Sıvı ve Elektrolit Metabolizması PDF

SIVI VE ELEKTROLİT METABOLİZMASI Dr. Bilal İLANBEY Dersin amacı İnsan metabolizmasında sıvı ve elektrolitlerin işlevini, dağılımını ve düzenlenmesinde rol alan temel mekanizmaları öğrenmek  SU ✓ İnsan vücudunun en bol bulunan bileşeni ✓ Normal bir erişkin...

SIVI VE ELEKTROLİT METABOLİZMASI Dr. Bilal İLANBEY Dersin amacı İnsan metabolizmasında sıvı ve elektrolitlerin işlevini, dağılımını ve düzenlenmesinde rol alan temel mekanizmaları öğrenmek  SU ✓ İnsan vücudunun en bol bulunan bileşeni ✓ Normal bir erişkinde vücut ağırlığının ~% 60’ı sudur Yenidoğanda ~%70-80 Yaşlı ~%45 Erkek %6o Kadın %50 Genç > yaşlı Beyin %90, yağ %10  Vücut Suyu 42 L 2/3 1/3 İntraselüler Ekstraselüler 28 L 14 L İnterstisyel İntravasküler Transselüler 10,5 L 3,5 L 1-2 L BOS Perikard Periton Sıvı Kompartmanlarının Plevra Not: 70 kg bir yetişkinde İntraoküler Dağılımı Sinovyal sıvı  VÜCUT SIVI BÖLÜKLERİNİN ÖZELLİKLERİ A) Hücre İçi Sıvı Bölüğü Hücre içi, hücreler arası sıvılardan seçici geçirgen özelliğe sahip hücre zarı ile ayrılır. Çeşitli maddeler hücre zarından özgün taşıyıcılar ve iyon pompaları aracılığı ile taşınır. Gibbs-Donnan Dengesi Hücre zarını geçemeyen hücre içindeki polianyonik moleküller, hücre zarını geçebilen diğer moleküllerin hücre zarının iki tarafında dengesiz dağılımına neden olmaktadır (hücre içinde katyon konsantrasyonu daha yüksek olur) Hücre içi bileşiminin belirlenmesinde rol oynayan bu dağılım Gibbs-Donnan dengesi olarak tanımlanır. Gibbs-Donnan dengesi Hücre içinde Major katyon → K+ ve Mg2+ Major anyon → Protein, organik fosfatlar ve sülfatlar B) Hücreler Arası Sıvı Bölüğü Hücrelerin arasında damar dışında bulunan sıvıdır. Lenf sıvısı da bu tanıma girer. Proteoglikanlar tarafından jel kıvamında tutulur. Bu sıvılar plazmadan kapiller duvar ile ayrılmıştır.  C) İntravasküler Bölük (Plazma) Plazma su, iyonlar, protein, lipit gibi makro-molekülleri içerir Ozmotik basıncını Na ve Cl gibi elektrolitler ile plazma proteinleri (özellikle albümin) sağlamaktadır Proteinlerin damar içinde oluşturduğu basınca onkotik (kolloidal ozmotik) basınç denir Plazmada Major katyon → Na+ Major anyon → Cl- ve HCO-3 Toplam katyon = Toplam anyon Böylece plazmanın elektriksel yükü nötrdür. Anyon açığı / Anyon gap / Anyon boşluğu ✓ Plazmada rutinde ölçülebilen anyonlar (Cl- ve HCO-3) ve katyonlardan (Na+ ve K+ ) faydalanarak ölçülemeyen anyonların toplam miktarları hesaplanabilmektedir ✓ Toplam Katyon - Toplam Anyon ≠ 0 Anyon açığı = (Na+ + K+) – (Cl- + HCO-3) = ~12 mmol/L ✓ Anyon açığı böbrek yetmezliği ve diabetik ketoasidoz gibi durumlarda yüksektir.  