Ljudsko tijelo sadrži tekućinu kako unutar svojih stanica, nazvanu intracelularna tekućina (ICF), tako i izvan svojih stanica, koja se naziva ekstracelularna tekućina (ECF). Dvije vrste ECF-a su krvna plazma i intersticijska tekućina, koja se nalazi u mikroskopskim prostorima između stanica. Sve tjelesne tekućine sadrže elektrolite, koji su atomi koji imaju pozitivan ili negativan naboj i bitni su za funkciju živčanog sustava i mišića, uključujući srce, te za održavanje krvnog tlaka i kiselinsko-bazne ravnoteže u tijelu, ili potencijal vodika ( pH) razine. Pluća, bubrezi i hipotalamus igraju glavnu ulogu u reguliranju razine tekućine i elektrolita u tijelu, kao i osmoza. Neravnoteža između tjelesne tekućine i elektrolita može dovesti do teške bolesti ili smrti.
U ljudskom tijelu postoji pet glavnih elektrolita. Oni su natrij (Na+), koji pomaže živčanim stanicama slati signale jedna drugoj i pomaže u održavanju ravnoteže elektrolita; kalij (K+), koji pomaže u radu živaca i mišića te pomaže u održavanju pH vrijednosti tjelesnih tekućina; kalcij (CA2+), koji igra ulogu u zgrušavanju krvi i funkciji živaca i mišića; klorid (Cl-), koji služi kao ravnoteža protiv pozitivnih iona; i bikarbonat (HCO3-), koji pomaže u održavanju odgovarajućeg pH u tjelesnim tekućinama. Natrij, kalij i kalcij su kationi ili pozitivno nabijeni ioni, a klorid i bikarbonat su anioni ili negativno nabijeni ioni. Ioni imaju pozitivan ili negativan naboj pa mogu utjecati na pH tjelesnih tekućina. Tijelo može tolerirati samo vrlo male promjene pH svoje tekućine i još uvijek ispravno funkcionira, pa su uravnotežene razine elektrolita nužne za preživljavanje.
Teška dehidracija uzrokuje da bubrezi prestanu izlučivati tekućinu kako bi spriječili daljnji gubitak tekućine. To uzrokuje neravnotežu elektrolita što dovodi do metaboličke acidoze, stanja u kojem je pH tjelesnih tekućina prenizak. Acidoza uzrokuje ubrzano disanje, letargiju i zbunjenost, a može dovesti do šoka i smrti. Ekstremni gubitak Cl- zbog dugotrajnog povraćanja dovodi do metaboličke alkaloze, u kojoj je pH tjelesnih tekućina previsok. Znakovi i simptomi alkaloze uključuju zbunjenost, trzaje mišića ili grčeve, osjećaj vrtoglavice, mučninu i trnce u rukama ili licu i komu.
Bubrezi pomažu u održavanju ravnoteže elektrolita kontrolirajući koliko se tekućine i elektrolita oslobađa u mokraći, a pluća uklanjaju ugljični dioksid iz krvi, što krv čini manje kiselom. To je razlog zašto netko tko ima acidozu diše ubrzano kako bi ispravio stanje i zašto hiperventilacija može dovesti do respiratorne alkaloze. Prekomjerna upotreba sedativnih lijekova može usporiti proces disanja dovoljno da izazove respiratornu acidozu.
Osim održavanja razine tekućine i pH, tijelo također mora održavati zdravu koncentraciju tekućine i elektrolita između ICF i ECF. Voda se kreće kroz stanične membrane putem pasivnog procesa zvanog osmoza, koji radi na održavanju iste koncentracije tekućine i elektrolita, posebno Na+, unutar i izvan stanične membrane. Ako postoji veća koncentracija Na+ izvan stanice, voda će prijeći iz ICF u ECF kako bi uravnotežila koncentraciju. Previše ovog kretanja vode uzrokuje dehidraciju stanica, porast krvnog tlaka, a hipotalamus mozga izaziva osjećaj žeđi. To se zove osmotska žeđ, i zbog toga osoba osjeća žeđ nakon što jede slanu hranu.
Kada ista osoba popije vodu, koncentracija Na+ u krvi pada i voda teče natrag u stanice, obnavljajući ravnotežu tekućine i elektrolita. Kako osoba gubi tjelesnu tekućinu znojenjem, mokrenjem, povraćanjem, proljevom ili krvarenjem, druga vrsta stanica unutar hipotalamusa izaziva žeđ kako bi nadomjestila volumen tekućine. To se naziva hipovolemijska žeđ.
Pasivni proces osmoze i funkcije pluća i bubrega rade zajedno na održavanju prave razine tekućine i elektrolita u tijelu. To osigurava da svaki elektrolit može obaviti svoj posao održavanja rada srca i funkcioniranja živčanog sustava. Previše ili premalo elektrolita može uzrokovati ozbiljne probleme. Primjerice, premalo K+ dovodi do acidoze, a previše K+ može zaustaviti srce, što je uzrok smrti mnogih bolesnika s bubrežnom bolešću. Pluća i bubrezi također pomažu u održavanju ravnoteže kationa i aniona za održavanje odgovarajućeg pH unutar tjelesnih tekućina kako bi organi mogli funkcionirati.