Elettroliti 2024 PDF

Acqua totale corporea La quantità dell’acqua nell’organismo è circa il 60% del peso corporeo ed è inversamente correlata con la quantità di tessuto adiposo. Essa si divide in due compartimenti: 1) acqua extracellulare (20% del peso corporeo) così ripartita: plasma, 4% del peso corporeo; flu...

Acqua totale corporea La quantità dell’acqua nell’organismo è circa il 60% del peso corporeo ed è inversamente correlata con la quantità di tessuto adiposo. Essa si divide in due compartimenti: 1) acqua extracellulare (20% del peso corporeo) così ripartita: plasma, 4% del peso corporeo; fluidi interstiziali, 16% del peso corporeo 2) acqua intracellulare (40% del peso corporeo) Acqua Assumiamo giornalmente 1500 mL di acqua con le bevande, 750 mL con il cibo, e 250 mL vengono liberati dal metabolismo del cibo introdotto Perdiamo giornalmente 1500 mL con le urine, 50 con le feci e 950 con la respirazione Il volume medio dell’H2O plasmatica, interstiziale e intracellulare, in un adulto di circa 70 kg, è rispettivamente 3, 14, 29 litri. L’omeostasi idrica è sostanzialmente connessa con 3 meccanismi regolatori fondamentali. Il primo è la sensazione di sete; il centro della sete risiede nell’ipotalamo e contribuisce alla regolazione dell’osmolarità influenzando l’apporto idrico. Il secondo è il tratto ascendente dell’ansa di Henle, dove viene riassorbito solamente sodio e non acqua, poiché questo segmento del nefrone è ad essa impermeabile. Se a questo livello arriva meno sodio, viene a essere compromessa la capacità del rene di produrre un’urina ipotonica e di eliminare un carico di H2O, a cui può conseguire un’iponatremia Il terzo fattore responsabile dell’equilibrio idrico è l’ormone antidiuretico (ADH), di natura peptidica, sintetizzato a livello del nucleo sopraottico e paraventricolare dell’ipotalamo e convogliato lungo l’assone di queste cellule all’ipofisi posteriore La secrezione di adiuretina (ADH) risponde a due meccanismi fondamentali: 1. l’aumento dell’osmolarità dei liquidi extracellulari; 2. la diminuzione di volume dell’H2O totale. Esistono pertanto due tipi di recettori: 1. gli osmocettori ipotalamici, che rispondono ad un aumento dell’osmolarità del liquido extracellulare con aumento della secrezione di ADH; 2. i recettori di volume del seno carotideo, arco aortico e atrio sinistro del cuore, che rispondono all’ipovolemia con stimolo alla produzione di ADH. Altri recettori a livello dell’apparato iuxtaglomerulare renale rispondono alla riduzione del volume circolante con ipersecrezione di renina, produzione di angiotensina II e di aldosterone, che controlla il riassorbimento del sodio a livello tubulare distale Elettroliti plasmatici. Gli elettroliti plasmatici rappresentano più del 95% delle sostanze osmoticamente attive dei liquidi corporei e hanno un ruolo fondamentale nel controllo dei volumi fra i vari settori idrici dell’organismo. La composizione elettrolitica del plasma è diversa da quella intracellulare.  