Vücut Sıvı Kompartmanlarının Su ve Elektrolit Dağılımı İçerik Plazma İnterstisyel sıvı İntrasellüler sıvı Hacim, H2O 3.5 L 10.5 L 28 L (Total vücut sıvısı = 42 L) Na+ 142 145 12 K+ 4 4 156 Ca2+ 4.8 4-6 0.6 Mg2+ 2 1-2 26 Eser elementler 1 — — Total katyonlar 155 — — Cl− 103 114 4 HCO3− 27 31 12 Protein− Yüksek — Çok yüksek Tüm elektrolit Organik asitler− 5 — — değerleri HPO42− 2 — — mmol/L olarak SO42− 1 — — verilmiştir Ozmoz ve Ozmotik basınç: İntraselüler ve interstisyel bölükler arasında yer alan hücre membranı, suya geçirgen ancak çözünenlere ve proteinlere geçirgen değildir Suyun membrandan geçişini ozmotik basınç belirlenir  Ozmotik basınç çözünen maddelerin partikül sayısı ile belirlenir. Suyun çözünmüş madde konsantrasyonu az olan ortamdan konsantrasyonu yüksek ortama hareketine ozmoz denir. Her iki tarafın konsantrasyonu eşitlenene kadar suyun hareketini değiştiren kuvvet ozmotik basınçtır. Ozmotik basınç I II H2O Yarı geçirgen zar Ozmotik basınç II > I  Ozmotik Piston Saf su Çözelti basınç Glikoz Yarı-geçirgen membran Ozmoz Dış basınç Başlangıç hali Denge hali uygulaması Ozmotik basınç Çözünen partikül sayısına Partikülün zardan geçme özelliğine bağlıdır Çözünen partiküller: Üre, glikoz, proteinler ve elektrolitler (katyon ve anyonlar)vb. Çözeltilerin ozmotik basıncı osmol (Osm) ile ölçülür Osmolalite: 1 kg çözeltideki çözünmüş maddenin mol sayısı (partikül sayısı-osmol sayısı (Osm/kg Su)) Osmolarite: 1 L çözeltideki çözünmüş maddenin mol sayısı (partikül sayısı-osmol sayısı (Osm/L Su)) ✓ İyonlaşmayan bir maddenin 1 mol’ü = 1 Osmol (Glikoz gibi) ✓ 1 mol NaCl = 2 Osmol (Na+ ve Cl- şeklinde ayrışır) ✓ 1 mol Na3PO4 = ? Osmol  Plazma osmolalitesi Ozmometre ile ölçülür Ancak hesaplama ile de oldukça yakın sonuçlar elde edilir. Glikoz BUN (mOsm/kg) Osmolalite (hesap) = 1,86 x Na + + 18 2,8 Na: mmol/L Glikoz : mg/dL BUN: mg/dL BUN: Kan Üre Azotu Osmolal Gap: Ölçülen osmolalite – Hesaplanan osmolalite ≤ 10 mOsm/kg Eğer fark >10 ise ek başka madde varlığından şüphe edilmeli (metanol, alkol, beta hidroksi bütirat, salisilat vb ilaç zehirlenmesi, renal asidoz gibi) ✓ Osmolal gap, bu toksik maddelerin varlığına dair faydalı bir klinik ipucudur. ✓ Nötral ve katyonik amino asitlerin birikimi de osmolal açığına neden olur Filtrasyon: İnterstisyel ve intravasküler (plazma) bölükler arasında kapiller duvar yer alır. Kapiller duvar hücre membranına göre daha geçirgendir. Protein geçişine izin vermezken su, elektrolit ve küçük moleküler ağırlıklı maddelerin geçişine izin verir.  Kapiller duvardan suyun hareketi: Hidrostatik basınç Onkotik (kollaidal ozmotik) basınç güçlerin etkisiyle belirlenmektedir. Onkotik basınca karşı hidrostatik basıncın etkisiyle suyun intravasküler bölükten interstisyel bölüğe hareketine filtrasyon denir. Hidrostatik basınç: Kalbin oluşturduğu mekanik basınçtır Büyük arterlerde 100 mmHg, arteriollerde 35 mmHg, venüllerde 15 mmHg Onkotik basınç: Proteinlerin (özl albümin) damar içinde oluşturduğu basınçtır 25 mmHg civarında bir basınç olup çok değişmez STARLİNG HİPOTEZİ Kapillerlerin arteriyel ucunda yüksek hidrostatik basınç bir miktar suyun damar dışına çıkmasına (filtrasyon) yol açar. Ancak venöz uçta hidrostatik basıncın düşmesi ile suyun filtrasyonu azalır ve yüksek onkotik basıncın etkisiyle yeniden damara dönmesi (reabsorbsiyon) sağlanır.  