Ambiente cellulare: liquidi ed elettroliti, acidi e basi

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1 CAPITOLO 1 Ambiente cellulare: liquidi ed elettroliti, acidi e basi Alexa K. Doig e Sue E. Huether CONTENUTI DEL CAPITOLO Distribuzione dei liquidi corporei, 1 Invecchiamento e distribuzione dei liquidi corporei, 2 Passaggio dell acqua tra liquido intracellulare e liquido extracellulare, 3 Passaggio dell acqua tra plasma e liquido interstiziale, 3 Alterazioni degli spostamenti dell acqua, 3 Edema, 3 Equilibrio sodico, idrico e del cloruro, 6 Equilibrio sodico e del cloruro, 6 Equilibrio idrico, 7 Alterazioni dell equilibrio idrico, sodico e del cloruro, 8 Alterazioni isotoniche, 8 Alterazioni ipertoniche, 8 Alterazioni ipotoniche, 11 Alterazioni dell equilibrio di potassio, calcio, fosfato e magnesio, 13 Potassio, 13 Calcio e fosfato, 18 Magnesio, 22 Equilibrio acido-base, 22 Idrogenioni e ph, 22 Sistemi tampone, 23 Squilibri acido-base, 26 Le cellule dell organismo vivono in un mezzo acquoso che richiede il mantenimento di concentrazioni elettrolitiche e acido-base entro limiti di tolleranza particolarmente ristretti. L equilibrio è reso possibile dall integrazione delle funzioni renali, ormonali e nervose. Variazioni a carico della composizione elettrolitica hanno effetti sui potenziali elettrici delle cellule eccitatorie, andando a determinare il passaggio di liquidi da un comparto a un altro, con possibili conseguenze sulla funzione cellulare. Alterazioni della composizione dei fluidi corporei influiscono anche sul volume plasmatico e di conseguenza sulla pressione arteriosa. Le alterazioni del ph (unità di misura dell acidità o dell alcalinità di una soluzione) compromettono la funzione dei sistemi enzimatici e possono causare citotossicità. Le alterazioni dell equilibrio idrico, elettrolitico o acido-base sono comuni e possono avere esiti fatali. La comprensione delle modalità con cui queste alterazioni hanno luogo e della capacità dell organismo di compensarle o correggerle è importante per comprendere le basi di numerose condizioni patologiche. DISTRIBUZIONE DEI LIQUIDI CORPOREI I liquidi dell organismo sono distribuiti in comparti (o spazi) funzionali e svolgono una funzione di trasporto che garantisce il corretto funzionamento di cellule e tessuti. L acqua si muove liberamente per via osmotica o idrostatica tra i vari comparti dell organismo. L acqua presente nell organismo è costituita per due terzi da comparti di liquido intracellulare (LIC) e per un terzo da comparti di liquido extracellulare (LEC). I due principali comparti del LEC sono il liquido interstiziale e il liquido intravascolare; quest ultimo corrisponde al plasma sanguigno. Altri comparti del LEC sono la linfa e i liquidi transcellulari, come la saliva e i liquidi intestinale, biliare, epatico, 1

2 2 Capitolo 1 Ambiente cellulare: liquidi ed elettroliti, acidi e basi TABELLA 1-1 CONCENTRAZIONI MEDIE DI ELETTROLITI NEI LIQUIDI TRANSCELLULARI LIQUIDO NA+ (meq/l) K+ (meq/l) CL (meq/l) HCO3 (meq/l) Saliva Succo gastrico* Bile Succo pancreatico Liquido ileale Liquido cecale Liquido cerebrospinale Sudore *La concentrazione di Cl supera le concentrazioni di e K + di 15 meq/l nel succo gastrico. Ciò è in gran parte dovuto alla secrezione di acido cloridrico da parte delle cellule parietali. TABELLA 1-4 ASSUNZIONE E PERDITA NORMALI DI ACQUA (UOMO, 70 KG) Bevande 60% Acqua negli alimenti 30% Acqua di ossidazione 10% ASSUNZIONE GIORNALIERA (ml) PERDITA GIORNALIERA (ml) Urine 60% Feci 2% Cute 10% Polmoni 28% Totale TABELLA 1-2 DISTRIBUZIONE DELL ACQUA CORPOREA PERCENTUALE DI PESO CORPOREO VOLUME (LITRI) Liquido intracellulare (LIC) Liquido extracellulare (LEC) Interstiziale (15) (11) Intravascolare (5) (3) Acqua corporea totale (ACT) TABELLA 1-3 ACQUA CORPOREA TOTALE* IN RELAZIONE AL PESO CORPORATURA ACT (%) UOMO ADULTO ACT (%) DONNA ADULTA ACT (%) NEONATO Normale Esile Obesa *L ACT (acqua corporea totale) è espressa in percentuale del peso corporeo. pancreatico e cerebrospinale, il sudore, l urina e i liquidi pleurico, sinoviale, peritoneale, pericardico e intraoculare (Tab. 1-1). La somma dei liquidi contenuti in tutti i comparti costituisce l acqua corporea totale (ACT) (Tab. 1-2). Il volume dell ACT è solitamente espresso come percentuale di peso corporeo in chilogrammi. Il valore standard dell ACT è pari al 60% del peso di un uomo adulto di 70 kg, equivalente a 42 litri di fluido (Tab. 1-3). Il resto del peso corporeo è composto da adipe e solidi non adiposi, in particolare le ossa. Benché l apporto giornaliero di liquidi sia soggetto ad ampie fluttuazioni, l organismo regola il volume idrico entro livelli di tolleranza relativamente ristretti. L acqua presente nell organismo deriva dall acqua assunta con l alimentazione (compresa l acqua degli alimenti solidi) e dall acqua proveniente dal metabolismo ossidativo. In condizioni normali, gran parte dell acqua viene espulsa con l escrezione renale. Una quantità minore viene invece eliminata con la defecazione e attraverso la vaporizzazione epidermica e polmonare (perdita idrica insensibile) (Tab. 1-4). Sebbene la quantità di liquidi presente nei vari comparti sia relativamente costante, tra i diversi comparti intercorre lo scambio di soluti (per es., sali) e acqua, finalizzato al mantenimento della specifica composizione di ciascun comparto. La percentuale di ACT varia in base alla quantità di grasso corporeo e all età. Essendo il grasso idrorepellente, le cellule adipose contengono una quantità ridottissima di acqua. Negli individui in cui la presenza di grasso corporeo è maggiore, l ACT è proporzionalmente inferiore; tali individui tendono a essere più suscettibili agli squilibri dei liquidi che possono provocare disidratazione. INVECCHIAMENTO E DISTRIBUZIONE DEI LIQUIDI CORPOREI La distribuzione e la quantità di ACT varia con l età (vedi Tab. 1-3). Nei neonati, in cui la quantità di adipe è relativamente minore, l ACT è pari a circa il 75-80% del peso corporeo. Nel periodo immediatamente successivo alla nascita avviene una perdita fisiologica di acqua, equivalente a circa il 5% del peso corporeo e dovuta all adattamento del bambino al nuovo ambiente. I neonati sono particolarmente suscettibili a variazioni significative dell ACT, per via dell alto tasso metabolico e della perdita potenzialmente elevata di liquidi per evaporazione attribuibile alla superficie corporea più estesa in proporzione alle dimensioni corporee complessive. Una perdita idrica in seguito a diarrea può rappresentare una quota apprezzabile del peso corporeo di un neonato. Nei neonati le funzioni renali che regolano la conservazione di liquidi ed elettroliti possono non essere ancora sufficientemente sviluppate per contrastare le perdite e, pertanto, una disidratazione può avvenire rapidamente. Durante l infanzia l ACT diminuisce gradualmente, raggiungendo il 60-65% del peso corporeo. Nell adolescenza la percentuale di ACT si avvicina ai livelli dell organismo adulto e ha inizio il processo di diversificazione tra uomini e donne. Gli individui di sesso maschile presentano una maggiore percen-

