Równowaga wodno-elektrolitowa

Z Równowaga wodno-elektrolitowa organizmów ma kluczowe znaczenie dla normalnego przebiegu wszystkich procesów biochemicznych. Reakcje chemiczne niezbędne do życia zachodzą tylko w środowisku wodnym. Rozprowadzanie płynów w organizmie jest regulowane przez elektrolity. Bilans wodno-elektrolitowy obejmuje wodę i rozpuszczone w niej elektrolity.

Jaka jest równowaga wodno-elektrolitowa?

Życie powstało w morzu, które od początku miało określoną koncentrację i skład elektrolitów. Nawet po tym, jak organizmy opuściły ocean w ramach ewolucji, woda i rozpuszczone sole nadal odgrywały kluczową rolę w procesach biochemicznych.

Organizm ludzki składa się w około 60% z wody. W wodzie rozpuszczają się różne sole, które są znane jako elektrolity.

Ciało składa się z komórek. Dlatego cały organizm jest podzielony na różne pomieszczenia. Najbardziej znany jest podział na przestrzeń wewnątrzkomórkową i zewnątrzkomórkową. Obie przestrzenie są oddzielone od siebie błonami komórkowymi. Istnieją istotne różnice w składzie elektrolitów między przestrzenią wewnątrzkomórkową (przestrzenią wewnątrzkomórkową) i przestrzenią zewnątrzkomórkową (przestrzenią zewnątrzkomórkową). Te różnice są trwale utrzymywane przez aktywne procesy transportu przez błony komórkowe.

Ponieważ woda może dyfundować przez błony komórkowe, ale jony elektrolitów przedostają się przez błony tylko za pomocą aktywnych pomp, powstaje tak zwane ciśnienie osmotyczne. Pomimo różnego składu cieczy w różnych pomieszczeniach (przedziałach) ciśnienie osmotyczne jest wyrównane.

Funkcja i zadanie

Między różnymi przedziałami zachodzi ciągła wymiana. Przy zrównoważonej równowadze wodno-elektrolitowej istnieją stałe różnice potencjałów między przestrzenią wewnątrzkomórkową i przestrzenią zewnątrzkomórkową, ponieważ skład elektrolitu w tych dwóch przestrzeniach jest inny.

Elektrolity obejmują dodatnio naładowane kationy sodu, potasu, wapnia lub magnezu oraz ujemnie naładowane aniony fosforanu, wodorowęglanu lub chlorku. Istnieją inne ujemnie naładowane jony związków organicznych, takie jak białka.

Różny skład płynu wewnątrz i na zewnątrz komórek zapewnia płynny przebieg ważnych reakcji, które mogą zachodzić tylko w określonych warunkach. Poprzez tak zwany kanał sodowy w błonach jony sodu i chloru są transportowane głównie do przestrzeni zewnątrzkomórkowej, a jony potasu i fosforanu lub ujemnie naładowane białka są transportowane do wewnętrznej przestrzeni komórkowej. Tylko w ten sposób w komórce mogą zachodzić najważniejsze procesy biochemiczne. W komórce znajdują się organelle komórkowe, które z kolei tworzą własne przestrzenie i są oddzielone od cytoplazmy błonami.

Ogólnie rzecz biorąc, istnieje potencjalna różnica między wewnętrzną przestrzenią komórkową a przestrzenią zewnątrzkomórkową ze względu na różny rozkład stężeń. Zmiany stężenia zapewniają wymianę informacji między komórkami. W ten sposób można przekazywać informacje, które są ważne dla interakcji komórek.

Ponadto elektrolity zapewniają zarówno dystrybucję płynów w organizmie, jak i niezakłócony przepływ procesów biochemicznych na poziomie komórki. Ponadto odgrywają również ważną rolę w przekazywaniu bodźców w komórkach nerwowych.

Przestrzeń zewnątrzkomórkowa jest podzielona na przestrzeń śródmiąższową i wewnątrznaczyniową. Przestrzeń wewnątrznaczyniowa zawiera płyn w naczyniach krwionośnych i limfatycznych. Przestrzeń śródmiąższowa to przestrzeń między poszczególnymi komórkami. Dwie trzecie całkowitej wody w organizmie znajduje się w komórkach, a zatem jedna trzecia poza komórkami. Z tej trzeciej trzy czwarte płynu znajduje się w przestrzeni śródmiąższowej, podczas gdy przestrzeń wewnątrznaczyniowa zawiera jedną czwartą wody w przestrzeni zewnątrzkomórkowej.

Równowaga wodno-elektrolitowa jest utrzymywana dzięki codziennemu spożyciu wody i elektrolitów w pożywieniu i napojach. Ciało powinno otrzymać około 2,5 litra płynu. Wydalanie płynów i elektrolitów następuje głównie przez nerki. Jednak duża część jest również tracona przez pocenie się i oddychanie.

Osobisty skład składników odżywczych powinien zapewniać wchłanianie wymaganej ilości elektrolitów wraz z pożywieniem.

Choroby i dolegliwości

Zaburzenia równowagi wodno-elektrolitowej mogą prowadzić do poważnych chorób. W przypadku choroby nerek lub w niektórych ekstremalnych sytuacjach może dojść do załamania regulacji równowagi wodno-elektrolitowej organizmu. Oprócz chorób nerek dotyczy to ciężkiej biegunki, wymiotów, utraty krwi, obfitego pocenia się lub odwodnienia z powodu pragnienia.

Różne choroby mogą prowadzić do odwodnienia, ale także do przewodnienia, hipo- lub hiperwolemii, hipo- lub hipernatremii, hipo- lub hiperkaliemii oraz hipo- lub hiperkalcemii. Wszystkie te warunki powodują rozpad normalnego potencjału między przestrzenią wewnątrzkomórkową a przestrzenią zewnątrzkomórkową. Może dojść do sytuacji zagrażającej życiu, którą należy leczyć odpowiednim wlewem elektrolitu.

System równowagi wodno-elektrolitowej jest kontrolowany przez różne mechanizmy. Należą do nich mechanizm pragnienia, układ renina-angiotensyna-aldosteron, hormon antydiuretyczny lub peptydy działające na nerki. Zakłócenie tych mechanizmów może prowadzić do poważnych zaburzeń równowagi wodno-elektrolitowej.

Jon sodu jest jednym z najważniejszych jonów, które utrzymują równowagę elektrolitów i płynów. W przypadku hiponatremii (zbyt niskiego stężenia sodu) mogą na przykład wystąpić skurcze mięśni, dezorientacja, letarg, a nawet śpiączka. W zależności od konkretnej przyczyny, w takich przypadkach należy zastąpić sód. Objawy hipernatremii (zbyt wysokiego stężenia jonów sodu) są często nieswoiste i objawiają się uczuciem osłabienia i deficytami neurologicznymi. Zabieg przeprowadza się np. Metodą hydratacji niskosodowej.