Aká je úloha CHLÓRU v našom organizme? Je pre naše telo bezpečný?

Základná charakteristika chlóru

Chlór je chemický prvok, ktorý poznáme pod chemickou značkou Cl. Tá je odvodená z latinského slova chlorum. Pôvod má v gréckom slove khloros, čo v preklade znamená zeleno-žltý.

Pomenovanie odkazuje na jeho vzhľad – ide o zeleno-žltý plyn. Má veľmi nepríjemný dráždivý a dusivý zápach.

Chlór patrí medzi prvky 17. skupiny periodickej tabuľky chemických prvkov a nachádza sa v 3. perióde.

Zaraďujeme ho do skupiny prvkov s názvom halogény, kam patrí aj fluór, bróm a jód. Skupina bola pomenovaná na základe schopnosti jej prvkov vytvárať soli (z gréčtiny hals - soľ, gennaó - tvorím).

Z hľadiska výskytu je chlór druhým najčastejšie sa vyskytujúcim halogénom (po fluóre) a 21. najpočetnejším chemickým prvkom v zemskej kôre.

Bol objavený v roku 1774 švédskym chemikom Carlom Wilhelmom Scheeleom, ktorý nechal zreagovať oxid manganičitý s kyselinou chlorovodíkovou. Carl Wilhelm Scheel bol však v mylnej predstave, že sa nejdená o čistý chlór, ale o zlúčeninu chlóru s kyslíkom.

Skutočnosť, že výsledkom reakcie je čistý chemický prvok dokázal až v roku 1810 anglický chemik Sir Humphry Davy, ktorý mu zároveň dal pomenovanie chlór.

Chlór je veľmi reaktívny prvok. Je rozpustný vo vode, je ťažší ako vzduch a vysoko jedovatý. Pri izbovej teplote a atmosférickom tlaku nie je výbušný. Pri nízkych teplotách alebo pod vplyvom tlaku sa mení na kvapalinu.

Vyznačuje sa silnými oxidačnými, bieliacimi a dezinfekčnými vlastnosťami.

V súčasnosti sa preto využíva ako dezinfekčné činidlo, napríklad v dezinfekčných prostriedkoch, na úpravu pitnej vody alebo vody v bazénoch, tiež ako insekticíd.

Chlór nachádza široké využitie aj v papierenskom, maliarskom a textilnom priemysle.

Používa sa na výrobu všestranne používaného plastu – PVC (polyvinylchloridu), tiež v organickej chémii ako oxidačné činidlo alebo vo farmaceutickom priemysle pri výrobe liekov.

V minulosti sa zlúčeniny chlóru používali napríklad na vytváranie obrázkov označovaných ako prvé fotografie alebo v medicíne ako anestetikum (chloroform).

Počas prvej svetovej vojny sa využívali vysoko jedovaté účinky plynného chlóru, a tak bol použitý ako chemická zbraň (yperit).

Tabuľkový prehľad základných chemických a fyzikálnych informácií o chlóre

Vzhľadom sa svoju reaktivitu sa chlór nevyskytuje v monoatómovej forme, ale vždy vo viazanej forme alebo ako dvojatómová molekula Cl₂.

Najrozšírenejšou zlúčeninou chlóru je chlorid sodný, známy ako kuchynská soľ.

V prírode nachádzame chlór primárne v morskej vode. Ďalej ako súčasť minerálov, ako napríklad halit (NaCl), sylvín (KCl), bišofit (MgCl₂∙6H₂O), karnalit (KCl∙MgCl₂∙6H₂O) alebo kainit (KCl∙MgSO₄∙3H₂O).

Môže chlór predstavovať riziko pre zdravie?

Chlór ako prvok je na jednej strane pre ľudský organizmus nevyhnutný, a to pre správne fungovanie mnohých fyziologických procesov. Na strane druhej však predstavuje nebezpečné zdravotné riziko.

