Definition Elektrolyt

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1 Elektrolytstörungen Dr. med. Nilufar Mohebbi Klinik für Nephrologie, Universitätsspital Zürich und Physiologisches Institut und Zentrum für Integrative Humanphysiologie (ZIHP), Universität Zürich

2 Definition Elektrolyt Chemisch: Eine Substanz, die in einer Flüssigkeit gelöst (meistens in H 2 O aber auch in anderen Flüssigkeiten) - zu Ionen dissoziiert und somit fähig ist, Strom zu leiten Beispiel: NaCl Na + + Cl - (in H 2 O) positiv geladen: Kation negativ geladen: Anion Physiologisch: Ionen, die die elektrische Ladung von Zellen, den ph und den osmotischen Gradienten aufrecht erhalten

3 Normwerte Blutplasma [mmol/l] Intrazelluläre Flüssigkeit [mmo/l] Na K Ca² Mg² Cl HCO³ HPO 4 2- /H 2 PO Proteine Sonstige (z.b. SO 4 2-, Laktat) Interstitielle Flüssigkeit hat eine ähnliche Zusammensetzung wie Blutplasma! Adatpted from Burton D. Rose, 5th Edition Schmidt/Thews/Lang 1999

4 Einteilung Hyponatriämie/ Hypernatriämie Hypokaliämie/ Hyperkaliämie Hypokalzämie/ Hyperkalzämie Hypomagnesiämie/ Hypermagnesiämie Hypochlorämie/ Hyperchlorämie Hypophosphatämie/ Hyperphosphatämie Häufig kombiniert mit Störungen des Säure-Basen-Haushalts! Metabolische Alkalose Metabolische Azidose

5 Burton Rose 2005 Most Frequently Accessed Topics in UpToDate: Causes of hyponatremia 2. Approach to abnormal liver function tests 3. Diagnosis of hyponatremia 4. Manifestations and diagnosis of acute pulmonary embolism 5. Approach to the patient with anemia 6. Diagnostic evaluation of a pleural effusion 7. Approach to the patient with renal disease 8. Approach to the diagnosis of dementia 9. Alcohol withdrawal syndromes 10. Rhabdomyolysis 11. Approach to the patient with metabolic acidosis 12. Treatment of hyponatremia

6 Natrium-Konzentration fast immer Zeichen einer Störung im Wasserhaushalt! Plasma [Na + ~ ] = Na e+ + K e + Gesamtkörperwasser

7 adapted from Edelman et al, J Clin Invest 1958 Zusammenhang zwischen Serum-Na-Konzentration und das Verhältnis zum Gesamtkörperwasser Plasma Na +, meq/l

8 Natrium-Konzentration fast immer Zeichen einer Störung im Wasserhaushalt! Plasma [Na + ~ ] = Na e+ + K e + Gesamtkörperwasser ADH

9 Pathogenese Hyponatriämie Gestörte renale Wasserausscheidung > Normale renale Wasserausscheidung A. Verminderung des effektiv zirkulierenden Blutvolumens 1. Gastrointestinaler Verlust: Erbrechen, Diarrhoe, Blutung 2. Renaler Verlust: Diuretika, Hypoaldosteronismus, Na + -Verlust- Nephropathie 3. Verlust über die Haut: Marathonläufer, Verbrennung 4. Herzinsuffizienz, Leberzirrhose, Nephrot. Syndrom mit Hypalbuminämie B. Diuretika 1. Thiazide (sehr häufig) 2. Schleifendiuretika (selten) C. Nierenversagen D. ADH-Ueberschuss 1. SIADH (Syndrom der inadäquaten ADH- Ausschüttung) 2. Cortisolmangel (Nebenniereninsuffizienz) 3. Hypothyreose E. Verminderte Einnahme von Solute F. Zerebraler Salzverlust A. Primäre Polydipsie B. Reset Osmostat: z.b. Schwangerschaft, Psychose, Tetraparese, Mangelernährung

10 Fallbeispiel Hyponatriämie 32-jähriger Mann mit der Diagnose Bronchial-Ca 60 kg, euvoläm, keine Oedeme, normotensiv, verwirrt Na 112 mmol/l, K 4.1 mmol/l, Glukose 6 mmol/l, Harnstoff 5 mmol/l Was nun?

