Fluid and Electrolyte Physiology
Total Body Fluid by Compartment
Electrolyte Composition of Body Fluid Compartments
mEq/L = غلظت بر حسب میلی گرم در لیتر/ عدد والانس گرم
عدد والانس گرم = وزن ملکولی/ظرفیت
Na=23
K=39
Ca=20
Cl=35.5
Mg=12
Osmotic pressure
عامل اصلی در تنظیم حجم آب ، فشار اسمزی می باشد
اگر جسم حل شونده، یونیزه نشود فشار اسمزی متناسب با غلظت جسم محلول است
عامل اصلی در تنظیم فشار اسمزی الکترولیت ها هستند
فشار اسمزی بر حسب اسمول و اسمولاریته
اسمول= تعداد مولکول گرم ماده . N
اسمولاریته= اسمول/لیتر
Osmolality
معیاری است از تعداد ذرات ماده حل شونده در یک کیلو گرم آب Osmol/kgH2o
اسمولالیته سرم بین Osmol/kgH2o 310 -285
اسمومتر با اندازه گیری کاهش نقطه انجماد یک محلول اسمولالیته را برآورد می کند
مواد حل شونده سبب چهار تغییر در خصوصیت محلول ها می شوند (خواص حجمی )
1- فشار اسمزی 2- فشار بخار 3- نقطه جوش 4- نقطه انجماد
Osmol/kg H2o = 2Na + Glu/20 + BUN/3
Clinical aspect osmolality
افزایش اسمولالیته سرم همراه با از دست دادن شدید آب (نوزادان وسالخوردگان)
احتمال اینکه افزایش مصرف solute باعث افزایش اسمولالیته شود کم است
کاهش اسمولالیته سرم ناشی از افزایش مصرف آب با یا بدون افزایش solute
Primery polydipsia
Psychotic polydipsia
Drug –induced polydipsia
Clinical aspect osmolality
Delta – osmolality
مقایسه اسمولالیته اندازه گیری شده با محاسبه شده ( معمولا اندکی بیشتر است )
اگر این تفاوت بیش از Osmol/kgH2o 40 باشد پیش آگهی بدی دارد وناشی از اسید لاکتیک وکتواسیدها می باشد
دلایل شایع افزایش : مسمومیت با متانول ، اتیلن گلیکول ، ایزوپروپانول
در ارزیابی عملکرد کلیه ها : نسبت اسمولالیته ادرار به سرم همراه با بررسی الکترولیت بسیار مفید است
در حالت طبیعی این نسبت 1 تا 3 می باشد
در اختلال کلیوی (نکروز ) کمتر از یک می باشد
Na = sodium
مهمترین کاتیون خارج سلولی
عامل اصلی انتشار طبیعی آب و تنظیم فشار اسمزی
روزانه 15-8 گرم از راه غذاوارد بدن شده وجذب می گردد (کلرور سدیم )
آستانه تحمل کلیه ها برای سدیم 130-110 mEq/L
آلدوسترون باعث باز جذب آن در توبول های دیستال و جمع کننده می گردد(کاهش باز جذب پتاسیم)
مقدار طبیعی در سرم 145-135 میلی اکی والان در لیتر
Hyponatremia
Defined as serum [Na+] less than 136 mEq/L
Water shifts into cells causing cerebral edema
125 mEq/L – nausea and malaise
120 mEq/L – headache, lethargy, obtundation
115 mEq/L – seizure and coma
Hyponatremia
Overhydration
Serum Na =low
Urine Na = low
SIADH (سندروم ترشح نامناسب)
Adernal failure
Serum Na = low Serum K = High
Urine Na = High
Diabetic Hyperosmolaritiy
Serum Na = low Serum K = High
Each 100 mg/dl of glucose reduces [Na+] by 1.6 mEq/l
Pseudohyponatremia
Hyperlipidemia
Hyperproteinemia
Ion- selective Electrode
Hypernatremia
Defined as serum [Na+] greater than 146 mEq/L
Lethargy, weakness, and irritability that progress to seizure, coma, and death
Usually occurs in adults with altered mental status or no access to water
Hypernatremia
Dehydration
Serum Na =High
Urine Na = High
Diabetes hnsipitdus
Serum Na =High
Urine Na = Low
Cushing disease
Serum Na =High
Urine Na = Low
Na analytic methode
نورسنج شعله ای (Flame photometer)
در این دستگاه از محلول لیتیم که دارای غلظت ثابت ودقیقی است به عنوان استاندارد داخلی استفاده می شود
الکترود اختصاصی یون ( (ion- specific electrods
K (potassium)
کاتیون اصلی مایعات داخل سلولی
غلظت آن در سلول و گلبول قرمز به ترتیب 150 و105 میلی اکی والان در لیتر است (23 برابر غلظت آن در سرم) .( جدا کردن سرم از لخته )
روزانه مقدار 150-50 میلی مول k از طریق غذا وارد بدن می شود
پتاسیم در انبساط وانقباض عضلات وقلب
مقدار طبیعی در سرم 5/5-3/8میلی اکی والان در لیتر
Hyperkalemia
Defined as a serum [K+] greater than 5.5 mEq/L
Changes in cellular transmembrane potentials can lead to lethal cardiac arrhythmias
Most often associated with renal impairment coupled with exogenous K+ administration or drugs that increase K+
Transcellular shifts – acidosis, succinylcholine, insulin deficiency, massive tissue destruction
Massive blood transfusions
Pseudohyperkalemia – Thrombocytosis, hemolysis, leukocytosis
Urine K+ excretion rate can be used to determine exact cause of hyperkalemia
Hyperkalemia
Drugs causing hyperkalemia – K+ sparing diruetics, ACEI, NSAIDs, Heparin, Cyclosporin, Tacrolimus, Bactrim
EKG Changes
5.5 – 6.5 mEq/L – peaked T-waves
6.5 – 7.5 mEq/L – loss of P-waves
> 8.0 mEq/L – widened QRS
Treatment of Hyperkalemia
1. If EKG changes administer 10 mL of 10% Calcium Gluconate
2. 10 units IV insulin
3. Albuterol 10 -20 mg
4. Kayexalate 15-30 g
Hypokalemia
Defined as serum [K+] less than 3.6 mEq/L
Occurs in up to 20% of hospitalized patients
2.5 mEq/L – muscular weakness, myalgia
<2.5 mEq/L – cramps, rhabdomyolisis, tetany
Hypokalemia
Inadequate intake
Increased excretion :
diarrhea, diuretics, alkalosis, glucocorticoids, RTA( اسیدوز توبولی کلیوی)
Transcellular shifts :
theophylline, insulin, hyperthyroidism, barium
K analytic methode
نورسنج شعله ای (Flame photometer)
الکترود اختصاصی یون ( (ion- specific electrods
Cl chloride
مهمترین آنیون مایعات خارج سلولی
غلظت طبیعی سرمی آن 106-98 میلی اکی والان در لیتر
کلر در تنظیم فشار اسمزی ، تعادل یونی وتنظیم آب بدن نقش دارد
این عنصر از راه غذا وارد بدن شده وتمامی آن در روده ها جذب می شود
راه دفع آن بیشتر از طریق ادرار و مقداری توسط تعریق
می باشد
Hypochloremia
اتلاف از طریق دستگاه گوارش (Hcl)
کتواسیدوز دیابتی
فزونی مینرالوکورتیکوئیدها
بیماری های کلیوی همراه با اتلاف نمک (salt- losing)
اسیدوز متابولیک
Hyperchloremia
نقصان مینرالوکورتیکوئیدها
اسهال
اسیدوز توبولی کلیوی
هایپرپاراتیروئیدیسم
Cl analytic methode
روش مرکوریمتریک :
در این روش کلر با یون جیوه ترکیب شده و کمپلکس محلول HgCl2 را ایجاد می کند . مازاد جیوه افزوده شده با معرف دی فنیل کاربازون رنگ آبی می دهد که نقطه پایان واکنش است
روش کالرومتریک :
در این روش محلول تیوسیانات Hg(SCN)2 به نمونه افزوده شده کمپلکس بین جیوه وکلر تشکیل می گردد. یون تیوسیانات آزاد شده با یون آهن وارد واکنش شده ویک کمپلکس رنگی ایجاد که با فتومتری اندازه گیری می گردد
الکترود انتخابگر یون : ( (ion- specific electrods
Clinical aspect
اندازه گیری کلر در عرق در تشخیص فیبروز کیستیک
مقادیر کلر درعرق این افراد بالاتر از حد طبیعی می باشد
حدود طبیعی در کودکان بین 45-5 میلی اکی والان در لیتر
در بالغین اندکی بیشتر
در این بیماران به بالاتر از 60 می رسد