Το ανθρώπινο σώμα περιέχει υγρό τόσο μέσα στα κύτταρα του, που ονομάζεται ενδοκυτταρικό υγρό (ICF), όσο και έξω από τα κύτταρα του, που ονομάζεται εξωκυττάριο υγρό (ECF). Οι δύο τύποι ECF είναι το πλάσμα αίματος και το διάμεσο υγρό, το οποίο βρίσκεται στους μικροσκοπικούς χώρους μεταξύ των κυττάρων. Όλα τα σωματικά υγρά περιέχουν ηλεκτρολύτες, οι οποίοι είναι άτομα που έχουν θετικό ή αρνητικό φορτίο και είναι απαραίτητα για τη λειτουργία του νευρικού συστήματος και των μυών, συμπεριλαμβανομένης της καρδιάς, και για τη διατήρηση της αρτηριακής πίεσης και της οξεοβασικής ισορροπίας του σώματος, ή υδρογόνο δυναμικού. pH) επίπεδα. Οι πνεύμονες, τα νεφρά και ο υποθάλαμος παίζουν σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση των επιπέδων υγρών και ηλεκτρολυτών στο σώμα, όπως και η όσμωση. Μια ανισορροπία μεταξύ των υγρών και των ηλεκτρολυτών του σώματος μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρή ασθένεια ή θάνατο.
Υπάρχουν πέντε κύριοι ηλεκτρολύτες στο ανθρώπινο σώμα. Είναι νάτριο (Na+), το οποίο βοηθά τα νευρικά κύτταρα να στέλνουν σήματα το ένα στο άλλο και βοηθά στη διατήρηση της ισορροπίας των ηλεκτρολυτών. κάλιο (K+), το οποίο βοηθά στη λειτουργία των νεύρων και των μυών και βοηθά στη διατήρηση του pH των σωματικών υγρών. ασβέστιο (CA2+), το οποίο παίζει ρόλο στην πήξη του αίματος και στη λειτουργία των νεύρων και των μυών. χλωρίδιο (Cl-), το οποίο χρησιμεύει ως ισορροπία έναντι θετικών ιόντων. και διττανθρακικό (HCO3-), το οποίο βοηθά στη διατήρηση του σωστού pH στα σωματικά υγρά. Το νάτριο, το κάλιο και το ασβέστιο είναι κατιόντα, ή θετικά φορτισμένα ιόντα, και το χλωρίδιο και το διττανθρακικό είναι ανιόντα, ή αρνητικά φορτισμένα ιόντα. Τα ιόντα έχουν θετικό ή αρνητικό φορτίο, επομένως μπορούν να επηρεάσουν το pH των υγρών του σώματος. Το σώμα μπορεί να ανεχθεί μόνο πολύ μικρή αλλαγή του pH των υγρών του και εξακολουθεί να λειτουργεί σωστά, επομένως τα ισορροπημένα επίπεδα ηλεκτρολυτών είναι απαραίτητα για την επιβίωση.
Η σοβαρή αφυδάτωση αναγκάζει τα νεφρά να σταματήσουν να εκκρίνουν υγρά σε μια προσπάθεια να αποτραπεί η περαιτέρω απώλεια υγρών. Αυτό προκαλεί μια ανισορροπία στους ηλεκτρολύτες που οδηγεί σε μεταβολική οξέωση, μια κατάσταση κατά την οποία το pH των υγρών του σώματος είναι πολύ χαμηλό. Η οξέωση προκαλεί γρήγορη αναπνοή, λήθαργο και σύγχυση και μπορεί να οδηγήσει σε σοκ και θάνατο. Μια ακραία απώλεια Cl- λόγω παρατεταμένου εμέτου οδηγεί σε μεταβολική αλκάλωση, στην οποία το pH των υγρών του σώματος είναι πολύ υψηλό. Τα σημεία και τα συμπτώματα της αλκάλωσης περιλαμβάνουν σύγχυση, μυϊκές συσπάσεις ή σπασμούς, αίσθημα ζάλης, ναυτία και μυρμήγκιασμα στα χέρια ή το πρόσωπο και κώμα.
Τα νεφρά βοηθούν στη διατήρηση της ισορροπίας των ηλεκτρολυτών ελέγχοντας πόσα υγρά και ηλεκτρολύτες απελευθερώνονται στα ούρα και οι πνεύμονες αφαιρούν το διοξείδιο του άνθρακα από το αίμα, γεγονός που καθιστά το αίμα λιγότερο όξινο. Αυτός είναι ο λόγος που κάποιος που έχει οξέωση αναπνέει γρήγορα για να διορθώσει την κατάσταση και γιατί ο υπεραερισμός μπορεί να οδηγήσει σε αναπνευστική αλκάλωση. Η υπερβολική χρήση ηρεμιστικών φαρμάκων μπορεί να επιβραδύνει τη διαδικασία της αναπνοής αρκετά ώστε να προκαλέσει αναπνευστική οξέωση.
Εκτός από τη διατήρηση των επιπέδων υγρών και του pH, το σώμα πρέπει επίσης να διατηρεί μια υγιή συγκέντρωση υγρών και ηλεκτρολυτών μεταξύ ICF και ECF. Το νερό κινείται στις κυτταρικές μεμβράνες μέσω μιας παθητικής διαδικασίας που ονομάζεται όσμωση, η οποία λειτουργεί για να διατηρεί την ίδια συγκέντρωση υγρού και ηλεκτρολυτών, ειδικά Na+, εντός και εκτός της κυτταρικής μεμβράνης. Εάν υπάρχει υψηλότερη συγκέντρωση Na+ έξω από το κύτταρο, το νερό θα μετακινηθεί από το ICF στο ECF για να εξισορροπήσει τη συγκέντρωση. Η υπερβολική αυτή κίνηση του νερού προκαλεί αφυδάτωση των κυττάρων, αύξηση της αρτηριακής πίεσης και τον υποθάλαμο του εγκεφάλου να πυροδοτεί ένα αίσθημα δίψας. Αυτό ονομάζεται οσμωτική δίψα και γι’ αυτό το άτομο αισθάνεται δίψα μετά την κατανάλωση αλμυρών τροφών.
Όταν το ίδιο άτομο πίνει νερό, η συγκέντρωση του Na+ στο αίμα πέφτει και το νερό ρέει πίσω στα κύτταρα, αποκαθιστώντας την ισορροπία υγρών και ηλεκτρολυτών. Καθώς ένα άτομο χάνει σωματικά υγρά μέσω εφίδρωσης, ούρησης, εμετού, διάρροιας ή αιμορραγίας, ένας άλλος τύπος κυττάρων στον υποθάλαμο πυροδοτεί τη δίψα για αντικατάσταση του όγκου του υγρού. Αυτό ονομάζεται υποογκαιμική δίψα.
Η παθητική διαδικασία της όσμωσης και οι λειτουργίες των πνευμόνων και των νεφρών συνεργάζονται για να διατηρήσουν τα σωστά επίπεδα υγρών και ηλεκτρολυτών μέσα στο σώμα. Αυτό διασφαλίζει ότι κάθε ηλεκτρολύτης μπορεί να κάνει τη δουλειά του για να διατηρεί την καρδιά να χτυπά και το νευρικό σύστημα να λειτουργεί. Πολύ ή πολύ λίγος ηλεκτρολύτης μπορεί να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα. Για παράδειγμα, πολύ λίγο K+ οδηγεί σε οξέωση και πολύ K+ μπορεί να σταματήσει την καρδιά, η οποία είναι η αιτία θανάτου για πολλούς ασθενείς με νεφρική νόσο. Οι πνεύμονες και τα νεφρά βοηθούν επίσης στη διατήρηση μιας ισορροπίας κατιόντων και ανιόντων για τη διατήρηση του κατάλληλου pH στα σωματικά υγρά, ώστε τα όργανα να μπορούν να λειτουργούν.