11 Wichtige Fragen bei der Diagnostik und Therapie hyponatriämer Patienten 1. Liegt eine Hyponatriämie und eine Hypoosmolalität vor? 2. Ist die Antwort der Niere adäquat? 3. Wie ist der Volumenstatus des Patienten? 4. Wie schnell ist die Hyponatriämie entstanden?

12 Diagnostisches Flussdiagramm bei Hyponatriämie (1) Hyponatriämie P Osm normal oder hoch P Osm niedrig Pseudohyponatriämie Translokationelle Hyponatriämie U Osm < 100mosm/kg U Osm > 100mosm/kg Protein Lipid Glukose Mannitol Primäre Polydypsie und niedrige Solut Zufuhr (Wasser Einfuhr zu hoch für Urin Verdünnung) s. nächste Abb.

13 Fallbeispiel 1. Liegt eine Hyponatriämie und eine Hypoosmolalität vor? Ja, Serumosmolalität: 235 mosm/l [Serumosmolalität = (2 x Na) + Glukose + Harnstoff] 2. Ist die Reaktion der Niere adäquat? 3. Wie ist der Volumenstatus des Patienten? 4. Wie schnell ist die Hyponatriämie entstanden?

14 Diagnostisches Flussdiagramm bei Hyponatriämie (1) Hyponatriämie 235 mosm/l P Osm normal oder hoch P Osm niedrig Pseudohyponatriämie Translokationelle Hyponatriämie U Osm < 100mosm/kg U Osm > 100mosm/kg Protein Lipid Glukose Mannitol Primäre Polydypsie und niedrige Solut Zufuhr (Wasser Einfuhr zu hoch für Urin Verdünnung) s. nächste Abb.

15 Fallbeispiel 1. Liegt eine Hyponatriämie und eine Hypoosmolalität vor? Ja, Serumosmolalität: 235 mosm/l [Serumosmolalität = (2 x Na) + Glukose + Harnstoff] 2. Ist die Reaktion der Niere adäquat? Urinosmolalität 443 mosm/l 2. Wie ist der Volumenstatus des Patienten? 4. Wie schnell ist die Hyponatriämie entstanden?

16 ADH und Osmolalität 235 mosm/l 443 mosm/l

17 Vasopressin/AQP2

18 Diagnostisches Flussdiagramm bei Hyponatriämie (1) Hyponatriämie 235 mosm/l P Osm normal oder hoch P Osm niedrig Pseudohyponatriämie Translokationelle Hyponatriämie U Osm < 100mosm/kg U Osm > 100mosm/kg Protein Lipid Glukose Mannitol Primäre Polydypsie und niedrige Solut Zufuhr (Wasser Einfuhr zu hoch für Urin Verdünnung) s. nächste Abb.

19 Diagnostisches Flussdiagramm bei Hyponatriämie (2) Hyponatriämie U Osm > 100mosm/kg Wie ist der Volumen Status des Patienten? Hypovolämie Euvolämie Hypervolämie U Na > 25 mmol/l U Na < 25 mmol/l U Na > 25 mmol/l U Na < 25 mmol/l U Na > 25 mmol/l Renale Verluste Extrarenale Verluste Diuretika Mineralokortikoid Defizienz Salz Verlust Nephropathie Ketonurie Zerebraler Salz Verlust Erbrechen Diarrhoe Verbrennungen Pankreatitis Blutung SIADH Herzinsuffizienz Leberzirrhose Nephrotisches Syndrom Niereninsuffizienz Schwangerschaft

20 Fallbeispiel 1. Liegt eine Hyponatriämie und eine Hypoosmolalität vor? Ja, Serumosmolalität: 235 mosm/l [Serumosmolalität = (2 x Na) + Glukose + Harnstoff] 2. Ist die Reaktion der Niere adäquat? Urinosmolalität 443 mosm/l 3. Wie ist der Volumenstatus des Patienten? keine Oedeme, normaler Blutdruck euvoläm 4. Wie schnell ist die Hyponatriämie entstanden?

