Il corpo umano contiene fluido sia all’interno delle sue cellule, chiamato fluido intracellulare (ICF), sia all’esterno delle sue cellule, chiamato fluido extracellulare (ECF). I due tipi di ECF sono plasma sanguigno e liquido interstiziale, che si trova negli spazi microscopici tra le cellule. Tutti i fluidi corporei contengono elettroliti, che sono atomi che hanno una carica positiva o negativa e sono essenziali per la funzione del sistema nervoso e dei muscoli, compreso il cuore, e per mantenere la pressione sanguigna e l’equilibrio acido-base del corpo, o potenz idrogeno ( pH). I polmoni, i reni e l’ipotalamo svolgono un ruolo importante nella regolazione dei livelli di liquidi ed elettroliti nel corpo, così come l’osmosi. Uno squilibrio tra il fluido corporeo e gli elettroliti può portare a gravi malattie o alla morte.
Ci sono cinque principali elettroliti nel corpo umano. Sono sodio (Na+), che aiuta le cellule nervose a inviare segnali tra loro e aiuta a mantenere l’equilibrio elettrolitico; potassio (K+), che aiuta il funzionamento di nervi e muscoli e aiuta a mantenere il pH dei liquidi corporei; calcio (CA2+), che svolge un ruolo nella coagulazione del sangue e nella funzione nervosa e muscolare; cloruro (Cl-), che funge da equilibrio contro gli ioni positivi; e bicarbonato (HCO3-), che aiuta a mantenere il corretto pH nei fluidi corporei. Sodio, potassio e calcio sono cationi, o ioni con carica positiva, e cloruro e bicarbonato sono anioni, o ioni con carica negativa. Gli ioni hanno una carica positiva o negativa, quindi possono influenzare il pH dei fluidi corporei. Il corpo può tollerare solo minime alterazioni del pH dei suoi fluidi e continuare a funzionare correttamente, quindi per la sopravvivenza sono necessari livelli di elettroliti equilibrati.
La grave disidratazione fa sì che i reni smettano di espellere liquidi nel tentativo di prevenire un’ulteriore perdita di liquidi. Ciò provoca uno squilibrio degli elettroliti che porta all’acidosi metabolica, una condizione in cui il pH dei fluidi corporei è troppo basso. L’acidosi provoca respirazione rapida, letargia e confusione e può portare a shock e morte. Un’estrema perdita di Cl- a causa del vomito prolungato porta ad alcalosi metabolica, in cui il pH dei fluidi corporei è troppo alto. Segni e sintomi di alcalosi includono confusione, contrazioni muscolari o spasmi, sensazione di stordimento, nausea e formicolio alle mani o al viso e coma.
I reni aiutano a mantenere l’equilibrio elettrolitico controllando la quantità di liquidi ed elettroliti rilasciati nelle urine e i polmoni rimuovono l’anidride carbonica dal sangue, il che rende il sangue meno acido. Questo è il motivo per cui qualcuno che ha l’acidosi respira rapidamente per correggere la condizione e perché l’iperventilazione può portare all’alcalosi respiratoria. L’uso eccessivo di farmaci sedativi può rallentare il processo respiratorio abbastanza da causare acidosi respiratoria.
Oltre a mantenere i livelli di liquidi e il pH, il corpo deve anche mantenere una sana concentrazione di liquidi ed elettroliti tra ICF ed ECF. L’acqua si muove attraverso le membrane cellulari attraverso un processo passivo chiamato osmosi, che lavora per mantenere la stessa concentrazione di fluido ed elettroliti, specialmente Na+, all’interno e all’esterno della membrana cellulare. Se c’è una maggiore concentrazione di Na+ all’esterno della cellula, l’acqua si sposterà dall’ICF all’ECF per bilanciare la concentrazione. Troppo di questo movimento dell’acqua provoca la disidratazione delle cellule, l’aumento della pressione sanguigna e l’ipotalamo del cervello per innescare una sensazione di sete. Questa è chiamata sete osmotica, ed è per questo che una persona ha sete dopo aver mangiato cibi salati.
Quando la stessa persona beve acqua, la concentrazione di Na+ nel sangue diminuisce e l’acqua ritorna nelle cellule, ripristinando l’equilibrio di liquidi ed elettroliti. Quando una persona perde liquidi corporei attraverso la sudorazione, la minzione, il vomito, la diarrea o il sanguinamento, un altro tipo di cellula all’interno dell’ipotalamo innesca la sete per sostituire il volume del liquido. Questa si chiama sete ipovolemica.
Il processo passivo dell’osmosi e le funzioni dei polmoni e dei reni lavorano insieme per mantenere i giusti livelli di liquidi ed elettroliti all’interno del corpo. Ciò garantisce che ogni elettrolita possa svolgere il proprio compito di mantenere il battito cardiaco e il funzionamento del sistema nervoso. Troppo o troppo poco di un elettrolita può causare seri problemi. Ad esempio, troppo poco K+ porta all’acidosi e troppo K+ può fermare il cuore, che è la causa della morte per molti pazienti con malattie renali. I polmoni e i reni aiutano anche a mantenere un equilibrio di cationi e anioni per mantenere il corretto pH all’interno dei fluidi corporei in modo che gli organi possano funzionare.