Elektrolit Dengesi
Vücut, çeşitli işlevleri yerine getiren çok çeşitli iyonlar veya elektrolitler içerir. Bazı iyonlar, nöron ve kaslardaki hücre zarları boyunca elektriksel uyarıların iletilmesine yardımcı olur. Diğer iyonlar enzimlerdeki protein yapılarını stabilize etmeye yardımcı olur. Diğerleri ise endokrin bezlerinden hormon salgılanmasına yardımcı olur. Plazmadaki tüm iyonlar, hücreler ve çevreleri arasındaki su hareketini kontrol eden ozmotik dengeye katkıda bulunur.
Canlı sistemlerdeki elektrolitler arasında sodyum, potasyum, klorür, bikarbonat, kalsiyum, fosfat, magnezyum, bakır, çinko, demir, manganez, molibden, bakır ve krom bulunur. Vücut işleyişi açısından en önemli altı elektrolit vardır: sodyum, potasyum, klorür, bikarbonat, kalsiyum ve fosfat.
Elektrolitlerin Görevleri
Bu altı iyon sinir uyarılabilirliğine, endokrin salgılanmasına, zar geçirgenliğine, vücut sıvılarının tamponlanmasına ve sıvıların bölmeler arasındaki hareketinin kontrolüne yardımcı olur. Bu iyonlar vücuda sindirim sistemi yoluyla girer. Vücuda giren kalsiyum ve fosfatın yüzde 90'ından fazlası kemiklere ve dişlere dahil edilir ve kemik bu iyonlar için bir mineral rezervi görevi görür. Kalsiyum ve fosfatın başka işlevler için gerekli olması durumunda, kemik dokusu parçalanarak kana ve diğer dokulara bu mineraller sağlanabilir. Fosfat, nükleik asitlerin normal bir bileşenidir; bu nedenle, nükleik asitler parçalandığında kandaki fosfat seviyeleri artacaktır.
İyonların atılımı esas olarak böbrekler yoluyla gerçekleşir, daha az miktarda ter ve dışkı ile kaybedilir. Aşırı terleme, özellikle sodyum ve klorür açısından önemli bir kayba neden olabilir. Şiddetli kusma veya ishal klorür ve bikarbonat iyonlarının kaybına neden olacaktır. Solunum ve böbrek fonksiyonlarındaki ayarlamalar vücudun ECF'deki bu iyonların seviyelerini düzenlemesini sağlar.
Tablo 26.1'de bu bölümde ele alınan altı iyon için kan plazması, beyin omurilik sıvısı (BOS) ve idrar referans değerleri listelenmektedir. Klinik bir ortamda, sodyum, potasyum ve klorür tipik olarak rutin bir idrar örneğinde analiz edilir. Buna karşılık, kalsiyum ve fosfat analizi 24 saatlik bir süre boyunca idrar toplanmasını gerektirir, çünkü bu iyonların çıkışı bir gün boyunca önemli ölçüde değişebilir. İdrar değerleri bu iyonların atılım oranlarını yansıtır. Bikarbonat normalde idrarla atılmayan tek iyon olup, bunun yerine vücudun tamponlama sistemlerinde kullanılmak üzere böbrekler tarafından korunur.