21 Diagnostisches Flussdiagramm bei Hyponatriämie (2) Hyponatriämie U Osm > 100mosm/kg Wie ist der Volumen Status des Patienten? Hypovolämie Euvolämie Hypervolämie U Na > 25 mmol/l U Na < 25 mmol/l U Na > 25 mmol/l U Na < 25 mmol/l U Na > 25 mmol/l Renale Verluste Extrarenale Verluste Diuretika Mineralokortikoid Defizienz Salz Verlust Nephropathie Ketonurie Zerebraler Salz Verlust Erbrechen Diarrhoe Verbrennungen Pankreatitis Blutung SIADH Herzinsuffizienz Leberzirrhose Nephrotisches Syndrom Niereninsuffizienz Schwangerschaft

22 Fallbeispiel 1. Liegt eine Hyponatriämie und eine Hypoosmolalität vor? Ja, Serumosmolalität: 235 mosm/l [Serumosmolalität = (2 x Na) + Glukose + Harnstoff] 2. Ist die Reaktion der Niere adäquat? Urinosmolalität 443 mosm/l 3. Wie ist der Volumenstatus des Patienten? keine Oedeme, normaler Blutdruck euvoläm 4. Wie schnell ist die Hyponatriämie entstanden? innerhalb der letzten 4-5 Wochen

23 Komplikation der Hyponatriämie normal Hyponatriämie Verschiebung von Wasser aus dem EZR in den IZR Hirnödem!

24 Symptomatische Behandlung Abschätzung des Effekts eines Liters einer Infusionslösung: Na (mmol) = Infusat Na - Serum Na total body water + 1 Na (mmol) = (Infusat Na + Infusat K) - Serum Na total body water + 1 Adrogué and Madias, N Engl J Med 2000; 342:1581

25 Vorsicht! Langsame Entstehung langsame Korrektur! Bei zu schneller Korrektur der Hyponatriämie: T2-gewichtetes MRT mit symmetrischen Arealen erhöhter Signale in der Brücke: pontine Myelinolyse. Ann Int Med 1997;126:57

26 SIADH Hypothalamische ADH-Produktion Neuropsychiatrische Erkrankungen: Infektionen: Meningitis, Enzephalitis, Abszesse, Herpes zoster Vaskulär: Thrombose, Subarachnoidal-Blutung, Arteriitis temporalis Medikamente: Carbamazepin, Fluoxetin, Sertralin, Haloperidol, Gabapentin Lungen-Erkrankungen: Tuberkulose, Pneumonie Übelkeit, Erbrechen, starke Schmerzen Ektope ADH-Produktion: Karzinome: kleinzelliges Bronchial-CA, solide Darm-Tumoren, Pankreas-CA Exogenes ADH: Gabe von Vasopressin oder Oxytocin

27 Hypernatriämie fast immer Zeichen einer Störung im Wasserhaushalt! Plasma [Na + ~ ] = Na e+ + K e + Gesamtkörperwasser

28 Pathogenese Hypernatriämie Wasserverlust > Salzzufuhr A. Unsichtbarer Verlust 1. Vermehrtes Schwitzen (z.b. Fieber, Sport) 2. Verbrennung B. Renaler Verlust 1. Zentraler Diabetes insipidus 2. Nephrogener Diabetes insipidus 3. Osmotische Diurese: Glukose, Harnstoff, Mannitol C. Gastrointestinaler Verlust 1. Osmotische Diarrhoe: Laktulose, Malabsorption, infektiöse Gastroenteritis D. Hypothalamische Störung 1. Primäre Hypodipsie 2. Osmostatverstellung 3. Essentielle Hypernatriämie mit Funktionsverlust der Osmorezeptoren E. Wasserverschiebung in die Zelle 1. Krampfanfall 2. Rhabdomyolyse A. Verabreichung von hypertoner NaCloder NaHCO 3 -Lösung B. Salzeinnahme

29 Fallbeispiel Hypernatriämie Selten, aber wahr!

30 Wichtige Fragen bei der Diagnostik und Therapie hypernatriämer Patienten 1. Wie ist der Volumenstatus des Patienten? 2. Hat der Patient Gewicht verloren? 3. Hat der Patient Durst? 4. Ist die Reaktion der Niere adäquat?

