III. Metabolismus vody a jeho poruchy

1.0 Termíny

Homeostáza – stálost vnitřního prostředí, kterou si organismus dokáže udržovat regulačními systémy.

Dehydratace – snížený celkový objem tekutin v organismu.

Izotonická – přičemž tyto tekutiny jsou osmoticky stejně aktivní jako plazma .

Hypotonická – přičemž tyto tekutiny jsou méně osmoticky aktivní.

Hypertonická – přičemž tyto tekutiny jsou osmoticky více aktivní.

Hyperhydratace – zvýšený objem tekutin v organismu.

Izotonická – osmoticky stejně aktivní jako plasma.

Hypotonická – méně aktivní než plasma.

Hypertonická – více aktivní než plasma.

Hypervolémie – zvýšený objem cirkulující tekutiny (krve).

Hypovolémie – snížený objem cirkulující tekutiny (krve)-

Polyurie – je u dospělých deifinována jako objem moči více než 3 litry za 24 hodin, u dětí pak jako zvýšení nad 150% normálního objemu za časovou jednotku.

Polyurie tlaková – zvýšený filtrační tlak v glomerulu.

Osmotická – do proximálního tubulu se dostane osmoticky aktivní látka, jako  např glukóza v rámci diabetu.

Vodní – z nedostaku ADH.

SCHÉMA III.1.

Anurie – nedostatečná tvorba moči s objemem sekundární moči (dále jen moč)  menším než 100 ml na 24 hodin. Přesněji definovaná je u dospělých jako pokles objemu moči za časovou jednotku do rozmezí 0 − 50 ml/den a u dětí 0 − 0,5 ml/kg/h.

Nonoligurie – výdej moči zvýšený nad 400 ml za 24 hodinu u pacientů s akutním nebo chronických ledvinovým selháním a selháváním.

Azotemie – retence dusíkatých metabolitů (močovina, nitráty a kreatinin) vylučovaných ledvinami.

Osmolalita – součet koncentrací všech osmoticky aktivních částic (molekul a iontů) v roztoku. Vyjadřuje celkové množství částic rozpuštěných v 1 kg rozpouštědla, bez ohledu na jejich velikost nebo elektrický náboj.

Osmolarita – vyjadřuje celkové množství částic rozpuštěných v 1 dm3 = litru roztoku. Osmolaritě je úměrný osmotický tlak roztoku. Norma osolarity v plazmě je 275 – 300mmol/l.

Osmotický tlak – tlak vyvolaný tokem rozpouštědla přes polopropustnou membránu do toho prostoru, v němž roztok obsahuje vyšší koncentraci rozpuštěných molekul a iontů. Fyziologicky se tato vlastnost vodných roztoků uplatňuje především při filtraci a resorpci vody v ledvinách.

Onkotický tlak – koloidně osmotický tlak bílkovin. Je součástí celkového osmotického tlaku daného kompártmentu.

Polydipsie – abnormální žízeň, většinou při zvýšené osmolaritě plazmy.

Volná vodabezsolutová voda je voda bez iontů.

SIADH – syndrom inadekvátní (zýšené) sekrece antidiuretického hormonu (ADH) vede k retenci volné vody v těle, snížení osmolarity tělních tekutin a oligurii.

Diabetes insipidus – úplavice močová je polyurie a zvýšená koncentrace plazmy ze ztrát volné vody při nedostatku nebo neúčinnosti ADH.

2. Fyziologie tělesných tekutin

Život je založen na dějích probíhajících ve vodním prostředí. Proto když mluvíme o vnitřním prostředí, mluvíme hlavně o tělesných tekutinách. Voda má v organismu mnoho funkcí, a to:

Udržování vnitřního prostředí v rámci homeostázy organizmu.

Prostředí pro chemické reakce (hydrolytické, hydratační a všechny ostatní reakce).

Udržování cirkulujícího objemu, prokrvení.

Transport látek: živin, zplodin, informačních molekul.

Pevnost a pružnost kůže a sliznic.

Termoregulace.

Změna objemu vody ovlivňuje objem a funkci všech buněk těla, koncentraci iontů a jejich funkce. Regulace metabolismu vody je proto velmi jemná, reaguje již na malé změny jak objemu, tak i kvality (osmolarita, koncentrace sodíku). Objemy tekutin může ovlivnit porucha řady orgánů a orgánových systémů (ledviny, trávicí trakt, kardiovaskulární systém) nebo funkcí (termoregulace) a naopak. Regulace objemů tekutin je také součástí stresové reakce. Porucha regulace může vést k život ohrožujícím situacím (šok) popřípadě až k smrti.

2.1 Množství a rozdělení tělesné vody

Množství vody v těle závisí na věku, pohlaví, hmotnosti, hydrataci organismu a podílu tukové tkáně (čím větší je podíl tuku v těle, tím méně organismus obsahuje vody). Celkově se v těle dospělého 70 kg vážícího muže nachází 42 l celkové tělesné tekutiny (vody) – CTV (60% tělesné hmotnosti). Ženy mají vody pouze 53%, i neobézní ženy mají vyšší procento tuků, než muži. Nejvíce vody je v organismu kojenců (80 – 85%), a u dětí (75%). Staří lidé mají vody méně – kolem 50%.

