O voda-elektrolit ravnovesje organizmov je ključnega pomena za normalno delovanje vseh biokemijskih procesov. Kemične reakcije, potrebne za življenje, se pojavijo le v vodnem okolju. V tem okviru je distribucija tekočin v telesu uravnava elektroliti. voda-elektrolit ravnovesje vključuje voda in elektroliti raztopljen v njem.
Kakšna je vodno-elektrolitska bilanca?
Vodni elektrolit ravnovesje vključuje vodo in elektroliti raztopljen v njem. Življenje je nastalo v morju, ki je imelo določeno koncentracija in sestava elektrolitov od začetka. Tudi potem, ko so organizmi med evolucijo zapustili ocean, se je voda in raztopila soli še naprej igrala pomembno vlogo v biokemijskih procesih. Na primer, človeški organizem je sestavljen iz približno 60 odstotkov vode. Raztopljeni v vodi so različni soli, ki jih imenujemo elektroliti. Telo je sestavljeno iz celic. Zato je celoten organizem razdeljen na različne prostore. Najbolj znana je delitev na znotrajcelični in zunajcelični prostor. Oba prostora sta med seboj ločena s celičnimi membranami. Med znotrajceličnim prostorom (znotrajcelični prostor) in zunajceličnim prostorom (zunajcelični prostor) obstajajo pomembne razlike v sestavi elektrolitov. Te razlike trajno vzdržujejo aktivni transportni procesi skozi celične membrane. Ker voda lahko difundira skozi celične membrane, toda ioni elektrolitov lahko skozi membrane prehajajo samo z aktivnim črpanjem, se vzpostavi tako imenovani osmotski tlak. Kljub razlikam v sestavi tekočine v različnih prostorih (predelkih) se osmotski tlak izravna.
Funkcija in naloga
Med različnimi predelki obstaja stalna izmenjava. V uravnoteženem vodno-elektrolitskem ravnovesju obstajajo stalne potencialne razlike med znotrajceličnim in zunajceličnim prostorom, ker je elektrolitska sestava v teh dveh prostorih različna. Elektroliti vključujejo pozitivno nabite katione natrijev, kalij, kalcij or magnezijev in negativno nabiti anioni fosfat, bikarbonat oz klorid. Drugi negativno nabiti ioni organskih spojin, kot so beljakovin obstajajo tudi. Različna sestava tekočine znotraj in zunaj celic zagotavlja nemoten potek pomembnih reakcij, ki lahko potekajo le pod določenimi pogoji. Skozi tako imenovano natrijev kanal znotraj membran, natrij kot tudi klorid ioni se večinoma prenašajo v zunajcelični prostor in kalij tako dobro, kot fosfat ioni ali negativno nabiti beljakovin v znotrajcelični prostor. Le tako lahko v celici potekajo najpomembnejši biokemični procesi. V celici so celični organeli, ki pa tvorijo svoje prostore in so z membrano ločeni od citoplazme. Na splošno nastane potencialna razlika med znotrajceličnim in zunajceličnim prostorom zaradi drugačnega koncentracija distribucija. Spremembe v koncentracija zagotoviti izmenjavo informacij med celicami. Na ta način se lahko informacije prenašajo naprej, kar je pomembno za interakcijo celic. Poleg tega skozi elektrolite tako tekočina distribucija v telesu in je zagotovljen nemoten potek biokemijskih procesov na celični ravni. Poleg tega imajo tako tudi pomembno vlogo pri prenosu dražljajev v živčnih celicah. Izvencelični prostor je razdeljen na intersticijski in intravaskularni prostor. Intravaskularni prostor vključuje tekočino v kri in limfna plovila. Intersticijski prostor je prostor med posameznimi celicami. Dve tretjini celotne telesne tekočine je znotraj celic in tako tretjina zunaj celic. Od te tretjine intersticijski prostor po vrsti vsebuje tri četrtine tekočine, medtem ko intravaskularni prostor vsebuje četrtino vode, ki jo najdemo v zunajceličnem prostoru. Vodno-elektrolitsko ravnovesje se vzdržuje z dnevnim vnosom vode in elektrolitov skozi hrano in pijače. Hkrati naj bo telo oskrbljeno s približno 2.5 litra tekočine. Izločanje tekočine in elektrolitov poteka predvsem skozi ledvice. Velik del pa se izgubi tudi s potenjem in dihanjem. Osebna sestava hranil mora zagotoviti, da se potrebna količina elektrolitov absorbira skozi hrano.
Bolezni in bolezni
Motnje vodno-elektrolitskega ravnovesja lahko vodi do resnih bolezni. Pri ledvičnih boleznih ali v nekaterih ekstremnih situacijah se lahko poruši telesna regulacija vodno-elektrolitskega ravnovesja. Poleg ledvice to je na primer pri hudih boleznih driska, bruhanje, kri izguba, močno znojenje or dehidracija zaradi žeje. Različne bolezni lahko vodi do dehidracija, ampak tudi na hiperhidracijo, hipo- ali hipervolemijo, hipo- ali hipernatremija, hipo- oz hiperkaliemija in hipo- ali hiperkalciemija. Vsi ti pogoji povzročajo razgradnjo normalnega potenciala med znotrajceličnim in zunajceličnim prostorom. Lahko se zgodi življenjsko nevarna situacija, ki jo je treba zdraviti z ustrezno infuzijo elektrolita. Sistem vodno-elektrolitskega ravnovesja nadzoruje več mehanizmov. Sem spadajo žejni mehanizem renin-angiotenzin-aldosteron sistem, antidiuretični hormon ali ledvični peptidi. Motnje v teh mehanizmih lahko povzročijo resne motnje v vodno-elektrolitskem ravnovesju. Na primer natrijev ion je med najpomembnejšimi ioni, ki služijo za vzdrževanje splošnega ravnovesja elektrolitov in tekočin. V primeru hiponatremije (nezadostna koncentracija natrija), na primer mišice krči, dezorientacija, letargija ali celo koma pojavijo. V teh primerih je treba nadomestiti natrij, odvisno od specifičnega vzroka. Simptomi hipernatremija (prekomerna koncentracija natrijevih ionov) so pogosto nespecifične in se kažejo kot občutki šibkosti in nevroloških primanjkljajev. Zdravljenje vključuje dodajanje tekočine z malo natrija.
