Equilibrio elettrolitico dell'acqua

Del Equilibrio elettrolitico dell'acqua degli organismi è cruciale per il normale corso di tutti i processi biochimici. Le reazioni chimiche necessarie alla vita avvengono solo in un ambiente acquoso. La distribuzione dei fluidi nel corpo è regolata dagli elettroliti. L'equilibrio idrico-elettrolitico include l'acqua e gli elettroliti in essa disciolti.

Qual è l'equilibrio elettrolitico dell'acqua?

La vita è nata nel mare, che sin dall'inizio aveva una certa concentrazione e composizione di elettroliti. Anche dopo che gli organismi hanno lasciato l'oceano come parte dell'evoluzione, l'acqua e i sali disciolti hanno continuato a svolgere un ruolo essenziale nei processi biochimici.

L'organismo umano è composto da circa il 60% di acqua. Vari sali vengono disciolti nell'acqua, noti come elettroliti.

Il corpo è costituito da cellule. Pertanto, l'intero organismo è diviso in stanze diverse. La più nota è la divisione nello spazio interno-cellulare ed extra-cellulare. Entrambi gli spazi sono separati l'uno dall'altro dalle membrane cellulari. Esistono importanti differenze nella composizione degli elettroliti tra lo spazio intracellulare (spazio intracellulare) e lo spazio extracellulare (spazio extracellulare). Queste differenze sono permanentemente mantenute da processi di trasporto attivi attraverso le membrane cellulari.

Poiché l'acqua può diffondersi attraverso le membrane cellulari, ma gli ioni degli elettroliti attraversano le membrane solo tramite pompe attive, viene stabilita una cosiddetta pressione osmotica. Nonostante la diversa composizione del liquido nei diversi ambienti (compartimenti), la pressione osmotica è equalizzata.

Funzione e compito

C'è uno scambio costante tra i vari scomparti. Con un equilibrio idrico-elettrolitico bilanciato, ci sono differenze potenziali costanti tra lo spazio cellulare interno e lo spazio extracellulare, poiché la composizione elettrolitica è diversa in questi due spazi.

Gli elettroliti includono i cationi caricati positivamente di sodio, potassio, calcio o magnesio e gli anioni caricati negativamente di fosfato, bicarbonato o cloruro. Ci sono altri ioni caricati negativamente di composti organici come le proteine.

La diversa composizione del fluido all'interno e all'esterno delle cellule assicura che reazioni importanti si svolgano senza intoppi, cosa che può avvenire solo in determinate condizioni. Attraverso il cosiddetto canale del sodio all'interno delle membrane, gli ioni sodio e cloruro vengono trasportati principalmente nello spazio extracellulare e gli ioni potassio e fosfato o proteine ​​caricate negativamente nello spazio cellulare interno. Solo in questo modo possono avvenire i processi biochimici più importanti all'interno della cellula. Ci sono organelli cellulari nella cellula, che a loro volta formano i propri spazi e sono separati dal citoplasma dalle membrane.

Nel complesso, si sviluppa una potenziale differenza tra lo spazio cellulare interno e lo spazio extracellulare a causa della diversa distribuzione della concentrazione. I cambiamenti nella concentrazione assicurano lo scambio di informazioni tra le cellule. In questo modo possono essere trasmesse informazioni importanti per l'interazione delle cellule.

Inoltre, gli elettroliti assicurano sia la distribuzione dei fluidi nel corpo sia il flusso indisturbato dei processi biochimici a livello cellulare. Inoltre, svolgono anche un ruolo importante nella trasmissione degli stimoli nelle cellule nervose.

Lo spazio extracellulare è diviso nello spazio interstiziale e nello spazio intravascolare. Lo spazio intravascolare contiene il fluido nei vasi sanguigni e linfatici. Lo spazio interstiziale è lo spazio tra le singole cellule. Due terzi dell'acqua corporea totale è nelle cellule e quindi un terzo al di fuori delle cellule. Di questo terzo, tre quarti del fluido si trova nello spazio interstiziale, mentre lo spazio intravascolare contiene un quarto dell'acqua nello spazio extracellulare.

L'equilibrio idrico-elettrolitico viene mantenuto attraverso l'assunzione giornaliera di acqua ed elettroliti attraverso cibi e bevande. Il corpo dovrebbe ricevere circa 2,5 litri di liquido. L'escrezione di liquidi ed elettroliti avviene principalmente attraverso i reni. Tuttavia, gran parte viene persa anche attraverso la sudorazione e la respirazione.

La composizione personale dei nutrienti dovrebbe garantire che la quantità richiesta di elettroliti venga assorbita attraverso il cibo.

Malattie e disturbi

I disturbi dell'equilibrio idrico-elettrolitico possono portare a gravi malattie. In caso di malattie renali o in determinate situazioni estreme, la regolazione propria dell'organismo dell'equilibrio idrico-elettrolitico può crollare. Oltre alle malattie renali, questo è il caso di grave diarrea, vomito, perdita di sangue, sudorazione profusa o disidratazione dovuta alla sete.

Le varie malattie possono portare a disidratazione, ma anche iperidratazione, ipo o ipervolemia, ipo o ipernatriemia, ipo o iperpotassiemia e ipo o ipercalcemia. Tutte queste condizioni causano la rottura del normale potenziale tra lo spazio cellulare interno e lo spazio extracellulare. Può verificarsi una situazione pericolosa per la vita che deve essere trattata con un'appropriata infusione di elettroliti.

Il sistema di equilibrio elettrolitico dell'acqua è controllato da vari meccanismi. Questi includono il meccanismo della sete, il sistema renina-angiotensina-aldosterone, l'ormone antidiuretico o i peptidi che agiscono sui reni. Un disturbo all'interno di questi meccanismi può portare a gravi disturbi dell'equilibrio idrico-elettrolitico.

Lo ione sodio è uno degli ioni più importanti che mantengono l'intero equilibrio elettrolitico e fluido. Con l'iponatriemia (concentrazione di sodio troppo bassa), ad esempio, possono verificarsi crampi muscolari, disorientamento, letargia o persino coma. A seconda della causa specifica, in questi casi è necessario sostituire il sodio. I sintomi dell'ipernatriemia (concentrazione di ioni sodio troppo elevata) sono spesso aspecifici e si manifestano in sensazioni di debolezza e deficit neurologici. Il trattamento viene effettuato, ad esempio, mediante idratazione a basso contenuto di sodio.