Voda je rozdělena do dvou hlavních kompartmentů (prostorů) – extracelulárního a intracelulárního.

Extracelulární tekutina (ECT, mimobuněčná) tvoří 20% celkové tělesné hmotnosti dospělého muže (14 l vody). Extracelulární tekutina se dále dělí na tekutinu intravazální (krevní plazma) a tekutinu intersticiální (tkáňový mok). Nelze zapomínat ani na tekutiny třetího prostoru, které jsou mimobuněčné, ale jsou proti ostatním částem ECT ohraničeny bariérou, jedná se např. o likvor, nitrokloubní a nitrooční tekutinu.

Intracelulární tekutina (ICT, nitrobuněčná) tvoří 40% tělesné hmotnosti dospělého muže, neboli 66% jeho celkové tělesné vody (CTV).

SCHÉMA III.2

2.2 Složení tělesných tekutin

Objem i složení jednotlivých tělních tekutin jsou za fyziologických okolností udržovány téměř na konstantních hodnotách. Intracelulární (ICT) a extracelulární (ECT) tekutina mají různé zastoupení iontů a proteinů, jsou však ve vzájemné elektrochemické rovnováze.

Podrobněji viz fblt.cz a biofyzika – Donnanova rovnováha = Gibsův Donnanuv efekt, Nernstova rovnice, semipermeabilita, membránový potenciál.

Rozhodují o osmotickém tlaku a pH vnitřního prostředí. Osmolarita ECT je udržována kolem 280 ± 2 mmol/l  a  pH je 7,4 ± 0,04.

TABULKA III.1 – KONCENTRACE NEJDŮLEŽITĚJŠÍCH IONTŮ V EXTRA- A INTRACELULÁRNÍ TEKUTINĚ
Ionty Extracelulární tekutina (mmol/l) Intracelulární tekutina (mmol/l)
Na+ 138 -148 10
K+ 4 – 5 140 -160
Cl 103 2 – 4
HCO3 28,3 10
Ca 2+ 2,25 – 2,75 0,0001

Extracelulární tekutina obsahuje velké množství iontů sodíku a chlóru a relativně velké množství iontů HCO3. Jsou v ní rozpuštěné živiny a kyslík, které difundují z kapilár do buněk a odplavuje odpadní látky, které difundují do kapilár a odplavují se z tkání. Tím se voda výrazně podílí na udržování homeostázy – stálosti vnitřního prostředí. Stálost vnitřního prostředí je třeba chápat jako dynamické, stále probíhající děje. Součástí ECT je plazma. Ta se od ostatních tekutin ECT liší  hlavně vysokým obsahem proteinů, onkotickým tlakem nazýváme osmotický tlak bílkovin.

Intracelulární tekutina obsahuje téměř čtyřikrát více bílkovin než krevní plazma, dále obsahuje relativně velké množství draselných a fosfátových iontů, ale méně iontů sodíku a chlóru. V cytoplazmě buněk je také velice málo iontů vápníku a jejich hladina je udržována na nízké úrovni jejich přečerpáváním do sarkoplazmatického či endoplazmatického retikula nebo mitochondrií a samozřejmě z buněk do intersticia. Hladina intracelulárních kalciových iontů je totiž velmi důležitá pro své signální funkce buněčného metabolismu, extracelulární vápník má pak význam v rámci stabilizace buněčných membrán.

Tlak pod kterým vniká rozpouštědlo roztoku s nižší koncentrací skrze polopropustnou membránu do roztoku s vyšší koncentrací nazýváme osmotický tlak. Tento tlak je úměrný množství iontů v roztoku přítomných. Osmotické tlaky na membráně jsou v normálním případě v rovnováze, protože intracelulární tekutina je izotonická s extracelulární tekutinou. Z hlediska osmotického tlaku se bílkoviny chovají stejně, jen osmotickému tlaku, který vytvářejí,  říkáme tlak onkotický. Onkotický tlak je součástí tlaku osmotického.

Osmotický gradient mezi buňkou a intersticiem vytvářejí jen ty látky, které nemohou volně přestupovat přes buněčnou membránu, jako například sodík a glukóza. Vytvořením osmotického gradientu vznikne síla, která nasává vodu do místa s větší osmotickou aktivitou. Jestliže je větší osmolarita extracelulárně, přestupuje voda z buňky do intersticia a buňka zmenšuje svůj objem, svrašťuje se. Naopak při snížení osmolarity vně buňky způsobuje expanzi intracelulárního prostoru a buňka bobtná. Projevy změny osmolarity závisí hlavně na rychlosti a čase, extrémní narušení homeostázy se pak nejčastěji projevuje příznaky narušení centrálního nervového systému, jehož buňky jsou na změny objemu nejcitlivější. Močovina přestupuje volně přes membránu do buněk, při jejím zvýšení se tedy zvýší osmotický tlak v  tekutině (např. plazmě), ale současně se úměrně zvýší i v buňkách, nedojde ke změně gradientu, a proto nedojde k přesunu tekutin. Rapidní zvýšení koncentrace močoviny bez dostatečného času na difuzi do buněk by teoreticky mohlo mít obdobný efekt, jako u látek neprostupujících skrze buněčnou membránu, avšak v klinické praxi tento stav nenastává.