| İsim | Kimyasal sembol | Plazma | CSF | İdrar |
| Sodyum | Na+ | 136.00–146.00 (mM) | 138.00–150.00 (mM) | 40.00–220.00 (mM) |
| Potasyum | K+ | 3.50–5.00 (mM) | 0.35–3.5 (mM) | 25.00–125.00 (mM) |
| Klorür | Cl– | 98.00–107.00 (mM) | 118.00–132.00 (mM) | 110.00–250.00 (mM) |
| Bikarbonat | HCO3– | 22.00–29.00 (mM) | – | – |
| Kalsiyum | Ca++ | 2.15–2.55 (mmol/gün) | – | 7,49’a kadar (mmol/gün) |
| Fosfat | HPO2−4 | 0.81–1.45 (mmol/gün) | – | 12,90-42,00 (mmol/gün) |
Sodyum
Sodyum, ekstraselüler sıvının ana katyonudur. Hücrelerin içi ve çevresi arasında var olan ozmotik basınç gradyanının yarısından sorumludur. NaCl bakımından çok yüksek olan tipik bir Batı diyetiyle beslenen insanlar rutin olarak 130 ila 160 mmol/gün sodyum alırlar, ancak insanların günde sadece 1 ila 2 mmol/gün sodyuma ihtiyacı vardır. Bu fazla sodyum, bazı kişilerde hipertansiyon (yüksek tansiyon) için önemli bir faktör olarak görünmektedir. Sodyum atılımı öncelikle böbrekler tarafından gerçekleştirilir. Sodyum, böbreklerin glomerüler kılcal damarlarından serbestçe süzülür ve süzülen sodyumun çoğu proksimal kıvrımlı tübülde yeniden emilse de, bir kısmı süzüntüde ve idrarda kalır ve normal olarak atılır.
Hiponatremi, genellikle vücutta sodyumu seyrelten aşırı su birikimiyle ilişkili, normalden daha düşük bir sodyum konsantrasyonudur. Mutlak bir sodyum kaybı, iyonun alımının azalması ve idrarla sürekli olarak atılmasından kaynaklanabilir. Vücuttan anormal sodyum kaybı, aşırı terleme, kusma veya ishal; diüretik kullanımı; diyabette ortaya çıkabilen aşırı idrar üretimi ve metabolik asidoz veya diyabetik ketoasidoz gibi asidoz dahil olmak üzere çeşitli durumlardan kaynaklanabilir.
Kan sodyumunda göreceli bir azalma, IF gibi vücudun diğer sıvı bölmelerinden birinde sodyum dengesizliğinden veya ödem veya konjestif kalp yetmezliğine bağlı su tutulması nedeniyle sodyumun seyrelmesinden kaynaklanabilir. Hücresel düzeyde, hiponatremi ozmoz yoluyla hücrelere su girişinin artmasıyla sonuçlanır, çünkü hücre içindeki solüt konsantrasyonu artık seyreltilmiş ECF'deki solüt konsantrasyonunu aşar. Fazla su hücrelerin şişmesine neden olur; kırmızı kan hücrelerinin şişmesi -oksijen taşıma etkinliklerinin azalması ve potansiyel olarak kılcal damarlara sığamayacak kadar büyük hale gelmeleri- beyindeki nöronların şişmesi ile birlikte beyin hasarına ve hatta ölüme neden olabilir.
Hipernatremi kan sodyumunda anormal bir artıştır. Kandaki su kaybından kaynaklanabilir ve tüm kan bileşenlerinin hemokonsantrasyonuyla sonuçlanabilir. ADH ve aldosteron içeren hormonal dengesizlikler de normalden yüksek sodyum değerlerine neden olabilir.
Potasyum
Potasyum başlıca hücre içi katyondur. Zar depolarizasyonu ve aksiyon potansiyellerinden sonra nöronlarda ve kas liflerinde dinlenme zar potansiyelinin oluşmasına yardımcı olur. Sodyumun aksine potasyumun ozmotik basınç üzerinde çok az etkisi vardır. Kan ve BOS'taki düşük potasyum seviyeleri, ICF ve ECF arasındaki normal potasyum konsantrasyon gradyanlarını koruyan hücre zarlarındaki sodyum-potasyum pompalarından kaynaklanmaktadır. Günlük potasyum alımı/tüketimi için tavsiye edilen miktar 4700 mg'dır. Potasyum hem aktif hem de pasif olarak böbrek tübülleri, özellikle de distal kıvrımlı tübül ve toplayıcı kanallar yoluyla atılır. Potasyum, aldosteronun etkisi altında böbrek tübüllerinde sodyum ile değiş tokuşa katılır ve bu değiş tokuş, bazolateral sodyum-potasyum pompalarına dayanır.
