Poruchy vnitřního
prostředí
Poruchy objemu, osmolarity a
tonicity
Etiopatogeneze jednotlivých poruch
Homeostáza
• vnitřní prostředí (nitrobuněčné a v okolí buněk) není totožné se
zevním prostředím
• vnitřní prostředí = extracelulární a intracelulární tekutina
• jeho vlastnosti jsou takové, aby umožňovalo optimální fungování
organizmu
• regulační mechanizmy zajišťují, že bez ohledu na měnící se zevní
podmínky, vnitřní prostředí zůstává stabilní
• regulací oběhu, dýchání, ledvinami, GIT, činností endokrinních žláz
• stabilita parametrů vniřního prostředí = homeostáza
• objem
• osmolarita
• koncentrace iontů
• teplota
• pH
• …
• složení tělesných tekutin je výslednicí mezi přítokem (resp. tvorbou)
a odtokem látek (tj. bilancí)
• poruchy bilance jednotlivých látek
• deplece – nedostatek/ztráty neúměrné potřebám
• retence – převaha příjmu/tvorby nad odvodem
Kompartmenty těl. tekutin
• voda je v organismu rozdělena do několika oddílů:
• (1) intracelulární tekutina (ICF)
• 2/3 celkové vody
• (2) extracelulární tekutina (ECF)
• 1/3 tělesné vody
• intersticiální tekutina (ISF)
• obklopuje buňky, ale necirkuluje, cca 3/4 ECF
• intravaskulární tekutina (IVT, tj. plazma)
• cirkuluje, cca 1/4 ECF
• transcelulární tekutina
• tekutina mimo ISF a IVT (1-2 litry)
• cerebrospinální tekutina, komorová voda oka
• trávicí šťávy (žaludek, pankreas, žluč)
• hlen
• synoviální tekutina
• event. tekutina v peritoneálním a pleurálním prostoru
Rozdělení vody v těle
celk. tělesná voda
~45 litrů
(60 – 65%
hmotnosti)
extracelulární
tekutina
~15 litrů
(20 -23% hmotnosti)
plazma
~3 litry
(4% hmotnosti)
intersticiární tekutina
~12 litrů
(16% hmotnosti)
intracelulární tekutina
~30 litrů
(40 - 45% hmotnosti)
Denní bilance vody
příjmy ztráty
metabolizmus 0.5 L močí 1 – 2 L
pití 1 L stolicí 0.1 L
potrava 1 L odpařováním 0.6 – 0.8 L
dýcháním 0.5 L
celkem 2.5 L celkem 2.5 L
Osmolarita a tonicita
• voda tvoří v organizmu zákl. prostředí v němž jsou
rozpuštěny další soluty
• cca 200 molekul vody / 1 molekulu solutu
• osmolarita (mmol/l)
• osmotický tlak v jednom litru rozpouštědla
• je přímo úměrná počtu rozpuštěných částic v roztoku daného
objemu
• normální rozmezí 285 ± 10 mmol/l
• všechny kompartmenty musí být v osmotické rovnováze
• s výjimkou přechodných změn a patologických stavů
• nejvýznamnější osmoticky aktivní látky
• glukóza, močovina, albumin
• ionty (Na, K, Cl, fostáty, bikarbonát, …)
• tonicita = elektrolytové (iontové) složení těl. tekutin
• objem ECF je proporcionální celkovému obsahu Na+
Odhad osmolarity krve
osmolarita = 2  ([Na+] + [K+]) + 5
2  140 + 5 + 5 = 290
osmolarita = 2  [Na+] + [Glc] + [urea]
2  140 + 5 + 5 = 290
Iontové složení tělesných tekutin
Elektrolyty
Plasma,
(mEq/L)
[molarita]
Intersticiální
tekutina
(mEq/L)
Intracelulární
tekutina
(mEq/L)
Na+ 142 145 10
K+ 4 4 160
Ca2+ 5 5 2
Mg2+ 2 2 26
Kationty celkově: 153 156 198
Chloridy 101 114 3
Bikarbonáty 27 31 10
Fosfáty 2 2 100
Sulfáty 1 1 20
Org. kyseliny 6 7
Proteiny 16 1 65
Anionty celkově: 153 156 198
Výměna látek mezi ICT a ECT
• ICF a ECF jsou odděleny buněčnými membránami
• bílkoviny membrán zaručují, že membrány jsou
