Le corps humain contient du liquide à la fois dans ses cellules, appelé liquide intracellulaire (ICF), et à l’extérieur de ses cellules, appelé liquide extracellulaire (ECF). Les deux types d’ECF sont le plasma sanguin et le liquide interstitiel, qui se trouve dans les espaces microscopiques entre les cellules. Tous les fluides corporels contiennent des électrolytes, qui sont des atomes qui ont une charge positive ou négative et qui sont essentiels au fonctionnement du système nerveux et des muscles, y compris le cœur, et au maintien de la pression artérielle et de l’équilibre acido-basique du corps, ou potenz hydrogène ( pH). Les poumons, les reins et l’hypothalamus jouent un rôle majeur dans la régulation des niveaux de liquide et d’électrolytes dans le corps, tout comme l’osmose. Un déséquilibre entre les fluides corporels et les électrolytes peut entraîner une maladie grave ou la mort.
Il y a cinq électrolytes principaux dans le corps humain. Ce sont du sodium (Na+), qui aide les cellules nerveuses à s’envoyer des signaux et aide à maintenir l’équilibre électrolytique ; le potassium (K+), qui aide les nerfs et les muscles à fonctionner et aide à maintenir le pH des fluides corporels ; le calcium (CA2+), qui joue un rôle dans la coagulation du sang et la fonction nerveuse et musculaire ; le chlorure (Cl-), qui sert d’équilibre contre les ions positifs ; et le bicarbonate (HCO3-), qui aide à maintenir le pH approprié dans les fluides corporels. Le sodium, le potassium et le calcium sont des cations ou des ions chargés positivement, et le chlorure et le bicarbonate sont des anions ou des ions chargés négativement. Les ions ont une charge positive ou négative, ils peuvent donc affecter le pH des fluides corporels. Le corps ne peut tolérer qu’une très faible altération du pH de ses fluides tout en continuant à fonctionner correctement. Des niveaux d’électrolytes équilibrés sont donc nécessaires à la survie.
Une déshydratation sévère fait que les reins arrêtent d’excréter du liquide dans le but d’empêcher une nouvelle perte de liquide. Cela provoque un déséquilibre des électrolytes qui conduit à une acidose métabolique, une condition dans laquelle le pH des fluides corporels est trop bas. L’acidose provoque une respiration rapide, une léthargie et une confusion, et elle peut entraîner un choc et la mort. Une perte extrême de Cl- en raison de vomissements prolongés conduit à une alcalose métabolique, dans laquelle le pH des fluides corporels est trop élevé. Les signes et symptômes de l’alcalose comprennent la confusion, des contractions ou des spasmes musculaires, une sensation de tête légère, des nausées et des picotements dans les mains ou le visage et le coma.
Les reins aident à maintenir l’équilibre électrolytique en contrôlant la quantité de liquide et d’électrolytes libérés dans l’urine, et les poumons éliminent le dioxyde de carbone du sang, ce qui rend le sang moins acide. C’est pourquoi une personne atteinte d’acidose respire rapidement pour corriger la maladie et pourquoi l’hyperventilation peut entraîner une alcalose respiratoire. L’utilisation excessive de médicaments sédatifs peut ralentir suffisamment le processus respiratoire pour provoquer une acidose respiratoire.
En plus de maintenir les niveaux de liquide et le pH, le corps doit également maintenir une concentration saine de liquide et d’électrolytes entre l’ICF et l’ECF. L’eau traverse les membranes cellulaires par un processus passif appelé osmose, qui maintient la même concentration de liquide et d’électrolytes, en particulier Na+, à l’intérieur et à l’extérieur de la membrane cellulaire. S’il y a une concentration plus élevée de Na+ à l’extérieur de la cellule, l’eau passera de l’ICF à l’ECF pour équilibrer la concentration. Une trop grande quantité de ce mouvement d’eau provoque la déshydratation des cellules, l’augmentation de la pression artérielle et l’hypothalamus du cerveau pour déclencher une sensation de soif. C’est ce qu’on appelle la soif osmotique, et c’est pourquoi une personne a soif après avoir mangé des aliments salés.
Lorsqu’une même personne boit de l’eau, la concentration de Na+ dans le sang diminue et l’eau retourne dans les cellules, rétablissant l’équilibre des fluides et des électrolytes. Lorsqu’une personne perd du liquide corporel en suant, en urinant, en vomissant, en ayant de la diarrhée ou en saignant, un autre type de cellule dans l’hypothalamus déclenche la soif pour remplacer le volume de liquide. C’est ce qu’on appelle la soif hypovolémique.
Le processus passif d’osmose et les fonctions des poumons et des reins travaillent ensemble pour maintenir les bons niveaux de fluides et d’électrolytes dans le corps. Cela garantit que chaque électrolyte peut faire son travail pour maintenir le rythme cardiaque et le fonctionnement du système nerveux. Trop ou trop peu d’électrolyte peut causer de graves problèmes. Par exemple, trop peu de K+ entraîne une acidose, et trop de K+ peut arrêter le cœur, ce qui est la cause de la mort de nombreux patients atteints d’insuffisance rénale. Les poumons et les reins aident également à maintenir un équilibre des cations et des anions pour maintenir le pH approprié dans les fluides corporels afin que les organes puissent fonctionner.