Fiziologie Curs 2b

8/6/2019 Fiziologie Curs 2b

1/8

CURS 2

ECHILIBRUL HIDRO-ELECTROLITIC

1. APA N ORGANISM

2. REPARTIIA APEI N ORGANISM

3. DEPLASAREA APEI N ORGANISM

4. ECHILIBRUL HIDRIC AL ORGANISMULUI

5. SECTOARELE HIDRICE ALE ORGANISMULUI

Apa este solventul obligatoriu al materiei vii si reprezint contituentul majoritar al organismului uman.Ansamblul de celule ce alctuiesc un organism viu acioneaz ca un tot coerent prin interconectare cu mediul apos ncare se scald.Apa reprezint o dubl prioritate a organismului viu: constituient majoritar i mediu de via.

REPARTIIA APEI N ORGANISM- apa ocupa locul 2 ca importanta, dupa oxygen- un deficit de apa de 15% din greutate duce la moarte in 6-7 zile- variabila, direct proportionala cu intensitatea proceselor metabolice vitale, la nivel de organism, organe, tesut

- constanta, daca se raporteaza exclusiv la volumul celularOrganismul adult este alcatuit din:- 60% apa- 40% reziduu uscat format din:

- 18% proteine,- 15% lipide,- 5% substante minerale

(pentru un subiect de 70Kg)- apa din totalul greutii corporale reprezint600 ml/kg corp- la copii, apa reprezint 65-75% din greutatea corporal.

REPARTIZAREA APEI IN ORGANISM IN RAPORT DE INTENSITATEA PROCESELOR VITALE1. Varsta/sex:

Embrion . 90-97% Copil 0-1 an . 75% Copil 1-12 ani . 65% Adolescent ... 50-58% Adult 30-59 ani .. 60-70% Barbat 55-63% Femei . 47-52% Varstnic >60ani .


2/8

Tesut conjunctiv 60% Tesut muscular .. 75% Tesut nervos 80%

REPARTITIA APEI IN ORGANEOase 22-25% Tiroida . 70-75%

Rinichi. 80-85% Creier:- substanta cenusie .... 85%- substanta alba ... 70%

Inima, plamani . 80% Ficat, piele .. 70%

REPARTITIA APEI IN: Plasma 90% Elemente figurate .. 65%

ROLURILE APEI- constituent esential al materiei vii, permitand desfasurarea normala a mecanismelor homeostazice- solvent pentru substantele organice si anorganice

- transportor si mediu de desfasurare a proceselor de biosinteza si biodegradare

COMPARTIMENTELE LICHIDIENEA. COMPARTIMENTUL INTRACELULAR- reprezinta 40% din greutatea unui adult (28 l/70 kg)- apa intracelulara intra sub forma legata in constitutia diferitelor structuri celulare- rol mediu de dispersie in citoplasma sub forma libera

B. COMPARTIMENTUL EXTRACELULAR- reprezinta 20% din greutate organismului- este repartizata in urmatoarele subcompartimente:

- spatiul intercelular (interstitial)- spatiul intravasculara (plasma sanguina) - plasma 25% din LEC

Vol sanguin = 80ml/kgc = 8% din greutateVol sanguin(l) = vol plasmatic (l) x 100/(100-Ht)Vol plasmatic = Vol sanguin x (100-Ht)/100

- apa transcelulara delimitata de structuri epitelio-secretoare ex. LCR, umoarea apoasa, lichideledin spatiile virtuale (pericardic, peritoneal, pleural, sinovial), secretiile digestive, secretia sudorala

- lichidul interstitial (LI) impreuna cu plasma sanguina formeaza mediul intern al organismului.Constanta mediului intern este o conditie fundamentala a vietii organismelor, denumita de Canot (1929)

HOMEOSTAZIE

- apa totala a organismului - 55-60%din G la barbaii tineri; 45-50% la femeile tinere- LEC (20%) + LIC (40%)= apa totala (60%) din G

SPAIUL LICHIDIAN EXTRACELULAR1. deservete celula - reglarea volumului intracelular este esenial pentru funcia celular normal i se face prin

transferuri de ap osmotic dictate de deplasarea electroliilor)- reglarea volemiei- cantitatea de lichid din sistemul nchis de vase sanghine reprezinta un

factor critic al supravieuirii.2. este un mediu de comunicare a tuturor celulelor organismului puse astfel n contact3. este tamponul de compensare rapid volemic prin migrare hidric transcapilar.

Meninerea organismului ca ansamblu coerent i funcional de structuri presupune compartimentare;meninerea compartimentelor presupune cheltuial constant si permanent de energie.