Hipokalemi anormal derecede düşük potasyum kan seviyesidir. Hiponatremideki duruma benzer şekilde, hipokalemi vücuttaki potasyumun mutlak olarak azalması veya potasyumun yeniden dağılımına bağlı olarak kandaki potasyumun göreceli olarak azalması nedeniyle ortaya çıkabilir. Mutlak potasyum kaybı, sıklıkla açlığa bağlı olarak alımın azalmasından kaynaklanabilir. Ayrıca kusma, ishal veya alkalozdan da kaynaklanabilir.
Bazı insüline bağımlı diyabet hastaları, potasyumun yeniden dağılımından dolayı kandaki potasyumda göreceli bir azalma yaşarlar. İnsülin uygulandığında ve glukoz hücreler tarafından alındığında, potasyum glukozla birlikte hücre zarından geçerek kandaki potasyum miktarını azaltır ve IF, nöronların hücre zarlarının hiperpolarizasyonuna neden olarak uyaranlara verdikleri tepkileri azaltabilir.
Yüksek potasyum kan seviyesi olan hiperkalemi de iskelet kaslarının, sinir sisteminin ve kalbin işlevini bozabilir. Hiperkalemi, diyetle potasyum alımının artmasından kaynaklanabilir. Böyle bir durumda, kandaki potasyum anormal derecede yüksek konsantrasyonlarda ECF'ye ulaşır. Bu durum iskelet kası liflerinin, nöronların ve kalp hücrelerinin plazma zarının kısmi depolarizasyonuna (uyarılmasına) ve ayrıca hücrelerin repolarize olamamasına yol açabilir. Kalp için bu, bir kasılmadan sonra gevşemeyeceği ve etkili bir şekilde "tutukluk" yapacağı ve kan pompalamayı durduracağı anlamına gelir, bu da dakikalar içinde ölümcüldür. Sinir sistemi üzerindeki bu tür etkiler nedeniyle, hiperkalemisi olan bir kişide zihinsel karışıklık, uyuşukluk ve solunum kaslarında zayıflama da görülebilir.
Klorür
Klorür baskın ekstraselüler anyondur. Klorür, ICF ve ECF arasındaki ozmotik basınç gradyanına önemli bir katkıda bulunur ve uygun hidrasyonun korunmasında önemli bir rol oynar. Klorür, ECF'deki katyonları dengeleme işlevi görerek bu sıvının elektriksel nötralitesini korur. Böbrek sisteminde klorür iyonlarının salgılanma ve geri emilim yolları sodyum iyonlarının yollarını takip eder.
Hipokloremi veya normalden düşük kan klorür seviyeleri, kusurlu renal tübüler emilim nedeniyle ortaya çıkabilir. Kusma, ishal ve metabolik asidoz da hipokloremiye yol açabilir. Hiperkloremi veya normalden yüksek kan klorür seviyeleri, dehidrasyon, aşırı diyet tuzu (NaCl) alımı veya deniz suyu yutulması, aspirin zehirlenmesi, konjestif kalp yetmezliği ve kalıtsal, kronik akciğer hastalığı olan kistik fibrozis nedeniyle ortaya çıkabilir. Kistik fibrozisli kişilerde terdeki klorür seviyeleri normal seviyelerin iki ila beş katıdır ve ter analizi genellikle hastalığın teşhisinde kullanılır.
| İNTERAKTİF BAĞLANTI Deniz suyunun insanlar üzerindeki etkisine ilişkin bir açıklama için bu makaleyi okuyun. Deniz suyu içmenin vücut üzerinde nasıl bir etkisi vardır? |
Bikarbonat
Bikarbonat kanda en çok bulunan ikinci anyondur. Temel işlevi, tampon sistemlerinin bir parçası olarak vücudunuzun asit-baz dengesini korumaktır. Bu rol farklı bir bölümde ele alınacaktır.
Bikarbonat iyonları, aerobik metabolizmanın sonunda üretilen iki molekül olan karbondioksit (CO2) ve su ile başlayan kimyasal bir tepkime sonucu ortaya çıkar. Vücut sıvılarında sadece az miktarda CO2 çözünebilir. Böylece, CO2'nin yüzde 90'ından fazlası aşağıdaki tepkimeler yoluyla bikarbonat iyonlarına, HCO3-, dönüştürülür:
Çift yönlü oklar, reaktanların ve ürünlerin konsantrasyonlarına bağlı olarak tepkimelerin her iki yönde de ilerleyebileceğini göstermektedir. Karbondioksit, yüksek metabolik hıza sahip dokularda büyük miktarlarda üretilir. Karbondioksit, karbonik anhidraz adı verilen bir enzimin etkisiyle kırmızı kan hücrelerinin sitoplazmasında bikarbonata dönüştürülür. Bikarbonat kanda taşınır. Akciğerlere girdikten sonra tepkimeler ters yöne döner ve CO2 metabolik atık olarak dışarı verilmek üzere bikarbonattan yeniden üretilir.
Kalsiyum
Vücudunuzdaki kalsiyumun yaklaşık iki kilosu, kemiğe sertlik sağlayan ve dokuların geri kalanı için kalsiyum ve tuzları için bir mineral rezervi görevi gören kemiğe bağlıdır. Dişlerin içinde de yüksek miktarda kalsiyum bulunur. Kandaki kalsiyumun yarısından biraz fazlası proteinlere bağlanır ve geri kalanı iyonize formda kalır. Kalsiyum iyonları, Ca2+, kas kasılması, enzim aktivitesi ve kan pıhtılaşması için gereklidir. Ayrıca, kalsiyum hücre zarlarının stabilize edilmesine yardımcı olur ve nöronlardan nörotransmitterlerin ve endokrin bezlerinden hormonların salınması için gereklidir.
Kalsiyum, aktif D vitamininin etkisi altında bağırsaklar yoluyla emilir. D vitamini eksikliği, emilen kalsiyumun azalmasına ve nihayetinde iskelet sistemindeki kalsiyum depolarının tükenmesine yol açarak potansiyel olarak çocuklarda raşitizme ve yetişkinlerde osteomalaziye yol açarak osteoporoza katkıda bulunur.
Hipokalsemi veya anormal derecede düşük kalsiyum kan seviyeleri, tiroid bezinin çıkarılmasını takip edebilen hipoparatiroidizmde görülür, çünkü paratiroid bezinin dört nodülü içine gömülüdür. Hiperkalsemi veya anormal derecede yüksek kalsiyum kan seviyeleri primer hiperparatiroidizmde görülür. Bazı maligniteler de hiperkalsemiye neden olabilir.
Fosfat
Fosfat vücutta üç iyonik formda bulunur: H2PO4, HPO2-4 ve PO3-4. En yaygın form HPO2-4'tür. Kemik ve dişler, kalsiyum-fosfat tuzlarının bir parçası olarak vücuttaki fosfatın yüzde 85'ini bağlar. Fosfat, hücre zarını oluşturan fosfolipitlerde ve ATP, nükleotidler ve tamponlarda bulunur.
Hipofosfatemi (veya anormal derecede düşük fosfat kan seviyeleri), yoğun antiasit kullanımı, alkol yoksunluğu ve yetersiz beslenme sırasında ortaya çıkar. Fosfat tükenmesi karşısında böbrekler genellikle fosfatı muhafaza eder, ancak açlık sırasında bu koruma büyük ölçüde bozulur. Hiperfosfatemi (veya kandaki fosfat seviyelerinin anormal derecede artması), böbrek fonksiyonlarının azalması durumunda veya akut lenfositik lösemi vakalarında ortaya çıkar. Ayrıca, fosfat ICF'nin önemli bir bileşeni olduğundan, hücrelerin önemli ölçüde tahrip olması fosfatın ECF'ye dökülmesine neden olabilir.
