Der menschliche Körper enthält Flüssigkeit sowohl innerhalb seiner Zellen, die als intrazelluläre Flüssigkeit (ICF) bezeichnet wird, als auch außerhalb seiner Zellen, die als extrazelluläre Flüssigkeit (ECF) bezeichnet wird. Die beiden Arten von ECF sind Blutplasma und interstitielle Flüssigkeit, die sich in den mikroskopisch kleinen Räumen zwischen den Zellen befindet. Alle Körperflüssigkeiten enthalten Elektrolyte, das sind positiv oder negativ geladene Atome, die für die Funktion des Nervensystems und der Muskeln, einschließlich des Herzens, sowie für die Aufrechterhaltung des Blutdrucks und des Säure-Basen-Gleichgewichts des Körpers unerlässlich sind, oder Potenzwasserstoff ( pH) Werte. Lunge, Niere und Hypothalamus spielen eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Flüssigkeits- und Elektrolytspiegels im Körper, ebenso wie die Osmose. Ein Ungleichgewicht zwischen Körperflüssigkeit und Elektrolyten kann zu schweren Erkrankungen oder zum Tod führen.
Es gibt fünf Hauptelektrolyte im menschlichen Körper. Sie sind Natrium (Na+), das den Nervenzellen hilft, Signale untereinander zu senden und das Elektrolytgleichgewicht aufrechtzuerhalten; Kalium (K+), das die Funktion von Nerven und Muskeln unterstützt und den pH-Wert der Körperflüssigkeiten aufrechterhält; Calcium (CA2+), das eine Rolle bei der Blutgerinnung und der Nerven- und Muskelfunktion spielt; Chlorid (Cl-), das als Ausgleich gegen positive Ionen dient; und Bicarbonat (HCO3-), das hilft, den richtigen pH-Wert in Körperflüssigkeiten aufrechtzuerhalten. Natrium, Kalium und Calcium sind Kationen oder positiv geladene Ionen, und Chlorid und Bicarbonat sind Anionen oder negativ geladene Ionen. Ionen haben eine positive oder negative Ladung und können daher den pH-Wert der Körperflüssigkeiten beeinflussen. Der Körper kann nur sehr geringe Veränderungen des pH-Werts seiner Flüssigkeiten vertragen und trotzdem richtig funktionieren, daher sind ausgewogene Elektrolytspiegel zum Überleben notwendig.
Eine schwere Dehydration führt dazu, dass die Nieren die Ausscheidung von Flüssigkeit einstellen, um einen weiteren Flüssigkeitsverlust zu verhindern. Dies führt zu einem Ungleichgewicht der Elektrolyte, das zu einer metabolischen Azidose führt, einem Zustand, bei dem der pH-Wert der Körperflüssigkeiten zu niedrig ist. Azidose verursacht schnelle Atmung, Lethargie und Verwirrung und kann zu Schock und Tod führen. Ein extremer Verlust von Cl- durch anhaltendes Erbrechen führt zu einer metabolischen Alkalose, bei der der pH-Wert der Körperflüssigkeiten zu hoch ist. Anzeichen und Symptome einer Alkalose sind Verwirrtheit, Muskelzuckungen oder -krämpfe, Benommenheit, Übelkeit und Kribbeln in den Händen oder im Gesicht und Koma.
Die Nieren helfen, das Elektrolytgleichgewicht aufrechtzuerhalten, indem sie kontrollieren, wie viel Flüssigkeit und Elektrolyte im Urin freigesetzt werden, und die Lunge entfernt Kohlendioxid aus dem Blut, wodurch das Blut weniger sauer wird. Aus diesem Grund atmet jemand, der eine Azidose hat, schnell, um den Zustand zu korrigieren, und warum Hyperventilation zu einer respiratorischen Alkalose führen kann. Übermäßiger Gebrauch von Beruhigungsmitteln kann den Atmungsprozess so verlangsamen, dass eine respiratorische Azidose verursacht wird.
Neben der Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsspiegels und des pH-Werts muss der Körper auch eine gesunde Konzentration von Flüssigkeit und Elektrolyten zwischen ICF und ECF aufrechterhalten. Wasser bewegt sich durch einen passiven Prozess, der Osmose genannt wird, durch die Zellmembranen, der dazu dient, die gleiche Konzentration an Flüssigkeit und Elektrolyten, insbesondere Na+, innerhalb und außerhalb der Zellmembran aufrechtzuerhalten. Bei einer höheren Na+-Konzentration außerhalb der Zelle wandert Wasser von ICF zu ECF, um die Konzentration auszugleichen. Zu viel von dieser Wasserbewegung führt dazu, dass die Zellen dehydrieren, der Blutdruck steigt und der Hypothalamus des Gehirns ein Durstgefühl auslöst. Dies wird als osmotischer Durst bezeichnet, und deshalb verspürt eine Person nach dem Verzehr von salzigen Lebensmitteln Durst.
Wenn dieselbe Person Wasser trinkt, sinkt die Konzentration von Na+ im Blut und das Wasser fließt zurück in die Zellen, wodurch das Gleichgewicht von Flüssigkeit und Elektrolyten wiederhergestellt wird. Wenn eine Person durch Schwitzen, Wasserlassen, Erbrechen, Durchfall oder Blutungen Körperflüssigkeit verliert, löst eine andere Art von Zellen im Hypothalamus Durst aus, um das Flüssigkeitsvolumen zu ersetzen. Dies wird als hypovolämischer Durst bezeichnet.
Der passive Prozess der Osmose und die Funktionen von Lunge und Nieren arbeiten zusammen, um den richtigen Flüssigkeits- und Elektrolytspiegel im Körper aufrechtzuerhalten. Dadurch wird sichergestellt, dass jeder Elektrolyt seine Aufgabe erfüllen kann, den Herzschlag und die Funktion des Nervensystems aufrechtzuerhalten. Zu viel oder zu wenig Elektrolyt kann ernsthafte Probleme verursachen. Zum Beispiel führt zu wenig K+ zu einer Azidose, und zu viel K+ kann das Herz zum Stillstand bringen, was bei vielen Patienten mit Nierenerkrankungen die Todesursache ist. Die Lunge und die Nieren tragen auch dazu bei, ein Gleichgewicht von Kationen und Anionen aufrechtzuerhalten, um den richtigen pH-Wert in den Körperflüssigkeiten aufrechtzuerhalten, damit die Organe funktionieren können.