HỘI CHÚNG CHUYỂN HOÁ
4. Sự PHÂN BÔ VÀ TRAO ĐỔI NƯỚC, ĐIỆN GlẢl GIỮA CÁC KHU vực TRONG cơ THỂ
4.1. S ự PHÂN BỐ
Nước và các chất điện giải có ở mọi nơi trong cơ thể nhưng chúng được chia thành 2 khu vực chính là trong và ngoài tế bào. Ngoài tế bào lại chia ra làm khu vực gian bào và khu vực lòng mạch. Các công trình nghiên cứu về sự phân bố nước và điện giải trong các khu vực đó đã cho những con số trung bình có thể tóm tắt trong bảng sau:
3.2. CÂN B ẰN G X U Ấ T N H Ậ P M UỐI
C h â 't L ò n g m ạ c h G ia n b à o T ế b à o
N ư ớ c (tín h C 15 5 0
b ằ n g % k h ố i lư ợ n g )
0
C a tio n :
N a + 1 4 7 m E q 1 4 0 m E q 10 m E q
K + 4 m E q 3 ,8 m E q 1 5 0 m E q
C a ++ 5 m E q 4 m E q 2 m E q
M g ++ 3 m E q 5 m E q 2 8 m E q
A n io n :
C l- 1 0 9 m E q 1 1 4 m E q 15 m E q
H C C V 2 8 m E q 2 9 m E q 10 m E q
P 0 4~ 2 m E q 2 m E q 1 4 0 m E q
SO4- 1 m E q 1 m E q 10 m E q
A c id h ữ u c ơ 3 m E q 3 ,2 m E q 4 0 m E q
P r o te in 16 m E q 10 m E q 6 5 m E q
- Về nước: Nếu có một người nặng 60kg, người đó sẽ chứa 42 lít nước, chúng được phân ra như sau:
+ Khu vực trong tế bào: Nước chiếm 50% trọng lượng thân thể, tức là 30 lít.
+ Khu vực gian bào: Nước chiếm 15% trọng lượng thân thể, tức 9 lít.
+ Khu vực lòng mạch: Nước chiếm 5% trọng lượng thân thể tức 3 lít.
Hai khu vực dưới có thể gộp lại thành khu vực ngoài tế bào, với lượng nước bằng 20% trọng lượng thân thể (121ít), trong đó khu vực gian bào chứa nước gấp 3 khu vực lòng mạch (tỷ lệ 3/4vàl/4).
- Về điện giải: Có sự khác biệt cơ bản giữa 3 khu vực của một số ion, đó là protein lòng mạch cao hơn ngoài gian bào, Na+ trong tế bào thấp hơn ngoài, trong khi K + cao hơn rõ rệt; trái lại c r ngoài tế bào thì cao mà P 04" bên trong lại nhiều hơn. Trong khi đó, nếu tính tổng số anion và cation trong từng khu vực, thì ở mỗi khu vực, chúng tương đương với nhau. Tinh trạng này có được là do đặc điểm hoạt động của các màng ngăn cách.
4.2. TRAO ĐỔI GIỮA GIAN BÀO VÀ LÒNG MẠCH
- Vách mao mạch là màng ngăn cách giữa'gian bào và lòng mạch. Màng này với những khe, lỗ nhỏ cho phép nước, ion và các phân tử nhỏ (M<68.000), khuếch tán qua lại tự do. V ì vậy bình thường protein trong lòng mạch cao hơn hẳn trong dịch gian bào, còn thành phần điện giải thì tương tự nhau. Trên thực tế, thành phần điện giải giữa chúng có hơi khác nhau vì do protein mang điện tích âm nên đã đẩy một số anion sang gian bào (c r, H C 0 3') và hấp dẫn một số cation (Na+, Ca++). Tuy vậy khi cân bằng Donnan đã xác lập thì tổng lượng điện giải giữa 2 khu vực vẫn tương đương, do đó áp lực thẩm thấu 2 bên vẫn bằng nhau (đẳng trương).
K hi mất cân bằng về khối lượng nước và điện giải xảy ra giữa 2 khu vực này. V í dụ, khi đưa một lượng nước và muối vào cơ thể thì sẽ có sự trao đổi cả nước lẫn điện giải để lập lại cân bằng.
