MEDIUL INTERN

Claude Bernard a introdus în 1856 noţiunea de mediu intern, iniţial referindu-se la sânge şi lichid interstiţial, ca principale punţi de legătură între celulă şi mediul extern

Ulterior termenul a fost extins la toate umorile organismului (limfă, LCR, umoare apoasă, lichidele seroaselor etc.)

Definiţie: mediul intern reprezintă mediul lichidian în care se desfăşoară procesele fizico-chimice şi biologice caracteristice materiei vii.

APA ÎN ORGANISM – funcţii

Este cea mai importantă componentă a materiei vii, fiind un compus indispensabil vieţii;

Caracterul vital deriva din numeroasele funcţii pe care le îndeplineşte în organism:

• mediu de desfăşurare a proceselor biologice

• funcţia structurală – intra in structura tuturor celulelor;

• rol biochimic - solvent (sau mediu de dispersie) pentru multe substante;

• rol de transport al substantelor nutritive si oxigenului in celule

• rol în eliminarea produşilor de catabolism

• rol în termoreglare – permite distribuirea caldurii si pierderea ei prin piele, urina, fecale, respiratie.

• rol in osmoreglare – participa la menţinerea presiunii osmotice şi coloid-osmotice.

favorizeaza absorbtia principiilor alimentare.

REPARTIŢIA APEI ÎN ORGANISM

Apa totală (AT) reprezintă cantitatea de apa existentă in organism la un moment dat.

REPREZINTA:

• Circa 60-70 % din greutatea corpului

• Aprox. 40-42 L - pentru un adult de 70 kg

VARIAŢII fiziologice ale volumului de apă:

- cantitatea de apă - scade pe măsură ce creşte cantitatea de grăsime (invers proportionala)

- persoanele obeze se deshidrateaza mai repede !!! ( tesutul adipos contine aprox 20% apa si cel muscular aprox. 70% apa)

- în funcţie de sex - este mai scăzută la femei faţă de bărbaţi (barbatii au o cantitate mai mare de masa slaba - muschi, care contin aprox. 72% apă)

- vârstă - scade cu înaintarea în vârstă

Continutul in apa al diferitelor tesuturi:

• substanţa cenuşie ~ 85% apă

• cordul ~ 80% apă

• rinichiul ~ 80% apă

• ţesut slab - muscular ~ 72% apă

• substanţa albă ~ 70% apă

• pielea ~ 70% apă

• ţesutul adipos ~ 20% apă

• smalţul dentar ~ 2% apă

Nou-născutul are ~ 73 - 75 % apă. Nou-născuţii şi copiii sub un an, având un raport Sc/G mai mare decât adulţii, pot pierde foarte rapid apă prin transpiraţie şi perspiraţie.

De aceea, starea de deshidratare la nou născuţi şi copiii mici - prin vărsături sau boală diareică - se poate instala în câteva ore, dacă volumul de apă şi săruri nu este refăcut, de regulă, prin perfuzii !!!

Compartimentele de repartiţie a apei nu coincid cu cele anatomice, în schimb sunt despărţite prin bariere anatomice existente în toate organele.

Astfel de bariere sunt reprezentate de:

- membrana celulară - endoteliul vascular Membrana celulară delimitează cele două mari compartimente ale apei:

- Compartimentul intracelular

- Compartimentul extracelular

1.Compartimentul intracelular

Este reprezentat de apa intracelulară care se găseşte sub formă:

- legată - intrând în constituţia diferitelor structuri celulare- liberă - îndeplinind rol de mediu de dispersie în citoplasmă- reprezintă 40% din greutatea corpului, aproximativ 28 l la un adult de 70 kg

2. Compartimentul extracelular

Apa extracelulară - apa care se găseşte în afara celulei

- reprezintă 20% din greutatea corpului, adică aproximativ 14 l la un adult de 70 Kg- lichidele extracelulare au o concentraţie în săruri intermediară între apa mării şi apa de

izvor - apă salmastră- este divizat în :

• compartimentul extravascular

• compartimentul intravascular

a) Compartimentul extravascular

Reprezintă 15–16 % din greutate, 11–12 l la un adult de 70 Kg este reprezentat de apa din lichidul:

- interstiţial

- limfatic

- transcelular - 2% din greutate. Cuprinde lichidele din pleură, pericard, peritoneu, sinovii, burse, din spaţiile intraoculare, din urechea internă şi lichidul cefalo–rahidian

b) Compartimentul intravascular

Reprezentat de plasmă - componenta acelulară a sângelui, aflată într-un continuu schimb cu lichidele interstiţiale la nivelul porilor membranei capilare.

