An einem typischen Tag nimmt der durchschnittliche Erwachsene etwa 2500 ml (fast 3 Liter) wässrige Flüssigkeiten auf. Obwohl der größte Teil der Aufnahme über den Verdauungstrakt erfolgt, werden in den letzten Schritten der aeroben Atmung etwa 230 ml (8 Unzen) pro Tag metabolisch erzeugt. Zusätzlich verlässt jeden Tag etwa das gleiche Volumen (2500 ml) Wasser den Körper auf verschiedenen Wegen; Der größte Teil dieses verlorenen Wassers wird als Urin entfernt. Die Nieren können auch das Blutvolumen durch Mechanismen anpassen, die Wasser aus dem Filtrat und dem Urin ziehen. Die Nieren können den Wasserspiegel im Körper regulieren; Sie sparen Wasser, wenn Sie dehydriert sind, und sie können den Urin verdünnter machen, um bei Bedarf überschüssiges Wasser auszustoßen. Wasser geht durch die Haut durch Verdunstung von der Hautoberfläche ohne offenes Schwitzen und durch aus der Lunge ausgestoßene Luft verloren. Diese Art von Wasserverlust wird als unempfindlicher Wasserverlust bezeichnet, da sich eine Person dessen normalerweise nicht bewusst ist.

Regulierung der Wasseraufnahme

Osmolalität ist das Verhältnis von gelösten Stoffen in einer Lösung zu einem Lösungsmittelvolumen in einer Lösung. Die Plasmaosmolalität ist somit das Verhältnis von gelösten Stoffen zu Wasser im Blutplasma. Der Plasmaosmolalitätswert einer Person spiegelt ihren Hydratationszustand wider. Ein gesunder Körper hält die Plasmaosmolalität in einem engen Bereich aufrecht, indem er mehrere Mechanismen einsetzt, die sowohl die Wasseraufnahme als auch die Wasserproduktion regulieren.

Trinkwasser gilt als freiwillig. Wie wird die Wasseraufnahme vom Körper reguliert? Betrachten Sie jemanden, der Dehydration erlebt, einen Nettoverlust von Wasser, der zu unzureichendem Wasser im Blut und anderen Geweben führt. Das Wasser, das den Körper als ausgeatmete Luft, Schweiß oder Urin verlässt, wird letztendlich aus dem Blutplasma gewonnen. Wenn sich das Blut konzentriert, wird die Durstreaktion — eine Abfolge physiologischer Prozesse — ausgelöst. Osmorezeptoren sind sensorische Rezeptoren im Durstzentrum im Hypothalamus, die die Konzentration gelöster Stoffe (Osmolalität) des Blutes überwachen. Wenn die Blutosmolalität über ihren idealen Wert ansteigt, sendet der Hypothalamus Signale, die zu einem bewussten Durstbewusstsein führen. Die Person sollte (und tut es normalerweise) reagieren, indem sie Wasser trinkt. Der Hypothalamus einer dehydrierten Person setzt auch antidiuretisches Hormon (ADH) durch die hintere Hypophyse frei. ADH signalisiert den Nieren, Wasser aus dem Urin zurückzugewinnen und das Blutplasma effektiv zu verdünnen. Um Wasser zu sparen, sendet der Hypothalamus einer dehydrierten Person auch Signale über das sympathische Nervensystem an die Speicheldrüsen im Mund. Die Signale führen zu einer Abnahme des wässrigen, serösen Ausstoßes (und einer Zunahme des klebrigeren, dickeren Schleimausstoßes). Diese Veränderungen der Sekrete führen zu einem „trockenen Mund“ und dem Durstgefühl.

Vermindertes Blutvolumen infolge von Wasserverlust hat zwei zusätzliche Effekte. Erstens erkennen Barorezeptoren, Blutdruckrezeptoren im Aortenbogen und in den Halsschlagadern im Nacken, einen Blutdruckabfall, der auf ein verringertes Blutvolumen zurückzuführen ist. Das Herz wird letztendlich signalisiert, seine Rate und / oder Stärke der Kontraktionen zu erhöhen, um den gesenkten Blutdruck auszugleichen.Zweitens haben die Nieren ein Renin-Angiotensin-Hormonsystem, das die Produktion der aktiven Form des Hormons Angiotensin II erhöht, was den Durst stimuliert, aber auch die Freisetzung des Hormons Aldosteron aus den Nebennieren stimuliert. Aldosteron erhöht die Reabsorption von Natrium in den distalen Tubuli der Nephrone in den Nieren, und Wasser folgt diesem resorbierten Natrium zurück ins Blut.

Wenn keine ausreichenden Flüssigkeiten zu sich genommen werden, führt dies zu Dehydration und der Körper einer Person enthält zu wenig Wasser, um richtig zu funktionieren. Eine Person, die wiederholt erbricht oder Durchfall hat, kann dehydriert werden, und Säuglinge können, weil ihre Körpermasse so niedrig ist, sehr schnell gefährlich dehydriert werden. Ausdauersportler wie Distanzläufer werden bei langen Rennen oft dehydriert. Dehydration kann ein medizinischer Notfall sein, und eine dehydrierte Person kann das Bewusstsein verlieren, komatös werden oder sterben, wenn ihr Körper nicht schnell rehydriert wird.