Cationi mmol/L Sodio 140 Potassio 4.5 Plasma Calcio 2.5 Magnesio 1 Anioni Cloruri 102 Bicarbonati 27 Fosfati 1 Solfati 0.5 Acidi organici 3.5 Proteine 15 Cationi Plasma Liquido Liquido (mmol/L) interstiziale intracellulare Sodio 140 144 10 Potassio 4.5 4.3 160 Calcio 2.5 2.5 1 Magnesio 1 1 13 Anioni Plasma Liquido Liquido (mmol/L) interstiziale intracellulare Cloruri 102 114 3 Bicarbonati 27 31 10 Fosfati 1 1 90 Solfati 0.5 1 16 Acidi 3.5 4.5 0 organici Proteine 15 1 52 Costituenti dei fluidi extracellulari In questo settore il sodio è il catione più importante e ad esso compete il ruolo di mantenere costante la pressione osmotica, mentre gli anioni sono rappresentati per la maggior parte da ioni cloro, bicarbonato e proteine. Sodio Catione prevalentemente extracellulare Assorbito dal tratto gastro-enterico Escreto dal rene: filtrato attraverso i glomeruli, riassorbito dai tubuli prossimali (80-85%), in parte dai tubuli distali (fino al 99% sotto lo stimolo dell’aldosterone). Funzioni Equilibrio idroelettrolitico Equilibrio acido – base (scambio Na+ - HCO3- a livello renale, in equilibrio con K+ e con NH4+) Intervallo di riferimento: 135 – 145 mmol/L Le proteine al pH fisiologico sono dissociate come anioni Potassio, calcio, magnesio sono presenti in piccola quantità, equiparabile a quella degli anioni fosfato, solfato, acidi organici. Tali anioni prendono il nome di “anioni residui” e aumentano in situazioni patologiche (es. diabete, insufficienza renale). Costituenti dei liquidi intracellulari I cationi più importanti nel distretto intracellulare sono il potassio (160 mM/L H2O) e il magnesio. Fra gli anioni prevalgono le proteine, circa 4 volte più concentrate che nel plasma, e il fosfato, per lo più legato in composti organici e che varia in rapporto all’attività metabolica della cellula. Osmolarità La pressione osmotica di una soluzione dipende dal numero di particelle osmoticamente attive presenti in un dato volume e si misura in termini di osmole. Una milliosmole di una sostanza che non dissocia (per esempio il glucosio) è uguale a una millimole che dissoci quasi completamente e fornisce tante osmole quanti sono i suoi ioni. Ad esempio il cloruro di sodio dissocia in uno ione sodio e uno ione cloro e pertanto una millimole di NaCl è uguale teoricamente a 2 milliosmole. Si parla di osmolarità se ci si riferisce alle osmole per unità di volume e di osmolalità se ci si riferisce all’unità di peso dell’acqua: Osmolarità: mOsmole/l di soluzione Osmolalità: mOsmole/kg di solvente Nel caso del plasma umano bisogna tener conto che osmolarità e osmolalità differiscono, in quanto il plasma è costituito per il 93% da H2O e per il 7% da soluti. Le principali sostanze osmoticamente attive del plasma, oltre agli elettroliti, sono il glucosio e l’urea.  Osmolarità: contributo dei vari componenti sodio 140 mmol/L anioni 135 potassio 4 altri anioni residui 3 calcio ionizzato 1 magnesio 1 urea 5 glucosio 5 altri 1 totale 295 L’osmolalità può esser diretatmente misurata mediante strumentazioni specifiche (osmometri) su plasma. In genere, però, si calcola mediante equazioni, ad esempio Osmolalità (mOsm/kg) = 2 x Na (mmol/L) + Urea (mmol/L) + Glucosio (mmol/L) Il potassio è contenuto per il 98% all’interno delle cellule. Esiste un meccanismo ATP- dipendente per mantenere il rapporto 98/2 tra l’interno e l’esterno delle cellule. Tale ripartizione condiziona il potenziale di membrana a riposo (ovvero differenza di potenziale tra l’interno negativo e l’esterno positivo: -90mV) La concentrazione del potassio nel siero è di 3.5-5 mmol/L. L’introduzione con la dieta è molto variabile (da 50 a 130 mmol/L). Particolarmente ricchi di potassio sono alcuni frutti. L’escrezione con le urine è altrettanto variabile a seconda della dieta (da 50 a 120 mmol/L). L’escrezione è correlata a quella del sodio e a quella dell’idrogeno. Piccole quantità vengono perdute con le feci e con il sudore (in totale circa 20 