איזון אלקטרוליטים במים: פונקציה, משימות, תפקיד ומחלות

אל האני מַיִם-אלקטרוליט לאזן של אורגניזמים הוא קריטי לתפקוד תקין של כל התהליכים הביוכימיים. התגובות הכימיות הנחוצות לחיים מתרחשות רק בסביבה מימית. בהקשר זה, ה הפצה של נוזלים בגוף מוסדר על ידי אלקטרוליטים. ה מַיִם-אלקטרוליט לאזן כולל מַיִם ו אלקטרוליטים מומס בה.

מה מאזן המים-אלקטרוליטים?

אלקטרוליט המים לאזן כולל מים ו אלקטרוליטים מומס בו. מקורם של החיים בים, שהיה לו מסוים ריכוז והרכב האלקטרוליטים מההתחלה. גם לאחר שאורגניזמים עזבו את האוקיאנוס במהלך האבולוציה, המים והתמוססו מלחים המשיך למלא תפקיד חיוני בתהליכים ביוכימיים. לדוגמא, האורגניזם האנושי מורכב מכ- 60 אחוז מים. מומסים במים שונים מלחים, הנקראים אלקטרוליטים. הגוף מורכב מתאים. לכן, האורגניזם כולו מחולק למרחבים שונים. הידוע ביותר הוא החלוקה למרחב התוך-תאי ולחלל החוץ-תאי. שני החללים מופרדים זה מזה על ידי קרומי התא. בין חלל תוך-תאי (חלל תא-תא) לחלל תא-תא (חלל תא-תא) ישנם הבדלים חשובים בהרכב האלקטרוליטים. הבדלים אלה נשמרים לצמיתות על ידי תהליכי הובלה פעילים דרך קרומי התא. מכיוון שמים יכולים להתפזר דרך קרומי התאים, אך היונים של האלקטרוליטים יכולים לעבור רק דרך הקרומים באמצעות שאיבה פעילה, נקבע לחץ שנקרא אוסמוטי. למרות הבדלים בהרכב הנוזל בחללים (תאים) השונים, הלחץ האוסמוטי מתאזן.

פונקציה ומשימה

יש החלפה מתמדת בין התאים השונים. במאזן מים-אלקטרוליטים מאוזן, קיימים הבדלים פוטנציאליים קבועים בין החלל התוך-תאי למרחב החוץ-תאי מכיוון שהרכב האלקטרוליטים בשני החללים הללו שונה. אלקטרוליטים כוללים את הקטיונים הטעונים חיובי נתרן, אשלגן, סידן or מגנזיום והאניונים הטעונים שלילית של פוספט, ביקרבונט או כלוריד. יונים טעונים שליליים אחרים של תרכובות אורגניות כגון חלבונים גם קיימים. ההרכב השונה של הנוזל בתוך התאים ומחוצה להם מבטיח מהלך בלתי מופרע של תגובות חשובות שיכולות להתרחש רק בתנאים מסוימים. דרך מה שנקרא נתרן תעלה בתוך הממברנות, נתרן וכן כלוריד יונים מועברים בעיקר לחלל החוץ תאי ו אשלגן כמו גם פוספט יונים או טעונים שלילית חלבונים לחלל התוך תא. זו הדרך היחידה שבה התהליכים הביוכימיים החשובים ביותר יכולים להתרחש בתוך התא. בתא ישנם אברונים תאיים, אשר בתורם יוצרים חללים משלהם ומופרדים מהציטופלזמה על ידי ממברנות. בסך הכל נוצר הבדל פוטנציאלי בין החלל התוך-תאי לחלל החוץ-תאי בשל השונה ריכוז הפצה. שינויים ב ריכוז לספק חילופי מידע בין תאים. בדרך זו ניתן להעביר מידע הלאה, וזה חשוב לאינטראקציה של התאים. בנוסף, דרך האלקטרוליטים, גם הנוזל הפצה בגוף והמסלול הבלתי מופרע של תהליכים ביוכימיים ברמה התאית מובטח. יתר על כן, כך הם ממלאים גם תפקיד חשוב בהעברת גירויים בתאי העצב. המרחב החוץ-תאי מחולק למרחב הבין-חללי ולחלל התוך-כלי הדם. החלל התוך-וסקולרי כולל את הנוזל בתוך דם ו לִימפָה כלי. המרחב הבין-תאי הוא הרווח בין תאים בודדים. שני שלישים מכלל נוזלי הגוף נמצאים בתוך התאים וכך שליש נמצא מחוץ לתאים. מתוך שליש זה, החלל הבין-לאומי מכיל בתורו שלושת-רבעי נוזלים, בעוד שהחלל התוך-וסקולרי מכיל רבע מהמים שנמצאים במרחב החוץ-תאי. מאזן המים האלקטרוליטים נשמר על ידי צריכת מים יומית ואלקטרוליטים דרך מזון ומשקאות. יחד עם זאת, יש לספק לגוף כ -2.5 ליטר נוזל. הפרשת הנוזל והאלקטרוליטים מתרחשת בעיקר דרך הכליות. עם זאת, חלק גדול הולך לאיבוד גם באמצעות הזעה ונשימה. הרכב אישי של חומרים מזינים צריך להבטיח כי הכמות הנדרשת של אלקטרוליטים נספגת דרך המזון.

מחלות ומחלות

הפרעות במאזן מים-אלקטרוליטים יכולות עוֹפֶרֶת למחלות קשות. במחלות כליות או במצבים קיצוניים מסוימים, ויסות הגוף עצמו של איזון המים-אלקטרוליטים יכול להישבר. בנוסף ל כליה מחלות, זה המקרה, למשל, עם מחלות קשות שלשול, הקאה, דם הפסד, הזעה כבדה or התייבשות בגלל צמא. המחלות השונות יכולות עוֹפֶרֶת ל התייבשות, אך גם להיפרהידרציה, היפו- או היפר-וולמיה, היפו- או היפרנטרמיה, היפו- או היפרקלמיה והיפו או היפרקלצמיה. כל התנאים הללו גורמים לפירוק הפוטנציאל הנורמלי בין החלל התוך-תאי למרחב החוץ-תאי. עלול להתרחש מצב מסכן חיים, אותו יש לטפל באמצעות עירוי אלקטרוליטים מתאים. מערכת איזון המים-אלקטרוליטים נשלטת על ידי כמה מנגנונים. אלה כוללים את מנגנון הצמא רנין-אנגיוטנסין-אלדוסטרון מערכת, הורמון אנטי-דיורטי או פפטידים בכליות. שיבוש במנגנונים אלה עלול לגרום להפרעות קשות במאזן האלקטרוליטים במים. לדוגמה, נתרן יון הוא בין היונים החשובים ביותר המשמשים לשמירה על מאזן אלקטרוליטים ואיזון נוזלים. במקרה של היפונטרמיה (ריכוז נתרן לא מספיק), למשל, שרירים התכווצויות, דיסאוריינטציה, עייפות או אפילו תרדמת מתרחש. בהתאם לסיבה הספציפית, יש להחליף נתרן במקרים אלה. הסימפטומים של היפרנטרמיה (ריכוז מופרז של יון נתרן) לעיתים קרובות אינם ספציפיים ומתבטאים כתחושות חולשה וליקויים נוירולוגיים. הטיפול כולל תוספות נוזלים דלות נתרן.