Starling Hipotezi Kan Basıncı Damar dışı alan Ozmotik Basınç 35 mm Hg (İnterstisyel) 25 mm Hg 10 mm Hg 10 mm Hg Filtrasyon Reabsorbisyon Arteriyel uç Venöz uç  VÜCUT SU DENGESİ Suyun Homeostazı Homeostaz ile vücut sıvılarının hacmi ve kompozisyonu dengede ve sabit tutulur. Homeostatik kontrol→ Sinir sistemi ve hormonal mekanizmalar ile sağlanır Temel düzenleyici organ böbreklerdir. Nefronlarlarda gerçekleştirilir (Glomerüler filtrasyon, tübüler reaborbsiyon ve tübüler sekresyon)  GÜNLÜK SU ALIMI GÜNLÜK SU KAYBI Sıvı içecekler 1500 mL İdrar 1500 mL Katı yiyecekler 750 mL Deri-Akciğer 700 mL Metabolik su 250 mL Ter 200 mL Feçes 100 mL Toplam 2500 mL Toplam 2500 mL Su Alımı: Susama merkezi (hipotalamusta) tarafından kontrol edilir. Susama ESS Osmolarite Susama Merkezi Ekstraselüler sıvı osmolaritesi  Su Atımı (ekskresyon): Antidiüretik hormon (ADH) ve natriüretik peptitlerin kontrolündedir ESS Osmolarite Böbrek su atılımı Ozmoreseptörler ADH Böbrek su (Hipotalamus) (Arka hipofiz) tutulumu Ekstraselüler sıvı osmolaritesi Kan Hacminde Azalma Olduğunda Hacimdeki değişiklikler baroreseptörler (atrium, aort kavisi ve karotid sinüslerinde) tarafından algılanır  Renin-anjiotensin-aldosteron sistemi uyarılır→ Böbreklerden Na tutulumu sağlanır→ Na ↑→ Osmolarite ↑ Osmolarite ↑ → Susama merkezi uyarır + ADH ↑→ Su tutulumu artar Kalp atriumundan Atrial natriüretik peptid (ANP) salınır. ANP→ idrarla Na ve beraberinde su atılımını sağlar Elektrolitlerin Genel Fonksiyonları Ozmotik düzenlemede rol oynarlar (Na+, K+, Cl-) Suyun vücutta dağılımında etkili olurlar (Na+, K+, Cl-) Asit‐baz dengesinin düzenlenmesinde etkindirler (HCO3-, K+, Cl-) Kalp ve kas işlevlerinin düzenlenmesinde rol oynarlar (K+, Ca2+, Mg2+) ATP’az iyon pompalarının regülasyonu (Mg2+) Enzim kofaktörü olarak etkilidir (Mg2+, Ca2+, Zn2+) Kanın koagülasyonu (Ca2+, Mg2+)  Sodyum (Na) Ekstrasellüler sıvının temel katyonu Hücre içi ile hücreler arası sodyum konsantrasyon farkı Na+-K+ ATPaz ile sağlanan aktif taşınımın bir sonucudur. Na+-K+ ATPaz pompası Hücre dışına 3 Na+ iyonu, hücre içine 2 K+ iyonu taşır. Belirli bir kimyasal ve elektriksel gradient oluşmasını ve korunmasını sağlar. Alımı: Yiyeceğin miktarı ve tipine bağlıdır. Atılımı: Böbrekler, Gastrointestinal Sistem (GİS, sindirim sistemi) ve deri Sodyumun işlevleri: Ozmotik basıncın düzenlenmesi Suyun bölükler arasında dağılımı Asit-baz dengesinin düzenlenmesinde Hücre zarı geçirgenliğini düzenler Kas-sinir uyarılmasında rol oynar Sodyum Konsantrasyonunun Kontrolü Ana düzenleyici böbreklerdir: Glomerüllerden süzülen Na’un % 60’ı proximal tübül, geri kalanı Henle kulpu ve distal tübüllerden geri emilir. Distal tübüllerden emilim Aldosteron ile kontrol edilir. Aldosteron, Na geri emilimini arttırır, K ve H idrara atılımını artırır. Diğer düzenleyiciler natriüretik peptidlerdir (ANP, BNP, CNP) Aldosteron salınımı renin-anjiyotensin sistemi (RAA) ile kontrol edilir. Renin: Azalmış arter basıncı/azalmış sodyum ile böbrekte jukstaglomerüler cisimden salgılanır Anjiotensinojen: Karaciğerden salınır ACE (Angiotensin Converting Enzyme): Özellikle akciğerlerde Renin Anjiotensinojen Anjiotensin I ACE Anjiotensin I Anjiotensin II Anjiotensin II Aldosteron  