Физиология почек, регуляция водно-солевого гомеостаза



Гомеостаз внутренней текучей среды поддерживается с участием точных регуляторных систем, он координирует изменения содержания воды и солей в организме. Потребности отдельных органов и систем тесно связаны с потребностями всего организма. Это достигается путем регулирования импорта воды, внутренней динамики солей и воды в пространствах тела и путем регулирования их устранения специализированными органами.
Основными параметрами, которые регулируются для поддержания водно-электролитного баланса в организме, являются объем и осмоляльность внеклеточной жидкости. Это делается путем контроля баланса солей и воды в организме. Объем и осмоляльность ДЭХ контролируются двумя отдельными системами, которые тесно связаны между собой. Регулирование объема ЭСТ (внеклеточной жидкости) важно для поддержания АД, и таким образом, оптимальной перфузии органов. Основными способами, которыми это осуществляется, являются мониторинг и регулирование общего содержания NaCl в организме. Объем клеток зависит от осмоляльности ЭСТ. Это регулируется путем контроля общего содержания воды в организме. Из вышесказанного следует, что поддержание солевого баланса важно для регулирования объема ЭСТ, а поддержание водного баланса является ключом к регулированию осмоляльности ЭСТ.
Механизмы, регулирующие объем и осмоляльность жидкостей организма, тесно связаны. Регуляция осмоляльности ЭCT предотвращает изменения объема внутриклеточной жидкости (ИСТ), потому что вода движется с помощью осмоса из места с более низким уровнем в место с более высокой осмотической концентрацией. Другими словами, она перемещается из пространства с более низкой осмоляльностью в пространство с более высокой (из места с большим количеством воды в место с меньшим количеством). Регулирование осмоляльности ДЭХ предотвращает ненужное движение воды внутрь или из клеток.
Только объем и состав плазмы подлежат прямому регулированию. Регулирование этих двух параметров на самом деле является регулированием как объема, так и состава всей ЭСТ, благодаря свободному обмену воды и растворенных веществ между плазмой и промежуточной жидкостью. Регулирование объема плазмы и осмоляльности плазмы является относительно независимым. В случае резких изменений объема и осмоляльности организм быстро и точно регулирует объем за счет временной задержки регуляции осмоляльности.

Регулирование объема внеклеточной жидкости.

Регулирование объема внеклеточной жидкости имеет ключевое значение для поддержания баланса солей в организме, а также для долгосрочной регуляции артериального давления. В основе регуляции объема внеклеточной жидкости лежит регуляция эффективного объема циркулирующей крови, который представляет собой функциональный объем крови, отражающий степень перфузии тканей в определенных областях. Изменения в нем параллельны изменениям объема ДЭХ. Они воспринимаются рецепторами растяжения, расположенными в легочных сосудах, предсердиях, почечных афферентных артериолах, сонных артериях и дугах аорты. Информация от этих рецепторов достигает задней области гипоталамуса, из которого происходят эфферентные пути, в том числе почечные нервы, ренин- ангиотензин- альдостероновая система, антидиуретический гормон, предсердный натрийуретический пептид. Органами-эффекторами в регуляции объема ЭСТ являются сердце, кровеносные сосуды и почки. Эффекторные механизмы влияют на АД и экскрецию натрия.

Регуляция осмоляльности внеклеточной жидкости.