SPATIUL INTERSTITIAL- reprezinta 16 % din greutatea corporala- este format din 3 faze:

1. Faza fluida: - apa, subst. micromoleculare adesea disociate2. Faza macromoleculelor fluide:

- proteine serice a caror concentratie repr. aprox. 30-80 % din conc. lor plasmatica- determina presiunea oncotica (coloidosmotica) caracteristica sp. interstitial (4,5 mm Hg)


3/8

3. Matricea spatiului interstitial- lanturi lungi protidice si polizaharidice de diferite forme , dimensiuni si tipuri

Molecula de ap- are un diametru de 0,3 nm i o form de V, oxigenul fiind situat n vrful acestuia.- sarcinile electrice pozitive sunt la nivelul atomilor de hidrogen, iar sarcinile negative sunt la nivelul oxigenului.- are forma unui tetraedru al crui centru este ocupat de ctre atomul de oxigen.

- doi atomi de hidrogen i dou perechi de electroni se orienteaz fiecare spre unul din cele patru vrfuri.-forma unui V, fiecare latur a acestuia corespunznd unei legturi oxigen-hidrogen cu o lungime de aproximativ azecea-milioana parte a unui milimetru.- unghiul format de cele dou laturi ale V este de 105 grade.- polaritatea apei favorizeaz interaciunile ntre moleculele de ap. Fiecare atom de hidrogen ncrcat pozitiv al uneimolecule de ap este atras de un atom de oxigen ncrcat negativ a altei molecule. Aceste interaciuni sunt legturi dehidrogen.

HIDROFIL-HIDROFOB

- Fiind o molecul polar, apa se poate lega cu alte molecule polare sau ncrcate electric cum ar fi acizii, srurile,zaharurile, diferite poriuni ale moleculelor proteice i ale ADN.- Datorit acestor interaciuni apa dizolv moleculele polare, denumite molecule hidrofile.

- Apa se leag foarte puin de moleculele nepolare, ce se comport hidrofob (cazul apei n raport cu uleiul).- Proteinele i ADN sunt molecule lungi ce conin pri hidrofile i pri hidrofobe. Aceste molecule se ghemuiesc peele nsele, capt o structur tridimensional, grupele hidrofile fiind la suprafa i cele hidrofobe spre interior.- Efectul hidrofob determin replierea proteinelor.-Exist n celul trei tipuri de ap:- apa ordonat ce nconjoar moleculele biologice interacionnd intens cu acestea,- apa de mas ce ocup tot ce nu este molecul biologic- molecule de ap ncastrate n moleculele biologice.- moleculele de ap ocup toate spaiile neocupate de moleculele biologice.- o singur celul conine miliarde de molecule de ap.

POLARIZAREA APEI- confer dou proprieti importante:

- molecula de ap este un dipol ce se orienteaz n cmpul electric extern;- apa chiar n stare lichid poate dobndi o structur paracristalin prin atracia electrostatic dintre moleculele vecine.apa are o constant dielectric important (sinonimul termenului dielectric este izolant).- o substan este dielectric cnd nu are electroni liberi capabili s transporte curentul electric, dar care poate fipolarizat printr-un cmp electric.- apa are o oarecare capacitate de tamponare electric, fiind si un bun solvent pentru ioni, formnd o ptur de hidrataren jurul acestora- ionii se pot mica relativ independent unii fa de alii, dei sunt dizolvai n aceeai soluie.

DEPLASAREA APEI IN ORGANISM- Schimburile de apa si electroliti dintre diversele compartimente sunt influentate de factori (electroliti, subst.macromoleculare) care conditioneaza sensul de deplasare:

- presiunea hidrostatica

- presiunea osmotica- presiunea colloid-osmotica (oncotica)

- Apa traverseaza toate membranele celulare si tisulare- intre diferitele sectoare hidro-osmolare apa difuzeaza usor trecand prin mb. biologice- proc de difuziune este directionat de gradientele electrice si de catre cele ale osmolaritatii- sensul miscarii este dat de catre catinul de Na

ECHILIBRUL HIDRIC- reprezinta diferenta intre intrarile de apa si iesirile de apa- in conditii normale organismul isi mentine echilibrul hidric (homeostazia hidrica)- aportul zilnic de apa: cea mai mare parte de apa ingerata este administrata pe cale orala 2/3 sub forma de apa

ca atare sau alte bauturi; 1/3 este in alimentele ingerate- o mica cantitate de apa este sintetizata in organism ca rezultat al oxidarii hidrogenului din alimente variaza

intre 150-250 ml/zi si depinde de intensitatea proceselor metabolice- aportul normal de lichide inclusiv cele sintetizate, este de ~2300 ml/zi


4/8

- aportul de apa este controlat prin senzatia de sete- reduceri minime ale continutului hidric declanseaza setea si ingestia consecutiva de apa , diminuand simultan

si eliminarea de lichide- eliminarea de apa pe calea evaporarii, dar mai ales prin urina este controlata prin mecanismele filtrarii

glomerulare si sistemele neuro-umorale- Incarcarea cu apa a organismului actioneaza in sens contrar diminuand ingestia si marind diureza

IZOTONIE = Posm 300mOsm/l sau 7,6 atmIZOIONIE = egalitate intre suma sarcinilor pozitive cu cele negative de cca 155mEq/l cationi si respectivi anioni

OSMOZA- reprezint micarea net a solventului prin membrane semipermeabile, ca rspuns la diferena de presiune

osmotic- apa este solventul sistemelor biologice- osmoz = procesul de trecere a apei printr-o membran semipermeabil, dinspre soluia mai diluat spre cea

mai concentrat- presiunea osmotic (P) depinde:

- nr. de particule dizolvate n unitatea de volum(concentraia osmotic a soluiei = C)

- temperatura absolut a soluiei (T)

P = C R T- dac dou soluii cu osmolariti diferite (A; B) sunt puse n contact printr-o membran semipermeabil(permeabil pt. ap, dar nu i pt. solvii) gradientul de pres. osmotic det. transferul apei dinspre soluia cu presiune osmotic spre cea cu presiune osmotic

- atingerea strii de echilibru osmotic este asociat cu modificarea volumelor

ELECTROLITII IN ORGANISM- in lichidele organismului se gasesc dizolvati:

- compusi organici, cu molecula mica (glucoza, uree, aminoacizi)- substante macromoleculare (mai ales proteine)- electroliti anorganici cu rol in - distributia si retinerea apei

- determinarea presiunii osmotice- determinarea concentratiei de H+ ioni


5/8

PLASMA EAB

= meninerea n limite fiziologice a [H+]pH = - log [H+] = 7,4 (7,35 - 7,45)

Ecuaia Henderson-HasselbachpH = pKa + log [baz]/[acid] = 6.1 + log [HCO 3-]/[H2CO3]Ka = constanta de disociere; pt. acid tare

pt. acid slabFiziologic: producie continu de acizi nevolatili (ex. acid lactic, corpi cetonici) tendina de acidifiere a pH-ului mecanisme care reduc [H+]

fizico-chimice: sisteme tampon biologice: plmni, rinichi, ficat

SISTEMELE TAMPON SANGUINEPrincipiu: procesul de tamponare = nlocuire acid tare din mediu cu un acid slab, cu disociere redus meninererelativ constant a [H+].


6/8

Capacitatea tampon a sngelui:- 1/4 - plasm- 3/4 - eritrocite

1. Sistemul bicarbonat/acid carbonic = principalul sistem tampon al organismului- exist n concentraie mare = 24-27 mEq/l- rezult din CO2 format n cursul proceselor metabolice

CO2 + H2O

H2CO3

H+

+ HCO3-

Parametrii sistemului bicarbonat/acid carbonic

1. [HCO3-] = 24 mEq/l = componenta metabolic- este reglat pe cale renal; se modific lent

2. [H2CO3] = 1,2 mmol/l = componenta respiratorie- este reglat de ctre plmni; se modific rapid (sec.)- depinde de: - coef. de solubilitate al CO2 = 0,03

- pres. parial a CO2: [H2CO3] = PCO2x 0,033. PCO2 = 40 mmHg4. [HCO3-]/[H2CO3] = 24/1,2 = 205. CO2 total = [HCO3-] + [H2CO3] = 24 + 1,2 = 25,2 mmol/l6. pH = 7,4

2. Sistemul tampon al fosfailor Na2HPO4/NaH2PO4- pKa = 6,8- concentraie redus n plasm = 2mEq/lrol redus n plasm (rol important n celule)3. Sistemul tampon al proteinelor- concentraie redus n plasm = 16 mEq/l rol redus n plasm (rol important n celule)- capacitatea tampon total a plasmei = 24+2+16= 42 mEq/l4. Sistemele tampon al hemoglobinailor = cel mai puternic sistem tampon al organismului- Hb-/HbHHbH = acid mai slab ca H2CO3- HbO2/KHbO2HbO2 = acid mai tare ca H2CO3- are capacitate crescut n timpul procesului de deoxigenare

previne modif. semnificative ale pH-ului ntre sngele arterial (cu O2) i sngele venos (cu CO2)

pH snge venos = 7,35 / pH snge arterial = 7,4

Rolul eritrocitelor n EAB - factori:- prezena anhidrazei carbonice (AC) (viteza reaciei este de aprox. 5000 ori mai mare dect n plasm)

ACCO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

- membrana eritrocitar este permeabil pentru anioni (HCO3-, Cl-)- membrana eritrocitar este impermeabil pentru cationi (Na+, K+), cu excepia H+.

