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Electrolitos: qué son, qué sirven y cómo asumirlos por R. Borgacci

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¿Qué son los electrolitos?

Los electrolitos, en singular: electrolito, se definen como: las sustancias producidas en una solución eléctricamente conductora y disueltas en un disolvente polar, por ejemplo, agua.

En el campo médico, esta definición química adquiere un papel más específico; Los electrolitos del cuerpo humano, de hecho, son: sustancias, predominantemente iónicas, dispersas en fluidos fisiológicos, intra y extracelulares, que incluyen: citosol, intersticios, matriz cerebroespinal, plasma / suero sanguíneo, fluido linfático, etc .; no solo tienden a equilibrarse en los mismos compartimentos, sino que también interactúan entre entornos biológicamente separados de los tejidos, las células y, por lo tanto, las membranas. En la base de la homeostasis, por lo tanto de la salud y de la vida misma, existe precisamente el control y la explotación de los electrolitos por parte del cuerpo.

El hombre adquiere los electrolitos con la dieta y corresponden, o forman parte de, lo que generalmente llamamos sales minerales .

¿Sabías que ...

La palabra "electrolito" proviene del griego "lytós", que significa "capaz de disolverse".

¿Cómo reaccionan los electrolitos?

Los electrolitos disueltos se separan en cationes y aniones, que tienen una carga eléctrica respectivamente positiva en el primer caso y negativos en el segundo, y se dispersan, en relación con los mecanismos químico-físicos del caso, uniformemente en el solvente. Eléctricamente hablando, una solución así estructurada, en equilibrio, se llama neutral . Si se aplica un potencial eléctrico a esta solución, los cationes de la solución son atraídos hacia el electrodo rico en electrones, mientras que los aniones son atraídos hacia el electrodo pobre en electrones. El movimiento de aniones y cationes en direcciones opuestas dentro de la solución es equivalente a una corriente . Esto incluye la mayoría de las sales solubles, ácidos y bases. También ciertos gases, como el ácido clorhídrico (HCl), en condiciones de alta temperatura y / o baja presión pueden comportarse exactamente como electrolitos. Las soluciones electrolíticas también se pueden obtener disolviendo varios polímeros biológicos, por ejemplo, ADN, polipéptidos, y sintéticos, por ejemplo, sulfonato de poliestireno, que por lo tanto se denominan polielectrolitos, que contienen grupos funcionales cargados. De acuerdo con estos principios, una solución que se disocia en iones adquiere la capacidad de conducir electricidad. El sodio, el potasio, el cloruro, el calcio, el magnesio y el fosfato son ejemplos de electrolitos, conocidos informalmente sólo como " peleas ".

historia

En 1884, Svante Arrhenius explicó que las sales cristalinas, sólidas, cuando se disuelven, se disocian en partículas cargadas acopladas; por su disertación, Arrhenius ganó el Premio Nobel de química en 1903. La explicación explicaba que, al formar una solución, la sal se disocia en partículas cargadas, a las que Michael Faraday había dado el nombre de "iones" muchos años antes. La creencia de Faraday era que los iones podían producirse en el proceso de electrólisis; Arrhenius, en cambio, propuso que, incluso en ausencia de corriente eléctrica, las soluciones de sales pueden contener iones, definiendo que las reacciones químicas en solución son reacciones de iones.

¿Cómo se forman los electrolitos?

Las soluciones electrolíticas se forman normalmente cuando se coloca una sal en un solvente, como el agua, y los componentes individuales se disocian debido a las interacciones termodinámicas entre las moléculas de solvente y soluto, en un proceso llamado " solvatación ". Por ejemplo, cuando la sal de cocina, el cloruro de sodio (NaCl), se pone en agua, la sal, que tiene una consistencia sólida, se disuelve en sus iones componentes, según la reacción de disociación:

NaCl (s) → Na + (aq) + Cl- (aq)

También es posible que ciertas sustancias, por lo tanto no necesariamente sales, reaccionen con el agua produciendo iones. Por ejemplo, el gas dióxido de carbono o dióxido de carbono (CO2), al disolverse en agua, produce una solución que contiene iones hidronio (H3O +), carbonato e hidrogenocarbonato (HCO3-).

Las sales fundidas pueden dar al líquido la capacidad de conducir electricidad . En particular, los líquidos iónicos, que están hechos de sales fundidas que tienen un punto de fusión de menos de 100 ° C, son electrolitos no acuosos altamente conductores y, por lo tanto, tienen una aplicación cada vez mayor en pilas de combustible y baterías.

Un electrolito en una solución puede describirse como concentrado si tiene una alta concentración de iones, o diluido si tiene una baja concentración. Si una alta proporción del soluto se disocia para formar iones libres, el electrolito es fuerte ; Si la mayor parte del soluto no se disocia, el electrolito es débil . Las propiedades de los electrolitos pueden explotarse utilizando la electrólisis para extraer elementos constituyentes y / o compuestos contenidos en la solución.

Los metales alcalinotérreos forman hidróxidos que son electrolitos fuertes con solubilidad limitada en agua, debido a la fuerte atracción entre sus iones constituyentes. Esto limita su aplicación a situaciones en las que no se requiere alta solubilidad.

fisiología

Importancia de los electrolitos en fisiología.

En fisiología, los iones primarios de los electrolitos son:

  • Sodio (Na +)
  • Potasio (K +)
  • Calcio (Ca2 +)
  • Magnesio (Mg2 +)
  • Cloruro (Cl-)
  • Fosfato de hidrógeno (HPO42-)
  • Carbonato de hidrógeno (HCO3-).

Los símbolos de carga eléctrica más (+) y menos (-) indican que la sustancia es de naturaleza iónica y tiene una distribución desequilibrada de electrones causada por la disociación química. El sodio es el electrolito principal que se encuentra en los fluidos extracelulares y el potasio es el electrolito intracelular principal ; Ambos están involucrados en el control de la presión arterial y el equilibrio de líquidos

Todas las formas de vida superiores conocidas requieren un equilibrio electrolítico sutil y complejo entre los entornos intracelular y extracelular. En particular, el mantenimiento de los gradientes osmóticos precisos de los electrolitos desempeña un papel fundamental. Estos gradientes influyen y regulan la hidratación del cuerpo y el pH de la sangre, y son esenciales para la función de los nervios y los músculos . Existen varios mecanismos en las especies vivas que mantienen las concentraciones de diferentes electrolitos bajo un control estricto.

Tanto el tejido muscular como las neuronas se consideran los tejidos eléctricos del cuerpo. Los músculos y las neuronas se activan por la actividad electrolítica entre el líquido extracelular o intersticial y el líquido intracelular. Los electrolitos pueden entrar o salir de las células a través de estructuras de proteínas especializadas incorporadas en las membranas plasmáticas llamadas canales iónicos . Por ejemplo, la contracción muscular depende de la presencia de calcio (Ca2 +), sodio (Na +) y potasio (K +). Sin niveles suficientes de estos electrolitos clave, pueden producirse anomalías como debilidad muscular o incluso contracciones involuntarias graves .

El equilibrio de electrolitos se mantiene con la dieta y diversos mecanismos fisiológicos regulados por las hormonas, que generalmente interactúan con la función renal que tiende a eliminar el exceso de electrolitos (con la orina) y a preservar los deficientes en la medida de lo posible evitando su expulsión. En los seres humanos, la homeostasis electrostática está regulada por varias hormonas, como los llamados antidiuricos, aldosterona y hormonas paratiroides .

medicina

Uso médico de los electrolitos.

En medicina se utiliza para suministrar electrolitos, como suplemento alimenticio o incluso mediante inyección intravenosa, siempre en solución, cuando una persona muestra un desequilibrio de los mismos; esto, que puede ser leve o severo, a menudo es causado por: vómitos, diarrea, sudoración excesiva, desnutrición, actividad atlética intensa, etc.

Los suplementos para ser diluidos o soluciones de electrolitos están disponibles en el mercado, especialmente para niños y pacientes ancianos, y para atletas. El monitoreo de electrolitos es particularmente importante en el tratamiento de la anorexia y la bulimia nerviosa .

Los trastornos electrolíticos graves, como la deshidratación y la hiperhidratación, pueden causar complicaciones cardíacas y neurológicas y, a menos que se resuelvan rápidamente, a una emergencia médica potencialmente mortal .

Medición de electrolitos

La medición de electrolitos es un procedimiento de diagnóstico bastante común que se realiza mediante análisis de sangre con electrodos selectivos de iones o análisis de orina por técnicos de laboratorio. Sin embargo, es bueno recordar que, sin una evaluación de la historia clínica, la interpretación de los valores individuales no es particularmente útil. Los electrolitos medidos con mayor frecuencia son el sodio y el potasio. Los niveles de cloro se detectan casi exclusivamente para evaluaciones de gases en la sangre arterial, ya que están intrínsecamente relacionados con los niveles de sodio. Una prueba particularmente importante realizada en orina es la prueba de gravedad específica para determinar la aparición de desequilibrios de electrolitos.

rehidratación

Electrolitos y rehidratación.

En la terapia de rehidratación oral, recuerde que la deshidratación se considera uno de los desequilibrios electrolíticos o una afección relacionada con ellos. Se administran bebidas electrolíticas que contienen sales de sodio y potasio para restablecer las concentraciones de agua y electrolitos del cuerpo. Esto sucede sobre todo en caso de deshidratación por:

  • desnutrición
  • Diaforesis - sudoración demasiado intensa - causada por ejercicio intenso y prolongado, condiciones climáticas desfavorables o ambas
  • El consumo excesivo de alcohol
  • diarrea
  • vómitos
  • Envenenamiento y posibles complicaciones.

Los atletas que practican condiciones extremas, durante tres o más horas consecutivas, como en maratones o triatlón, y que no consumen electrolitos corren el riesgo de deshidratación o hiponatremia, deficiencia de sodio en la sangre.

Un ejemplo de una bebida electrolítica, para ser producida cómodamente en el hogar, puede basarse en: agua, sacarosa y sal de mesa, siempre que las proporciones sean adecuadas . Como alternativa, hay varias fórmulas disponibles en el mercado, tanto secas como diluidas y listas para usar, incluso para uso veterinario.

Los electrolitos se encuentran comúnmente en los alimentos; Para una mayor precisión en las fuentes nutricionales de sodio, potasio, magnesio, calcio y cloro es recomendable leer los artículos dedicados. En general, considerando que el sodio y el cloro son abundantes en la dieta occidental, dado el uso abundante de sal de cocina, y que en general faltan electrolitos, son el magnesio y el potasio, puede ser aconsejable aumentar el consumo de verduras y frutas. - También jugos - leche, semillas oleaginosas y bebidas deportivas.