DEEL II: stoornissen van homeostasemechanismen
HOOFDSTUK 1: fysiopathologie van volume- en
osmose-homeostase
1. FYSIOLOGISCHE ASPECTEN
1.1 Distributie van het lichaamswater
© Water 60% totale lichaamsgewicht
© Vetweefsel: slechts 13% water
© Verschillen vetgehalte = verklaring verschillen in watergehalte tss organen, ifv geslacht & ifv leeftijd
o Geslacht: man = procentueel meer water & minder vet
o Leeftijd: ouder = procentueel meer vet & minder water
© 70 kg à 42 kg/liter water
© Water verdeeld in versch compartimenten à distributie van water:
o Intracellulair (ICV): 60%
o Extracellulair 40%:
§ Transcellulair: 2%
• Cerebrospinaal vocht
• Vocht in pleuraholte, pericard, peritoneum, oogbol, synoviae van gewrichten
§ Plasma: 7%
§ Interstitieel: 31%
1.2 Samenstelling van lichaamswater
1.2.1 Verschillen tussen extracellulair en intracellulair milieu
© Osmolaliteit (mOsm/kg) – osmolariteit (mOsm/L) = concentratie opgeloste stoffen in vloeistof
© Water diffundeert door membraan om osmotisch evenwicht tss extracell & intracell osmolaliteit te krijgen
o Osmolaliteit binnen & buiten cel moet gelijk zijn, anders is er verplaatsing van water
© MAAR samenstelling van ECF & ICF verschillend (totale hoeveelh per volume gelijk, maar versch aard van stoffen)
door:
o Actieve pompen & transporters
o Intracellulaire eiwit-binding van osmolen
o Verschillen in permeabiliteit
à diffunderen dus niet vrij
© GEVOLG:
o In ECF osmolaliteit vooral bepaald door Na+ & Cl- & HCO3-
o In ICF osmolaliteit vooral bepaald door K+, fosfaten (ATP, creatinefosfaat, fosfolipiden) & sulfaten
© Effectieve osmolen (= toniciteit)
o = stoffen die “vast” zitten in ECF of ICF
o = stoffen die echt vermogen hebben om osmotische beweging van water tss compartimenten te beïnvloeden
o Bijvoorbeeld:
§ Na+ : vooral extracell à hoeveelh Na in lich is bepalend voor extracellulaire volume
§ Mannitol : vooral extracell
§ K+ (theoretisch, want K+ conc wordt constant tegengehouden)
o Verandering in ICF osmolaliteit meestal veroorzaakt door verandering hoeveelh water intracell
© Ineffectieve osmolen
o = stoffen die (relatief) vrij diffunderen tss ECF of ICF
1
, o Dragen wel bij tot osmolaliteit
o = stoffen die weinig invloed hebben op osmotische beweging van water tss compartimenten
o Bijvoorbeeld:
§ Ureum (WEL effectief bij “dialysis disequilibrium” (= snelle veranderingen plasmaconc (bv snelle
dialyse bij uremische patiënt OF hyperglycemie bij stress) à distributie-onevenwicht)
§ Ethanol
§ Glucose (WEL effectief bij acute hyperglycemie of diabetes)
Toepassing : dialysis disequilibrium syndrome
Reverse osmotic shift à hersenoedeem
Voornamelijk bij snelle daling ureum
3 keer per week dialyse à tijd tss 2 dialyses kan er niet toe leiden dat spiegels in bloed heel hoog worden à reverse
osmotic shift vermijden
Eerste dialyse: korter dan gebruikelijke 4u + vertraagd bloeddebiet à daling is minder à bijwerkingen minder
à wnr we niet regelmatig dialyse doen à afvalstoffen gaan erg oplopen à tijdens dialyse gaan deze erg zakken in conc
à tijdelijk verschil in osmolaliteit = reverse osmotic shift à water verplaatst naar ICF à hersenoedeem
© Osmotische (on)evenwichten stellen zich in obv osmolaire concentraties van osmolen per volume water
© Plasma = 93% water + 7% lipiden en proteïnen
1.2.2 Vloeistofverplaatsing tussen intracellulair en interstitieel compartiment
© Starling-evenwicht
o Q = Kf [(Pp – Pi) – (πp – πi)]
o Distributie van vocht tss plasmacompartiment (p) & interstitieel compartiment (i) à bepaald door oncotische
druk (π) & hydrostatische druk (P) thv
§ Capillairen (Parterieel = 25 mmHg ; Pveneus = 10 mmHg ; π = 28 mmHg)
§ Interstitium (P = -6 mmHg ; π = 5 mmHg)
o Q = waterdebiet over capillaire membraan
o Kf = ultrafiltratiecoefficiënt
© Oncotische druk π à bepaald door moleculen die niet vrij diffunderen over membranen
o Hebben grote invloed op distributie vocht
o Eiwitconc plasma = 6,3 – 7,1 g% à hoger dan in interstitieel compartiment
o Albumine = 54-66% van plasma-eiwitten
o Arterieel evenveel vocht uit als veneus terug opgenomen
1.2.3 Samenstelling van bepaalde lichaamsvochten
Verlies lichaamsvochten à rekening houden met
specifieke ionensamenstelling
Samenstelling lichaamsvochten = relevant voor
interpretatie labo-afwijkingen bij verlies van vochten
2
, 1.3 Water en Na+ balans
© Balans opgeloste stoffen in water bepaald door
o Hoeveelheid inname
o Verspreiding in vochtcompartimenten
o Hoeveelheid van excretie via huid, darm en nieren
© Toniciteit = osmolaire status die volume van cellen bepaalt à geregeld door water-balans
© Extracellulair circulerend volume = geregeld door Na+-balans
© Verschil maken tss stoornissen in
o Osmo-regulatie
o Volume-regulatie
à Water & Na+ balans worden onafhankelijk geregeld
à veranderingen Na conc à stoornis water homeostasis
à abnormale Na-balans à veranderingen Na hoeveelheid à expansie of contractie (oedeem & dehydratatie) ECV
© Twee sterk verbonden homeostasemechanismen:
o Regeling extra-cellulair volume
§ Essentieel voor behoud bloeddruk Na+ balans!
§ Essentieel voor perfusie & functie weefsels
o Regeling osmolaliteit
§ Essentieel voor behoud van celvolume Water balans!
§ Essentieel voor celfunctie (bv CZS)
© Gemeenschappelijke kenmerken:
o Sensoren registreren verstopring van evenwicht
o Deze leiden tot efferente stimuli (neurologische, hormonale of hemodynamische)
o Via effector organen wordt evenwicht hersteld
o Gemeenschappelijke effector: de nieren
© Belangrijke verschillen:
Regeling ECF volume Regeling osmolaliteit
Registratie van … Effectief circulerend volume Plasma osmolaliteit
Sensoren Carotis, aorta, aff. arteriool, atria Osmoreceptoren hypothalamus
Efferent signaal RAAS, sympathicus, ADH, ANP ADH Dorst
Effector Korte termijn: hart, bloedvaten Nieren Hersenen
Lange termijn: nieren
Effect Korte termijn: bloeddruk Water excretie Water intake
Lange termijn: Na+ excretie
1.4 Homeostase van de water-balans
© Normale toniciteit = 285 mOsm/kg (275-295 mOsm/kg)
© Osmoregulerende mechanismen om toniciteit constant te houden à bepalen waterbalans à cel beschermen tegen
dehydratatie (krimpen) & water intoxicatie (zwellen)
1.4.1 Bepaling osmolariteit
© Klinische toniciteit bepalen met conc serum Na+
© Plasma-osmolariteit à meting in labo of schatting obv berekening
© Osmolariteit (mosmol/l) = 2 (Na+ + K+) + ureum/6 + glucose/18 – 10
© Eenvoudigere schattings-formule: 2 (Na+) + ureum/6 + glucose/18
© Osmolair gap = meting labo – geschatte osmolaliteit
o Mogelijke oorzaken: wnr er ongewone osmolen circuleren ih plasma (bv ethanol, methanol, sorbitol, …)
3
, 1.4.2 Regeling waterbalans
© Waterbalans : water input = water output
o Renale fysiologie staat in voor dit evenwicht
o Defecten? à hyponatremie of hypernatremie
o Inname: (totaal: 2100 – 3400)
§ Drank
§ Vast voedsel
§ Oxidatiewater
o Verlies: (totaal: 2100 – 3400)
§ Urine
• Grootste rol in regeling waterbalans
§ Perspiratio insensibilis
• Regelt vnl core temperature
§ Zweet
• Regelt vnl core temperature
§ Faeces
© Inwendige watercyclus: water gesecreteerd proximaal in spijsverteringskanaal & distaal geresorbeerd
o Verstoord in pathologische omstandigheden: bv. braken, diarree, ileus…
© Regeling waterbalans = kritisch à vochtverschuivingen tss ICF & ECF dempen veranderingen in osmolariteit
© Excretie van ‘opgeloste stoffen’ (600 mOsm) in variabele hoeveelheid water = concentratie & dilutie
o Renale fysiologie kan zorgen voor dilutie tot 10x plasma-osmolaliteit (30 mOsm) & concentratie tot 4x
plasma-osmolaliteit (1200 mOsm)
© 2 hoofdmechanismen:
a. Dorst
© Verdedigingsmiddel indien mens niet in staat is geconcentreerde urine te produceren (bv diabetes insipidus)
Sensoren plasma osmolaliteit = OSMOreceptoren
© Gelegen in CNS waar BBB doorlaatbaar is:
o Organum vasculosum van lamina terminalis (OVLT)
o Subfornicaal orgaan (SFO)
© Dorstcentrum in anterolaterale zone hypothalamus
© Toename extracellulaire osmolariteit / hogere toniciteit
à volumecontractie (shrinking) in neuronen
à stimulatie dorstgevoel
à toename (vrij) water intake
Ook niet-osmotische factoren beïnvloeden dorst
© Droogtegevoel in mond en keel via n. vagus & n.glossopharyngeus
© Angiotensine II via receptoren in wand 3e hersenventrikel
© Daling ECF & hypotensie à activatie osmoreceptoren
b. Arginine vasopressine (AVP)
Synthese & afbraak van ADH
© Synthese
o Thv kernen hypothalamus
o Via zenuwbanen naar hypofyse-achterkwab
© Afbraak
o In lever & nieren
4
HOOFDSTUK 1: fysiopathologie van volume- en
osmose-homeostase
1. FYSIOLOGISCHE ASPECTEN
1.1 Distributie van het lichaamswater
© Water 60% totale lichaamsgewicht
© Vetweefsel: slechts 13% water
© Verschillen vetgehalte = verklaring verschillen in watergehalte tss organen, ifv geslacht & ifv leeftijd
o Geslacht: man = procentueel meer water & minder vet
o Leeftijd: ouder = procentueel meer vet & minder water
© 70 kg à 42 kg/liter water
© Water verdeeld in versch compartimenten à distributie van water:
o Intracellulair (ICV): 60%
o Extracellulair 40%:
§ Transcellulair: 2%
• Cerebrospinaal vocht
• Vocht in pleuraholte, pericard, peritoneum, oogbol, synoviae van gewrichten
§ Plasma: 7%
§ Interstitieel: 31%
1.2 Samenstelling van lichaamswater
1.2.1 Verschillen tussen extracellulair en intracellulair milieu
© Osmolaliteit (mOsm/kg) – osmolariteit (mOsm/L) = concentratie opgeloste stoffen in vloeistof
© Water diffundeert door membraan om osmotisch evenwicht tss extracell & intracell osmolaliteit te krijgen
o Osmolaliteit binnen & buiten cel moet gelijk zijn, anders is er verplaatsing van water
© MAAR samenstelling van ECF & ICF verschillend (totale hoeveelh per volume gelijk, maar versch aard van stoffen)
door:
o Actieve pompen & transporters
o Intracellulaire eiwit-binding van osmolen
o Verschillen in permeabiliteit
à diffunderen dus niet vrij
© GEVOLG:
o In ECF osmolaliteit vooral bepaald door Na+ & Cl- & HCO3-
o In ICF osmolaliteit vooral bepaald door K+, fosfaten (ATP, creatinefosfaat, fosfolipiden) & sulfaten
© Effectieve osmolen (= toniciteit)
o = stoffen die “vast” zitten in ECF of ICF
o = stoffen die echt vermogen hebben om osmotische beweging van water tss compartimenten te beïnvloeden
o Bijvoorbeeld:
§ Na+ : vooral extracell à hoeveelh Na in lich is bepalend voor extracellulaire volume
§ Mannitol : vooral extracell
§ K+ (theoretisch, want K+ conc wordt constant tegengehouden)
o Verandering in ICF osmolaliteit meestal veroorzaakt door verandering hoeveelh water intracell
© Ineffectieve osmolen
o = stoffen die (relatief) vrij diffunderen tss ECF of ICF
1
, o Dragen wel bij tot osmolaliteit
o = stoffen die weinig invloed hebben op osmotische beweging van water tss compartimenten
o Bijvoorbeeld:
§ Ureum (WEL effectief bij “dialysis disequilibrium” (= snelle veranderingen plasmaconc (bv snelle
dialyse bij uremische patiënt OF hyperglycemie bij stress) à distributie-onevenwicht)
§ Ethanol
§ Glucose (WEL effectief bij acute hyperglycemie of diabetes)
Toepassing : dialysis disequilibrium syndrome
Reverse osmotic shift à hersenoedeem
Voornamelijk bij snelle daling ureum
3 keer per week dialyse à tijd tss 2 dialyses kan er niet toe leiden dat spiegels in bloed heel hoog worden à reverse
osmotic shift vermijden
Eerste dialyse: korter dan gebruikelijke 4u + vertraagd bloeddebiet à daling is minder à bijwerkingen minder
à wnr we niet regelmatig dialyse doen à afvalstoffen gaan erg oplopen à tijdens dialyse gaan deze erg zakken in conc
à tijdelijk verschil in osmolaliteit = reverse osmotic shift à water verplaatst naar ICF à hersenoedeem
© Osmotische (on)evenwichten stellen zich in obv osmolaire concentraties van osmolen per volume water
© Plasma = 93% water + 7% lipiden en proteïnen
1.2.2 Vloeistofverplaatsing tussen intracellulair en interstitieel compartiment
© Starling-evenwicht
o Q = Kf [(Pp – Pi) – (πp – πi)]
o Distributie van vocht tss plasmacompartiment (p) & interstitieel compartiment (i) à bepaald door oncotische
druk (π) & hydrostatische druk (P) thv
§ Capillairen (Parterieel = 25 mmHg ; Pveneus = 10 mmHg ; π = 28 mmHg)
§ Interstitium (P = -6 mmHg ; π = 5 mmHg)
o Q = waterdebiet over capillaire membraan
o Kf = ultrafiltratiecoefficiënt
© Oncotische druk π à bepaald door moleculen die niet vrij diffunderen over membranen
o Hebben grote invloed op distributie vocht
o Eiwitconc plasma = 6,3 – 7,1 g% à hoger dan in interstitieel compartiment
o Albumine = 54-66% van plasma-eiwitten
o Arterieel evenveel vocht uit als veneus terug opgenomen
1.2.3 Samenstelling van bepaalde lichaamsvochten
Verlies lichaamsvochten à rekening houden met
specifieke ionensamenstelling
Samenstelling lichaamsvochten = relevant voor
interpretatie labo-afwijkingen bij verlies van vochten
2
, 1.3 Water en Na+ balans
© Balans opgeloste stoffen in water bepaald door
o Hoeveelheid inname
o Verspreiding in vochtcompartimenten
o Hoeveelheid van excretie via huid, darm en nieren
© Toniciteit = osmolaire status die volume van cellen bepaalt à geregeld door water-balans
© Extracellulair circulerend volume = geregeld door Na+-balans
© Verschil maken tss stoornissen in
o Osmo-regulatie
o Volume-regulatie
à Water & Na+ balans worden onafhankelijk geregeld
à veranderingen Na conc à stoornis water homeostasis
à abnormale Na-balans à veranderingen Na hoeveelheid à expansie of contractie (oedeem & dehydratatie) ECV
© Twee sterk verbonden homeostasemechanismen:
o Regeling extra-cellulair volume
§ Essentieel voor behoud bloeddruk Na+ balans!
§ Essentieel voor perfusie & functie weefsels
o Regeling osmolaliteit
§ Essentieel voor behoud van celvolume Water balans!
§ Essentieel voor celfunctie (bv CZS)
© Gemeenschappelijke kenmerken:
o Sensoren registreren verstopring van evenwicht
o Deze leiden tot efferente stimuli (neurologische, hormonale of hemodynamische)
o Via effector organen wordt evenwicht hersteld
o Gemeenschappelijke effector: de nieren
© Belangrijke verschillen:
Regeling ECF volume Regeling osmolaliteit
Registratie van … Effectief circulerend volume Plasma osmolaliteit
Sensoren Carotis, aorta, aff. arteriool, atria Osmoreceptoren hypothalamus
Efferent signaal RAAS, sympathicus, ADH, ANP ADH Dorst
Effector Korte termijn: hart, bloedvaten Nieren Hersenen
Lange termijn: nieren
Effect Korte termijn: bloeddruk Water excretie Water intake
Lange termijn: Na+ excretie
1.4 Homeostase van de water-balans
© Normale toniciteit = 285 mOsm/kg (275-295 mOsm/kg)
© Osmoregulerende mechanismen om toniciteit constant te houden à bepalen waterbalans à cel beschermen tegen
dehydratatie (krimpen) & water intoxicatie (zwellen)
1.4.1 Bepaling osmolariteit
© Klinische toniciteit bepalen met conc serum Na+
© Plasma-osmolariteit à meting in labo of schatting obv berekening
© Osmolariteit (mosmol/l) = 2 (Na+ + K+) + ureum/6 + glucose/18 – 10
© Eenvoudigere schattings-formule: 2 (Na+) + ureum/6 + glucose/18
© Osmolair gap = meting labo – geschatte osmolaliteit
o Mogelijke oorzaken: wnr er ongewone osmolen circuleren ih plasma (bv ethanol, methanol, sorbitol, …)
3
, 1.4.2 Regeling waterbalans
© Waterbalans : water input = water output
o Renale fysiologie staat in voor dit evenwicht
o Defecten? à hyponatremie of hypernatremie
o Inname: (totaal: 2100 – 3400)
§ Drank
§ Vast voedsel
§ Oxidatiewater
o Verlies: (totaal: 2100 – 3400)
§ Urine
• Grootste rol in regeling waterbalans
§ Perspiratio insensibilis
• Regelt vnl core temperature
§ Zweet
• Regelt vnl core temperature
§ Faeces
© Inwendige watercyclus: water gesecreteerd proximaal in spijsverteringskanaal & distaal geresorbeerd
o Verstoord in pathologische omstandigheden: bv. braken, diarree, ileus…
© Regeling waterbalans = kritisch à vochtverschuivingen tss ICF & ECF dempen veranderingen in osmolariteit
© Excretie van ‘opgeloste stoffen’ (600 mOsm) in variabele hoeveelheid water = concentratie & dilutie
o Renale fysiologie kan zorgen voor dilutie tot 10x plasma-osmolaliteit (30 mOsm) & concentratie tot 4x
plasma-osmolaliteit (1200 mOsm)
© 2 hoofdmechanismen:
a. Dorst
© Verdedigingsmiddel indien mens niet in staat is geconcentreerde urine te produceren (bv diabetes insipidus)
Sensoren plasma osmolaliteit = OSMOreceptoren
© Gelegen in CNS waar BBB doorlaatbaar is:
o Organum vasculosum van lamina terminalis (OVLT)
o Subfornicaal orgaan (SFO)
© Dorstcentrum in anterolaterale zone hypothalamus
© Toename extracellulaire osmolariteit / hogere toniciteit
à volumecontractie (shrinking) in neuronen
à stimulatie dorstgevoel
à toename (vrij) water intake
Ook niet-osmotische factoren beïnvloeden dorst
© Droogtegevoel in mond en keel via n. vagus & n.glossopharyngeus
© Angiotensine II via receptoren in wand 3e hersenventrikel
© Daling ECF & hypotensie à activatie osmoreceptoren
b. Arginine vasopressine (AVP)
Synthese & afbraak van ADH
© Synthese
o Thv kernen hypothalamus
o Via zenuwbanen naar hypofyse-achterkwab
© Afbraak
o In lever & nieren
4
