Water-elektrolytenbalans

Van de Water-elektrolytenbalans van organismen is cruciaal voor het normale verloop van alle biochemische processen. De chemische reacties die nodig zijn voor het leven vinden alleen plaats in een waterige omgeving. De vochtverdeling in het lichaam wordt gereguleerd door elektrolyten. De water-elektrolytenbalans omvat water en de daarin opgeloste elektrolyten.

Wat is de water-elektrolytenbalans?

Het leven ontstond in de zee, die vanaf het begin een bepaalde concentratie en samenstelling van elektrolyten had. Zelfs nadat de organismen de oceaan hadden verlaten als onderdeel van de evolutie, bleven water en de opgeloste zouten een essentiële rol spelen in biochemische processen.

Het menselijk organisme bestaat voor ongeveer 60 procent uit water. In het water worden verschillende zouten opgelost, die bekend staan ​​als elektrolyten.

Het lichaam is opgebouwd uit cellen. Daarom is het hele organisme verdeeld in verschillende kamers. De bekendste is de indeling in de binnencellulaire en de extracellulaire ruimte. Beide ruimtes zijn van elkaar gescheiden door celmembranen. Er zijn belangrijke verschillen in de samenstelling van de elektrolyten tussen de intracellulaire ruimte (intracellulaire ruimte) en de extracellulaire ruimte (extracellulaire ruimte). Deze verschillen worden permanent in stand gehouden door actieve transportprocessen door de celmembranen.

Doordat water door de celmembranen kan diffunderen, maar de ionen van de elektrolyten alleen door de membranen komen door actieve pompen, ontstaat er een zogenaamde osmotische druk. Ondanks de verschillende samenstelling van de vloeistof in de verschillende kamers (compartimenten), wordt de osmotische druk vereffend.

Functie en taak

Er is een constante uitwisseling tussen de verschillende compartimenten. Met een uitgebalanceerde water-elektrolytenbalans zijn er constante potentiaalverschillen tussen de binnencelruimte en de extracellulaire ruimte, aangezien de elektrolytensamenstelling in deze twee ruimtes anders is.

Tot de elektrolyten behoren de positief geladen kationen van natrium, kalium, calcium of magnesium en de negatief geladen anionen van fosfaat, bicarbonaat of chloride. Er zijn andere negatief geladen ionen van organische verbindingen zoals eiwitten.

De verschillende samenstelling van de vloeistof binnen en buiten de cellen zorgt ervoor dat belangrijke reacties soepel verlopen, wat alleen onder bepaalde voorwaarden kan plaatsvinden. Via het zogenaamde natriumkanaal in de membranen worden voornamelijk natrium- en chloride-ionen naar de extracellulaire ruimte getransporteerd en worden kalium- en fosfaationen of negatief geladen eiwitten naar de binnenste cellulaire ruimte getransporteerd. Alleen zo kunnen de belangrijkste biochemische processen in de cel plaatsvinden. Er zijn celorganellen in de cel, die op hun beurt hun eigen ruimte vormen en door membranen van het cytoplasma worden gescheiden.

Over het algemeen ontstaat er een potentiaalverschil tussen de binnenste cellulaire ruimte en de extracellulaire ruimte vanwege de verschillende concentratieverdeling. Veranderingen in concentratie zorgen voor de uitwisseling van informatie tussen de cellen. Op deze manier kan informatie worden doorgegeven die belangrijk is voor de interactie van de cellen.

Daarnaast zorgen de elektrolyten zowel voor de vochtverdeling in het lichaam als voor het ongestoord doorstromen van biochemische processen op celniveau. Daarnaast spelen ze 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 bevat de vloeistof in de bloed- en lymfevaten. De interstitiële ruimte is de ruimte tussen de afzonderlijke cellen. Twee derde van het totale lichaamswater bevindt zich in de cellen en dus een derde buiten de cellen. Van dit derde bevindt driekwart van de vloeistof zich in de interstitiële ruimte, terwijl de intravasculaire ruimte een kwart van het water in de extracellulaire ruimte bevat.

De water-elektrolytenbalans wordt op peil gehouden door de dagelijkse opname van water en elektrolyten via eten en drinken. Het lichaam moet ongeveer 2,5 liter vocht krijgen. De uitscheiding van vloeistoffen en elektrolyten vindt voornamelijk plaats via de nieren. Een groot deel gaat echter ook verloren door zweten en ademen.

De persoonlijke samenstelling van de voedingsstoffen moet ervoor zorgen dat de benodigde hoeveelheid elektrolyten via de voeding wordt opgenomen.

Ziekten en aandoeningen

Stoornissen in de water-elektrolytenbalans kunnen tot ernstige ziekten leiden. Bij een nieraandoening of in bepaalde extreme situaties kan de lichaamseigen regulatie van de water-elektrolytenbalans instorten. Naast nieraandoeningen is dit het geval bij ernstige diarree, braken, bloedverlies, overmatig zweten of uitdroging door dorst.

De verschillende ziekten kunnen leiden tot uitdroging, maar ook tot 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 binnencellulaire ruimte en de extracellulaire ruimte. Er kan een levensbedreigende situatie ontstaan ​​die moet worden behandeld met een geschikte elektrolytinfusie.

Het water-elektrolytenbalanssysteem wordt gecontroleerd door verschillende mechanismen. Deze omvatten het dorstmechanisme, het renine-angiotensine-aldosteronsysteem, het antidiuretisch hormoon of peptiden die inwerken op de nieren. Een verstoring van deze mechanismen kan leiden tot ernstige verstoringen van de water-elektrolytenbalans.

Het natriumion is een van de belangrijkste ionen die de gehele elektrolyt- en vochtbalans in stand houden. Bij hyponatriëmie (te lage natriumconcentratie) kunnen bijvoorbeeld spierkrampen, desoriëntatie, lethargie of zelfs coma optreden. Afhankelijk van de specifieke oorzaak moet in deze gevallen natrium worden vervangen. De symptomen van hypernatriëmie (te hoge natriumionenconcentratie) zijn vaak niet specifiek en manifesteren zich in gevoelens van zwakte en neurologische gebreken. De behandeling wordt bijvoorbeeld uitgevoerd door natriumarme hydratatie.