De water-elektrolyt evenwicht van organismen is cruciaal voor het normaal functioneren van alle biochemische processen. De chemische reacties die nodig zijn voor het leven vinden alleen plaats in een waterige omgeving. In deze context is het distributie van vloeistoffen in het lichaam wordt gereguleerd door elektrolyten. De water-elektrolyt evenwicht omvat water en elektrolyten erin opgelost.
Wat is de water-elektrolytenbalans?
De waterelektrolyt evenwicht inclusief water en de elektrolyten erin opgelost. Het leven is ontstaan in de zee, dat had een zekere concentratie en samenstelling van elektrolyten vanaf het begin. Zelfs nadat organismen tijdens de evolutie de oceaan hebben verlaten, water en het opgeloste zouten bleef een essentiële rol spelen in biochemische processen. Het menselijk organisme bestaat bijvoorbeeld voor ongeveer 60 procent uit water. Opgelost in water zijn er verschillende zouten, die elektrolyten worden genoemd. Het lichaam bestaat uit cellen. Daarom is het hele organisme verdeeld in verschillende ruimtes. De bekendste is de indeling in de intracellulaire en de extracellulaire ruimte. Beide ruimtes zijn van elkaar gescheiden door celmembranen. Tussen intracellulaire ruimte (intracellulaire ruimte) en extracellulaire ruimte (extracellulaire ruimte) zijn er belangrijke verschillen in de samenstelling van elektrolyten. Deze verschillen worden permanent in stand gehouden door actieve transportprocessen door de celmembranen. Omdat water door de celmembranen kan diffunderen, maar de ionen van de elektrolyten alleen door de membranen kunnen passeren door actief te pompen, ontstaat er een zogenaamde osmotische druk. Ondanks verschillen in de samenstelling van de vloeistof in de verschillende ruimtes (compartimenten), houdt de osmotische druk zich in evenwicht.
Functie en taak
Er is een constante uitwisseling tussen de verschillende compartimenten. Bij een uitgebalanceerde water-elektrolytenbalans zijn er constante potentiaalverschillen tussen de intracellulaire ruimte en de extracellulaire ruimte omdat de elektrolytensamenstelling in deze twee ruimtes verschillend is. Elektrolyten omvatten de positief geladen kationen van natrium, kalium, calcium or magnesium en de negatief geladen anionen van fosfaat, bicarbonaat of chloride Andere negatief geladen ionen van organische verbindingen zoals eiwitten bestaan ook. De verschillende samenstelling van de vloeistof binnen en buiten de cellen zorgt voor een ongestoord verloop van belangrijke reacties die alleen onder bepaalde voorwaarden kunnen plaatsvinden. Via de zogenaamde natrium kanaal binnen de membranen, natrium evenals chloride ionen worden voornamelijk naar de extracellulaire ruimte getransporteerd en kalium net zoals fosfaat ionen of negatief geladen eiwitten in de intracellulaire ruimte. Alleen zo kunnen de belangrijkste biochemische processen in de cel plaatsvinden. In de cel bevinden zich celorganellen, die op hun beurt hun eigen ruimtes vormen en door membranen van het cytoplasma worden gescheiden. Over het algemeen wordt er een potentiaalverschil gevormd tussen de intracellulaire ruimte en de extracellulaire ruimte vanwege het verschil concentratie distributie Veranderingen in concentratie zorgen voor de uitwisseling van informatie tussen cellen. Op deze manier kan informatie verder getransporteerd worden, wat belangrijk is voor de interactie van de cellen. Bovendien, via de elektrolyten, zowel de vloeistof distributie in het lichaam en het ongestoorde verloop van biochemische processen op cellulair niveau wordt verzekerd. Bovendien spelen ze dus ook een belangrijke rol bij de overdracht van prikkels in de zenuwcellen. De extracellulaire ruimte is verdeeld in de interstitiële ruimte en de intravasculaire ruimte. De intravasculaire ruimte omvat de vloeistof in de bloed en weefselvocht schepen De interstitiële ruimte is de ruimte tussen individuele cellen. Tweederde van de totale lichaamsvloeistof bevindt zich in de cellen en dus een derde buiten de cellen. Van dit derde bevat de interstitiële ruimte op zijn beurt driekwart vloeistof, terwijl de intravasculaire ruimte een kwart van het water bevat dat in de extracellulaire ruimte wordt aangetroffen. De water-elektrolytenbalans wordt op peil gehouden door de dagelijkse opname van water en elektrolyten via voedsel en dranken. Tegelijkertijd moet het lichaam worden voorzien van ongeveer 2.5 liter vocht. De uitscheiding van vocht en elektrolyten vindt voornamelijk plaats via de nieren. Een groot deel gaat echter ook verloren door zweten en ademhaling. Persoonlijke samenstelling van voedingsstoffen moet ervoor zorgen dat de benodigde hoeveelheid elektrolyten via de voeding wordt opgenomen.
Ziekten en kwalen
Verstoringen van de water-elektrolytenbalans kunnen leiden tot ernstige ziekten. Bij nieraandoeningen of in bepaalde extreme situaties kan de lichaamseigen regulatie van de water-elektrolytenbalans verstoord worden. In aanvulling op nier ziekten, dit is bijvoorbeeld het geval bij ernstige diarree, braken, bloed verlies, zwaar zweten or uitdroging vanwege dorst. De verschillende ziekten kunnen leiden naar uitdroging, maar ook voor hyperhydratie, hypo- of hypervolemie, hypo- of hypernatriëmie, hypo- of hyperkaliëmie en hypo- of hypercalciëmie. Al deze omstandigheden veroorzaken de afbraak van het normale potentieel tussen de intracellulaire ruimte en de extracellulaire ruimte. Er kan zich een levensbedreigende situatie voordoen, die moet worden behandeld door middel van een geschikte elektrolyteninfusie. Het systeem van water-elektrolytenbalans wordt gecontroleerd door verschillende mechanismen. Deze omvatten het dorstmechanisme, de renine-angiotensine-aldosteron systeem, antidiuretisch hormoon of nierpeptiden. Een verstoring van deze mechanismen kan ernstige verstoringen van de water-elektrolytenbalans veroorzaken. Bijvoorbeeld, natrium ion is een van de belangrijkste ionen die dienen om de algehele elektrolyt- en vochtbalans te behouden. In het geval van hyponatriëmie (onvoldoende natriumconcentratie), bijvoorbeeld spier krampen, desoriëntatie, lethargie of zelfs coma optreden. Afhankelijk van de specifieke oorzaak moet in deze gevallen natrium worden vervangen. De symptomen van hypernatriëmie (overmatige natriumionenconcentratie) zijn vaak niet-specifiek en manifesteren zich als gevoelens van zwakte en neurologische gebreken. De behandeling omvat suppletie met een laag natriumgehalte.