Hiponatremi ✓ Azalmış plazma sodyum düzeyi: < 135 mmol/L En sık karşılaşılan elektrolit bozukluğudur. Hipoozmotik Hiponatremi (Gerçek Hiponatremi) ✓ Hiponatremi ve düşük serum osmolalitesi görülür ✓ Sodyumun fazla kaybı (tüketim hiponatremisi) ya da artmış ESS hacmi (dilüsyonel hiponatremi) neden olabilir. Hücre dışından → Hücre içine su geçer Beyin ödemi gelişebilir (bulantı, kusma, ajitasyon (huzursuzluk), letarji (çok derin ve sürekli uyku durumu) Ciddi bir durumdur→ Tedavi edilmesi şarttır İzoozmotik Hiponatremi (Psödohiponatremi) ✓ Hiponatremi ve normal serum osmolalitesi görülür Aşırı protein veya lipit artışı durumlarında serumdaki su oranı azalır, Na düşük ölçülebilir (bazı yöntemlerde) Klinik bulgu yok Hiperozmotik Hiponatremi (Translokasyona Bağlı Hiponatremi) ✓ Hiponatremi ve yüksek serum osmolalitesi görülür ✓ Glikoz, mannitol gibi maddelerin → serum osmolalitesi → hücre içinden dışına su çıkar→ Na kons.  ✓ En sık neden ciddi hiperglisemi. 100 mg/dl glikoz artışı için sodyumun 1,6 mmol/L düşmesi beklenir Klinik bulgu yok, tedavi gerekmez Hipovolemik hiponatremi ✓ Na kaybı daha fazla ve su kaybı Renal kayıp: Diüretik kullanımı, adrenal yetmezlik vb. İdrar Na > 20 mmol/L Ekstrarenal kayıplar: Kusma, diyare, yanık vb. İdrar Na < 10 mmol/L → Nedeni hipovolemi nedeniyle RAA sistemi aktiflenir ve Na reabsorbsiyonu artar. Normovolemik Hiponatremi Uygunsuz ADH sendromu (en sık). İdrar Na > 40 mmol/L Adrenal yetersizlik Aşırı su içme (polidipsi) Hipervolemik hiponatremi Ekstraselüler sıvı hacminde artış var Su daha fazla olmak üzere Na artışı var Kalp yetmezliği, nefrotik sendrom, böbrek yetmezliğinde görülebilir Hipernatremi ✓ Plazma sodyum düzeyi > 145 mmol/L En nadir görülen elektrolit bozukluğudur Her zaman birlikte hiperozmolalite var Hücresel dehidratasyon var Bulantı, kusma, huzursuzluk, letarji Hipovolemik Hipernatremi ✓ Renal ya da ekstrarenal su kaybı sonucu gelişir Renal kayıp: Diüretik kullanımı, ozmotik diürez. İdrar Na > 20 mmol/L Ekstrarenal kayıplar: Terleme, diyare, yanık vb İdrar Na < 10 mmol/L Normovolemik hipernatremi ✓ Sadece Na fazla Diabetes insipidusta gelişir Hipervolemik hipernatremi Hipertonik sodyum uygulanması Primer hiperaldosteronizim, Cushing send vb İdrar Na > 20 mmol/L  Potasyum (K) İntrasellüler sıvının temel katyonudur. Hücre içi ile hücreler arası potasyum konsantrasyon farkı ise Na+-K+ ATPaz ile sağlanan aktif taşınımın bir sonucudur. Potasyumun işlevleri: Kas aktivitesi ve özellikle kardiyak aktivite açısından önem taşır Kas-sinir uyarılmasında (nöromüsküler) Membran potansiyelinin korunmasında major rol oynar Alımı: Yiyeceğin miktarı ve tipine bağlıdır. Atılımı: Böbrekler, Gastrointestinal Sistem (GİS, sindirim sistemi) ve deri (çok az)  Potasyumun Kontrolü Erişkin sağlıklı bir insanda plazma K düzeyi 3,5-5 mmol/L Böbrekler tarafından düzenlenir Glomerüllerden süzülen potasyumun hemen tamamı proksimal tubüllerden geri emilir. Distal tübülde aldosteron etkisiyle Na geri emilirken, K idrara salınır Yüksek K, aldosteron salınımını uyarır. Hipopotasemi (Hipokalemi) ✓ Potasyum düzeyi < 3.5 mmol/L Hastanede yatan ve diüretik kullanan hastalarda görülen sık elektrolit bozukluğu Kas güçsüzlüğü Çabuk yorulma İleus (bağırsak tıkanıklığı) vb Nedenleri: Diyetle yetersiz alım Vücuttan K kaybı (GİS veya renal kayıp) Diyare vb Hiperaldosteronizm, Cushing sendromu, diüretik kullanımı vb  Hücre dışından hücre içine K girişi Alkaloz (hücre içinden H dışarı çıkarken K içeri girer) İnsülin tedavisi (Na-K ATPazı aktifler→ K içeri girer) Kan hücre yapımında artış (lösemi gibi) Hipotermi β -adrenerjik uyarı (Na-K ATPazı aktifler) Psödohipopotasemi Potasyum düşüklüğünde ilk akla getirilmeli. Hastada lökositoz varsa ve kan alındıktan sonra santrifüj edilmeden beklemiş ise K hücre içine girer→ Plazmada düşük ölçülür Hiperpotasemi (hiperkalemi) ✓ Potasyum düzeyi > 5 mmol/L Nedenleri Vücutta K miktarının artması Renal atımın azalması (Böbrek yetmezliği) Bazı ilaçlar (ACE inhibitörleri, potasyum tutucu diüretikler) Aldosteron eksikliği  Hücre dışına aşırı K çıkışı Asidoz (kan pH’ını artırmak için H hücre içine K hücre dışına) İnsülin eksikliği (insülin K’un hücreye girişini kolaylaştırır) Hücre yıkımı (hemoliz, rabdomiyoliz, tümör lizis sendromu gibi) β-blokerler  EKG ile ilgili görsel sonucu ❖ En önemli tehlike hiperkalemiye bağlı kardiyak aritmi ve kalp durması sonucu ölümdür. Psödohiperpotasemi Turnikenin uzun süre ve sıkı bağlanması Yumruk açıp kapama Hemoliz Serum ayırmada gecikme Klor (Cl) Ekstrasellüler sıvının temel anyonudur. Erişkin sağlıklı bir insanda plazma klorür düzeyi 98-110 mmol/L Major atılım böbreklerledir. Na ile birlikte hareket eder. Hiperkloremi Serum klorür düzeyi >110 mmol/L Klor alınımının atılımından fazla olduğu durumlarda ve sodyum fazlalığı ile birlikte görülür. Dehidratasyon, böbrek yetmezliği, hiperaldosteronizm vb Hipokloremi Serum klorür düzeyi < 98 mmol/L Klor tüketiminin alınımını aştığı durumlarda görülür ve genel olarak sodyum azlığı ile birliktedir. GİS veya renal kayıp  - Bikarbonat (HCO3 )  Plazma total CO2 majör komponentidir  Fonksiyon: Asit baz dengesinin sağlanması  VÜCUT SU DENGESİ BOZUKLUKLARI Dehidratasyon Vücut toplam su miktarının düşmesidir. Su içmeme Diüretik tedavi Aşırı terleme Renal hastalıklar Diyare Dehidratasyon Hipernatremik su kaybı > Na kaybı Normonatremik su kaybı = Na kaybı Hiponatremik su kaybı < Na kaybı  turgor tonus ile ilgili görsel sonucu https://medlineplus.gov/ency/imagepages/17223.htm Sıvı yüklenmesi (Overhidrasyon) Su zehirlenmesi (intoksikasyonu) Toplam vücut sıvısı artar, toplam vücut Na’u normal Su ve Na fazlalığı olanda Toplam vücut sıvısı ve Na artar Ödem Ekstraselüler sıvı (hücreler arası) hacmindeki artışa denir. Nedeni: Artmış kapiller hidrostatik basınç (örn Kalp Yetmezliği) Azalmış onkotik basınç (Protein kaybı veya sentez bozukluğu örn Siroz, Nefrotik sendrom) Artmış kapiller geçirgenlik (örn Akut inflamasyon) Azalmış lenfatik drenaj (örn, kanser, cerrahi girişim, Fil hastalığı, lenfödem) fil hastalığı ile ilgili görsel sonucu Fil hastalığı gode bırakan ödem ile ilgili görsel sonucu