Nadmerná expozícia dvojatómovej molekule chlóru – Cl₂ spôsobuje intoxikáciu organizmu. Chlór sa dostáva do tela prostredníctvom vdychovaného kontaminovaného vzduchu, konzumáciou kontaminovanej potravy alebo kontaktom s kožou.

Miera škodlivého pôsobenia chlóru závisí od jeho množstva a od dĺžky či frekvencie expozície. Chlór pôsobí dráždivo na dýchacie cesty, oči a kožu.

Prvými príznakmi intoxikácie sú kašeľ, dýchavičnosť, dusenie, bolesť hlavy, nevoľnosť, závrat, štípanie v očiach, slzenie, bolesť brucha a svalová slabosť.

Pri závažnejších otravách sa vyskytuje zápal očných spojiviek, nosa, hltanu, hrtanu a priedušiek, vznik vredov na očnej rohovke, zvýšený srdcový tep, opuch slizníc a pľúc, ktorý vedie až k nedostatku kyslíka.

Pri ľahších formách intoxikácie sa vyskytuje podráždenie očí a dýchacích ciest. Stredne ťažké otravy sa vyznačujú systémovými príznakmi a pri ťažkých otravách už môže byť ohrozený život alebo po nej zostávajú dlhodobé až trvalé následky.

Kedy je naopak chlór prospešný, resp. potrebný pre naše zdravie?

V ľudskom organizme je chlór prítomný v podobe jeho solí. V nich nachádzame chlór vo forme chloridového aniónu so záporným nábojom – Cl^-.

Soli obsahujúce chloridový anión nazývame chloridy.

Ako chloridy vplývajú na naše zdravie?

Chloridy sú esenciálnou zložkou ľudského organizmu a zohrávajú dôležitú úlohu v procese trávenia, pri svalovej a nervovej aktivite, regulácii telových tekutín a tiež pri udržiavaní acidobázickej rovnováhy.

Celková telová tekutina predstavuje približne 60 % hmotnosti človeka a je tvorená tromi zložkami – intracelulárnou tekutinou (tekutina vo vnútri buniek), krvnou plazmou a tkanivovým mokom.

Plazma a tkanivový mok tvoria dokopy extracelulárnu tekutinu, tzn. tekutinu mimo buniek.

Intracelulárna aj extracelulárna tekutina sú oddelené bunkovými membránami a vzájomne sa líšia obsahom vody, elektrolytov a bielkovín, hoci tieto rozdiely sú len minimálne.

Medzi elektrolyty prítomné v telovej tekutine patria kladne nabité ióny ako sodík, draslík, vápnik alebo horčík, a záporne nabité ióny ako chloridy, fosfáty alebo bikarbonáty.

Voda prechádza cez bunkové membrány voľne, elektrolyty prostredníctvom transportných systémov.

Zachovanie rovnováhy v objeme a zložení telovej tekutiny, tzn. intracelulárnej aj extracelulárnej, je kľúčové pre existenciu buniek a ich normálnu funkciu.

Narušenie tejto rovnováhy spôsobuje zvýšenie alebo zníženie koncentrácie elektrolytov v bunkách alebo mimo buniek, a následne vznik niektorých porúch.

Chloridy predstavujú najdôležitejší a najviac zastúpený anión v extracelulárnej tekutine, a významne sa podieľajú na udržiavaní rovnováhy celkovej telovej tekutiny.

Až 70 % celkového obsahu záporne nabitých iónov v organizme predstavujú práve chloridy.

Okrem toho chloridy prispievajú tiež k udržiavaniu acidobázickej rovnováhy v organizme, tzn. pomeru kyslých a zásaditých zložiek.

Kyslosť vnútorného prostredia je prísne regulovaná. Fyziologické pH krvi a ďalších telesných tekutín sa úzko pohybuje okolo hodnoty 7,4.

Zmeny od tejto hodnoty pH má vplyv na vlastnosti a aktivitu bielkovín, enzýmov, transportných látok alebo membránových kanálov.

Pri prevahe kyslých zložiek hovoríme o stave acidózy, naopak pri prevahe zásaditých zložiek o stave alkalózy.

