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EQUILÍBRIO HÍDRICO & ELETROLÍTICO ÁGUA CORPORAL Todas as reações químicas do organismo são realizadas em meio aquoso 2/3 (40% PC) 1/3 (20% PC) 60% do PC em adultos 75% do PC em neonatos ÁGUA CORPORAL DISTRIBUIÇÃO DOS ÍONS NOS FLUÍDOS CORPORAIS 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Plasma Fluido intersticial Fluido intracelular Na Cl HCO3 Ca K HPO4 Proteína Mg DISTRIBUIÇÃO DOS ÍONS NOS FLUÍDOS CORPORAIS Qual a diferença entre o líquido intersticial e o plasma ?? O plasma contém proteínas 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Plasma Fluido intersticial Fluido intracelular Na Cl HCO3 Ca K HPO4 Proteína Mg Como entra no organismo? Alimento, água bebida Como sai do organismo? Pele, pulmão, rins e intestino PROPRIEDADES COLIGATIVAS Ponto de fusão: 0ºC Ponto de ebulição: 100ºC LÍQUIDO POLAR pois atrai eletrostaticamente outras moléculas PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DA ÁGUA É a substância mais abundante nos seres vivos PROPRIEDADES COLIGATIVAS Capacidade de dissolver: Sais cristalinos (Ex. NaCl) Compostos orgânicos polares (Ex. açúcar) Substâncias anfipáticas (Ex. fosfolipídeos e proteínas) PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DA ÁGUA PROPRIEDADES COLIGATIVAS PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DA ÁGUA Se o ponto de fusão é 0°C, porque o sangue dos peixes que habitam águas com temperatura abaixo de 0°C não congela? A interação água + solutos rompe a estrutura normal da água (pontes de H), diminuindo a força entre estas ligações, levando a menor interação entre moléculas. Mudança das propriedades coligativas PRODUTOS DE IONIZAÇÃO DA ÁGUA Equação de ionização da água: Grau de ionização está expresso na constante de equilíbrio da reação (Keq): OHHOH2 OH OH H =K 2 + eq Densidade da água = 1 g/mL (1 L contém 1000 g ou 55,5 moles de água Concentração molar da água = 55,5 M Constante de equilíbrio (Keq) = 1,8x10-16 M Substituindo na equação da constante Keq: 5,55 OH H 1,8x10 + 16- 2-14Mx101OH H PRODUTOS DE IONIZAÇÃO DA ÁGUA Quando [H+]= [OH-] (água neutra) [H+] = 1x10-7 M Se [H+] aumenta, então [OH-] diminui e vice-versa. PRODUTOS DE IONIZAÇÃO DA ÁGUA Na prática.... Como definir a concentração de [H+] ?? Escala de pH para soluções entre 1,0 M de H+ e 1,0 M de OH- pH definido mediante a equação: PRODUTOS DE IONIZAÇÃO DA ÁGUA Hlog H 1 logpH pHou Sørensen Por quê a escala de pH vai de 0 a 14? Se.....Produtos de ionização da água: E....Grau de ionização está expresso na constante de equilíbrio da reação (Keq): OHHOH2 OH OH H =K 2 + eq PRODUTOS DE IONIZAÇÃO DA ÁGUA Qual o valor de [H+] na água? 5,55 OH H 1,8x10 + 16- 2-14Mx101OH H OH OH H =K 2 + eq Na água neutra: [H+]= [OH-] [H+] = 1x10-7 M pH= -log [H+] Então: pH= - (log 1x10-7) pH= - [0 + (-7).log 10] pH= - [-7x1] pH= 7 PRODUTOS DE IONIZAÇÃO DA ÁGUA EQUILÍBRIO HÍDRICO MECANISMOS DE CONTROLE Rim, sangue e pulmão OBJETIVO: Manutenção da volemia Manutenção da composição iônica pH EQUILÍBRIO HÍDRICO HOMEOSTASE MECANISMOS DE CONTROLE O controle é realizado sobre o volume e pressão osmótica do LEC Sistema Renina Angiotensia-Aldosterona (SRAA) Vasopressina Sinais neuronais EQUILÍBRIO HÍDRICO HOMEOSTASE ÁGUA CORPORAL As mudanças no volume efetivo circulante afetam os outros compartimentos Mudanças na pressão sanguínea e osmolaridade do plasma EQUILÍBRIO HÍDRICO Proteínas Cl- EQUILÍBRIO HÍDRICO: CONTROLE DA SEDE ESTÍMULOS Desidratação celular 1 a 2% já são reconhecidos 4% leva a sintomas 10 a 20% dependendo da espécie podem ser fatais Angiotensina II (ativa) Sistema Renina-Angiotensina HIPOTÁLAMO ativa CENTRO DA SEDE aumento consumo de água ESTÍMULOS Diminuição do LEC LEC Barorreceptores Angiotensina II (ativa) Aldosterona Vasopressina Sistema Renina-Angiotensina EQUILÍBRIO HÍDRICO: CONTROLE DA SEDE Osmolaridade plasmática LEC Aldosterona Vasopressina excreção de H+ e K+ reabsorção de Na+ HIPOTÁLAMO Diminuição de: • NaCl • pressão arterial • volume do fluido extracelular Aparelho justaglomerular secreta RENINA RIM produz ANGIOTENSINOGÊNIO (solúvel no plasma) FÍGADO produz ECA (enzima conversora) PULMÃO Angiotensina I (inativa) SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA Angiotensina II (ativa) excreção de H+ e K+ reabsorção de Na+ LEC Aldosterona Angiotensina II (ativa) Osmorreceptores Osmolaridade plasmática LEC reabsorção de Na+ HIPOTÁLAMO Vasopressina ativa CENTRO DA SEDE aumento consumo de água Reabsorção de H2O Angiotensina II (ativa) secreta ALDOSTERONA secreta ADH (VASOPRESSINA) VASOCONSTRIÇÃO CÓRTEX ADRENAL HIPOTÁLAMO ARTÉRIAS da pressão sanguínea ativa CENTRO DA SEDE consumo de água SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA Reabsorção de Na+ Reabsorção de H2O Angiotensina II (ativa) difusão transporte ativo transporte mediado H O 2 H O2 V H O 2Cl - C l - C l - C l - C l - N a + N a + A N a + A N a + N a + H O 2 V A= aldosterona V= vasopressina Retenção de H2O Reabsorção de Na+ ALDOSTERONA ADH (vasopressina) da pressão sanguínea consumo de água Na é reabsorvido para o espaço extravascular Natremia RIM H2O é reabsorvida nos túbulos distais e canais coletores Urina concentrada RESTITUIÇÃO DO VOLUME E DA OSMOLARIDADE NO ESPAÇO EXTRAVASCULAR = HOMEOSTASE VASSOPRESSINA (ADH) TRANSTORNOS HÍDRICOS PERDA DE ÁGUA CORPORAL PERDAS PERCEPTÍVEIS Normal: trato urinário e gastrointestinal, há perda isotônica Anormal: hemorragia, diarréia, vômito, poliúria PERDAS IMPERCEPTÍVEIS Normal: pele e pulmões, há perda hipotônica Anormal: aumento temperatura ambiental, atividade física, febre, hiperventilação PERDA DE ÁGUA CORPORAL DESIDRATAÇÃO HIPERTÔNICA ISOTÔNICA HIPOTÔNICA DESIDRATAÇÃO HIPERTÔNICA NA URINA: perda água > perda eletrólitos urina hipotônica Osmolaridade do LEC > LIC LEC hipertônico Ocorre em casos de deficiência de Vasopressina (ADH) Ex. Diabetes insipidus DESIDRATAÇÃO HIPERTÔNICA LÍQUIDO INTRACELULAR 300 mOsm/L LÍQUIDO EXTRACELULAR 320 mOsm/L 290 mOsm/L 290 mOsm/L 2 1 MEIO EXTERNO Movimento de água do LIC para o LEC tentando restabelecer a osmolaridade (1), aumento da osmolaridade no fluído extracelular devido à perda de água (2). NA URINA: perda de água = perda eletrólitos Urina isotônica Osmolaridade do LEC = LIC ambos isotônicos Ocorre em casos de perda urinária ou GI Ex. vômito, diarréia DESIDRATAÇÃO ISOTÔNICA DESIDRATAÇÃO ISOTÔNICA LÍQUIDO INTRACELULAR 300 mOsm/L LÍQUIDO EXTRACELULAR 300 mOsm/L MEIO EXTERNO Mesmo ocorrendo perdas mantêm a osmolaridade dos compartimentos. NA URINA: perda de eletrólitos > perda de água Urina hipertônica Osmolaridade do LEC < LIC LEC hipotônico Ocorre em casos de deficiência de aldosterona Responsável pela reabsorção deNa e excreção de K. Ex. hipoadreno DESIDRATAÇÃO HIPOTÔNICA DESIDRATAÇÃO HIPOTÔNICA LÍQUIDO INTRACELULAR 300 mOsm/L LÍQUIDO EXTRACELULAR 280 mOsm/L 290 mOsm/L 2 1 290 mOsm/L MEIO EXTERNO Movimento de água do LEC para o LIC tentando restabelecer a tonicidade , perda da osmolaridade no fluído extracelular devido à perda de eletrólitos . DESIDRATAÇÃO: IMPLICAÇÕES METABÓLICAS Diminuição da irrigação sangüínea Baixa oxigenação (anaerobiose) aumento de lactato Acidose metabólica Diminuição da TFG Aumento de uréia e creatinina Falta de líquido para manter a dissipação do calor e termorregulação Hipertermia catabolismo de gordura, glicídios e proteínas para produzir água metabólica Gliconeogênese DESIDRATAÇÃO: IMPLICAÇÕES METABÓLICAS SINAIS CLÍNICOS DA DESIDRATAÇÃO Sinal Leve Moderada Severa Percentual 1 – 2 3 – 5 >5 Mucosas úmidas anêmicas secas Estado físico normal prostrado coma Temperatura normal normal hipotermia Perda de peso corporal (%) 4-6 6-10 >10 pH sanguíneo 7,3 7,25 <7,15 Excesso de base (mmol/L) -5,0 -10,0 <-15,0 HCO3 - (mmol/L) 20 15 <10 Hematócrito (%) 40 45 >50 Principal causa: iatrogênica Fluidoterapia em excesso em paciente com função renal comprometida IMPLICAÇÃO METABÓLICA Hiponatremia Hiposmolaridade Sobrecarga cardiovascular, edema pulmonar e generalizado Aumento da excreção renal de água SOBREIDRATAÇÃO EQUILÍBRIO ELETROLÍTICO 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Plasma Fluido intersticial Fluido intracelular Na Cl HCO3 Ca K HPO4 Proteína Mg Mg2+ HCO3- Cl- Prot- K+ HPO4 2- EQUILÍBRIO ELETROLÍTICO Principais cátions intra e extracelulares Principais ânions intra e extracelulares As concentração de Na+ e K+ são mantidas pela bomba Na-K ATPase RIM Principal órgão envolvido na regulação do volume e composição dos fluídos EQUILÍBRIO ELETROLÍTICO Nos somos D+!! HOMEOSTASE DO SÓDIO A reabsorção de Na+ nos túbulos renais se dá de TRÊS formas: Bomba Na-K ATPase Sistema Antiport: Troca Na+ por H+ HOMEOSTASE DO SÓDIO Ingresso impulsionado por íons Cl- Cl- e HPO4 2- e H2O são reabsorvidos passivamente devido ao gradiente elétrico preestabelecido pela transferência de Na+ A secreção tubular é regulada de QUATRO formas: Prevenção de hipercalemia Estado ácido-básico Aldosterona Favorece reabsorção de Na+ Taxa de Filtração Glomerular (TFG) Quanto maior o fluxo maior a excreção HOMEOSTASE DO POTÁSSIO OSMOLARIDADE Força que influencia na distribuição de água nos espaços intra e extracelulares Dependente de solutos, eletrólitos, compostos orgânicos e proteínas. O Na é o principal cátion presente no plasma, e a concentração de cátions deve estar equilibrada com a dos ânions, então o total de eletrólitos é calculado multiplicando a concentração de Na por 2. Osm = 2 x [Na+] + [glicose] + [uréia] NOS CAPILARES... Líquidos e substâncias do interior dos capilares tecidos OSMOLARIDADE NOS TECIDOS... Recuperação dos líquidos do espaço intersticial capilares A pressão oncótica é auxiliada pela ALBUMINA Pressão hidrostática capilar Pressão oncótica tecidual Nos capilares arteriais, a pressão hidrostática é maior que a oncótica, ocasionando saída de líquidos. NOS CAPILARES... Pressão hidrostática tecidual Pressão oncótica capilar O plasma tem pressão oncótica maior que a dos fluídos tissulares, resultando em mobilização de água para o interior do plasma. NOS TECIDOS... TRANSTORNOS ELETROLÍTICOS Relacionado com aumento da osmolaridade do plasma CAUSA: Desidratação com maior perda de água (hipertônica) Vômito, diarréia