ЕЛЕКТРОЛИТИ ВО ЧОВЕКОВИОТ ОРГАНИЗАМ

1. Вовед во физиологијата на електролитите

Електролитите претставуваат хемиски супстанции што во воден раствор се дисоцираат на позитивно или негативно наелектризирани честички, наречени јони. Тие имаат суштинско значење за одржување на хомеостазата, односно на релативно стабилната внатрешна средина на организмот. Нивното присуство е неопходно за нормално функционирање на нервниот систем, скелетните и мазните мускули, срцевиот мускул, клеточните мембрани, бубрезите и бројните ензимски системи.

Во физиолошки услови, електролитите учествуваат во регулирањето на распределбата на водата во организмот, осмотскиот притисок, киселинско-базната рамнотежа, создавањето и спроведувањето на нервните импулси, мускулната контракција и клеточниот метаболизам.

Од особено значење за студентите по специјална едукација и рехабилитација е разбирањето на врската меѓу електролитната рамнотежа и функционирањето на нервниот и мускулниот систем. Нарушувањата на концентрацијата на електролитите можат да предизвикаат замор, мускулна слабост, грчеви, нарушувања на свеста, промени во однесувањето и намалена способност за учество во секојдневните и рехабилитациските активности.

Иако електролитните нарушувања не се специфични за лицата со попреченост, нивното препознавање е важно во работата со деца и возрасни лица кои имаат тешкотии во комуникацијата, ограничена способност за самостојно изразување на потребите или придружни невролошки и моторни нарушувања.

2. Основни поими и поделба на електролитите

Електролитите во организмот се присутни во различни телесни течности: крвната плазма, интерстицијалната течност, интрацелуларната течност, лимфата и другите биолошки течности.

Според електричниот полнеж, тие се поделени на две основни групи.

Катјони се позитивно наелектризирани јони. Најзначајни се: Натриум (Na⁺), Калиум (K⁺), Калциум (Ca²⁺), Магнезиум (Mg²⁺).

Анјони се негативно наелектризирани јони. Најзначајни се: Хлориди (Cl⁻), Бикарбонати (HCO₃⁻), 

Фосфати (на пр., HPO₄²⁻), Протеински анјони и органски анјони.

Електричната неутралност на телесните течности се одржува преку рамнотежата на позитивните и негативните полнежи. Тоа не значи дека концентрациите на сите поединечни јони се еднакви, туку дека вкупниот електричен полнеж во одреден волумен течност е приближно неутрален.

Концентрацијата на електролитите најчесто се изразува во милимоли на литар (mmol/L). За јони со едновалентен полнеж, како Na⁺ и K⁺, вредностите изразени во mmol/L бројчено се еднакви на вредностите во mEq/L. Кај двовалентните јони, како Ca²⁺ и Mg²⁺, овие вредности се разликуваат.

2.1. Екстрацелуларна и интрацелуларна распределба

Телесната вода се дели на два главни оддели:

• Интрацелуларна течност – течноста што се наоѓа во внатрешноста на клетките.
• Екстрацелуларна течност – течноста надвор од клетките, која ги опфаќа интерстицијалната течност и крвната плазма.

Кај возрасен човек со просечна телесна градба, вкупната телесна вода често изнесува околу 50–60% од телесната маса, но вредноста зависи од возраста, полот, уделот на масното ткиво и други фактори. Кај новороденчињата уделот на водата е поголем, додека со стареењето често се намалува. Приближно две третини од вкупната телесна вода се наоѓаат интрацелуларно, а една третина екстрацелуларно. Распределба на телесната вода: Интрацелуларна течност ≈ ⅔ со главен катјон: калиум (K⁺). Екстрацелуларна течност ≈ ⅓ со главен катјон: натриум (Na⁺).

Распределбата на електролитите не е еднаква во двата оддели. Во екстрацелуларната течност доминира натриумот, додека во интрацелуларната течност доминира калиумот. Оваа разлика е неопходна за создавање на мембранскиот потенцијал и за нормално функционирање на клетките.

Клеточната мембрана селективно пропушта различни јони. Натриум-калиумовата пумпа (Na⁺/K⁺-ATPаза), користејќи енергија од АТП, пренесува три натриумови јони надвор од клетката и два калиумови јони во клетката во текот на еден циклус. На тој начин се одржуваат концентрационите градиенти што се основа за нормалната електрична активност на клетките.

3. Физиолошки функции на електролитите

Електролитите имаат повеќе меѓусебно поврзани функции.

3.1. Одржување на осмотскиот притисок и распределбата на водата

Осмозата претставува движење на водата низ селективно пропустлива мембрана кон страната со поголема ефективна концентрација на растворени честички. Осмотскиот притисок зависи од бројот на растворените честички, а не само од нивната маса.

Натриумот и неговите придружни анјони се главни фактори што ја определуваат осмолалноста на екстрацелуларната течност. Поради тоа, промените на концентрацијата на натриумот имаат важни последици за движењето на водата меѓу клетките и нивната околина.