Fyziologické hladiny chloridov napomáhajú udržiavať pH na normálnych hodnotách. Akékoľvek významné straty alebo nárast hladiny chloridov majú za následok vznik porúch acidobázickej rovnováhy.

Aké sú ďalšie nenahraditeľné funkcie chloridov pre človeka?

• Chloridové ióny sú potrebné na tvorbu žalúdočnej kyseliny – kyseliny chlorovodíkovej (HCl), ktorá sa zúčastňuje na trávení potravy, pôsobí tiež ako prevencia proti premnoženiu baktérií v tráviacom trakte.
• V podobe žalúdočnej kyseliny sa podieľajú na aktivácii enzýmu pepsinogén v prostredí žalúdka, ktorý je nevyhnutný pre vstrebávanie dôležitých látok z potravy.
• Prispievajú k udržiavaniu správneho osmotického tlaku.
• Napomáhajú kontrakcii svalov, vrátane srdcového svalu.
• Sú nevyhnutné pri prenose signálov v nervovej sústave.
• Podieľajú sa na výmene kyslíka a oxidu uhličitého v červených krvinkách.
• Ovplyvňujú tiež hladiny draslíka v organizme.

Ako ľudské telo zaobchádza s chloridmi?

Chloridové anióny sa do organizmu vstrebávajú z potravy v tráviacom trakte. Do krvi sa absorbujú takmer všetky chloridy prítomné v potrave.

Koncentrácia chloridov nie je kontrolovaná homeostázou, na rozdiel napríklad od sodíka alebo draslíka.

Množstvo chloridov prítomných v organizme závisí od prítomnosti iných dôležitých iónov a podľa aktuálneho množstva týchto iónov sa súbežne mení aj koncentrácia chloridov. Hovoríme najmä o iónoch sodíka.

Táto úzka spojitosť medzi hladinami chloridov a sodíka pramení hlavne zo skutočnosti, že primárnym zdrojom obidvoch iónov je chlorid sodný, a teda kuchynská soľ.

Chloridy sa primárne nachádzajú v extracelulárnej tekutine (tvoria až dve tretiny aniónov prítomných v krvi), v malej miere sa ukladajú v koži, podkožných tkanivách a kostre.

Referenčné hodnoty chloridov v krvnom sére alebo plazme sa pohybujú v intervale 98 – 111 mmol/l.

Čo sa týka regulácie ich hladiny, hlavným orgánom zodpovedným za udržiavanie chloridovej rovnováhy sú obličky.

Množstvo chloridov vylučovaných do moču závisí od miery obličkovej filtrácie a tiež od série transportných procesov prebiehajúcich v bunkách obličiek.

Vylučovanie chloridov taktiež veľmi úzko súvisí s vylučovaním sodíka.

Miera vylučovania chloridov močom zodpovedá aj ich dennému príjmu v potrave, tiež príjmu tekutín, a pohybuje sa v rozmedzí približne 110 – 250 mmol/deň.

Okrem strát chloridov cez moč poznáme aj iné cesty ich vylučovania z organizmu. Je to prostredníctvom stolice alebo potu.

Hoci sú straty cez pot za normálnych podmienok zanedbateľné, v prípade zvýšeného potenia pri vysokých teplotách alebo nadmernej fyzickej aktivite by mali byť zohľadnené.

Poznáte zdroj chloridov v potrave?

Chloridy prijímame v najväčšej miere prostredníctvom potravy. Potrava dokáže dostatočne pokryť ich denné potreby u človeka.

Hlavným zdrojom je chlorid sodný, známy ako klasická kuchynská soľ. Tá sa denno-denne používa pri výrobe a spracovaní potravín, či príprave a dochucovaní jedál.

Nedostatočný príjem chloridov v potrave je pomerne vzácny. Naopak, trendom súčasnosti je vysoký až nadmerný príjem soli, čo môže v konečnom dôsledku viesť k vzniku vysokého krvného tlaku, srdcovým a obličkovým ochoreniam.

