Niistä Vesi-elektrolyyttitasapaino organismien määrät ovat ratkaisevan tärkeitä kaikkien biokemiallisten prosessien normaalille kululle. Elämän kannalta tarpeelliset kemialliset reaktiot tapahtuvat vain vesipitoisessa ympäristössä. Elementit säätelevät nesteen jakautumista kehossa. Vesi-elektrolyyttitasapaino sisältää veden ja siihen liuenneita elektrolyyttejä.
Mikä on veden ja elektrolyyttitasapaino?
Elämä syntyi meressä, jolla oli alusta alkaen tietty pitoisuus ja elektrolyyttien koostumus. Jopa sen jälkeen, kun organismit jättivät valtameren evoluution osana, vedellä ja liuenneilla suoloilla oli edelleen tärkeä rooli biokemiallisissa prosesseissa.
Ihmisen organismi koostuu noin 60 prosenttia vedestä. Veteen liuotetaan erilaisia suoloja, joita kutsutaan elektrolyyteiksi.
Keho koostuu soluista. Siksi koko organismi on jaettu eri huoneisiin. Tunnetuin on jako sisäiseen soluun ja solun ulkopuolelle. Solumembraanit erottavat molemmat tilat toisistaan. Elektrolyyttien koostumuksessa on merkittäviä eroja solunsisäisen tilan (solun sisäinen tila) ja solunulkoisen tilan (solunulkoisen tilan) välillä. Näitä eroja ylläpidetään pysyvästi aktiivisilla kuljetusprosesseilla solukalvojen läpi.
Koska vesi voi diffundoitua solukalvojen läpi, mutta elektrolyyttien ionit pääsevät membraanien läpi vain aktiivisilla pumpuilla, syntyy ns. Osmoottinen paine. Huolimatta nesteen erilaisesta koostumuksesta eri huoneissa (osastoissa), osmoottinen paine tasataan.
Toiminto ja tehtävä
Eri osastojen välillä tapahtuu jatkuvaa vaihtoa. Tasapainotetulla vesielektrolyyttitasapainolla solun sisäisen tilan ja solun ulkopuolisen tilan välillä on jatkuvia potentiaalieroja, koska elektrolyyttikoostumus on erilainen näissä kahdessa tilassa.
Elektrolyytit sisältävät positiivisesti varautuneet natriumin, kaliumin, kalsiumin tai magnesiumin kationit ja negatiivisesti varautuneet fosfaatin, bikarbonaatin tai kloridin anionit. On myös muita orgaanisten yhdisteiden negatiivisesti varautuneita ioneja, kuten proteiineja.
Nesteen erilainen koostumus solujen sisällä ja ulkopuolella varmistaa, että tärkeät reaktiot sujuvat, mikä voi tapahtua vain tietyissä olosuhteissa. Kalvoissa olevan ns. Natriumkanavan kautta natrium- ja kloridi-ionit kuljetetaan pääasiassa solunulkoiseen tilaan ja kalium- ja fosfaatti-ionit tai negatiivisesti varautuneet proteiinit solun sisätilaan. Vain tällä tavalla tärkeimmät biokemialliset prosessit voivat tapahtua solussa. Solussa on soluorganelleja, jotka puolestaan muodostavat omat tilat ja erotetaan solujen soluista kalvojen avulla.
Kaiken kaikkiaan potentiaalierot kehittyvät sisäisen solutilan ja solunulkoisen tilan välillä erilaisesta pitoisuusjakaumasta johtuen. Pitoisuuden muutokset varmistavat tietojen vaihdon solujen välillä. Tällä tavalla voidaan välittää tietoa, joka on tärkeä solujen vuorovaikutukselle.
Lisäksi elektrolyytit varmistavat sekä nesteen jakautumisen kehossa että biokemiallisten prosessien häiriöttömän virtauksen solutasolla. Lisäksi niillä on tärkeä rooli ärsykkeiden välittymisessä hermosoluihin.
Solunulkoinen tila on jaettu interstitiaaliseen ja intravaskulaariseen tilaan. Suonensisäinen tila sisältää nesteen veressä ja imusoluissa. Välialue on välilyönti yksittäisten solujen välillä. Kaksi kolmasosaa kehon vedestä on soluissa ja siten kolmasosa solujen ulkopuolella. Tästä kolmannesta kolme neljäsosaa nesteestä on interstitiaalisessa tilassa, kun taas intravaskulaarinen tila sisältää neljäsosan vedestä solunulkoisessa tilassa.
Vesi-elektrolyyttitasapaino ylläpidetään päivittäisen veden ja elektrolyyttien saannin kautta ruuan ja juoman kautta. Keholle tulisi antaa noin 2,5 litraa nestettä. Nesteiden ja elektrolyyttien erittyminen tapahtuu pääasiassa munuaisten kautta. Suuri osa menetetään kuitenkin myös hikoilemalla ja hengittämällä.
Ravinteiden henkilökohtaisen koostumuksen tulisi varmistaa, että tarvittava määrä elektrolyyttejä imeytyy ruoan kautta.
Sairaudet ja vaivat
Vesi-elektrolyyttitasapainon häiriöt voivat johtaa vakaviin sairauksiin. Munuaissairauden tai tietyissä ääriolosuhteissa kehon oma vesi-elektrolyyttitasapainon säätely voi romahtaa. Munuaissairauksien lisäksi tämä on tapaus vaikea ripuli, oksentelu, verenhukka, runsas hikoilu tai janoon johtunut kuivuminen.
Eri sairaudet voivat johtaa kuivumiseen, mutta myös hyperhydraatioon, hypo- tai hypervolemiaan, hypo- tai hypernatremiaan, hypo- tai hyperkalemiaan ja hypo- tai hyperkalkemiaan. Kaikki nämä olosuhteet aiheuttavat normaalin potentiaalin jakautumisen solun sisäisen tilan ja solun ulkopuolisen tilan välillä. Voi syntyä hengenvaarallinen tilanne, joka on hoidettava sopivalla elektrolyyttiinfuusiona.
Vesi-elektrolyyttitasapainojärjestelmää ohjataan useilla mekanismeilla. Näihin kuuluvat janomekanismi, reniini-angiotensiini-aldosteronijärjestelmä, antidiureettinen hormoni tai munuaisiin vaikuttavat peptidit. Häiriöt näissä mekanismeissa voivat johtaa vakaviin häiriöihin veden ja elektrolyyttitasapainossa.
Natriumioni on yksi tärkeimmistä ioneista, jotka ylläpitävät koko elektrolyytti- ja nestetasapainoa. Hyponatremian (liian matala natriumpitoisuus) kanssa voi esiintyä esimerkiksi lihaskramppeja, desorientaatiota, uneliaisuutta tai jopa koomaa. Erityisestä syystä natrium on korvattava näissä tapauksissa. Hypernatremian oireet (liian korkea natriumionipitoisuus) ovat usein epäspesifisiä ja ilmenevät heikkouden tunneina ja neurologisina puutteina. Käsittely suoritetaan esimerkiksi matalan natriumhydraation avulla.
