O corpo humano contém fluido tanto dentro de suas células, denominado líquido intracelular (LIC), quanto fora de suas células, denominado líquido extracelular (LEC). Os dois tipos de LEC são plasma sanguíneo e líquido intersticial, que se encontra nos espaços microscópicos entre as células. Todos os fluidos corporais contêm eletrólitos, que são átomos com carga positiva ou negativa e são essenciais para o funcionamento do sistema nervoso e dos músculos, incluindo o coração, e para manter a pressão arterial e o equilíbrio ácido-básico do corpo, ou potenz hidrogênio ( níveis de pH). Os pulmões, rins e hipotálamo desempenham papéis importantes na regulação dos níveis de fluidos e eletrólitos no corpo, assim como a osmose. Um desequilíbrio entre os fluidos do corpo e os eletrólitos pode levar a doenças graves ou morte.
Existem cinco eletrólitos principais no corpo humano. Eles são o sódio (Na +), que ajuda as células nervosas a enviarem sinais umas às outras e ajuda a manter o equilíbrio eletrolítico; potássio (K +), que ajuda os nervos e os músculos a funcionar e ajuda a manter o pH dos fluidos corporais; cálcio (CA2 +), que desempenha um papel na coagulação do sangue e na função nervosa e muscular; cloreto (Cl-), que serve como um equilíbrio contra íons positivos; e bicarbonato (HCO3-), que ajuda a manter o pH adequado nos fluidos corporais. Sódio, potássio e cálcio são cátions, ou íons carregados positivamente, e cloreto e bicarbonato são ânions, ou íons carregados negativamente. Os íons têm carga positiva ou negativa, portanto podem afetar o pH dos fluidos corporais. O corpo pode tolerar apenas uma pequena alteração no pH de seus fluidos e ainda funcionar corretamente, portanto, níveis equilibrados de eletrólitos são necessários para a sobrevivência.
A desidratação severa faz com que os rins parem de excretar fluidos em um esforço para evitar mais perda de fluidos. Isso causa um desequilíbrio nos eletrólitos que leva à acidose metabólica, uma condição na qual o pH dos fluidos do corpo é muito baixo. A acidose causa respiração rápida, letargia e confusão, e pode causar choque e morte. Uma perda extrema de Cl- devido ao vômito prolongado leva à alcalose metabólica, na qual o pH dos fluidos corporais é muito alto. Os sinais e sintomas de alcalose incluem confusão, contrações musculares ou espasmos, sensação de tontura, náuseas e formigamento nas mãos ou rosto e coma.
Os rins ajudam a manter o equilíbrio eletrolítico, controlando a quantidade de líquido e eletrólitos liberados na urina, e os pulmões removem o dióxido de carbono do sangue, o que torna o sangue menos ácido. É por isso que alguém com acidose respira rapidamente para corrigir a condição e porque a hiperventilação pode levar à alcalose respiratória. O uso excessivo de medicamentos sedativos pode retardar o processo respiratório o suficiente para causar acidose respiratória.
Além de manter os níveis de fluidos e o pH, o corpo também deve manter uma concentração saudável de fluidos e eletrólitos entre a CIF e o LEC. A água se move através das membranas celulares por meio de um processo passivo denominado osmose, que funciona para manter a mesma concentração de fluido e eletrólitos, principalmente Na +, dentro e fora da membrana celular. Se houver uma concentração mais alta de Na + fora da célula, a água se moverá da LIC para o LEC para equilibrar a concentração. Muito desse movimento de água faz com que as células fiquem desidratadas, a pressão arterial aumente e o hipotálamo do cérebro provoque uma sensação de sede. Isso é chamado de sede osmótica e é por isso que uma pessoa sente sede depois de comer alimentos salgados.
Quando a mesma pessoa bebe água, a concentração de Na + no sangue cai e a água volta para as células, restaurando o equilíbrio de fluidos e eletrólitos. À medida que uma pessoa perde fluidos corporais por meio da sudorese, urina, vômito, diarréia ou sangramento, outro tipo de célula dentro do hipotálamo provoca sede para repor o volume de fluido. Isso é chamado de sede hipovolêmica.
O processo passivo de osmose e as funções dos pulmões e dos rins trabalham juntos para manter os níveis corretos de fluidos e eletrólitos no corpo. Isso garante que cada eletrólito possa fazer seu trabalho de manter o coração batendo e o sistema nervoso funcionando. Muito ou pouco eletrólito pode causar problemas sérios. Por exemplo, muito pouco K + leva à acidose, e muito K + pode parar o coração, que é a causa da morte de muitos pacientes com doença renal. Os pulmões e os rins também ajudam a manter o equilíbrio de cátions e ânions para manter o pH adequado nos fluidos corporais para que os órgãos possam funcionar.