Hiperventilação Queimaduras Aplicação de diuréticos Intoxicação por sal HIPERNATREMIA Desidratação neuronal HIPERNATREMIA: IMPLICAÇÕES METABÓLICAS Na+ H2O Fluído cerebroespinhal Edema em córtex cerebral H2O desloca para espaço extracelular As células que mais rapidamente demonstram sinais de perda intracelular de água são os neurônios, levando os animais apresentarem DOR DE CABEÇA e demência. Causas Diminuição do volume efetivo circulante A desidratação induz respostas que resultam no aumento do consumo de água via aumento da sede Hiponatremia compensatória Sequestro de fluídos que contenham sódio Peritonite, ruptura de bexiga, obstrução intestinal HIPONATREMIA Se tem diarreia inicialmente temos uma desidratação hipertônica pois perde-se água e mantém Na e eletrólitos. O sistema compensa estimulando o hipotálamo e ativando o centro da sede, então teremos aumento da volemia por hiponatremia compensatória. Causas Consumo excessivo de água Doença renal Deficiente reabsorção de Na Falhas de secreção de ADH Não há reabsorção de água e Na HIPONATREMIA Causas Translocação de K entre espaços: Acidose metabólica ou respiratória Comprometimento da excreção renal de K: Falha renal (aguda ou crônica) Hipoadrenocorticismo (diminuição de aldosterona) HIPERCALEMIA Causas Iatrogênicas Fluidoterapia com K ou uso de medicações poupadoras de K Inibidores da ECA Necrose, lesão muscular, exercício exagerado Comprometimento muscular HIPERCALEMIA Diferença de potencial de membrana: • interior das células é negativo • exterior é positivo • diferente distribuição dos íons negativos (Cl-, HPO4-) e positivos (Na+, K+) • garantido pela bomba Na-K- ATPase - - - - - - - + + + + + + + + Membrana polarizada HIPERCALEMIA: IMPLICAÇÕES METABÓLICAS FISIOLÓGICO Potencial de ação após estímulo: • interior das células fica positivo (entra Na+ na célula) • exterior fica negativo • enquanto durar o estímulo - - - - - - - + ++ + + + + + Membrana despolarizada HIPERCALEMIA: IMPLICAÇÕES METABÓLICAS FISIOLÓGICO Terminado o estímulo: • a célula se repolariza (saem íons de Na+ para fora) •HIPERCALEMIA causa diminuição do potencial de membrana, afetando a repolarização •Consequência: arritmia cardíaca, fraqueza muscular - - - - - - - + + + + + + + + Membrana repolarizada HIPERCALEMIA: IMPLICAÇÕES METABÓLICAS - - - - - - - + + + + + + + + Membrana polarizada - - - - - - - + ++ + + + + + Membrana despolarizada - - - - - - - + + + + + + + + Membrana repolarizada O excesso de K+ não permite que a membrana repolarize, pois teremos excesso de íons positivos dentro da célula, diminuindo o potencial de membrana. Na ACIDOSE (metabólica ou respiratória): •Entra H+ para a célula e sai K + para fora •Hipercalemia por deslocamento de K Acidose K+K+ H+ H+ HIPERCALEMIA: IMPLICAÇÕES METABÓLICAS EX. diarréia aguda em terneiros, causará acidose metabólica por perda de bases e desidratação. Acidose K+K+ H+ H+ HIPERCALEMIA: IMPLICAÇÕES METABÓLICASEX. diarréia aguda em terneiros, causará acidose metabólica por perda de bases associado a desidratação. Desidratação levará a retenção de K e deficiência renal para excreção de H. O aumento de H associado a perda de bases leva a acidose. O H em excesso entra no espaço intracelular com equivalentesaída de K Hipercalemia por translocação entre espaços HIPOCALEMIA: IMPLICAÇÕES METABÓLICAS •HIPOCALEMIA causa aumento do potencial de membrana •Consequência: acidificação no meio intracelular H+ H+ H+ K+ H+ Causas Deficiência na dieta Perda de K: Vômito, diarréia Função renal alterada Hiperadreno aumento de aldosterona HIPOCALEMIA Causas Deslocamento entre espaços: Alcalose metabólica HIPOCALEMIA Alcalose K+K+ H+ H+ O aumento do K+ intracelular leva a uma hipocalemia. Também há uma maior excreção de K+ renal devido ao aumento do K+ intracelular das células tubulares. O H+ tende a sair da célula pra compensar, devendo entrar potássio para manter o potencial de membrana. Alteração na atividade das enzimas dependentes de K Debilidade muscular Arritmia Câimbras HIPOCALEMIA: IMPLICAÇÕES METABÓLICAS Bloqueio por hiperpolarização Debilidade muscular e paralisia Com aumento de sódio Desidratação Sem aumento de sódio Na alcalose respiratória Diminuição de bicarbonato HIPERCLOREMIA Concentração de Cl- varia inversamente com concentração de bicarbonato Na alcalose respiratória: Diminuição da pCO2 Compensação reabsorção renal de bicarbonato e aumento da reabsorção de Cl- ENTENDENDO AS ALTERAÇÕES DO CLORO... ALCALOSE RESPIRATÓRIA – RESPOSTA COMPENSATÓRIA POSTERIOR: RIM excreção de H+ reabsorção de HCO3 - reabsorção de Cl- Hipercloremia compensatória ALCALOSE RESPIRATÓRIA – RESPOSTA COMPENSATÓRIA POSTERIOR: RIM reabsorção de HCO3 - Hipercloremia compensatória Desequilíbrios ácido-básicos e respostas compensatórias. ACIDOSE ALCALOSE Valor Metabólica Respiratória Metabólica Respiratória Parâmetro normal NC C NC C NC C NC C pH 7,4 [HCO3 - ] / [CO2] 20 [HCO3 - ] (mEq/l) 24 a 27 pCO2 (mmHg) 40 = = = excreção de H+ Com diminuição simultânea de sódio: Sobreidratação Sem diminuição proporcional de sódio: Na alcalose metabólica aumento de bicarbonato se relaciona com diminuição de Cl- Na acidose respiratória aumento da pCO2 é compensado pelo aumento da retenção de bicarbonato, com perda de Cl- HIPOCLOREMIA ALCALOSE METABÓLICA O que vamos observar? Elevação no pH e na concentração de HCO3 - Diminuição de Cloro Desequilíbrios ácido-básicos e respostas compensatórias. ACIDOSE ALCALOSE Valor Metabólica Respiratória Metabólica Respiratória Parâmetro normal NC C NC C NC C NC C pH 7,4 [HCO3 - ] / [CO2] 20 [HCO3 - ] (mEq/l) 24 a 27 pCO2 (mmHg) 40 = Depende dos mecanismos compensatórios RENAIS de longo prazo: ACIDOSE RESPIRATÓRIA – RESPOSTA COMPENSATÓRIA Desequilíbrios ácido-básicos e respostas compensatórias. ACIDOSE ALCALOSE Valor Metabólica Respiratória Metabólica Respiratória Parâmetro normal NC C NC C NC C NC C pH 7,4 [HCO3 - ] / [CO2] 20 [HCO3 - ] (mEq/l) 24 a 27 pCO2 (mmHg) 40 = = = reabsorção de HCO3 - reserva de bases e mantém o pH nos limites normais ou muito próximo deles. reabsorção de Cl- Hipocloremia compensatória O que estudar ??? Qual a importância prática das propriedades coligativas e produtos de ionização da água? Como se dá o equilíbrio hídrico do organismo ? Como se dá o equilíbrio eletrolítico do organismo ? Quais são os principais ânions e cátions intra e extracelulares? O que estudar ??? Tipos de desidratação Correlacionar osmolaridade urinária e do LEC Implicações metabólicas da desidratação Hipernatremia e implicações metabólicas Hiponatremia e avaliação renal Porque nos casos de hipercalemia o paciente apresenta fraqueza muscular? Porque ocorrerá hipercalemia nos casos de acidose? Correlação cloro e bicarbonato
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