До края на този раздел ще можете да:

  • Обяснете как нивата на водата в тялото влияят на цикъла на жаждата
  • Определете основния път, по който водата напуска тялото
  • Опишете ролята на ADH и неговия ефект върху нивата на водата в тялото
  • Определете дехидратацията и идентифицирайте често срещаните причини за дехидратация

В един типичен ден средностатистическият възрастен ще приема около 2500 ml (почти 3 литра) водни течности. Въпреки че по-голямата част от приема идва през храносмилателния тракт, около 230 мл (8 унции) на ден се генерират метаболитно, в последните стъпки на аеробно дишане. Освен това всеки ден около един и същ обем (2500 мл) вода напуска тялото по различни пътища; по-голямата част от тази загубена вода се отстранява като урина. Бъбреците също могат да регулират обема на кръвта чрез механизми, които извличат вода от филтрата и урината. Бъбреците могат да регулират нивата на водата в тялото; те спестяват вода, ако сте дехидратирани и могат да направят урината по-разредена, за да изхвърлят излишната вода, ако е необходимо. Водата се губи през кожата чрез изпаряване от повърхността на кожата без прекомерно изпотяване и от въздуха, изхвърлен от белите дробове. Този тип загуба на вода се нарича нечувствителна загуба на вода, тъй като човек обикновено не знае за това.

Регулиране на приема на вода

Осмоларността е съотношението на разтворените вещества в разтвор към обема разтворител в разтвор. Плазмена осмоларност по този начин е съотношението на разтворените вещества към водата в кръвната плазма. Стойността на осмолалността на човек в плазмата отразява състоянието му на хидратация. Здравото тяло поддържа осмолалността на плазмата в тесни граници, като използва няколко механизма, които регулират приема и изхода на вода.

физиология

Фигура 1. Щракнете, за да видите по-голямо изображение. Реакцията на жаждата започва, когато осморецепторите открият намаляване на нивата на водата в кръвта.

Намаленият обем на кръвта в резултат на загуба на вода има два допълнителни ефекта. Първо, барорецепторите, рецепторите за кръвно налягане в арката на аортата и каротидните артерии на шията, откриват намаляване на кръвното налягане, което е резултат от намален обем на кръвта. Сърцето в крайна сметка се сигнализира да увеличи скоростта и/или силата на контракциите, за да компенсира пониженото кръвно налягане.

Второ, бъбреците имат ренин-ангиотензинова хормонална система, която увеличава производството на активната форма на хормона ангиотензин II, която помага за стимулиране на жаждата, но също така стимулира освобождаването на хормона алдостерон от надбъбречните жлези. Алдостеронът увеличава реабсорбцията на натрий в дисталните тубули на нефроните в бъбреците и водата следва този реабсорбиран натрий обратно в кръвта.

Ако не се консумират достатъчно течности, се получава дехидратация и тялото на човек съдържа твърде малко вода, за да функционира правилно. Човек, който многократно повръща или има диария, може да се дехидратира, а бебетата, тъй като телесната им маса е толкова ниска, могат да станат опасно дехидратирани много бързо. Спортистите за издръжливост като бегачите на дистанция често се дехидратират по време на дълги състезания. Дехидратацията може да бъде спешна медицинска помощ и дехидратираният човек може да загуби съзнание, да стане коматозен или да умре, ако тялото му не се рехидратира бързо.

Регулиране на изхода на вода

Загубата на вода от тялото се случва предимно чрез бъбречната система. Човек произвежда средно 1,5 литра (1,6 литра) урина на ден. Въпреки че обемът на урината варира в отговор на нивата на хидратация, има минимален обем на урина, необходим за правилните телесни функции. Бъбрекът отделя 100 до 1200 милиосмола разтворени вещества на ден, за да освободи тялото от различни излишни соли и други водоразтворими химически отпадъци, най-вече креатинин, урея и пикочна киселина. Липсата на минимален обем урина означава, че метаболитните отпадъци не могат да бъдат ефективно отстранени от тялото, ситуация, която може да наруши функцията на органите. Минималното ниво на производство на урина, необходимо за поддържане на нормалната функция, е около 0,47 литра (0,5 литра) на ден.

Бъбреците също трябва да направят корекции в случай на поглъщане на твърде много течност. Диуреза, което произвежда урина над нормалните нива, започва около 30 минути след пиене на голямо количество течност. Диурезата достига пик след около 1 час и нормалното производство на урина се възстановява след около 3 часа.

Роля на ADH

Фигура 2. ADH се произвежда в хипоталамуса и се освобождава от задната хипофизна жлеза. Той кара бъбреците да задържат вода, свива артериолите в периферната циркулация и засяга някои социални поведения при бозайниците.

Антидиуретичен хормон (ADH), известен също като вазопресин, контролира количеството вода, реабсорбирано от събирателните канали и каналчета в бъбреците. Този хормон се произвежда в хипоталамуса и се доставя в задната част на хипофизата за съхранение и освобождаване (Фигура 2.). Когато осморецепторите в хипоталамуса открият повишаване на концентрацията на кръвната плазма, хипоталамусът сигнализира за освобождаването на ADH от задната част на хипофизата в кръвта.

ADH има два основни ефекта. Той свива артериолите в периферната циркулация, което намалява притока на кръв към крайниците и по този начин увеличава кръвоснабдяването на сърцевината на тялото. ADH също така кара епителните клетки, които облицоват бъбречните събирателни тубули, да преместват протеините на водния канал, наречени аквапорини, от вътрешността на клетките към апикалната повърхност, където тези протеини се вкарват в клетъчната мембрана. Резултатът е повишаване на водопропускливостта на тези клетки и по този начин голямо увеличаване на преминаването на вода от урината през стените на събирателните каналчета, което води до по-голяма реабсорбция на вода в кръвния поток. Когато кръвната плазма стане по-малко концентрирана и нивото на ADH намалее, аквапорините се отстраняват от събиращите мембрани на тубулните клетки и преминаването на вода извън урината в кръвта намалява.

Фигура 3. Свързването на ADH с рецепторите на клетките на събирателната тубула води до вкарване на аквапорини в плазмената мембрана, показани в долната клетка. Това драстично увеличава притока на вода от каналчето и в кръвния поток.

Диуретикът е съединение, което увеличава отделянето на урина и следователно намалява запазването на вода от организма. Диуретиците се използват за лечение на хипертония, застойна сърдечна недостатъчност и задържане на течности, свързани с менструация. Алкохолът действа като диуретик, като инхибира освобождаването на ADH. Освен това кофеинът, когато се консумира във високи концентрации, действа като диуретик.

Преглед на глава

Хомеостазата изисква приемът и изходът на вода да бъдат балансирани. По-голямата част от приема на вода идва през храносмилателния тракт чрез течности и храна, но приблизително 10% от наличната за тялото вода се генерира в края на аеробното дишане по време на клетъчния метаболизъм. Урината, произведена от бъбреците, представлява най-голямото количество вода, напускаща тялото. Бъбреците могат да регулират концентрацията на урината, за да отразят нуждите на тялото от вода, като запазват водата, ако тялото е дехидратирана, или правят урината по-разредена, за да изхвърли излишната вода, когато е необходимо. ADH е хормон, който помага на тялото да задържа вода, като увеличава реабсорбцията на вода от бъбреците.

Самопроверка

Отговорете на въпроса/ите по-долу, за да видите колко добре разбирате темите, разгледани в предишния раздел.

Въпроси за критично мислене

  1. Опишете ефекта на ADH върху бъбречните събирателни тубули.
  2. Защо е важно количеството на приеманата вода да се равнява на количеството изходяща вода?
  1. ADH свива артериолите в периферната циркулация, ограничавайки кръвта до крайниците и увеличавайки кръвоснабдяването на сърцевината на тялото. ADH също така кара епителните клетки, покриващи бъбречните събирателни тубули, да преместват протеините на водния канал, наречени аквапорини, от страните на клетките към апикалната повърхност. Това значително увеличава преминаването на вода от бъбречния филтрат през стената на събирателната тръба, както и реабсорбцията на вода в кръвния поток.
  2. Всеки дисбаланс на водата, която влиза или излиза от тялото, ще създаде осмотичен дисбаланс, който ще повлияе неблагоприятно на клетъчната и тъканната функция.

Терминологичен речник

антидиуретичен хормон (ADH): известен също като вазопресин, хормон, който увеличава обема на водата, реабсорбирана от събирателните каналчета на бъбреците

дехидратация: състояние на недостатъчно количество вода в кръвта и други тъкани

диуреза: излишък на урина

плазмена осмолалност: съотношение на разтворените вещества към обема на разтворителя в плазмата; осмоларността на плазмата отразява състоянието на хидратация на човек