In una giornata tipica, la persona media circa 2500 mL (quasi 3 quarti) acquose fluidi. Sebbene la maggior parte dell’assunzione avvenga attraverso il tratto digestivo, circa 230 mL (8 once) al giorno vengono generati metabolicamente, negli ultimi passaggi della respirazione aerobica. Inoltre, ogni giorno circa lo stesso volume (2500 mL) di acqua lascia il corpo per vie diverse; la maggior parte di questa acqua persa viene rimossa come urina. I reni possono anche regolare il volume del sangue attraverso meccanismi che estraggono acqua dal filtrato e dall’urina. I reni possono regolare i livelli di acqua nel corpo; conservano l’acqua se si è disidratati e possono rendere l’urina più diluita per espellere l’acqua in eccesso se necessario. L’acqua viene persa attraverso la pelle attraverso l’evaporazione dalla superficie della pelle senza sudorazione palese e dall’aria espulsa dai polmoni. Questo tipo di perdita di acqua è chiamato perdita di acqua insensibile perché una persona è di solito inconsapevole di esso.

Regolazione dell’assunzione di acqua

L’osmolalità è il rapporto tra soluti in una soluzione e un volume di solvente in una soluzione. L’osmolalità del plasma è quindi il rapporto tra soluti e acqua nel plasma sanguigno. Il valore di osmolalità del plasma di una persona riflette il suo stato di idratazione. Un corpo sano mantiene l’osmolalità del plasma all’interno di un intervallo ristretto, impiegando diversi meccanismi che regolano sia l’assunzione che l’uscita dell’acqua.

L’acqua potabile è considerata volontaria. Quindi, come viene regolata l’assunzione di acqua dal corpo? Si consideri qualcuno che sta vivendo la disidratazione, una perdita netta di acqua che si traduce in acqua insufficiente nel sangue e altri tessuti. L’acqua che lascia il corpo, come aria espirata, sudore o urina, viene infine estratta dal plasma sanguigno. Man mano che il sangue diventa più concentrato, viene attivata la risposta alla sete—una sequenza di processi fisiologici. Gli osmorecettori sono recettori sensoriali nel centro della sete nell’ipotalamo che monitorano la concentrazione di soluti (osmolalità) del sangue. Se l’osmolalità del sangue aumenta al di sopra del suo valore ideale, l’ipotalamo trasmette segnali che si traducono in una consapevolezza cosciente della sete. La persona dovrebbe (e normalmente lo fa) rispondere bevendo acqua. L’ipotalamo di una persona disidratata rilascia anche l’ormone antidiuretico (ADH) attraverso la ghiandola pituitaria posteriore. L’ADH segnala ai reni di recuperare l’acqua dalle urine, diluendo efficacemente il plasma sanguigno. Per conservare l’acqua, l’ipotalamo di una persona disidratata invia anche segnali attraverso il sistema nervoso simpatico alle ghiandole salivari in bocca. I segnali provocano una diminuzione della produzione acquosa e sierosa (e un aumento della produzione di muco più appiccicosa e più spessa). Questi cambiamenti nelle secrezioni provocano una “bocca secca” e la sensazione di sete.

La diminuzione del volume del sangue derivante dalla perdita di acqua ha due effetti aggiuntivi. In primo luogo, i barocettori, i recettori della pressione sanguigna nell’arco dell’aorta e le arterie carotidi nel collo, rilevano una diminuzione della pressione sanguigna che deriva dalla diminuzione del volume del sangue. Il cuore è infine segnalato per aumentare il suo tasso e / o la forza delle contrazioni per compensare la pressione sanguigna abbassata.

In secondo luogo, i reni hanno un sistema ormonale renina-angiotensina che aumenta la produzione della forma attiva dell’ormone angiotensina II, che aiuta a stimolare la sete, ma stimola anche il rilascio dell’ormone aldosterone dalle ghiandole surrenali. L’aldosterone aumenta il riassorbimento di sodio nei tubuli distali dei nefroni nei reni e l’acqua segue questo sodio riassorbito nel sangue.

Se non vengono consumati liquidi adeguati, i risultati della disidratazione e il corpo di una persona contiene troppo poca acqua per funzionare correttamente. Una persona che vomita ripetutamente o che ha la diarrea può diventare disidratata, e i bambini, perché la loro massa corporea è così bassa, possono diventare pericolosamente disidratati molto rapidamente. Gli atleti di resistenza come i corridori di distanza spesso si disidratano durante le lunghe gare. La disidratazione può essere un’emergenza medica e una persona disidratata può perdere conoscenza, diventare in coma o morire, se il suo corpo non viene reidratato rapidamente.

Regolazione della produzione di acqua

La perdita di acqua dal corpo avviene prevalentemente attraverso il sistema renale. Una persona produce una media di 1,5 litri (1.6 quarti) di urina al giorno. Anche se il volume di urina varia in risposta ai livelli di idratazione, c’è un volume minimo di produzione di urina necessaria per le funzioni corporee corrette. Il rene espelle da 100 a 1200 milliosmoli di soluti al giorno per liberare il corpo da una varietà di sali in eccesso e altri rifiuti chimici solubili in acqua, in particolare creatinina, urea e acido urico. La mancata produzione del volume minimo di urina significa che i rifiuti metabolici non possono essere rimossi efficacemente dal corpo, una situazione che può compromettere la funzione dell’organo. Il livello minimo di produzione di urina necessario per mantenere la normale funzione è di circa 0,47 litri (0,5 quarti) al giorno.

I reni devono anche apportare modifiche in caso di ingestione di troppo liquido. La diuresi, che è la produzione di urina in eccesso rispetto ai livelli normali, inizia circa 30 minuti dopo aver bevuto una grande quantità di liquido. La diuresi raggiunge un picco dopo circa 1 ora e la normale produzione di urina viene ripristinata dopo circa 3 ore.

Ruolo di ADH

L’ormone antidiuretico (ADH), noto anche come vasopressina, controlla la quantità di acqua riassorbita dai dotti di raccolta e dai tubuli nel rene. Questo ormone è prodotto nell’ipotalamo e viene consegnato all’ipofisi posteriore per la conservazione e il rilascio (Figura 2.). Quando gli osmorecettori nell’ipotalamo rilevano un aumento della concentrazione di plasma sanguigno, l’ipotalamo segnala il rilascio di ADH dall’ipofisi posteriore nel sangue.

ADH ha due effetti principali. Restringe le arteriole nella circolazione periferica, che riduce il flusso di sangue alle estremità e quindi aumenta l’afflusso di sangue al nucleo del corpo. L’ADH provoca anche le cellule epiteliali che rivestono i tubuli di raccolta renale per spostare le proteine del canale dell’acqua, chiamate aquaporine, dall’interno delle cellule alla superficie apicale, dove queste proteine vengono inserite nella membrana cellulare. Il risultato è un aumento della permeabilità all’acqua di queste cellule e, quindi, un grande aumento del passaggio dell’acqua dall’urina attraverso le pareti dei tubuli di raccolta, portando a un maggiore riassorbimento di acqua nel flusso sanguigno. Quando il plasma sanguigno diventa meno concentrato e il livello di ADH diminuisce, le aquaporine vengono rimosse dalla raccolta delle membrane cellulari dei tubuli e il passaggio dell’acqua dalle urine e nel sangue diminuisce.

Un diuretico è un composto che aumenta la produzione di urina e quindi diminuisce la conservazione dell’acqua da parte dell’organismo. I diuretici sono usati per trattare l’ipertensione, l’insufficienza cardiaca congestizia e la ritenzione di liquidi associata alle mestruazioni. L’alcol agisce come diuretico inibendo il rilascio di ADH. Inoltre, la caffeina, se consumata in alte concentrazioni, agisce come un diuretico.

Capitolo Recensione

L’omeostasi richiede che l’assunzione e l’uscita dell’acqua siano bilanciate. La maggior parte dell’assunzione di acqua passa attraverso il tratto digestivo tramite liquidi e cibo, ma circa il 10% dell’acqua disponibile per il corpo viene generato alla fine della respirazione aerobica durante il metabolismo cellulare. L’urina prodotta dai reni rappresenta la più grande quantità di acqua che lascia il corpo. I reni possono regolare la concentrazione dell’urina per riflettere il fabbisogno idrico del corpo, conservando l’acqua se il corpo è disidratato o rendendo l’urina più diluita per espellere l’acqua in eccesso quando necessario. L’ADH è un ormone che aiuta il corpo a trattenere l’acqua aumentando il riassorbimento dell’acqua da parte dei reni.

Self Check

Rispondi alle domande qui sotto per vedere quanto bene comprendi gli argomenti trattati nella sezione precedente.

Glossario

ormone antidiuretico (ADH): noto anche come vasopressina, un ormone che aumenta il volume di acqua riassorbita dai tubuli di raccolta del rene

disidratazione: stato di contenere acqua insufficiente nel sangue e in altri tessuti

diuresi: produzione eccessiva di urina

osmolalità plasmatica: rapporto tra soluti e un volume di solvente nel plasma; l’osmolalità plasmatica riflette lo stato di idratazione di una persona