Regulierung des Wasserausstoßes

Der Wasserverlust aus dem Körper erfolgt überwiegend über das Nierensystem. Eine Person produziert durchschnittlich 1,5 Liter (1.6 Liter) Urin pro Tag. Obwohl das Urinvolumen als Reaktion auf den Flüssigkeitsgehalt variiert, ist für die ordnungsgemäßen Körperfunktionen ein Mindestvolumen an Urinproduktion erforderlich. Die Niere scheidet täglich 100 bis 1200 Milliosmol gelöste Stoffe aus, um den Körper von einer Vielzahl überschüssiger Salze und anderer wasserlöslicher chemischer Abfälle zu befreien, insbesondere von Kreatinin, Harnstoff und Harnsäure. Wenn das Mindestvolumen an Urin nicht produziert wird, können Stoffwechselabfälle nicht effektiv aus dem Körper entfernt werden, was die Organfunktion beeinträchtigen kann. Die Mindestmenge an Urinproduktion, die zur Aufrechterhaltung der normalen Funktion erforderlich ist, beträgt etwa 0,47 Liter (0,5 Liter) pro Tag.

Die Nieren müssen auch Anpassungen vornehmen, wenn zu viel Flüssigkeit aufgenommen wird. Die Diurese, dh die Produktion von Urin, der über das normale Maß hinausgeht, beginnt etwa 30 Minuten nach dem Trinken einer großen Flüssigkeitsmenge. Die Diurese erreicht nach etwa 1 Stunde einen Höhepunkt und die normale Urinproduktion wird nach etwa 3 Stunden wiederhergestellt.

Rolle von ADH

Antidiuretisches Hormon (ADH), auch bekannt als Vasopressin, steuert die Menge an Wasser, die aus den Sammelkanälen und Tubuli in der Niere resorbiert wird. Dieses Hormon wird im Hypothalamus produziert und zur Speicherung und Freisetzung an die hintere Hypophyse abgegeben (Abbildung 2.). Wenn die Osmorezeptoren im Hypothalamus eine Erhöhung der Blutplasmakonzentration feststellen, signalisiert der Hypothalamus die Freisetzung von ADH aus der hinteren Hypophyse in das Blut.

ADH hat zwei Haupteffekte. Es verengt die Arteriolen im peripheren Kreislauf, was den Blutfluss zu den Extremitäten reduziert und dadurch die Blutversorgung des Körperkerns erhöht. ADH bewirkt auch, dass die Epithelzellen, die die Nierensammelröhrchen auskleiden, Wasserkanalproteine, sogenannte Aquaporine, vom Inneren der Zellen zur apikalen Oberfläche bewegen, wo diese Proteine in die Zellmembran eingeführt werden. Das Ergebnis ist eine Erhöhung der Wasserdurchlässigkeit dieser Zellen und somit eine starke Zunahme des Wasserdurchgangs aus dem Urin durch die Wände der Sammelröhrchen, was zu einer stärkeren Rückresorption von Wasser in den Blutkreislauf führt. Wenn das Blutplasma weniger konzentriert wird und der ADH-Spiegel abnimmt, werden Aquaporine aus den Tubuluszell-Membranen entfernt, und der Durchgang von Wasser aus dem Urin und in das Blut nimmt ab.

Ein Diuretikum ist eine Verbindung, die die Urinausscheidung erhöht und somit die Wassereinsparung durch den Körper verringert. Diuretika werden zur Behandlung von Bluthochdruck, Herzinsuffizienz und Flüssigkeitsretention im Zusammenhang mit der Menstruation eingesetzt. Alkohol wirkt als Diuretikum, indem er die Freisetzung von ADH hemmt. Darüber hinaus wirkt Koffein, wenn es in hohen Konzentrationen konsumiert wird, als Diuretikum.

Kapitelübersicht

Die Homöostase erfordert, dass Wasseraufnahme und -ausgabe ausgeglichen sind. Der größte Teil der Wasseraufnahme erfolgt über den Verdauungstrakt über Flüssigkeiten und Nahrung, aber etwa 10 Prozent des dem Körper zur Verfügung stehenden Wassers werden am Ende der aeroben Atmung während des Zellstoffwechsels erzeugt. Urin, der von den Nieren produziert wird, macht die größte Menge an Wasser aus, die den Körper verlässt. Die Nieren können die Konzentration des Urins an den Wasserbedarf des Körpers anpassen, Wasser sparen, wenn der Körper dehydriert ist, oder den Urin verdünnter machen, um bei Bedarf überschüssiges Wasser auszustoßen. ADH ist ein Hormon, das dem Körper hilft, Wasser zurückzuhalten, indem es die Wasserresorption durch die Nieren erhöht.

Self Check

Beantworten Sie die Frage(n) unten, um zu sehen, wie gut Sie die im vorherigen Abschnitt behandelten Themen verstehen.

Glossar

Antidiuretisches Hormon (ADH): auch bekannt als Vasopressin, ein Hormon, das das aus den Sammelkanälchen der Niere resorbierte Wasservolumen erhöht

Dehydration: zustand, in dem nicht genügend Wasser in Blut und anderen Geweben enthalten ist

Diurese: übermäßige Produktion von Urin

Plasmaosmolalität: Verhältnis von gelösten Stoffen zu einem Lösungsmittelvolumen im Plasma; Die Plasmaosmolalität spiegelt den Hydratationszustand einer Person wider