15 trao đổi muối nước

15 trao đổi muối nước

ThS. Ngô Thị Thu Hiền

Mục tiêu:

1. Trình bày được vai trò và sự phân bố các chất vô cơ trong cơ thể.

2. Trình bày được sự vận chuyển nước giữa trong và ngoài thành mạch, trong và ngoài tế bào.

3. Trình bày được điều hòa trao đổi muối nước

4. Trình bày được khái niệm rối loạn trao đổi muối nước và các thông số đánh giá rối loạn.

Nội dung

1. Nước trong cơ thể

2. Các chất vô cơ

3. Sự trao đổi muối nước

4. Điều hòa trao đổi muối nước

5. Rối loạn nước- điện giải

Hằng định nội môi

* Hoạt động chức năng các tế bào đòi hỏi môi trường lỏng với các thành phần được kiểm soát chặt chẽ.

* Có 3 loại hằng định nội môi:

• Cân bằng nước: nước nhập cân bằng nước mất đi

• Cân bằng điện giải: hấp thu (từ ruột non) cân cân bằng mất đi (nước tiểu)

• Cân bằng acid-base: đào thải acid (H+) cân bằng sinh ra (chuyển hóa)

* Cân bằng được duy trì nhờ hoạt động phối hợp của thận, phổi, hệ tiêu hóa, da, hệ nội tiết, thần kinh, hệ tim mạch và bạch mạch.

1. Nước trong cơ thể

1.1. Cấu tạo và đặc tính của nước

* Nước tự do: Phân cực

* Nước kết hợp: Tham gia cấu tạo tế bào. Không đóng băng ở 0 oC mà ở nhiệt độ thấp hơn.

+ Nước hydrat hóa

+ Nước bị cầm: Nằm giữa các phân tử

1.2. Hàm lượng nước trong cơ thể

• Trẻ sơ sinh nước chiếm 75% trọng lượng cơ thể

• Nam giới: 55% - 60%

• Nữ: Thấp hơn một chút

• Béo phì và người già: 45%

• Tổng lượng nước của một người đàn ông 70 kg là 40 lit

1.3. Phân bố nước trong cơ thể

* 55% Dịch trong tế bào- ICF (Intracellular fluid)

* 45% Dịch ngoài tế bào- ECF (Extracellular fluid)

• 35,5% dịch mô (IF) (dịch kẽ, dịch gian bào)

• 7,5% máu, bạch huyết

• 2% Dịch não tủy (CSF), dịch khớp, dịch màng phổi, màng tim, ổ bụng

1.4. Nhu cầu nước của cơ thể:

• Người lớn: 35g/kg cân nặng

• Trẻ em: gấp 3-4 lần

• Thay đổi theo điều kiện thời tiết, điều kiện làm việc

1.5. Thăng bằng nước

1.6. Vai trò của nước trong cơ thể

1. Cấu tạo cơ thể

2. Tham gia các phản ứng: hydrat hóa, thủy phân

3. Môi trường của các phản ứng chuyển hóa

4. Dung môi hòa tan chất dinh dưỡng và chất cặn bã

5. Điều hòa thân nhiệt: mồ hôi, hơi thở

6. Bảo vệ cơ thể: dịch khớp, dịch não tủy, dịch các màng

7. Cùng chất hòa tan tạo áp suất thẩm thấu

2. Các chất vô cơ

2.1. Hàm lượng và sự phân bố các chất vô cơ:

- Hàm lượng lớn: Na, K, Cl, Ca, P, Mg

- Hàm lương nhỏ (vi lượng): I, Br, Cu, Co, Mn, Zn, Mo…

- Hàm lượng rất nhỏ (siêu vi lượng): Cr, Si, Ti…

- Phân bố không đều

2.2. Nhu cầu các chất vô cơ của cơ thể:

- Phụ thuộc tuổi, trạng thái sinh lý.

