COMPARTIMENTELE LICHIDIENE DIN ORGANISM

Compartimentele lichidiene din organism

Esential pentru homeostazie este pastrarea in volum relativ si compozitie normala a lichidelor organismului.

In conditii normale exista o egalitate intre aportul si eliminarea de lichide. Permanent exista un schimb de fluide si alte constituente diluate in fluide intre mediul extern si corp, iar in interiorul corpului schimbul apare intre diversele compartimente.

Apa din organism, in cazul unei persoane in standard de normalitate, provine din:

mediul extern - apa si alte lichide ingerate aproximativ 2100 ml

- apa din alimente

mediul intern - apa endogena sau metabolica provenita din metabolismul carbohidratilor, aproximativ 200 ml

Astfel, observam un total al nivelului apei in organism de aproximativ 2300 ml.

Variatiile de la acest nivel, considerat normal, exista si sunt determinate de:

tipul constitutional al individului in cauza;

clima;

obiceiuri de viata;

intensitatea activitatii fizice.

Mai mult, pe parcursul unei zile se produc, in mod firesc, pierderi de apa din organism, atat pe cale tegumentara cat si prin respiratie.

In cazul pierderilor nedatorate unui efort vorbim despre perspiratia insensibila, neperceputa de organism ca un dezechilibru, in primul rand pentru ca se produce in mod firesc si constant, cantitatea de apa pierduta fiind, de aproximativ 700 ml (respiratie si nivel tegumentar).

Pierderile tegumentare sunt variabile depinzand in mod direct de intensitatea activitatii glandelor sudoripare si de integritatea tegumentelor.

Astfel: -persoanele cu defect congenital (lipsa a glandelor sudoripare) vor avea pierderi putine, pe cand,

- persoanele cu tegumentele "avariate", in special prin arsura, vor avea pierderi foarte mari necesitand perfuzare continua (3-5 litri / zi).

La randul lor, pierderile respiratorii, care sunt de aproximativ 300-400 ml / zi, cresc, atunci cand temperatura aerului scade, deoarece presiunea atmosferica a vaporilor de apa, scade, la randul ei, aproape de zero. Prin urmare, in anotimpul rece se resimte o senzatie de uscaciune a cailor respiratorii.

Totodata, transpiratia reprezinta, alaturi de calea renala, o principala "poarta" de pierdere a apei din organism, nivelul pierderilor depinzand in mod sinergic, atat de temperatura ambientala cat si de intensitatea activitatii fizice desfasurate.

De aceea, cantitatea de apa pierduta poate avea o plaja de variatie foarte mare cuprinsa intre 100 ml / zi in cazul unei activitati normal sedentare si ajungand pana la 1-2 litri / ora, in cazul unei activitati de o mare intensitate precum cea presupusa de practicarea unui sport.

Nu trebuie ignorat faptul ca se pierde apa, din organism, si prin intermediul fecalelor, plaja de variatie fiind, si in acest caz, foarte mare, respectiv intre 100 ml / zi (valoare normala) si cativa litri / zi, in caz de diaree severa.

Totusi, cea mai importanta si totodata cea mai cunoscuta cale de pierdere a apei din organism este calea renala. De aceea, aceasta este considerata calea de echilibrare intre aportul si eliminarea de apa si electroliti.

Si in acest caz, plaja de variatie poate fi foarte mare fiind cuprinsa intre:

0.5 litri / zi - in cazul persoanelor deshidratate;

20 de litri / zi - in cazul unei ingestii exagerate de lichide.

Prin intermediul caii renale, extrem de important de mentionat este faptul ca, se regleaza, pe langa nivelul apei, si nivelul electrolitilor, a sodiului, a clorului si a potasiului.

distributia Compartimentelor lichidiene din organism

Organismul are, in principal, doua compartimente lichidiene:

lichidul extracelular;

lichidul intracelular

La randul sau, lichidul extracelular are tot doua compartimente:

lichidul interstitial;

plasma sangvina.

Exista insa si un mic compartiment (relativ la procentul total), denumit lichid transcelular, regasibil in:

lichid sinovial (articulatii);

peritoneu;

pericard;

intraocular;

lichid cefalorahidian.

Lichidul transcelular este considerat un lichid extracelular si exista in organism in cantitate de 1000-2000 de ml la un adult de aproximativ 70 de kilograme.

Luand ca etalon aceasta greutate (70 kg), observam faptul ca apa este prezenta in procent de 60% in organismul in discutie, de unde deducem ca apa din corpul individului reprezinta 42 de litri.

Bineinteles, exista, si in acest caz, variatii ale procentului, acestea depinzand de:

varsta;

sex;

gradul de obezitate.

Mai mult, prin procesul de imbatranire creste cantitatea de grasimi din corp, scazand, procentual, cea de apa.

Nu trebuie ignorat faptul ca, raportat la greutatea corporala, femeile au mai mult tesut adipos decat barbatii avand, in consecinta, mai putina apa.

Asadar, cand se discuta repartitia apei pe compartimente, de fiecare data se iau in calcul valori medii, dupa cum urmeaza: (luam ca etalon un adult de 70 de kilograme, aproximativ 42 litri de apa)

compartimentul lichidian intracelular:

o      intracelular avem aproximativ 28 de litri de apa, reprezentand aproximativ 66% din greutatea totala a apei si 40% din greutatea totala corporala;

o      in apa intracelulara se afla mai multi constituenti ale caror concentratie este similara in toate celulele, devenind astfel un vast compartiment lichidian.

compartimentul lichidian extracelular:

o      extracelular regasim 14 litri de apa, respectiv 20% din greutatea corporala, distribuita astfel:

mai mult de ¾ - lichid interstitial;

aproximativ ¼ - (3 litri) plasma

o      plasma este componenta acelulara a sangelui, intre aceasta si lichidul interstitial existand un schimb permanent realizat prin intermediul porilor membranei capilare, pori care sunt permeabili pentru toti solvatii din lichidul extracelular, cu exceptia proteinelor. Acestea sunt in cantitate mai mare in capilare, iar restul sunt constant si uniform amestecate. (aceeasi compozitie este intalnita in plasma si in lichidul interstitial)

Volumul sangvin

Sangele contine:

lichid extracelular - plasma;

lichid intracelular - in elementele figurate, mai ales in eritrocite.

Este o componenta bine determinata, gazduita in sistemul circulator avand o importanta deosebita pentru controlul dinamicii cardiovasculare.

La adulti sangele reprezinta aproximativ 7% din greutatea corporala, respectiv 5 litri.

Sangele este constituit din:

60 % plasma;

40 % celule sangvine.

Valentele sunt aproximative depinzand de:

sex;

greutate;

alti factori.

Hematocritul reprezinta componenta sangelui reprezentata de eritrocite. Acesta se masoara prin centrifugarea sangelui intr-un tub, pana se sedimenteaza pe fundul tubului.

Valoarea hematocritului in mod normal este:

la barbat - 0,40;

la femeie- 0,36.

Valoarea scade in anemie si creste in policitemie (adica in productia de eritrocite)

Compozitia lichidelor extracelular si intracelular.

Din lichidul extracelular, compozitia ionica in plasma este similara cu cea din lichidul interstitial. Diferenta este determinata de concentratia mare de proteine in plasma fata de spatiile interstitiale unde sunt mai putine.

Sarcina electrica a proteinelor fiind negativa si cu tendinta de a returna in plasma, legati cationii (cation - sarcina electrica negativa) adica sodiul si potasiul ce sunt retrimisi suplimentar in plasma.

Anionii (sarcina negativa) sunt respinsi de sarcina negativa a proteinelor plasmatice, fiind regasiti mai mult in lichidul interstitial.

Compozitia lichidului extracelular este reglata in majoritatea cazurilor de catre rinichi, celulele gasindu-se intr-un mediu constant de apa, electroliti si elemente nutritive.

Lichidul intracelular este separat de cel extracelular de catre o membrana permeabila la apa, dar nu si pentru majoritatea electrolitilor. Aici se regasesc cantitati mici de sodiu insa aproape deloc calciu. Contine insa mult potasiu, ioni de fosfat, ioni sulfat si moderat magneziu.

Lichidul intracelular contine mari cantitati de proteine, de aproape 4 ori mai mult decat in plasma.

Masurarea volumelor diverselor compartimente lichidiene ale organismului.

Principiul este relativ simplu, constand in injectarea unei anumite substante indicatoare si, dupa dispersia in tot compartimentul, se masoara gradul de dilutie (dilutia, substantei indicatoare).

Masurarea volumului apei corporale totale.

Se foloseste apa radioactiva

tritiu³ H₂O

apa grea deuteriu² H₂O

antipirina - inalt liposolubila traversand rapid membranele celulare si asigurand distributia uniforma.

Masurarea de lichid extracelular.

Se introduc substante de dispersie in plasma si in lichidul interstitial, insa, substante care nu traverseaza membrana celulara.

Substantele folosite sunt:

sodiul radioactiv;

clorul radioactiv;

ionul trisulfat;

insulina.

Aceste substante se introduc in vena si disperseaza, in 30-60 de minute, in tot lichidul extracelular.

Calculul volumului intracelular

Volum intracelular - volum total apa corporala - volum extracelular.

Masurarea volumului plasmatic

Injectarea unei substante ce nu traverseaza vasul capilar (ramane in sistemul vascular).

Substantele sunt:

albumina marcata radioactiv I¹²⁵ - albumina;

coloranti legati de proteinele plasmatice (colorant albastru aprins).

Calculul volumului lichidului interstitial

Volum H₂O interstitial - total H₂O extracelular - volum plasmatic

Masurarea volumului de sange. Se masoara in prealabil :

volumul plasmatic

hematocritul

Formula este:

Volum sange = volum plasmatic / C1 hematocrit

Exemplu:

volum plasmatic = 3 litri

hematocrit = 0,40

Volum sange = 3 litri / (1 - 0,40) = 5 litri

Alta metoda este de a injecta in vase o cantitate de substante marcate radioactiv - respectiv crom 51 si apoi se masoara dilutia.

Realizarea reglarii schimburilor lichidiene, dar si a echilibrului osmotic intre compartimentele extracelulare si intracelulare.

Distributia lichidelor intre plasma si lichidul interstitial se face prin jocul asigurat de doua forte.

forta hidrostastica legata de presiunea asigurata in vase.

forta coloidosmotica - asigurata de concentratia proteinelor de o parte si de alta a membranei.

Distributia intre lichidul intracelular si extracelular este determinata de efectul osmotic al solventilor cu molecula mica (sodiu etc.) care au efecte de o parte si de alta a membranei.

Membranele sunt inalt permeabile la apa, dar relativ impermeabile la alte substante si ioni cu molecula mica precum sodiul si clorul.

Apa strabatand usor membrana, lichidul intracelular devine izotonic cu cel extracelular, fenomenul realizandu-se prin osmoza.

Osmoza reprezinta fenomenul de difuziune a apei printr-o membrana selectiva ce separa doua compartimente, de la compartimentul ce prezinta o solutie diluata (concentrata de anumiti electroliti, mai mica), spre compartimentul care are o concentratie mai mare de electrolit.

Fenomenul incearca sa egaleze concentratiile de o parte si de alta a membranei.

Osmolaritatea lichidelor din corp

Aproximativ 80 % din osmolaritatea totala a lichidului interstitial si din plasma se datoreaza ionilor de sodiu si clor.

In lichidul intracelular 50 % din osmolaritate se datoreaza ionului de potasiu si altor substante intracelulare.

Osmolaritatea celor 3 compartimente (intracelular, interstitial si plasma) este aproximativ egala cu 300mosm / litru

Cu o mica diferenta in plus de 1mosm / litru pentru plasma (fapt asigurat de catre proteinele plasmatice).

Intre compartimente, din cauza moleculelor si ionilor, exista activitati permanente de reglare, de atractie sau respingere. Acestea asigura un echilibru osmotic intre lichidul intracelular si extracelular.

Cand se produce un dezechilibru se creeaza o forta foarte puternica ce misca apa dintr-o parte in alta a membranei, pentru egalizarea osmolaritatii.