Ако екстрацелуларната течност стане хипертонична, водата излегува од клетките и тие се намалуваат. Ако стане хипотонична, водата навлегува во клетките и тие отекуваат. Овие промени се особено значајни во мозочното ткиво, каде што брзите промени во волуменот на клетките можат да предизвикаат сериозни невролошки последици.

3.2. Создавање и спроведување на нервните импулси

Нервните клетки комуницираат преку електрични и хемиски сигнали. Разликите во концентрацијата на натриумот и калиумот од двете страни на клеточната мембрана овозможуваат создавање на мембрански потенцијал.

Кога невронот ќе достигне праг на возбудување, се отвораат напонски зависни натриумови канали и натриумот брзо навлегува во клетката. Ова предизвикува деполаризација. Потоа се активираат калиумовите канали, преку кои калиумот излегува од клетката, овозможувајќи реполаризација.

Овој процес е основа на акцискиот потенцијал, преку кој нервниот систем пренесува информации до мускулите и другите ефекторни органи.

Калциумот, пак, е неопходен за ослободување на невротрансмитерите од нервните завршетоци. На тој начин, различни електролити имаат специфични, но меѓусебно зависни улоги во нервната комуникација.

3.3. Мускулна контракција

Мускулната контракција зависи од координираната активност на нервниот систем, јонските канали, калциумот и контрактилните протеини.

Кај скелетните мускули, нервниот импулс предизвикува ослободување на ацетилхолин на невромускулната спојка. Се создава мускулен акциски потенцијал, кој предизвикува ослободување на калциум од саркоплазматскиот ретикулум. Калциумот се врзува за тропонинот, овозможувајќи интеракција меѓу актинските и миозинските филаменти и создавање сила.

Натриумот и калиумот се неопходни за електричната возбудливост на мускулните клетки, а магнезиумот учествува во ензимските реакции и метаболизмот на АТП.

Нарушувањата на електролитната рамнотежа може да предизвикаат намалена мускулна сила, грчеви, тремор, замор или, во потешки случаи, парализа.

3.4. Одржување на киселинско-базната рамнотежа

Нормалното функционирање на клетките зависи од одржувањето на pH-вредноста на крвта во тесни граници, приближно 7,35–7,45. Во регулирањето на киселинско-базната рамнотежа учествуваат:

• Бикарбонатниот пуферски систем.
• Протеинските пуфери, вклучувајќи го хемоглобинот.
• Фосфатниот пуферски систем.
• Белите дробови, преку регулирање на излачувањето на јаглеродниот диоксид.
• Бубрезите, преку излачување на киселини и регулирање на бикарбонатите.

Нарушувањата на киселинско-базната рамнотежа често се поврзани со промените на калиумот, хлорот и бикарбонатите. Затоа, електролитите и pH-вредноста треба да се разгледуваат како меѓусебно поврзани физиолошки системи.

3.5. Учество во ензимските и метаболичките процеси

Многу ензими зависат од присуството на одредени јони. Магнезиумот е неопходен кофактор во бројни реакции поврзани со АТП, синтезата на протеини и нуклеински киселини. Фосфатите учествуваат во енергетскиот метаболизам, додека калциумот има улога и како интрацелуларен сигнален молекул. Електролитите, според тоа, не се само супстанции што ја одржуваат водната рамнотежа, туку и активни регулатори на клеточната функција.

4. Натриум (Na⁺)

Натриумот е главниот катјон на екстрацелуларната течност. Референтен опсег во серум кај возрасни: приближно 135–145 mmol/L, зависно од лабораторијата. Натриумот има клучна улога во одржувањето на осмолалноста на екстрацелуларната течност, распределбата на водата, крвниот волумен и крвниот притисок. Тој е важен и за создавањето на акцискиот потенцијал во нервните и мускулните клетки.

4.1. Физиолошки функции на натриумот

Главните функции на натриумот се:

• Регулација на водната рамнотежа. Натриумот и неговите придружни анјони се главни определувачи на осмотските својства на екстрацелуларната течност.
• Одржување на циркулирачкиот волумен. Вкупната количина на натриум во организмот значително влијае врз екстрацелуларниот волумен и артерискиот притисок.
• Нервна спроводливост. Влегувањето на Na⁺ низ напонски зависните канали е клучно за деполаризацијата на нервните клетки.
• Транспорт низ клеточните мембрани. Натриумовиот градиент овозможува секундарен активен транспорт на гликоза, аминокиселини и други супстанции.
• Одржување на хомеостазата. Преку бубрезите, хормоните и механизмите за жед, организмот ја регулира концентрацијата и вкупната количина на натриум и вода.

4.2. Регулација на натриумот

Натриумовата рамнотежа се регулира главно преку бубрезите. Поголемиот дел од филтрираниот натриум повторно се апсорбира во бубрежните тубули. Важни регулаторни механизми се:

• Ренин-ангиотензин-алдостеронскиот систем (RAAS) – се активира при намалена бубрежна перфузија, намалена испорака на натриум хлорид до одредени делови од нефронот или симпатичка стимулација. Алдостеронот ја зголемува реапсорпцијата на натриумот во дисталните делови на нефронот и истовремено го поттикнува излачувањето на калиумот.
• Антидиуретски хормон (ADH, вазопресин) – го зголемува задржувањето на водата во бубрезите. Неговото дејство е особено важно за регулирање на концентрацијата на натриумот во крвта.
• Жед – го зголемува внесувањето вода кога се зголемува осмолалноста или кога се активираат одредени механизми поврзани со намален ефективен циркулирачки волумен.
• Натриуретични пептиди – придонесуваат за зголемено излачување на натриум и вода во определени физиолошки услови.