- diferenele de disociere ntre HbH i HbO2

La nivel tisular (PO2, PCO2 )- KHbO2 cedeaz O2

- Hb redus rezultat (cu const de disociere redus) devine acceptor de H+, disociai din H2CO3- HCO3- rezultat din disociereaH2CO3 va difuza n plasm la schimb cu ionii de Cl- (fenomen HAMBURGER),

care ptrund n eritrocite KCl- n plasm:HCO3- va fixa Na+, care nu poate difuza n eritrocit

n eritrocit: HbHn plasm: NaHCO3-

La nivel tisular (PO2, PCO2 )


7/8

La nivel pulmonar (PO2 , PCO2)- HbH se oxigeneaz HbO2 = acid puternic, care elibereaz H+ i fixeaz K+ KHbO2

- Ionii de Cl-

migreaz n plasm, unde fixeaz Na+

- HCO3- (eliberat din NaHCO3 plasmatic) ptrunde n eritrocite i reacioneaz cu H+ (din disocierea HbH)H2CO3.

- Descompunerea H2CO3 (catalizat de AC) duce la formarea de: H2O i CO2, care difuzeaz n aerul alveolarAC

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-!! Activitatea AC este reglat de PCO2: esuturi (46 mmHg) spre dreapta

plmni (40 mmHg) spre stnga

SISTEME BIOLOGICE CU ROL N EAB1. Plmnii = a doua linie de aprare pentru prevenirea tulb. EAB- intervine prin reglarea eliminrii de CO2

Creterea ventilaiei eliminare CO2 n exces PCO2Scderea ventilaiei eliminare CO2 redus PCO2

- ajusteaz eliminarea CO2 astfel nct raportul s fie meninut constant pH normalEx.[HCO3-] pH sczut hiperventilaiePCO2 [H2CO3] [HCO3-]/ [H2CO3] = normal pH = normal

2. Rinichii - intervin prin


8/8

- reabsorbia HCO3- filtrat- refacerea rezervei de HCO3- prin formare de HCO3- nou- excreie de H+

Pierderi insensibile de apaPrin perspiratie insensibila se pierd cantitati importante de apa in urma evaporarii apei la suprafata pielii (in lipsasecretiei sudorale) si prin tractul respirator

Cantitatea de apa eliminata prin piele este de 350ml/zi. Aceasta cantitate se pierde si la persoanele cu deficit congenital de glande sudoripare. Moleculele de apa difuzeaza printre celulele epidermei. Stratul de colesterol epidermic limiteaza aceste pierderi. Cand acest strat dispare (ex: in arsuri) rata evaporarii poate creste la 3-4 l/zi

Temperatura ridicata- In mediu cald, peste 33C, evaporarea transpiratiei este unicul mijloc de pierdere a caldurii- Prin transpiratie se pierd cantitati mari de NaCl- Pierderile de apa si NaCl determina diluarea lichidului interstitial- Dezechilibrul mineral se corecteaza prin ingerare de bauturi clorurosodice

REGLAREA ECHILIBRULUI HIDRIC- se face prina) factori nervosa-cuprinde zonele din SNC implicate in regl aportului hidric prin generarea senzatiei de sete sau cuinfluente aupra mecanismelor termoreglariib) hormonii implicate in reglarea apei- hipofizari: ADH, ACTH, STH, TSH- h. gl sexual- h. corticosuprarenalieni: mineralo- si glucocorticoizii- h. tiroidieni: tiroxina implicate in catabolismul tisular si productia endogena de apa, sudoratie, si diureza(pe care ocreste)- insu;ina- se opune diurezei, stimuland glicogeneza cu depunerile de apa- parathormonul si calcitonina h. implicate in reglarea homeostaziei Ca ionic, si prin aceasta in distributia apei si a

electrolitilor- h. peptidici natriuretici (Factorul natriuretic atrial) se opun pierderilor de apa pe cale renala

Documents

Fiziologie Curs 2b