ADF Semeiotica
Fluidi corporei, iper-iposodiemia
Enrico Fiaccadori
Acqua totale corporea
L’acqua rappresenta il principale costituente dell’organismo, sia in
termini di volume che di peso.
Rappresenta il 60% del peso corporeo nell’uomo
E’ distribuita principalmente nel tessuto nonadiposo e costituisce
circa il 72% della massa magra
E’ distribuita in due compartimenti principali, intraextracellulare (rispettivamente 40% e 20% del peso corporeo)
ed
L’extracellulare è suddiviso in due compartimenti: plasmatico (1/3)
e interstiziale (2/3)
H2O
intracellulare
H2O
extracellulare
H2O totale corporea
Distribuzione dei fluidi corporei
• La distribuzione e la composizione dei fluidi
corporei sono strettamente regolate, in
modo da assicurare condizioni costanti al
milieu interno
• Presupposto
fondamentale
di
tale
regolazione è costituito dal mantenimento
del bilancio dei fluidi
Bilancio dei fluidi: 2 tipi di bilancio
• Interno
(distribuzione
dei
fluidi
tra
i
compartimenti): basato sugli scambi tra i differenti
compartimenti idrici corporei. E’ governato da:
a) forze di Starling  scambi tra compartimento
intravascolare
capillare
e
compartimento
interstiziale
b) variazioni di tonicità  scambi tra extra ed
intracellulare
• Esterno: basato sugli scambi tra organismo ed
ambiente esterno (introduzione e perdite di H2O)
Bilancio interno dei fluidi: distribuzione tra i compartimenti
(tra intravascolare e interstiziale e tra intra-ed extracellulare)
Lo scambio di fluidi tra plasma (circolo capillare) e compartimento
interstiziale avviene in base alle forze di Starling
L’effetto netto delle forze di Starling è differente
ai vari livelli del circolo capillare
Scambio di fluidi tra intra- ed extracellulare
La distribuzione dei fluidi tra i compartimenti intra ed extracellulare
avviene in base a gradienti osmotici (differenze di tonicità o di osmolarità
efficace) , rispettando alcuni principi di ordine generale
L’osmolarità è data dal numero di particelle disciolte in soluzione,
indipendentemente dalla carica elettrica e dalle dimensioni
1 L di soluzione
1 L di soluzione
6 mOsm/L
6 mOsm/L
70 g/L
7 g/L
• Il numero di particelle in soluzione
(per litro di soluzione) viene detto
osmolarità della soluzione e si
esprime in mOsm/L
La pressione osmotica
Il concetto di tonicità ed osmolarità
•
•
•
Il termine tonicità definisce le
forze che determinano movimento
di fluidi tra due soluzioni separate
da una membrana permeabile
all’acqua ma impermeabile ai
soluti in soluzione
Poiché
le
membrane
sono
liberamente permeabili all’acqua,
variazioni di concentrazione di
soluti non permeabili ai due lati di
una
membrana
provocheranno
movimenti di acqua dalla soluzione
più diluita a quella meno diluita,
variando la concentrazione dei
soluti all’interno ed all’esterno
delle cellule ed anche il volume di
esse
La tonicità di una soluzione
corrisponde
all’osmolarità
“efficace”
Tonicità o osmolarità efficace
• L’osmolarità è data dal numero di particelle disciolte in soluzione,
indipendentemente dalla carica elettrica e dalle dimensioni.
• L’osmolarità fornisce informazioni sul numero totale di particelle
contenute in una soluzione, ma non sul numero di particelle che,
non potendo attraversare le membrane liberamente, sono
realmente in grado di determinare movimenti di acqua
• Una quota dell’osmolarità, è costitutita da particelle (come ad
esempio l’urea nei fluidi corporei) che sono liberamente permeabili
 influenzano l’osmolarità della soluzione (numero totale di
particelle in soluzione), ma non la sua tonicità (numero di
particelle in soluzione che sono in grado di creare gradienti di
tonicità)
• La tonicità corrisponde quindi all’osmolarità efficace, cioè al
numero di particelle che realmente sono in grado di determinare
spostamento di acqua tra i due lati di una membrana
semipermeabile
Osmolarità plasmatica
Elettroliti
• Sodio 140 mmol/L
• Potassio 4 mmol/L
• Cloro 104 mmol/L
• Bicarb. 24 mmol/L
• Magnesio 1 mmol/L
• Calcio 2.5 mmol/L
Non elettroliti
• Azotemia 5 mmol/L
• Glicemia 5 mmol/L
v.n. 290 mmol/L
o mOsm/L
Acqua totale corporea: l’osmolarità è uguale
in tutti i compartimenti idrici corporei
H2O
intracellulare
290 mOsm/L
H2O
extracellulare
290 mOsm/L
H2O totale corporea
Osso,
proteine,
etc.