Важно е да се разликува концентрацијата на натриумот во серумот од вкупната количина натриум во телото. Серумскиот натриум првенствено ја одразува рамнотежата меѓу натриумот и водата, а не само количеството внесена сол.

4.3. Хипонатремија

Хипонатремија е состојба при која концентрацијата на натриум во серумот е пониска од 135 mmol/L. Можни причини се:

• Прекумерно задржување на вода.
• Губење натриум преку повраќање, дијареја или одредени бубрежни нарушувања.
• Употреба на одредени диуретици.
• Синдром на несоодветно лачење на антидиуретски хормон (SIADH).
• Срцева слабост, цироза и некои други состојби поврзани со нарушен ефективен циркулирачки волумен.
• Прекумерен внес на вода во однос на способноста на организмот да ја излачи.

Симптомите зависат од степенот, брзината на настанување и причината за нарушувањето. Може да се појават главоболка, гадење, нарушена концентрација, летаргија, конфузија, грчеви и намалено ниво на свест. Тешката или брзо настаната хипонатремија може да предизвика мозочен едем и да биде животозагрозувачка.

4.4. Хипернатремија

Хипернатремија е состојба при која серумскиот натриум е повисок од 145 mmol/L. Најчесто настанува поради недостиг на вода во однос на натриумот, на пример при недоволен внес на течности, зголемени загуби преку кожата и дишењето, осмотска диуреза или нарушена секреција или дејство на ADH. Поретко, може да биде предизвикана од прекумерен внес на натриум.

Можни симптоми се интензивна жед, слабост, раздразливост, нарушување на свеста, мускулни грчеви и невролошки симптоми. Ризикот е особено значаен кај доенчиња, постари лица и лица кои не можат самостојно да побараат или да земат вода.

Корекцијата на изразените нарушувања на натриумот мора да биде медицински контролирана. Пребрзото намалување на натриумот при хронична хипернатремија може да предизвика мозочен едем, додека пребрзата корекција на хронична хипонатремија може да доведе до осмотска демиелинизација.

5. Калиум (K⁺)

Калиумот е главниот катјон на интрацелуларната течност. Референтен опсег во серум кај возрасни: приближно 3,5–5,0 mmol/L; точните граници зависат од лабораторијата. Калиумот е неопходен за одржување на мембранскиот потенцијал, нормалната нервна спроводливост, мускулната контракција и електричната активност на срцето.

5.1. Распределба и физиолошки функции

Околу 98% од вкупниот калиум во организмот се наоѓа во клетките, а само мал дел се наоѓа во екстрацелуларната течност. Поради оваа нерамномерна распределба, дури и релативно мали промени на концентрацијата на калиумот во серумот можат да имаат значајни физиолошки последици. Калиумот има неколку основни функции:

• Учествува во создавањето и одржувањето на мембранскиот потенцијал во мирување.
• Го регулира прагот на возбудување на нервните и мускулните клетки.
• Овозможува нормална работа на скелетната мускулатура.
• Учествува во регулирањето на срцевиот ритам.
• Придонесува за одржување на интрацелуларната осмолалност.
• Учествува во киселинско-базната рамнотежа и клеточниот метаболизам.

5.2. Регулација на калиумот

Бубрезите се главниот орган за долгорочно регулирање на калиумовата рамнотежа. Излачувањето на калиумот се приспособува во зависност од неговиот внес, концентрацијата во плазмата, алдостеронот и функционирањето на нефронот. Калиумот може брзо да се преместува меѓу екстрацелуларната и интрацелуларната течност. Инсулинот и β₂-адренергичната стимулација го поттикнуваат неговото навлегување во клетките. Алкалемијата може да придонесе за преместување на калиумот во клетките, но ефектот на промените на pH не е секогаш предвидлив и зависи од причината на нарушувањето. Овие механизми објаснуваат зошто концентрацијата на калиумот во крвта не ја покажува секогаш целосно вкупната количина калиум во организмот.

5.3. Хипокалемија

Хипокалемија е состојба при која концентрацијата на калиумот во серумот е пониска од 3,5 mmol/L. Причини можат да бидат:

• Продолжено повраќање или дијареја.
• Употреба на одредени диуретици.
• Недоволен внес во комбинација со други фактори.
• Зголемено бубрежно губење на калиум.
• Преместување на калиумот од екстрацелуларната во интрацелуларната течност.
• Одредени хормонални и метаболички нарушувања.

Клиничките манифестации вклучуваат мускулна слабост, замор, грчеви, запек, намалени рефлекси и нарушувања на срцевиот ритам. При тешка хипокалемија може да се развие изразена мускулна слабост, па дури и парализа.

