötti tér) hozzávetőleg a testsúly 11,5%-a kb. 8 l (70 Kg ffi) minor kompartmentek (csont és a kötőszövetek, transzcelluláris folyadék, mint pl. a gyomor-, bél- és egyéb szekretoros nedvek, intraoculáris folyadék, cerebrospinális folyadék, izzadság, szinoviális folyadék) hozzávetőleg a testsúly 9%-a kb. 6 l (70 Kg ffi)

8 A kompartmenteket elválasztó határfelületek tulajdonságai i.c. e.c. Vér szövetek Máj, csontvelő Agy, here sejtmembrán erek, endothelium fenesztrált endothelium tight junction

9 Intracelluláris és extracelluláris folyadék, 2. rész 3. vér = alakos elemek + plazma Hematokrit (Hct). Az alakos elemek aránya a vérben. Plazma volumen = vérvolumen x (1-Hct). 4. Plazmavíz a felszívódott tápláléknak a szervezetbe való belépési pontja a megtermelt káros anyagcseretermékeknek a szervetből történő eltávozási pontja 5. Ionösszetétel az extracelluláris és az intracelluláris folyadék teljesen kölönböző, de a teljes osmotikus koncentráció hasonló a két folyadéktérben a, A fő extracelluláris kation a Na +,az anionok pedig a klorid és a bikarbonát. b, A fő intracelluláris kation ak +,azanionok pedig a foszfátok [mind az anorganikus (HPO 4 2-, H 2 PO 4- ) mind az organikus (ATP, etc.)] és a proteinek.

10 Kationok Na + K + Ca 2+ (össz) Az extracelluláris folyadéktér (vérplazma) összetétele mmol/l 3,8-5,2 mmol/l 2,5 mmol/l Ca 2+ (ionizált) 1,15-1,25 mmol/l Mg 2+ Anionok Cl - HCO 3 - H 2 PO 4- + HPO 4 2-0,8-1,2 mmol/l mmol/l mmol/l 1-1,4 mmol/l Szerves összetevők Glükóz Urea Fehérjék 4-5,5 mmol/l 2,5-6,3 mmol/l g/l ebből albumin g/l Bilirubin <20 μmol/l

11 Intracelluláris ionkoncentrációk Kationok vvt vázizom Na + 19 mmol/l 12 mmol/l K mmol/l 150 mmol/l Ca 2+ 0,001 mmol/l 0,0001 mmol/l Mg 2+ 4 mmol/l 22 mmol/l Anionok vvt vázizom Cl - 78 mmol/l 4 mmol/l HCO mmol/l 12 mmol/l H 2 PO 4- + HPO mmol/l 24 mmol/l

12 Valódi oldat és kolloid oldat jellemzői Valódi oldat: az oldott anyag mérete <1 nm pl.: fiziológás sóoldat Kolloid oldat: az oldott anyag mérete nm pl.: fehérjék oldatai

13 Intracelluláris és extracelluláris folyadék, 3. rész 6. Patológiás folyadékfelszabadulás az E.C. térben: transzudátum és exszudátum magas vérnyomás pangás gyulladás - tiszta (vízszerű) folyadék - zavaros - nincs fehérje - van protein (- Rivalto reakció) (+ Rivalto reakció) - alacsony fajsúly - magas fajsúly

14 Ozmózis Initial Gl Gl Gl Gl 10 L 10 L Final Gl Gl Gl Gl 15 L 5 L 1. Ozmotikus erők. 2. Ozmotikus koncentrációk. Note, 1,0 M NaCl, ha teljesen disszociál a molekula, akkor egy 2,0 osmolos oldatot hoz létre, de 1 mol CaCl 2, ha teljesen disszociál akkor egy 3,0 osmol-os oldatot képez. (nem mindig teljes a disszociáció) (1 mosm = 10-3 osmol/l).

15 A DONNAN EQUILIBRIUM Initial Step 2 Final 50 K + 50 K + 50 Cl - 50 Pr Osmoles 100 Osmoles 33 K + 67 K+ 33 Cl - 17 Cl - 50 Pr - 66 Osmoles 134 Osmoles 33 K + 67 K+ 33 Cl - 17 Cl - 50 Pr - 33 ml 67 ml Total Volume 100 ml Ions Move H 2 O moves

16 A szervezet folyadéktereinek vizsgálata 1. A meghatározás alapja a folyadékhígításos módszer, aminek az alapja Koncentráció= Injektált anyagmennyiség/megoszlási tér 2. A szervezetbe bejuttatott anyagok esetén figyelembe kell venni, hogy bizonyos anyagmennyiségek altávoznak (kiválasztódnak) a szervezetből. V d =(Injektált anyagmennyiség - Kiválasztott anyagmennyiség)/egyensúlyi konc. 3. A különböző folyadékterek meghatározásához olyan anyagra van szükségünk, amelyek csak az adott térben oszlanak meg. Teljes víztér (TBW). D 2 O, THO és antipirin Extracelluláris víztér (ECFV). inulin, szukróz, mannitol és szulfát Plazmavolumen (PV). Radióaktívan jelölt albumin vagy Evans kék (albuminhoz kötődik) Intracellularáris víztér (ICFV). ICF=TBW-ECFV Intersticiális víztér (ISFV). ISFV=ECFV-PV