mmol/die) Metabolismo cellulare Anabolismo (glicogenosintesi, ad es.) K+ trasferito all’interno della cellula Catabolismo (glicogenolisi, ad es.) K+ trasferito all’esterno della cellula pH ematico Acidosi incremento del K+ extracellulare (entrano nelle cellule H+ ed escono altrettanti K+); al tubulo distale del rene viene eliminato H+ e risparmiato K+ Alcalosi decremento del K+ extracellulare Per ogni variazione di 0.1 unità di pH vi è una variazione di 0.6 mmol/l di K+ Potassio Diminuzione (ipopotassiemia o ipokaliemia) Vomito, diarrea, diuretici Iperinsulinismo, ipercortisolismo, iperaldosteronismo Trasferimento K+: alcalosi metabolica o respiratoria Aumento (iperpotassiemia o iperkaliemia) Emolisi, necrosi Eccesso di apporto Insufficienza renale acuta e cronica Insufficienza corticale acuta Ipoaldosteronismo Acidosi, ipotermia Ipokaliemia Aritmie Modificazioni all’ECG Spasmo muscolatura scheletrica Tetania Debolezza muscolare scheletrica Convulsioni Laringospasmo Broncospasmo Ansia, demenza Iperkaliemia Aritmie ed arresto cardiaco per rallentamento della conduzione elettrica a livello cardiaco. Modificazioni all’ECG Comincia a cambiare >6 mmol/L ed è sempre anomalo >8 mmol/l Debolezza muscolare scheletrica Natriemia (concentrazione del sodio) Iponatriemia (pseudoiponatriemia) per elevatissime iperproteinemie e per elevate iperlipoproteinemie iponatriemia isotonica (osmolarità regolare) Iperglicemia con iperosmolalità con richiamo di acqua dal distretto intracellulare iponatriemia ipertonica Da deplezione (perdita di sale) nell’ipersudorazione, nelle ustioni, nella fibrosi cistica, nelle gravi emorragie, nelle paracentesi, nel vomito e nella diarrea, nell’insufficienza renale “salt losing”, nel morbo di Addison (carenza di aldosterone), nello scompenso diabetico chetoacidosico, nelle nefropatie interstiziali iponatriemia ipotonica Natriemia (concentrazione del sodio) Iponatriemia (Sindromi edemigene) Per trasudazione di fluidi dal compartimento intravascolare a quello interstiziale. Ipovolemia—aumento ADH---ritenzione idrica---iponatriemia Sindrome nefrosica Ascite nella cirrosi epatica Edema nello scompenso cardiaco grave Natriemia (concentrazione del sodio) Iponatriemia Inappropriata secrezione di ADH Deficit di corticoidi Ipotiroidismo Secrezione di ADH (tumori) Natriemia (concentrazione del sodio) Iponatriemia Eccesso di acqua Polidipsia (psicosi) Anuria nell’insufficienza renale acuta Iponatriemia Il sodio urinario aumenta per diuretici, diuresi osmotica, morbo di Addison, salt losing syndromes Il sodio urinario diminuisce per vomito, diarrea, ustioni, sudorazione Il sodio urinario aumenta nella secrezione inappropriata di ADH Il sodio urinario diminuisce nelle sindromi edemigene (insufficienza cardiaca) Sodio e potassio, metodi di determinazione Fotometria a fiamma in emissione Elettrodi iono – selettivi (ISE) Potenziometria diretta Potenziometria indiretta (con diluizione del campione) Sodio e potassio, metodi di determinazione Elettrodi iono – selettivi (ISE) Con la fotometria a fiamma si misura la concentrazione di Na e K presenti in 1 litro di siero, con la potenziometria diretta si misura l’”attività” ionica in 1 litro di acqua. In presenza di una importante alterazione della composizione ematica (livelli estremamente elevati di trigliceridi o proteine) le risposte fornite dai due sistemi di misura differiranno in modo significativo, in particolare i dati forniti dalla fotometria a fiamma e dalla potenziometria