Compoziţia lichidului interstiţial şi a plasmei este asemănătoare, cu excepţia proteinelor care au concentraţie mai mare în plasmă.

Reprezintă 4% din greutate, 3 l la un adult de 70 Kg (55% din volumul sangelui integral) .

SANGELE - VOLUMUL SANGUIN

Sangele conţine ambele compartimente lichidiene:

• extracelular - plasma 55- 60%

• intracelular - lichidul din celulele sanguine, 40 - 45%

Volumul de sânge la un adult normal este de aproximativ 8% din greutatea corpului, ~5 l la un adult în greutate de 70 kg.

Deşi este format din două compartimente, aparent separate, ţesutul sanguin este privit şi interpretat astăzi ca un tot unitar, atât din perspectivă embriologică, cât şi din punct de vedere structural şi funcţional .

DEPLASAREA APEI ÎN ORGANISM

In calitatea sa de fluid principal al organismului, apa, se află într-o continuă deplasare, antrenând odată cu ea şi micro- sau macromoleculele necesare activităţii organismului sau rezultând din aceasta

Deplasarea apei dintr-un compartiment în altul al mediului intern realizează unitatea umorală a organismului, totuşi mobilitatea apei diferă în funcţie de bariera care trebuie traversată, fiind guvernată de legile hidrodinamicii, care stabilesc sensul de deplasare.

Echilibrul osmotic între lichidele intracelulare şi extracelulare

Repartiţia lichidelor între spaţiul intracelular şi extracelular este determinată predominant de efectul osmotic al substanţelor dizolvate - în special Na+ şi Cl-, care se manifestă de-a lungul membranei celulare .

Membrana celulară este înalt permeabilă pentru apă şi relativ impermeabilă pentru ioni, chiar şi pentru cei foarte mici, cum sunt ionii de sodiu şi clor.

Deplasarea transmembranară a moleculelor de apă se realizează prin fenomenul de osmoză.

Osmoza reprezintă deplasarea moleculelor de apă (solvent), printr-o membrană semipermeabilă (membrana celulară) din compartimentul unde există o concentraţie mai mică de săruri – solvit în compartimentul cu concentraţie mai mare.

Apa traversează rapid membrana prin soluţiile de continuitate - canale de apă - strict specializate pentru transportul apei.

Deplasarii apei printr-o membrană cu permeabilitate selectivă i se opune o presiune aplicată în sens opus trecerii apei.

Presiunea osmotică a unei soluţii este acea presiune care aplicată unui lichid împiedică orice deplasare a moleculelor de apă (solvent).

Sensul şi viteza de deplasare a solventului între cele două soluţii sunt date de diferenţa de presiune osmotică.

Presiunea osmotică este o măsură indirectă a concentraţiei de apă şi electroliţi dintr-o soluţie;

Depinde deci, de substanţele dizolvate în apă, ea fiind direct proporţională cu numărul particulelor dizolvate intr-un volum de lichid, indiferent de masa, valenţa, volumul sau încărcătura electrică a acestora.

Valoarea normală a presiunii osmotice este de aprox. 6000 mmHg

Osmolaritatea exprimă numărul de mOsm prezenţi într-un litru de plasmă, în care apa reprezintă 93%, restul fiind reprezentat de proteine, lipide, glucide şi electroliţi.

Valoarea normală este de 280 – 310 mOsm/l

Lichide izotonice

Dacă o celulă, de exemplu hematia este introdusă într-o soluţie în care concentraţia electroliţilor este de ~ 280 mOsm/l (osmolaritate normală) NU vor avea loc modificări ale volumului celular, deoarece concentraţia este egală de-o parte şi de alta a membranei, iar electroliţii nu pot intra sau ieşi din celulă.

O astfel de soluţie este izotonică – nici nu măreşte, nici nu micşorează volumul celulei (exemple de soluţii izotonice: NaCl 0,9%, glucoză 5%, sol Ringer).

Lichide hipotonice

Dacă o celulă este pusă intr-o soluţie cu o concentraţie mai mică, osmolaritate < 280 mOsm/l (de exemplu NaCl 0,6%), de o parte şi de alta a membranei ia naştere un gradient de apă: exces la exterior, deficit în celulă; apa va intra în celulă şi va dilua mediul intracelular.

