איזון מים-אלקטרוליט

של ה איזון מים-אלקטרוליט של אורגניזמים הוא קריטי למסלול הרגיל של כל התהליכים הביוכימיים. התגובות הכימיות הנחוצות לחיים מתרחשות רק בסביבה מימית. חלוקת הנוזלים בגוף מווסתת על ידי אלקטרוליטים. מאזן האלקטרוליטים כולל מים והאלקטרוליטים המומסים בתוכם.

מה מאזן האלקטרוליטים במים?

החיים התעוררו בים, אשר מההתחלה היה ריכוז והרכב מסוים של אלקטרוליטים. גם לאחר שהאורגניזמים עזבו את האוקיאנוס כחלק מהתפתחותם, מים והמלחים המומסים המשיכו למלא תפקיד חיוני בתהליכים ביוכימיים.

האורגניזם האנושי מורכב מכ- 60 אחוז מים. מלחים שונים מומסים במים, המכונים אלקטרוליטים.

הגוף מורכב מתאים. לכן, האורגניזם כולו מחולק לחדרים שונים. הידוע ביותר הוא החלוקה לחלל הפנימי והתא-תאי. שני החללים מופרדים זה מזה על ידי קרומי התא. ישנם הבדלים חשובים בהרכב האלקטרוליטים בין החלל התוך תאי (שטח תאיים) לבין המרחב החוץ תאי (שטח חוץ תאיים). הבדלים אלה נשמרים לצמיתות על ידי תהליכי הובלה פעילים דרך ממברנות התא.

מכיוון שמים יכולים להתפזר דרך קרומי התא, אך יוני האלקטרוליטים עוברים רק דרך הממברנות על ידי משאבות אקטיביות, נוצר לחץ כביכול אוסמוטי. למרות ההרכב השונה של הנוזל בחדרים השונים (תאים), משווים את הלחץ האוסמוטי.

פונקציה ומשימה

יש חילוף מתמיד בין התאים השונים. עם איזון מאוזן לאלקטרוליט מים, ישנם הבדלי פוטנציאל קבועים בין החלל הפנימי לתא לבין המרחב החוץ-תאי, מכיוון שהרכב האלקטרוליט שונה בשני החללים הללו.

האלקטרוליטים כוללים את הקטיונים הטעונים באופן חיובי של נתרן, אשלגן, סידן או מגנזיום ואת האניונים הטעונים לרעה של פוספט, ביקרבונט או כלוריד. ישנם עוד יונים טעונים לרעה של תרכובות אורגניות כמו חלבונים.

ההרכב השונה של הנוזל בתוך התאים ומחוצה לה מבטיח שתגובות חשובות יפעלו בצורה חלקה, שיכולה להתקיים רק בתנאים מסוימים. דרך מה שנקרא תעלת נתרן בתוך הממברנות, מועברים יוני נתרן וכלוריד בעיקר לחלל החוץ תאי, ויוני אשלגן ופוספט או חלבונים טעונים שלילית לחלל התא הפנימי. רק בדרך זו יכולים התהליכים הביוכימיים החשובים ביותר להתרחש בתוך התא. בתא ישנם אברוני תאים המהווים בתורם חללים משלהם ומופרדים מהציטופלזמה על ידי ממברנות.

בסך הכל, מתפתח הבדל פוטנציאלי בין החלל הסלולרי הפנימי לחלל החוץ תאי עקב התפלגות הריכוז השונה. שינויים בריכוז מבטיחים חילופי מידע בין התאים. בדרך זו ניתן להעביר מידע החשוב לאינטראקציה של התאים.

בנוסף, האלקטרוליטים מבטיחים הן את חלוקת הנוזלים בגוף והן את הזרימה הבלתי מופרעת של תהליכים ביוכימיים ברמת התא. בנוסף, הם ממלאים גם תפקיד חשוב בהעברת גירויים בתאי העצב.

החלל החוץ תאי מחולק לחלל הבין-תחומי ולמרחב הבין-וסקולרי. החלל הבין-וסקולרי מכיל את הנוזל בכלי הדם והלימפה. המרחב הבין-תחומי הוא המרחב בין התאים האישיים. שני שלישים מכלל מי הגוף נמצאים בתאים וכך שליש מחוץ לתאים. מתוך שליש זה, שלושת רבעים מהנוזל נמצאים בחלל הבין-זמני, בעוד שהחלל התוך-וסקולרי מכיל רבע מהמים בחלל החוץ תאי.

מאזן האלקטרוליטים נשמר באמצעות צריכת מים אלקטרוליטית יומית דרך מזון ומשקאות. יש לתת לגוף כ -2.5 ליטר נוזלים. הפרשת נוזלים ואלקטרוליטים מתרחשת בעיקר דרך הכליות. עם זאת, חלק גדול הולך לאיבוד גם באמצעות הזעה ונשימה.

ההרכב האישי של חומרים מזינים צריך להבטיח כי הכמות הנדרשת של אלקטרוליטים נספגת דרך המזון.

מחלות ומחלות

הפרעות במאזן האלקטרוליטים עלולים להוביל למחלות קשות. במקרה של מחלת כליות או במצבים קיצוניים מסוימים, הוויסות של הגוף עצמו במאזן האלקטרוליטים עלולים לקרוס. בנוסף למחלות כליות, זה המקרה עם שלשול קשה, הקאות, אובדן דם, הזעה מרובה או התייבשות עקב צמא.

המחלות השונות יכולות לגרום להתייבשות, אך גם התייבשות, היפו- או היפרולמיה, היפו- או היפר-נתרמיה, היפו- או היפרקלמיה, והיפו- או היפרקלצמיה. כל התנאים הללו גורמים לפירוק הפוטנציאל הרגיל בין המרחב הפנימי לתא לבין המרחב החוץ-תאי. יכול להיווצר סכנת חיים שיש לטפל בה באמצעות עירוי אלקטרוליט מתאים.

מערכת איזון המים-אלקטרוליט נשלטת על ידי מנגנונים שונים. אלה כוללים את מנגנון הצמא, מערכת הרנין-אנגיוטנסין-אלדוסטרון, ההורמון האנטי-דוריאטי או פפטידים הפועלים על הכליות. הפרעה במנגנונים אלה עלולה להוביל להפרעות חמורות במאזן המים-אלקטרוליט.

יון הנתרן הוא אחד מהיונים החשובים ביותר השומרים על כל איזון האלקטרוליטים והנוזלים. עם היפונתרמיה (ריכוז נתרן נמוך מדי), למשל, יכולים להופיע התכווצויות שרירים, חוסר התמצאות, עייפות או אפילו תרדמת. בהתאם לסיבה הספציפית, יש להחליף נתרן במקרים אלה. הסימפטומים של היפר-נתרמיה (ריכוז גבוה מדי של נתרן יון) לרוב אינם ספציפיים ומופיעים בתחושות חולשה ומחסור נוירולוגי. הטיפול מתבצע, למשל, על ידי הידרציה דלת נתרן.