2.3. Hấp thu và bài xuất chất vô cơ:

- Hấp thu phần lớn ở ruột non

- Bài xuất qua phân, nước tiểu, mồ hôi

2.4. Vai trò các chất vô cơ trong cơ thể:

1. Cấu tạo tế bào, mô: Ca, P tạo xương, răng. P cấu tạo acid nucleic…

2. Bình ổn protein

3. Tạo ALTT (áp lực thẩm thấu)

4. Hệ đệm

5. Hoạt động của enzym, coenzym, cấu tạo hormon, đông máu, dẫn truyền thần kinh

2.5. Một số các chất vô cơ trong cơ thể

• Các cation chính: Na+, K+, Ca2+, H+

• Các anion chính: Cl-, HCO3-, PO43-

• Nồng độ bình thường:

2.5.1.Natri (Sodium) - các chức năng

1. Duy trì ALTT dịch ngoài tế bào (90-95%)

2. Tạo điện thế màng (Membrane potentials)

3. Bơm Na+- K+

- Trao đổi Na+ trong tế bào với K+ ngoài tế bào

- Đồng vận chuyển với các chất tan khác (glucose)

- Sinh nhiệt

4. NaHCO3 có vai trò chính trong cơ chế đệm của máu, duy trì pH ổn định

5. Tham gia duy trì cân bằng acid - base bởi cơ chế trao đổi Na+/H+ ở thận

Sự hằng định nội môi của Na:

• Hiếm khi gặp thiếu Na

– Nhu cầu 0.5 g/ngày, chế độ ăn thông thường có 3-7 g/ngày

• Thận là cơ quan chính điều hòa Na của cơ thể

• Aldosteron - “hormon giữ muối”

– Các tác dụng chính : giảm NaCl bài tiết và tăng K+ bài tiết trong nước tiểu

• ADH - tăng Na+ máu kích thích giải phóng ADH

– Thận tái hấp thu nhiều nước hơn (mà không giữ Na+)

• ANF (atrial natriuretic factor) giải phóng khi tăng huyết áp.

– Thận bài tiết nhiều Na+ và nước, vì vậy giảm huyết áp.

• Các yếu tố khác

– Estrogen giữ nước trong khi mang thai

– Progesteron có tác dụng bài niệu

2.5.2.Các chức năng của Kali (Potassium)

1. Là cation chính của dịch trong tế bào (ICF)

2. Quy định ALTT của dịch trong tế bào

3. Duy trì điện thế màng (cùng với Na)

4. Bơm Na+-K+

5. Kích thích thần kinh cơ

Sự hằng định nội môi của kali:

• Cân bằng K được duy trì bởi thận

• 90% K+ trong dịch lọc ở thận được tái hấp thu ở ống lượn gần

• Ống lượn xa và phần vỏ ống của ống góp bài tiết K+

• Aldosteron kích thích bài tiết K+

Aldosteron:

2.5.3. Chức năng của Clo (Chlorid)

1. Duy trì ALTT của ECF

• là anion phổ biến ở ECF

2. Tạo dịch vị acid

• Cần cho tạo thành HCl

3. Sự đổi chỗ của Clo (Chloride shift)

• Cl- đổi chỗ cho HCO3-

Sự hằng định nội môi của Clo:

• Liên quan với Na+, K+ and Ca2+, thụ động theo các cation này

• Hằng định nội môi được duy trì nhờ hằng định của Na

2.5.4.Chức năng của canxi (Calcium)

1. Khoáng hóa xương

2. Co cơ

3. Chất truyền tin thứ hai (Second messenger)

4. Nội xuất (Exocytosis)

5. Đông máu

Sự hằng định nội môi của canxi

• PTH

• Calcitriol (vitamin D)

• Calcitonin (ở trẻ em)

– Các hormon này tác động đến sự khoáng hóa và tiêu khoáng của xương, hấp thu ở ruột và bài xuất Ca niệu