Primind apă, celula se umflă, eventual până când membrana se rupe şi conţinutul celular este eliminat în soluţie. Pentru hematii, acest fenomen este cunoscut ca eritroliză sau hemoliză în mediu hipoton - soluţia fiind hipotonă

NECESARUL DE APĂ

Un adult de 70 de Kg are nevoie de 2300-2500 ml de apă în 24 h (cu variaţii între 1500-2900 ml şi un minimum de 500 ml) - de obicei cam 1 ml/calorie

1. Originea apei intrate - INPUT

• apa exogenă:

• ingerată ca atare ~1000 – 1700 ml

• provenită din alimente ~800-1000 ml

• apa endogenă: sintetizată în organism prin ardere, mai ales a carbohidraţilor - este apă metabolică ~ 200-300 ml

2. Eliminarea apei - OUTPUT

Apa pierdută zilnic este, în mod normal de 2300-2500 ml. Această cantitate este egală cu cea intrată şi produsă în organism.

CAILE DE ELIMINARE A APEI

1. Eliminarea renală ~1400-1800 ml/zi, cu variaţii fiziologice în funcţie de alimentaţie, volumul de apă ingerat, vârstă, sex, efort fizic etc.

Există o fracţiune de eliminare renala obligatorie, de aprox. 420 ml/zi şi una ajustabilă dependentă de volumul ingerat;

La persoane deshidratate ~600 ml/zi, dar nu mai puţin de 500ml – oligurie.

La persoane cu diabet insipid ~20-30l/zi (dar şi cu un aport identic de apă).

2. eliminarea prin fecale ~100-200 ml/zi. Poate ajunge în cazurile grave de boală diareică acută la ~2-3 l/zi

3. eliminarea pe cale cutanată – se face prin:

- perspiratio sensibile (transpiratie);

- perspiratio insensibile - nu suntem conştienţi de acest fenomen (evaporare)

a) perspiratio sensibile - transpiraţia

- în condiţii obişnuite, la 20°C şi efort fizic moderat, pierderile de apă sunt de ~100-200 ml/zi;

- în condiţii de efort intens, la temperaturi ridicate poate ajunge la ~1-2 l/h

b) perspiratio insensibile - evaporarea apei care difuzează pasiv printre celulele tegumentului

-în mod normal ~300-400 ml/zi (pierdere minimă datorită colesterolului din stratul cornos al pielii care are rol de barieră);

- în arsurile întinse poate ajunge la ~3-5 l/zi;

- în stările febrile creşte cu cca. 300 ml/zi pentru fiecare °C crescut peste 37°C .

4. Eliminare pe cale pulmonară

- prin tractul respirator se pierd în mod obişnuit ~300-400 ml/zi, printr-un proces de perspiratio insensibile, similar cu cel cutanat

- în hiperventilaţia intensă pierderea de apă poate atinge 150 ml/oră

Pierderile de apă prin perspiratio insensibile cutanată şi pulmonară au o importanţă deosebită, deoarece nu se însoţesc de o pierdere simultană de electroliţi, explicând frecvenţa mare a deshidratărilor hipertone pe care le induc.

Reglarea hidroosmolară

Osmolaritatea este o constantă fizică fundamentală a sectoarelor hidroosmolare ale organismului, ea variind în limite relativ strânse, 280–310 mOsm/l plasmă, deşi numărul substanţelor electrolitice şi neelectrolitice care o induc este foarte mare

Reglarea hidrică nu poate fi separată de cea a osmolarităţii, de aceea termenul de reglare hidroosmolară defineşte mai corect mecanismele care menţin în limite normale capitalul hidric şi electrolitic al organismului

Două mecanisme intervin predominant :

1. Setea

- apare când volumul de apă scade (osmolaritatea creşte prin cresterea concentratiei de sare)

- obligă la un aport exogen de apă, care echilibrează balanţa

- reduceri minime ale conţinutului hidric declanşează setea şi ingestia consecutivă de apă

2. Secreţia de hormon antidiuretic (ADH)

- este elementul central al reglării hidroosmolare

- ADH este secretat la nivelul nucleilor supraoptic şi paraventricular din hipotalamus (dar stocat în hipofiza posterioară) sub influenţa mai multor tipuri de stimuli, care acţionează pe receptori specifici:

• osmotici - reprezentaţi de creşterea osmolarităţii plasmei (creste continutul in sare) şi recepţionaţi de osmoreceptorii din hipotalamus şi din periferie – au rolul de a mentine tonicitatea plasmei

• volumetrici - sesizează modificările de volum şi implicit de TA; acestea sunt recepţionate de voloceptorii localizaţi mai ales la nivelul circulaţiei intratoracice - au rolul de a apăra volumul plasmatic

• neurovegetativi - emoţii, durere, efort

• termici - frigul cu efect diuretic, căldura cu efect antidiuretic

ADH acţionează la nivelul tubilor renali distali şi colectori, unde creşte permeabilitatea pentru apă, permiţând reabsorbţia acesteia, participă la procesul de concentrare a urinei, creşterea volumului plasmatic, dar şi hipoosmoza reduc secreţia de ADH diureză crescută, pentru a reechilibra volumul şi osmolaritatea.

