Wprowadzenie
Elektrolity są niezbędne do podstawowego funkcjonowania życia, takie jak utrzymanie neutralności elektrycznej w komórkach, generowanie i przewodzenie potencjałów czynnościowych w nerwach i mięśniach. Sód, potas i chlorek są znaczącymi elektrolitami wraz z magnezem, wapniem, fosforanem i wodorowęglanami. Elektrolity pochodzą z naszego pożywienia i płynów.
Te elektrolity mogą mieć nierównowagę, co prowadzi do albo wysoki lub niski poziom. Wysoki lub niski poziom elektrolitów zakłóca normalne funkcje organizmu i może prowadzić nawet do zagrażających życiu powikłań. Ten artykuł omawia podstawową fizjologię elektrolitów i ich nieprawidłowości, a także konsekwencje braku równowagi elektrolitowej.
Sód
Sód, który jest osmotycznie aktywnym anionem, jest jednym z najważniejszych elektrolitów w płynie pozakomórkowym. Odpowiada za utrzymanie objętości płynu pozakomórkowego, a także za regulację potencjału błonowego komórek. Sód jest wymieniany wraz z potasem przez błony komórkowe w ramach aktywnego transportu.
Regulacja sodu zachodzi w nerkach. W kanalikach proksymalnych zachodzi większość reabsorpcji sodu. W kanaliku dystalnym, sód ulega reabsorpcji. Transport sodu odbywa się za pośrednictwem symporterów sodowo-chlorkowych, czyli poprzez działanie hormonu aldosteronu.
Wśród zaburzeń elektrolitowych najczęstsza jest hiponatremia. Rozpoznanie jest wtedy, gdy poziom sodu w surowicy jest mniejszy niż 135 mmol/l. Hiponatremia ma objawy neurologiczne. Pacjenci mogą mieć bóle głowy, dezorientację, nudności, delirium. Hipernatremia występuje, gdy poziom sodu w surowicy jest wyższy niż 145 mmol/l. Objawy hipernatremii to tachypnea, trudności w zasypianiu i uczucie niepokoju. Gwałtowna korekta stężenia sodu może mieć poważne konsekwencje, takie jak obrzęk mózgu i osmotyczny zespół demielinizacyjny.
Potas
Potas jest głównie jonem wewnątrzkomórkowym. Za regulację homeostazy pomiędzy sodem a potasem odpowiada przede wszystkim pompa adenozynotrifosfatazy sodowo-potasowej, która wypompowuje sód w zamian za potas, który przemieszcza się do wnętrza komórek. W nerkach filtracja potasu odbywa się w kłębuszku nerkowym. Wchłanianie zwrotne potasu odbywa się w kanaliku proksymalnym i grubej wstępującej pętli Henlego. Wydzielanie potasu odbywa się w kanaliku dystalnym. Aldosteron zwiększa wydzielanie potasu. Kanały potasowe i kotransportery potasowo-chlorkowe w błonie apikalnej również wydzielają potas.
Zaburzenia gospodarki potasowej są związane z zaburzeniami rytmu serca. Hipokaliemia występuje, gdy stężenie potasu w surowicy wynosi poniżej 3,6 mmol/l. W hipokaliemii występują osłabienie, zmęczenie i skurcze mięśni. Hiperkaliemia występuje, gdy stężenie potasu w surowicy przekracza 5,5 mmol/l, co może powodować arytmię. Skurcze mięśni, osłabienie mięśni, rabdomioliza, mioglobinuria to oznaki i objawy występujące w hiperkaliemii.
Wapń
Wapń pełni istotną rolę fizjologiczną w organizmie. Bierze udział w mineralizacji szkieletu, kurczeniu się mięśni, przekazywaniu impulsów nerwowych, krzepnięciu krwi i wydzielaniu hormonów. Dieta jest dominującym źródłem wapnia. Jest on głównie obecny w płynie pozakomórkowym. Wchłanianie wapnia w jelitach odbywa się głównie pod kontrolą hormonalnie czynnej formy witaminy D, jaką jest 1,25-dihydroksywitamina D3. Hormon przytarczyc reguluje również wydzielanie wapnia w kanaliku dystalnym nerek. Kalcytonina działa na komórki kostne w celu zwiększenia stężenia wapnia we krwi.
