26.2: Mizani ya Maji

Malengo ya kujifunza

• Eleza jinsi viwango vya maji katika mwili vinavyoathiri mzunguko wa kiu
• Tambua njia kuu ambayo maji huacha mwili
• Eleza jukumu la ADH na athari zake kwenye viwango vya maji ya mwili
• Eleza maji mwilini na kutambua sababu za kawaida za kutokomeza maji

Katika siku ya kawaida, mtu mzima wa kawaida atachukua karibu 2500 mL (karibu 3 quarts) ya maji ya maji. Ingawa ulaji wengi huja kupitia njia ya utumbo, karibu 230 ml (8 ounces) kwa siku huzalishwa kimetaboliki, katika hatua za mwisho za kupumua kwa aerobic. Zaidi ya hayo, kila siku kuhusu kiasi sawa (2500 mL) ya maji huacha mwili kwa njia tofauti; maji mengi yaliyopotea huondolewa kama mkojo. Figo pia zinaweza kurekebisha kiasi cha damu ingawa taratibu zinazotoa maji nje ya filtrate na mkojo. Figo zinaweza kudhibiti viwango vya maji mwilini; huhifadhi maji ikiwa umepungukiwa na maji, na zinaweza kufanya mkojo kuondokana zaidi ili kufukuza maji ya ziada ikiwa ni lazima. Maji hupotea kupitia ngozi kwa njia ya uvukizi kutoka kwenye uso wa ngozi bila jasho la juu na kutoka hewa kufukuzwa kutoka kwenye mapafu. Aina hii ya upotevu wa maji huitwa upotevu wa maji usiofaa kwa sababu mtu huwa hajui.

Udhibiti wa Ulaji wa Maji

Osmolality ni uwiano wa solutes katika suluhisho la kiasi cha kutengenezea katika suluhisho. Osmolality ya plasma ni hivyo uwiano wa solutes kwa maji katika plasma ya damu. Thamani ya osmolality ya mtu ya plasma inaonyesha hali yake ya usawa. Mwili wenye afya unao osmolality ya plasma ndani ya aina nyembamba, kwa kutumia taratibu kadhaa zinazodhibiti ulaji wa maji na pato.

Maji ya kunywa huchukuliwa kwa hiari. Hivyo ni jinsi gani ulaji wa maji umewekwa na mwili? Fikiria mtu ambaye anakabiliwa na maji mwilini, hasara ya maji ambayo husababisha maji haitoshi katika damu na tishu nyingine. Maji yanayotoka mwili, kama hewa ya hewa, jasho, au mkojo, hatimaye hutolewa kwenye plasma ya damu. Kama damu inakuwa zaidi kujilimbikizia, kiu majibu-mlolongo wa michakato ya kisaikolojia-ni yalisababisha (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Osmoreceptors ni receptors hisia katika kituo cha kiu katika hypothalamus ambayo kufuatilia mkusanyiko wa solutes (osmolality) ya damu. Ikiwa osmolality ya damu huongezeka juu ya thamani yake nzuri, hypothalamus hutoa ishara zinazosababisha ufahamu wa kiu. Mtu anapaswa (na kawaida anafanya) kujibu kwa maji ya kunywa. Hypothalamus ya mtu mwenye maji mwilini pia hutoa homoni ya antidiuretic (ADH) kupitia tezi ya pituitari ya posterior. ADH inaashiria figo ili kurejesha maji kutoka mkojo, kwa ufanisi kuondokana na plasma ya damu. Ili kuhifadhi maji, hypothalamus ya mtu mwenye maji mwilini pia hutuma ishara kupitia mfumo wa neva wenye huruma kwa tezi za salivary kinywa. Ishara husababisha kupungua kwa pato la maji, serous (na ongezeko la pato la kamasi, lenye kasi). Mabadiliko haya katika siri husababisha “kinywa kavu” na hisia za kiu.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Flowchart Showing Response kiu. Jibu la kiu huanza wakati osmoreceptors kuchunguza kupungua kwa viwango vya maji katika damu.

Kupungua kwa kiasi cha damu kutokana na kupoteza maji kuna madhara mawili ya ziada. Kwanza, baroreceptors, shinikizo la damu receptors katika upinde wa aota na mishipa carotid katika shingo, kuchunguza kupungua kwa shinikizo la damu kutokana na kupungua kwa kiasi cha damu. Moyo hatimaye unaonyeshwa kuongeza kiwango chake na/au nguvu za vipindi ili kulipa fidia kwa shinikizo la damu lililopungua.

Pili, figo zina mfumo wa homoni ya renin-angiotensin ambayo huongeza uzalishaji wa fomu ya kazi ya homoni angiotensin II, ambayo husaidia kuchochea kiu, lakini pia huchochea kutolewa kwa homoni ya aldosterone kutoka kwenye tezi za adrenal. Aldosterone huongeza reabsorption ya sodiamu katika tubules distal ya nephrons katika figo, na maji ifuatavyo hii sodiamu reabsorbed tena ndani ya damu.

Ikiwa maji ya kutosha hayatumiwi, matokeo ya kutokomeza maji mwilini na mwili wa mtu una maji kidogo sana ya kufanya kazi kwa usahihi. Mtu ambaye hutapika mara kwa mara au aliye na kuhara anaweza kuwa na maji machafu, na watoto wachanga, kwa sababu mwili wao ni mdogo sana, unaweza kuwa hatari kwa haraka sana. Wanariadha wenye uvumilivu kama vile wanariadha wa umbali mara nyingi huwa na maji machafu wakati wa Ukosefu wa maji mwilini unaweza kuwa dharura ya matibabu, na mtu mwenye maji mwilini anaweza kupoteza fahamu, kuwa comatose, au kufa, ikiwa mwili wake haupatikani maji haraka.

Udhibiti wa Pato la Maji

Kupoteza maji kutoka kwa mwili hutokea sana kupitia mfumo wa figo. Mtu hutoa wastani wa lita 1.5 (1.6 quarts) ya mkojo kwa siku. Ingawa kiasi cha mkojo hutofautiana katika kukabiliana na viwango vya usawa, kuna kiasi cha chini cha uzalishaji wa mkojo kinachohitajika kwa kazi sahihi za mwili. Figo excretes 100 hadi 1200 milliosmoles ya solutes kwa siku ili kuondoa mwili wa aina ya chumvi kupita kiasi na taka nyingine maji mumunyifu kemikali, hasa creatinine, urea, na asidi ya mkojo. Kushindwa kuzalisha kiasi cha chini cha mkojo inamaanisha kuwa taka za kimetaboliki haziwezi kuondolewa kwa ufanisi kutoka mwilini, hali ambayo inaweza kuharibu kazi ya chombo. Ngazi ya chini ya uzalishaji wa mkojo muhimu ili kudumisha kazi ya kawaida ni kuhusu lita 0.47 (0.5 quarts) kwa siku.

Figo pia lazima kufanya marekebisho katika tukio la kumeza maji mengi. Diuresis, ambayo ni uzalishaji wa mkojo kwa ziada ya viwango vya kawaida, huanza dakika 30 baada ya kunywa kiasi kikubwa cha maji. Diuresis hufikia kilele baada ya saa 1, na uzalishaji wa kawaida wa mkojo hurejeshwa baada ya masaa 3.

Jukumu la ADH

Homoni ya antidiuretic (ADH), pia inajulikana kama vasopressin, hudhibiti kiasi cha maji kinachorejeshwa kutoka kwenye ducts za kukusanya na tubules katika figo. Homoni hii huzalishwa katika hypothalamus na hutolewa kwa pituitary ya posterior kwa ajili ya kuhifadhi na kutolewa (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Wakati osmoreceptors katika hypothalamus kuchunguza ongezeko la mkusanyiko wa plasma ya damu, hypothalamus inaashiria kutolewa kwa ADH kutoka pituitari ya posterior ndani ya damu.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Homoni ya Antidiuretic (ADH). ADH huzalishwa katika hypothalamus na iliyotolewa na tezi ya posterior pituitary. Inasababisha figo kuhifadhi maji, hupunguza arterioles katika mzunguko wa pembeni, na huathiri tabia fulani za kijamii katika mamalia.