2.3 Regulační mechanismy

Osmolarita tělních tekutin je monitorována osmoreceptory v hypotalamu. Jsou to buňky, které jsou zvlášť citlivé na změnu svého objemu, související se změnou osmolarity prostředí. Při zvýšení osmolarity o 2% zprostředkují zvýšení sekrece ADH, hormonu, který pomáhá v  těle zadržovat volnou vodu (voda bez solutů) a tak se osmolarita sníží. Jestliže je osmolarita tělesných tekutin zvýšená nárůstem koncentrace močoviny, tedy solutu difuzibilního do extra i intracelulárního prostoru, objem osmoreceptorových buněk se nemění a k sekreci ADH nedochází.

SCHÉMA III.3

Schéma tří prostorů tělesných tekutin a pohybů komponent, které ovlivňují osmolaritu séra: voda i močovina procházejí volně přes cévní stěnu i membránu buněk, glukóza a sodík přecházejí volně do intersticia, ale do buněk se nedostanou (sodík jedině sodným kanálem nebo pomocí Na+/K+ pumpy, glukóza za pomoci inzulinu, glukózových transportérů SGLT či facilitátorů transportu GLUT). Bílkoviny se fyziologicky  nefiltrují ani přes cévní stěnu. (Schéma podle A. Kazdy)

3 Poruchy řízení metabolismu vody

3.1 Příjem a výdej vody

Příjem a výdej vody je za fyziologických okolností v rovnováze a za 24 hodin by měl obrat být okolo 1,5 l tekutin. Voda se z organismu ztrácí močí, potem, dýcháním a stolicí (případně zvracením). Při přeměně látek v organismu vzniká denně kolem 300 ml metabolické vody. Ztráty by měly být hrazeny denním pitným režimem.

Při nedostatečném příjmu tekutin nebo nadměrných ztrátách (pocením, zvracením, průjmy) může nastat dehydratace organizmu, v opačném případě hyperhydratace. Dehydratací jsou ohroženi především staří lidé, kteří mají snížený pocit žízně, zhoršenou regulaci vodního metabolismu, případně zhoršený přístup k vodě kvůli imobilizaci, a kojenci, jejichž tkáně obsahují 1400 ml vody a jejich denní obrat (příjem a výdej) celotělové vody činí kolem 700 ml. Už nepatrná nerovnováha mezi příjmem a výdejem stačí ke vzniku dehydratace.

3.2 Řízení příjmu a výdeje vody

Metabolismus vody závisí na jejím příjmu a výdeji a je řízen homeostatickými mechanismy, které ovlivňují především osmolaritu a objem. Příjem vody musí být aktivní a je regulován pocitem žízně. Výdej vody závisí na více faktorech. Voda se fyziologicky odpařuje při dýchání, pocení, vylučuje se stolicí a močí. Regulovat lze však jen výdej vody močí a to renálními koncentračními mechanismy.

3.2.1 Žízeň

Žízeň vzniká v důsledku zvýšení osmolarity tělních tekutin. Je také jedním z nejčasnějších příznaků vodní ztráty. Vzniká, když ztráta vody odpovídá asi 2% tělesné hmotnosti. Vyvolává ji také pocit sucha v ústech. Centrum žízně je umístěno v předním hypotalamu. Obsahuje osmoreceptory – buňky, které jsou zvýšeně citlivé na změny osmolarity a které v závislosti na osmolaritě extracelulární tekutiny mění svůj objem. Při zvýšené extracelulární osmolaritě zmenší svůj objem. Jejich podráždění zvýší pocit žízně a spustí sekreci antidiuretického hormonu.

Pocit žízně navodí:

Zvýšená osmolarita extracelulární tekutiny – zvýšená hladina iontů a molekul,  zejména glukózy a proteinů.

Relativní hyperosmolarita při ztrátě volné vody.

Těžká hypokalémie – signifikantně snižuje schopnost ledvin koncentrovat moč, vede k polyurii a polydipsii.

Snížený objem krve – při aktivaci stresové odpovědi zvýší sympatikus sekreci ADH a ten způsobí pocit žízně.

Sucho v ústech např. po delší řeči, překořeněná strava.

3.2.1.1 Poruchy pocitu žízně

Polydipsie je zvýšený nebo často se opakující pocit žízně. Vzniká při ztrátách tělesných tekutin vedoucích k snížení cirkulujícího objemu nebo při hyperosmolaritě ECT. Při schizofrenii může vzniknout (primární) psychogenní polydipsie, tedy pocit žízně bez příčiny, kdy je příjem tekutin abnormálně vysoký.