Diagnoza hipokalcemii wymaga sprawdzenia stężenia albumin w surowicy w celu skorygowania stężenia wapnia całkowitego, a rozpoznanie jest wtedy, gdy skorygowane stężenie wapnia całkowitego w surowicy jest mniejsze niż 8,8 mg/dl, jak w niedoborze witaminy D lub niedoczynności przytarczyc. Badanie stężenia wapnia w surowicy jest zalecanym badaniem u pacjentów po tyreoidektomii. Hiperkalcemia ma miejsce, gdy skorygowane stężenie wapnia całkowitego w surowicy przekracza 10,7 mg/dl, co obserwuje się w pierwotnej nadczynności przytarczyc. Hiperkalcemia humoralna występuje w chorobach nowotworowych, głównie z powodu wydzielania PTHrP.
Wodorowęglany
Stan kwasowo-zasadowy krwi napędza poziom wodorowęglanów. Nerki w przeważającej mierze regulują stężenie wodorowęglanów i są odpowiedzialne za utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej. Nerki wchłaniają ponownie przefiltrowany wodorowęglan, a także wytwarzają nowy wodorowęglan poprzez wydalanie kwasu netto, co następuje poprzez wydalanie zarówno kwasu miareczkowego, jak i amoniaku. Biegunka zwykle powoduje utratę wodorowęglanów, powodując zaburzenie równowagi w regulacji kwasowo-zasadowej.
Magnez
Magnez jest kationem wewnątrzkomórkowym. Magnez jest głównie zaangażowany w metabolizm ATP, skurcz i rozkurcz mięśni, prawidłowe funkcjonowanie neurologiczne i uwalnianie neuroprzekaźników. Kiedy mięśnie kurczą się, wychwyt zwrotny wapnia przez ATPazę aktywowaną wapniem w siateczce sarkoplazmatycznej odbywa się przy udziale magnezu. Hipomagnezemia występuje, gdy poziom magnezu w surowicy jest niższy niż 1,46 mg/dl. Może ona przebiegać z zaburzeniami spowodowanymi używaniem alkoholu oraz ubytkami w przewodzie pokarmowym i nerkach – arytmiami komorowymi, do których należą torsades de pointes obserwowane w hipomagnezemii.
Chlorek
Chlorek jest anionem występującym głównie w płynie pozakomórkowym. Nerki w przeważającej mierze regulują poziom chlorków w surowicy. Większość chlorków, które są filtrowane przez kłębuszek nerkowy, jest reabsorbowana zarówno przez kanaliki proksymalne, jak i dystalne (głównie przez kanaliki proksymalne) zarówno poprzez transport aktywny, jak i bierny.
Hyperchloremia może wystąpić z powodu utraty wodorowęglanów z przewodu pokarmowego. Hipochloremia występuje w przypadku strat żołądkowo-jelitowych, takich jak wymioty lub nadmiernego przyrostu wody, takiego jak zastoinowa niewydolność serca.
Fosfor
Fosfor jest kationem płynu pozakomórkowego. Osiemdziesiąt pięć procent całkowitej ilości fosforu w organizmie znajduje się w kościach i zębach w postaci hydroksyapatytu; tkanki miękkie zawierają pozostałe 15%. Fosforan odgrywa kluczową rolę w szlakach metabolicznych. Jest składnikiem wielu intermediatów metabolicznych, a przede wszystkim adenozynotrójfosforanu (ATP) i nukleotydów. Fosforan jest regulowany równocześnie z wapniem przez witaminę D3, PTH i kalcytoninę. Nerki są główną drogą wydalania fosforu.
Zaburzenia równowagi fosforu mogą wynikać z trzech procesów: przyjmowania pokarmu, zaburzeń żołądkowo-jelitowych i wydalania przez nerki.
.