3 Capitolo 1 Ambiente cellulare: liquidi ed elettroliti, acidi e basi 3 tuale di acqua corporea in funzione della crescita della massa muscolare, mentre gli individui di sesso femminile presentano una percentuale inferiore di acqua corporea per via della maggiore presenza di grasso corporeo e della minore presenza di tessuto muscolare, dovuta agli estrogeni. Con l avanzare dell età la percentuale di ACT diminuisce ulteriormente. Tale diminuzione è dovuta, in parte, alla maggiore quantità di grasso e alla minore quantità di muscoli, oltre che alla minore capacità di regolare l equilibrio sodico e idrico. Con l invecchiamento, i reni diventano meno efficienti nel conservare il sodio, con conseguente difficoltà di concentrazione dell urina. La perdita idrica insensibile attraverso la cute può aumentare e la percezione della sete può diminuire. La normale riduzione dell ACT negli adulti più anziani diventa clinicamente rilevante quando l organismo è sotto stress, come per esempio in caso di febbre o di disidratazione; la perdita di fluidi corporei in tali circostanze può avere conseguenze gravi e anche fatali. 1 Passaggio dell acqua tra liquido intracellulare e liquido extracellulare Il movimento dell acqua tra i comparti LIC e LEC è principalmente determinato da forze osmotiche. L acqua si sposta liberamente per diffusione attraverso il doppio strato lipidico della membrana cellulare e attraverso le acquaporine, una famiglia di proteine con funzione di canali per l acqua che garantiscono appunto la permeabilità all acqua. 2 L osmolalità (numero di osmoli di soluto per chilogrammo di solvente [Osm/kg]) dell ACT si trova normalmente all equilibrio. Il sodio è responsabile dell equilibrio osmotico dello spazio del LEC. Il potassio mantiene l equilibrio osmotico dello spazio del LIC. La forza osmotica delle proteine del LIC e di altre sostanze non diffusibili è equilibrata dal trasporto attivo degli ioni esterni alla cellula. L acqua attraversa liberamente le membrane cellulari e pertanto l osmolalità dell ACT è normalmente in equilibrio. In condizioni normali, il LIC non è soggetto a variazioni rapide dell osmolalità; tuttavia, quando l osmolalità del LEC varia, l acqua si sposta da un comparto all altro fino al ripristino dell equilibrio osmotico (vedi Fig. 1-6). Passaggio dell acqua tra plasma e liquido interstiziale La distribuzione dell acqua e il passaggio di nutrienti e prodotti di scarto tra il plasma nei capillari tissutali e gli spazi interstiziali avviene in conseguenza delle variazioni di pressione idrostatica e delle forze osmotiche in corrispondenza delle estremità arteriose e venose dei capillari. Acqua, sodio e glucosio si muovono rapidamente attraverso la membrana capillare. Le proteine plasmatiche mantengono l effettiva osmolalità, non attraversano la membrana capillare e determinano la pressione oncotica del plasma. In virtù della sua maggiore concentrazione, l albumina è la proteina plasmatica principalmente responsabile della pressione oncotica del plasma. Le forze osmotiche all interno dei capillari sono equilibrate dalla pressione idrostatica, che è prevalentemente determinata dalla pressione arteriosa e dal volume ematico. Mentre il plasma scorre dall estremità arteriosa all estremità venosa del capillare, quattro forze determinano il passaggio del liquido dall interno del capillare allo spazio interstiziale (filtrazione) o dallo spazio interstiziale nuovamente all interno del capillare (riassorbimento): 1. pressione idrostatica capillare (arteriosa): facilita il passaggio dell acqua dal capillare allo spazio interstiziale; 2. pressione oncotica capillare (plasmatica): attrae osmoticamente l acqua dallo spazio interstiziale nuovamente verso l interno del capillare; 3. pressione idrostatica interstiziale: facilita il passaggio verso l interno, dallo spazio interstiziale al capillare; 4. pressione oncotica interstiziale: attrae l acqua dal capillare allo spazio interstiziale. Il movimento del liquido attraverso la parete capillare in entrambe le direzioni è noto come filtrazione netta ed è meglio descritto dall ipotesi di Starling: Filtrazione netta = (Forze che favoriscono la filtrazione) (Forze che si oppongono alla filtrazione) Forze che favoriscono la filtrazione = Pressione idrostatica capillare e pressione oncotica capillare Forze che si oppongono alla filtrazione = Pressione oncotica capillare e pressione oncotica interstiziale Normalmente le forze interstiziali sono trascurabili poiché soltanto una percentuale assai ridotta di proteine plasmatiche attraversa la membrana capillare e il fluido interstiziale si sposta all interno delle cellule o viene nuovamente attirato nel plasma. Le principali forze di filtrazione sono pertanto interne al capillare. Mentre il plasma scorre dall estremità arteriosa all estremità venosa del capillare, la forza della pressione idrostatica facilita il movimento dell acqua attraverso la membrana capillare. La pressione oncotica resta piuttosto costante, poiché le proteine plasmatiche normalmente non attraversano la membrana capillare. All estremità arteriosa del capillare, la pressione idrostatica è maggiore della pressione oncotica capillare e l acqua filtra nello spazio interstiziale. Parte dell acqua torna nel capillare a causa delle forze oncotiche, ma l effetto netto è la perdita di acqua dal capillare. Questa perdita idrica dal plasma riduce la pressione idrostatica all interno del capillare e, pertanto, all estremità venosa del capillare la pressione oncotica supera la pressione idrostatica. I liquidi sono quindi attratti nuovamente nella circolazione, con conseguente bilanciamento del passaggio di liquidi tra plasma e spazio interstiziale. L effetto complessivo è dato dalla filtrazione all estremità arteriosa e dal riassorbimento all estremità venosa (Fig. 1-1). La pressione idrostatica interstiziale favorisce il movimento di circa il 10% del liquido interstiziale insieme a piccole quantità di proteine all interno dei vasi linfatici; il liquido interstiziale torna quindi alla circolazione. Un fattore importante per la filtrazione capillare dei liquidi è l integrità della membrana capillare. Le variazioni di permeabilità della membrana possono permettere la fuga di proteine plasmatiche all interno dello spazio interstiziale. La normale relazione definita dall ipotesi di Starling è alterata quando l acqua si porta per osmosi all interno dello spazio interstiziale, causando in questo modo edema tissutale.

4 4 Capitolo 1 Ambiente cellulare: liquidi ed elettroliti, acidi e basi Pressioni del capillare (spostamento di liquidi per filtrazione netta) Cellula (spostamento di liquidi per osmosi) Pressione osmotica intracellulare Arteriola Pressione osmotica interstiziale Pressione idrostatica capillare Filtra zion e Pressione idrostatica interstiziale Pressione oncotica capillare Rias Vasi linfatici bi sor me nt o Venula Pressioni del capillare arterioso Pressione idrostatica capillare Pressione idrostatica interstiziale 35 mmhg 2 mmhg Pressioni del capillare venoso Pressione idrostatica capillare Pressione idrostatica interstiziale 18 mmhg 1 mmhg Pressione idrostatica netta 33 mmhg Pressione idrostatica netta 17 mmhg Pressione oncotica capillare 24 mmhg Pressione oncotica capillare 25 mmhg Pressione oncotica interstiziale Pressione oncotica netta Pressione di filtrazione netta 0 mmhg 24 mmhg +9 mmhg Pressione oncotica interstiziale 0 mmhg Pressione oncotica netta 25 mmhg Pressione di filtrazione netta 8 mmhg FIGURA 1-1 Forze di filtrazione nei capillari. Acqua, elettroliti e piccole molecole passano liberamente dal comparto vascolare allo spazio interstiziale e viceversa, in corrispondenza dei capillari e delle piccole venule. La frequenza e la quantità degli scambi sono determinate dalle forze fisiche di pressione idrostatica e oncotica, oltre che dalla permeabilità e dall area della superficie delle membrane capillari. Le due pressioni idrostatiche opposte sono la pressione idrostatica capillare e la pressione idrostatica interstiziale. Le due pressioni oncotiche opposte sono la pressione oncotica capillare e la pressione oncotica interstiziale. Le forze che favoriscono la filtrazione dai capillari sono la pressione idrostatica capillare e la pressione oncotica interstiziale, mentre le forze che si oppongono alla filtrazione sono la pressione oncotica capillare e la pressione idrostatica interstiziale. La somma degli effetti di tali forze è nota come pressione di filtrazione netta (PFN). Nell esempio di normale scambio qui illustrato, una piccola quantità di liquido si sposta nei vasi linfatici, rendendo conto della differenza di filtrazione netta tra l estremità arteriosa e l estremità venosa del capillare. ALTERAZIONI DEGLI SPOSTAMENTI DELL ACQUA Edema L edema è l accumulo eccessivo di liquidi all interno degli spazi interstiziali. È spesso dovuto a un disturbo della distribuzione dei liquidi e non necessariamente indica la presenza di liquidi in eccesso. In alcune condizioni, il sequestro di liquidi 01txt.indd 4 può causare sia l edema sia la disidratazione intravascolare. Il processo fisiopatologico dell edema è correlato a un aumento delle forze che favoriscono la filtrazione dei liquidi dai capillari o dai canali linfatici ai tessuti. I quattro meccanismi più comuni sono: 1. aumento della pressione idrostatica capillare; 2. riduzione della pressione oncotica plasmatica; 19/07/16 09:32

5 Capitolo 1 Ambiente cellulare: liquidi ed elettroliti, acidi e basi 5 FIGURA 1-2 Meccanismi di formazione dell edema. 3. aumento della permeabilità della membrana capillare; 4. ostruzione linfatica (Fig. 1-2). FISIOPATOLOGIA. Un aumento della pressione idrostatica capillare può essere dovuto a un ostruzione venosa o alla ritenzione sodica e idrica. L ostruzione venosa provoca l aumento della pressione idrostatica a valle dell ostruzione stessa, spingendo il liquido dai capillari agli spazi interstiziali. I coaguli di sangue venoso, l ostruzione epatica, l insufficienza cardiaca destra, l uso di indumenti stretti in corrispondenza degli arti e il mantenimento della posizione eretta per un tempo prolungato sono cause comuni di ostruzione venosa. L insufficienza cardiaca congestizia destra, l insufficienza renale e la cirrosi epatica sono condizioni associate all eccessiva ritenzione sodica e idrica, che a loro volta causano sovraccarico volemico, aumento della pressione venosa ed edema. La diminuzione della pressione oncotica plasmatica è dovuta a una perdita o minore produzione di albumina plasmatica. La minore attrazione oncotica del liquido all interno dei capillari determina il movimento del liquido nello spazio interstiziale, con conseguente edema. La diminuzione della sintesi di proteine plasmatiche e della pressione oncotica può verificarsi a causa di patologie epatiche o di carenze proteiche dovute a malnutrizione. La perdita di proteine plasmatiche avviene in seguito a patologie renali glomerulari (sindrome nefrosica), emorragia e drenaggio sieroso da ferite aperte o ustioni. L aumento della permeabilità capillare è spesso associato a infiammazioni e alla risposta immunitaria. Tali risposte sono spesso il risultato di traumi (quali ustioni o lesioni da schiacciamento), di una malattia neoplastica, di reazioni allergiche e di infezioni. Un eccessiva quantità di liquidi passa dal plasma allo spazio interstiziale, causando l edema. Questo tipo di edema è spesso molto grave per via della perdita di proteine dallo spazio vascolare, che riduce la pressione oncotica capillare e aumenta la pressione oncotica interstiziale. L ostruzione linfatica avviene quando i canali linfatici vengono bloccati a causa di un infezione o della presenza di un tumore. Le proteine e i liquidi non vengono riassorbiti e si accumulano nello spazio interstiziale, causando il linfedema. Il linfedema degli arti superiori o inferiori può rispettivamente insorgere anche in seguito alla rimozione chirurgica di linfonodi ascellari o femorali per il trattamento di alcuni tumori. 3 MANIFESTAZIONI CLINICHE. L edema può essere di tipo localizzato o generalizzato. Un edema localizzato è solitamente limitato alla sede della lesione tissutale, per esempio in corrispondenza di un articolazione slogata. Un edema locale può anche manifestarsi all interno di organi specifici, come per esempio nei casi di edema cerebrale e di edema polmonare. L edema di organi specifici come il cervello, il polmone o la laringe può essere fatale. Un edema generalizzato si manifesta con una distribuzione più uniforme del liquido negli spazi interstiziali dell intero organismo. L edema declive, in cui i liquidi si accumulano in aree dell organismo maggiormente sottoposte alla gravità, può comparire ai piedi e alle gambe in posizione eretta e nella zona sacrale e dei glutei in posizione supina. L edema declive può essere individuato premendo con le dita il liquido edematoso nei tessuti sulle prominenze ossee. La pressione delle dita lascia un impronta sulla cute; da qui il nome di edema improntabile (Fig. 1-3). L edema è solitamente associato a gonfiore e tumefazione, sensazione di indumenti e calzature più stretti e movimento limitato dell area interessata. L aumento del peso corporeo può essere significativo. L accumulo di liquido fa aumentare la distanza che i nutrienti, l ossigeno e le scorie devono percorrere per spostarsi tra capillari e cellule nei tessuti. L aumento di pressione dei tessuti può inoltre diminuire il flusso di sangue capillare, provocando ischemia. Di conseguenza, le ferite guariscono più lentamente e aumenta il rischio di piaghe da decubito (vedi Cap. 16).

6 6 Capitolo 1 Ambiente cellulare: liquidi ed elettroliti, acidi e basi TABELLA 1-5 DISTRIBUZIONE DEGLI ELETTROLITI NEI COMPARTIMENTI CORPOREI LIQUIDO EXTRACELLULARE (meq/l) FIGURA 1-3 Edema improntabile. (Da: Bloom A, Ireland J: Color atlas of diabetes, ed 2, St Louis, 1992, Mosby.) Mano a mano che si accumula, il liquido edematoso resta imprigionato in un terzo spazio (ovvero lo spazio interstiziale); tale sequestro di liquido può causare disidratazione. Il sequestro si verifica nei casi di ustioni gravi, in cui grandi quantità di liquido vascolare vanno perse negli spazi interstiziali, riducendo il volume del plasma e causando uno stato di shock (vedi Cap. 4). VALUTAZIONE E TERAPIA. Le condizioni specifiche che causano l edema richiedono una diagnosi. È possibile trattare sintomaticamente l edema fin quando non venga risolto il disturbo alla base della condizione. Le misure di supporto comprendono il sollevamento degli arti edematosi, l uso di calze o dispositivi a compressione graduata, l evitare di restare in piedi a lungo, una dieta iposodica e l assunzione di diuretici. EQUILIBRIO SODICO, IDRICO E DEL CLORURO I reni e gli ormoni svolgono un ruolo fondamentale nel mantenimento dell equilibrio sodico e idrico. Poiché l acqua segue i gradienti osmotici stabiliti dalle variazioni della concentrazione di sodio, tra equilibrio sodico ed equilibrio idrico esiste una stretta correlazione. Il sodio è regolato dagli effetti renali dell aldosterone sintetizzato dalla corticale del surrene e dei peptidi natriuretici cardiaci. L equilibrio idrico è principalmente regolato dall ormone antidiuretico (AntiDiuretic Hormone, ADH, noto anche come arginina-vasopressina) secreto dalla neuroipofisi. Equilibrio sodico e del cloruro Il sodio rappresenta il 90% dei cationi (ioni a carica positiva) del LEC. La distribuzione degli elettroliti nei comparti corporei è riassunta nella Tabella 1-5, mentre la Tabella 1-1 riporta la concentrazione di elettroliti. Essendo il sodio il catione maggiormente rappresentato nel LEC, esso regola, insieme ai relativi controanioni (ioni a carica negativa), ossia cloruro e 01txt.indd 6 LIQUIDO INTRACELLULARE (meq/l) Cationi Sodio Potassio Calcio Magnesio Totale Anioni Bicarbonato Cloruro Fosfato Proteine Altri anioni Totale (media) bicarbonato, le forze osmotiche extracellulari e, conseguentemente, l equilibrio idrico. Il sodio è importante anche per altre funzioni dell organismo, tra cui il mantenimento dell eccitabilità neuromuscolare per la conduzione degli impulsi nervosi (insieme a potassio e calcio), la regolazione dell equilibrio acido-base (mediante il bicarbonato di sodio e il fosfato di sodio), la partecipazione a reazioni chimiche cellulari e il trasporto di sostanze attraverso la membrana cellulare. Il rene, insieme ai mediatori nervosi e ormonali, mantiene la normale concentrazione sodica nel siero entro un intervallo ben preciso (da 135 a 145 meq/l), principalmente attraverso il riassorbimento nei tubuli renali. L apporto medio di sodio nell alimentazione varia da 5 a 6 grammi al giorno; l apporto di sodio giornaliero minimo richiesto è di 500 mg. La sudorazione riduce la quantità di sodio e quindi il volume di acqua, aumentando il fabbisogno di sodio dell organismo. La regolazione ormonale dell equilibrio sodico è mediata dall aldosterone, un mineralcorticoide (steroide) sintetizzato e secreto dalla corteccia surrenale come prodotto finale del sistema renina-angiotensina-aldosterone (Fig. 1-4). Quando la pressione del sangue circolante e il flusso sanguigno renale o le concentrazioni di sodio nel siero risultano ridotti, viene rilasciata la renina, un enzima secreto dalle cellule iuxtaglomerulari. La renina stimola la formazione di angiotensina I, un polipeptide inattivo. L enzima di conversione dell angiotensina (Angiotensin-Converting Enzyme, ACE) converte, nei vasi polmonari, l angiotensina I in angiotensina II. L angiotensina II assolve a due principali funzioni: provoca vasocostrizione, con conseguente aumento della pressione arteriosa sistemica, e stimola la secrezione di aldosterone. L aldosterone promuove il riassorbimento sodico e idrico da parte dei tubuli prossimali dei reni, mantenendo costanti il livello di sodio, la volemia e la pressione arteriosa. L aldosterone stimola inoltre la secrezione (e pertanto l escrezione) di potassio dal tubulo distale del rene, riducendo così le concentrazioni di potassio nel LEC. Il ripri- 19/07/16 09:32

7 7 Capitolo 1 Ambiente cellulare: liquidi ed elettroliti, acidi e basi PA Na sierico LEC Na urinario Corteccia surrenale Perfusione renale Rene (cellule iuxtaglomerulari) Fegato Renina Polmoni di conversione Enzimangiotensina dell a Angiotensina II Angiotensina I Aldosterone Angiotensinogeno Vaso sanguigno Rene Ritenzione sodica e idrica Arteriole Vasocostrizione Liquido extracellulare Pressione arteriosa FIGURA 1-4 Sistema renina-angiotensina-aldosterone. PA, pressione arteriosa; LEC, liquido extracellulare; Na, sodio. (Da: Lewis et al: Medical-surgical nursing: assessment and management of clinical problems, ed. 8, St. Louis, 2011, Mosby.) stino dei livelli di sodio, della volemia e della perfusione renale inibiscono quindi l ulteriore rilascio di renina. I peptidi natriuretici sono ormoni che comprendono il peptide natriuretico atriale (Atrial Natriuretic Peptide, ANP), prodotto dalle cellule mioendocrine atriali, il peptide natriuretico cerebrale (Brain Natriuretic Peptide, BNP, così chiamato perché inizialmente individuato nel cervello di maiale), prodotto dalle cellule mioendocrine ventricolari, e l urodilatina (analogo dell ANP), sintetizzata a livello renale. L ANP e il BNP vengono rilasciati in seguito all aumento della pressione transmurale atriale, causata da un aumento del volume intraatriale, come può accadere in caso di insufficienza cardiaca.4 ANP e BNP aumentano l escrezione di sodio e acqua dai reni, con conseguente abbassamento della volemia e della pressione arteriosa. Le cellule tubulari distali dei reni rilasciano urodilatina in seguito all aumento della pressione arteriosa e del flusso sanguigno renale. Tali ormoni sono antagonisti naturali del sistema renina-angiotensina-aldosterone. Il ripristino di una pressione atriale inferiore inibisce l ulteriore rilascio di ANP e BNP. Il cloruro è il principale anione del LEC e, in quanto tale, assolve all elettroneutralità, in particolare in relazione al sodio. Il trasporto del cloruro è generalmente passivo e segue il trasporto attivo del sodio; pertanto, l aumento o la diminuzione dei livelli di cloruro sono proporzionali alle variazioni dei livelli di sodio. La concentrazione di cloruro tende a variare in maniera inversamente proporzionale alle variazioni della concentrazione di bicarbonato (HCO3 ), il secondo principale anione del LEC. lità e diminuzione del volume plasmatico attivano gli osmorecettori dell ipotalamo. L azione degli osmorecettori dà quindi luogo alla sensazione di sete. L assunzione di acqua ripristina il volume plasmatico e riduce l osmolalità del LEC. L equilibrio idrico è direttamente regolato anche dall ormone antidiuretico (arginina-vasopressina), secreto quando l osmolalità del plasma aumenta o il volume ematico circolante diminuisce e si abbassa la pressione arteriosa (Fig. 1-5). Una p 2VPRODOLWj GHO SODVPD r 9ROXPH SODVPDWLFR 5LOHYDPHQWR WUDPLWH RVPRUHFHWWRUL FHUHEUDOL 5LOHYDPHQWR WUDPLWH UHFHWWRUL GL YROXPH p 6HWH H DVVXQ]LRQH GL OLTXLGL 3DUV QHUYRVD GHOOD QHXURLSRILVL $'+ 5LWHQ]LRQH LGULFD UHQDOH Equilibrio idrico La percezione della sete è uno dei modi in cui l organismo regola il proprio equilibrio idrico. La sensazione di sete stimola l azione di bere. Si percepisce la sete quando la perdita idrica equivale al 2% del peso corporeo di un individuo, o quando vi è un aumento dell osmolalità. Secchezza delle fauci, iperosmola- 01txt.indd 7,SRWDODPR r 2VPRODOLWj GHO SODVPD p 9ROXPH SODVPDWLFR FIGURA 1-5 Sistema dell ormone antidiuretico (ADH). 19/07/16 09:32

8 8 Capitolo 1 Ambiente cellulare: liquidi ed elettroliti, acidi e basi maggiore osmolalità del plasma si osserva in caso di carenza di acqua o eccesso di sodio rispetto all acqua. La maggiore osmolalità stimola gli osmorecettori dell ipotalamo. Oltre a causare la sete, gli osmorecettori stimolano il rilascio di ADH da parte della neuroipofisi. L azione dell ADH consiste nell aumentare la permeabilità all acqua delle cellule tubulari renali, aumentare il riassorbimento idrico e promuovere il ripristino del volume plasmatico e della pressione arteriosa. La concentrazione dell urina aumenta e l acqua riassorbita riduce l osmolalità del plasma, riportandola a un valore normale. Come la maggior parte degli ormoni, l ADH è regolato da un meccanismo retroattivo. Il ripristino dell osmolalità del plasma, della volemia e della pressione arteriosa inibisce quindi la secrezione di ADH. Con la perdita di liquidi (disidratazione) (per es., dovuta a vomito, diarrea o eccessiva sudorazione), spesso si verifica una diminuzione della volemia e della pressione arteriosa. Anche i barorecettori (recettori sensibili a volume/pressione) (recettori di stiramento, sensibili alle variazioni di volume arterioso e pressione arteriosa) stimolano il rilascio di ADH. I barorecettori sono presenti negli atri destro e sinistro, nelle grandi vene, nell aorta, nelle arterie polmonari e nel seno carotideo. Quando la pressione arteriosa e atriale diminuiscono, i barorecettori segnalano all ipotalamo di rilasciare ADH. Il riassorbimento di acqua mediato dall ADH promuove quindi il ripristino del volume plasmatico e della pressione arteriosa (vedi Fig. 1-5). L ADH stimola inoltre la vasocostrizione arteriosa. ALTERAZIONI DELL EQUILIBRIO IDRICO, SODICO E DEL CLORURO Le alterazioni dell equilibrio di sodio e acqua sono strettamente correlate. Gli squilibri idrici possono svilupparsi a causa di variazioni dei gradienti osmotici causate dall apporto o dalla perdita di sali. Allo stesso modo, gli squilibri sodici si manifestano con alterazioni del volume idrico dell organismo. Generalmente le alterazioni sono classificabili come variazioni di tonicità o come variazioni della concentrazione di elettroliti in relazione all acqua. Le alterazioni possono pertanto essere classificate come isotoniche, ipertoniche o ipotoniche (Tab. 1-6; Fig. 1-6). Alterazioni isotoniche Il termine isotonico si riferisce a una soluzione che ha la stessa concentrazione di soluti del plasma. Le alterazioni isotoniche si manifestano quando le variazioni dell acqua corporea totale sono accompagnate da variazioni proporzionali delle quantità di elettroliti e di acqua. Per esempio, se un individuo perde plasma puro o LEC, il volume di liquido diminuisce ma la quantità e il tipo di elettroliti (per es., di sodio) e l osmolalità rimangono all interno del range di normalità. Quantità eccessive di liquidi corporei isotonici possono essere dovute a un eccessiva somministrazione di soluzione fisiologica (NaCl 0,9%) per via endovenosa o a un eccessiva secrezione di aldosterone con conseguente ritenzione renale di sodio e di acqua. La perdita di liquidi isotonici provoca ipovolemia. Tra le cause figurano emorragia, drenaggi cospicui da ferite ed eccessiva TABELLA 1-6 SQUILIBRI DI ACQUA E SOLUTI TONICITÀ MECCANISMO Squilibrio isotonico (iso-osmolare) Squilibrio ipertonico (iperosmolare) Squilibrio ipotonico (ipo-osmolare) diaforesi (sudorazione). La perdita di volume extracellulare determina calo ponderale, secchezza della cute e delle mucose, diminuzione dell escrezione urinaria, aumento dell ematocrito e sintomi di ipovolemia. Tra i segni di ipovolemia figurano l aumento della frequenza cardiaca e l appiattimento delle vene del collo; la pressione arteriosa può essere normale o inferiore alla norma. Nelle condizioni più gravi può insorgere uno shock ipovolemico (ipotensione grave) (vedi Cap. 4). L eccesso di liquidi isotonici provoca ipervolemia. Tra le cause vi sono l eccessiva somministrazione di liquidi per via endovenosa, l ipersecrezione di aldosterone, gli effetti di farmaci quali il cortisone o la presenza di insufficienza renale. Sono anche presenti segni quali aumento ponderale e diminuzione dell ematocrito e della concentrazione proteica plasmatica, dovuta all effetto diluente dell eccessivo volume plasmatico. Le vene del collo possono dilatarsi, con aumento della pressione arteriosa. La maggiore pressione idrostatica capillare determina la comparsa di edema. Se il volume plasmatico è sufficientemente elevato, si sviluppano edema polmonare e insufficienza cardiaca. Alterazioni ipertoniche Le alterazioni ipertoniche dei liquidi si presentano quando l osmolalità del LEC è superiore alla norma (> 294 mosm). Tra le cause più comuni figurano la maggiore concentrazione di sodio nel LEC (ipernatriemia) o la carenza di acqua libera. In entrambi i casi l ipertonicità del LEC attrae l acqua dallo spazio intracellulare, causando la disidratazione del LIC. Se ad aumentare è soprattutto la quantità di sodio nel LEC, si ha come risultato un attrazione osmotica dell acqua e sintomi di ipervolemia. Al contrario, uno stato ipertonico causato principalmente dalla perdita di acqua libera è causa di ipovolemia (Tab. 1-7). Ipernatriemia Acquisizione o perdita di liquido extracellulare (LEC) (iso-osmolare) con conseguente concentrazione equivalente a una soluzione allo 0,9% di cloruro di sodio (sale) (soluzione fisiologica); nessun raggrinzimento o rigonfiamento cellulare Squilibrio con conseguente concentrazione del LEC superiore a una soluzione salina allo 0,9%; vale a dire, perdita idrica o aumento del soluto; le cellule si raggrinziscono in un liquido ipertonico Squilibrio con conseguente concentrazione del LEC (ipo-osmolare) inferiore a una soluzione salina allo 0,9%, vale a dire aumento idrico o perdita di soluto; le cellule si rigonfiano in un liquido ipotonico FISIOPATOLOGIA. L ipernatriemia si manifesta quando il livello sierico di sodio supera 147 meq/l. L aumento della concentrazione di sodio può essere causato dalla perdita di

9 Capitolo 1 Ambiente cellulare: liquidi ed elettroliti, acidi e basi 9 Alterazione ipotonica Alterazione isotonica Alterazione ipertonica GR H 2 O H 2 O Corpo cellulare H 2 O H 2 O H 2 O GR H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O H Corpo cellulare 2 O H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O Na+ H 2 O GR H 2 O Corpo cellulare H 2 O Neurone Neurone Neurone A B C FIGURA 1-6 Effetti delle alterazioni della concentrazione extracellulare di sodio nei globuli rossi, nelle cellule corporee e nei neuroni. A. Alterazione ipotonica: la diminuzione della concentrazione di sodio (Na) (iponatriemia) nel LEC determina un attrazione osmotica dell acqua da parte del LIC, con rigonfiamento e possibile rottura delle cellule. B. Alterazione isotonica: concentrazione normale di sodio nel LEC e nessuna variazione dello spostamento di liquidi all esterno o all interno delle cellule. C. Alterazione ipertonica: un aumento della concentrazione di sodio nel LEC (ipernatriemia) determina un attrazione osmotica dell acqua all esterno delle cellule, con conseguente raggrinzimento delle stesse. GR, globulo rosso. acqua (evenienza più comune) o dall aumento acuto di sodio. Con la perdita di acqua si verifica disidratazione sia del LIC sia del LEC. L iperosmolalità è una conseguenza comune dell ipernatriemia. Poiché il sodio è in gran parte presente nel LEC, l aumento della concentrazione di sodio causa disidratazione intracellulare e ipervolemia (vedi Tab. 1-7 e Fig. 1-6, C). L aumento della concentrazione di sodio causato da una deplezione o una perdita idrica è associato a febbre o infezioni delle vie respiratorie, che aumentano la frequenza respiratoria e la perdita di acqua dai polmoni. Il diabete insipido (carenza di ADH), la poliuria (maggiore frequenza minzionale), la sudorazione abbondante e la diarrea causano una perdita idrica in relazione alla concentrazione di sodio. I neonati affetti da grave diarrea sono particolarmente vulnerabili. Anche l assunzione insufficiente di acqua può causare ipernatriemia (per es., negli individui immobilizzati o alimentati tramite sondino gastrico, nei soggetti comatosi o in stato confusionale o nei neonati, data l incapacità di comunicare la sensazione di sete). L aumento della ritenzione sodica si manifesta a causa di: (1) somministrazione inadeguata di soluzione salina ipertonica (per es., di bicarbonato di sodio per il trattamento dell acidosi durante un arresto cardiaco); (2) ipersecrezione di aldosterone (per es., nei casi di iperaldosteronismo primario), in cui il riassorbimento di sodio supera il riassorbimento idrico; (3) sindrome di Cushing (causata da un eccessiva secrezione di ormone adrenocorticotropo [AdrenoCorticoTropic Hormone, ACTH], che causa anche l aumento della secrezione di aldosterone). Negli individui sani, elevate quantità di sodio nella dieta causano solo raramente segni di ipernatriemia, poiché il sodio viene eliminato dai reni. Tuttavia, l aumento della quantità di sodio nella dieta (apporto superiore a 5 g al giorno) è associato a malattie cardiovascolari (vedi Cap. 11). MANIFESTAZIONI CLINICHE. L acqua viene redistribuita nello spazio extracellulare, con conseguente disidratazione intracellulare. L ipernatriemia è associata a sete, febbre, secchezza delle mucose, ipotensione, tachicardia, bassa pressione veno-

10 10 Capitolo 1 Ambiente cellulare: liquidi ed elettroliti, acidi e basi TABELLA 1-7 CAUSE E CONSEGUENZE DEGLI SQUILIBRI IPERTONICI FATTORE CAUSALE MECCANISMO EFFETTI SUL LEC EFFETTI SUL LIC Aumento del sodio (ipernatriemia) Carenza idrica Eccesso di soluzioni saline ipertoniche Sodio ipertonico per via endovenosa Aborti indotti con soluzione salina Formule selezionate per neonati Iperaldosteronismo Sindrome di Cushing Deprivazione idrica Stato confusionale o coma Incapacità di comunicare Perdita della sete Perdita idrica Diarrea acquosa Diabete insipido Diuresi eccessiva Diaforesi eccessiva Ipervolemia Aumento ponderale Polso scoccante Aumento della pressione arteriosa Edema Distensione venosa Sintomi neuromuscolari Debolezza muscolare Crisi convulsive Ipovolemia Perdita di peso Pulsazioni deboli Ipotensione posturale Tachicardia Altri fattori Iperglicemia Iponatriemia diluzionale iniziale Poliuria Polidipsia Perdita di peso Ipovolemia Ipernatriemia tardiva LEC, liquido extracellulare; LIC, liquido intracellulare. Disidratazione intracellulare Sete Febbre Diminuzione dell escrezione urinaria Raggrinzimento delle cellule cerebrali Confusione Coma Emorragia cerebrale Disidratazione intracellulare Vedi sopra Disidratazione intracellulare Vedi sopra sa giugulare e irrequietezza. L edema polmonare si manifesta quando l acqua passa dal LIC nello spazio interstiziale. I sintomi che coinvolgono il sistema nervoso centrale sono i più gravi e sono secondari ad alterazioni del potenziale di membrana e al raggrinzimento delle cellule cerebrali. Tra i sintomi figurano spasmi muscolari e iper-reflessia (riflessi iperattivi), stato confusionale, coma, convulsioni ed emorragia cerebrale dovuta alla distensione venosa. VALUTAZIONE E TERAPIA. Il livello sierico di sodio è solitamente superiore a 147 meq/l. In caso di perdita idrica, il peso specifico delle urine sarà superiore a 1,030 e i livelli di ematocrito e proteine plasmatiche saranno superiori alla norma. Il trattamento dell ipernatriemia prevede la somministrazione di un liquido isotonico privo di sali (5% di destrosio in acqua) fino al ripristino della normale concentrazione di sodio sierico. 5 L apporto di liquido deve avvenire lentamente per scongiurare l edema cerebrale, monitorando nel contempo la concentrazione ematica di sodio. L ipervolemia e l ipovolemia richiedono il trattamento della condizione clinica che ne è alla base. Ipercloremia Poiché il cloruro segue l andamento del sodio, l ipercloremia (concentrazione di cloruro nel siero superiore a 105 meq/l) è spesso associata all ipernatriemia, oltre che alla carenza plasmatica di bicarbonato, come nell acidosi metabolica ipercloremica (vedi pag. 26). Non vi sono sintomi o terapie specifiche per l eccesso di cloruro, il cui trattamento è correlato alla gestione della patologia che lo ha determinato. Carenza idrica FISIOPATOLOGIA. Il termine disidratazione fa riferimento alla carenza di acqua, ma viene comunemente utilizzato per indicare sia la perdita di acqua sia la perdita di sodio (disidratazione isotonica o iso-osmolare). La carenza di acqua pura (disidratazione iperosmolare o ipertonica) è una condizione rara, perché la maggior parte delle persone ha normalmente accesso all acqua potabile. Gli individui in stato comatoso o in stato di paralisi sono soggetti a una continua perdita idrica insensibile attraverso la cute e i polmoni, con una formazione minima obbligatoria di urina. Anche l iperventilazione dovuta a febbre può aggravare la carenza idrica. La causa più comune di perdita idrica è la maggiore clearance renale di acqua libera, conseguenza di una compromissione della funzione tubulare renale o dell incapacità di concentrare l urina, come avviene nel diabete insipido (ADH ridotto o assente) (vedi Tab. 1-7). MANIFESTAZIONI CLINICHE. La carenza idrica marcata si manifesta con sintomi di disidratazione: cefalea, sete, secchezza della cute e delle mucose, calo ponderale, diminuzione dell escrezione urinaria e urine concentrate (con l eccezione del diabete insipido). Il turgore cutaneo può risultare normale o diminuito. Possono essere presenti sintomi di ipovolemia, quali tachicardia, pulsazioni deboli e ipotensione posturale. VALUTAZIONE E TERAPIA. Una perdita idrica moderata è associata a un aumento dell ematocrito e della concentrazione sierica di sodio, dell osmolalità di urina e siero e del peso specifico dell urina.

11 Capitolo 1 Ambiente cellulare: liquidi ed elettroliti, acidi e basi 11 Per il trattamento si deve somministrare acqua e arrestare la perdita di liquidi. La somministrazione di liquidi deve avvenire lentamente per evitare il rapido passaggio dell acqua in sede cerebrale, che può determinare edema, crisi convulsive, lesioni cerebrali e morte. Nei casi in cui è richiesta un integrazione di liquidi per via endovenosa, si utilizzano soluzioni saline ipotoniche o di destrosio al 5% in acqua, poiché l acqua pura provoca la lisi degli eritrociti. Alterazioni ipotoniche Le alterazioni ipotoniche dei liquidi si manifestano quando l osmolalità del LEC è inferiore al normale (inferiore a 280 mosm). Tra le cause più comuni figurano la carenza di sodio (iponatriemia) e l eccesso di acqua libera (intossicazione idrica). Entrambe le cause portano all iperidratazione cellulare (edema cellulare) e al rigonfiamento delle cellule quando l acqua si trasferisce all interno delle cellule stesse, dove la pressione osmotica è maggiore (vedi Fig. 1-6, A). L edema cerebrale e polmonare si manifesta contestualmente a tali spostamenti di liquidi. 6 Con l iponatriemia, il volume plasmatico diminuisce, comportando sintomi di ipovolemia. L eccesso di acqua libera determina l aumento del volume del LEC e la comparsa di sintomi di ipervolemia (Tab. 1-8). Iponatriemia FISIOPATOLOGIA. L iponatriemia si sviluppa quando la concentrazione sierica di sodio diminuisce fino a meno di 135 meq/l. Si tratta del disturbo elettrolitico più comune nei pazienti ospedalizzati. 7 L iponatriemia può essere dovuta alla perdita di sodio, a un apporto di sodio inadeguato o alla diluizione del sodio nell organismo. Le sindromi cliniche che possono causare iponatriemia comprendono la sindrome da inappropriata secrezione di ormone antidiuretico (Syndrome of Inappropriate Secretion of AntiDiuretic Hormone, SIADH; eccesso di ADH) e l incapacità di riassorbire sodio da parte dei tubuli distali. Spesso le carenze sodiche provocano ipo-osmolalità, con conseguente spostamento dell acqua all interno delle cellule e rigonfiamento cellulare (vedi Fig 1-6, A; vedi anche Cosa c e di nuovo? Iponatriemia e ospedalizzazione). Le carenze di sodio pure sono generalmente causate dai diuretici 8 e dalle perdite extrarenali, per esempio dovute a vomito, diarrea, aspirazione gastrointestinale o ustioni. Un apporto inadeguato di sodio con la dieta è raro, ma può verificarsi negli individui che seguono regimi iposodici, in particolare tra coloro che assumono diuretici. L iponatriemia diluzionale si verifica in seguito a un eccesso di acqua corporea totale in relazione alla quantità complessiva di sodio nell organismo o allo spostamento di acqua dallo spazio del LIC allo spazio del LEC (per es., con la somministrazione di mannitolo). L integrazione dei liquidi persi con la somministrazione di una soluzione al 5% di destrosio in acqua per via endovenosa può anch essa causare iponatriemia diluzionale perché, una volta metabolizzato il glucosio, resta una soluzione ipotonica con effetto diluente. Anche l uso eccessivo di una soluzione fisiologica ipotonica (per es., NaCl 0,45%) può determinare una diluizione. Inoltre, l eccessiva sudorazione può stimolare la sete e l assunzione di grandi quantità di acqua, con conseguente diluizione del sodio; tale condizione può essere associata a un allenamento di resistenza in cui si provveda soltanto al reintegro di acqua pura. TABELLA 1-8 CAUSE E CONSEGUENZE DEGLI SQUILIBRI IPOTONICI FATTORE CAUSALE MECCANISMO EFFETTI SUL LEC EFFETTI SUL LIC Diminuzione del sodio (iponatriemia) Eccesso idrico Altri fattori Assunzione inadeguata Ipoaldosteronismo Terapia diuretica eccessiva Furosemide Acido etacrinico Tiazidici Assunzione eccessiva di acqua pura Somministrazione eccessiva di soluzioni ipotoniche per via endovenosa Assunzione di acqua per compensare la perdita di liquido ipotonico Enteroclismi con acqua di rubinetto Polidipsia psicogena Ritenzione idrica renale Sindrome da inappropriata secrezione di ormone antidiuretico (SIADH) Disidratazione isotonica trattata con D 5 W per via endovenosa; il glucosio in D 5 W viene metabolizzato ad acqua, contribuendo all iponatriemia Sindrome nefrosica Cirrosi Insufficienza cardiaca Contrazione del volume extracellulare e ipovolemia (possono non verificarsi in caso di eccesso idrico) Espansione del volume extracellulare e ipervolemia (possono non verificarsi se il liquido è imprigionato nello spazio intracellulare) Ipervolemia o ipovolemia D 5 W, soluzione al 5% di destrosio in acqua; LEC, liquido extracellulare; LIC, liquido intracellulare. Aumento dell acqua intracellulare, edema Rigonfiamento delle cellule cerebrali, irritabilità, depressione, stato confusionale Edema cellulare sistemico con debolezza, anoressia, nausea e diarrea Edema (vedi sopra) Edema (vedi sopra)

12 12 Capitolo 1 Ambiente cellulare: liquidi ed elettroliti, acidi e basi COSA C È DI NUOVO? Iponatriemia e ospedalizzazione L iponatriemia (concentrazione sierica di sodio < 135 mmol/l) e l iponatriemia grave (concentrazione sierica di sodio < 120 mmol/l) sono le anomalie elettrolitiche più comuni tra i soggetti ospedalizzati e si associano a un grave rischio di morbilità e mortalità. L iponatriemia può essere difficile da diagnosticare, poiché può svilupparsi contestualmente all euvolemia, all ipervolemia o all ipovolemia. Tra i soggetti particolarmente a rischio, oltre agli anziani, i bambini e le donne in pre-menopausa, figurano i pazienti sottoposti a terapia intensiva e quelli cirrotici con ascite, sindromi di insufficienza cardiaca, lesioni cerebrali, sepsi o insufficienza multiorgano. La percentuale di morte o danni cerebrali è compresa tra il 50 e l 83% ed è correlata all edema cerebrale, all aumento della pressione intercranica e all ipossemia cerebrale, con crisi convulsive, arresto respiratorio, coma e morte. L uso di diuretici tiazidici è una causa comune di iponatriemia, che può verificarsi entro 2 settimane dall inizio del trattamento. L iponatriemia post-operatoria è dovuta alla somministrazione di fluidi ipotonici e alla disregolazione della secrezione di ormone antidiuretico (arginina-vasopressina). Il trattamento basato su restrizione idrica, terapia diuretica, integrazione di sodio e somministrazione di urea è efficace nei casi meno gravi. Una soluzione ipertonica di cloruro di sodio non è generalmente pericolosa nei casi di iponatriemia acuta. In caso di somministrazione troppo rapida sussiste il rischio di mielinosi cerebrale. Gli antagonisti dei recettori dell arginina-vasopressina (vaptani) rappresentano una terapia efficace che può agire aumentando l afflusso ematico al rene, con maggiore formazione di urina senza perdita di elettroliti. I vaptani sono controindicati nei casi di iponatriemia ipovolemica. Il monitoraggio frequente, con attenzione anche ai sintomi più lievi, e il trattamento tempestivo migliorano l esito clinico. Fonte: Aperis G, Alivanis P: Rev Recent Clin Trials 6(2): , 2011; Chawla A et al.: Clin J Am Soc Nephrol 6(5): , 2011; Elhassan EA, Schrier RW: Exp Opin Investig Drugs 20(3): , 2011; Human T: Pharmacother 31(5 Suppl):18S-24S, 2011; Robertson GL: Nat Rev Endocrinol 7(3): , 2011; Pfennig CL, Slovis CM: Emerg Med Pract 14(10):1-26, 2012; Vaishya R et al: J Indian Med Assoc 110(2):94-97, 2012; Konishi M et al: J Card Fail 18(8): , 2012; Lindner G, Schwarz C: Minerva Med 103(4): , L iponatriemia può causare alterazioni ipotoniche o ipertoniche. Nei casi di insufficienza renale oligurica acuta, insufficienza cardiaca congestizia grave o cirrosi, l escrezione renale dell acqua risulta compromessa. I livelli di acqua corporea totale e sodio aumentano, ma l aumento dell acqua eccede l aumento del livello di sodio, con conseguente iponatriemia ipotonica. L iponatriemia ipertonica insorge con lo spostamento dell acqua dal LIC al LEC, come avviene nei casi di iperglicemia, iperlipidemia e iperproteinemia. Il passaggio di liquido osmotico al LEC diluisce a sua volta la concentrazione di sodio e di altri elettroliti. MANIFESTAZIONI CLINICHE. Il rigonfiamento cellulare e le carenze di sodio intracellulare alterano la normale capacità di depolarizzazione e ripolarizzazione delle cellule. Tra le alterazioni neurologiche tipiche dell iponatriemia figurano letargia, cefalea, stato confusionale, apprensione, crisi convulsive e coma. La perdita di sodio pura può essere accompagnata da una perdita di LEC, che causa ipovolemia con sintomi di ipotensione, tachicardia e diminuzione dell escrezione di urina. L iponatriemia diluzionale è accompagnata da aumento ponderale, edema, ascite e distensione delle vene giugulari. L edema cerebrale con aumento della pressione endocranica può essere una complicanza fatale dell iponatriemia ipervolemica. VALUTAZIONE E TERAPIA. Negli stati iponatriemici la concentrazione sierica di sodio scende al di sotto dei 135 meq/l. Con le carenze di sodio pure, i livelli di ematocrito e proteine plasmatiche possono risultare elevati. Il peso specifico dell urina è inferiore a 1,010 quando la funzione renale è nella norma, poiché la conservazione del sodio è massima. Il trattamento dell iponatriemia deve essere mirato alla patologia di base. Le perdite di sodio e di volume idrico si calcolano in fase di valutazione clinica, selezionando poi appropriate soluzioni di integrazione. Nella maggior parte dei casi di iponatriemia diluzionale è necessaria la restrizione dell assunzione di acqua, poiché i livelli corporei di sodio possono apparire normali o aumentati nonostante le basse concentrazioni sieriche. Le soluzioni saline ipertoniche vanno usate con cautela nei casi di iponatriemia grave o in presenza di sintomi quali crisi convulsive. 9 Ipocloremia L ipocloremia, ovvero una bassa concentrazione sierica di cloruro (inferiore a 97 meq/l), si presenta solitamente in associazione con iponatriemia o con un elevata concentrazione di bicarbonato, come nell alcalosi metabolica (vedi pag. 28). La carenza di sodio dovuta a un assunzione inadeguata, all uso di diuretici e al vomito è accompagnata da carenza di cloruro. La fibrosi cistica è una malattia genetica caratterizzata da ipocloremia. In ogni caso, è necessario il trattamento della causa di base. Eccesso idrico FISIOPATOLOGIA. Quando l organismo funziona normalmente, è praticamente impossibile che si verifichi un eccesso di acqua corporea totale poiché l equilibrio idrico è mantenuto dai reni. Tuttavia, alcuni individui con patologie psichiche che assumono acqua in maniera compulsiva possono sviluppare un intossicazione d acqua. Anche l esercizio intensivo, con reintegro di grandi volumi di acqua priva di elettroliti, può causare iperidratazione. Tra le condizioni cliniche che possono accelerare l eccesso idrico figurano l insufficienza renale grave, l insufficienza cardiaca congestizia grave e la cirrosi. La diminuzione della formazione di urina conseguente a patologie renali o a un minore afflusso ematico ai reni contribuisce all eccesso idrico. L effetto complessivo è la diluizione del LEC con conseguente spostamento di acqua nello spazio intracellulare per osmosi. La SIADH, nota anche come disregolazione della vasopressina, aumenta la ritenzione idrica in quanto i livelli di ADH sono elevati (vedi Cap. 6). L eccesso idrico è solitamente associato a iponatriemia. MANIFESTAZIONI CLINICHE. I sintomi da eccesso idrico sono correlati alla velocità con la quale è avvenuta l assunzione di acqua. Un eccesso acuto può causare edema cerebrale, accompagnato da stato confusionale e convulsioni. Debolezza, nausea, spasmi muscolari, cefalea e aumento ponderale sono sintomi comuni di un accumulo idrico cronico. VALUTAZIONE E TERAPIA. È possibile ridurre la concentrazione sierica di sodio, ma questo può accadere anche con una carenza pura di sodio. L osmolalità di siero e urina diminuisce poiché la concentrazione idrica è superiore alla concentrazio-