elektrolytter (fysiologi)

De viktigste elektrolyttene i kroppen er:

• natrium (Na⁺)
• kalium (K⁺)
• kalsium (Ca²⁺)
• magnesium (Mg²⁺)
• klorid (Cl^-)
• bikarbonat (HCO₃^-)
• fosfat (HPO₄^2-)
• proteiner med negativ ladning

Natrium, kalium, kalsium og magnesium er kationer, mens klorid, bikarbonat, fosfat og proteiner med negativ ladning er anioner.

Natrium og klorid er de elektrolyttene det er mest av i kroppen. Det er stor variasjon i konsentrasjonen av de forskjellige elektrolyttene i de forskjellige væskene i kroppen. Hovedsakelig skiller man mellom intracellulærvæske (væsken inne i cellene) og ekstracellulærvæske (væsken i alt vev utenfor cellene, inkludert blodet). Konsentrasjonene av elektrolyttene er svært forskjellig i og utenfor celler. Også elektrolytter som har lave konsentrasjoner, som for eksempel kalsium og magnesium, er av livsviktig betydning.

Alle kroppsvæsker er elektrisk nøytrale, som betyr at de inneholder like mange positive som negative ladninger. Noen elektrolytter, som magnesium og kalsium, har to ladninger per elektrolytt, mens de fleste har kun én ladning per elektrolytt, som natrium og kalium.

Det viktigste kationet inne i cellene er kalium (K⁺) og utenfor cellene natrium (Na⁺). Det viktigste anionet utenfor cellene er klorid (Cl^-). I cellene er det ikke ett enkelt anion som står for de fleste negative ladningene.

Elektrolyttinnholdet i den væsken som omgir cellene (interstitiellvæsken), er nesten det samme som i havet, hvor livet engang oppstod.

Nyrene regulerer nivået av elektrolytter i kroppen ved å tilpasse hvor mye elektrolytter som skilles ut i urinen. Hvis nivået av en elektrolytt begynner å bli for høyt, vil nyrene skille ut mer av elektrolytten i urinen, og motsatt. Vi får i oss forskjellige mengder elektrolytter gjennom kosten daglig, så nyrene må konstant regulere utskillelsen av elektrolytter.

Kroppen har celler som «føler» nivået av elektrolytter i blodet og responderer med å øke eller redusere produksjonen av enkelte hormoner. Det er disse hormonene som gir informasjon til nyrene om de skal øke eller redusere utskillelsen av elektrolytter.

De fleste elektrolytter absorberes fullstendig fra tarmen uten noen videre regulering. Et unntak er kalsium. Absorpsjonen av kalsium reguleres av hormonet vitamin D. Et annet hormon, parathyreoideahormon, kan stimulere utslipp av kalsium fra skjelettet om nivået i blodet er lavt.

Diffusjon er et kjemisk prinsipp som sier at konsentrasjonsforskjellene for elektrolytter i løsninger adskilt av en semipermeabel membran vil utjevne seg. Hvis man bruker natrium og kalium som eksempel, vil dette si at kalium «lekker» ut av cellene mens natrium «lekker» inn.

Konsentrasjonsforskjellen er essensiell for å opprettholde membranpotensialet. Membranpotensialet er blant annet viktig for celler som sender eller mottar nervesignaler. For å opprettholde membranpotensialet må proteiner kalt ionepumper kontinuerlig pumpe elektrolytter tilbake til der de har «lekket» fra. For natrium og kalium vil den såkalte Na⁺/K⁺-pumpen pumpe kalium tilbake inn i cellene og natrium tilbake ut av cellene. Dette er en energikrevende prosess som kroppen bruker enormt mye energi på, omtrent en tredjedel av den totale energiomsetning i hvile.

Det er en nær funksjonell sammenheng mellom elektrolyttreguleringen og syre-basereguleringen.

Osmose er en prosess hvor vann driver over en membran fra en løsning med lavere konsentrasjon av elektrolytter til en annen løsning med høyere konsentrasjon. Natrium er viktig for å opprettholde mengden vann utenfor celler, i det ekstracellulære rommet.

Natrium er også viktig for å opprettholde membranpotensialet over cellemembranen, som er nødvendig for å tillate elektriske utladninger som nerveimpulser. Kalium og kalsium bidrar også til disse prosessene.

Magnesium er en kofaktor som er essensiell for at flere hundre enzymer i kroppen skal kunne fungere.

Kalsium er involvert i flere kroppsfunksjoner som muskelsammentrekninger, blodets koagulasjon og sekresjon fra kjertler. Det er også en betydelig bestanddel i skjelettet, hvor 99 prosent av kroppens kalsium finnes.

Tabellen viser innholdet av de ulike elektrolyttene i ulike kroppsvæsker. Konsentrasjonen oppgis i millimol per liter (mmol/L). For at kroppsvæskene skal være nøytrale, må det være like mange kationer som anioner i hver kroppsvæske.

Kroppens celler og vev er avhengige av at elektrolyttene holdes på et visst nivå (normalområdet) for å fungere optimalt. Om en elektrolytt har et lavere eller høyere nivå enn normalområdet blir dette omtalt som en elektrolyttforstyrrelse.

Elektrolyttforstyrrelser er vanlige problemstillinger blant pasienter innlagt på sykehus, og oftest milde eller moderate, men uttalte elektrolyttforstyrrelser (hvor elektrolyttens nivå er langt over eller under normalområdet) kan være dødelige. Dette gjelder spesielt hvis elektrolyttforstyrrelsene oppstår over kort tid. Ettersom elektrolytter er essensielle for elektriske impulser, kan alvorlige elektrolyttforstyrrelser skape forstyrrelser i hjertets ledningssystem og i hjernen som kan være livsfarlige.

Mange sykdommer kan forårsake elektrolyttforstyrrelser. Ettersom nyrene er involvert i reguleringen av elektrolyttnivået i kroppen, er elektrolyttforstyrrelser vanlige ved nyresvikt, hovedsakelig unormalt høyt nivå av kalium (hyperkalemi) og unormalt lavt nivå av natrium (hyponatremi). Ettersom nyrene aktiverer hormonet D-vitamin kan nyresvikt også gi unormalt lavt nivå av kalsium (hypokalsemi). Hjertesvikt kan også gi hyponatremi. Overaktivitet av biskjoldbruskkjertlene (hyperparatyreoidisme) kan gi unormalt høyt nivå av kalsium (hyperkalsemi).

Nyrene klarer å reversere de fleste elektrolyttforstyrrelser på egen hånd når den underliggende sykdommen er behandlet. I tilfeller hvor nyrene er kronisk skadd (kronisk nyresvikt/uremi) klarer de ikke å regulere elektrolyttene lenger. Da blir det nødvendig med medisiner og diettendringer som bidrar til å holde elektrolyttene innenfor normalområdet.

For milde elektrolyttforstyrrelser kan man ofte avvente behandling. I moderate eller alvorlige tilfeller kan man ikke vente til den underliggende sykdommen er behandlet og nyrene reverserer elektrolyttforstyrrelsen. I så fall kan man gi tilskudd med elektrolytter (oftest som perorale medisiner eller intravenøst) om nivået er for lavt, eller bruke medisiner som reduserer absorpsjonen eller øker utskillelsen hvis nivået er for høyt. I de mest alvorlige tilfellene kan dialyse benyttes til å normalisere elektrolyttnivået.

• elektrolyttforstyrrelser
• nyrene
• blodet
• membranpotensial