Sodyum ve Potasyumun Düzenlenmesi
Sodyum renal filtrattan geri emilir ve potasyum renal toplama tübülündeki filtrata atılır. Bu değişimin kontrolü esas olarak iki hormon-aldosteron ve anjiyotensin II tarafından yönetilir.
Aldosteron
Aldosteronun distal tübülde potasyum atılımını ve sodyum geri emilimini artırdığını hatırlayın. Aldosteron, kandaki potasyum seviyesi yükseldiğinde, kandaki sodyum seviyesi ciddi şekilde düştüğünde ya da kan basıncı düştüğünde salgılanır. Net etkisi, böbreklerden sodyum ve dolayısıyla su atılımını azaltarak plazmadaki su seviyelerini korumak ve artırmaktır. Negatif bir geri besleme döngüsünde, ECF'nin artan ozmolalitesi (aldosteronla uyarılmış sodyum emilimini takip eder) hormonun salınımını engeller (aşağıdaki şekil).
Anjiyotensin II
Anjiyotensin II vazokonstriksiyona ve sistemik kan basıncında artışa neden olur. Bu etki glomerüler filtrasyon hızını artırarak daha fazla materyalin glomerüler kılcal damarlardan Bowman kapsülüne süzülmesine neden olur. Anjiyotensin II ayrıca adrenal korteksten aldosteron salınımında bir artışa işaret eder.
Böbreklerin distal kıvrımlı tübüllerinde ve toplayıcı kanallarında aldosteron, sodyum-potasyum pompasının sentezini ve etkinleşmesini uyarır (aşağıdaki şekil). Sodyum, süzüntüden tübül ve kanal hücrelerinin içine ve içinden ECF'ye ve oradan da kılcal damarlara geçer. Su, ozmoz nedeniyle sodyumu takip eder. Böylece aldosteron kan sodyum seviyelerinde ve kan hacminde artışa neden olur. Aldosteronun potasyum üzerindeki etkisi sodyumunkinin tersidir; etkisi altında fazla potasyum vücuttan atılmak üzere böbrek filtratına pompalanır.
Kalsiyum ve Fosfatın Düzenlenmesi
Kalsiyum ve fosfatın her ikisi de üç hormonun etkisiyle düzenlenir: paratiroid hormonu (PTH), dihidroksivitamin D (kalsitriol) ve kalsitonin. Her üçü de kandaki kalsiyum seviyelerine yanıt olarak salınır veya sentezlenir.
PTH, kan kalsiyum konsantrasyonundaki azalmaya yanıt olarak paratiroid bezinden salınır. Hormon, kemik matrisini parçalamak ve inorganik kalsiyum-fosfat tuzlarını serbest bırakmak için osteoklastları aktive eder. PTH ayrıca D vitaminini, bağırsak epitel hücrelerinin kalsiyumu emmek için ihtiyaç duyduğu aktif bir D vitamini formu olan dihidroksivitamin D'ye (kalsitriol) dönüştürerek diyetle alınan kalsiyumun gastrointestinal emilimini artırır.
PTH, böbrekler yoluyla kalsiyum kaybını engelleyerek kan kalsiyum seviyelerini yükseltir. PTH ayrıca böbrekler yoluyla fosfat kaybını da artırır.
Kalsitonin, kandaki yüksek kalsiyum seviyelerine yanıt olarak tiroid bezinden salınır. Hormon, kandaki kalsiyumu uzaklaştıran ve kalsiyumu kemik matrisine dahil eden osteoblastların aktivitesini artırır.
Sonraki Ders: Asit-Baz Dengesi
Yorumlar
Yorum Gönder