(Bài dịch) Áp lực thẩm thấu, natri, kali, clorua và bicarbonat

Áp lực thẩm thấu, natri, kali, clorua và bicarbonat (Osmolality, sodium, potassium, chloride, and bicarbonate)

Tác giả: John G. Toffaletti PhD and Craig R. Rackley MD. Sách “Blood Gases and Critical Care Testing”, 3rd edition, Elsevier Publisher, 2022, Chương 8, 159-192
Dịch và biên tập: Ths.Bs. Lê Đình Sáng

Điều hòa áp lực thẩm thấu và thể tích_______
Giới thiệu
Áp lực thẩm thấu trong huyết tương liên quan đến số lượng chất tan (các hạt hòa tan) hòa tan trong 1 kg nước huyết tương, với áp lực thẩm thấu bình thường từ 280 đến 295 mOsm/kg. Đo áp lực thẩm thấu huyết thanh được sử dụng để đánh giá khả năng điều hòa cân bằng nước và natri của cơ thể, trong khi áp lực thẩm thấu nước tiểu đánh giá khả năng cô đặc nước tiểu của thận. Ở trạng thái ổn định, tổng lượng nước cơ thể (TBW) và hàm lượng muối của chúng ta vẫn tương đối không đổi. Sự tăng hoặc giảm lượng nước và muối nạp vào sẽ ảnh hưởng đến việc giữ nước và muối cũng như bài tiết ở thận.

TBW được định nghĩa là dịch chiếm không gian nội bào (khoảng 65% TBW) và ngoại bào (khoảng 10% nội mạch; khoảng 25% kẽ) của cơ thể. Nhìn chung, mặc dù TBW dao động hàng giờ do mất qua thận, phổi và da, và tăng do ăn uống, áp lực thẩm thấu huyết tương được điều hòa chặt chẽ hơn và vẫn tương đối ổn định (1,2).

Lưu ý rằng thuật ngữ “osmolarity” liên quan đến số lượng chất tan trên một lít thể tích huyết tương và được biểu thị bằng mmol/L. Một thuật ngữ khác là áp lực thẩm thấu keo hoặc áp lực thẩm thấu keo, liên quan đến tác dụng giữ nước của protein. Về mặt lâm sàng, điều này liên quan nhất đến dịch nội mạch (máu) nơi nồng độ protein cao trong huyết tương ngăn chặn sự di chuyển nước quá mức vào dịch kẽ. Rối loạn cân bằng này có thể gây phù, là sự tích tụ dịch trong khoang kẽ.

Sự bài tiết nước ở thận chủ yếu được kiểm soát bởi hormone chống bài niệu (ADH) còn được gọi là vasopressin, một peptide được tiết ra bởi tuyến yên sau. Để tăng tái hấp thu nước, ADH mở các kênh nước trong màng tế bào lót các ống góp ở thận (3).

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự tiết ADH: (1) các thụ thể ở vùng dưới đồi kích thích sản xuất và tiết ADH ở tuyến yên sau để đáp ứng với sự tăng áp lực thẩm thấu; (2) Các thụ thể căng nằm ở tâm nhĩ tim cảm nhận tăng huyết áp do tăng thể tích máu và ức chế tiết ADH; và (3) các thụ thể căng ở động mạch kích thích tiết ADH khi huyết áp giảm do giảm thể tích máu.

Nồng độ natri trong máu bị ảnh hưởng bởi sự điều hòa cả áp lực thẩm thấu huyết tương và thể tích máu. Như chúng ta sẽ thấy sau đây, áp lực thẩm thấu và thể tích được điều hòa bởi các cơ chế riêng biệt, mặc dù cả hai cơ chế đều liên quan đến ADH: áp lực thẩm thấu (natri) được điều hòa bằng thay đổi cân bằng nước thông qua ADH, trong khi thể tích được điều hòa bằng thay đổi cân bằng natri thông qua hệ thống renin-angiotensin-aldosterone và ADH (4,5). Ở người có khả năng duy trì cân bằng nước và áp lực thẩm thấu bình thường, nếu tiêu thụ một lượng lớn dịch nhược trương như nước, để ngăn ngừa quá tải thể tích, thận đáp ứng bằng cách bài tiết nhanh chóng nước tiểu loãng, thậm chí trước khi các dịch nội bào và ngoại bào cân bằng (2).