31 Differentialdiagnose Hypernatriämie Häufig! Selten!

32 Fallbeispiel 1. Wie ist der Volumenstatus des Patienten? Blutdruck hoch hypervoläm 2. Hat der Patient Gewicht verloren? 3. Hat der Patient Durst? 4. Ist die Reaktion der Niere adäquat?

33 Hypernatriämie Ist das ECF Volumen expandiert? Ja Zuviel Natrium Nein Hat das Körpergewicht abgenommen? Ja Wie sind Urin Volumen und Osmo? Nein Volumen niedrig Osmo hoch Nicht renale H 2 O Verluste Nein Volumen hoch Osmo niedrig Diuretikum? Ist die Urin Osmo sehr niedrig? H 2 O Shift Ja Steigt die Urin Osmo nach ADH Gabe? Osmotische Diurese Glucose, Urea, Mannitol Medik. induziert Zentraler Diabetes insipidus Nephrogener Diabetes insipidus

34 Fallbeispiel 1. Wie ist der Volumenstatus des Patienten? Blutdruck hoch hypervoläm 2. Hat der Patient Gewicht verloren? nein 3. Hat der Patient Durst? sicher, aber leider keinen freien Zugang zu Wasser! 4. Ist die Reaktion der Niere adäquat? ja, Urin-Osmolalität 800 mosm/l!

35 Klinik und Komplikationen der Hypernatriämie

36 Therapie der Hypernatriämie Beseitigung der Ursache Cave! Maximal 10 mmol/l pro Tag Na (mmol) = Infusat Na - Serum Na total body water + 1 Na (mmol) = (Infusat Na + Infusat K) - Serum Na total body water + 1 Adrogué and Madias, N Engl J Med 2000; 342:1581

37 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

38 Na-Konzentration und Osmolalität ~ Plasma Osm = 2 x Plasma [Na + ] + Glukose + Harnstoff ~ effektive Plasma Osm = 2 x Plasma [Na + ] + Glukose Unter norm. Bedingungen tragen Glukose und Harnstoff nur mit 10mosm/kg zur Plasma Osm bei! Plasma ~ Osm = 2 x Plasma [Na + ] effektive Plasma Osm = ~ effektive Osmolalität des Gesamtkörperwasssers 2 x (Na + = ~ e + K e+ ) Gesamtkörperwasser Plasma [Na + ~ Na ] = e+ + K + e Gesamtkörperwasser

39 Hyponatriämie Wie ist der Volumen Status des Patienten? Hypovolämie Euvolämie Hypervolämie Diuretika Mineralokortikoid Defizienz Erbrechen Diarrhoe SIADH Herzinsuffizienz Leberzirrhose Nephrotisches Syndrom Therapie Prinzip 0,9% NaCl Flüssigkeits Restriktion 3% NaCl Furosemid Tolvaptan Herzinsuff Therapie kausale Therapie evtl. Hämodialyse Tolvaptan

40 Berechnung der Wasser-Ungleichgewichts Wasser-Exzess = 0.6 x Körpergewicht (kg) x (1 - Na ist ) 140 Wasser-Defizit = 0.6 x Körpergewicht (kg) x ( Na ist -1) 140

41 Freie Wasser-Clearance Die freie Wasserclearance ist die Menge von Wasser, die aus dem Urin entfernt werden muß oder zu dem Urin hinzugegeben werden muß, um ihn isoosmolal mit dem Plasma zu machen. Cl H2O(e) = V 1 - U Na +U K P Na Wenn U Na +U K < S Na, ist die Cl H2O(e) + und Serum Na muss steigen Wenn U Na +U K >S Na, ist die Cl H2O(e) - und Serum Na muss fallen

42 Quantifizierung der renalen Wasserexkretion (Solut-freies Wasser) dilute urine 140 mosmol/kg 280 mosmol/kg 1000 ml concentrated urine 560 mosmol/kg 280 mosmol/kg 2000ml 2000ml 1000 ml +1000ml 2000ml -1000ml 0 mosmol/kg 0 mosmol/kg Clwater = ml Posm Clwater = ml Posm

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44 Ellison and Berl, N Engl J Med 2007

45 Ellison and Berl, N Engl J Med 2007