5.4. Хиперкалемија

Хиперкалемија е состојба при која серумскиот калиум е повисок од горната референтна граница, која често е околу 5,0–5,5 mmol/L, зависно од лабораторијата и клиничкиот контекст. Можни причини се:

• Намалена бубрежна функција.
• Лекови што го намалуваат излачувањето на калиумот, вклучувајќи некои RAAS-инхибитори и калиум-задржувачки диуретици.
• Зголемено ослободување калиум од клетките при одредени ткивни оштетувања.
• Метаболички нарушувања.
• Прекумерен внес на калиум во присуство на нарушено бубрежно излачување.

Хиперкалемијата може да предизвика мускулна слабост, парестезии и опасни нарушувања на срцевиот ритам. Понекогаш е асимптоматска и се открива само со лабораториска анализа. При земање крв, хемолизата може лажно да ја зголеми измерената концентрација на калиумот. Ова се нарекува псевдохиперкалемија и понекогаш бара повторување на анализата, но резултатот не смее да се игнорира кога постои сомневање за вистинска хиперкалемија.

Клиничко значење: изразените нарушувања на калиумот можат да бидат итни состојби, бидејќи можат да предизвикаат аритмии и ненадејни компликации. При сомневање за сериозно нарушување потребни се медицинска проценка и, според состојбата, електрокардиограм (ЕКГ).

6. Калциум (Ca²⁺)

Калциумот е основен минерал за коските, мускулите и нервната функција. Вкупен калциум во серум кај возрасни: често околу 2,15–2,55 mmol/L, со зависност од лабораторијата. Калциумот е неопходен за минерализација на коските и забите, невромускулната спроводливост, мускулната контракција, коагулацијата на крвта и интрацелуларната сигнализација.

6.1. Распределба и физиолошки функции

Најголемиот дел од калциумот во организмот се наоѓа во коските и забите. Само мал дел се наоѓа во телесните течности и меките ткива, но токму тој дел е неопходен за голем број физиолошки процеси. Во крвта калциумот се наоѓа во три форми:

• Јонизиран калциум – биолошки активната форма.
• Калциум врзан за протеини, особено албумин.
• Калциум комплексно врзан за мали анјони.

Калциумот учествува во:

• Контракцијата на скелетните и мазните мускули и на срцевиот мускул.
• Ослободувањето на невротрансмитери од нервните завршетоци.
• Активирањето на процесите на коагулација на крвта.
• Интрацелуларната сигнализација.
• Изградбата и одржувањето на коскеното ткиво.
• Регулацијата на активноста на различни ензими.

6.2. Регулација на калциумот

Концентрацијата на калциумот се регулира преку координирано дејство на паратироидниот хормон (PTH), активната форма на витаминот D и, во определени услови, калцитонинот.

Паратироидниот хормон (PTH) се лачи од паратироидните жлезди при намалување на концентрацијата на јонизираниот калциум. Тој ја зголемува реапсорпцијата на калциумот во бубрезите, го стимулира создавањето на активниот витамин D и, преку дејство врз коските и индиректно врз цревната апсорпција, придонесува за зголемување на калциумот во крвта. Истовремено, го зголемува бубрежното излачување на фосфатите.

Витаминот D, во својата активна форма калцитриол, ја зголемува апсорпцијата на калциумот и фосфатите во тенкото црево и е важен за нормална минерализација на коските.

6.3. Хипокалцемија

Хипокалцемија е намалена концентрација на калциумот во крвта. При проценката е важно да се разликува вкупниот од јонизираниот калциум, бидејќи намалениот албумин може да го намали вкупниот калциум без значително намалување на биолошки активната форма. Причини можат да бидат:

• Недостиг на витамин D.
• Хипопаратироидизам.
• Хронично бубрежно заболување.
• Недостиг на магнезиум.
• Одредени нарушувања на апсорпцијата и метаболизмот.

Симптомите може да вклучуваат пецкање околу устата и во прстите, мускулни грчеви, тетанија, зголемена невромускулна возбудливост и, во тешки случаи, грчеви или срцеви аритмии.

6.4. Хиперкалцемија

Хиперкалцемија е зголемена концентрација на калциумот во крвта. Најчести причини се примарен хиперпаратироидизам и малигни заболувања, иако постојат и други причини, вклучувајќи одредени лекови и прекумерен внес на витамин D. Можните манифестации се:

• Мускулна слабост.
• Замор и намалена концентрација.
• Запек, гадење и намален апетит.
• Зголемена жед и мокрење.
• Камења во бубрезите.
• Нарушувања на срцевиот ритам при потешки состојби.

Калциумот има значајна улога во моторното функционирање и коскеното здравје. Во рехабилитациската практика, неговото значење е особено изразено кај лица со ограничена подвижност, кај кои здравјето на коските може да биде дополнително загрозено од намалено механичко оптоварување.

7. Магнезиум (Mg²⁺)

Магнезиумот е важен кофактор во стотици ензимски реакции. Референтен опсег во серум кај возрасни: приближно 0,70–1,00 mmol/L, зависно од лабораторијата. Тој е неопходен за енергетскиот метаболизам, синтезата на протеини, нормалната невромускулна функција и одржувањето на електричната стабилност на клетките.

7.1. Физиолошки функции

Магнезиумот учествува во:

• Реакциите во кои се користи АТП.
• Синтезата на ДНК, РНК и протеини.
• Регулацијата на нервно-мускулната возбудливост.
• Нормалната функција на срцевиот мускул.
• Одржувањето на коскената структура.
• Регулирањето на концентрациите на калиумот и калциумот.

Бидејќи магнезиумот е кофактор во голем број ензимски системи, неговиот недостиг може да предизвика широк спектар симптоми, кои не се ограничени само на мускулите.

7.2. Хипомагнеземија

Хипомагнеземија е намалена концентрација на магнезиумот во серумот. Може да настане при:

• Недоволен внес или нарушена апсорпција.
• Продолжена дијареја или други гастроинтестинални загуби.
• Зголемено бубрежно губење.
• Долготрајна употреба на одредени лекови, вклучувајќи некои диуретици.
• Хронична употреба на инхибитори на протонската пумпа кај подложни лица.
• Прекумерна употреба на алкохол.

Симптомите вклучуваат слабост, тремор, мускулни грчеви, зголемена невромускулна возбудливост и аритмии. Тешкиот недостиг може да биде придружен со хипокалемија и хипокалцемија, кои понекогаш тешко се коригираат додека не се надомести магнезиумот.

7.3. Хипермагнеземија

Хипермагнеземијата најчесто се јавува кај лица со нарушена бубрежна функција кои внесуваат магнезиум преку лекови, антациди или лаксативи. При значително зголемување на концентрацијата може да се појават намалени тетивни рефлекси, хипотензија, брадикардија, мускулна слабост и респираторна депресија. Кај лица со бубрежно заболување, употребата на препарати што содржат магнезиум треба да се процени од здравствен работник.

8. Хлориди (Cl⁻)

Хлоридот е главниот анјон на екстрацелуларната течност. Референтен опсег во серум кај возрасни: приближно 98–107 mmol/L. Хлоридот е важен за одржување на електричната неутралност, осмотската рамнотежа, водната распределба и киселинско-базната хомеостаза.

8.1. Физиолошки функции

Хлоридот има повеќе функции:

• Одржување на осмотскиот притисок на екстрацелуларната течност.
• Одржување на електричната неутралност во телесните течности.
• Учество во киселинско-базната рамнотежа.
• Формирање на хлороводородна киселина во желудникот.
• Учество во размената на бикарбонати и хлориди преку мембраните на еритроцитите, позната како хлориден поместувач.
• Во бубрезите, реапсорпцијата и излачувањето на хлоридите се поврзани со регулирањето на натриумот, калиумот и бикарбонатите.

8.2. Хипохлоремија и хиперхлоремија

Хипохлоремија претставува намалена концентрација на хлориди во серумот. Може да се јави при продолжено повраќање, губење на желудочна киселина, употреба на диуретици и метаболичка алкалоза.

Хиперхлоремија е зголемена концентрација на хлориди. Може да се јави при губење бикарбонати, одредени бубрежни нарушувања, дехидратација или примена на поголеми количества раствори што содржат натриум хлорид. Промените на хлоридите треба да се толкуваат заедно со натриумот, бикарбонатите, функцијата на бубрезите и клиничката состојба. Самостојната вредност на хлоридите обично не е доволна за да се утврди причината на нарушувањето.

9. Фосфати (PO₄³⁻ и други фосфатни форми)

Фосфатите се неопходни за клеточната енергија, коските и мембраните. Неоргански фосфат во серум кај возрасни: често приближно 0,80–1,45 mmol/L; референтните граници зависат од лабораторијата. Во физиолошки услови, фосфатот постои во повеќе хемиски форми, а неговата распределба зависи од pH-вредноста. Затоа не е целосно правилно да се претставува целиот неоргански фосфат само како PO₄³⁻.

9.1. Физиолошки функции

Фосфатите имаат особено значење за:

• Складирање и пренос на енергија преку АТП.
• Изградба на ДНК и РНК.
• Формирање на фосфолипидите во клеточните мембрани.
• Минерализација на коските и забите.
• Фосфорилација на протеините и регулирање на ензимската активност. 
• Одржување на интрацелуларниот пуферски систем.

9.2. Хипофосфатемија

Хипофосфатемија е намалена концентрација на фосфатите во серумот. Можни причини се:

• Недоволен внес или нарушена апсорпција.
• Зголемено бубрежно губење.
• Преместување на фосфатите во клетките, на пример при повторно започнување на исхрана кај тешко неухранети лица.
• Одредени хормонални нарушувања.
• Продолжена употреба на одредени антациди што врзуваат фосфати.

Тешката хипофосфатемија може да ја наруши продукцијата на АТП и да предизвика изразена мускулна слабост, рабдомиолиза, нарушена функција на дишната мускулатура и невролошки симптоми.

9.3. Хиперфосфатемија

Хиперфосфатемија најчесто се јавува при намалена бубрежна екскреција, но може да биде поврзана и со зголемено ослободување фосфати од клетките или со одредени ендокрини и метаболички нарушувања. Долготрајното нарушување на рамнотежата на калциумот и фосфатите може да придонесе за нарушувања на коскениот метаболизам и таложење калциум-фосфат во меките ткива, особено кај хронично бубрежно заболување.

10. Бикарбонати (HCO₃⁻) и киселинско-базна рамнотежа

Бикарбонатот е главен екстрацелуларен пуфер и има централна улога во одржувањето на pH-вредноста на крвта. Основната рамнотежа се прикажува со реакцијата:

CO2+H2O⇌H2CO3⇌H++HCO3−CO2​+H2​O⇌H2​CO3​⇌H++HCO3−​

Јаглеродниот диоксид се создава при клеточниот метаболизам и се отстранува преку белите дробови. Бубрезите го регулираат бикарбонатот и излачувањето на киселините.

Според Хендерсон-Хаселбалховата равенка, pH-вредноста на крвта зависи од односот меѓу бикарбонатот и растворениот јаглероден диоксид:

pH=6,1+log⁡[HCO3−]0,03×PaCO2pH=6,1+log0,03×PaCO2​[HCO3−​]​

Во оваа равенка, 𝑃𝑎𝐶𝑂2 е парцијалниот притисок на јаглеродниот диоксид во артериската крв, а концентрацијата на бикарбонатот се изразува во mmol/L.

Референтниот опсег за бикарбонатот во серум или за вкупниот CO₂, кој главно го претставува бикарбонатот, често е приближно 22–29 mmol/L. Кај анализата на артериските крвни гасови, референтниот опсег на пресметаниот бикарбонат може малку да се разликува.

10.1. Ацидоза и алкалоза

Ацидемија е состојба во која pH-вредноста на крвта е пониска од нормалната.

Алкалемија е состојба во која pH-вредноста на крвта е повисока од нормалната.

Ацидоза е физиолошки процес што ја намалува pH-вредноста.

Алкалоза е процес што ја зголемува pH-вредноста.

Нарушувањата може да бидат метаболички или респираторни. Организмот се обидува да ги компензира преку белите дробови или бубрезите, зависно од примарното нарушување.

На пример, губењето бикарбонати преку дијареја може да предизвика метаболичка ацидоза, додека продолженото повраќање со губење желудочна киселина може да придонесе за метаболичка алкалоза.

Овие нарушувања можат да влијаат врз срцевата работа, мускулната сила, нервната функција и метаболизмот. Нивната проценка бара интегрирано толкување на pH, 𝑃𝑎𝐶𝑂2​, бикарбонатот и клиничката состојба.

11. Водна и електролитна рамнотежа

Водната и електролитната рамнотежа претставуваат меѓусебно поврзани процеси преку кои организмот го одржува соодветниот волумен и состав на телесните течности. Овие процеси зависат од внесувањето вода и електролити, нивната распределба меѓу телесните одделенија и нивното излачување преку бубрезите, дигестивниот систем, кожата и белите дробови.

11.1. Внесување и губење вода

Водата во организмот се внесува преку пиење течности, храната и метаболичката вода што се создава при оксидацијата на хранливите материи. Се губи преку урината, столицата, потењето и испарувањето преку кожата и респираторниот систем. Приближните потреби за вода зависат од возраста, телесната маса, физичката активност, температурата на околината, исхраната, здравствената состојба и употребата на одредени лекови. Затоа, не постои една универзална количина што е оптимална за сите лица.

11.2. Улогата на бубрезите

Бубрезите се централни органи за регулирање на водната и електролитната рамнотежа. Преку филтрација на крвта и селективна реапсорпција и секреција во бубрежните тубули, тие го регулираат излачувањето на натриум, калиум, хлориди, калциум, фосфати и вода. Бубрезите исто така учествуваат во одржувањето на киселинско-базната рамнотежа преку излачување на водородни јони и реапсорпција или создавање бикарбонати. Намалената бубрежна функција може да предизвика задржување на вода, хиперкалемија, нарушувања на натриумот, фосфатите и киселинско-базната рамнотежа. Поради тоа, бубрежната функција е важен дел од проценката на секое позначајно електролитно нарушување.

11.3. Хормонална регулација

Во регулирањето на водната и електролитната рамнотежа учествуваат неколку хормони.

Овие хормони дејствуваат координирано. На пример, при намалување на циркулирачкиот волумен се активираат механизмите што го зголемуваат задржувањето натриум и вода. Наспроти тоа, при зголемен циркулирачки волумен, натриуретичните механизми придонесуваат за нивно излачување.

12. Лабораториско испитување на електролитите

Електролитната рамнотежа најчесто се проценува преку биохемиска анализа на крвта. Во зависност од клиничката состојба, се испитуваат натриум, калиум, хлориди, бикарбонати, калциум, магнезиум и фосфати.

Основни лабораториски параметри

Ориентациски референтни вредности за возрасни. Лабораториските граници може да се разликуваат.

12.1. Дополнителни испитувања

При сомневање за електролитно нарушување, лекарот може да побара и:

• Уреа и креатинин за проценка на бубрежната функција.
• Гликоза во крвта.
• Осмолалност на серумот и урината.
• Натриум и калиум во урината.
• Калциум, албумин и јонизиран калциум.
• Магнезиум и фосфати.
• Артериски или венски крвни гасови, кога постои сомневање за нарушување на киселинско-базната рамнотежа.
• Електрокардиограм при сомневање за значајно нарушување на калиумот или калциумот.

Лабораториските резултати секогаш треба да се толкуваат заедно со симптомите, медицинската историја, терапијата и физикалниот наод. Изолиран лабораториски резултат не е секогаш доволен за поставување дијагноза.

13. Електролитите и нервно-мускулното функционирање

Нервниот и мускулниот систем се особено чувствителни на промени во концентрацијата на електролитите. Ова е важно за разбирањето на физиолошките механизми што ја овозможуваат моториката, сензорната обработка, постуралната контрола и координацијата на движењата.

13.1. Мембрански потенцијал

Мембранскиот потенцијал претставува разлика во електричниот потенцијал меѓу внатрешната и надворешната страна на клеточната мембрана. Тој се создава поради различната концентрација на јоните, селективната пропустливост на мембраната и активниот транспорт на јоните.

Во мирување, внатрешноста на повеќето неврони е негативна во однос на надворешноста. Калиумот има значајна улога во создавањето на потенцијалот во мирување, додека натриумот е главен носител на брзата деполаризација во многу возбудливи клетки.

Промените на концентрацијата на калиумот надвор од клетките можат да ја изменат мембранската возбудливост. Изразените нарушувања можат да предизвикаат слабост, намалена моторна функција или абнормална електрична активност.

13.2. Невромускулна врска

Невромускулната врска е функционалното место на комуникација меѓу моторниот неврон и скелетното мускулно влакно. Кога акцискиот потенцијал ќе пристигне во нервниот завршеток, се отвораат калциумови канали. Влегувањето на калциум предизвикува ослободување ацетилхолин, кој се врзува за рецепторите на мускулната мембрана и иницира мускулен акциски потенцијал.

Потоа се ослободува калциум од саркоплазматскиот ретикулум, овозможувајќи контракција. За релаксација, калциумот активно се враќа во саркоплазматскиот ретикулум. Овој механизам покажува дека нормалната мускулна функција не зависи од еден електролит, туку од координираната активност на натриумот, калиумот, калциумот и магнезиумот.

13.3. Електролити и рефлекси

Рефлексите зависат од нормалната функција на рецепторите, сензорните неврони, интерневроните, моторните неврони и мускулите. Тешките електролитни нарушувања можат да влијаат врз рефлексната активност.

На пример, значајната хипомагнеземија и хипокалцемија можат да ја зголемат невромускулната возбудливост, додека изразената хипермагнеземија може да ги намали тетивните рефлекси.

Сепак, промената на рефлексите не е специфичен показател за одредено електролитно нарушување и мора да се толкува во рамките на целокупниот невролошки преглед.

14. Значењето на електролитите во специјалната едукација и рехабилитација

Познавањето на електролитната физиологија има практична вредност за специјалните едукатори и рехабилитаторите, бидејќи нивната работа често вклучува продолжено следење на функционалните способности, моторното однесување, учеството во активностите и промените во секојдневното функционирање. Електролитните нарушувања не можат да се дијагностицираат само врз основа на однесувањето или моторните симптоми. Сепак, физиолошкото знаење им помага на стручните лица да препознаат кога ненадејната промена во функционирањето може да укажува на здравствен проблем и кога е потребна медицинска проценка.

14.1. Деца со невроразвојни нарушувања

Кај некои деца со нарушувања на невроразвојот може да постојат дополнителни фактори што го зголемуваат ризикот од нарушена водна или електролитна рамнотежа. Тоа може да вклучува селективност во исхраната, ограничен внес на течности, тешкотии со голтањето, гастроинтестинални проблеми или употреба на лекови што влијаат врз метаболизмот и излачувањето на електролитите.

На пример, дете кое прифаќа многу ограничен број намирници може да има ризик од нутритивни недостатоци. Но, селективната исхрана сама по себе не докажува електролитно нарушување. Потребна е индивидуална проценка на исхраната, растот, симптомите и, кога е индицирано, лабораториските параметри. Кај деца кои имаат тешкотии во комуникацијата, жедта, слабоста, гадењето или главоболката можат да останат непрепознаени. Затоа е важно да се следат промените во вообичаеното однесување, нивото на активност, внесувањето течности, мокрењето и толеранцијата на физички активности.

14.2. Влијание врз моториката и рехабилитацијата

Електролитните нарушувања можат да предизвикаат симптоми што влијаат врз изведувањето на моторните задачи:

• Намалена мускулна сила.
• Замор и намалена издржливост.
• Мускулни грчеви.
• Нарушена координација.
• Тремор или парестезии.
• Намалена толеранција на физички напор.
• Нарушена будност и концентрација при потешки состојби.

Овие симптоми можат да ја намалат способноста за учество во физиотерапевтски, едукативни и други рехабилитациски активности. Ако се појават ненадејно или значително се разликуваат од вообичаеното функционално ниво, не треба автоматски да се припишат на основната попреченост.

14.3. Лица со ограничена подвижност

Кај лица со тешки моторни нарушувања, долготрајна неподвижност или зависност од туѓа помош, ризикот од дехидратација може да биде зголемен ако немаат лесен пристап до вода или не можат самостојно да ги изразат своите потреби.

Посебно внимание е потребно кај лица со дисфагија, односно нарушено голтање, бидејќи внесувањето течности може да бара приспособена конзистенција и стручно планирање. Не треба самостојно да се менува конзистенцијата на течностите без соодветна проценка на безбедноста на голтањето. Кај овие лица е важно да се следат:

• Вообичаениот внес на течности.
• Промените во уринирањето.
• Знаците на дехидратација.
• Ненадејната промена на мускулната сила или свеста.
• Толеранцијата на физичките и рехабилитациските активности.

15. Практични клинички примери

Следните примери се наменети за образовна дискусија и поврзување на физиологијата со практиката. Тие не се замена за клиничка дијагностика.

Случај 1. Дете со слабост и ограничен внес на течности

Дете на училишна возраст со тешкотии во комуникацијата одбива да пие вода во текот на денот. По неколку дена, родителите забележуваат намалено мокрење, замор и послабо учество во активностите.

Физиолошко толкување: недоволниот внес на течности може да доведе до дехидратација. Во зависност од односот меѓу загубата на вода и електролити, може да се развијат различни нарушувања на натриумот и осмолалноста.

Постапка: потребна е медицинска проценка, особено ако намаленото мокрење и слабоста се изразени. Не може да се заклучи дека детето има хипернатремија без соодветно испитување.

Случај 2. Мускулна слабост по гастроинтестинално заболување

Возрасно лице по неколкудневна дијареја се жали на замор, мускулни грчеви и намалена способност за одење.

Физиолошко толкување: преку дигестивниот систем може да се изгубат вода, калиум и бикарбонати. Можно е нарушување на волуменот на телесните течности и киселинско-базната рамнотежа.

Постапка: потребна е медицинска проценка и, зависно од тежината, лабораториско испитување. Симптомите не се доволни за да се утврди кој електролит е нарушен.

Случај 3. Ненадејно намалена моторна издржливост

Лице кое вообичаено учествува во рехабилитациски вежби одеднаш покажува изразена слабост, необичен замор и намалена способност за изведување на вообичаените движења.

Физиолошко толкување: причините може да бидат разновидни, вклучувајќи дехидратација, инфекција, несакани ефекти од лекови, анемија или електролитно нарушување.

Постапка: активноста треба да се прекине и да се побара соодветна здравствена проценка. Не е оправдано симптомите автоматски да се припишат на недостиг од калиум или магнезиум.

16. Превенција и основни принципи на одржување електролитна рамнотежа

Одржувањето на нормалната електролитна рамнотежа се заснова на соодветна исхрана, внес на течности според индивидуалните потреби, нормална бубрежна функција и регулирање на загубите преку дигестивниот систем, кожата и урината. Важни принципи се:

• Разновидна и нутритивно балансирана исхрана.
• Соодветен внес на вода, приспособен на возраста, активноста и здравствената состојба.
• Навремено препознавање на повраќање, дијареја и други состојби што предизвикуваат загуба на течности.
• Следење на лицата со зголемен ризик поради бубрежни, срцеви или ендокрини заболувања.
• Внимателно следење на лековите што влијаат врз електролитите.
• Избегнување самостојна употреба на концентрирани електролитни препарати без медицинска индикација.

Посебно е важно да се нагласи дека електролитните суплементи не се неопходни за секое лице што чувствува замор или мускулни грчеви. Овие симптоми имаат многу можни причини, а непотребниот внес на калиум, натриум, магнезиум или други препарати може да биде штетен кај одредени здравствени состојби.

17. Заклучок

Електролитите претставуваат основа за одржување на внатрешната средина на организмот. Нивното дејство е тесно поврзано со распределбата на водата, електричната активност на клеточните мембрани, мускулната контракција, нервната спроводливост и метаболичките процеси.

Најважните физиолошки принципи се:

• Натриумот е главниот катјон на екстрацелуларната течност и има централна улога во регулирањето на водната рамнотежа.
• Калиумот е главниот катјон на интрацелуларната течност и е неопходен за мембранскиот потенцијал и срцевата функција.
• Калциумот учествува во мускулната контракција, ослободувањето невротрансмитери, коагулацијата и коскената минерализација.
• Магнезиумот е кофактор во бројни ензимски реакции и е важен за нормалната невромускулна функција.
• Хлоридите учествуваат во осмотската и киселинско-базната рамнотежа.
• Фосфатите се неопходни за енергетскиот метаболизам и структурата на коските.
• Бикарбонатите се главен екстрацелуларен пуфер и учествуваат во одржувањето на pH-вредноста на крвта.
• Бубрезите, белите дробови, хормоните и механизмите за жед заеднички ја регулираат хомеостазата.