Snížený pocit žízně vzniká ve stáří často jako následek iktu. Pravděpodobně je to důsledek snížené citlivostí receptorů. Další z teorií uvádí snížený pocit žízně ve stáří jako obranný mechanismus proti zhoršení hypoosmolarity vzniklé ve stáří typicky zvýšenou bazální sekrecí ADH a sníženou koncentrační schopností ledvin.

3.2.2 Koncentrační mechanismy a jejich řízení

Reabsorbce vody ledvinami je řízena především hormonálně majoritně za pomoci ADH a aldosteronu.

3.2.2.1 Antidiuretický hormon

ADH = antidiuretický  hormon =  vasopresin je hormon, který vzniká v hypotalamu a axonálním ortodromním transportem se následně dostává do zadního laloku podvěsku mozkového neboli neurohypofýzy. Působí v distálním tubulu a sběracím kanálku ledvin, kde se váže na receptory a umožňuje zpětné vstřebávání volné vody. Tento mechanismus vyžaduje vyvinutý osmotický gradient dřeně ledvin, protože ADH vyvolává expresi akvaporinů, pórů pro vstřebávání vody v distálním tubulu a části sběracího kanálku, a vlastní síla resorbce je tvořena právě osmotickým gradientem. Kromě toho ADH řídí schopnost sběracího kanálku zpětně vstřebávat močovinu a tím zvyšovat osmotickou koncentraci močoviny v dřeni ledvin. ADH má i vazokonstrikční účinky, z tohoto důvodu se nazývá také vazopresin. Sám pak může ovšem naředěním cirkulujícího objemu vést k hyponatrémii.

Sekreci ADH vyvolává:

Podráždění osmoreceptorů v hypotalamu zvýšením osmolarity extracelulární tekutiny.

Aktivace sympatiku podrážděním napínacích (stretch) receptorů ve velkých žilách, srdečních síních a karotickém sinu. Toto podráždění může být způsobeno snížením objemu cirkulujících tekutin nebo snížením tlaku.

Zátěž a stresové situace, a to aktivací stresové odpovědi např. bolestí,  traumatem, chirurgickým zákrokem.

Nikotin.

Sekrece ADH je snižována alkoholem.

OBRÁZEK III.2

Obr.3.2: Regulace osmolarity a množství vody v organismu prostřednictvím antidiuretického hormonu (ADH): osmoreceptory v hypotalamu monitorují změnu osmolarity a při jejím zvýšení zvýší pocit žízně a sekreci ADH. ADH zvýší resorpci volné vody v ledvinných tubulech a tím změní osmolaritu plazmy. Osmolarita plazmy a ostatních tekutin v těle úzce souvisí. Sekrece ADH se zvyšuje také přímo při aktivaci sympatiku.

3.2.2.2 Aldosteron

Mineralokortikoid aldosteron, je hormon kůry nadledvin a podílí se na vstřebávání vody nepřímo tím, že vazbou na receptory vyvolává zpětnou resorpci sodíku v distálním ledvinovém tubulu a sběracím kanálku. Se sodíkem se pasivně vstřebává voda a po elektrochemickém gradientu se resorbuje i chlor.

Aldosteron se vyplavuje v rámci odpovědi na snížené prokrvení ledvin. V důsledku toho se zvýší sekrece reninu z juxtaglomerulárního aparátu ledvin, kde jsou uloženy senzorické buňky, a to jednak baroreceptory monitorující průtok krve a jednak chemoreceptory reagující na koncentraci sodíku a chloru v tubulární tekutině. Renin je enzym, který štěpí plazmatickou bílkovinu angiotenzinogen na angiotenzin I. Angiotenzin I je angiotenzin konvertujícím enzymem (ACE) přeměněn převážně v plicích, kde je enzym tvořen v pneumocytech II. řádu, na angiotenzin II a ten zvyšuje sekreci aldosteronu z kůry nadledvin. Mluvíme o aktivaci osy renin – angiotenzin – aldosteron (RAAS). Aldosteron zvýší zpětnou resorpcí sodíku a vody cirkulující objem a zvětší perfuzi ledvin. Zvýšená perfuze ledvin zvyšuje glomerulární filtraci, k čemuž přispívá i vazokonstrikční účinek angiotenzinu především na vas efferens glomerulu. Nárůst glomerulární filtrace zvyšuje nabídku primární moči v distálním tubulu a sběracím kanálku pro zpětné vstřebávání. Kromě toho aldosteron zvyšuje vylučování draslíku a s ním i vodíku ledvinami.

Aldosteron se zvyšuje i při snížené koncentraci sodíku a chloru v plazmě, podnětem zde jsou aktivované chemoreceptory v juxtaglomerulárním aparátu. Aldosteron patří také mezi stresové hormony a je vyplavován při aktivaci sympatiku. Při stresu je sekrece aldosteronu zvyšována dvěma mechanismy. Centralizace oběhu způsobená aktivací sympatiku sníží prokrvení ledvin a aktivuje baroreceptory, dále pak sympatikus sám také přímo zvyšuje sekreci reninu.

SCHÉMA III.

Obr.3.3: Regulace hypovolémie prostřednictvím aldosteronu: snížené prokrvení ledvin nebo nízká koncentrace sodíku zvýší sekreci reninu, renin aktivuje angiotenzinogen, vzniká angiotenzin I (v plicích se změní na angiotenzin II), který zvýší sekreci aldosteronu z kůry nadledvin. Aldosteron resorbuje v tubulech sodík, s nímž jde pasivně voda a vylučuje draslík. Následuje změna intravazálního objemu a tlaku, která změní prokrvení ledvin a cyklus se uzavírá.

Sekrece aldosteronu je sekundárně ovlivňována i plazmatickou koncentrací K+: vysoká koncentrace draslíku zvýší přímo v nadledvině sekreci aldosteronu, a tak se zvýší vylučování draslíku ledvinami.

3.2.2.2 Atriální natriuretický faktor

Jediným hormonem, který zvyšuje vylučování vody z organizmu je atriální natriuretický faktor (ANF), který se tvoří při zvýšeném objemu cirkulující tekutiny nebo při zvýšeném žilním návratu především v myokardu pravé srdeční síně. ANF způsobuje vylučování sodíku v proximálním i distálním tubulu ledvin a s ním vylučování vody. Kromě toho způsobuje vazodilataci a snižuje sekreci hormonů, podílejících se na retenci tekutin. Chrání tak srdce před přetížením zvýšeným objemem.

TAB. III.2: PŘEHLED ŘÍZENÍ METABOLISMU VODY

3.2.3 Poruchy řízení metabolismu vody

3.2.3.1 Poruchy sekrece ADH

Syndrom inadekvátní sekrece ADH (SIADH) je důsledkem zvýšeného výdeje ADH.

Příčin zvýšené koncentrace ADH zde může být několik. Nejčastějším obrazem u nádorových onemocnění je ektopická syntéza a výdej  ADH z malobuněčného bronchogenního karcinomu, nejdná se však výlučně o výlučně nádorový marker, byla totiž popsána i sekrece tohoto hormonu z bronchů při pouhém dlouhodobém dráždění zánětem při chronické bronchitidě. Sekrece ADH se může zvýšit také při otoku mozku, v rámci klinické idiopatické formy může příčina zůstat neznámá. Typické symptomy vyvolává zvýšená produkce ADH i v dětském věku při neuroblastomu čichového nervu.

Ze znalostí účinků hormonu se dají snadno odvodit jednotlivé důsledky.

Rychlý přírůstek váhy, daný retencí vody.

Oligurie při retenci vody.

Moč má vysokou specifickou hmotnost a zvýšenou osmolaritu, což je způsobeno narušením schopnosti ji  zředit.

V plazmě se osmolarita snižuje, koncentrace iontů je zde snížená jako projev diluce. Typicky můžeme nalézt obraz diluční hyponatrémie.

V CNS se zvětšuje objem buněk, protože do nich po koncentračním gradientu vstupuje hypotonická tekutina. Vzniká tedy intracelulární otok mozku, provázený příznaky “intoxikace vodou” (bolesti hlavy, zvracení, závratě, desorientace, křeče až koma).

Hypervolémie je podstatně menší než u zvýšené sekrece aldosteronu, proto nevede k výrazné změně krevního tlaku. Voda přechází do intersticia a hlavně do buněk.

Diabetes insipidus je způsoben sníženou sekrecí ADH.

Centrální diabetes insipidus se projevuje snížením tvorby nebo sekrece antidiuretického hormonu (ADH) a může být vyvolán kraniofaryngeomem nebo úrazem hlavy.

Porucha účinku hormonu však může být dána poruchou citlivosti receptorů pro ADH v ledvinách. Tato necitlivost receptorů může být vrozená nebo získaná jako důsledek onemocnění ledvin, chronického nedostatku kalia nebo hyperkalcémie. V tom případě se jedná o periferní diabetes insipidus.

Tento patologický stav se projevuje rozličnými důsledky.

Polydipsie jako žíznivost ze zvýšené osmolarity.

Polyurie (3 – 20 l / den) a nykturie (močení v noci). Dány poruchou schopnosti ledvin koncentrovat moč a zadržet vodu.

Hypoosmolární moč daná poruchou koncentrace v ledvinách.

V plazmě je nalezena hyperosmolarita. Zvýšená koncentrace všech iontů, typický je obraz hypernatrémie a hyperkalémie ze zvýšených ztrát volné vody.

Poruchy dané změnami v CNS, změna objemu buněk mozku v důsledku akutních změn osmolarity ECT může vést k bolestem hlavy, mentálním změnám, změně vnímání nebo vědomí. Naopak při chronických změnách osmolarity mozkové buňky mění aktivně IC osmolaritu, aniž se změní jejich objem a tím funkce. Obraz je tedy ovlivněn velmi tím, jak dlouho a jak rychle ke změně došlo.

Změny krevního tlaku jsou menší než při izotonických změnách objemu cirkulujících tekutin, protože se nejdříve objeví důsledky změn osmolarity.

Stav je nebezpečný především u pacientů v bezvědomí, kteří nemohou dostatečně pít. Proto hrozí dehydratace, hypernatrémie a hyperkalémie jednotlivě i v rámci hyperosmolarity, zvýšená teplota až smrt.

OBRÁZEK III.4: PORUCHY V SYSTÉMU REGULACE POMOCÍ ADH

3.2.3.2 Poruchy sekrece aldosteronu

3.2.3.2.1 Zvýšená sekrece aldosteronu hormonálního původu

Samotná zvýšená sekrece aldosteronu může být vyvolána adenomem nadledvin, kdy vzniká primární hyperaldosteronismus – Connův syndrom, nebo vlivem hypersekrece ACTH, jako sekundární hyperaldosteronismus s následnou hyperplazií nadledvin a zvýšenou sekrecí všech hormonů kůry. Je důležité, že zmíněná zvýšená sekrece ACTH zde však není kompenzační reakcí na snížený cirkulující objem kdy může být sekundární hyperaldosteronismus také vyvolán například při postižení kardiovaskulárního systému, ale existuje zde jako samostatná porucha. Jedná se o situace, kdy je v kůře nadledvin enzymatický blok, který nedovolí tvorbu kortizolu, a stoupá sekrece ACTH v rámci snahy o kompenzaci nedostatečné hladiny tohoto hormonu nadledvin. Vlivem ACTH se pak zvyšuje sekrece aldosteronu a důsledky mohou být obdobné jako u hyperaldosteronismu primárního, zejména v rámci metabolismu vody. Dalším důvodem sekundárního hyperaldosteronismu může být i hypersekrece reninu při stenóze arteria renalis, případně z dalších i neznámých příčin.

Kvůli retenci sodíku a vody se zvyšuje původně fyziologický cirkulující objem. Zvýšený objem vyvolá reflexní vazokonstrikci, stoupá krevní tlak, zvyšuje se žilní návrat (a s ním i sekrece ANF). Zvýšený krevní tlak zvyšuje filtrační tlak v ledvinách, vzniká tlaková polyurie, na níž se podílí i vylučování sodíku v distálním tubulu (účinek ANF). Při pomalém zvýšení cirkulujícího objemu nevznikají otoky, protože zvýšený tlak otevře preformované kapiláry a proto se vkapilárách nezvýší filtrační tlak. Do intersticia se dostane jen část tekutiny, která není vázaná onkotickými silami v plazmě, ale tato tekutina je brzy nasáta do lymfatických cév, odvedena zpět do krevního řečiště a vyloučena ledvinami.

Retence sodíku a vody zvyšuje původně fyziologický cirkulující objem. Zvýšený objem vyvolá reflexní vazokonstrikci, stoupá krevní tlak, zvyšuje se žilní návrat a s ním i sekrece ANF. Zvýšený krevní tlak zvyšuje filtrační tlak v ledvinách, vzniká tlaková polyurie, na níž se podílí i vylučování sodíku v distálním tubulu v rámci účinku ANF. Při pomalém zvýšení cirkulujícího objemu nevznikají otoky, protože zvýšený tlak otevře preformované kapiláry, a proto se v kapilárách nezvýší filtrační tlak. Do intersticia se dostane část tekutiny, která není vázaná onkotickými silami v plazmě, ale tato tekutina je brzy nasáta do lymfatických cév, odvedena zpět do krevního řečiště a vyloučena ledvinami.

Další účinky aldosteronu způsobují pokles koncentrace draslíku a metabolickou alkalózu pro zvýšené vylučování vodíkových iontů.

Shrnutí příznaků zvýšené sekrece aldosteronu:

hypertenze (zvýšený cirkulující objem a reflexní vazokonstrikce)

mírná polyurie (tlaková polyurie)

v plazmě: hypokalémie (­vylučování draslíku močí), metabolická alkalóza, poruchy glukózové tolerance způsobené hypokalémií (inzulin fyziologicky potencuje přestup draslíku do buněk, při hypokalémii se snižuje sekrece inzulinu)

neuromuskulární poruchy (svalová slabost) a srdeční arytmie dané hypokalémií

3.2.3.2.2 Zvýšená sekrece aldosteronu kardiovaskulárního původu

Sekundární hyperaldosteronismus vzniká také jako kompenzace sníženého cirkulujícího objemu například při selhávání pravého srdce, kdy tekutina přestupuje pro zvýšení intravenózního tlaku do intersticia a vznikají otoky. Hyperaldosteronismus není v tomto případě posuzován jako samostatná porucha, ale jako důsledek kompenzační reakce.

Selhávající pravé srdce nedokáže přečerpat krev,  která se do něj vrací. Krev se hromadí před srdcem a zvyšuje tlak ve venózním systému, což zvyšuje tlak také v kapilárách. Hydrostatický tlak se proto ve větší míře přenáší do kapilár a na jejich venózním konci omezuje zpětnou resorpci přefiltrované tekutiny z intersticia, takže vznikají otoky. Tento typ edémů je závislý na hydrostatickém tlaku a otoky tedy vznikají vestoje kolem kotníků a vleže na zádech, kde jsou vytlačovány kostěným skleletem do okolí křížové oblasti.

Do levého srdce přitéká z plic menší objem krve, protože pravé srdce ji nedokázalo přečerpat. Snížuje se minutový srdeční výdej, sníží se prokrvení ledvin a aktivuje se juxtaglomerulární aparát. Zvýší se sekrece reninu, aktivuje se osa RAAS. Zvyšuje se sekrece aldosteronu a ta zvyšuje retenci sodíku a s ním vody v ledvinách. Takto zvýšený cirkulující objem dále zhoršuje vzniklé otoky. V tomto případě aldosteron paradoxně zhoršuje situaci. Ostatní důsledky jako hypokalémie a metabolická alkalóza jsou stejné.

Shrnutí příznaků sekundárního hyperaldosteronismu při selhávání pravého srdce:

otoky dolních končetin (ze zvýšeného žilního tlaku při selhávajícím pravém srdci)

hypotenze (do levého srdce přitéká menší objem a podle Frank Starlingova zákona se snižuje jeho stažlivost)

v plazmě hypokalémie, může být i hyponatrémie (pokud je dostatečně snížený cirkulující objem, zapojuje se do regulace objemu i ADH, který způsobuje diluční hyponatrémii) a metabolická alkalóza (která může být v tomto případě součástí kombinované poruchy acidobazické rovnováhy, pokud je prokrvení tkání sníženo natolik, že v nich vzniká laktát)

Podobný mechanismus se objevuje také při kompenzaci chronicky sníženého cirkulujícího objemu při portální hypertenzi a nefrotickém syndromu, kdy sekundární hyperaldosteronismus zhoršuje otoky vzniklé jiným mechanismem.

3.2.3.2.3 Snížená sekrece aldosteronu

Hypoaldosteronismus – snížená sekrece  aldosteronu bývá projevem Addisonovy choroby, která se vyvíjí po destrukci 90% tkáně nadledvin. Většinou je vyvolaná autoimunitním poškozením kůry nadledvin, kdy se snižuje sekrece aldosteronu i kortizolu. Dalšími příčinami mohou být atrofie kůry nadledvin nebo úplný enzymatický blok tvorby hormonů kůry. Méně často může být příčinou tuberkulóza nebo krvácení do kůry nadledvin. Příznaky jsou kombinací nedostatku aldosteronu a kortizolu.

Shrnutí příznaků hypoaldosteronismu:

hypotenze (snížená retence sodíku a vody a snížený cirkulující objem )

hyperkalémie (snížené vylučování K+ močí)

únava (z hyperkalémie a hypovolémie, případně i acidózy)

snížená odolnost vůči stresu (nedostatek kortizolu)

Pacienti jsou ve stresu vystaveni riziku vzniku Addisonské krize, což je život ohrožující situace, která je způsobená vystupňováním daného stavu a neschopností udržet homeostázu. Může skončit šokem až smrtí.

Izolovaný deficit aldosteronu nebyl popsán.

4 Dehydratace a hyperhydratace

Dehydratace neboli nedostatek vody v organismu i hyperhydratace neboli nadbytek vody můžou v organismu vzniknout i nezávisle na poruchách regulace, když kompenzační mechanismy nedokáží udržet homeostázu při nadměrných ztrátách nebo příjmu tekutin.

4.2 Dehydratace

Dehydratace – deficit vody může nastat při nedostatečném příjmu vody v situaci kdy je nemožný přístup k vodě, v rámci poruchy pocitu žízně, bezvědomí, při zvýšeném výdeji vody, kdy se zvyšují ztráty zvracením či průjmem, močí k nim vede osmotická nebo tlaková polyurie, diuretika, polyurická fáze ledvinného selhávání, a kůží v rámci nadměrného pocení, nebo jako důsledek popálenin. Tekutiny se mohou ztrácet také do tělních dutin a tkání, kdy můžeme pozorovat ascites a otoky.

Voda, která se z těla ztrácí, může být izotonická, hypotonická nebo hypertonická. V organizmu tak vznikne dehydratace izotonická (při izotonických ztrátách), hypotonická (při ztrátách hypertonické tekutiny) nebo hypertonická (při ztrátách hypotonické tekutiny nebo volné vody).

Příznaky dehydratace závisejí na rychlosti, se kterou dehydratace vznikla, na objemu ztracených tekutin, poruchách kompenzace a na typu: Při ztrátách izotonické tekutiny (izotonická dehydratace) je příčinou příznaků ztráta objemu. To znamená, že se snižuje objem cirkulující krve a proto také klesá perfuze ledvin. Podle velikosti ztrát se aktivují  kompenzační reakce jako tachykardie (sympatikus), vazokonstrikce v arteriálním řečišti (sympatikus), sekrece aldosteronu (zvýšená retence vody), zvýšení sekrece ADH (při ztrátách objemu nad 20% dokonce bez ohledu na osmolaritu tělních tekutin). Krevní tlak se snižuje až tehdy, jestliže je snížení objemu tak velké, že kompenzační reakce nejsou schopné změnu vyrovnat.

Shrnutí příznaků izotonické dehydratace:

suché sliznice, snížená pružnost kůže

snížená hmotnost

tachykardie (aktivace sympatiku)

oligurie, zvýšená specifická hmotnost moči (zpětná resorpce vody z primární moči)

zvyšuje se hematokrit (HTK – množství krevních buněk relativně stoupá při ztrátách vody)

zvýšení tělesné teploty (porucha transportu tepla z jádra do obalu, poruchy pocení)

snížený krevní tlak (pokud kompenzace nedostačuje)

Při ztrátách hypertonické nebo hypotonické tekutiny (hypotonická nebo hypertonická dehydratace) je rozhodující změna osmolarity plazmy, protože příznaky vyvolané touto změnou nastoupí dříve, než nastane  výraznější změna cirkulujícího objemu. Změna osmolarity ECT mění objem buněk (hlavně v CNS). Proto jsou v obou případech příznaky dány drážděním CNS následkem změny objemu neuronů a tím jejich dráždivosti a funkce.

Shrnutí příznaků hypertonické nebo hypotonické dehydratace:

porucha koncentrace, bolesti hlavy, poruchy paměti

zmatenost, až halucinace

křeče, koma.

Při hypertonické dehydrataci je pak hlavním příznakem žízeň.

4.2 Hyperhydratace

Hyperhydratace – nadbytek vody v organizmu vzniká při zvýšeném  příjmu  vody infuzí, nebo nadměrným pocitem žízně. Dále pak také zvýšeným příjmem soli při nadměrném příjmu dietou nebo opět infuzemi, kdy vzniká hypertonické prostředí, zvýší se žízeň a se sekrece ADH, což vede k zvýšené retenci a příjmu tekutin a následně ke snížení osmolarity. Také vzniká nedostatečným výdejem moči při onemocnění ledvin s oligurií a anurie, případně únikem tekutin do intersticia například při rozvoji edémů.

Příznaky závisejí opět na osmolaritě plazmy. Prostý nadbytek objemu izotonické cirkulující tekutiny v rámci hypervolémie způsobuje především hypertenzi následkem kompenzačních mechanizmů jako je reflex cévní stěny, následně pak vyvolává tlakovou polyurii. Příjem hypotonické nebo hypertonické tekutiny vede k příznakům způsobeným změnou osmolarity plazmy a tím i změnou objemu a funkce buněk v CNS, a to podobně jako hypotonická či hypertonická dehydratace.

5 Otoky

Otoky vznikají tehdy, když se tekutina hromadí v intersticiálním prostředí. Otoky dělíme z patofyziologického hlediska podle příčiny.

Kauzální dělení otoků:

  • Otoky ze zvýšeného venózního tlaku (selhávající pravé srdce, zvýšený nitrobřišní tlak, porucha funkce žilních chlopní, útlak žíly v jejím průběhu).
  • Otoky ze sníženého onkotického tlaku (při sníženém příjmu, trávení nebo vstřebávání bílkovin, při poruše tvorby albuminů selhávajícími játry, při ztrátě bílkovin ledvinami).
  • Otoky z poruchy lymfatického odtoku (útlak mízních cév nádorem, exenterace uzlin, obliterace v důsledku zánětu (erysipel) nebo ucpání parazitem (filarie).
  • Otoky ze zvýšené prostupnosti kapilár (lokální zánět, celkově anafylaktická reakce, kapilaritidy).
  • Otoky ze zvýšeného cirkulujícího objemu (pokud se zvýší rychle a hodně, například retence vody při nefritickém syndromu – zpočátku se zvyšuje krevní tlak, později vznikají otoky).
  • Otok při hypotyreóze – myxedém (v intersticiu se hromadí osmoticky aktivní látky, které zvyšují přestup vody z kapilár do intersticia)

Otoky v klinické praxi mívají často několik příčin současně.

Z jiného hlediska se mohou dělit na otoky celkové neboli generalizované, a to při selhávání srdce a ze sníženého onkotického tlaku, nebo lokalizované při zánětu. I příčina lokalizovaných otoků však může za určitých okolností způsobit otok generalizovaný, například pokud se v těle nachází rozsáhlý zánět nebo generalizovaná kapilaritida.

Otok snižuje objem cirkulující krve a může způsobit hypovolémii spojenou se sekundárním hyperaldosteronismem, přestože ve tkáních je vlatně vody nadbytek v rámci hyperhydratace. Při hyperhydrataci hypotonické není většinou otok vidět, protože tekutina přestupuje do intracelulárního prostředí. Při hypertonické hyperhydrataci se objem tekutiny v extracelulárním prostředí ještě více zvětšuje přestupem tekutiny z buněk.

Otoky jsou pro organismus nevýhodné, protože prodlužují difuzní vzdálenost pro živiny, kyslík i zplodiny organismu, utlačují okolní kapiláry a tak moho vést až k ischemizaci tkáně. Otoky mění tvar a funkci orgánů a tkání, což může ohrozit život pacienta. Otok v oblasti epiglotis u malých dětí výrazně zúžuje dýchací cesty, rozsáhlý otok plic u všech pacientů zhoršuje difuzi kyslíku přes alveolokapilární membránu.