26.3: Mizani ya Maji

Last updated
Save as PDF

Page ID: 184341

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

Malengo ya kujifunza

Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

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 plasma ya mtu huonyesha hali 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 26.10). 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 secretions husababisha “kinywa kavu” na hisia ya kiu.

Takwimu hii ni mtiririko wa juu hadi chini unaoelezea majibu ya kiu. Sanduku la juu zaidi la chati linasema kuwa hakuna maji ya kutosha katika mwili, ambayo ina athari mbili. Tawi la kushoto la chati linasababisha kupungua kwa kiasi cha damu, ambacho kinasababisha kupungua kwa shinikizo la damu. Hii inasababisha ongezeko la angiotensin mbili. Angiotensin mbili huchochea kituo cha kiu katika hypothalamus. Kwenye tawi la kulia, maji haitoshi katika mwili husababisha kuongezeka kwa osmolality ya damu, ambayo husababisha kinywa kavu. Kuongezeka kwa osmolality ya damu na kinywa kavu huhisi na osmoreceptors katika hypothalamus. Hii huchochea kituo cha kiu katika hypothalamus kuongeza kiu, kumpa mtu hamu ya kunywa. Kunywa itapungua damu osmolality nyuma ngazi homeostatic.

Kielelezo 26.10 Flowchart Showing Response kiu majibu ya 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 wao haupatikani 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 26.11). Wakati osmoreceptors katika hypothalamus kuchunguza ongezeko la mkusanyiko wa plasma ya damu, hypothalamus inaashiria kutolewa kwa ADH kutoka pituitari ya posterior ndani ya damu.

Seti hii ya michoro inaonyesha madhara ya ADH kwenye miundo mbalimbali ndani ya mwili. Katika ubongo, ADH huathiri cerebrum kwa kushawishi tabia ya kijamii katika baadhi ya wanyama. ADH pia huzalishwa katika ubongo na hypothalamus na iliyotolewa katika pituitari ya posterior. ADH pia inakabiliana na arterioles katika mwili, ambayo ni mishipa ndogo inayoingia kwenye vitanda vya capillary. Hatimaye, figo huonyeshwa kwa sababu ADH huongeza reabsorption ya maji katika figo.

Kielelezo 26.11 Antidiuretic Homoni ( ADH) ADH ni zinazozalishwa katika hypothalamus na iliyotolewa na posterior tezi. 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 26.12). 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.

Mchoro huu unaonyesha sehemu ya msalaba wa ukuta wa kulia wa tubule ya kukusanya figo. Ukuta hujumuisha seli tatu za umbo la kuzuia kupangwa kwa wima moja juu ya kila mmoja. Lumen ya tubule ya kukusanya ni upande wa kushoto wa seli tatu. Mkojo wa rangi ya njano unapita kupitia lumen. Kuna kipande kidogo cha maji ya bluu ya bluu kwa haki ya seli tatu. Kwa haki ya maji ya kiungo ni sehemu ya msalaba wa chombo cha damu. Mishale inaonyesha kwamba maji katika mkojo huingia upande wa kushoto wa seli za ukuta kupitia aquaporins. Maji yanasafiri kupitia seli halafu huacha tubule ya figo kupitia aquaporini za ziada upande wa kulia wa seli za ukuta. Maji yanasafiri kupitia nafasi ya kiungo na huingia ndani ya damu katika chombo cha damu. Aquaporins katika seli za ukuta zinatolewa kutoka kwenye vesicles za kuhifadhi aquaporin ndani ya cytoplasm yao.

Kielelezo 26.12 Aquaporins Kufungwa kwa ADH kwa receptors kwenye seli za matokeo ya kukusanya tubule katika aquaporins kuingizwa kwenye membrane ya plasma, iliyoonyeshwa 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.