Echilibrul hidro-electrolitic

Apa formează o mare parte din corp și este mediul în care se deplasează multe substanțe. În această apă se găsesc ioni precum cei de sodiu, potasiu și clorură. Sărurile care se desfac în ioni în apă se numesc electroliți; în limbaj medical, ionii din lichidele corpului sunt numiți și ei electroliți. Celulele au nevoie de cantități potrivite de apă și de ioni pentru a funcționa. Echilibrul hidro-electrolitic înseamnă păstrarea acestor cantități în intervale utile organismului.

Apa intră în corp prin băuturi și alimente și iese prin urină, transpirație, respirație și materiile fecale. Rinichii pot modifica apa și ionii eliminați în urină. Dacă transpiri mult într-o zi călduroasă, corpul pierde și apă, și unele săruri; setea și mecanismele hormonale ajută la refacerea balanței. Nu există o cantitate unică de apă potrivită în orice condiție pentru toți oamenii.

Între compartimentele corpului, separate de membrane, apa se poate deplasa în funcție de concentrațiile substanțelor dizolvate. De aceea, nu contează numai „câtă apă” există în total, ci și unde se află și ce ioni o însoțesc. La învățare, urmărește intrările, pierderile și rolul rinichilor. Dacă cineva are simptome importante după pierderi mari de lichide, are nevoie de evaluare medicală, nu de un calcul făcut dintr-o schemă școlară.

Compartimentele apei. La un adult, apa reprezintă aproximativ 60% din masa corporală. Două treimi se află în celule (lichid intracelular), iar o treime în lichidul extracelular, format din lichid interstițial și plasmă. Pentru un bărbat de 70 kg:

Lichidul intracelular și cel extracelular au compoziții ionice diferite:

Sodiul este cationul principal al lichidului extracelular, iar potasiul al celui intracelular; diferența este menținută de pompa de sodiu și potasiu. Osmolaritatea influențează deplasarea apei prin membrane: apa trece spre compartimentul cu mai multe particule dizolvate.

Reglarea. Scăderea volumului sau creșterea osmolarității stimulează setea, prin neuronii hipotalamici. Hipotalamusul sintetizează ADH, eliberat de neurohipofiză, care crește reabsorbția apei în tubii colectori. Aldosteronul favorizează reabsorbția sodiului și influențează indirect retenția apei. Peptidul natriuretic atrial, eliberat de atrii când sunt destinse, crește eliminarea de sodiu și apă. Natremia reflectă raportul dintre sodiu și apa din compartimentul extracelular, nu doar aportul de sare.

Ioni și filtrare. Clorura este anionul principal al lichidului extracelular, iar în celule predomină fosfații organici și proteinele. Sodiul determină cea mai mare parte a osmolarității extracelulare, iar potasiul stabilește potențialul de repaus al membranei celulare. Rinichii filtrează aproximativ 180 l de filtrat glomerular pe zi, dar elimină doar aproximativ 1,5 l de urină, deci peste 99% din apă este reabsorbită; ajustarea fină a eliminării are loc în segmentele distale ale nefronului, sub controlul ADH și al aldosteronului.

Exemplu rezolvat 1. Într-o zi normală, un adult are aportul și pierderile de la pasul 1. Într-o zi caniculară, transpirația crește la 1 600 ml, iar urina scade la 800 ml sub efectul ADH. Ce aport de apă din băuturi și alimente păstrează balanța?

1. Zi normală: aport 2 100 ml din băuturi și alimente și 200 ml apă metabolică, deci $2100+200=2300$ ml; pierderi: 700 ml insensibile (piele și plămâni), 100 ml transpirație, 100 ml materii fecale, 1 400 ml urină, deci 2 300 ml.
2. Zi caniculară: pierderile devin $700+1600+100+800=3200$ ml.
3. Apa metabolică rămâne 200 ml, deci aportul din băuturi și alimente trebuie să fie $3200-200=3000$ ml, cu 900 ml mai mult decât în zi normală (2 100 ml).

Exemplu rezolvat 2. Un bărbat de 70 kg pierde 2 l de lichid izotonic prin diaree. Cum se modifică volumele și natremia?

1. Lichidul pierdut are osmolaritate egală cu a plasmei, deci nu apare un gradient osmotic între compartimente.
2. Pierderea provine din lichidul extracelular: de la 14 l la 12 l, adică scădere cu $\frac{2}{14}\approx 14\%$.
3. Lichidul intracelular rămâne 28 l, iar natremia rămâne neschimbată, aproximativ 140 mmol/l.
4. Scăderea volumului reduce presiunea și perfuzia renală; cresc ADH și aldosteronul, iar rinichii economisesc apă și sodiu.

Distinge volumul lichidului de concentrația unui ion. ADH reglează în principal reabsorbția apei, iar aldosteronul reabsorbția de sodiu și secreția de potasiu la nivel renal. Tipul pierderii decide ce se întâmplă cu celulele: o pierdere izotonică (diaree, hemoragie) reduce doar volumul extracelular, o pierdere de apă fără electroliți crește osmolaritatea extracelulară și scoate apă din celule, iar o supraîncărcare cu apă pură scade osmolaritatea și o introduce în celule. Dacă un adult de 70 kg bea 1 l de apă pură, aceasta se distribuie în toată apa corpului, iar osmolaritatea scade de la 300 la $300\cdot \frac{42}{43}\approx 293$ mOsm/l.

Edemul apare prin creșterea presiunii hidrostatice capilare, scăderea proteinelor plasmatice (mai ales albumina), creșterea permeabilității capilare sau blocarea drenajului limfatic. Potasemia are efecte asupra inimii: hiperkaliemia (peste 5,3 mmol/l) produce tulburări de ritm, iar hipokaliemia produce slăbiciune musculară și aritmii. Nu deduce concentrația plasmei doar din cantitatea de apă băută: intervin pierderile, rinichii și distribuția între compartimente.

Exemplu în format de admitere (complement grupat). Un adult pierde 2 l de lichid izotonic prin diaree severă. Sunt corecte afirmațiile:

1. Volumul lichidului intracelular scade cu aproximativ 2 l.
2. Volumul lichidului extracelular scade.
3. Natremia crește marcat.
4. Secreția de aldosteron crește.

• a) „Numai afirmațiile 1, 2 și 3 sunt corecte.”
• b) „Numai afirmațiile 1 și 3 sunt corecte.”
• c) „Numai afirmațiile 2 și 4 sunt corecte.”
• d) „Numai afirmația 4 este corectă.”
• e) „Toate afirmațiile sunt corecte sau toate sunt false.”

Răspuns: c. Afirmația 1 este falsă: osmolaritatea nu se modifică, deci apa nu iese din celule. Afirmația 2 este adevărată: lichidul pierdut provine din compartimentul extracelular. Afirmația 3 este falsă: pierderea fiind izotonică, natremia rămâne aproape neschimbată. Afirmația 4 este adevărată: scăderea volumului și a perfuziei renale stimulează sistemul renină–angiotensină–aldosteron.

Greșeli frecvente

• Greșit: Prin transpirație se pierde numai apă pură.
  Corect: Se pierd apă și electroliți, în proporții variabile.
• Greșit: Sodiul și potasiul au aceeași distribuție în toate compartimentele.
  Corect: Concentrațiile lor diferă între interiorul și exteriorul celulei.
• Greșit: După o pierdere de 2 l de lichid izotonic, celulele pierd și ele apă.
  Corect: Apa se pierde din lichidul extracelular, iar celulele nu pierd apă, deoarece osmolaritatea rămâne neschimbată.

Înainte și după