6_Rownowaga_wodno_elektrolitowa_ustroju.pdf

6. RÓWNOWAGA WODNO-

-ELEKTROLITOWA USTROJU

Iwona ś ak

WODA I PRZESTRZENIE WODNE

Woda jest najwa Ŝ niejszym nieorganicznym składnikiem wszystkich organi-

zmów Ŝ ywych. Pełni rol ę rozpuszczalnika, który ma wpływ na wszystkie oddzia-

ływania cz ą steczkowe w układach biologicznych. Cz ą steczki wody maj ą struktur ę

polarn ą i wykazuj ą zdolno ść do tworzenia wi ą za ń wodorowych, dlatego woda jest

doskonałym rozpuszczalnikiem dla cz ą steczek polarnych, hydrofilnych.

Nie zjonizowane zwi ą zki polarne, takie jak np.: proste alkohole, aldehydy,

ketony, cukry łatwo rozpuszczaj ą si ę w wodzie, poniewa Ŝ woda tworzy z nimi

wi ą zania wodorowe i osłabia ich wzajemne oddziaływania mi ę dzycz ą steczkowe.

Zwi ą zki polarne o budowie jonowej s ą rozpuszczalne w wodzie, dzi ę ki te-

mu, Ŝ e woda przeciwstawia si ę przyci ą ganiu elektrostatycznemu mi ę dzy jonami

dodatnimi i ujemnymi, tworz ą c wokół jonów warstwy hydratacyjne.

W ś rodowisku wodnym zwi ą zki hydrofobowe lub niepolarne grupy che-

miczne makrocz ą steczek wykazuj ą tendencj ę do skupiania si ę , utrzymywanego

przez wzajemne oddziaływania hydrofobowe. Cz ą steczki lub grupy hydrofobowe

ł ą cz ą si ę razem ze sob ą równie Ŝ dlatego, Ŝ e cz ą steczki wody silniej wi ąŜą si ę mi ę -

dzy sob ą , „wypychaj ą c” niepolarne elementy poza swoje ś rodowisko.

Woda jest ciecz ą nasycaj ą c ą wszystkie substancje organiczne w organi-

zmach Ŝ ywych, która jest konieczna do ujawnienia własno ś ci i funkcji wszystkich

biologicznie czynnych makrocz ą steczek, w tym białek oraz kwasów nukleinowych.

Woda jest niezb ę dna do przebiegu procesów metabolicznych w komórkach, cz ę sto

bywa te Ŝ substratem w reakcjach metabolicznych.

Woda pełni rol ę ś rodka transportu, zwłaszcza w krwiobiegu; uczestniczy

w regulacji temperatury, gdy Ŝ parowanie wody jest jednym z najwa Ŝ niejszych spo-

sobów odprowadzenia ciepła na zewn ą trz organizmu.

Zawarto ść wody w organizmie dorosłego człowieka wynosi około 60% ma-

sy ciała. Przykładowo, w organizmie zdrowego m ęŜ czyzny o masie ciała 70 kg

całkowita woda stanowi 42 kg, natomiast sucha pozostało ść tylko 28 kg. Istniej ą

ró Ŝ nice zale Ŝ ne od zawarto ś ci tkanki tłuszczowej i wieku. U osób szczupłych,

u których tkanka tłuszczowa stanowi mniej ni Ŝ 10% masy ciała, zawarto ść całko-

wita wody w organizmie wynosi 70%, natomiast u bardzo otyłych tylko do 55%

masy ciała. Najwi ę cej wody znajduje si ę w organizmie noworodków, u których

woda stanowi 75–80% masy ciała, natomiast u dziecka jednorocznego woda sta-

nowi ju Ŝ 65% masy ciała. W organizmie ludzi starszych (60 lat) wody jest znacznie

mniej, u kobiet w granicach 46%, a u m ęŜ czyzn 54% masy ciała.

W organizmie istniej ą dwie główne przestrzenie wodne: przestrze ń we-

wn ą trzkomórkowa i pozakomórkowa.

W przestrzeni wewn ą trzkomórkowej znajduje si ę około 28 litrów wody

organizmu ludzkiego, co stanowi około 40% masy ciała, czyli 66% całkowitej

wody ustrojowej.

W przestrzeni pozakomórkowej znajduje si ę około 14 litrów wody organi-

zmu ludzkiego, która stanowi około 20% masy ciała, czyli 34% całkowitej wody

ustrojowej. Zró Ŝ nicowa ć j ą mo Ŝ na na przestrze ń wodn ą wewn ą trznaczyniow ą ,

któr ą stanowi osocze (o obj ę to ś ci 4 litry) i przestrze ń ś ródmi ąŜ szow ą o obj ę to ś ci

około 10 litrów. Poza tym woda znajduje si ę w przestrzeni przewodu pokarmowe-

go, jam opłucnowych, dróg moczowych, tkance kostnej i ko ś ciach. Przestrze ń we-

wn ą trznaczyniowa okre ś la tzw. wolemi ę . W organizmie utrzymywana jest izowo-

lemia, czyli prawidłowa wielko ść przestrzeni wodnych, stany chorobowe mog ą

zmienia ć wielko ść i skład przestrzeni wodnych.