17 Klinikumban használatos megfontolások, 1. rész [Na + ] p közvetlenül kapcsolódik az E.C. ozmolaritáshoz és könnyen mérhető 1.Hipernatrémia (magas plazma Na koncentráció) -> csökkent E.C. és I.C. víztér (sejtzsugorodás). (Note hypoproteinemia és hypolipidemia) 2.Hiponatrémia (alacsony plazma Na koncentráció) -> emelkedett E.C. és I.C. víztér (sejtduzzadás). (Note hyperproteinemia és hyperlipidemia). 3.Hyperglycemia esetén a magas vércukorszint növeli az osmolaritást és hiponatremiát idéz elő, sejtzsugorodással. Ebben az esetben elsősorban a sejtzsugorodást kell korrigálni és nem a hiponatrémiát.

18 Ozmotikus erők hyponatraemia sejtduzzadás Na + H 2 O hypernatraemia sejtzsugorodás H 2 O

19 Klinikumban használatos megfontolások, 2. rész 1. Megnövekedett extracelluláris osmolaritás (pl. hipernatrémia), sejtzsugorodást okoz. Ha a vízfelvétel nem akadályozott, akkor a hipernatrémia kialakulása megelőzhető lehet. Azonban a hipernatrémia nagyon gyakran kialakul kómában lévő betegeknél, illetve újszülötteknél, ahol a vízfelvétel akadályozott. Valamint 1. Fokozott inszenzibilis vízvesztés. 2. Megnövekedett verejtékezés. Normális körülmények között a verejték kevés nátriumot tartalmaz. 3. Centrális, vagy nephrogén diabetes insipidus. Csökkent ADH szekréció vagy ADH érzéketlenség. 2. Csökkent extracelluláris ozmolaritás (pl. hiponatrémia) azonban a sejtek duzzadását okozza. 1. Fokozott vízivás. 2. Syndrome of Inappropriate ADH Secretion (SIADH). Túlságosan sok ADH víz visszatartáshoz vezet, ezáltal hiponatrémia, és koncentrált vizelet jön létre.

20 Klinikumban használatos megfontolások, 3. rész 1. Megnövekedett ECF volumen. Megnövekedett centrális vénás nyomás, ödema. Ha az ozmolaritás normális, akkor az intracelluláris volumen valószínüleg normális. 2. Csökkent ECF volumen. A hipovolémia legnagyobb veszélye az, hogy nagymértékben csökken a szöveti perfúzió. A klinikai kép: száraz nyálkahártyák, a vizelettermelés csökkenése, lassú kapilláris telődés. 3. Az extracelluláris folyadékvolumen isotóniás csökkenése, aminek gyakorlatilag nincs direkt hatása a sejtvolumenre. Note, az elveszített folyadék azonos ozmolaritású az E.C. folyadékkal. A folyadékvesztés szomjúságot okoz és fokozza az ADH szekréciót. Ennek következtében fokozódik a vízfelvétel és a vízvisszatartás és másodlagos hiponatrémiát hoz létre. 1. hányás 2. hasmenés 3. vérzés 4. égés

21 A klinikumban volumenpótlásra használt oldatok 1. A plazma ozmolaritásához viszonyítva 1. Izotóniás oldatok. Az ozmotikus koncentráció azonos a plazmájéval. Alkalmazása nem befolyásolja az intracelluláris volument. 2. Hipertóniás oldatok. Az ozmótikus koncentráció magasabb a plazmájénál. Alkalmazása csökkenti az intracelluláris volument. 3. Hipotóniás oldatok. Az ozmótikus koncentráció alacsonyabb a plazmájénál. Alkalmazása növeli az intracelluláris volument. 2. A leggyakrabban alkalmazott oldatok 1. Dextróz oldat. A glükóz gyorsan CO 2 + H 2 O re metabolizálódik. Mind az ECF-t, mind az ICF-t növeli. 2. Salina. Különböző koncentrációk: hipotóniás (pl. 0,2%), izotóniás (0,9%), és hipertóniás (pl. 5%). 3. Dextróz Salina. Különböző koncentrációk. Akkor használjuk, amikor kombinált volumenpótlás és kalória bevitel szükséges. 4. Plazma-expanderek. pl, dextrán, ami egy hosszú láncú polysacharid. Megnöveli az ECF-t az ICF rovására.