Sinh lý học các chất điện giải trong cơ thể

Natri (sodium)

Nồng độ Na+ huyết tương bình thường là 136-142 mEq/l. Na+ có vai trò chủ yếu trong cân bằng nước, điện giải và là ion cần thiết để dẫn truyền xung động trong tổ chức thần kinh, cơ. Nồng độ Na+ được kiểm soát bởi aldosterone, ADH và ANP.

Aldosterone tác động lên ống lượn xa và ống góp của đơn vị thận làm tăng tái hấp thu Na+. Khi Na+ di chuyển từ dịch lọc trở vào máu, nó tạo gradient thẩm thấu làm cho nước cũng đi theo. Aldosterone được tiết ra khi thể tích máu hoặc cung lượng tim giảm, Na+ ngoại bào giảm, và K+ ngoại bào tăng.

ADH tăng tái hấp thu nước ở ống lượn xa và ống góp. Khi Na+ máu dưới 135 mEq/l, thuỳ sau tuyến yên ngừng tiết ADH gây bài xuất nhiều nước tiểu loãng.

ANP tăng tốc độ lọc cầu thận và giảm tái hấp thu Na+ ở ống góp.

Clo (Chloride)

Nồng độ Cl- huyết tương bình thường là 95-103 mEq/l. Cl- có thể giúp cân bằng nồng độ anion giữa các khoang dịch cơ thể khác nhau.

Aldosterone điều chỉnh gián tiếp cân bằng Cl- trong dịch cơ thể, vì nó điều hoà tái hấp thu Na+ trong ống lượn xa. Trong nhiều trường hợp, Cl- thụ động đi theo Na+ do sự hấp dẫn điện tích.

Ka-li (potassium)

Ion K+ là cation nhiều nhất trong dịch nội bào. K+ đóng vai trò chủ chốt trong việc thiết lập nên điện thế màng khi nghỉ và trong pha tái khử cực của điện thế hoạt động ở tổ chức thần kinh, cơ. K+ cũng đóng vai trò duy trì thể tích dịch trong tế bào. Khi K+ hoán đổi với H+, nó giúp điều hòa pH.

Nồng độ K+ huyết tương bình thường là 3,8-5,0 mEq/l. Nồng độ này được kiểm soát chủ yếu bởi aldosterone. Khi K+ huyết tương tăng cao, nhiều aldosterone được bài tiết vào trong máu. Aldosterone sẽ kích thích tiết K+ vào nước tiểu để tăng lượng K+ ra khỏi cơ thể. Khi nồng độ K+huyết tương thấp, hiện tượng xảy ra theo chiều ngược lại.

Bicarbonate

Ion HCO3- là anion phổ biến thứ hai của dịch ngoại bào. Nồng độ HCO3- bình thường của huyết tương là 22-26 mEq/l ở động mạch và 19-24 mEq/l ở tĩnh mạch. Sự hoán đổi Cl- cho HCO3- giúp duy trì chính xác cân bằng anion ngoại bào và nội bào.

Thận là cơ quan điều hoà chủ yếu nồng độ HCO3- của máu. Thận có thể hình thành HCO3- và giải phóng nó vào máu khi nồng độ HCO3-thấp hoặc bài xuất nhiều HCO3- vào nước tiểu khi nồng độ nó quá cao.

Can-xi (Calcium)

Khoảng 98% calcium người lớn nằm trong xương (và răng), nó phối hợp với phosphate để hình thành mạng lưới tinh thể muối khoáng. Nồng độ calcium toàn phần bình thường trong huyết tương là khoảng 5mEq/l. Trong đó, khoảng 50% (2,4-2,5 mEq/l) tồn tại ở dạng ion hoá, một lượng khoảng 40% ở dạng kết hợp với protein huyết tương, và khoảng 10% ở dạng kết hợp phosphate hoặc citrate. Bên cạnh việc chi phối độ cứng cho xương và răng, calcium đóng vai trò quan trọng trong đông máu, giải phóng chất vận chuyển thần kinh, duy trì trương lực cơ, và tính hưng phấn của thần kinh, cơ.

Nồng độ calcium huyết tương được điều hoà chủ yếu bởi hai hormone sau:

Hormone tuyến cận giáp (PTH) : giải phóng nhiều khi nồng độ Ca2+ huyết tương thấp. PTH sẽ kích thích huỷ cốt bào trong xương để giải phóng calcium (và phosphate) từ muối khoáng của cơ chất xương. PTH cũng làm tăng hấp thu Ca2+ từ ống tiêu hoá và thúc đẩy tái hấp thu Ca2+từ dịch lọc cầu thận.

Calcitonin : được tuyến giáp phóng thích nhiều khi nồng độ Ca2+ huyết tương cao. Nó làm giảm Ca2+ bằng cách kích thích hoạt tính nguyên cốt bào và ức chế hoạt tính huỷ cốt bào.

Phosphate

Khoảng 85% phosphate của người lớn hiện diện trong muối calcium phosphate. 15% còn lại là dạng ion hoá (H2PO4-, HPO42-, và PO43-). Hầu hết ion phosphate là ở dạng kết hợp. Ở pH bình thường, HPO42-  là dạng phổ biến nhất. H2PO4- và HPO42- đều đóng vai trò quan trọng trong phản ứng đệm.

Nồng độ bình thường trong huyết tương của phosphate dạng ion hoá chỉ 1,7-2,6 mEq/l. Cơ chế chủ yếu để điều hoà nồng độ phosphate là cơ chế vận chuyển phosphate trong đơn vị thận. PTH cũng có vai trò trong điều hoà nồng độ phosphate.    

Ma-giê (Magnesium)

Ở người lớn, khoảng 54% magnesium cơ thể được lắng đọng trong cơ chất của xương dưới dạng muối magnesium. 46% còn lại ở dạng ion magnesium của dịch nội bào (45%) và dịch ngoại bào (1%). Mg2+ là cation nội bào phổ biến thứ hai sau K+. Về mặt chức năng, Mg2+ là đồng yếu tố của các enzyme liên quan trong chuyển hoá carbohyrate, protein và Na+/K+ ATPase (enzyme bơm Na+). Mg2+ cũng quan trọng trong hoạt động thần kinh cơ, dẫn truyền xung động, và chức năng của cơ tim.

Nồng độ Mg2+ bình thường trong huyết tương chỉ 1,3-2,1 mEq/l. Nhiều yếu tố điều hoà nồng độ Mg2+ máu bằng cách thay đổi tốc độ bài xuất nó vào nước tiểu. Thận tăng bài xuất Mg2+ khi có tăng Ca2+ máu, tăng Mg2+ máu, tăng thể tích dịch ngoại bào, giảm PTH, và nhiễm toan. Những tình trạng ngược lại sẽ làm giảm bài xuất Mg2+.