- Vai trò của áp lực thủy tĩnh và áp lực thẩm thấu keo trong trao đổi nước giữa hai khu vực.
Đầu mao mạch luôn có dòng nước đi ra gian bào và cuối mao mạch liên tục có dòng nước từ gian bào đi vào lòng mạch vì số mao mạch rất lớn nên lượng nước trao đổi nói trên lên tới hàng nghìn lít mỗi ngày.
Cơ chế của hiện tượng trên là do tim trái co bóp tạo ra một áp lực máu (áp lực thủy tĩnh), áp lực này giảm dần khi càng xa tim. Đến đầu mao mạch áp lực này còn 40 mmHg, rồi 28mmHg và lổm m Hg ở cuối mao mạch, nó có xu hướng đẩy nước ra gian bào. Protein trong lòng mạch (chủ yếu do albumin đảm nhiệm) tạo ra một áp lực thẩm thẩu keo, đạt giá trị: 28mmHg có xu hướng kéo nước từ gian bào vào. Sự
N hìn vào các con số trong bảng có thể thấy :
cân bằng giữa 2 áp lực làm cho lượng nước thoát ra khỏi mao mạch tương đương lượng nước được kéo vào. Một lượng rất nhỏ (3-5 lít) không trở về mao mạch ngay mà theo đường bạch huyết về tuần hoàn chung. Có thế tóm tắt hoạt động của 2 lực đó trong hình 1.
Gian bào “QBạch mạch
Lòng mạch /TPtt > Pk ii 40>28
Ptt = Pk 28=28
V
▼ T T V
Ptt < Pk 16<28 Ằ Ạ Ạ Ạ b
Hình 8. 1. Trao đổi nước giữa mao mạch và gian bào.
Ptt: áp lực thuỷ tĩnh, Pk: áp lực keo.
a. Ớ phần mao động mạch, nước ra ngoài.
b. N ơi cân bằng áp suất.
c. Ớ phần mao tĩnh mạch, nước vào trong.
Khi cân bằng trên, giữa áp lực thẩm thấu - keo và áp lực thuỷ tĩnh bị thay đổi hay mao mạch tăng thấm với protein thì cân bằng vận chuyển nước và điện giải ở mao mạch sẽ bị phá vỡ, sẽ bị rố i loạn.
4.3. TRAO ĐỔI GIỮA GIAN BÀO VÀ TỂ BÀO
Gian bào là khu vực đệm giữa lòng mạch và tế bào, nhờ vậy những biến động rất lớn từ lòng mạch (do ngoại môi) không trực tiếp ảnh hưởng ngay đến khu vực tế bào. Màng tế bào ngăn cách hai khu vực này không để các ion tự do khuếch tán qua, do vậy thành phần điện giải giữa 2 khu vực này khác hẳn nhau. Na+ ở gian bào có nồng độ rất cao, có thể khuếch tán vào tế bào, nhưng bị màng tế bào tích cực “ bơm”
ra với sự chi phí năng lượng (ATP). Cũng như vậy, nên nồng độ K + trong tế bào có thể gấp 30 lần ở gian bào.
Như vậy, thành phần điện giải 2 bên rất khác nhau, nhưng tổng lượng chúng lại tương tự nhau, nên áp lực thẩm thấu 2 bên vẫn ngang nhau. Nếu áp lực thẩm thấu chênh lệch, thì nước sẽ trao đổi để lập lại sự cân bằng về áp lực thẩm thấu. Chẳng hạn nếu đưa vào máu 4g NaCl, thì có 3g sẽ vào gian bào làm áp lực thẩm thấu ở gian bào tăng lên. Na+ và c r không vào được tế bào, vậy nước sẽ từ trong tế bào đi ra cho
đến khi 2 bên hết chênh lệch về áp lực thẩm thấu. Cũng như vậy hồng cầu (tế bào) ngâm trong NaCl ưu trương sẽ bị teo lại vì mất nước, còn trong N a ơ nhược trương thì hồng cầu phồng lên vì nhận thêm nước.
Khi có sự rối loạn vận chuyển nước qua màng tế bào, tổn thương hoặc rối loạn hoạt động của màng tế bào ta sẽ thấy có những tình trạng bệnh lý khác nhau của hiện tượng ứ nước, mất nước tế bào, hiện tượng trao đổi điện giải như tăng K + ở gian bào...