w typowym dniu przeciętny dorosły spożyje około 2500 ml (prawie 3 ćwiartki) płynów wodnych. Chociaż większość spożycia przechodzi przez przewód pokarmowy, około 230 mL (8 uncji) dziennie jest generowane metabolicznie, w ostatnich etapach oddychania tlenowego. Dodatkowo każdego dnia około tej samej objętości (2500 mL) wody opuszcza organizm różnymi drogami; większość utraconej wody jest usuwana jako mocz. Nerki mogą również regulować objętość krwi, choć mechanizmy, które pobierają wodę z filtratu i moczu. Nerki mogą regulować poziom wody w organizmie; oszczędzają wodę, jeśli jesteś odwodniony, i mogą sprawić, że mocz będzie bardziej rozcieńczony, aby usunąć nadmiar wody, jeśli to konieczne. Woda jest tracona przez skórę poprzez parowanie z powierzchni skóry bez nadmiernej potliwości i z powietrza wydalanego z płuc. Ten rodzaj utraty wody nazywa się nieczułą utratą wody, ponieważ osoba zwykle nie jest tego świadoma.

Regulacja poboru wody

Osmolalność to stosunek substancji rozpuszczonych w roztworze do objętości rozpuszczalnika w roztworze. Osmolalność osocza jest więc stosunkiem substancji rozpuszczonych do wody w osoczu krwi. Wartość osmolalności osocza człowieka odzwierciedla jego stan nawodnienia. Zdrowe ciało utrzymuje osmolalność osocza w wąskim zakresie, stosując kilka mechanizmów, które regulują zarówno pobór wody, jak i wydajność.

Woda pitna jest uważana za dobrowolną. W jaki sposób organizm reguluje spożycie wody? Rozważ kogoś, kto doświadcza odwodnienia, utraty wody netto, która powoduje niewystarczającą ilość wody we krwi i innych tkankach. Woda, która opuszcza ciało, w postaci wydychanego powietrza, potu lub moczu, jest ostatecznie pobierana z osocza krwi. Gdy krew staje się bardziej skoncentrowana, wyzwalana jest reakcja pragnienia—Sekwencja procesów fizjologicznych. Osmoreceptory są receptorami czuciowymi w centrum pragnienia w podwzgórzu, które monitorują stężenie substancji rozpuszczonych (osmolalność) we krwi. Jeśli osmolalność krwi wzrasta powyżej jej idealnej wartości, podwzgórze przekazuje sygnały, które powodują świadomą świadomość pragnienia. Osoba powinna (i zwykle tak jest) reagować wodą pitną. Podwzgórze odwodnionej osoby uwalnia również hormon antydiuretyczny (ADH) przez tylny płat przysadki mózgowej. ADH sygnalizuje nerkom odzyskiwanie wody z moczu, skutecznie rozcieńczając osocze krwi. Aby oszczędzać wodę, podwzgórze odwodnionej osoby wysyła również sygnały przez współczulny układ nerwowy do gruczołów ślinowych w jamie ustnej. Sygnały te skutkują zmniejszeniem wodnistej, surowiczej wydajności (i wzrostem lepkości, grubszego wydzielania śluzu). Te zmiany w wydzielinie powodują „suchość w ustach” i uczucie pragnienia.

zmniejszenie objętości krwi wynikające z utraty wody ma dwa dodatkowe efekty. Po pierwsze, baroreceptory, receptory ciśnienia krwi w łuku aorty i tętnic szyjnych w szyi, wykrywają spadek ciśnienia krwi, który wynika ze zmniejszenia objętości krwi. Serce jest ostatecznie sygnalizowane do zwiększenia jego szybkości i / lub siły skurczów, aby zrekompensować obniżone ciśnienie krwi.

Po Drugie, nerki mają układ hormonalny renina-angiotensyna, który zwiększa produkcję aktywnej postaci hormonu angiotensyna II, który pomaga stymulować pragnienie, ale także stymuluje uwalnianie hormonu aldosteronu z nadnerczy. Aldosteron zwiększa wchłanianie zwrotne sodu w kanalikach dystalnych nefronów w nerkach, a woda podąża za tym ponownie wchłoniętym sodem z powrotem do krwi.

Jeśli nie spożywa się odpowiednich płynów, dochodzi do odwodnienia i organizm człowieka zawiera zbyt mało wody, aby prawidłowo funkcjonować. Osoba, która wielokrotnie wymiotuje lub która ma biegunkę, może się odwodnić, a niemowlęta, ponieważ ich masa ciała jest tak niska, mogą stać się niebezpiecznie odwodnione bardzo szybko. Sportowcy wytrzymałościowi, tacy jak biegacze długodystansowi, często stają się odwodnieni podczas długich wyścigów. Odwodnienie może być nagły wypadek medyczny, a odwodniona osoba może stracić przytomność, stać się w śpiączce lub umrzeć, jeśli jego ciało nie jest szybko nawodnione.

regulacja wypływu wody

utrata wody z organizmu następuje głównie przez układ nerkowy. Osoba produkuje średnio 1,5 litra (1.6 ćwiartek) moczu dziennie. Chociaż objętość moczu zmienia się w odpowiedzi na poziom nawodnienia, istnieje minimalna objętość produkcji moczu wymagane dla prawidłowego funkcjonowania organizmu. Nerka wydala 100 do 1200 miliosmoli substancji rozpuszczonych dziennie, aby pozbyć się różnych nadmiarów soli i innych rozpuszczalnych w wodzie odpadów chemicznych, w szczególności kreatyniny, mocznika i kwasu moczowego. Brak wytwarzania minimalnej objętości moczu oznacza, że odpady metaboliczne nie mogą być skutecznie usuwane z organizmu, sytuacja, która może upośledzać funkcjonowanie narządów. Minimalny poziom produkcji moczu niezbędny do utrzymania normalnej funkcji wynosi około 0,47 litra (0,5 kwarty) dziennie.

nerki również muszą dokonać korekty w przypadku spożycia zbyt dużej ilości płynu. Diureza, czyli produkcja moczu powyżej normalnego poziomu, rozpoczyna się około 30 minut po wypiciu dużej ilości płynu. Diureza osiąga szczyt po około 1 godzinie, a normalna produkcja moczu jest przywracana po około 3 godzinach.

rola ADH

hormon antydiuretyczny (ADH), znany również jako wazopresyna, kontroluje ilość wody wchłanianej ponownie z kanałów zbiorczych i kanalików w nerkach. Hormon ten jest wytwarzany w podwzgórzu i jest dostarczany do tylnego płata przysadki w celu przechowywania i uwalniania (ryc. 2.). Gdy osmoreceptory w podwzgórzu wykrywają wzrost stężenia osocza krwi, podwzgórze sygnalizuje uwalnianie ADH z tylnego płata przysadki do krwi.

ADH ma dwa główne efekty. Zwęża tętnice w krążeniu obwodowym, co zmniejsza przepływ krwi do kończyn, a tym samym zwiększa dopływ krwi do rdzenia ciała. ADH powoduje również, że komórki nabłonkowe, które wyściełają kanaliki zbierające nerki, przenoszą białka kanału wodnego, zwane akwaporynami, z wnętrza komórek na powierzchnię wierzchołkową, gdzie białka te są wprowadzane do błony komórkowej. Rezultatem jest wzrost przepuszczalności wody tych komórek, a tym samym duży wzrost przepływu wody z moczu przez ściany kanalików zbiorczych, co prowadzi do większej reabsorpcji wody do krwiobiegu. Gdy osocze krwi staje się mniej skoncentrowane i zmniejsza się poziom ADH, akwaporyny są usuwane z błon komórkowych kanalików zbierających, a przepływ wody z moczu do krwi zmniejsza się.

diuretyk jest związkiem, który zwiększa wydalanie moczu, a tym samym zmniejsza oszczędzanie wody przez organizm. Leki moczopędne są stosowane w leczeniu nadciśnienia tętniczego, zastoinowej niewydolności serca i zatrzymania płynów związanych z miesiączką. Alkohol działa moczopędnie poprzez hamowanie uwalniania ADH. Dodatkowo kofeina, spożywana w wysokich stężeniach, działa moczopędnie.

przegląd rozdziału

homeostaza wymaga, aby Pobór i wydajność wody były zrównoważone. Większość spożycia wody przechodzi przez przewód pokarmowy za pośrednictwem płynów i żywności, ale około 10 procent wody dostępnej dla organizmu powstaje pod koniec oddychania tlenowego podczas metabolizmu komórkowego. Mocz wytwarzany przez nerki stanowi największą ilość wody opuszczającej organizm. Nerki mogą dostosować stężenie moczu, aby odzwierciedlić zapotrzebowanie organizmu na wodę, oszczędzając wodę, jeśli organizm jest odwodniony lub czyniąc mocz bardziej rozcieńczonym, aby w razie potrzeby usunąć nadmiar wody. ADH jest hormonem, który pomaga organizmowi zatrzymywać wodę poprzez zwiększenie wchłaniania wody przez nerki.

Self Check

Odpowiedz na poniższe pytania, aby zobaczyć, jak dobrze rozumiesz tematy omówione w poprzedniej sekcji.

Słowniczek

hormon antydiuretyczny (ADH): znany również jako wazopresyna, hormon zwiększający objętość wody wchłanianej z kanalików zbiorczych nerki

odwodnienie: stan niedostatecznej ilości wody we krwi i innych tkankach

diureza: nadmierna produkcja moczu

osmolalność osocza: stosunek substancji rozpuszczonych do objętości rozpuszczalnika w osoczu; osmolalność osocza odzwierciedla stan nawodnienia człowieka