전해질

1. 전해질 종류

 

1) 양이온

체액에서 중요한 양이온으로는 나트륨 ( Na+), 칼륨 (K+), 칼슘 ( Ca++), 마그네슘 ( Mg++)이 있다. 근육, 혈관, 세포 등의 세포내액에 가장 중요한 양이온은 칼륨이며, 나트륨과 마그네슘은 소량 함유되어 있고 칼슘은 극히 소량 함유되어 있다.

양이온은 한개의 양이온이 세포를 이동할 때 교환되어 다른 양이온으로 대체된다. 이러한 현상은 세포가 전기적 중립을 유지하려는 경향이 있기 때문이다.

 

2) 음이온

세 종류의 주요 음이온은 염소 ( Cl- ), 중탄산염 ( HCO3- ), 인산염 ( PO4 3-) 이다. 세포내액에 많은 음이온은 인산염이며, 염소, 중탄산염은 세포 외액에 많이 함유되어 있다.

 

2. 전해질 조절

 

1) 나트륨 조절

나트륨은 세포 외액의 90% 차치하는 가장 중요한 양이온이다. 혈액과 조직, 간질 사이를 쉽게 이동하고 세포막을 능동적으로 통과해 움직인다. 나트륨은 혈청삼투질 농도에 작용하여 수분균형을 유지하고, 신경자극 전달, 산-염기 균형, 세포의 화학반응 등에도 중요한 역할을 한다.

나트륨은 식이를 통한 섭취와 알도스테론 분비로 조절된다. 나트륨의 세포외액 정상범위는 135~145mEq/L 이다.

 

2) 칼륨 조절

칼륨은 세포내액에 현저하게 많은 양이온이고 2%만이 세포외액에 있다.

칼륨은 많은 대사활동들을 조절하고 간과 근육에서의 글리코겐 저장, 신경자극의 전파와 전도, 정상적인 심장의 ㅇ전도, 근육과 평활근의 수축을 위해 필요하다. 혈청칼륨 농도의 정상범위는 3.5~5mEq/L 이다.

식이를 통한 섭취와 신장의 호르몬 분비로 칼륨을 조절한다. 인체는 칼륨을 소량으로 저장하고 있으므로 다량의 소변배설로 혈청칼륨이 감소될 수 있다.

 

3) 칼슘 조절

뼈, 혈장, 세포는 칼슘을 저장한다. 99%는 뼈 속에 있고, 1%만이 세포외액에 있다.

혈장 내 칼슘의 약 50%는 단백질, 대개 알부민과 결합하고, 40%는 이온화된 칼슘이다. 이온화된 칼슘은 저칼슘혈증과 관련된 생리적인 변화에 관여한다. 세포외액에 이온화된 칼슘 수치가 높아지면 기면과 의식저하, 낮으면 경련(tetany)이 일어난다.

정상적인 혈청의 이온화된 칼슘 농도의 정상범위는 4.5~5.5mg/dL이며 총 칼슘은 8.5~10.5mg/dL이다.

칼슘은 뼈와 치아의 형성, 혈액응고, 호르몬 분비, 세포막의 통합성, 심장전도, 신경자극의 전달, 근육수축에 필요하다.

 

4) 마그네슘 조절

마그네슘은 효소활동과 신경화학적인 활동, 심근과 골격근의 흥분성에 관여한다.

마그네슘의 혈장농도 정상범위는 1.5~2.5mEq/L이다.

마그네슘은 식이를 통한 섭취와 신장의 기전과 부갑상선호르몬(PTH parathyroid hrmone)의 작용으로 조절된다.

 

5) 염소 조절

세포외액에 있는 주요 음이온으로서 혈액, 간질액, 림프에서 발견되며 소량이 세포내액에 있다.

염소가 이동하면 나트륨이 동반되며, 나트륨과 함께 혈액의 삼투압을 유지한다. 위액 내 염산의 생성을 위해 필수적이며 신체의 산, 염기 균형을 유지한다. 염소의 정상적인 혈청농도 정상범위는 95~105 mEq/L이다.

식이섭취와 신장기전에 의해 혈중염소를 조절한다. 정상적인 신장기능 상태에서 염소를 많이 섭취했다면 소변으로 염소가 배출된다.

 

6) 중탄산염 조절

중탄산염은 신체 내에서 중요한 화학적 염기 완충제이다. 세포 외액과 내액에 존재하며, 탄산-중탄산 완충계의 주요 구성원으로 산, 염기 균형에 필수적이다. 중탄산염의 조절은 주로 신장에서 이루어진다.

신체가 염기를 더 많이 보유할 필요가 있을 때 신장은 많은 양의 중탄산염을 재흡수하여 세포외액으로 돌려보낸다.

중탄산염의 동맥혈 정상범위는 22~26mEq/L이며, 정맥에서의 정상범위는 24~30mEq/L 이다.

 

7) 인-인산염 조절

인은 거의 인산염 (  PO4 3- )의 형태로 인체에 존재하며 산-염기 균형을 돕는다.

인산염과 칼슘은 뼈와 치아의 성장과 유지에 필요하다. 또한 정상적인 신경, 근육운동을 증가시키고 탄수화물 대사에 관여한다. 인산염과 칼슘은 역비례하는데, 인산염이 높아지면 칼슘은 낮아진다.

인산염은 정상적으로 위장을 통해 흡수된다. 식이섭취와 신장의 배설, 장의 흡수, 부갑상선호르몬의 작용으로 인산염을 조절한다. 혈청 정상범위는 2.8~4.5 mg/dL이다. 인산염은 세포 내액과 세포외액 모두에 존재하는 완충성 이온이다.

 

3. 체액과 전해질 이동

 

1) 확산

고농도 영역 → 저농도 영역

 

2) 삼투

저농도 용액 → 고농도 용액

 

3) 여과

수분과 용질을 수분의 압력이 높은곳에서 낮은 곳으로 투과막을 통과시키는 기전

 

4) 능동운반

분자나 이온이 세포막을 통해 농도 낮은쪽 → 높은쪽 으로 이동.

삼투압에 역행하므로 분자가 세포막을 통과할 때 대사활동과 에너지가 소비된다.

ex) 나트륨-칼륨-ATP 펌프에서 세포 밖으로 나트륨을 내보내고, 칼륨을 세포 내로 끌어들이는 과정이며 이때 에너지 필요하다.