Ce que je suis
Que sont les électrolytes?
Les électrolytes - au singulier: électrolyte - sont définis comme: les substances produites dans une solution électriquement conductrice et dissoutes dans un solvant polaire, par exemple de l’eau.
Dans le domaine médical, cette définition chimique joue un rôle plus spécifique; En réalité, les électrolytes du corps humain sont les suivants: substances - principalement ioniques - dispersées dans des liquides physiologiques, intra et extracellulaires, notamment: cytosol, interstices, matrice céphalorachidienne, plasma / sérum sanguin, liquide lymphatique, etc. non seulement ils ont tendance à s'équilibrer dans les mêmes compartiments, mais ils interagissent également entre des environnements biologiquement séparés des tissus, des cellules et donc des membranes. À la base de l'homéostasie, donc de la santé et de la vie elle-même, il existe précisément un contrôle et une exploitation des électrolytes par le corps.
L'homme acquiert les électrolytes avec le régime alimentaire et ils correspondent, ou font partie de, ce que nous appelons généralement des sels minéraux .
Saviez-vous que ...
Le mot "électrolyte" vient du grec "lytós", qui signifie "capable d'être dissout".
Comment réagissent les électrolytes?
Les électrolytes dissous sont séparés en cations et en anions - qui ont respectivement une charge électrique positive dans le premier cas et négative dans le second - et se dispersent, en fonction des mécanismes physico-chimiques du boîtier, de manière uniforme dans le solvant. Électriquement, une solution si structurée et en équilibre s'appelle neutre . Si un potentiel électrique est appliqué à cette solution, les cations de la solution sont attirés par l' électrode riche en électrons, tandis que les anions sont attirés par l' électrode pauvre en électrons. Le mouvement des anions et des cations dans des directions opposées au sein de la solution équivaut à un courant . Cela inclut la plupart des sels solubles, des acides et des bases. De même, certains gaz, tels que l'acide chlorhydrique (HCl), dans des conditions de température élevée et / ou de basse pression peuvent se comporter exactement comme des électrolytes. Des solutions électrolytiques peuvent également être obtenues en dissolvant divers polymères biologiques - par exemple ADN, polypeptides - et synthétiques - par exemple polystyrène sulfonate - qui sont par conséquent nommés polyélectrolytes - contenant des groupes fonctionnels chargés. Selon ces principes, une solution qui se dissocie en ions acquiert la capacité de conduire de l'électricité. Le sodium, le potassium, le chlorure, le calcium, le magnésium et le phosphate sont des exemples d'électrolytes, connus de manière informelle uniquement sous le nom de " querelles ".
histoire
En 1884, Svante Arrhenius expliqua que les sels cristallins, solides, une fois dissous, se dissocient en particules chargées couplées; Pour sa thèse, Arrhenius remporta le prix Nobel de chimie en 1903. L'explication expliquait qu'en formant une solution, le sel se dissocie en particules chargées - auxquelles Michael Faraday avait donné le nom de "ions" de nombreuses années auparavant. Faraday était convaincu que les ions pouvaient être produits lors du processus d'électrolyse. Arrhenius a plutôt proposé que, même en l'absence de courant électrique, les solutions de sels puissent contenir des ions, ce qui signifie que les réactions chimiques en solution sont des réactions d'ions.
Comment se forment les électrolytes?
Des solutions électrolytiques se forment normalement lorsqu'un sel est placé dans un solvant - tel que de l'eau - et que les composants individuels se dissocient en raison des interactions thermodynamiques entre les molécules de solvant et de soluté, selon un processus appelé " solvatation ". Par exemple, lorsque le sel de cuisine - chlorure de sodium (NaCl) - est mis dans l’eau, le sel - qui a une consistance solide - se dissout dans ses ions composants, selon la réaction de dissociation:
NaCl (s) → Na + (aq) + Cl- (aq)
Il est également possible que certaines substances, donc pas nécessairement des sels, réagissent avec de l'eau produisant des ions. Par exemple, le dioxyde de carbone gazeux ou le dioxyde de carbone (CO2), dissous dans l'eau, produit une solution contenant des ions hydronium (H3O +), du carbonate et de l'hydrogénocarbonate (HCO3-).
Les sels fondus peuvent donner au liquide la capacité de conduire l'électricité . En particulier, les liquides ioniques, constitués de sels fondus ayant un point de fusion inférieur à 100 ° C, sont des électrolytes non aqueux hautement conducteurs et ont donc de plus en plus d'applications dans les piles à combustible et les batteries.
Un électrolyte dans une solution peut être décrit comme concentré s'il a une concentration élevée en ions, ou dilué si il a une faible concentration. Si une forte proportion du soluté se dissocie pour former des ions libres, l'électrolyte est puissant ; si la majeure partie du soluté ne se dissocie pas, l'électrolyte est faible . Les propriétés des électrolytes peuvent être exploitées par électrolyse pour extraire les éléments constitutifs et / ou les composés contenus dans la solution.
Les métaux alcalino-terreux forment des hydroxydes qui sont des électrolytes puissants dont la solubilité dans l'eau est limitée en raison de la forte attraction entre leurs ions constitutifs. Cela limite leur application aux situations dans lesquelles une solubilité élevée n'est pas requise.
physiologie
Importance des électrolytes en physiologie
En physiologie, les ions primaires des électrolytes sont:
- Sodium (Na +)
- Potassium (K +)
- Calcium (Ca2 +)
- Magnésium (Mg2 +)
- Chlorure (Cl-)
- Phosphate d'hydrogène (HPO42-)
- Carbonate d'hydrogène (HCO3-).
Les symboles de charge électrique plus (+) et moins (-) indiquent que la substance est de nature ionique et présente une répartition déséquilibrée des électrons provoquée par la dissociation chimique. Le sodium est le principal électrolyte présent dans les liquides extracellulaires et le potassium est le principal électrolyte intracellulaire . les deux sont impliqués dans l' équilibre hydrique et le contrôle de la pression artérielle .
Toutes les formes de vie supérieures connues nécessitent un équilibre électrolytique subtil et complexe entre les environnements intracellulaire et extracellulaire. En particulier, le maintien des gradients osmotiques précis des électrolytes joue un rôle fondamental. Ces gradients influencent et régulent l' hydratation du corps et le pH du sang et sont essentiels au fonctionnement des nerfs et des muscles . Il existe divers mécanismes chez les espèces vivantes qui maintiennent les concentrations d'électrolytes différents sous un contrôle strict.
Les tissus musculaires et les neurones sont considérés comme les tissus électriques du corps. Les muscles et les neurones sont activés par une activité électrolytique entre le liquide extracellulaire ou interstitiel et le liquide intracellulaire. Les électrolytes peuvent entrer ou sortir des cellules par le biais de structures protéiques spécialisées incorporées dans les membranes plasmiques appelées canaux ioniques . Par exemple, la contraction musculaire dépend de la présence de calcium (Ca2 +), de sodium (Na +) et de potassium (K +). Sans niveaux suffisants de ces électrolytes clés, des anomalies telles que la faiblesse musculaire ou même des contractions involontaires graves peuvent survenir.
L' équilibre électrolytique est maintenu avec le régime alimentaire et divers mécanismes physiologiques régulés par des hormones, qui interagissent généralement avec la fonction rénale qui tend à éliminer les électrolytes en excès - dans l'urine - et à préserver autant que possible les déficients en évitant leur expulsion. Chez l’homme, l’homéostasie électrostatique est régulée par diverses hormones telles que les antidiuriques, l’ aldostérone et les hormones parathyroïdiennes .
médecine
Utilisation médicale des électrolytes
En médecine, il est utilisé pour fournir des électrolytes, comme complément alimentaire ou même par injection intraveineuse - toujours en solution - lorsqu'une personne présente un déséquilibre de celui-ci; ceci, qui peut être léger ou grave, est souvent causé par: vomissements, diarrhée, transpiration excessive, malnutrition, activité sportive intense, etc.
Des suppléments à diluer ou des solutions électrolytiques sont disponibles sur le marché, en particulier pour les enfants et les personnes âgées, ainsi que pour les athlètes. Le contrôle des électrolytes est particulièrement important dans le traitement de l' anorexie et de la boulimie nerveuse .
Les perturbations électrolytiques graves, telles que la déshydratation et l' hyperhydratation, peuvent entraîner des complications cardiaques et neurologiques et, à moins qu'elles ne soient rapidement résolues, une urgence médicale potentiellement mortelle .
Mesure d'électrolyte
La mesure des électrolytes est une procédure de diagnostic assez courante effectuée par analyse de sang avec des électrodes sélectives pour les ions ou par analyse d’ urine par des techniciens de laboratoire. Cependant, il est bon de rappeler que, sans évaluation de l'historique clinique, l'interprétation des valeurs individuelles n'est pas particulièrement utile. Les électrolytes les plus couramment mesurés sont le sodium et le potassium. Les niveaux de chlore sont détectés presque exclusivement pour l'évaluation des gaz du sang artériel, car ils sont intrinsèquement liés aux niveaux de sodium. Un test particulièrement important sur l'urine est le test de gravité spécifique permettant de déterminer l'apparition de déséquilibres électrolytiques.
réhydratation
Electrolytes et réhydratation
En thérapie de réhydratation orale - rappelez-vous que la déshydratation est considérée comme l’un des déséquilibres électrolytiques ou une affection liée à celle-ci - des boissons électrolytiques contenant des sels de sodium et de potassium sont administrées pour restaurer les concentrations en eau et en électrolytes du corps. Cela se produit surtout en cas de déshydratation causée par:
- malnutrition
- Diaphorèse - transpiration trop intense - causée par un exercice intense et prolongé, des conditions climatiques défavorables ou les deux à la fois
- Consommation excessive d'alcool
- diarrhée
- vomissement
- Empoisonnement et complications possibles.
Les athlètes qui pratiquent des conditions extrêmes - pendant trois heures consécutives ou plus, comme les marathons ou le triathlon - et qui ne consomment pas d' électrolytes courent un risque de déshydratation ou d' hyponatrémie - carence en sodium dans le sang.
Un exemple de boisson électrolytique, à préparer confortablement à la maison, peut être basé sur: l’eau, le saccharose et le sel de table, à condition que les proportions soient suffisantes . En variante, différentes formules sont disponibles sur le marché, sèches à diluer et prêtes à l'emploi, même à usage vétérinaire.
Les électrolytes se trouvent couramment dans les aliments; pour plus de précision sur les sources nutritionnelles de sodium, potassium, magnésium, calcium et chlore, il est conseillé de lire les articles correspondants. En général, étant donné que le sodium et le chlore sont abondants dans le régime alimentaire occidental - en raison de l’utilisation abondante de sel de cuisine - et que les électrolytes moyens font généralement défaut, à savoir le magnésium et le potassium, il peut être souhaitable d’augmenter la consommation de légumes, de fruits - également des jus - du lait, des graines oléagineuses et des boissons pour sportifs.