permeabilní pro vodu (difuzí)
• naopak permeability pro ionty je s výjimkou K+ prakticky
nulová
• otevírání iontových kanálů je řízené
• pohyby vody dovnitř (ven) do (z) buněk mění jejich
velikost (roztahují se resp. kontrahují)
• osmóza se objevuje, pokud vzniká gradient
nepropustného solutu přes membránu permeabilní
pro vodu
• v buňkách se objevují osmotické toky, pokud
vzniká osmotický gradient mezi ICT a ECT
• v celém těle jsou tyto kompartmenty vždy v
osmotické rovnováze přesto, že složení tekutin je v
těchto kompartmentech velmi odlišné
• přidání nebo odebrání solutů jednomu nebo několika
tělesným kompartmentům povede k narušení
osmotické rovnováhy a k výměně vody mezi ICF a
ECF
Membránové transportní
mechanismy
• typy transportů
• prostá difuze
• usnadněná difuze
• osmóza
• iontový kanál
• aktivní pumpa
• membránové transporty jsou řízeny silami, které působí na
úrovní membrány
• na molekulu může působit více sil najednou (koncentrační a
napěťový gradient)
• pohyb vody je řízen jak tlakovým, tak osmotických gradientem
• množství vody, které se přesunuje během osmózy ovlivňuje
objem buňky
Membránové transporty jsou řízeny silami
působícími na úrovní membrány
Typ transportu Rozdíly v Síla
difúze koncentraci koncentrační gradient
elektrický proud napětí (voltage) napěťový gradient
filtrace hydrostatickém tlaku tlakový gradient
osmóza osmotickém tlaku osmotický gradient
Reakce buňky na změny
osmotického tlaku
Regulace objemu a osmolarity
osmolarita se reguluje vodou
osmoreceptory v hypothalamu → produkce ADH a
vyvolání pocitu žízně → transport ADH do zadního
laloku hypofýzy → zvýšení zpětné resorpce vody v
ledvině
cirkulující objem se reguluje sodíkem
regulace je vázána na detekci a změny krevního
tlaku
baroreceptory ve vyso- a nízkotlakém řečišti →
aktivace sympatoadrenálního systému, RAAS a
ANF → vazokonstrikce a retence Na+
Regulace volumu a osmolarity
Osmorecepce - ADH
• (1) vzestup osmolarity plazmy vede ke
zmenšení objemu buněk v
osmoreceptorech hypotalamu
• (2) sekrece ADH (= vazopresin)
• ADH se váže na receptor V2 a
způsobuje (prostřednictvím cAMP)
inzerci aquaporinu do apikální
membrány, což umožní transport
vody podél osmotického gradientu
ve sběrném kanálku nefronu
• (3) navození pocitu žízně
• cestou n. glossofaryngeus –
snížení produkce slin, suchost
sliznic
• dalšími stimulátory sekrece ADH jsou
• výraznější pokles efektivního
cirkulačního objemu (zvýšená
hladina AT II)
• stres, bolest, strach, sexuální
vzrušení
• dopamin, nikotin, hypoxie,
hyperglykémie, některé léky
• tlumení sekrece ADH
• hypervolémie, hypoosmolarita,
ADH (zpětnovazebně)
• enkefaliny, glukokortikoidy, alkohol
Působení ADH
Barorecepce
• baroreceptory
• vysokotlaké řečiště
• oblouk aorty a karotický
sinus
• aktivace sympatiku a
posléze RAAS
• macula densa ledvin
• produkce reninu
• nízkotlaké řečiště
• srdeční předsíně
• produkce ANF
• při větších změnách objemu
se aktivuje též ADH
Mediátory regulace tlaku/objemu
Juxtaglomerulární aparát (JGA)
Produkce reninu v ledvině
• regulována 3 faktory
• (1) systémově
prostřednictvím
sympatické
inervace JG-bb.
• tlak detekován
centr.
baroreceptory
• (2) při poklesu tlaku
v a. afferens
glomerulu
• tlak detekován JGA
• (3) při poklesu
konce NaCl v dist.
tubulu
• koncentrace
detekována
buňkami macula
densa
RAAS – hlavní mechanismus
regulace tlaku a objemu
• renin štípe angiotensinogen na
angiotensin I (AT I), ten je dále
účinkem konvertujícího enzymu
(ACE) štěpen na AT II
• hl. efekty AT II:
• vazokonstrikce
•  reabsorpce Na v prox.
tubulu
• aktivace dřeně nadledvin k
produkci aldosteronu a jeho
prostřednictvím  reabsorpce
Na v dist. tubulu
Regulovaná reabsorpce Na+
Objemová a osmotická bilance
• poruchy objemu a osmolarity jsou v klinických
podmínkách úzce spojeny
• možné stavy z hlediska objemu
• normovolémie
• hypervolémie
• hypovolémie
• relativní poměr mezi příjmem či ztrátami solutů
na jedné straně a vody na straně druhé určí
hodnotu osmolarity
• isoosmolarita
• hypoosmolarita
• při větším příjmu vody než solutů nebo po větších
ztrátách solutů než vody
• hyperosmolarita
• při větší retenci solutů než vody nebo po větších
ztrátách vody než solutů
Kombinace poruch volumu a tonicity
v ECT
hypoosmolární
hypervolemie
Na / H2O
(např. psychogenní polydipsie,
SIADH)
isoosmolární
hypervolemie
Na / H2O
(např. srdeční či jaterní selhání,
nefrotický syndrom)
hyperosmolární
hypervolemie
Na / H2O
(např. chron. ledv. selhání,
hyperaldosteronismus)
hypoosmolární
normovolemie
Na / H2O
nepravděpodobná
norma
Na / H2O
hyperosmolární
normovolemie
Na / H2O
nepravděpodobná
hypoosmolární
hypovolemie
Na / H2O
(např. Addisonův, Barterův
syndrom)
isoosmolární
hypovolemie
Na / H2O
(např. krvácení, popáleniny)
hyperosmolární
hypovolemie
Na / H2O
(např. průjmy, zvracení, pocení,
diabetes insipidus)
Hypervolemické stavy
• kapacita ledvin pro vylučování vody je natolik velká, že
ani extrémní zátěž vodou při zdravých ledvinách
nevede k retenci tekutin v extracelulárním prostoru
• ledviny dokážou vyloučit i velká kvanta sodíku
• kapacita však může být překonána v extrémních
případech
• retence vody může být způsobena:
• (1) přesunem tekutiny z intravazálního prostoru do
intersticia a následnou “falešnou” signalizací
sníženého efektivního objemu např. u
• srdečního selhání (tekutina ve venózním řečišti)
• jaterní nedostatečnosti (tekutina ve splanchniku)
• nefrotický syndrom (edémy)
• (2) retence sodíku a vody ledvinami
• primární nemoci ledvin
• zvýšené hladiny faktorů regulujících vylučování sodíku a
vody v ledvinách
Přesun tekutiny z krve do
intersticia
Příklad = srdeční selhání
Typy hypervolemie
• podle toho jak je provázena retence vody změnami
osmolarity rozlišujeme:
• hyperhydratace hypo- až isoosmolální
• tělo dostává (zadržuje) převážně vodu
• infuze glukózových roztoků (5% glukoza se spotřebuje, zbude
voda)
• nefrotický sy (ztráta bílkovin močí)
• cirhóza (nedostatečná produkce bílkovin)
• psychogenní polydipsie
• syndrom nepřiměřené produkce ADH (SIADH)
• selhání srdce
• renální oligo/anurie při selhání ledvin
• hyperhydratace hyperosmolální
• tělo dostává (zadržuje) převážně Na+
• masivní příjem Na+ (např. pití mořské vody nebo nadm. solení)
• nadprodukce mineralokortikoidů (Connův syndrom)
• akutní nemoci glomerulů a oboustranná parench. onem. ledvin
s chronickou ledv. nedostatečností (GFR < 10 mL/min)
Důsledky hypervolémie
zvýšené předtížení levé komory
zvýšený srdeční výdej (CO)
CO  perif. odpor =  arteriální tlak
 hydrostatický kapilární tlak
filtrace tekutiny do IC prostoru
edém
Hypovolemické stavy
• příčinou je negativní bilance vody
• ta je ale prakticky vždy spojena s bilancí sodíku, tudíž snížení objemu vody v ECT je zpravidla
spojeno i s poklesem celkového množství sodíku
• (1) dehydratace hypoosmolální (= tělo ztrácí převážně Na+)
• aliment. nedost. soli v kombinaci se ztrátami
• prim. nedostatek mineralokortikoidů (Addisonův syndrom)
• renální ztráty soli:
• polyurie při akutním selhání ledvin
• ztráta hypotonických tekutin
• osmotická diuréza
• tlaková diuréza u extrémně  TK
• Barterův syndrom
• (2) dehydratace izoosmolální
• ztráta krve nebo plazmy, popáleniny
• punkce ascitu
• těžký průjem (jinak hyperosmolární dehydratace)
• žlučový drén, píštěle
• únik do intersticia nebo 3. prostoru
• pankreatitis
• (3) dehydratace hyperosmolální (tělo ztácí převážně vodu)
• zvracení
• průjem
• pocení
• hyperglykémie u diabetes mellitus
• diabetes insipidus (centrální i nefrogenní)
• polyurie při akutním selhání ledvin
Přehled poruch volumu a tonicity
včetně příčin
Vysvětlivky k obrázku:
a – přehnaná kompenzace hyperosmolality (stav 9) vodou
b – kompromis pomocí ADH: hypervolemie nestoupá při značném vzestupu NaEC tak
výrazně, aby se udržela izoosmolalita
c – pokles efektivního krevního volumu
d – tři faktory retence Na (GFR, aldosteron, 3. faktor)
e – pomocí ADH
f – nesteroidní antiflogistika (acetylosalicylová kyselina, salicylát sodný, fenacetin,
paracetamol) tlumí ochranné prostaglandiny v ledvině  pokles GFR
g – SIADH (syndrom of inappropriate secretion of antidiuretic hormone) je klinicky
euvolemický, subklinicky hypervolemický
h – pomocí žízně a ADH, předpokládá se ovšem i jistá ztráta soli
i – ačkoliv může být dehydratace těla při ztrátě hypotonických tekutin značná, pokles
cirkulujího volumu bývá při ní zanedbatelný (čistá ztráta vody hrazena z 90% nikoliv
z cirkulujícího objemu)
j – je-li ztráta vody o dost vyšší než ztráta soli, může být snížení NaEC provázeno
zvýšením PNa
k – organizmus masivně ztratil sůl i vodu, rychlou zpětnou vazbou přes žízeň a ADH se
však v této extrémní situaci snaží zachovat spíš objem, což se mu zdaří jen zčásti, a
ještě za cenu hypotonie (opět kompromis); ztráty soli jsou zde hrazeny pouze pitím
l – Na v moči < 10 mmol/L
m – Na v moči > 20 mmol/L – příčinou ztráty Na je moč sama
n – při malém objemu moče Na v moči > 600 mmol/L
Edém
• mezi intravaskulární a extravaskulárním
kompartmentem probíhá neustálá výměna tekutin
• pohyb vody, elektrolytů a nízkomolekulárních látek je řízen:
• hydrostatickým tlakem
• onkotickým tlakem
• permeabilitou cév
• edém
• nárůst objemu tekutiny v intersticiálním prostoru
• lokalizovaný
• generalizovaný
• příčiny
•  filtrační tlak
• arteriolární dilatace
• konstrikce venul
• venostáza, obstrukce
•  onkotický tlak plazmy
• hypoproteinemie
• akumulace osmoticky aktivních látek v tkáni
•  kapilární permeabilita
• prozánětlivé mediátory (histamin, bradykinin, substance P)
•  lymfatická drenáž
• ucpání při infekci
• stp. lymfadenektomii
Patogeneze edémů
Vysvětlivky:
a – normální stav
b - edémy při zvýšení hydrostat. tlaku
c - edémy při snížení onkotického tlaku
d - edémy při zánětu
Edematózní stavy - přehled
Děkuji za pozornost!
37