Водный баланс необходим для регуляции осмоляльности ЭСТ. В основе этой регуляции лежит регуляция осмоляльности плазмы. Изменения в нем воспринимаются осморецепторами гипоталамуса. Затем активируются афферентные пути, которые включают изменения секреции антидиуретического гормона гипофизом и влияние на потребление воды через центр жажды. Органами-эффекторами являются почки и мозг. Для того чтобы регулировать осмоляльность внеклеточной жидкости, нарушается почечная экскреция с водой и потребление воды.
Регулирование осмоляльности внеклеточной жидкости имеет важное значение для поддержания водного баланса. Внеклеточная жидкость (ЭСТ) представлена жидкостью, находящейся вне клеток. Это составляет 20% веса тела. Вода в организме постоянно обменивается. Движение между пространствами связано с изменениями осмоляльности жидкостей организма. Водно-солевой гомеостаз регулируется сложными взаимосвязанными механизмами, которые регулируют постоянство электролитов (в основном Na +) и воды в организме. Эффекторные механизмы можно разделить на две группы:
- механизмы, которые в первую очередь регулируют содержание воды - например, выброс антидиуретического гормона (АДГ) в основном связан с изменениями осмоляльности плазмы и количества внеклеточной воды;
- механизмы, регулирующие в основном концентрацию электролитов в ДЭХ - высвобождение альдостерона.
При потере воды без потери солей ДЭХ становится гипертоническим, а при приеме или удержании воды без изменения количества солей ДЭХ становится гипотоническим. Осмоляльность ДЭХ корректируется путем восстановления водного баланса и перемещения воды из или в клетки.
Основным органом, участвующим в регуляции содержания воды в организме, является почка, которая регулирует выделение осмотически свободной воды. Содержание воды также регулируется механизмом жажды, который регулирует потребление осмотически свободной воды. Эффект этих механизмов заключается в стабилизации осмоляльности и концентрации натрия. 
При отрицательном водном балансе повышается осмоляльность плазмы и стимулируется центр жажды в гипоталамусе и нейронах гипоталамуса, секретирующий АДГ. Увеличивается потребление воды, а мочеиспускание уменьшается. Повышенная задержка воды в организме восстанавливает осмоляльность ЭСТ. При сниженной осмоляльности центр жажды и секреция АДГ подавляются. В случае сухости слизистых оболочек центр жажды стимулируется, а секреция АДГ не нарушается. Чувство жажды можно устранить двумя способами - путем приема воды или увлажнения слизистой оболочки полости рта. Сухость во рту и стимуляция центра жажды, возможно, не связаны с регулированием водного баланса, но могут быть связаны с уменьшением слюноотделения из-за приема лекарств.


Как правило, осмоляльность плазмы составляет 280-300 мОсм / кг H 2 O. Обычно она поддерживается в диапазоне 280-285 мосм / кг H 2 O. Изменение осмотического давления в плазме всего на 1% является достаточным для воздействия на осморецепторы и изменения в секреции АДГ. Секреция АДГ подавляется до 280 мОсм / кг H 2 O. После увеличения осмоляльности плазмы выше этого значения она начинает увеличиваться. Порог, выше которого устанавливается чувство жажды, составляет около 294 мОсм / кг H 2 O. Осморецепторы расположены в переднем гипоталамусе, в сосудах тонкого кишечника и конечностях, в сонной артерии, в портальной системе печени. Основными регуляторами секреции АДГ являются изменения в осмоляльности плазмы. Секреция АДГ стимулируется уменьшением эффективного объема циркулирующей крови (функциональный объем крови, который отражает степень перфузии тканей в определенных областях), или артериальное давление более чем на 7-10% также стимулирует секрецию АДГ. Центр жажды стимулируется не только увеличением осмоляльности плазмы, но также резким снижением объема циркулирующей крови или артериального давления. На секрецию АДГ и центр жажды влияют изменения объема ЭСТ, которые воспринимаются в барорецепторах левого предсердия. Когда объем увеличивается, секреция АДГ и центр жажды подавляются, а когда объем уменьшается, они стимулируются. Ангиотензин II влияет на секрецию АДГ и жажду центра. На осмоляльность плазмы также могут влиять изменения количества воды или растворенных в ней веществ. Увеличение Na + или других электролитов вызывает изменения осмоляльности ЭСТ. Вода перемещается из клеток в ДЭХ для выравнивания осмоляльности. Изменения концентрации веществ, легко проникающих через мембраны, таких как мочевина, не приводят к изменениям осмоляльности. Пропорциональные изменения во всех жидкостях организма наблюдаются при задержке или потере воды.
На потребление воды влияет не только регулирование водного баланса, но и привычки и социальные факторы. У людей это точно не регулируется, и часто наблюдается чрезмерное потребление воды. Основным фактором, который имеет решающее значение для водного баланса, является не потребление воды, а количество мочи, выделяемой почками. Изменения в осмоляльности ДЭХ быстро компенсируются изменением экскреции воды с мочой без изменения выведения солей. Восстановление осмоляльности ЭСТ достигается за счет изменения количества оставшейся или удаленной воды. Это напрямую связано с изменениями секреции АДГ, которая увеличивает проницаемость клеток почечных канальцев для воды.