Celkové množstvo chloridov, ktoré človek prijme v potrave predstavuje kombináciu:

• malých množstiev chloridov, ktoré sú prirodzene obsiahnuté v potrave,
• väčších množstiev chloridov, ktoré sa v podobe soli používajú pri príprave jedál alebo na dochucovanie,
• ešte väčších množstiev chloridov, ktoré sú v podobe soli pridávané do potravín pri ich výrobe a spracovávaní.

Spomedzi potravín je pomerne bohatým zdrojom chloridov napríklad ovocie, zelenina (paradajky, olivy, zelený šalát, zeler), obilniny (raž), mlieko, vajcia, morské riasy, nespracované ryby a mäso.

Je potrebné vziať do úvahy, že spracovanie potravín, čo zvyčajne znamená pridávanie soli, zvyšuje podiel obsiahnutých chloridov.

Aký je odporúčaný denný príjem chloridov?

Podľa Európskeho úradu pre bezpečnosť potravín sú odporúčania na bezpečný a primeraný denný príjem chloridov nasledovné.

Tabuľkový prehľad denného príjmu chloridov v závislosti od veku

Čo spôsobuje nedostatok a nadbytok chloridov v organizme?

Odchýlky od vyššie spomenutých fyziologických hladín chloridov v krvi alebo v moči sa považujú za chorobný stav.

Môže dochádzať k dvom situáciám – k výskytu nadmerného množstva chloridov v krvi a moči alebo naopak k ich nedostatku.

V porovnaní s inými pre organizmus nevyhnutnými minerálmi, ako napríklad sodík alebo draslík, abnormality v hladine chloridov v krvi nie sú spájané so závažnými zdravotnými následkami.

Hodnotenie množstva chloridov je nápomocným ukazovateľom pri diagnostike porúch acidobázickej rovnováhy alebo pri stanovení nedostatku aniónov v extracelulárnej tekutine.

Koncentrácie chloridových aniónov v krvi zvyčajne kopírujú stav koncentrácie sodíkových katiónov. Tzn. ak sa zníži koncentrácia sodíka, znižuje sa aj koncentrácia chloridov. Naopak, ak sa koncentrácia sodíka zvýši, koncentrácia chloridov sa tiež zvýši.

Nedostatočné množstvo chloridov v krvi

Stav charakterizovaný nedostatočnou hladinou chloridov v krvi sa nazýva hypochlorémia. O hypochlorémii hovoríme vtedy, keď chloridy v krvnom sére alebo plazme klesnú výrazne pod referenčnú hladinu 98 mmol/l.

Pokles vzniká zvyčajne ako dôsledok jednej z nasledovných situácií:

• Ak má organizmus nedostatočný príjem chloridov v potrave.
• Ak je narušené vstrebávanie chloridov.
• Ak dochádza k nadmernému vylučovaniu chloridov.
• Ak organizmus nie je schopný adekvátne množstvá chloridov efektívne využívať.

Deficit chloridov z dôvodu ich nedostatočného príjmu v potrave je veľmi zriedkavý, nakoľko je tento minerál prítomný v mnohých potravinách a najmä v často používanej kuchynskej soli.

Znížené alebo nedostatočné vstrebávanie môže byť zapríčinené špecifickými metabolickými ochoreniami alebo ochoreniami tráviaceho traktu spôsobujúcimi zníženú schopnosť absorpcie.

Zvýšené vylučovanie chloridov sa vyskytuje pri:

• Stavoch spojených so silnými hnačkami a vracaním.
• Nadmernom potení.
• Popáleninách.
• Ochoreniach obličiek.
• Užívaní niektorých liekov, napríklad lieky zvyšujúce tvorbu a vylučovanie moču alebo kortikoidy.
• Stavoch závažnej alkalózy, kedy v organizme prevažujú zásadité zložky.
• Ochoreniach dýchacieho traktu, ktoré sú charakteristické prítomnosťou alkalózy, ako napríklad astma, pľúcny opuch, chronická obštrukčná choroba pľúc. Pri nich dochádza k zníženej reabsorpcii chloridov v obličkách späť do krvi.

Príčinou hypochlorémie môžu byť tiež ochorenia a poruchy, pri ktorých organizmus zadržiava príliš veľa vody alebo ktorých priamym následkom je zníženie hladiny sodíka. Je to preto, lebo hladiny chloridov a sodíka vzájomne úzko súvisia.

Úprava hypochlorémie spočíva primárne v liečbe jej príčiny, tzn. ochorenia alebo niektorej poruchy. V niektorých prípadoch môže byť potrebné podanie roztokov obsahujúcich chloridy.

Nadmerné množstvo chloridov v krvi

Opačným prípadom hypochlorémie je stav, pri ktorom je v krvi prítomné nadmerné množstvo chloridov, tzn. značne viac ako je referenčná hodnota 111 mmol/l. Tentokrát hovoríme o hyperchlorémii.

Hyperchlorémia môže vznikať z viacerých dôvodov. Najčastejšie sa jedná o:

• Nadmerné podávanie chloridov, napríklad formou infúzie roztoku chloridu sodného, chloridu draselného, parenterálnej výživy (výživy podávanej do žily).
• Podávanie hypertonických (vysoko koncentrovaných) roztokov.
• Nadmerné straty vody z organizmu (dehydratácia). Môže sa vyskytovať pri horúčke, nadmernom potení, nedostatočnom príjme tekutín, hnačke, nadmernom močení.
• Hyperchlorémia spojená s metabolickou acidózou, kedy v organizme prevažujú kyslé zložky. Vyskytuje sa napríklad pri ochoreniach obličiek, pri podávaní kyslých látok do krvi, pri niektorých formách hnačky.
• Ochorenia obličiek spojené so zadržiavaním chloridov.
• Nadmerné straty sodíka cez tráviaci trakt.
• Intoxikácia soľami jódu alebo brómu.

Príčinou hyperchlorémie môžu byť tiež ochorenia a poruchy, ktorých priamym následkom je zvýšenie hladiny sodíka.

Úprava hyperchlorémie tiež spočíva primárne v odstránení jej príčiny. Môže ísť napríklad o podávanie zásaditých solí, podporu obličkovej funkcie a iné.

Abnormálne hladiny chloridov v moči

Okrem abnormálnej hladiny chloridov v krvi, či už hovoríme o zvýšenom alebo zníženom množstve, sa môžeme stretávať aj s odchýlkami od ich fyziologických hladín v moči.

Hladina chloridov v moči, ktorá je považovaná za normálnu, sa pohybuje v rozsahu 110 – 250 mmol za jeden deň.

Tieto hodnoty je možné v určitej miere modifikovať. Hladiny chloridov môžu mierne kolísať aj mimo tohto rozsahu v závislosti od množstva soli a tekutín, ktoré človek denne prijme.

Príčin odchýlok v hladine chloridov v moči môže byť niekoľko.

Tabuľkový prehľad najčastejších príčin zníženej a zvýšenej hladiny chloridov v moči

Zdroje

• V anglickom jazyku
  • pubchem.ncbi.nlm.nih.gov - Chlorine
  • ocw.mit.edu - CHLORINE & ITS CONSEQUENCES, Jacqueline Brazin
  • pubmed.ncbi.nlm.nih.gov - A Quick Reference on Chloride, Andrea A Bohn, Helio Autran de Morais
  • pubmed.ncbi.nlm.nih.gov - Hyperchloremia – Why and how, Glenn T Nagami
  • sciencedirect.com – Water and electrolyte balance, Anna E.Merrill, Allison B.Chambliss
  • multimedia.efsa.europa.eu - Dietary Reference Values for the EU
  • medlineplus.gov - Chloride - Urine test
• V slovenskom jazyku:
  • solen.sk - Intoxikácia chlórom (Cl^–) a čpavkom (NH₃), MUDr. Viliam Dobiáš, PhD
  • solen.sk - Acidobázická rovnováha (acidobáza), MUDr. Ján Kozánek