Suprimarea secreţiei de ADH duce la instalarea diabetului insipid

Perturbări ale homeostaziei hidrice

1. Intoxicaţia acută cu apă

• reprezintă creşterea bruscă a aportului de apă, cu depăşirea capacităţii de eliminare renală şi extrarenală

• se însoţeşte şi de scăderea bruscă a osmolarităţii plasmatice:

- Na plasmatic scade sub 130 mEq/l- osmolaritatea scade sub 280 mOsm/l

• apare mai frecvent la pacientii spitalizaţi, perfuzaţi cu cantităţi mari de lichide, apa neputându-se elimina în urma unor leziuni renale preexistente;

• mai apare si în urma administrării de ADH sau altor cauze

• retenţia hidrică va determina edem cerebral, care poate duce la moarte, dacă nu se intervine prompt

• tratamentul constă în administrarea de soluţii saline hipertone de NaCl 3% sau 5% i.v. lent, urmărind refacerea natremiei într-un interval mai mare de 12 h

2. Edemul

• reprezintă acumularea în spaţiile interstiţiale a unor cantităţi mari de lichid interstiţial

• semnele clinice ale edemelor: tumefierea palpebrală, persistenţa godeului cutanat după apăsare, variaţii în dimensiunile membrelor inferioare, dificultate la încălţare, creşterea rapidă în greutate

• schimburile de lichide între capilar şi interstiţiu (rata de filtrare) depind de balanţa dintre forţele Starling:

• presiunea hidrostatică

• presiunea coloid-osmotică

Gradientul de presiune hidrostatică este dat de diferenţa dintre presiunea hidrostatică din capilar şi presiunea hidrostatică a lichidului interstiţial - presiunea hidrostatică este forţa care favorizează filtrarea lichidelor prin peretele capilarelor

Gradientul de presiune coloid-osmotică este diferenţa dintre presiunea coloid osmotică a plasmei (indusă de proteine) şi presiunea coloid-osmotică a lichidului interstiţial, considerată de obicei neglijabilă - aceasta forţă se opune filtrării capilare (reţine apa în vas).

Cauze de edem

- creşterea presiunii hidrostatice în capilare cum se întâmplă în insuficienţa cardiacă, în patologia renală cu retenţie de apă şi sodiu, în obstrucţie venoasă etc.

- scăderea presiunii coloid osmotice - prin scăderea proteinelor plasmatice ca urmare a aportului insuficient (malnutriţie), a deficitului de sinteză (ciroză) sau prin pierdere renală (sindrom nefrotic).

- creşterea permeabilităţii capilare prin alterarea chimică, bacteriană, imunologică a endotelilului capilar (vasculite) - care duc la un eflux crescut de lichide şi mai ales de proteine

- blocarea întoarcerii limfatice - patologie limfatică, extirparea unor lanţuri ganglionare adiacente unei tumori maligne sau compresiune exterioară pe vasele limfatice

3. Deshidratarea – reprezintă pierderea marcată de apă pe cale :

• digestivă - vărsături, diaree

• renală - poliurie

• cutanată - arsuri, transpiraţii

• pulmonară - polipnee

• este însoţită cel mai adesea şi de pierdere în cantitate mai mare sau mai mică de electroliţi

• deshidratarea poate fi:

• izotonă - se pierde în paralel şi proporţional şi apă şi sodiu

• hipertonă - se pierde mai multă apă decât electroliţi

• hipotonă - se pierd mai mulţi electroliţi decât apă.

• pierderea de apă poate interesa ambele compartimente (intracelular şi extracelular) sau poate fi predominant intracelulară

• elementul comun al deshidratării este depleţia de volum, evidenţiată:

• simptomatologic prin: sete, astenie, cefalee;

• şi obiectiv prin scăderea TA (scade volumul plasmatic), tahicardie, scăderea fluxului sanguin renal şi a funcţiei renale (azotemie extrarenală)