Elektrolyte sind Mineralstoffe, die sich in Wasser auflösen und in geladene Teilchen, sogenannte Ionen, dissoziieren, welche entweder positiv (Kationen) oder negativ (Anionen) geladen sein können. Sie kommen extrazellulär und intrazellulär in unterschiedlichen Konzentrationen vor. Elektrolyte sind für verschiedene grundlegende lebenserhaltende Funktionen wie die Aufrechterhaltung der elektrischen Neutralität in Zellen, die Erzeugung von Aktionspotentialen in Nerven und Muskeln und die Aufrechterhaltung eines normalen pH-Werts im Blut unerlässlich. Die wichtigsten Elektrolyte sind Natrium, Kalium, Chlorid, Magnesium, Calcium, Phosphat und Bicarbonat. Damit diese Elektrolyte an biochemischen Reaktionen und zellulären Prozessen teilnehmen können, sind Regulationsmechanismen vorhanden, die zur Aufrechterhaltung der Homöostase beitragen.
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Lernleitfaden
Medizin ➜
Die intrazellulären und extrazellulären Flüssigkeitskompartimente haben eine unterschiedliche Elektrolytverteilung, um die physiologischen Funktionen aufrechtzuerhalten.
Intrazelluläre Flüssigkeit Intrazelluläre Flüssigkeit Flüssigkeitsräume des Körpers:
Extrazelluläre Flüssigkeit Extrazelluläre Flüssigkeit Flüssigkeitsräume des Körpers:
Natrium-Kalium-Pumpe:
Transmembran-ATPase sorgt für einen Gradienten einer höheren extrazellulären Na + -Konzentration und einer höheren intrazellulären K + -Konzentration. Für jedes verbrauchte ATP pumpt die ATPase 3 Na + aus der Zelle und 2 K + in die Zelle, was das zelluläre Ruhemembranpotential und das Zellvolumen stabilisiert.
Pi: anorganisches Phosphat
ECF: extracellular fluid (extrazelluläre Flüssigkeit)
ICF: intracellular fluid (intrazelluläre Flüssigkeit)
Bild von Lecturio.
Chloridhomöostase:
Schematische Darstellung der Calcium (Ca²⁺)-Regulierung:
Niedriges Ca² im Plasma stimuliert die Freisetzung von Parathormon (PTH), was die Freisetzung von Ca²⁺ und Phosphat aus dem Knochen, die Ca²⁺-Resorption im GI-Trakt und die Vitamin-D-Produktion in den Nieren erhöht. Aktives Vitamin D wiederum erhöht die Ca²⁺-Freisetzung aus den Knochen und die Ca²⁺-Aufnahme im Dünndarm.
CO2 + H2O ⇆ H2CO 3 ⇆ H + + HCO 3–
Zur Aufrechterhaltung der Homöostase werden folgende Mechanismen ausgelöst, um den pH-Wert im physiologischen Bereich (7,35–7,45) zu halten: