3.2. Ionty
Extracelulární (intravaskulární i intersticiální) tekutina má podobné složení. Obsahuje velké množství iontů sodíku a chloru, relativně velké množství bikarbonátu a poměrně malé množství iontů draslíku, vápníku, hořčíku, fosfátů a síry. Kromě toho obsahuje také glukózu a bílkoviny. Intravaskulární tekutina se od intersticiální liší především větším množstvím proteinů. Udržování správných koncentrací jednotlivých substancí a vody je funkcí homeostatických mechanismů, z nichž většina je probrána v kapitolách Fyziologie endokrinního systému a Fyziologie vylučování ledvinami. Trans-celulární tekutiny mají podobné složení jako krevní plazma, mívají však víc draslíku (10–15 mmol/l). Intracelulární (IC) tekutina má složení výrazně jiné. Hlavním intracelulárním iontem je draslík a v buňce se také vyskytuje podstatně více fosfátů (IC pufr) a magnézia, zatímco sodíku a chlóru je málo a nevyskytuje se tu téměř žádný volný vápník.
Koncentrace iontů v různých kompartmentech tělesných tekutin
| Plazma(mmol/l) | Intersticium(mmol/l) | Buňka(mmol/l) | |
| Sodík | 143 | 140 | 14 |
| Draslík | 4,2 | 4,0 | 140 |
| Ca2+ | 1,3 | 1,2 | 0 |
| Mg2+ | 0,8 | 0,7 | 20 |
| Cl– | 108 | 108 | 4 |
| HCO3– | 24 | 28,3 | 10 |
| Fosfáty | 2 | 2 | 11 |
3.2.1 Sodík
Sodík je hlavní extracelulární kationt, jeho koncentrace v plazmě je 135 – 145 mmol/l. Do organismu se dostává s potravou v podobě kuchyňské soli. Doporučený denní příjem NaCl je 2g /24 hodin, skutečný příjem se v průměru pohybuje kolem 5-7 g /24 hodin. Sodík se vstřebává ve střední a distální části tenkého střeva, v tlustém střevě je jeho vstřebávání řízeno aldosteronem. Kationt sodíku je vždy doprovázený vodou, takže se v tlustém střevě podílí na zahušťování tráveniny. Z organismu se sodík vylučuje močí a potem. Rozhodující vliv na jeho bilanci však mají ledviny. Přibližně 85 % sodíku se z primární moči resorbuje v oblasti proximálního kanálku, 14,5 % v distálním a pouze okolo 0,5 % je vyloučeno do moči.
Hlavní význam sodíku je v udržování osmolarity a objemu cirkulujícího i celkového množství vody v těle. Sodík se z 80% podílí na osmolaritě plazmy a je důležitý pro vznik a udržování membránového potenciálu buněk.
Řízení hospodaření se sodíkem:
Homeostáza sodíku a vody jsou navzájem velmi úzce propojeny. Základem jsou aktivní přesuny sodíku, které jsou osmoticky následovány vodou. Sodík je kationt (pozitivně nabitý iont), takže pro udržení elektrochemické rovnováhy přestupuje zároveň s kationtem sodíku i chloridový aniont, který také váže osmotickými silami vodu.
V juxtaglomerulárním aparátu je chemoreceptor, který monitoruje koncentraci sodných a chloridových iontů a při jejich snížení zvýší sekreci reninu. Aktivuje se osa renin – angiotenzin – aldosteron (RAAS). Tato osa je aktivovaná také sníženým prokrvením ledvin (monitoruje se tlak krve protékající juxtaglomerulárním aparátem). Aktivací osy RAAS se v distálním tubulu a sběracím kanálku sodík pomocí aldosteronu resorbuje. Se sodíkem je pasivně resorbována voda. Zvýší se tak množství sodíku v těle, ale nezvýší se jeho koncentrace (poměr sodík – voda je zachován).
Při zvýšení objemu krve v pravé síni (například při zvýšeném objemu krve nebo i při hromadění krve před pravou komorou při pravostranném srdečním selhávání) se zvyšuje tlak v pravé síni a vylučuje se atriální natriuretický faktor (ANP). ANP napomáhá vylučování sodíku a s ním i vody v proximálním i distálním tubulu ledvin a ve sběracím kanálku. Opět zůstává zachován poměr sodíku a vody, takže se nemění koncentrace sodíku.
Poznámka: Objem cirkulující tekutiny je zásadní pro udržení krevního tlaku, proto se hospodaření se sodíkem mění například i při stresové reakci.
Poruchy hospodaření se sodíkem:
Koncentrace sodíku v plazmě se nejčastěji mění tehdy, jestli se v plazmě změní obsah volné vody. Při zvýšení volné vody se sodíkové kationty naředí a koncentrace se sníží, při snížení se naopak koncentrace sodíku zvýší. Celkový obsah sodíku v těle se však nezmění. Mění se však osmolarita tekutin, a proto i objem buněk. Hormon, který mění bilanci volné vody přímo je antidiuretický hormonu – ADH. Změna koncentrace sodíku však provází také stavy změněné hydratace. Vždy je ale součástí procesu změna koncentrace „volné“ vody, způsobená změnou sekrece ADH nebo příjmem (pití) či ztrátami (osmotický průjem).
Hyponatrémie je snížená koncentrace sodíku (pod 135 mmol/l) v plazmě. Jedná se o jednu z nejčastějších poruch iontové rovnováhy u starších hospitalizovaných pacientů. Často je její příčinou snížení koncentrace sodíku resorpcí volné vody při zvýšené sekreci ADH způsobené ztrátou tekutin nebo zvýšením osmolality plazmy (hyperglykémie). Hyponatrémie může vzniknout i tehdy, jestliže je celkové množství sodíku v těle zvýšené, ale je uloženo mimo plazmu (například v otocích při selhávání pravého srdce nebo u pacientů s retencí vody z renálních důvodů). Kompenzační mechanismy zvýší retenci vody (aldosteronem i ADH), aby doplnily objem krve, a koncentrace sodíku se sníží. Sodík v otocích má podstatně pomalejší dynamiku obměny než sodík v plazmě (při rychlém snížení koncentrace sodíku v plazmě se koncentrace v otocích nějakou dobu nemění). Hyponatrémie může doprovázet dehydrataci, hyperhydrataci i normální hydrataci.
| Hyponatrémie | Příčina | Mechanismus |
|---|---|---|
| primárně sekrece ADH | SIADH staří lidé (zvýšení bazální sekrece ADH) | retence volné vody, „diluční“ hyponatrémie |
| hyperglykémie (zvýšená osmolalita ECT obecně) | špatně kompenzovaný diabetes | ↑ sekrece ADH jako reakce na ↑ osmolaritu |
| změna hydratace | krvácení, popáleniny, průjmy, zvracení, excesivní pocení | ↑ sekrece ADH jako reakce na snížený objem ECT (cestou aktivace sympatiku) |
| vypití destilované vody, topení se ve sladké vodě | diluce příjmem vody s nízkým obsahem sodíku | |
| snížení IC koncentrace draslíku | diabetes mellitus, acidóza | ustanovení nové osmotické rovnováhy mezi IC a EC prostředím – přesuny vody po koncentračním gradientu |
| otoky | selhávání pravého srdce, ascítés při cirhóze jater, selhání ledvin | ztráty vody a sodíku do intersticia, kompenzace sníženého intravazálního objemu pomocí ADH |
Poznámka: 10% ztráty IC draslíku z buněk sníží IC osmolaritu a vyvolá přesun vody z prostředí s nízkou osmolaritou (IC) do prostředí s vyšší osmolaritou (EC).
Příznaky hyponatrémie záleží na stupni hyponatrémie a rychlosti jejího rozvoje. Vzhledem k výraznému podílu sodíku na osmolaritě jsou příznaky způsobeny především změnou funkce tkání, které jsou na změny osmolarity a tím i změny objemu buněk velmi citlivé – např. CNS. Nerovnováha intra a extracelulární osmolality vede k přesunu vody do buněk a tím k intracelulárnímu edému, na který reagují jako první (i při malých změnách) buňky mozku.
| Vyvíjejí se postupně tyto příznaky: · porucha koncentrace · bolesti hlavy · křeče · ztráta vědomí. |
Mozková tkáň se může při pomalém rozvoji hyponatrémie bránit snížením obsahu iontů (do 24 hodin) a organických osmoticky aktivních látek (do 48 hodin) v buňkách CNS. Tento kompenzační mechanismus sice zmenší intracelulární otok mozku, ale při rychlé úpravě hyponatrémie terapií vzniká riziko trvalého poškození mozku. Mozek totiž potřebuje na obnovení intracelulárních osmoticky efektivních solutů čas. Obnovení zásoby iontů a organických částic je pomalejší než jejich snížení při vzniku poruchy (ionty se obnovují desítky hodin, organické soluty řadu dnů).
Hypernatrémie je stav, kdy je koncentrace sodíku v plazmě vyšší než 145 mmol/l. Při koncentraci nad 155 mmol/l již hrozí riziko smrti. Hypernatrémie může vzniknout ztrátou volné vody při diabetes insipidus nebo ztrátou hypoosmolárních tekutin například při adaptovaném pocení). Hypernatrémie může vzniknout i příjmem hyperosmolárních roztoků nebo nadbytku soli. Podobně jako hyponatrémie může být spojena s hyperhydratací, dehydratací i normální hydratací.
Příznaky hypernatrémie jsou opět neurologické a jsou způsobeny přesunem vody z mozkových buněk po koncentračním gradientu při zvýšení osmolarity plazmy. Při pomalé změně se může mozek na situaci adaptovat podobně jako při hyponatrémii. Při rychlé úpravě tohoto stavu terapií může proto vzniknout otok mozku.
Abnormality v koncentraci sodíku a objemu tělesné vody
| Poznámka: Odhad změny objemu vody v těle z hmotnosti pacienta a koncentrace sodíku v plazmě: x (l) = m . 0,6 . (1 – [Na+] /140) Kde: x ….. deficit (nadbytek) vody v litrech; m….. hmotnost pacienta v kilogramech; 0,6…. poměrná část hmotnosti pacienta tvořená vodou (ICT + ECT = 60%); [Na+] .. koncentrace sodíku v plazmě |