Il mantenimento del patrimonio dei fluidi corporei è garantito
dal controllo del bilancio esterno (entrate ed uscite) di H2O
Nonostante si possano verificare importanti variazioni,
l’acqua totale corporea rimane stabile nel corso della
giornata se è disponibile una quantità di fluidi
adeguata a bilanciare l’acqua persa attraverso la
perspiratio insensibilis, la diuresi, il respiro.
Questo bilancio strettamente controllato viene
ottenuto attraverso l’interazione di vari componenti,
quali l’ingestione di fluidi sotto forma di introduzione
diretta di acqua, l’introduzione di cibo, l’acqua
prodotta dal metabolismo, ed i meccanismi fisiologici
che regolano la perdita di fluidi
Meccanismi di controllo del
bilancio esterno dei fluidi
• Introduzione di H2O: Meccanismo della
sete
• Conservazione renale dell’H2O
(meccanismi di concentrazione delle urine)
- gradiente osmotico-midollare
- ADH
Meccanismo della sete
Aumento dell’osmolarità
plasmatica (sodiemia)
Stimolazione osmocettori
ipotalamici
sete
Introduzione H2O
Apporto di fluidi tipico di un adulto sedentario
- 1200 ml bevande
- 900 ml cibi
- 300 ml metabolismo ossidativo
Tale quantità può modificarsi fisiologicamente in misura
notevole in base alle perdite di fluidi legate alle
necessità della termoregolazione e in base alle abitudini
Sudorazione: fattori che la influenzano
- Condizioni climatiche
- Intensità dello sforzo fisico
- Durata dello sforzo fisico
- Tipi di indumenti indossati
- Dimensioni corporee
- Allenamento
Fisiologia dei meccanismi renali
di concentrazione delle urine
Secrezione di ADH
Variazioni dell’osmolarità plasmatica
Meccanismo d’azione dell’ormone antidiuretico a
livello delle cellule del tubulo collettore renale
Cellular
events
initiated
by
vasopressin binding to the V2
receptor
in
the
basolateral
membrane of the collecting duct
cell. Vasopressin binding activates
a G-stimulatory protein (Gs)
triggering adenylate cyclase (AC)
to produce cyclic adenosine
monophosphate
(cAMP).
cAMP
activates protein kinase A (PKA)
which
initiates
a
signalling
pathway
that
promotes
the
insertion of new water channels in
the apical membrane.
I canali dell’acqua o aquaporine: proprietà
La presenza dell’ADH condiziona il riassorbimento
o l’eliminazione di H2O nel tubulo collettore
a)
b)
Ncessità di conservazione
dell’acqua:
l’acqua
necessaria
alla
conservazione del bilancio
dei fluidi corporei viene
riassorbita
in
base
a
gradienti osmotici a livello
del nefrone distale (tubulo
collettore), che viene reso
ad essa permeabile dall’ADH
Necessità
di
eliminare
l’acqua in eccesso: l’ADH è
assente. Per cui l’acqua
percorre il tubulo collettore
senza essere riassorbita
Fattori necessari per la concentrazione delle urine
•
Generazione e mantenimento
dell’ipertonicità midollare:
a)
Adeguato delivery di sodio al
nefrone distale
Riassorbimento di sodio a livello
dell’ansa di Henle
Moltiplicazione in controcorrente
Ricircolo dell’urea
Flusso midollare normale
b)
c)
d)
e)
•
Permeabilità del tubulo
collettore all’H2O (ADH)
L’osmolarità rappresenta lo stimolo più potente sull’ADH
Relationship between plasma vasopressin and osmolality, blood pressure, and
extracellular fluid volume. In (a) vasopressin is plotted against plasma osmolality; in (b)
vasopressin is plotted against the percentage change in osmolality, blood pressure, and
extracellular fluid volume. Vasopressin increases from undetectable to amounts
sufficient to concentrate the urine maximally after a 5% increase in serum osmolality.
By contrast a 10–15% reduction in extracellular fluid volume or blood pressure is
necessary to stimulate vasopressin secretion.
Tonicità e Ipo-ipersodiemia
• In condizioni normali l’osmolarità è uguale in tutti i
compartimenti idrici (infatti eventuali gradienti vengono
annullati da movimenti di acqua)
• Quindi, il rapporto tra numero di particelle e contenuto di
acqua è costante
• Nell’extracellulare l’osmole più importante è il sodio (per cui
osmolarità efficace = contenuto di sodio/VEC)
• Nell’intracellulare l’osmole più importante è il potassio (per
cui osmolarità efficace = contenuto di potassio/VIC
• Ne deriva che variazioni della sodiemia influenzeranno la
distribuzione dei fluidi tra i compartimenti (soprattutto intraextra) e che alterazioni del bilancio dei fluidi determineranno
alterazioni dei livelli di sodiemia
IPERSODIEMIA
Sodio > 144 mEq/L
(range normalità 136-144)
Due meccanismi fondamentali nella
patogenesi dell’ipersodiemia
Ipersodiemia da
perdita di acqua
Ipersodiemia
da aggiunta di
sodio
IPERSODIEMIA
In condizioni cliniche, più spesso è un problema
di deficit di acqua, più che di eccesso di sodio
Come si diventa ipersodiemici
Perché si resta ipersodiemici
Come si diventa ipersodiemici
Perché si resta ipersodiemici
Esempio: Sudorazione intensa da esercizio fisico in
condizioni climatiche estreme
Concentrazioni di elettroliti nel sudore e nel plasma
SUDORE
Na
mEq/L
Cl
mEq/L
K
mEq/L
Mg
mEq/L
10 – 70
5 - 60
1- 15
0.2 – 5
(in media 35)
PLASMA
136 - 144
(in media 5)
98 - 106
3.5 – 5.3
1.5 - 2.1
Esempio: Sudorazione intensa da esercizio fisico in
condizioni climatiche estreme
Da dove proviene il fluido perso?
Compartimento intracellulare  Compartimento
interstiziale  Compartimento vascolare 
sudorazione
Tali movimenti di fluidi avvengono in base a gradienti
osmotici (differenze nella concentrazione di osmoli),
in quanto il sudore è ipotonico
H2 O
gradiente di osmolarità
Compartimento
intracellulare
H2O
Compartimento
intracellulare
perdite di
H2O con la
sudorazione
Le osmoli efficaci
sono rappresentate
dal potassio
nell’intracellulare,
dal sodio
nell’extracellulare
Perdita di H2O pura o comunque
di liquidi che contengono acqua in
eccesso rispetto ai principali
elettroliti (Na e K)
Meccanismi di compenso all’ipersodiemia
Come si diventa ipersodiemici
Perché si resta ipersodiemici
Una volta generata, l’ipersodiemia non
può essere mantenuta in presenza di:
- Senso della sete normale
- Disponibilità di acqua o fluidi ipotonici
- Normale secrezione di ADH
- Normale risposta del rene all’ADH
- Ipertonicità della midollare
Una volta generata, l’ipersodiemia verrà
mantenuta se sono presenti una o più delle
seguenti condizioni:
- Alterazione del senso della sete
- Indisponibilità di acqua o fluidi ipotonici
- Secrezione di ADH inappropriatamente
ridotta o assente
- Risposta patologica del rene all’ADH
- Riduzione o assenza dell’ipertonicità
della midollare
Cause di ipersodiemia
Inappropriate water intake
- Insufficient water intake
No water available: lost at sea/on
land
- Inability to signal thirst to others
Infants
Intubated patients
Expressive dysphasia
Confusional states
Coma
- Unable to retain ingested water
Vomiting
Severe diarrhoea
Increased water losses
- With Na+ losses
osmotic diuresis (glucose, urea etc.)
sweating
diarrhea
emesis
lactulose
sorbitol
- Without Na+ losses
insensible losses
exercise in adverse climatic conditions
fever
hyperventilation (high altitude)
diabetes insipidus (central or nephrog.)
Excess solute intake
accidental
deliberate: hypertonic NaCl
iatrogenic: hypertonic NaHCO3
Conseguenze
delle variazioni
della
sodiemia
sul
SNC
(
alterazioni
del
volume
delle
cellule cerebrali

alterazioni
funzionali
e
organiche)
Effetti
dell’ipersodiemia sul
SNC e risposte di
adattamento
Within minutes after the development of hypertonicity, loss of water from brain cells causes shrinkage of
the brain and an increase in osmolality. Partial restitution of brain volume occurs within a few hours as
electrolytes enter the brain cells (rapid adaptation). The normalization of brain volume is completed
within several days as a result of the intracellular accumulation of organic osmolytes (slow adaptation).
The high osmolality persists despite the normalization of brain volume. Slow correction of the hypertonic
state reestablishes normal brain osmolality without inducing cerebral edema, as the dissipation of
accumulated electrolytes and organic osmolytes keeps pace with water repletion. In contrast, rapid
correction may result in cerebral edema as water uptake by brain cells outpaces the dissipation of
accumulated electrolytes and organic osmolytes. Such overly aggressive therapy carries the risk of serious
neurologic impairment due to cerebral edema.
Approccio all’ipersodiemia (I)
Approccio all’ipersodiemia (II)
Poliuria
Diagnosi di diabete insipido: test di assetamento
Schematic representation of the response to a standard dehydration test, followed by
vasopressin administration, in normal individuals and in patients with defects in water balance
IPOSODIEMIA
Sodio < 136 mmol/L
(range normalità 136-144)
Generation of hyponatremia
Di solito è legata ad un eccesso sia di acqua che di
sodio, con prevalenza della prima.
Clinicamente è più spesso caratterizzata dalla presenza
di sindromi edemigene
Come si diventa iposodiemici
Perché si resta iposodiemici
Meccanismi
patogenetici
dell’iposodie
mia
Come si diventa iposodiemici
Perché si resta iposodiemici
La correzione dell’iposodiemia da parte del rene
richiede l’escrezione di H2O libera (da soluti)
Requisiti per adeguata eliminazione di H2O libera
- adeguato flusso di preurina al nefrone distale
- normale riassorbimento di Na a livello dell’ansa
di Henle e distale (creazione di preurina ipotonica)
- ADH soppresso in presenza di iposodiemia
(o ipo-osmolarità)
Perché si resta iposodiemici
- ridotto flusso di preurina al nefrone distale
(sovrariassorbimento di Na e H2O prossimale per
ipovolemia efficace, ad es, insufficienza cardiaca,
sindrome nefrosica, cirrosi epatica etc.)
- ridotto riassorbimento di Na a livello dell’ansa
di Henle e tubulo distale (mancata creazione di
preurina ipotonica, ad es. da somministrazione
di diuretici)
- ADH non soppresso (inappropriata secrezione di
ADH o ADH elevato)
La risposta integrata alle variazioni
della volemia efficace: ridotta volemia efficace  aumentato
riassorbimento di sodio e acqua nel tubulo prossimale
La secrezione inappropriata di ADH (ADH
normale o elevato nonostante l’ipo-osmolarità)
è una causa di mantenimento dell’iposodiemia
Numerosi farmaci
possono causare
SIADH con
meccanismi
diretti o indiretti
Hyponatremia and central nervous system
Cerebral
edema
The presence of cerebral
overhydration
generally
correlates closely with the
severity of the symptoms
- Nausea and malaise are
the earliest findings, and
may be seen when the
plasma
sodium
concentration falls below
125 to 130 meq/L.
Cerebral
edema !
- This may be followed by
headache,
lethargy,
and
obtundation and eventually
seizures,
coma
and
respiratory arrest if the
plasma
sodium
concentration falls below
115 to 120 meq/L
L’approccio all’iposodiemia è basato sull’osmolarità
plasmatica e sulla valutazione della volemia
TAPPE DIAGNOSTICHE FONDAMENTALI
IPOSODIEMIA
escludere:
STATI NON IPO-OSMOLARI
PSEUDOIPONATREMIA
valutazione dello STATO
VOLEMICO
Nauria, Cluria
DIAGNOSI
IPONATREMIA (Na < 136 mmol/L)
SEGNI E SINTOMI
LIEVE:
inappetenza,
nausea,
vomito,
debolezza
/
crampi
muscolari, cefalea, depressione dei
ROT
SEVERA: confusione mentale,
ottundimento, incontinenza, posture
anomale, crisi epilettiche / arresto
respiratorio, coma
ESCLUDERE STATI NON IPO-OSMOLARI:
-- ‘TRANSLOCATIONAL’ IPONATREMIA: mannitolo,
iperglicemia ( Na 2,4 mEq/L   GLU 100 mg/dL)
-- PSEUDO IPONATREMIA: trigliceridi, ipercolester., mieloma.
PAM, PA orto/clino, FC orto/clino, calo PC,
NORMOVOLEMIA
PVC, RPT, CI, PCWP
IPOVOLEMIA
EMOZIONI, STRESS,
PSICOSI ACUTA
 TBW,  TBNa
Na urinario
< 20
Perdita extrarenale
> 20
Perdita renale
Sindromi edemigene
INS CARDIACA
IPOTIROIDISMO
CIRROSI EPAT
FARMACI
S. NEFROSICA
SIADH
-pz. anziano, K, HCO3:
1)GI: vomitoCluria
DEFICIT
DIURETICI (tiazidici) GLUCOCORTICOIDI
diarrea
2)3°SPAZIO:pancr.acut -clearance creat.<10ml/min:
a, ustioni estese,
SALT LOSING
STATI POST-OPERATORI
occlusione intest,
-K
,acidi
fissi
,K
,HCO
:
ur
ur
emia
3 ur
crush syndrome.
chirurgia ginecologica
INSUFF.MINERALCORTICOIDE
- diabete, ictus, IRA ostruttiva:
DIURESI OSMOTICA
IPERVOLEMIA
prostatectomia trans-ureterale
IRC avanzata