Tính toán áp lực thẩm thấu
Áp lực thẩm thấu của huyết tương liên quan đến nồng độ của các ion (Na, K, Cl, albumin, v.v.) và các chất tan trung tính như glucose và ure. Sự đóng góp của các ion có thể được ước tính may mắn là 2 × [Na] (tính bằng mmol/L), vì ba lý do:

• NaCl trong huyết tương có 75% “hoạt tính thẩm thấu”. Do đó, 1 mmol NaCl hoạt động như thể nó phân ly thành 1,75 mmol các hạt thẩm thấu (0,75 Na+ + 0,75 Cl- + 0,25 NaCl) (6).
• Huyết tương là 93% nước và 7% protein và lipid (với các ion chủ yếu giới hạn trong không gian nước huyết tương).
• Các ion khác như K+, Ca2+, và Mg2+ chiếm khoảng 8% hoạt tính thẩm thấu so với ion natri.

Do đó, đóng góp natri vào áp lực thẩm thấu là
(1,75 / 0,93) × 1,08 × [Na] = 2 × [Na]

Áp lực thẩm thấu tính toán (mOsm/kg) =
(2 × [Na]) + [BUN(mg/dL)] / 2,8 + [glucose(mg/dL)] / 18

trong đó BUN là nitơ urê máu.

Lưu ý: Vì nồng độ của natri, ure và glucose là tính theo độ mol, các tính toán “áp lực thẩm thấu” thực sự là tính toán độ thẩm thấu.

Điều hòa áp lực thẩm thấu
Phản ứng với tăng áp lực thẩm thấu được mô tả dưới đây và được thể hiện trong Hình 8.1.

Hình 8.1 Phản ứng với thay đổi thể tích máu và áp lực thẩm thấu. Mất nước gây ra cả giảm thể tích máu và tăng áp lực thẩm thấu máu. Giảm thể tích máu làm giảm huyết áp, kích thích cả hệ thống renin-angiotensin-aldosterone và tiết ADH, với ADH là phản ứng chung đối với cả giảm thể tích máu và tăng áp lực thẩm thấu. Các thụ thể thể tích nằm ở các tiểu động mạch đến của thận, tim, động mạch và ống lượn xa, bằng cách cảm nhận giảm huyết áp, kích thích tiết renin. Tăng áp lực thẩm thấu máu được phát hiện bởi các thụ thể áp lực thẩm thấu trong vùng dưới đồi, tạo ra ADH được lưu trữ và giải phóng qua tuyến yên sau. ADH có một số tác dụng làm bình thường hóa áp lực thẩm thấu máu. Nó kích hoạt các ống thận của ống góp để tái hấp thu nhiều nước hơn bằng cách tạo ra các protein kênh nước gọi là aquaporin. ADH gây co mạch để tạm thời tăng huyết áp. ADH cũng dẫn đến tăng khát nước, điều này sẽ gây tăng lượng nước uống vào để bình thường hóa áp lực thẩm thấu máu. Đây là một bản vẽ gốc.

Điều hòa nước ở thận bởi ADH và cơn khát đều đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa áp lực thẩm thấu huyết tương. Để duy trì áp lực thẩm thấu huyết tương bình thường (~280-300 mOsm/kg) của nước huyết tương)], cả cơn khát và ADH đều được kích hoạt. Các thụ thể áp lực thẩm thấu trong vùng dưới đồi đáp ứng nhanh chóng với những thay đổi nhỏ về áp lực thẩm thấu: Tăng 1%-2% áp lực thẩm thấu gây ra tăng gấp bốn lần nồng độ ADH lưu hành và ham muốn uống mạnh mẽ. Ngược lại, giảm 1%-2% áp lực thẩm thấu sẽ ngừng hoàn toàn sản xuất ADH (7). ADH hoạt động bằng cách tăng tái hấp thu nước ở các ống góp vỏ và tủy của thận. Tác dụng này ngắn hạn vì ADH có thời gian bán hủy trong tuần hoàn chỉ 15-20 phút. Vỏ thượng thận cũng ảnh hưởng đến sự tiết aldosterone bằng cách ngừng tiết khi áp lực thẩm thấu huyết tương tăng (3).

Bài tiết nước ở thận quan trọng hơn trong việc kiểm soát thừa nước, trong khi cơn khát quan trọng hơn trong việc ngăn ngừa thiếu nước hoặc mất nước. Hãy xem xét những gì xảy ra trong các điều kiện sau: