Esittely
Elektrolyytit ovat välttämättömiä elämän perustoiminnoille, kuten solujen sähköisen neutraaliuden ylläpitämiselle, toimintapotentiaalien synnyttämiselle ja johtamiselle hermoissa ja lihaksissa. Natrium, kalium ja kloridi ovat merkittäviä elektrolyyttejä yhdessä magnesiumin, kalsiumin, fosfaatin ja bikarbonaattien kanssa. Elektrolyytit ovat peräisin ravinnosta ja nesteistä.
Nämä elektrolyytit voivat olla epätasapainossa, mikä johtaa joko korkeisiin tai mataliin pitoisuuksiin. Korkeat tai matalat elektrolyyttitasot häiritsevät normaaleja kehon toimintoja ja voivat johtaa jopa hengenvaarallisiin komplikaatioihin. Tässä artikkelissa käydään läpi elektrolyyttien perusfysiologiaa ja niiden poikkeavuuksia sekä elektrolyyttien epätasapainon seurauksia.
Natrium
Natrium, joka on osmoottisesti aktiivinen anioni, on yksi solunulkoisen nesteen tärkeimmistä elektrolyyteistä. Se vastaa solunulkoisen nesteen tilavuuden ylläpitämisestä ja myös solujen kalvopotentiaalin säätelystä. Natrium vaihtuu yhdessä kaliumin kanssa solukalvojen läpi osana aktiivista kuljetusta.
Natriumin säätely tapahtuu munuaisissa. Proksimaalisessa tubuluksessa tapahtuu suurin osa natriumin takaisinimeytymisestä. Distaalisessa kierteisessä tubuluksessa tapahtuu natriumin takaisinimeytyminen. Natriumin kuljetus tapahtuu natrium-kloridi-symportterien kautta, joka on aldosteronihormonin vaikutuksesta.
Elektrolyyttihäiriöistä hyponatremia on yleisin. Diagnoosi on, kun seerumin natriumpitoisuus on alle 135 mmol/l. Hyponatremialla on neurologisia ilmenemismuotoja. Potilailla voi esiintyä päänsärkyä, sekavuutta, pahoinvointia ja deliriumia. Hypernatremia ilmenee, kun seerumin natriumpitoisuus on yli145 mmol/l. Hypernatremian oireita ovat takypnea, univaikeudet ja levoton olo. Nopeilla natriumkorjauksilla voi olla vakavia seurauksia, kuten aivoturvotus ja osmoottinen demyelinaatio-oireyhtymä.
Kalium
Kalium on pääasiassa solunsisäinen ioni. Natrium-kalium-adenosiinitrifosfataasipumpulla on päävastuu natriumin ja kaliumin välisen homeostaasin säätelystä, joka pumppaa natriumia ulos soluihin siirtyvän kaliumin vastineeksi. Munuaisissa kaliumin suodatus tapahtuu glomeruluksessa. Kaliumin takaisinimeytyminen tapahtuu proksimaalisessa kierteisessä tubuluksessa ja Henlen paksussa nousevassa silmukassa. Kaliumin eritys tapahtuu distaalisessa kierteisessä tubuluksessa. Aldosteroni lisää kaliumin eritystä. Kaliumkanavat ja kalium-kloridi-kotransporterit apikaalikalvolla erittävät myös kaliumia.
Kaliumhäiriöt liittyvät sydämen rytmihäiriöihin. Hypokalemiaa esiintyy, kun seerumin kaliumpitoisuus on alle 3,6 mmol/l – hypokalemiassa esiintyy heikkoutta, väsymystä ja lihasnykäyksiä. Hyperkalemiaa esiintyy, kun seerumin kaliumpitoisuus on yli 5,5 mmol/l, mikä voi johtaa rytmihäiriöihin. Lihaskrampit, lihasheikkous, rabdomyolyysi, myoglobinuria ovat hyperkalemiassa esiintyviä oireita.
Kalsium
Kalsiumilla on merkittävä fysiologinen tehtävä elimistössä. Se osallistuu luuston mineralisaatioon, lihasten supistumiseen, hermoimpulssien välittämiseen, veren hyytymiseen ja hormonien eritykseen. Ravinto on tärkein kalsiumin lähde. Sitä on enimmäkseen solunulkoisessa nesteessä. Kalsiumin imeytyminen suolistossa on pääasiassa D-vitamiinin hormonaalisesti aktiivisen muodon eli 1,25-dihydroksi-D3-vitamiinin valvonnassa. Lisäkilpirauhashormoni säätelee myös kalsiumin eritystä munuaisten distaalisessa tubuluksessa. Kalsitoniini vaikuttaa luusoluihin nostaakseen veren kalsiumpitoisuutta.
Hypokalsemian diagnosointi edellyttää seerumin albumiinipitoisuuden tarkistamista kokonaiskalsiumin korjaamiseksi, ja diagnoosiin päädytään, kun korjatut seerumin kokonaiskalsiumpitoisuudet ovat alle 8,8 mg/dl, kuten D-vitamiinin puutoksessa tai hypoparatyroidismissa. Seerumin kalsiumpitoisuuden tarkistaminen on suositeltava testi tyroideektomian jälkeisille potilaille. Hyperkalsemia on kyseessä, kun seerumin korjattu kokonaiskalsiumpitoisuus ylittää 10,7 mg/dl, kuten primaarisessa hyperparatyreoosissa. Humoraalista hyperkalsemiaa esiintyy pahanlaatuisissa kasvaimissa, mikä johtuu pääasiassa PTHrP:n erityksestä.
Bikarbonaatti
Bikarbonaattipitoisuudet riippuvat veren happo-emästasapainosta. Munuaiset säätelevät pääasiassa bikarbonaattipitoisuutta ja ovat vastuussa happo-emästasapainon ylläpitämisestä. Munuaiset absorboivat suodatettua bikarbonaattia takaisin ja tuottavat myös uutta bikarbonaattia nettohappoeritteellä, joka tapahtuu erittämällä sekä titrattavaa happoa että ammoniakkia. Ripuli johtaa yleensä bikarbonaatin menetykseen, mikä aiheuttaa epätasapainoa happo-emäs-säätelyssä.
Magnesium
Magnesium on solunsisäinen kationi. Magnesium osallistuu pääasiassa ATP-aineenvaihduntaan, lihasten supistumiseen ja rentoutumiseen, asianmukaiseen neurologiseen toimintaan ja välittäjäaineiden vapautumiseen. Kun lihas supistuu, magnesium saa aikaan kalsiumin takaisinoton sarkoplasmisen retikulumin kalsium-aktivoituneen ATPaasin avulla. Hypomagnesemiaa esiintyy, kun seerumin magnesiumpitoisuus on alle 1,46 mg/dl. Siihen voi liittyä alkoholin käyttöhäiriöitä ja ruoansulatuskanavan ja munuaisten menetys- kammioperäisiä rytmihäiriöitä, joihin kuuluu hypomagnesemiassa nähtävä torsades de pointes.
Kloridi
Kloridi on anioni, jota esiintyy pääasiassa solunulkoisessa nesteessä. Munuaiset säätelevät pääasiassa seerumin kloridipitoisuuksia. Suurin osa glomeruluksen suodattamasta kloridista imeytyy takaisin sekä proksimaalisiin että distaalisiin tubuluksiin (pääasiassa proksimaalisiin tubuluksiin) sekä aktiivisen että passiivisen kuljetuksen avulla.
Hyperklooremiaa voi esiintyä ruoansulatuskanavan bikarbonaattihäviön vuoksi. Hypokloremia ilmenee ruoansulatuskanavan häviöissä, kuten oksentelussa, tai liiallisessa veden saannissa, kuten kongestiivisessa sydämen vajaatoiminnassa.
Fosfori
Fosfori on solunulkoisen nesteen kationi. Kehon kokonaisfosforista 85 prosenttia on luissa ja hampaissa hydroksiapatiitin muodossa; loput 15 prosenttia on pehmytkudoksissa. Fosfaatilla on ratkaiseva merkitys aineenvaihdunnassa. Se on monien aineenvaihdunnan välituotteiden ja ennen kaikkea adenosiinitrifosfaatin (ATP) ja nukleotidien komponentti. D3-vitamiini, PTH ja kalsitoniini säätelevät fosfaattia samanaikaisesti kalsiumin kanssa. Fosfori erittyy ensisijaisesti munuaisten kautta.
Fosforin epätasapaino voi johtua kolmesta prosessista: ravinnon saannista, ruoansulatuskanavan häiriöistä ja erittymisestä munuaisten kautta.