Rovnováha voda - elektrolyt

Z Rovnováha voda - elektrolyt organizmov je rozhodujúci pre normálny priebeh všetkých biochemických procesov. Chemické reakcie potrebné pre život prebiehajú iba vo vodnom prostredí. Distribúcia tekutín v tele je regulovaná elektrolytmi. Bilancia voda-elektrolyt obsahuje vodu a elektrolyty v nej rozpustené.

Aká je rovnováha voda-elektrolyt?

V mori vznikol život, ktorý mal od začiatku určitú koncentráciu a zloženie elektrolytov. Aj keď organizmy opustili oceán ako súčasť evolúcie, voda a rozpustené soli naďalej zohrávali zásadnú úlohu v biochemických procesoch.

Ľudský organizmus pozostáva z asi 60 percent vody. Vo vode sú rozpustené rôzne soli, ktoré sú známe ako elektrolyty.

Telo je tvorené bunkami. Celý organizmus je preto rozdelený do rôznych miestností. Najznámejšie je rozdelenie na vnútorný a extracelulárny priestor. Oba priestory sú od seba oddelené bunkovými membránami. Existujú dôležité rozdiely v zložení elektrolytov medzi intracelulárnym priestorom (intracelulárny priestor) a extracelulárnym priestorom (extracelulárny priestor). Tieto rozdiely sú trvalo udržiavané aktívnymi transportnými procesmi cez bunkové membrány.

Pretože voda môže difundovať cez bunkové membrány, ale ióny elektrolytov prechádzajú cez membrány iba aktívnymi čerpadlami, vytvára sa takzvaný osmotický tlak. Napriek rozdielnemu zloženiu kvapaliny v rôznych miestnostiach (kompartmentoch) je osmotický tlak vyrovnaný.

Funkcia a úloha

Medzi rôznymi prie stormi sa neustále vymieňa. Pri vyváženej rovnováhe voda-elektrolyt sú medzi vnútorným a celulárnym priestorom konštantné potenciálne rozdiely, pretože zloženie elektrolytov je v týchto dvoch priestoroch odlišné.

Elektrolyty zahŕňajú kladne nabité katióny sodíka, draslíka, vápnika alebo horčíka a záporne nabité anióny fosforečnanu, hydrogenuhličitanu alebo chloridu. Existujú ďalšie negatívne nabité ióny organických zlúčenín, ako sú proteíny.

Rôzne zloženie tekutiny vo vnútri a zvonka buniek zaisťuje hladký priebeh dôležitých reakcií, ku ktorým môže dôjsť iba za určitých podmienok. Cez tzv. Sodíkový kanál vo vnútri membrán sa sodné a chloridové ióny transportujú hlavne do extracelulárneho priestoru a draselné a fosfátové ióny alebo negatívne nabité proteíny sa transportujú do vnútorného bunkového priestoru. Iba týmto spôsobom môžu prebiehať v bunke najdôležitejšie biochemické procesy. V bunke sú bunkové organely, ktoré zase tvoria svoje vlastné priestory a sú od cytoplazmy oddelené membránami.

Celkovo sa medzi rôznymi distribúciami koncentrácie vyvíja potenciálny rozdiel medzi vnútorným bunkovým priestorom a extracelulárnym priestorom. Zmeny koncentrácie zabezpečujú výmenu informácií medzi bunkami. Týmto spôsobom sa môžu prenášať informácie, ktoré sú dôležité pre interakciu buniek.

Okrem toho elektrolyty zaisťujú tak distribúciu tekutín v tele, ako aj nenarušený tok biochemických procesov na bunkovej úrovni. Okrem toho tiež hrajú dôležitú úlohu pri prenose stimulov v nervových bunkách.

Extracelulárny priestor je rozdelený na intersticiálny priestor a intravaskulárny priestor. Intravaskulárny priestor obsahuje tekutinu v krvi a lymfatických cievach. Intersticiálny priestor je priestor medzi jednotlivými bunkami. Dve tretiny celkovej telesnej vody sú v bunkách, a teda jedna tretina mimo buniek. Z tejto tretiny sú tri štvrtiny tekutiny v intersticiálnom priestore, zatiaľ čo intravaskulárny priestor obsahuje štvrtinu vody v extracelulárnom priestore.

Rovnováha voda-elektrolyt je udržiavaná denným príjmom vody a elektrolytov prostredníctvom potravín a nápojov. Telo by malo dostať asi 2,5 litra tekutiny. Vylučovanie tekutín a elektrolytov sa vyskytuje hlavne obličkami. Veľká časť sa však stráca aj potením a dýchaním.

Osobné zloženie živín by malo zabezpečiť, aby sa požadované množstvo elektrolytov absorbovalo potravou.

Choroby a choroby

Poruchy rovnováhy vody a elektrolytov môžu viesť k vážnym chorobám. V prípade ochorenia obličiek alebo v určitých extrémnych situáciách môže dôjsť ku kolapsu vlastnej regulácie rovnováhy voda-elektrolyt v tele. Okrem ochorení obličiek sa jedná o ťažkú ​​hnačku, zvracanie, stratu krvi, silné potenie alebo dehydratáciu spôsobenú smädom.

Rôzne choroby môžu viesť k dehydratácii, ale tiež k hyperhydratácii, hypo- alebo hypervolémii, hypo- alebo hypernatriémii, hypo- alebo hyperkalémii a hypo- alebo hyperkalciémii. Všetky tieto podmienky spôsobujú prerušenie normálneho potenciálu medzi vnútorným a celulárnym priestorom. Môže nastať život ohrozujúca situácia, ktorá sa musí liečiť vhodnou infúziou elektrolytu.

Systém rovnováhy voda-elektrolyt je riadený rôznymi mechanizmami. Medzi ne patrí smädný mechanizmus, renín-angiotenzín-aldosterónový systém, antidiuretický hormón alebo peptidy, ktoré pôsobia na obličky. Porucha v týchto mechanizmoch môže viesť k vážnym narušeniam rovnováhy voda-elektrolyt.

Sodný ión je jedným z najdôležitejších iónov, ktoré udržiavajú rovnováhu celého elektrolytu a tekutín. Pri hyponatrémii (príliš nízka koncentrácia sodíka) sa môžu vyskytnúť napríklad kŕče svalov, dezorientácia, letargia alebo dokonca kóma. V týchto prípadoch musí byť sodík nahradený v závislosti od konkrétnej príčiny. Symptómy hypernatrémie (príliš vysoká koncentrácia sodíkových iónov) sú často nešpecifické a prejavujú sa pocity slabosti a neurologických deficitov. Spracovanie sa uskutočňuje napríklad hydratáciou s nízkym obsahom sodíka.