• Tế bào duy trì nồng độ Ca2+ rất thấp => Để tránh tạo tinh thể canxi phosphat kết tủa

• Nồng độ phosphat trong ICF cao

2.5.5.Chức năng của Phosphat

1. Nồng độ cao ở ICF dưới dạng:

• phosphat (PO43-), monohydrogen phosphat (HPO42-), và dihydrogen phosphat (H2PO4-)

2. Thành phần của acid nucleic, phospholipid, ATP, GTP, cAMP

3. Hoạt hóa các con đường chuyển hóa bằng các phản ứng phosphoryl hóa

4. Đệm

Hằng định nội môi của Phosphat

• Kiểm soát bởi thận

– Nếu nồng độ trong máu thấp, ống thận tái hấp thu toàn bộ phosphat trong dịch lọc

• Parathyroid hormone

– tăng bài tiết phosphat

• Rối loạn không gây hậu quả trầm trọng

– Cơ thể có thể dung nạp sự thay đổi lớn nồng độ phosphat

3. Sự trao đổi muối- nước

3.1. Các yếu tố quyết định sự vận chuyển và phân bố nước:

- Áp lực thẩm thấu

- Áp suất thủy tĩnh

- Áp suất keo

3.1.1. Áp lực thẩm thấu

* Do các chất hòa tan trong dịch tạo nên:

Chất điện giải: yếu tố chính

Chất hữu cơ có TLPT nhỏ: glucose, ure…

Chất hữu cơ có TLPT lớn (Protein): áp suất keo

* ALTT có tác dụng giữ nước và kéo nước về nơi nó chiếm đóng

3.1.2. Áp suất thủy tĩnh

* Do sức ép của nước vào màng tế bào, áp lực máu lên thành mạch.

* Có tác dụng đẩy nước ra khỏi khu vực nó chiếm đóng.

3.1.3. Cân bằng Donnan và áp suất do keo

- Định luật Donnan 1: Cân bằng đạt được khi tích số nồng độ các ion khuếch tán có cùng trị số ở 2 phía của màng.

 (a-x)(a-x) = (b+x)x hay x= a2/(b+2a)

- Định luật Donnan 2: Khi có sự cân bằng tổng điện tích các ion âm bằng tổng điện tích các ion dương ở mỗi phía của màng.

- Ở trạng thái cân bằng, khu vực có ion keo proteinat có ALTT cao hơn. Sự chênh lệch về ALTT do ion keo và ion khuếch tán tạo ra gọi là Áp suất do keo

Sự di chuyển của nước giữa các khu vực của cơ thể:

• Các chất điện giải đóng vai trò chính trong phân bố nước và hàm lượng nước trong cơ thể.

• Chất lỏng liên tục trao đổi giữa các khu vực

• Nước di chuyển bởi áp lực thẩm thấu

• Vì nước di chuyển dễ dàng qua màng tế bào, gradient áp lực thẩm thấu không bao giờ tồn tại lâu

• Chỉ mất vài giây để thiết lập lại cân bằng ALTT

• ALTT do nồng độ các chất tan quy định

Các chất điện giải là chất tan chủ yếu

+ Muối Natri ở ECF

+ Muối Kali ở ICF

• Các chất điện giải đóng vai trò quan trọng trong kiểm soát tổng lượng nước và sự phân bố nước trong cơ thể

3.2. Sự trao đổi nước và các chất

3.2.1. Giữa huyết tương và dịch gian bào

3.3.2. Giữa trong và ngoài tế bào

4. Điều hòa trao đổi muối- nước

4.1. Cơ chế thần kinh:

4.2. Cơ chế nội tiết:

- ADH

- Aldosteron

- ANP

4.3. Các cơ quan: thận, tiêu hóa, phổi, da

Điều hòa lượng nước nhập vào

• Mất nước

– giảm thể tích máu và huyết áp

– tăng áp lực thẩm thấu máu (ALTT máu)

• Cơ chế khát

– Kích thích trung tâm khát (vùng hypothalamus)

• angiotensin II: tăng khi giảm huyết áp

• ADH: bài tiết khi tăng ALTT máu

• Receptor cảm áp vùng dưới đồi (hypothalamic osmoreceptors): khi tăng ALTT của ECF sẽ phát tín hiệu

– Ức chế bài tiết nước bọt

• Trung tâm khát truyền tín hiệu theo hệ giao cảm tới tuyến nước bọt

Các cơ chế thỏa mãn khát:

• Đáp ứng nhanh (30 đến 45 min), tác động nhanh

– mát và ẩm miệng

– Căng giãn dạ dày và ruột

• Ức chế khát (đáp ứng chậm)

– Bù nước vào hệ tuần hoàn (giảm ALTT máu)

• Ngừng đáp ứng của osmoreceptor, tăng lọc mao mạch, tăng tiết nước bọt

Mất nước & Bù nước:

Điều hòa lượng nước xuất:

• Kiểm soát lượng nước xuất chỉ qua thay đổi thể tích nước tiểu

• Kiểm soát tái hấp thu Na+ (thay đổi thể tích nước tiểu)

– khi Na+ được tái hấp thu hay bài tiết, nước đi theo nó

• Bởi tác động của ADH (thay đổi nồng độ )

– Bài tiết ADH (cũng như trung tâm khát) do các osmoreceptor vùng dưới đồi kích thích khi mất nước

– Các aquaporin được tổng hợp do kích thích của ADH

• ở các tế bào ống góp của thận, là các kênh protein màng cho nước tái hấp thu lại, Na+ vẫn bị bài tiết

– Hiệu quả: giảm lượng nước bài tiết và tăng ALTT niệu

Tác động của ADH (Antidiuretic Hormone):

5.Rối loạn thăng bằng nước:

Mất dịch

*Giảm thể tích (hypovolemia)

• Tổng lượng nước cơ thể giảm, ALTT bình thường

• Gặp trong: Xuất huyết, bỏng nặng , nôn và tiêu chảy mạn

*Mất nước

• Tổng lượng nước cơ thể giảm, ALTT tăng

• Gặp trong: Không uống đủ nước, đái đường hay đái nhạt, ra mồ hôi nhiều, lợi tiểu

• Trẻ em dễ bị tổn thương

– Tốc độ chuyển hóa cao đòi hỏi bài xuất nước tiểu nhiều, thận không thể cô đặc nước tiểu có hiệu quả, tỷ lệ diện tích cơ thể và khối lượng cơ thể lớn

• Ảnh hưởng đến tất cả các khoang trong cơ thể

=>Hậu quả nghiêm trọng nhất: sốc suy tuần hoàn, rối loạn thần kinh, tử vong

Thừa dịch

* Thừa dịch:

• Cả Na+ và nước được giữ lại, ECF đẳng trương

• Gặp trong: Tăng tiết aldosteron

* Thừa nước nhược trương

• Nước được giữ lại nhiều hơn Na+ hoặc uống nhiều nước, ECF nhược trương - có thể gây phù tế bào

=>Hậu quả nghiêm trọng nhất là tổn thương phổi và phù não

Ứ dịch

Thừa dịch ở một vị trí đặc biệt nào đó

* Dạng phổ biến: Phù (ở mô) - tích dịch ở khoảng kẽ

* Ổ tụ máu (Hematomas) - xuất huyết ở trong mô

* Tràn dịch khoang tự nhiên của cơ thể (khoang màng phổi, màng tim, màng bụng…)

Các thông số đánh giá RL nước-muối:

* huyết áp

* Áp lực tĩnh mạch trung tâm

* Thể tích nước tiểu

* Áp Lực Thẩm Thấu huyết tương và nước tiểu

* Nồng độ các chất điện giải trong máu và nước tiểu