In consecinta, variatii relativ mici ale unor ioni redifuzabili prin membrana in lichidul extracelular, pot afecta venos volumul apei celulelor.

Lichidele ______ de acest fapt pot fi:

izotonice

hipotonice

hipertonice

Lichidul izotonic nu afecteaza volumul celular. Exemplul de lichid izotonic:

serul fiziologic NaCl 0,9 %

solutie de glucoza 5 %

Importanta in practica medicala rezida din faptul ca pot fi introduse fara grija in sistemul vascular (vena), fara grija stricarii echilibrului osmotic.

Lichidul hipoton - concentratia este mica si va determina fuga apei in celula balonizand celula.

Lichidele hipertone - efectul este invers fata de cel de sus.

Diferenta de osmolaritate intre mediul intracelular si cel extracelular se realizeaza foarte repede pe parcursul catorva secunde, rar pe parcursul catorva minute.

Mica intarziere se datoreaza faptului ca lichidul patrunde in organism la nivel intestinal, apoi la nivel circulator si apoi distribuit la nivelul corpului.

Exemplu: dupa ingestia de apa, osmolaritatea la nivelul intregului organism se produce in aproximativ 30 minute.

In efort fizic deosebit se pot produce variatii marcate ale volumului si osmolaritatii lichidelor extracelulare si intracelulare.

Factorii ce determina aceste variatii sunt:

ingestia de apa

deshidratarea

pierderi de lichide la nivel gastrointestinal

pierderi anormale de lichide   - sudorativ

- afectiuni renale

perfuzii de solutii intravenoase fara aproximarea corecta a pierderilor.

In analiza acestor situatii ce pot deveni patologice se tine cont de doua principii de baza.

a)     Apa strabate rapid membranele celulare, egalizand rapid osmolaritatea de o parte si de alta a acesteia.

b)     Membranele sunt aproape complet impermeabile pentru numerosi solventi.

Osmolaritatea ramane constanta daca nu se pierd si nu se adauga solventi in lichidul extracelular.

Exemplificam prin osmolaritatea a doua solutii aflate uzual in administrare orala sau intravenoasa.

Clorura de sodiu:

a)     solutii izoosmotice in vase => osmolaritate constanta intracelulara si extracelulara, incarca doar vasele cu solutii (creste volumul extracelular).

b)     solutie hipertonica in vase, creste osmolaritatea in vase, scade deplasarea apei din celule.

Consecinta!

toata clorura de sodiu ramane in vas;

creste volumul de fluid extracelular mai mult decat solutia introdusa;

scade apa intracelular;

creste osmolaritatea in ambele compartimente;

c)     solutie hipotona in vase - intra apa in celula pentru egalizarea osmolaritatii.

Consecinta!

cresc ambele compartimente (aport)

creste mai mult cel intracelular

Glucoza si alte solutii de sustinere nutritiva

solutiile nutritive sunt metabolizate

ramane un supliment de apa - solutiile dizolvate in apa

- din metabolismul substantelor

rinichii excreta excesul de apa sub forma de urina foarte diluata

variatii mari nu se produc (doar aport de solutii nutritive).

Situatiile specifice care pot efect asupra organismului sunt determinate de hiponatremie si hipernatremie.

Hiponatremia inseamna scaderea concentratiei plasmatice a sodiului. Cauzele sunt:

pierderea de sodiu din lichidul extracelular

aportul excesiv de apa la acest nivel

Pierderea de sodiu se produce in principal prin diaree si varsaturi ducand la deshidratarea hipoosmotica cu diminuarea lichidului extracelular.

Rar se produce hiperhidratare hipoosmotica adica un aport excesiv de apa.

Fiziologia organismului regleaza imediat problema la nivel renal.

In patologia umana problemele apar prin alterarile aparute asupra hormonului antidiuretic care regleaza pierderea de apa si sodiu la nivel renal.

Activitatile fizice intense si prelungite, ce produc o sudoratie intensa, la care adaugam si un deficit hidric mare pe kg corp, produce o deshidratare secundara si scaderea volumului lichidului extracelular.