indiretta saranno notevolmente sottostimati. Calcio Minerale più abbondante dell’organismo (circa 1 kg, 25 moli) Localizzato per il 99% nel tessuto osseo Metabolismo correlato a quello del fosfato inorganico Assorbimento intestinale (duodeno 6 – 30 mmoli/die) ostacolato dalla presenza di eccesso di magnesio, acidi grassi e fitati Eliminazione renale (filtrato dal glomerulo, riassorbito a livello tubulare 80-90%) e con le feci (Ca alimentare non assorbito e succhi digestivi). Ione calcio (Ca++) Diminuisce l'eccitabilità neuromuscolare Diminuisce la permeabilità dei capillari e delle membrane cellulari Contribuisce alla contrazione muscolare Contribuisce alla trasmissione dell'impulso nervoso Coenzima, attiva alcuni enzimi Determina la liberazione di ormoni e di altri attivatori biologici Indispensabile per l’azione di alcuni fattori della coagulazione del sangue Contribuisce alla crescita e moltiplicazione cellulare Calcio nel plasma Nel plasma circa il 50% del Ca è libero (sotto forma ionizzata: Ca++) Circa il 40% è legato alle proteine (85% all’albumina, 15% alle globuline), il legame con le proteine è influenzato dal pH (se il pH scende il Ca++ aumenta). Circa il 10% forma complessi con citrato o fosfato La forma libera e quella complessata rappresentano il Ca diffusibile (ultrafiltrabile) (circa 60% del Ca totale) Solo il livello del Ca libero (Ca++) influenza la secrezione del paratormone (PTH) I livelli di Ca sono soggetti ad un ritmo circadiano (massimo ore 10.00 minimo ore 19.00) Calcio totale Adulti: 2.10 – 2.60 mmol/L (8.4 – 10.4 mg/dL) Nei bambini intervallo lievemente più ampio, Calcio ionizzato 1.15 – 1.35 mmol/L (4.6 – 5.4 mg/dL) occorre tener conto del pH (correlazione inversa) Paratormone Ipercalcemizzante Attivazione degli osteoclasti Incentivazione del riassorbimento renale al tubulo distale Incentivazione dell’idrossilazione (1) a livello renale di Vit D3 (1-25-OH colecalciferolo) e quindi dell’assorbimento duodenale Riduzione del riassorbimento renale dei fosfati Calcitonina Ipocalcemizzante Paratormone Ipercalcemizzante Prodotto delle paratiroidi Sintetizzato come pre-pro-ormone (115 aa) La sequenza dei 25 aa iniziali è clivata nel reticolo endoplasmico rugoso. Il ProPTH (90 aa) è ulteriormente clivato per rimuovere sei aa aminoterminali. Il PTH secreto ha 84 amminoacidi, chiamato PTH intatto o 1-84, analizzato come tale nel plasma (il 50% perde sei AA, 7-84) Vitamina D Aumenta l’assorbimento intestinale (sintesi di proteine di trasporto) Attivazione degli osteoblasti Facilita la deposizione del calcio (mineralizzazione della matrice ossea) Alimenti, trasformazione dell’ergosterolo e del 7deidrocolesterolo per mezzo dei raggi UV Vitamina D2 colecalciferolo vitamina D3 ergocalciferolo Fegato Idrossilazione 25(OH)D2 , 25(OH)D3 PTH, Calcio introdotto insufficiente, IGF1, Fosfatemia bassa Rene Idrossilazione 1,25(OH)2D2 o D3 ormone (calcitriolo) Assorbimento del calcio al duodeno Vitamina D 25-idrossi vitamina D Concentrazioni plasmatiche: 68 ng/mL eccesso (250 nmol/L) 1,25 diidrossi vitamina D Concentrazioni plasmatiche: 26 – 95 pg/mL Calcemia (concentrazione del calcio) Diminuita per Ipoparatiroidismo Pseudo ipoparatiroidismo Deficienza di vitamina D Malassorbimento Riduzione dell’albumina (la metà del calcio è legata alle proteine) Insufficienza renale cronica Pancreatite acuta con necrosi estesa Deficit tubulare renale (sindrome di Fanconi) Calcemia (concentrazione del calcio) Ipocalcemia