Cân bằng nước-điện giải

Sau đó Cân bằng nước-điện giải của các sinh vật là rất quan trọng cho quá trình bình thường của tất cả các quá trình sinh hóa. Các phản ứng hóa học cần thiết cho sự sống chỉ diễn ra trong môi trường nước. Sự phân bố chất lỏng trong cơ thể được điều chỉnh bởi các chất điện giải. Sự cân bằng nước-điện giải bao gồm nước và các chất điện giải hòa tan trong đó.

Cân bằng nước-điện giải là gì?

Sự sống đã nảy sinh ở biển, nơi ngay từ đầu đã có một nồng độ và thành phần nhất định của các chất điện giải. Ngay cả sau khi các sinh vật rời đại dương như một phần của quá trình tiến hóa, nước và các muối hòa tan vẫn tiếp tục đóng một vai trò thiết yếu trong các quá trình sinh hóa.

Cơ thể con người bao gồm khoảng 60% nước. Nhiều muối khác nhau được hòa tan trong nước, được gọi là chất điện phân.

Cơ thể được tạo thành từ các tế bào. Do đó, toàn bộ sinh vật được chia thành các phòng khác nhau. Điều được biết đến nhiều nhất là sự phân chia thành không gian trong tế bào và không gian ngoài tế bào. Cả hai không gian được ngăn cách với nhau bằng màng tế bào. Có sự khác biệt quan trọng trong thành phần của các chất điện giải giữa không gian nội bào (không gian nội bào) và không gian ngoại bào (không gian ngoại bào). Những khác biệt này được duy trì vĩnh viễn bởi các quá trình vận chuyển tích cực qua màng tế bào.

Vì nước có thể khuếch tán qua màng tế bào, nhưng các ion của chất điện phân chỉ đi qua màng bằng các máy bơm hoạt động, nên một cái gọi là áp suất thẩm thấu được thiết lập. Mặc dù thành phần chất lỏng khác nhau trong các phòng (ngăn) khác nhau, áp suất thẩm thấu là bằng nhau.

Chức năng & nhiệm vụ

Có sự trao đổi liên tục giữa các ngăn khác nhau. Với sự cân bằng nước-điện giải cân bằng, luôn có sự khác biệt về điện thế giữa không gian trong tế bào và không gian ngoài tế bào, vì thành phần chất điện phân trong hai không gian này là khác nhau.

Các chất điện giải bao gồm các cation tích điện dương của natri, kali, canxi hoặc magiê và các anion mang điện tích âm của photphat, bicacbonat hoặc clorua. Có các ion tích điện âm khác của các hợp chất hữu cơ như protein.

Thành phần khác nhau của chất lỏng bên trong và bên ngoài tế bào đảm bảo rằng các phản ứng quan trọng diễn ra trơn tru, chỉ có thể diễn ra trong những điều kiện nhất định. Thông qua cái gọi là kênh natri trong màng, các ion natri và clorua chủ yếu được vận chuyển vào không gian ngoại bào và các ion kali và photphat hoặc các protein tích điện âm vào không gian bên trong tế bào. Chỉ bằng cách này, các quá trình sinh hóa quan trọng nhất mới có thể diễn ra trong tế bào. Trong tế bào có các bào quan, các bào quan này lần lượt hình thành các không gian riêng và được ngăn cách với tế bào chất bằng màng.

Nhìn chung, sự khác biệt tiềm tàng phát triển giữa không gian bên trong tế bào và không gian bên ngoài tế bào do sự phân bố nồng độ khác nhau. Sự thay đổi nồng độ đảm bảo trao đổi thông tin giữa các tế bào. Bằng cách này, thông tin có thể được truyền đi, điều quan trọng đối với sự tương tác của các tế bào.

Ngoài ra, các chất điện giải đảm bảo cả sự phân phối chất lỏng trong cơ thể và dòng chảy không bị xáo trộn của các quá trình sinh hóa ở cấp độ tế bào. Ngoài ra, chúng còn đóng vai trò quan trọng trong việc dẫn truyền các kích thích vào tế bào thần kinh.

Không gian ngoại bào được chia thành không gian kẽ và không gian nội mạch. Không gian nội mạch chứa chất lỏng trong máu và mạch bạch huyết. Khoảng kẽ là không gian giữa các ô riêng lẻ. Hai phần ba tổng lượng nước cơ thể nằm trong tế bào và một phần ba ở bên ngoài tế bào. Trong số thứ ba này, ba phần tư chất lỏng nằm trong khoảng kẽ, trong khi không gian nội mạch chứa một phần tư nước ở không gian ngoại bào.

Sự cân bằng nước-điện giải được duy trì thông qua việc cung cấp nước và điện giải hàng ngày qua thức ăn và đồ uống. Cơ thể nên được cung cấp khoảng 2,5 lít chất lỏng. Việc bài tiết chất lỏng và chất điện giải diễn ra chủ yếu qua thận. Tuy nhiên, một phần lớn cũng bị mất qua mồ hôi và hơi thở.

Thành phần cá nhân của các chất dinh dưỡng phải đảm bảo rằng lượng chất điện giải cần thiết được hấp thụ qua thức ăn.

Bệnh tật & ốm đau

Rối loạn cân bằng nước-điện giải có thể dẫn đến các bệnh nghiêm trọng. Trong trường hợp mắc bệnh thận hoặc trong một số tình huống khắc nghiệt nhất định, cơ chế tự điều chỉnh cân bằng nước-điện giải của cơ thể có thể bị sụp đổ. Ngoài các bệnh về thận, đây là trường hợp tiêu chảy dữ dội, nôn mửa, mất máu, đổ mồ hôi nhiều hoặc mất nước do khát.

Các bệnh khác nhau có thể dẫn đến mất nước, nhưng cũng có thể là tăng nước, giảm hoặc tăng kali máu, giảm hoặc tăng natri máu, giảm hoặc tăng kali máu và giảm hoặc tăng canxi huyết. Tất cả những điều kiện này gây ra sự phá vỡ điện thế bình thường giữa không gian trong tế bào và không gian ngoài tế bào. Tình huống đe dọa tính mạng có thể phát sinh và phải được điều trị bằng truyền chất điện giải thích hợp.

Hệ thống cân bằng nước-điện giải được kiểm soát bởi nhiều cơ chế khác nhau. Chúng bao gồm cơ chế khát, hệ thống renin-angiotensin-aldosterone, hormone chống bài niệu hoặc các peptide hoạt động trên thận. Sự xáo trộn trong các cơ chế này có thể dẫn đến rối loạn nghiêm trọng cân bằng nước-điện giải.

Ion natri là một trong những ion quan trọng nhất duy trì sự cân bằng toàn bộ chất điện giải và chất lỏng. Với hạ natri máu (nồng độ natri quá thấp), ví dụ, co cứng cơ, mất phương hướng, hôn mê hoặc thậm chí hôn mê có thể xảy ra. Tùy theo nguyên nhân cụ thể mà trong những trường hợp này phải thay natri. Các triệu chứng của tăng natri huyết (nồng độ ion natri quá cao) thường không đặc hiệu và biểu hiện bằng cảm giác yếu ớt và thiếu hụt thần kinh. Việc xử lý được thực hiện, ví dụ, bằng cách hydrat hóa natri thấp.