ZASADY OZNACZANIA ZAWARTO Ś CI WODY

W ORGANIZMIE

Istniej ą metody pozwalaj ą ce na bezpo ś rednie oznaczenie zawarto ś ci całko-

witej wody ustrojowej, wody przestrzeni pozakomórkowej oraz obj ę to ś ci osocza.

W metodach tych stosuje si ę zwi ą zki, które wprowadzone do organizmu rozmiesz-

czaj ą si ę (rozcie ń czaj ą ) tylko w wodzie tych przestrzeni. Rozcie ń czenie zwi ą zku

w tej przestrzeni jest miar ą jej obj ę to ś ci.

Całkowita woda ustrojowa

Całkowit ą wod ę ustrojow ą mo Ŝ na oznaczy ć metod ą rozcie ń czenia izotopo-

wego przez wprowadzenie do organizmu okre ś lonej dawki substancji, wody ci ęŜ -

kiej D 2 O, która równomiernie rozcie ń cza si ę stosunkowo szybko w wodzie ustro-

jowej, analogicznie do cz ą steczek wody. Zastosowanie wody ci ęŜ kiej do tego celu

wynika równie Ŝ z faktu, Ŝ e praktycznie nie ulega przemianie, wydalanie jej na

zewn ą trz jest niewielkie, w stosowanych dawkach nie jest toksyczna i łatwo mo Ŝ na

j ą oznaczy ć ilo ś ciowo.

Po wystarczaj ą cym czasie trwania rozcie ń czania w ustroju (ok. 2 godz.),

oznacza si ę st ęŜ enie wody ci ęŜ kiej w surowicy.

Całkowit ą obj ę to ść wody ustrojowej, w której podana substancja si ę roz-

cie ń czyła oblicza si ę ze wzoru:

Objętość

Dawka

podana

StęŜenie

surowicy

Oznaczanie płynu pozakomórkowego

Oznaczanie płynu pozakomórkowego, opiera si ę równie Ŝ na zasadzie roz-

cie ń czenia okre ś lonej substancji w badanej obj ę to ś ci płynu. W tym przypadku

nale Ŝ y zastosowa ć tak ą rozcie ń czan ą substancj ę , która nie b ę dzie przechodzi ć do

wn ę trza komórek. Najbardziej wiarygodnych wyników dostarczaj ą inulina lub

sacharoza, natomiast mannitol zawy Ŝ a nieco warto ś ci. Substancje te rozpuszczaj ą

si ę w wodzie osocza i w płynie ś ródmi ąŜ szowym, które pozostaj ą w bezpo ś rednim

wzajemnym kontakcie. W warunkach bada ń rutynowych u ludzi, płyn ś ródmi ąŜ -

szowy nie jest dost ę pny, dlatego o jego składzie wnioskuje si ę analizuj ą c osocze.

Oznaczanie obj ę to ś ci osocza

Oznaczanie obj ę to ś ci osocza opiera si ę równie Ŝ na zasadzie rozcie ń czenia

izotopowego. W tym przypadku stosuje si ę substancj ę , która rozcie ń czy si ę tylko

w wodzie osocza.

Najcz ęś ciej u Ŝ ywa si ę albumin ę znakowan ą izotopem jodu 131 J. Znakowana

albumina przede wszystkim rozcie ń cza si ę w ło Ŝ ysku naczyniowym, chocia Ŝ nale-

Ŝ y bra ć pod uwag ę , Ŝ e cz ęś ciowo mo Ŝ e ona przechodzi ć poza ś wiatło naczy ń wło-

sowatych, dzi ę ki czemu rozcie ń cza si ę w obj ę to ś ci wi ę kszej od tej, w której kr ąŜ y

osocze.

BILANS WODNY ORGANIZMU

Zapotrzebowanie na wod ę zdrowego dorosłego człowieka wynosi około 0,04

kg/kg masy ciała, czyli około 4% masy ciała na 24 godz. U niemowl ą t dobowe za-

potrzebowanie na wod ę jest znacznie wy Ŝ sze, wynosi około 0,1 kg/kg masy ciała,

czyli około 10% masy ciała na 24 godz.

Gospodarka wodna ustroju jest zbilansowana. Obj ę to ść pobranej wody

(2600 ml) przez organizm jest równa obj ę to ś ci wody wydalonej przez organizm

(2600 ml).

Organizm Ŝ ywy wydala wi ę cej wody ni Ŝ przyjmuje z zewn ą trz. Wynika to

z faktu, Ŝ e na pobór składa si ę równie Ŝ woda powstaj ą ca podczas przemian meta-

bolicznych w organizmie. Ilo ść wody powstaj ą cej w trakcie przemian zale Ŝ y od

diety. Przemiany tłuszczów dostarczaj ą najwi ę cej wody metabolicznej. Utlenienie

100 g tłuszczów dostarcza, a Ŝ 108 ml H 2 O, poniewa Ŝ maj ą najbardziej uwodoro-

wany szkielet w ę glowy. Utlenienie tej samej ilo ś ci w ę glowodanów dostarcza 58 ml,

natomiast z białek pochodzi tylko 44 ml wody.

Od obj ę to ś ci wypitych płynów zale Ŝ y obj ę to ść wydalonego moczu, w my ś l

zasady, zwi ę kszona poda Ŝ płynów zwi ę ksza wydalanie moczu, natomiast przy

zmniejszonym spo Ŝ yciu płynów maleje wydalanie moczu.

Tabela 1. Bilans wody

Pobór wody w ml

Wydalanie wody w ml

Płyny 1500

Mocz 1600

Woda z pokarmu 800

Skóra 500

Woda z przemian 300

Płuca 400

Kał 100

Razem: 2600

Dobowa obj ę to ść moczu nie zmniejsza si ę poni Ŝ ej 400 ml, czyli obj ę to ś ci

wody potrzebnej do rozpuszczenia około 40 g zwi ą zków stałych wydalanych w do-

bowej porcji moczu. W moczówce prostej (niedobór wazopresyny) dobowa obj ę -

to ść wydalanego moczu mo Ŝ e si ę ga ć 5 litrów.

Utrata wody wraz z potem i powietrzem wydechowym praktycznie nie pod-

lega regulacji, tymi drogami dobowe straty wynosz ą około 1 litra wody, z któr ą

organizm traci około 30 mmoli jonów Na + . Przy wysokiej gor ą czce i przyspieszo-

nym oddechu utrata wody z powietrzem wydechowym mo Ŝ e si ę ga ć a Ŝ 1500 ml

w ci ą gu doby. Straty wody i elektrolitów z potem s ą kompensowane przez nerki.

Tabela 2. Płyny przewodu pokarmowego

Płyn

Wydzielanie dobowe w ml

Ś lina

1500

Sok Ŝ oł ą dkowy

2500

Sok jelitowy

3000

Sok trzustkowy

700

ś ół ć

500

Razem:

8200

Wydalanie wody z kałem jest odzwierciedleniem procesów wchłaniania

i wydzielania wody oraz elekrolitów w przewodzie pokarmowym. Zaburzenia tych

procesów mog ą prowadzi ć do biegunek i do nadmiernej utraty wody i elektrolitów.

W warunkach prawidłowych wydzielana woda i elektrolity do ś wiatła przewodu

pokarmowego s ą z powrotem wchłaniane. W ci ą gu doby zaledwie około 100 ml

wody wydala si ę z kałem.

ELEKTROLITY USTROJOWE

Woda ustrojowa to roztwór ró Ŝ nych jonów nieorganicznych, a tak Ŝ e orga-

nicznych. Obecno ść składników mineralnych w formie jonowej wi ąŜ e si ę z utrzy-

maniem wody w organizmie, zarówno w kr ąŜ eniu, jak i w tkankach. Jony wpływa-

j ą na utrzymanie ci ś nienia osmotycznego, współuczestnicz ą w utrzymywaniu sta-

łego odczynu ś rodowiska, poniewa Ŝ niektóre s ą składnikami układów buforowych.

Elektrolity uczestnicz ą te Ŝ w wymianie gazowej i determinuj ą potencjały błonowe.

Tabela 3. Podstawowe elektrolity przestrzeni wodnych u człowieka

Płyn pozakomórkowy

Płyn

wewn ą trzkomórkowy

mmol/l

Elektrolity

Osocze

mmol/l

Ś ródmi ąŜ szowy

mmol/l

KATIONY

Na +

142,0

146,5

12,0

K +

5,0

140,0

Ca ++

2,5

1,3

5,0

mol/l

Mg ++

1,0

30,0

ANIONY

Cl -

102,0

114,0

4,0

HCO 3 -

26,0

31,0

10,0

SO 4 --

0,5

3,8

Fosforany H 2 PO 4 -

HPO 4 - -

1,1

60,0

Kwasy organiczne

~5,0

~6,0

zmienne

Białka

70 g/l

1,5–3,0 g/l

200–300 g/l

Roztwór wodny soli, który wywiera takie samo ci ś nienie osmotyczne, jakie

panuje w komórkach i tkankach jest roztworem fizjologicznym (tzw. sol ą fizjolo-

giczn ą ).

Roztwór fizjologiczny o najprostszym składzie stanowi dla ssaków roztwór

0,9% chlorku sodu. Jest izotoniczny z płynami ustrojowymi, np. z osoczem krwi

lub z płynem komórkowym, lecz nie jest izojonowy , to znaczy Ŝ e równowa Ŝ y tyl-

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: