Water- en zouthuishouding

Transcriptie

1 Water- en zouthuishouding Dr. F.P.A.M.N. Peters 7.1 Opbouw en samenstelling van de lichaamsruimten Het aantal lichaamscellen van een volwassene bedraagt ongeveer Deze cellen vormen samen de intracellulaire ruimte (ICR). In deze cellen zijn eiwitten en andere componenten gesuspendeerd en opgelost in een waterige K- Mg-fosfaatoplossing. De lichaamscellen baden in het eiwitarme interstitiële vocht, dat met het eiwitrijke plasma de extracellulaire ruimte (ECR) vormt. In deze ECR is natrium (Na + ) het belangrijkste kation en zijn chloride (Cl ) en bicarbonaat (HCO 3 ) de belangrijkste anionen. In figuur 7.1 is een globaal overzicht gegeven van de osmolaliteiten van de componenten in de drie functioneel belangrijkste ruimten waarover het lichaamswater is verdeeld. De osmotische activiteit is hierbij voor alle compartimenten identiek gesteld. Hierbij moeten we bedenken dat de osmolaliteit weergeeft hoeveel deeltjes per kg water in oplossing zijn, zonder daarbij onderscheid te maken tussen ionen en moleculen en zonder te letten op het molecuulgewicht. Zo zal 1 mmol glucose/kg water theoretisch een osmolaliteit van 1 mosmol/kg geven. Splitst een molecuul in twee ionen, zoals NaCl, dan geldt: 1 mmol NaCl/kg water geeft 2 mosmol/kg. In figuur 7.2 is de waterverdeling in procenten ten opzichte van het lichaamsgewicht gegeven voor de volwassen man. Voor de vrouw is het totale watergehalte minder (gemiddeld 50% in plaats van 60%) en de deelruimten evenredig lager, hoofdzakelijk ten gevolge van een grotere hoeveelheid subcutaan vet. Tussen de intra- en extracellulaire vloeistoffen bestaat een dynamisch biochemisch evenwicht, waarbij waterkanalen en ionenkanalen in de wand van de lichaamscellen een fundamentele rol spelen. Deze mechanismen houden de grote concentratieverschillen van Na + en K +, die tussen de beide compartimenten heersen, zo goed mogelijk in stand. Het evenwicht tussen het interstitiële vocht en het plasma berust op eenvoudige fysisch-chemische verplaatsingen via de wanden van de bloedcapillairen, die als drijvende krachten de bloeddruk en de colloïdosmotische druk hebben. J. J.M. L. Hoffmann et al., Interpretatie van medisch laboratoriumonder zoek, DOI / _7, 2012 Bohn Stafleu van Loghum, onderdeel van Springer M edi a

2 7 Water- en zouthuishouding plasma ECR interstitium ICR ureum glucose ureum glucose ureum glucose HCO 3 Na + mosmol/kg water 100 Na + HCO HCO 3 3 Cl Na + Cl K + eiwit 50 fosfaat 0 K + eiwit rest eiwit rest SO 2 4 Mg 2+, Ca 2+ K +, Ca 2+, Mg 2+ Mg 2+ Figuur 7.1 Overzicht van de concentraties in de drie lichaamscompartimenten, uitgedrukt in mosmol/kg. 7.2 Uitwisseling tussen intracellulaire ruimten en interstitium De membranen van de lichaamscellen werden vroeger beschreven als semipermeabele membranen met daarin Na + - en K + -pompen en waterverplaatsingen via colloïdosmotische drukverschillen tussen ICR en het interstitium. Nu is gebleken dat er water- en ionenkanalen in de celwanden functioneren. De waterkanalen, aquaporinen, kunnen water selectief en regelbaar zeer snel in en uit de cel verplaatsen. Mogelijk speelt passieve diffusie op grond van osmose nog een rol. Er zijn ook ionenkanalen voor Na +, K +, Cl en Ca 2+. Bij het Na + - en K + -transport blijkt dat het verschil in diameter van deze ionen een rol speelt. Deze biofysische activiteiten verklaren onder andere de grote concentratieverschillen tussen Na + en K + van de ICR en ECR. Het is mogelijk dat er kanalen zijn die anabolieten de cel insturen en kanalen die katabolieten de cel uitsturen. Bij het drinken van veel water blijkt dat zowel de ECR als de ICR groter wordt. We hebben dan te maken met een hypo-osmolaire hyperhydratie. Drinken we een geconcentreerde NaCl-oplossing, dan blijken de natrium- en de chlorideconcentraties in de ECR te stijgen, waarna onder invloed van het gecreëerde osmolaliteitsverschil water van de ICR naar de ECR gaat. We hebben dan te maken met een intracellulaire hyperosmolaire dehydratie, waarbij

3 7 Water- en zouthuishouding 59 opgeloste en vaste stoffen 40% intracellulair 35% water 60% extracellulai r interstitieel 15% intravasculair 5% transcellulair 5% Figuur 7.2 (urine, gal, maag-darmvocht, liquor c.s., enz.) Gemiddelde verdeling van het totaal lichaamswater bij de volwassen man in procenten van het lichaamsgewicht. de ICR kleiner is geworden. Enkele basisvormen van hyperhydratie en dehydratie zullen in paragraaf 7.5 verder worden besproken. 7.3 Uitwisseling tussen plasma en interstitium De capillaire vaatwand, die het plasma en het interstitium scheidt, is vrij doorgankelijk voor water, kleine moleculen en ionen, maar nauwelijks voor de hoogmoleculaire eiwitten en de vele daaraan gebonden stoffen. Door de colloïdosmotische druk, veroorzaakt door de plasma-eiwitten, heeft water de neiging zich intravasculair te verzamelen, maar door de bloeddruk wordt water juist uit het vaatbed gedreven. Bij de bloeddoorstroming in het lichaam zal daardoor, afhankelijk van de plaats in het vaatbed, aan de arteriële kant water via de semipermeabele capillairwand naar het interstitium worden geperst, terwijl in het veneuze gedeelte water naar het bloed wordt gezogen. Dit snelle uitwisselingsmechanisme is van fundamenteel belang voor de aanvoer van voedingsstoffen vanuit het bloed via

4 7 Water- en zouthuishouding 4 het interstitium naar de cellen toe en voor de afvoer van afbraakproducten in omgekeerde richting. De uitwisselingssnelheid is zeer hoog. Het plasmawater wisselt ruim honderdmaal per minuut uit met het interstitiële water, terwijl ionen zoals Na + en Cl en een klein molecuul zoals ureum meer dan vijftigmaal per minuut uitwisselen. Dit mechanisme is ook voor de klinische chemie van belang, omdat in het goed toegankelijke plasma vrij snel veranderingen kunnen worden gesignaleerd die veroorzaakt worden door processen in de weefsels. Ook de invloed van houding en stuwen bij de bloedafname op de eiwitconcentratie wordt veroorzaakt door de snelle verplaatsing van de vloeistof door de vaatwand. De osmolaliteit van het plasma wordt voor ongeveer 90% bepaald door natrium, chloride en bicarbonaat, terwijl de bijdrage van de plasma-eiwitten, gering qua aantal deeltjes, te verwaarlozen is. Daarnaast kunnen bij uremie ureum en bij hyperglykemie glucose een significante bijdrage aan de osmolaliteit leveren. De osmolaliteit van het plasma kan bepaald worden door de vriespunts- of de dampdrukverlaging te meten ten opzichte van water en wordt uitgedrukt in milli-osmol per kg water (mosmol/kg). Daarnaast is het mogelijk de osmolaliteit van plasma grof te berekenen met behulp van de formule: osmolaliteit = 2[Na + ] + [ureum] + [glucose] mosmol/ kg, waarin de concentraties worden uitgedrukt in mmol/l. 2[Na + ] kan (eigenlijk beter) vervangen worden door: [Na + ] + [Cl ] + [HCO ] Homeostase De homeostase van de ongeveer 45 l water en de 3000 mmol natrium, die het lichaam van een gemiddelde volwassene bevat, wordt normaal bepaald door evenwicht tussen opname en verlies. Water en elektrolyten komen het lichaam binnen met drinken en voedsel, terwijl daarnaast constant water wordt gevormd bij allerlei metabole processen (oxidatiewater). De wateropname wordt in het algemeen gereguleerd door het dorstcentrum in de hypothalamus, dat reageert op de osmolaliteit van het plasma. Renaal water- en elektrolytverlies is normaal een resultante van de glomerulaire filtratie en tubulaire resorptie. Het waterverlies is sterk afhankelijk van de activiteit van het antidiuretisch hormoon (ADH), dat bij een osmolaliteitsverhoging in versterkte mate wordt uitgescheiden door de hypothalamus/hypofyse. Dit werkt in de nieren watersparend, terwijl gebrek aan ADH een waterdiurese tot gevolg heeft. Naast deze renale wateruitscheiding vindt nog waterverlies plaats met de feces en via de huid en longen (zie tabel 7.1). De hoeveelheid water die zo wordt uitgescheiden, kan aanmerkelijk stijgen bij respectievelijk diarree en koorts en staat dan nauwelijks onder controle van homeostatische mechanismen. De natriumbalans regelt in belangrijke mate de water- en zouthuishouding en de bloeddruk. Deze combinatie is het gevolg van het feit dat natrium het belangrijkste extracellulaire ion is, zodat bij gelijkblijvende osmolaliteit van de lichaamsvloeistoffen een positieve natriumbalans leidt tot een vergroting van het extracellulaire volume, van het bloedvolume en dus van de

5 7 Water- en zouthuishouding 5 Tabel 7.1 waterwinst Gemiddelde normale waterbalans in ml/24 uur (volwassene in Nederland). waterverlies obligatoir (ml) facultatief (ml) obligatoir (ml) facultatief (ml) drank urine water in voeding 550 huid 400 longen 350 oxidatiewater 350 feces 150 subtotaal subtotaal totaal 2300 totaal 2300 bloeddruk. Omgekeerd leidt een negatieve natriumbalans tot een vermindering van de bloeddruk. Onder fysiologische omstandigheden houdt de renale excretie of resorptie de natriumbalans in evenwicht. Daarom wordt de bloeddruk nauwelijks beïnvloed door de hoeveelheid natrium in de voeding. Bij deze homeostase zijn drie endocriene organen betrokken, namelijk de nieren (renine en de glomerulaire filtratiefractie), de bijnieren (aldosteron) en het hart (cardiale natriuretische peptiden) (zie figuur 7.3). In de atria en ventrikels van het hart worden twee verwante hormonen geproduceerd: het atrium-natriuretisch peptide (ANP) en het brain-natriuretisch peptide (BNP). De belangrijkste functie van beide hormonen is het beschermen van de circulatie tegen overbelasting door het bevorderen van de natriurese en diurese. Het zijn tegenhangers van het renine-angiotensinesysteem. De functie van het BNP wordt verder besproken in paragraaf Een lage bloeddruk lokt twee renale effecten uit: een hogere natriumretentie en de secretie van renine door de juxtaglomerulaire cellen. Het vrijkomen van renine heeft een kettingreactie tot gevolg, namelijk de omzetting van angiotensinogeen in angiotensine I, dat door het angiotensine converting enzyme (ACE) het angiotensine II oplevert. Dit polypeptide veroorzaakt twee reacties: een directe vasoconstrictie van de arteriolen en een stimulering van de zona glomerulosa van de bijnieren tot secretie van aldosteron, het natriumretinerend hormoon bij uitstek. Zowel de natriumretentie als de vasoconstrictie leiden tot een verhoging van de bloeddruk, die een rekking van het atrium veroorzaakt, waardoor ANP en BNP vrijkomen. Beide hormonen zorgen voor vasodilatatie en verhogen de natriurese. Hierdoor wordt het

6 7 Water- en zouthuishouding 62 hoge cardiale natriuretische peptiden vasoconstrictie verhoging bloedvolume angiotensine II aldosteron natriumretentie ACE angiotensine I renine plasma-natrium angiotensinogeen lage bloeddruk natrium in voeding Figuur 7.3 Regeling van de bloeddruk door het samenspel van de hormonen renine, angiotensine, aldosteron en cardiale natriuretische peptiden. De doorlopende lijnen geven een stimulerende werking aan, de onderbroken lijnen een remmende. lichaam effectief beschermd tegen een te sterke bloeddrukverhoging of een overvulling van het cardiovasculaire systeem. 7.5 Waterbalans onder fysiologische en pathologische omstandigheden Door de stofwisseling en door aanvoer met het voedsel zullen er altijd zouten en katabolieten moeten worden uitgescheiden. Per 24 uur is dat gemiddeld circa 500 mosmol. Daar de nieren maximaal tot mosmol/kg kunnen concentreren (bij dorsten), is het urinevolume minimaal 500 : 1300 = 0,4 kg = 400 ml. Daarnaast is er nog waterverlies via huid en longen en met de feces van gemiddeld 900 ml/24 uur. De som van dit onontkoombare waterverlies (1300 ml) wordt obligatoir verlies genoemd (zie tabel 7.1). Het is duidelijk dat per 24 uur minstens 1000 ml water obligatoir moet worden opgenomen met drank en voeding om dit waterverlies goed te maken. De hoeveelheid water die meer wordt aangeboden, leidt automatisch tot een facultatief urinevolume. Enkele aspecten rond de waterbalans, verweven met de pathofysiologie van de water- en zouthuishouding, komen hier ter illustratie aan de orde. Meer NaCl in het dieet doet het obligatoire urinevolume toenemen.

7 7 Water- en zouthuishouding 63 Als een eiwitarm dieet wordt voorgeschreven, zal er minder ureum als afbraakproduct worden gevormd, waardoor dus het obligatoire urinevolume zal dalen. Bij een zout- en eiwitarm dieet kan het obligatoire urinevolume dalen tot circa 200 ml/24 uur. Als een gezonde volwassene in enkele uren twee liter transpireert, neemt dus het obligatoire waterverlies via de huid sterk toe. Daar de gemiddelde zoutconcentratie van zweet zeer laag is (Na + - en Cl -concentratie elk ongeveer 20 mmol/l), zal dit transpireren leiden tot hyperosmolaire dehydratie. Primair zal de osmolaliteit in de ECR stijgen, secundair in de ICR door osmotische waterverplaatsing van de ICR naar de ECR. Het gevolg is een vrij homogeen waterverlies van ongeveer 2 liter op 45 liter lichaamswater. Grofweg betekent dit een volumeafname van 5%. De osmolaliteit en de Na + - en Cl -concentratie zullen globaal 5% stijgen. Bovendien zal met deze hyperosmolaire dehydratie ook een dehydratie van de cellen optreden, wat dorst veroorzaakt. Met het drinken van twee liter extra water zal het proces van hydratie omgekeerd verlopen en ongeveer tot de uitgangstoestand leiden. Wanneer een overmaat aan water niet via de huid, maar via de nieren verloren gaat (bijvoorbeeld bij een patiënt met diabetes insipidus), zal, net als in de situatie die hierboven beschreven is, het obligatoire waterverlies sterk vergroot zijn. Dit leidt tot een hyperosmolaire dehydratie met als gevolg dorst, extra drinken en polyurie. Afhankelijk van de hoeveelheid water die gedronken wordt, zullen we verhoogde Na + - en Cl -concentraties in het plasma vinden. De behandeling zal moeten worden afgestemd op het bereiken van een normale osmolaliteit, respectievelijk normale Na + - en Cl - concentraties. Bij het pathologisch drinken van veel water (psychogene polydipsie) wordt de waterbalans positief en zal er polyurie optreden ten gevolge van de polydipsie. Ook als de waterbalans over 24 uur ongeveer in evenwicht is, is het toch mogelijk dat deze zeer langzaam (weken, maanden) positief (bijvoorbeeld oedeemvorming) of negatief (bijvoorbeeld bij de ziekte van Addison, een tekort aan aldosteron/cortisol) wordt. Jaarlijks overlijden miljoenen mensen door uitdroging, vooral baby s. Dit gebeurt hoofdzakelijk in tropische landen. Niet alleen door transpiratie en gebrek aan drinkwater is er een tekort aan vocht, maar vooral ook door diarree als gevolg van darminfecties vanwege slechte hygiënische omstandigheden. De genoemde omstandigheden veroorzaken vooral verlies van water en zout, wat onder andere leidt tot een verkleining van het extracellulair volume en tot een vermindering van het circulerend volume. Er treedt dan perifere vasoconstrictie op, zodat het lichaam zijn warmte niet kwijt kan, met koorts als mogelijk gevolg. De therapie bestaat uit orale toediening van water en zout. Daartoe zijn thans overal goedkope zakjes met zout en glucose beschikbaar. De inhoud wordt ter plaatse opgelost in gekookt water (ORS, oral rehydration solution). Deze behandeling kan levensreddend zijn en is een van de meest doelmatige die in de geneeskunde wordt toegepast.

8 7 Water- en zouthuishouding Natrium in plasma referentiewaarden invloed leeftijd mmol/l pasgeborenen: enkele mmol/l lager variatie variatie intra-individueel binnen een dag: 1% van dag tot dag: 1% analytische variatie 1% significant verschil 4% voorbereiding patiënt invloed omstandigheden invloed geneesmiddelen gebruikelijke analysemethoden analytische storingen bloedafname: geen androgenen en glucocorticosteroïden: hogere waarden diuretica: lagere waarden directe of indirecte potentiometrie bij sterk lipemisch plasma en bij sterk verhoogd totaaleiwit (bij aanwezigheid van M-proteïnen) worden te lage waarden gemeten met indirecte potentiometrie, maar niet met directe potentiometrie Interpretatie Oorzaken hyponatriëmie: hypo-osmolaire hyperhydratie, bijvoorbeeld door pathologische ADHafgifte (tumor) en toediening van een vloeistof met een lage natriumconcentratie bij patiënten met vochtverlies en zoutverlies; hypo-osmolaire dehydratie, bijvoorbeeld bij hypoaldosteronisme en bij vochtverlies (via nieren, diarree, braken, transpiratie, gebruik van diuretica) gevolgd door (veel) water drinken en bij acute intracraniële aandoeningen. Oorzaken hypernatriëmie: hyperosmolaire hyperhydratie, bijvoorbeeld bij hyperaldosteronisme; hyperosmolaire dehydratie, bijvoorbeeld onvoldoende gecompenseerd waterverlies (bij een pasgeborene of een bewusteloze patiënt) en bij patiënten met diabetes insipidus. Bij de interpretatie van de natriumconcentratie in plasma dient men rekening te houden met de gebruikte analysemethode. Indirecte potentiometrie (meting in verdund plasma), de veruit meest gebruikte methode, geeft bij sterk lipemisch plasma en bij een sterk verhoogd totaaleiwitgehalte (Mproteïne) te lage waarden (pseudohyponatriëmie). Directe potentiometrie

9 7 Water- en zouthuishouding 65 (meting in onverdund plasma) geeft de juiste waarden, ook in pathologische monsters. 7.7 Natrium in urine referentiewaarden variatie variatie intra-individueel analytische variatie significant verschil voorbereiding patiënt invloed voeding invloed geneesmiddelen gebruikelijke analysemethode mmol/24 uur (sterk afhankelijk van het dieet) van dag tot dag: 30% 2% 80% natrium in de voeding heeft een grote invloed op de uitkomst diuretica: hogere natriumexcretie directe of indirecte potentiometrie Interpretatie De bepaling van natrium in urine is alleen geïndiceerd bij hyponatriëmie. Men kan de volgende twee situaties onderscheiden bij hyponatriëmie. Geen natriumverlies via de nieren. Wanneer de nieren maximaal natrium retineren, is de natriumexcretie minder dan 10 mmol/dag. Oorzaken van de hyponatriëmie kunnen dan zijn: extrarenaal natriumverlies (braken, diarree, extreme transpiratie, maag- darmdrainage, verbranding); verdunningssyndromen (levercirrose, congestive heart failure, ascites, oedeem); een zoutarm dieet. Wel natriumverlies via de nieren. Wanneer er natriumverlies via de urine optreedt, is de natriumexcretie veel groter dan 20 mmol/dag. In dit geval komen als oorzaken van de hyponatriëmie in aanmerking: nierfunctiestoornissen (salt loosing nephritis, pyelonefritis, tubulaire stoornissen, hypokaliëmie, hypercalciëmie, toxische stoffen); natriumverlies bij normale nierfunctie (diuretica, bijnierinsufficiëntie). Bij het syndroom van de inappropriate ADH secretion (SIADH) is de Na-concentratie in plasma laag, maar de uitscheiding van natrium in de urine meer dan 20 mmol/dag.

10 7 Water- en zouthuishouding Chloride in plasma referentiewaarden volwas- senen invloed leeftijd mmol/l pasgeborenen: enkele mmol/l lager variatie variatie intra-individueel binnen een dag: 1% van dag tot dag: 1% analytische variatie 1% significant verschil 4% voorbereiding patiënt invloed omstandigheden invloed geneesmiddelen gebruikelijke analysemethode analytische storingen bloedafname: geen androgenen en glucocorticosteroïden: hogere waarden diuretica: lagere waarden directe of indirecte potentiometrie bij sterk lipemisch plasma en bij sterk verhoogd totaaleiwit (bij aanwezigheid van M-proteïnen) worden te lage waarden gemeten met indirecte potentiometrie, maar niet met directe potentiometrie Interpretatie Oorzaken hypochloremie: hypo-osmolaire hyperhydratie (zie hyponatriëmie); hypo-osmolaire dehydratie (zie hyponatriëmie); metabole alkalose (braken); gecompenseerde respiratoire acidose (astma). Oorzaken hyperchloremie: hyperosmolaire hyperhydratie (zie hypernatriëmie); hyperosmolaire dehydratie (zie hypernatriëmie); metabole acidose; respiratoire alkalose (hyperventilatie).

11 7 Water- en zouthuishouding Osmolaliteit van plasma referentiewaarden invloed leeftijd variatie analytische variatie voorbereiding patiënt invloed omstandigheden invloed geneesmiddelen gebruikelijke analysemethoden analytische storingen mosmol/kg pasgeborenen: enkele mosmol/kg lager 1% bloedafname: geen corticosteroïden: hogere waarden diuretica: lagere waarden vriespuntverlaging, dampdrukverlaging bij de dampdrukverlaging worden vluchtige stoffen (ethanol, aceton) niet meebepaald Interpretatie Oorzaken osmolaliteitsverlaging: zie hyponatriëmie. Oorzaken osmolaliteitsverhoging: zie hypernatriëmie; hyperglykemie; uremie, ethanolgebruik (alleen bij de methode vriespuntverlaging). Aan de hand van enkele schema s (zie figuur 7.4) zijn systematisch de hoofdvormen van hyperhydratie en dehydratie weergegeven. Als we aannemen dat de plasmabicarbonaatconcentratie niet varieert, mag een vrij constant verschil tussen de Na + - en Cl -concentraties worden verwacht (zie figuur 7.1). Verder nemen we aan dat er geen netto-ionentransport over de celmembranen plaatsvindt, zodat de totale intracellulaire osmolaliteit circa = circa 7500 mosmol bedraagt. Het getal 26 is 35% van het gewicht van een volwassene, zijnde het aantal kg van de intracellulaire massa (zie figuur 7.2). Voor de praktijk kan samenvattend worden gesteld dat hypernatriëmie bijna altijd wijst op hyperosmolaire dehydratie, terwijl hyponatriëmie vaker wordt veroorzaakt door hypo-osmolaire hyperhydratie dan door hypo-osmolaire dehydratie.

12 7 Water- en zouthuishouding 68 hyperhydratie (+5 l) 300 hyperosmolair ICR 23,5 l ECR 26,5 l hypo-osmolair ICR 30 l ECR 20 l mosmol/kg volume (I) totale osmolaliteit totaal lichaamswater lichaamsgewicht bloedvolume Na + -concentratie Cl -concentratie Hb, totaaleiwit ICR: 7500 ECR: ICR: 7500 ECR: 5000 Ht N dorst + oorzaak - hyperaldosteronisme - vervanging vochtverlies bij pat. met zoutverlies met vloeist. met [Na + ] - ongecontroleerde ADHafgifte (tumor) water en zout te veel water te veel 7.10 Kaliummetabolisme Inleiding Van de totale hoeveelheid kalium (± 3500 mmol) die zich in het lichaam bevindt, komt slechts circa 2% in de ECR voor. In het plasma is de kaliumconcentratie ongeveer 4 mmol/l; in de ICR ongeveer 150 mmol/l (zie figuur 7.1). Dit grote concentratieverschil tussen de ICR en de ECR wordt in stand gehouden door de Na + -K + -kanalen in de celwand, die Na + de cel uit en K + de cel in pompen. De kaliumconcentratie in de ECR (plasma) wordt bepaald door het verschil tussen de kaliumopname en -uitscheiding en door de uitwisseling van kalium tussen de ECR en de ICR. De kaliumuitscheiding vindt hoofdzakelijk renaal plaats, ofschoon er ook significant kaliumverlies via de huid en met de

13 7 Water- en zouthuishouding 69 normale hydratie dehydratie ( 5 l) ( mosmol/kg) man van 75 kg hyperosmolair hypo-osmolair ICR 23,5 l ECR 16,5 l ICR 26 l ECR 19 l ICR 30 l ECR 10 l ICR: 7500 ECR: 5500 N N N N ICR: 7500 ECR: ICR: 7500 ECR: 2500 N N Figuur 7.4 N N + - waterverlies (transpiratie, braken, diarree, diab. insip.) + onvoldoende wateropname (neonaten, bewusteloze patiënt) Schematisch overzicht van de hoofdvormen van hyperhydratie. - hypo-aldosteronisme - vochtverlies gevolgd door vervanging met vloeist. met [Na + ] geen watertekort water- en zouttekort feces kan optreden. In de darm wordt dagelijks een grote hoeveelheid kalium uitgescheiden, waarvan het grootste deel weer wordt geresorbeerd. Alleen bij diarree en bij langdurig braken is het mogelijk dat gastro-intestinaal kaliumverlies van betekenis optreedt. Via de glomeruli worden dagelijks enkele tientallen grammen kalium gefiltreerd. In de proximale niertubuli wordt dit bijna volledig teruggeresor- beerd, waarna eventueel uitwisseling van cellulair K + tegen Na + in het lumen van de distale tubuli en de verzamelbuisjes plaatsvindt. Dit heeft renale kaliumuitscheiding en natriumsparing tot gevolg. Deze uitwisseling wordt bepaald door de aldosteronactiviteit, de hoeveelheid natrium die voor uitwisseling beschikbaar is en de relatieve concentraties H + - en K + -ionen die in de

14 7 Water- en zouthuishouding 70 periluminaire cellen aanwezig zijn. Aangezien deze H + - en K + -ionen elkaar competitief beïnvloeden, zullen veranderingen in de kaliumhomeostase phveranderingen tot gevolg kunnen hebben. Zo zien we bij kaliumverlies ten gevolge van diarree dat het extracellulaire kaliumtekort aangevuld wordt door verplaatsing van K + van de ICR naar de ECR, uitgewisseld tegen H + en Na +, wat leidt tot een extracellulaire alkalose en een intracellulaire acidose. Er zullen bij een kaliumtekort dus meer H + -ionen renaal worden uitgescheiden bij de Na + -resorptie (zuurdere urine), wat leidt tot een verhoogde plasmabicarbonaatconcentratie (metabole alkalose). De combinatie van een hypokaliëmie en een verhoogde plasmabicarbonaatconcentratie wordt in de praktijk bij volwassenen vaker veroorzaakt door een chronische kaliumdepletie, bijvoorbeeld bij het gebruik van bepaalde diuretica, dan door een zeldzamer voorkomende metabole alkalose ten gevolge van H + -verlies (braken). Het omgekeerde (een hyperkaliëmie en een lage plasmabicarbonaatconcentratie) wordt daarentegen zelden veroorzaakt door een kaliumovermaat, maar veel vaker door een metabole acidose Afwijkingen in de kaliumhomeostase Hypokaliëmie wordt meestal veroorzaakt door kaliumverlies van het gehele lichaam. We spreken dan van kaliumdepletie. Wordt de hypokaliëmie gecompenseerd door verplaatsing van kaliumionen van de ICR naar de ECR, dan kan de kaliumconcentratie in het plasma binnen het normale gebied blijven. Een normale kaliumconcentratie in het plasma sluit een kaliumdepletie dus niet uit. Een andere oorzaak van hypokaliëmie kan een gevolg zijn van extracellulaire alkalose, waarbij door uitwisseling van K + van de ECR tegen H + van de ICR de extracellulaire alkalose wordt verminderd. Aangezien de lichaamscellen een enorme voorraad kalium bevatten, zien we meestal hyperkaliëmie optreden als te veel kalium de cellen verlaat. Tot slot nog enige opmerkingen over het gebruik van diuretica en de invloed die diuretica uitoefenen op het kaliummetabolisme. De belangrijkste diuretica die tot renaal kaliumverlies leiden, zijn: osmotische diuretica (bijvoorbeeld mannitol); thiaziden (chloor- en hydrochloorthiazide, epithiazide en ook chloorthalidon); carboanhydraseremmers (acetazolamide); furosemide, ethacrynezuur, bumetanide. De kaliumsparende diuretica kunnen worden verdeeld in aldosteronantagonisten zoals spironolacton en diuretica die onafhankelijk van aldosteron de distaal-tubulaire kaliumsecretie remmen, zoals triamtereen en amiloride.

15 7 Water- en zouthuishouding Kalium in plasma referentiewaarden invloed leeftijd 3,5-4,5 mmol/l pasgeborenen: 3,5-6,0 mmol/l variatie variatie intra-individueel binnen een dag: 5% van dag tot dag: 5% analytische variatie 2% significant verschil 15% voorbereiding patiënt invloed omstandigheden invloed geneesmiddelen gebruikelijke analysemethoden analytische storingen hemolytisch plasma verschil plasma/serum bloedafname: geen een aantal diuretica, insuline en glucose: lagere waarden aldosteronantagonisten en kaliumsparende diuretica: hogere waarden directe of indirecte potentiometrie zichtbare hemolyse geeft sterk verhoogde uitkomsten: hemolytisch plasma is niet bruikbaar voor een kaliumbepaling serum geeft tot 10% hogere waarden Opmerking: - binnen een uur na afname moet het bloed gecentrifugeerd en het plasma van de cellen gescheiden worden, omdat anders merkbare kaliumlekkage uit de cellen optreedt - als de temperatuur stijgt, daalt de kaliumconcentratie in niet-gecentrifugeerd materiaal Interpretatie Oorzaken hypokaliëmie: kaliumverlies: gastro-intestinaal (bijvoorbeeld bij braken, diarree verergerd door secun- dair hyperaldosteronisme); renaal (bijvoorbeeld bij hyperaldosteronisme, bij K + -losing nephritis en bij gebruik van diuretica die de distale natriumresorptie verminderen); verschuiving ECR ICR, bijvoorbeeld bij insulinetoediening; te weinig opname bij parenterale therapie met weinig of geen kalium. Oorzaken hyperkaliëmie: verschuiving ICR ECR: massale weefselbeschadiging en -afbraak (brandwonden) en hemolyse; weefselanoxie;

16 7 Water- en zouthuishouding 72 extracellulaire acidose; verminderde renale uitscheiding: hypoaldosteronisme; afname van, voor uitwisseling beschikbaar, natrium bij glomerulaire aandoeningen, natriumtekort en diuretica (aldosteronantagonisten). Opmerking Kaliumwaarden > 7,0 mmol/l zijn potentieel levensbedreigend.