Значение электролитов для живых организмов

Роль электролитов в организме человека

Введение

ион электролитный физиологический

Биологические жидкости организма человека (внутриклеточные и внеклеточные) представляют собой растворы, содержащие электролиты. Электролит - вещество, распадающееся при растворении на ионы. Определенный ионный состав жидкостей необходим для поддержания многих жизненных процессов. Например, функция некоторых ферментов оптимальна только в условиях определенной концентрации ионов и величины рН. Эффект многих гормонов осуществляется благодаря изменению проницаемости клеточной мембраны для некоторых ионов. Ионный состав внутри клетки значительно отличается от ионного состава внеклеточной жидкости.

Электролиты выполняют в организме следующие функции: отвечают за осмолярность жидкостей тела, образуют биоэлектрический потенциал, катализируют процессы обмена веществ, определяют рН жидкостей тела, стабилизируют костную ткань, служат в качестве «энергетического депо», участвуют в свертывании крови, обладают иммунотропной активностью.

Для постановки окончательного диагноза и выбора метода терапии необходимо установить вид и степень изменений обмена воды и электролитов, поскольку клиническая картина отдельных нарушений не имеет характерных признаков. Для определения концентрации электролитов используют следующие методы исследования: пламенная фотометрия, ионометрический (потенциометрический) и фотометрический.

1. Физиологическая роль основных ионов в организме

Роль отдельных электролитов в жизнедеятельности организма многообразна и неоднозначна.

Натрий

В организме взрослого человека содержится 70-100 г. натрия, у детей его содержание ниже. Содержание натрия в плазме крови 130-150 ммоль / л. Во внеклеточных жидкостях находится около 40% всего натрия, в костях и хрящах около 50%, внутри клеток менее 10%. Около 85% ионов натрия представлено в свободной форме и приблизительно 15% его удерживается белками.

Функции натрия в организме:

создает и поддерживает осмотическое давление жидкостей организма (преимущественно внеклеточной);

задерживает воду в организме;

участвует во всасывании в кишечнике и обратном всасывании в почках глюкозы и аминокислот;

участвует в регуляции кислотно-щелочного баланса организма, является щелочным резервом крови;

является активатором некоторых ферментов;

определяет величину мембранного потенциала и, соответственно, возбудимость клеток;

стимулирует АТФазную активность фракций клеточных мембран, стабилизирует симпатический отдел нервной системы, принимает участие в регуляции тонуса сосудов.

Основное количество натрия поступает в организм с поваренной солью, небольшое количество потребляется в виде бикарбоната натрия, цитрата, сульфата и глутамата натрия, которые встречаются в продуктах питания как добавки. Суточная потребность ребенка в натрии составляет в среднем 1,5 - 2,0 ммоль / л. Около 95% поступившего натрия всасывается в желудочно-кишечном тракте. Около 95% выводится почками с мочой в виде натриевых солей, фосфорной, серной, угольной и других кислот. Натрий выводится также с потом и через кишечник. Дефицит или избыток натрия вызывают серьезные изменения в организме ребенка.

Калий

У взрослых содержание калия составляет приблизительно 53 ммоль / кт и 95% его обменивается. Уровень калия в организме ребенка ниже. 90% калия находится внутри клеток в соединении с белками, углеводами и фосфором. Часть калия содержится в клетках в ионизированном виде и обеспечивает мембранный потенциал.

Менее 10% калия содержится внеклеточно:

-5% находится в плазме и межклеточной жидкости;

наиболее богата калием мышечная ткань;

в эритроцитах калия примерно 100 ммоль / л;

в плазме содержится 4-5 ммоль / л калия.

Во внеклеточной среде небольшое количество калия находится в ионизированном виде. Суточная потребность взрослого человека в калии 2 - 3 г, ребенка 1,5 - 2,0 ммоль / л. Основным пищевым источником калия являются продукты растительного происхождения. Из организма 80-90% калия выводится почками, остальное пищеварительным трактом и потовыми железами.

Калий участвует в ряде жизненно важных физиологических процессов:

создает и поддерживает осмотическое давление жидкостей организма (преимущественно внутриклеточной);

участвует в регуляции кислотно-щелочного состояния организма;

является активатором ряда ферментов;

генерирует электрохимический потенциал в мембранах клеток;

играет важнейшую роль в деятельности сердечно-сосудистой, мышечной, нервной систем, в секреторной и моторной функциях пищеварительного тракта, экскреторной функции почек.

Выход калия из клеток зависит от увеличения их биологической активности, распада белка и гликогена, недостатка кислорода. Концентрация зависит от состояния кислотно-щелочного баланса: при накоплении кислот количество калия увеличивается, при повышении содержания щелочей количество калия снижается. Дефицит и избыток калия вызывают серьезные изменения в организме ребенка.

Кальций

Кальций в различных тканях содержится внутриклеточно и почти исключительно в соединении с белками. Лишь в костной ткани, включающей до 97% всех запасов кальция в организме, он находится внеклеточно. Содержание кальция в организме у детей составляет около 200 ммоль / л, у взрослых 475 ммоль / л. У взрослого человека поддерживается нулевой баланс кальция, у детей - положительный. Содержание кальция в крови составляет 2,5-2,8 ммоль / л, приблизительно 40% из них связано с белком. Основной источник кальция - продукты питания: молоко и молочные продукты, яйца, бобовые, сухофрукты и др. Для детей грудного возраста основной источник кальция - молоко. Ежесуточное выделение кальция через почки составляет 100 - 200 мг, через кишечник 150 мг, с потом до 20 мг. Потери кальция с мочой увеличиваются при нарушении кислотно-щелочного баланса в плане накопления кислот, и при потреблении больших количеств белка.

Функции кальция:

необходимый участник процесса мышечного сокращения;

важнейший компонент свертывающей системы крови;

активатор в работе многих ферментов;

входит в состав костей и хрящей;

является стабилизатором клеточных мембран;

регулирует возбудимость нервов и мышц;

внутриклеточный посредник в действии некоторых гормонов на клетку;

универсальный пусковой элемент многих секреторных процессов.

Кальций участвует в физиологических процессах только в ионизированном виде. Ионизация кальция зависит от кислотно-щелочного баланса крови. При чрезмерном увеличении кислот содержание ионизированного кальция повышается, а при увеличении содержания щелочей падает. Увеличение щелочей и снижение уровня кальция ведут к резкому повышению нейромышечной возбудимости и судорожным приступам.

Магний

Концентрация магния в клетках значительно выше, чем во внеклеточной среде. Примерно половина всего магния находится в костях, примерно половина в мышцах и печени, около 1% во внеклеточном пространстве. Общее количество магния в организме детей составляет 11 ммоль / л, у взрослых 14 ммоль / л. Уровень магния в крови составляет 0,75 - 0,9 ммоль / л, при этом более 60% находится в ионизированном виде. Суточная потребность в магнии взрослого человека составляет около 300 мг. Овощи с зелеными листьями, фрукты, бобовые, злаки, мясо являются основными пищевыми источниками магния. При недостатке магния в организме он полностью обратно всасывается почками, которые являются главным регулятором содержания магния в организме. Если же есть избыток магния, то он удаляется через желудочно-кишечный тракт.

Функции магния:

структурный элемент костной ткани;

стабилизатор биологических мембран, уменьшает их текучесть и проницаемость;

входит в состав более 300 разных ферментных комплексов, обеспечивая их активность;

играет существенную роль в активации АТФазы;

стабилизирует структуры ДНК;

уменьшает возбудимость нервно-мышечной системы, сократительную способность миокарда и гладких мышц сосудов;

оказывает депрессивное действие на психические функции.

При дефиците магния повышается возбудимость центральной нервной системы, что проявляется слабостью и расстройством психики (путанность сознания, беспокойство, агрессивность), возникновением судорог. Повышение уровня магния вызывает тошноту и рвоту. Высокие концентрации магния могут вызвать сильное снижение артериального давления.

Хлор

90% хлора находится во внеклеточной жидкости. Общее количество его в организме составляет 33 ммоль / кг. В организме он находится преимущественно в ионизированном состоянии в форме солей натрия, калия, кальция, магния и т.д. Распределение хлора в жидкостях организма определяется главным образом распределением ионов натрия. В частности изменение концентрации хлора в крови происходит соответственно изменению концентрации натрия. В норме концентрация хлора в плазме крови составляет 90-105 ммоль/л. Суточная потребность в хлоре составляет 2-4 г., и полностью покрывается поваренной солью, добавляемой в пищу.

Функции хлора:

участвует в создании и поддержании осмотического давления жидкостей организма;

участвует в синтезе соляной кислоты в желудке;

участвует в генерации электрохимической разницы на плазматических мембранах клеток;

является активатором ряда ферментов;

Избыток хлора ведет к нарушению кислотно-щелочного баланса в плане избыточного накопления кислот.

Фосфор

Фосфор входит в состав межклеточной жидкости и каждой клетки организма. Внутри клеток концентрация фосфора выше в 40 раз, чем во внеклеточной среде. Около 70% фосфора сосредоточено в костной ткани. Содержание фосфора в крови составляет 0,94-1,60 ммоль / л, у детей первого года жизни 1,26-2,26 ммоль / л. Потребность в фосфатах взрослого человека составляет около 1200 мг / сут. Фосфор в достаточном количестве присутствует в пищевом рационе, т.к. содержится практически во всех пищевых продуктах. Удаление фосфора из организма осуществляется почками и через кишечник. Выделение фосфатов с мочой может быть усилено белковым гормоном паращитовидной железы. Выделение возрастает также и при увеличении уровня неорганического фосфора в плазме крови.

Фосфор имеет исключительно большое биологическое значение для растущего организма:

необходимый компонент клеточных мембран;

играет ключевую роль в метаболических процессах, входя в состав многих коферментов, нуклеиновых кислот и фосфопротеидов;

структурный компонент костей и зубов;

участвует в регуляции концентрации водородных ионов;

важнейший компонент фосфор-органических соединений организма: нуклеотидов, нуклеиновых кислот, фосфопротеидов, фосфолипидов, фосфорных эфиров углеводов, коферментов, 3-ФКГ и др.;

органические соединения фосфора составляют основу энергетического обмена.

Избыток фосфора в организме встречается редко и наблюдается при нарушении функции почек или паращитовидной железы. Избыток приводит к гипокальциемии и нарушению созревания костной ткани. Проявлениями недостатка фосфора являются ломкость костей, нарушение распада оксигемоглобина, слабость, миопатия, кардиомиопатия.

Сульфаты

Сульфаты в большом количестве содержатся во внутриклеточном пространстве, входят в состав многих биологически активных веществ. В плазме крови неорганических сульфатов содержится 0,3-1,5 ммоль / л. Они необходимы для обезвреживания токсических соединений в печени.

Бикарбонат

Бикарбонат в наибольшем количестве содержится во внеклеточной жидкости. Он находится в динамическом равновесии с угольной кислотой и является компонентом буферной системы организма, которая поддерживает определенную концентрацию ионов водорода. Средняя концентрация бикарбоната в сыворотке крови 27 мэкв / л. Концентрация бикарбоната у недоношенных новорожденных колеблется в пределах 11-29 ммоль / л, у доношенных новорожденных она составляет 21 ммоль / л.

. Электролитный обмен в организме

Электролитам в организме человека принадлежит главенствующая роль в осмотическом гомеостазе (поддержании постоянства внутренней среды). Электролиты находятся в водных секторах организма в виде катионов (в основном калий и натрий) и анионов (в основном хлориды и бикарбонаты).

В таблице ниже представлено содержание электролитов в водных секторах тела человека (по Г.А. Рябову, 1982; В.Д. Малышеву, 1985):

ЭлектролитыВодные средывнутрисосудистый секторинтерстициальный секторвнутриклеточ-ный секторммоль/лмэкв/лммоль/лмэкв/лммоль/лмэкв/лКАТИОНЫNa+1421421321322020K+5555115115Ca++2,552,55--Mg++1,531,5317,535ВСЕГО:151155141145152,5170АНИОНЫHCO - (бикарбонат)292927271414Cl - (хлорид)10313011010166PO42 - (фосфат)12124080SO42 - (сульфат)0,51,00,51,01020P - (орг-я к-та)55552020P - (протеинат)1,915--3,830ВСЕГО:140,4155143,514593,8170Общая молярная концентрация291,4284,5256,3Общая концентрация электролитов310290340

Пояснения к таблице:

·ммоль/л - это количество вещества в растворе, согласно международной системе СИ;

·осмолярность - это молярность, или молярная концентрация;

·мэкв - это миллиэквивалент, который отражает электрическую зарядность раствора;

·миллимоль - это выражение молярной концентрации (число частиц в растворе, вне зависимости от того, несут они или нет электрический заряд);

·миллиосмоль - показывают осмотическую силу раствора (понятие «миллимоль» и «миллиосмоль» для биологического раствора тождественны);

·осмолярность раствора выражается в миллиосмолях и определяется как количество миллиосмолей растворенных в литре воды ионов + недиссоциированные субстанции (глюкоза, мочевина) + слабодиссоциирующие вещества (белок);

·осмолярность нормальной плазмы величина постоянная = 285..295 мосмоль/л (главные компоненты: катионы натрия - 140, и анионы хлора - 100);

·миллиэквивалент = 1/1000 эквивалента - количество химического элемента, соединяющееся с одной весовой частью водорода или замещающей ее (для расчета необходимо знать ионную массу и валентность).

·моль - единица молярности, соответствующая раствору в 1 литре которого растворен 1 моль вещества.

Среднее содержание основных катионов в органах и жидкостях тела человека (ммоль/л) (Я.А. Жизневский, 1994):

Органы, жидкостиNа+K+Cа+Mg+Мозг748437Сердце80642,510Легкие108384,253Печень835537,5Почки764555Мышцы311501,759Эритроциты151000,252,15Сыворотка крови1424,52,51Лимфа1352,2--Ликвор1452,31,21,3Моча195575/сут4/сутСодерж. желудка11020--Пот2511--

. Нарушения электролитного баланса

Нарушения обмена калия

Нарушения обмена калия в виде гипокалиемии или гиперкалиемии сопровождают заболевания желудочно-кишечного тракта достаточно часто.

Гипокалиемия может быть следствием заболеваний, сопровождающихся рвотой или поносом, а также при нарушениях процессов всасывания в кишечнике. Она может возникать под влиянием длительного применения глюкозы, диуретиков, сердечных гликозидов, адренолитических препаратов и при лечении инсулином. Недостаточная или неправильная предоперационная подготовка или послеоперационное ведение больного - бедная калием диета, вливание растворов, не содержащих калия, - также могут приводить к снижению содержания калия в организме.

Дефицит калия может проявляться чувством покалывания и тяжести в конечностях; больные ощущают тяжесть в веках, мышечную слабость и быструю утомляемость. Они вялы, у них наблюдается пассивное положение в постели, медленная прерывистая речь; могут появиться нарушения глотания, преходящие параличи и даже расстройства сознания - от сонливости и сопора до развития комы. Изменения со стороны сердечнососудистой системы характеризуются тахикардией, артериальной гипотензией, увеличением размеров сердца, появлением систолического шума и признаков сердечной недостаточности, а также типичной картиной изменений на ЭКГ.

Нарушения обмена натрия

Гипонатриемия может возникать и при отсутствии внешних потерь - при развитии гипоксии, ацидоза и других причин, вызывающих повышение проницаемости клеточных мембран. В этом случае внеклеточный натрий перемещается внутрь клеток, что и сопровождается гипонатриемией. Гипернатриемия возникает на фоне олигурии, ограничения вводимых жидкостей, при избыточном введении натрия, при лечении глюкокортикоидными гормонами и АКТГ, а также при первичном гиперальдостеронизме и синдроме Кушинга. Она сопровождается нарушением водного баланса - внеклеточной гипергидратацией, проявляется жаждой, гипертермией, артериальной гипертензией, тахикардией. Могут развиваться отеки, повышение внутричерепного давления, сердечная недостаточность. Гипернатриемия устраняется назначением ингибиторов альдостерона (верошпирон), ограничением введения натрия и нормализацией водного обмена.

Дефицит натрия вызывает перераспределение жидкости в организме: снижается осмотическое давление плазмы крови и возникает внутриклеточная гипергидратация. Клинически гипонатриемия проявляется быстрой утомляемостью, головокружением, тошнотой, рвотой, снижением артериального давления, судорогами, нарушениями сознания. Как видно, эти проявления неспецифичны, и для уточнения характера нарушений электролитного баланса и степени их выраженности надо определить содержание натрия в плазме крови и эритроцитах. Это необходимо и для направленной количественной коррекции. При истинном дефиците натрия следует использовать растворы натрия хлорида с учетом величины дефицита. При отсутствии потерь натрия необходимы меры, направленные на устранение причин, вызвавших повышение проницаемости мембран, коррекция ацидоза, применение глюкокортикоидных гормонов, ингибиторов протеолитических ферментов, смеси глюкозы, калия и новокаина. Эта смесь улучшает микроциркуляцию, способствует нормализации проницаемости клеточных мембран, препятствует усиленному переходу ионов натрия внутрь клеток и тем самым нормализует натриевый баланс.

Нарушения обмена кальция

При многих заболеваниях желудочно-кишечного тракта развиваются нарушения кальциевого обмена, в результате чего возникают либо избыток, либо дефицит содержания кальция в плазме крови. Так, при остром холецистите, остром панкреатите, пилородуоденальных стенозах, возникает гипокальциемия вследствие рвоты, фиксации кальция в очагах стеатонекроза, повышения содержания глюкагона. Гипокальциемия может возникать после массивной гемотрансфузионной терапии вследствие связывания кальция с цитратом; в этом случае она может носить и относительный характер вследствие поступления в организм значительных количеств калия, содержащегося в консервированной крови. Снижение содержания кальция может наблюдаться в послеоперационном периоде вследствие развития функционального гипокортицизма, вызывающего уход кальция из плазмы крови в костные депо.

Снижение содержания кальция в плазме проявляется повышением нервно-мышечной возбудимости, вплоть до тетании, слабостью, головокружением, тахикардией. Терапия гипокальциемических состояний и их профилактика заключаются во внутривенном введении препаратов кальция - хлорида или глюконата. Профилактическая доза кальция хлорида составляет 5-10 мл 10% раствора, лечебная - может увеличиваться до 40 мл. Предпочтительно осуществлять терапию слабыми растворами - не выше 1-процентной концентрации. В противном случае резкое повышение содержания кальция в плазме крови вызывает выброс кальцитонина щитовидной железой, что стимулирует его переход в костные депо; при этом концентрация кальция в плазме крови может упасть ниже исходной.

Гиперкальциемия при заболеваниях желудочно-кишечного тракта встречается гораздо реже, однако она может иметь место при язвенной болезни, раке желудка и других заболеваниях, сопровождающихся истощением функции коры надпочечников. Гиперкальциемия проявляется мышечной слабостью, общей заторможенностью больного; возможны тошнота, рвота. При проникновении значительных количеств кальция внутрь клеток могут развиться поражения головного мозга, сердца, почек, поджелудочной железы.

Нарушения обмена магния

Гипомагниемия возникает при длительном парентеральном питании и патологических потерях через кишечник, так как магний всасывается в тонкой кишке. Поэтому дефицит магния может развиваться после обширной резекции тонкой кишки, при поносах, тонкокишечных свищах, при парезе кишечника. Такое же нарушение может возникать на фоне гиперкальциемии и гипернатриемии, при лечении сердечными гликозидами, при диабетическом кетоацидозе. Дефицит магния проявляется повышением рефлекторной активности, судорогами или мышечной слабостью, артериальной гипотензией, тахикардией. Коррекция осуществляется растворами, содержащими магния сульфат (до 30 ммоль/сут).

Гипермагниемия встречается реже гипомагниемии. Главные ее причины - почечная недостаточность и массивное разрушение тканей, ведущее к высвобождению внутриклеточного магния. Гипермагниемия может развиться на фоне недостаточности функции надпочечников. Она проявляется снижением рефлексов, гипотонией, мышечной слабостью, нарушениями сознания, вплоть до развития глубокой комы. Гипермагниемия корригируется устранением ее причин, а также перитонеальным диализом или гемодиализом.

Заключение

Электролиты в жидких средах организма специфичны по своему количественному и качественному составу. Из катионов плазмы натрий занимает ведущее место и составляет 93% всего их количества. Среди анионов следует выделить прежде всего хлор. Сумма катионов и анионов практически одинакова, т.е. система электронейтральна.

Список литературы

1.Эндокринология и метаболизм (в 2-х томах под ред. Ф. Фелига)/Ф.У. Бродус, Ф. Фелиг - М.:Медицина. - 1985.

2.Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: Учеб. для вузов/Ю.А. Ершов, В.А. Попков, А.С. Берлянд и др.; Под ред. Ю.А. Ершова. - 2-е изд., испр. и доп.-М.: Высш. шк., 2000-560 с.: ил.

3.Мусил Я. /Основы биохимии патологических процессов. - М.:Москва. - 1985.

.Калюжный В.П. Электролиты в норме и патологии и методы их исследования // Электронная библиотека/2014 г. - Режим доступа: [http://ooovera.ru/index.php/informacia/articles/304-elecrolytes1]

48. Электролиты в организме человека. Электролитический состав крови.

Коллоидные растворы клеток и биологических жидкостей находятся в соприкосновении с электролитами. Поэтому при введении в организм какого-либо электролита надо учитывать не только его концентрацию, но и заряд ионов. Так, физиологический раствор хлорида натрия нельзя заменить изотоничным раствором хлорида магния, поскольку в этой соли имеется двухзарядный ион магния, обладающий высоким коагулирующим действием. С явлением коагуляции эритроцитов вследствие уменьшения их дзета-потенциала врачи постоянно имеют дело в клинических лабораториях (метод определения СОЭ скорости оседания эритроцитов). Это явление объясняется тем, что при патологии в крови увеличивается содержание некоторых видов белков, место ионов электролитов на поверхности эритроцитов занимают белки, заряд которых ниже, чем у суммы замещенных ими ионов. Заряд эритроцитов понижается, они быстрее объединяются и оседают. Организм обладает концентрационным гомеостазом, физиологический механизм регуляции которого связан во многом с функцией почек. Электролиты выполняют в организме важную роль: отвечают за осмолярность и величину ионной силы биосред, образуют биоэлектрический потенциал, катализируют процессы обмена веществ, стабилизируют определенные ткани (костная), служат в качестве энергетических депо (фосфаты), участвуют в свертывающей системе крови. Для практики полезно запомнить, что физиологическими растворами являются 1 / 6 моль/л растворы солей, молекулы которых полностью диссоциируют на 2 иона, и 1/3 моль/л растворы растворов неэлектролитов (например, 1/3 моль/л раствор глюкозы). Физико-химические параметры гомеостаза таких растворов, а следовательно и параметры гомеостаза плазмы - важнейшей биосреды человеческого организма составляют: п плазмы = 7.6 – 8.1атм. п онкотическое – 0.03 – 0.04 атм, д Т зам. плазмы = 0.560С, I внутриклет = 0.35, Iплазмы= 0.15

49. Понятие о водно – солевом обмене. Антагонизм и синегизм ионов.

Величина ионной силы биологических сред существенна для реализации разнообразных биохимических и физиологических процессов. Их оптимальные параметры достигаются лишь при постоянном и вполне определенном значении ионной силы. Это иллюстрируется хотя бы таким важным для живых систем обстоятельством, что диссоциация углекислоты заметным образом зависит от изменения концентрации хлорида натрия в ее водном растворе (а следовательно ее поведение в плазме отличается от свойств в чистой воде). Отсюда нетрудно сделать заключение, что постоянство концентраций электролитов в водных биосредах (водно-электролитный баланс) и определяемая этим постоянством величина ионной силы биосред - одно из требований гомеостаза. Концентрация ионов - регулятор распределения воды между внутриклеточным содержимым, межклеточным пространством и мочей. К примеру, если при болезни или в результате применения мочегонных препаратов происходит избыточное выделение мочи, то вместе с влагой (восполняемой с питьем) организм теряет и соли. Падение концентрации ионов в плазме крови приводит в итоге к падению осмотического давления. Напротив, при жажде в результате обезвоживания объем внутриклеточного пространства уменьшается из-за потери влаги. Тем самым увеличивается концентрация электролитов в тканях, и в результате осмотическое давление повышается. Нарушения водно-электролитного баланса связаны с комплексом причин, приводящих к избытку или недостатку воды и (или) электролитов. Нужно различать нарушения баланса (несоответствие между поступлением и выведением) и нарушение распределения между внеклеточным и внутриклеточным пространством. В зависимости от содержания жидкости в организме и осмотического давления плазмы различают шесть различных состояний, связанных с увеличением количества внеклеточной жидкости (гипергидратация) и ее уменьшением (дегидратация). Организм легче переносит гипергидратацию, чем дегидратацию. Увеличение внеклеточного пространства вдвое и более совместимо с жизнью, а при дегидратации быстрая потеря 20% жидкости смертельна. Близкие значения атомных и ионных радиусов, энтальпий ионизации, координационных чисел, склонность к образованию связей с одними и теми же элементами в молекулах биолигандов обусловливает эффекты замещения элементов в биологических системах. Такое замещение ионов может происходить как с усилением (синергизм), так и с подавлением активности (антагонизм) мещаемого элемента.

Роль электролитов в жизнедеятельности организма

Для гомеостаза электролитов необходимо взаимодействие нескольких процессов: поступление в организм, перераспределение и депонирование в клетках и их микроокружении, выделение из организма.

Поступление в организм зависит от состава и свойств пищевых продуктов и воды, особенностей их всасывания в желудочно-кишечном тракте и состояния энтерального барьера. Однако, несмотря на широкие колебания количества и состава пищевых веществ и воды, водно-солевой баланс в здоровом организме неуклонно поддерживается за счет изменений экскреции с помощью органов выделения. Основную роль в этом гомеостатическом регулировании выполняют почки.

Натрий поддерживает осмотическое давление внекле-точной жидкости, причем его дефицит не может быть восполнен другими катионами. Изменение уровня натрия в жидкостях организма неизбежно влечет за собой сдвиг осмотического давления и в результате — объема жидкостей. Уменьшение концентрации натрия во внеклеточной жидкости способствует перемещению воды в клетки, а увеличение содержания натрия вызывает выход воды из клеток. Содержание натрия в клеточной микросреде определяет величину мембранного потенциала и, соответственно, — возбудимость клеток.

Калий. Основное количество калия (98%) находится внутри клеток в виде непрочных соединений с белками, углеводами и фосфором. Часть калия содержится в клетках в ионизированном виде и обеспечивает мембранный потенциал. Во внеклеточной среде небольшой количество калия находится преимущественно в ионизированном виде. Обычно выход калия из клеток зависит от увеличения их биологической активности, распада белка и гликогена, недостатка кислорода. Концентрация калия увеличивается при ацидозе и снижается при алкалозе.

Уровень калия в клетках и внеклеточной среде играет важнейшую роль в деятельности сердечно-сосудистой, мышечной и нервной систем, в секреторной и моторной функциях пищеварительного тракта, экскреторной функции почек.

Кальций участвует в физиологических процессах только в ионизированном виде. Этот катион необходим для обеспечения возбудимости нервно-мышечной системы, проницаемости мембран, свертывания крови. Ионизация кальция в крови зависит от рН. При ацидозе содержание ионизированного кальция повышается, а при алкалозе — падает.

Алкалоз и снижение уровня кальция ведут к резкому повышению нейромышечной возбудимости и тетании. Влияет на уровень кальция и концентрация белков в плазме крови. Содержание кальция в крови поддерживается в норме в диапазоне 2-4 ммоль/л.

Внутриклеточный ионизированный кальций является важнейшим вторичным посредником нервно-гуморальных регуляторных влияний, обеспечивает процессы освобождения медиаторов и секрецию гормонов, энергетику клетки. Основное депо кальция — костная ткань, в которой содержится 90% катиона в связанном виде.

Магний, как и калий, является основным внутриклеточным катионом, т.к. его концентрация в клетках значительно выше, чем во внеклеточной среде. Половина всего магния находится в костях, 49% в клетках мягких тканей и лишь 1% во внеклеточном водном пространстве. Уровень магния в крови составляет 0,7-1 ммоль/л, при этом более 60% катиона находится в ионизированном виде. Магний входит в состав более 300 разных ферментных комплексов, обеспечивая их активность. Он способствует синтезу белков, необходим для поддержания состояния клеточных мембран. Катион уменьшает возбудимость нервно-мышечной системы, сократительную способность миокарда и гладких мышц сосудов, оказывает депрессивное действие на психические функции.

Хлор. Главным анионом внеклеточной жидкости является хлор, 65% которого находится в ее мобильной части. Концентрация хлора в плазме крови в норме колеблется от 90 до 105 ммоль/л. Специальной физиологической роли этот анион не выполняет, хотя участвует в формировании потенциала покоя возбудимых клеток. Избыток хлора ведет к ацидозу. Анион необходим для образования соляной кислоты в желудке.

Фосфаты являются основными внутриклеточными анионами, где концентрация фосфата выше, чем во внеклеточной среде в 40 раз. Содержание неорганического фосфата в крови составляет 0,94-1,44 ммолль/л, но 50% неорганического фосфата находится в костях, где он вместе с кальцием образуют основное минеральное вещество костной ткани.

Фосфаты — необходимый компонент клеточных мембран, играют ключевую роль в метаболических процессах, входя в состав многих коферментов, нуклеиновых кислот и фосфопротеинов, вторичных посредников и макроэргических соединений.

Сульфаты в большем количестве содержатся во внутриклеточном пространстве, входят в состав многих биологически активных веществ. В плазме крови неорганических сульфатов содержится 0,3-1,5 ммоль/л. Они необходимы для обезвреживания токсических соединений в печени.

Что это такое — электролиты: виды и функции в организме человека

Электролиты – это вещества, которые отвечают за передачу нервных импульсов и играют важную роль в составе крови и обмене веществ человека.

Любое нарушение ВЭБ – водно-электролитного баланса приводит к серьезным негативным последствиям для организма, а в тяжелых случаях может даже привести к летальному исходу. В группе риска дети и новорожденные: различные заболевания способны существенно изменить концентрацию электролитов в крови. Необходимо восстановить баланс между поступлением веществ в кровь и их выведением.

Виды электролитов в организме человека

Электролиты — минеральные соединения, которые выполняют очень важные функции в организме человека

В крови человека присутствует раствор целого ряда веществ, играющих роль в обменных процессах.

Основные виды электролитов в организме:

Калий – элемент, необходимый для правильной работы сердечной мышцы, также он участвует в регулировке водного баланса и влияет на нормальную работу мозга. Повышенное содержание калия называют гиперкалиемией, нарушение баланса возникает при болезнях мочевыделительной системы, обезвоживании, голодании и т. д. Пониженное содержание калия носит название гипокалиемия – она проявляется при почечной недостаточности, сильных физических нагрузках.
Натрий – еще один важнейший элемент в обмене веществ. Он играет существенную роль в нормальной проводимости нервных импульсов, а также в работе мышц. Избыток натрия в организме возникает при нарушениях работы почек, приеме лекарственных препаратов, а также различных заболеваниях.
Хлор необходим для нормальной работы пищеварительной системы, для работы печени, регулировки кислотно-щелочного баланса и не только. Он является важным компонентом обмена веществ, любое отклонение от нормы в большую или меньшую сторону приводит к тяжелым состояниям.
Кальций – элемент, необходимый для нормальной работы сердца, также он участвует при формировании костей и зубов. Также он участвует в усвоении железа, а также в работе нервной ткани. Избыток кальция наблюдается при раковых опухолях, почечной недостаточности, а также сильном обезвоживании.
Магний обеспечивает правильную работу мышц, нервной ткани и сердца. Именно магний отвечает за усвоение сахара в организме и его превращении в энергию, необходимую для его работы.

Исследования на электролиты в медицине

Диагностика уровня электролитов в сыворотке крови

Исследование крови на электролиты проводятся для диагностики различных заболеваний: в первую очередь, анализ необходим для диагностики работы почек и сердца. Материалом для анализа является венозная кровь, обследование проводится натощак. За сутки до него необходимо исключить из рациона алкоголь, в течение получаса перед обследованием нельзя курить.

При анализе измеряется содержание в крови натрия, калия и хлоридов, таким образом выявляется анионовое «окно», то есть разница между количеством положительных и отрицательных ионов.

Отклонение от нормы свидетельствует о том, что в крови присутствуют токсины, кроме того, дисбаланс наблюдается при сахарном диабете, голодании, различных функциональных нарушениях.

Обследование проводится как составная часть медосмотра, также оно назначается для контроля эффективности медикаментозного лечения. Показаниями к его проведению являются сердечная аритмия, отеки, тошнота, слабость, обострение хронических заболеваний.

Роль натрия и калия

Основная функция калия — поддержание водного баланса в организме

Калий и натрий в организме человека – два основных электролита, они играют ключевую роль в сохранении оптимального кислотно-щелочного баланса. Натрий и калий обеспечивают регуляцию водного обмена: ионы натрия способствуют задерживанию воды, а ионы калия, напротив, отталкивают воду.

Суточная потребность в натрии для взрослого человека составляет 0,09% от общей массы тела, в среднем человеку необходимо получать от 9 до 16 г поваренной соли, чтобы получить необходимое количество. Натрий также присутствует в определенных продуктах: в их числе сельдерей, морковь, морские водоросли.

Избыточное количество натрия способствует повышенной нагрузке на почки, поэтому диетологи рекомендуют ограничивать количество соли в пище.

Поступление в организм достаточного количества калия особенно необходимо пожилым людям. Этот микроэлемент присутствует в изюме, кураге, белых грибах, капусте и других продуктах, он способствует выведению из организма избыточного количества натрия. Недостаток калия приводит к мышечным судорогам, нарушениям сердечного ритма, патологической жажде и другим негативным проявлениям.

Полезное видео — Роль и функции калия и магния в организме человека.

Читайте: Анализ крови - амилаза: норма фермента и причины отклонения

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.