ADH ina madhara mawili makubwa. Inapunguza arterioles katika mzunguko wa pembeni, ambayo hupunguza mtiririko wa damu hadi mwisho na hivyo huongeza utoaji wa damu kwa msingi wa mwili. ADH pia husababisha seli epithelial kwamba line figo kukusanya tubules kuhamisha protini channel maji, aitwaye aquaporins, kutoka mambo ya ndani ya seli kwa uso apical, ambapo protini hizi ni kuingizwa katika utando wa seli (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Matokeo yake ni ongezeko la upungufu wa maji wa seli hizi na, kwa hiyo, ongezeko kubwa la kifungu cha maji kutoka mkojo kupitia kuta za mirija ya kukusanya, na kusababisha reabsorption zaidi ya maji ndani ya damu. Wakati plasma ya damu inakuwa chini ya kujilimbikizia na kiwango cha ADH hupungua, aquaporini huondolewa kwenye kukusanya utando wa seli za tubule, na kifungu cha maji nje ya mkojo na ndani ya damu hupungua.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Aquaporins. Kufungwa kwa ADH kwa receptors kwenye seli za tubule ya kukusanya husababisha aquaporini kuingizwa kwenye utando wa plasma, umeonyeshwa kwenye seli ya chini. Hii huongeza kasi ya mtiririko wa maji nje ya tubule na ndani ya damu.

Diuretic ni kiwanja kinachoongeza pato la mkojo na hivyo hupungua uhifadhi wa maji na mwili. Diuretics hutumiwa kutibu shinikizo la damu, kushindwa kwa moyo wa congestive, na uhifadhi wa maji unaohusishwa na hedhi. Pombe hufanya kama diuretic kwa kuzuia kutolewa kwa ADH. Zaidi ya hayo, caffeine, wakati hutumiwa katika viwango vya juu, hufanya kama diuretic.

Sura ya Mapitio

Homeostasis inahitaji kwamba ulaji wa maji na pato uwe na usawa. Wengi ulaji wa maji huja kwa njia ya utumbo kupitia vinywaji na chakula, lakini takribani asilimia 10 ya maji inapatikana kwa mwili yanayotokana mwishoni mwa kupumua aerobic wakati wa kimetaboliki ya mkononi. Mkojo unaozalishwa na figo huhesabu kiasi kikubwa cha maji kinachoacha mwili. Figo zinaweza kurekebisha mkusanyiko wa mkojo kutafakari mahitaji ya maji ya mwili, kuhifadhi maji ikiwa mwili umepungukiwa na maji au kufanya mkojo uongeze zaidi ili kufukuza maji ya ziada inapohitajika. ADH ni homoni inayosaidia mwili kuhifadhi maji kwa kuongeza reabsorption ya maji na figo.

Mapitio ya Maswali

Swali: Kiasi kikubwa cha maji huja ndani ya mwili kupitia ________.

A. kimetaboliki

B. vyakula

C. vinywaji

D. hewa humidified

Jibu: C

Swali: Kiasi kikubwa cha maji huacha mwili kupitia ________.

A. njia ya GI

B. ngozi kama jasho

C. kumalizika muda

D. mkojo

Jibu: D

Q. Insensible maji hasara ni maji waliopotea kupitia ________.

A. uvukizi wa ngozi na hewa kutoka mapafu

B. mkojo

C. jasho kubwa

D. kutapika au kuhara

Jibu: A

Swali: Je, baada ya kunywa glasi kubwa ya maji mtu ataanza kuongeza pato la mkojo?

A. dakika 5

B. Dakika 30

C. Saa 1

D. Masaa 3

Jibu: B

Maswali muhimu ya kufikiri

Swali: Eleza athari za ADH kwenye tubules za kukusanya figo.

A. ADH hupunguza arterioles katika mzunguko wa pembeni, kupunguza damu hadi mwisho na kuongeza utoaji wa damu kwa msingi wa mwili. ADH pia husababisha seli epithelial bitana mirija ya kukusanya figo kuhamisha protini channel maji aitwaye aquaporins kutoka pande za seli kwa uso apical. Hii huongeza sana kifungu cha maji kutoka kwenye filtrate ya figo kupitia ukuta wa tubule ya kukusanya pamoja na reabsorption ya maji ndani ya damu.

Swali: Kwa nini ni muhimu kwa kiasi cha ulaji wa maji kuwa sawa na kiasi cha pato la maji?

A. usawa wowote wa maji kuingia au kuacha mwili itakuwa kujenga usawa osmotic ambayo kuathiri vibaya seli na tishu kazi.

faharasa

antidiuretic homoni (ADH)

pia inajulikana kama vasopressin, homoni ambayo huongeza kiasi cha maji reassorbed kutoka tubules kukusanya ya figo

upungufu wa maji mwilini

hali ya kuwa na maji yasiyo ya kutosha katika damu na tishu nyingine

ya mkojo mwingi

uzalishaji wa ziada wa mkojo

osmolality ya plasma

uwiano wa solutes kwa kiasi cha kutengenezea katika plasma; osmolality ya plasma inaonyesha hali ya mtu ya usawa