Vandens rezorbcija.

Pagrindinė žmogaus kūno sudedamoji dalis yra vanduo, bet žmogui senstant vandens jame pradeda mažėti. Šis procesas vyksta ne dėl ląstelių senėjimo, bet dėl didėjančio riebalinio audinio kiekio. Jungiamajame audinyje, kuriame vandens kiekis buvo pakankamai didelis, jo pradeda mažėti. Nors, tam tikrose ląstelėse, bėgant metams, vandens kiekis nepakinta. Vandens ir riebalų kiekis organizme lemia santykinį kūno tankį. Visiškai riebalų neturinčio suaugusio žmogaus organizmą sudaro 73 % vandens.

Vandens rezorbcija prasideda jau skrandyje, tačiau intensyviausiai vyksta plonosios žarnos proksimalinėje dalyje ir yra susijusi su Na⁺ ir Cl^– jonų, angliavandenių ir aminorūgščių pernaša.
Tuščiojoje žarnoje yra dideli tarpląsteliniai tarpai, todėl vandens molekulės čia skverbiasi pasyviuoju kanalu paprastos difuzijos būdu. Vanduo difuzijos būdu pereina iš terpės, kurioje jonų koncentracija yra mažesnė, į terpę, kurioje ištirpusių jonų koncentracija yra didesnė, tai priklauso nuo osmosinio slėgio.

Klubinėje ir storojoje žarnoje, kur tarpląsteliniai tarpai (poros) yra maži, vandens rezorbcija vyksta pro enterocito membraną ir yra susijusi su Na⁺ jonų gradientu.

Vanduo esantis organizme.

Kūno vanduo gali būti padalinamas į kelias dalis.

Tam tikri organizmo vandens kiekiai yra ląstelėse (viduląstelinė (intraceliulinė) terpė);

neląstelinėje (ekstraceliulinė) terpėje, kuriai priklauso ir audinių skysčio (intersticinė) terpė (tikroji organizmo vidaus terpė, kuri skalauja kiekvieną ląstelę ir aprūpina O₂ ir maisto medžiagomis bei pašalina medžiagų apykaitos produktus ir CO₂);

kraujo plazma ir perląstelinė (transceliulinė) terpė (ją sudaro galvos ir nugaros smegenų skystis, vanduo akių kamerose, skrandyje, žarnyne, širdiplėvės ir pilvaplėvės ertmėse, šlapintakiuose).

Tam tikras kūno vandens dalis skiria membranos, o perląstelinę terpę – aktyvią medžiagų apykaitą atliekančių ląstelių sluoksnis. Kapiliarų membranos, skiriančios kraujo plazmą nuo audinių skysčio (intersticinės) terpės, turi mažas poras, bet neturi pernešiklių. Jos yra laidžios elektrolitams, tačiau beveik nelaidžios baltymams ir terpės sudėties aktyviai nekeičia.

Audinių skystyje yra apytikriai tiek pat Na⁺, Cl^– ir HCO₃^– jonų, kiek ir kraujo plazmoje, bet daug mažiau baltymų. Viduląstelinės terpės sudėtis skiriasi nuo neląstelinės, kadangi ląstelių membranose esantys pernešikliai gali ją keisti. Panašus dėsningumas tinka ir perląstelinio skysčio sudėčiai.

Atsiradus organizme patologiniams sutrikimams gali imti kauptis skysčiai. T. y. padidėjus veniniam kraujospūdžiui (pvz., dėl širdies nepakankamumo ar kraujo nutekėjimo sutrikimų);

sumažėjus plazmos koloidų osmosiniam slėgiui (pvz., esant inkstų ar kepenų tam tikriems sutrikimams arba ilgai badaujant);

atsiradus kapiliarų sienelių pažeidimams (pvz., stingant O₂ );

dėl mechaninių kliūčių sutrikus limfos tekėjimui – kartu su šiais sutrikimais gali atsirasti ir edema.

Tiksliau sakant prasideda neląstelinio skysčio gausėjimas. Jis vyksta keičiantis arba nesikeičiant neląstelinei terpei ir susidaro dėl skysčių filtracijos iš kraujo plazmos į jungiamojo audinio tarpsluoksnių ląsteles.

Vandens pusiausvyra organizme.

Taigi, kaip matome vandens žmogaus organizme yra ganėtinai daug, jo yra visur ir jis reikalingas visoms organizme vykstančioms reakcijoms. Dėl tos priežasties organizmo vandens pusiausvyra turi būti nuolatinė. Vanduo nuolat gaunamas ir prarandamas. Kasdien organizme keičiasi 5 % vandens.

Vanduo pašalinamas su šlapimu (apie 1 -1,5 l kasdien; su vandeniu yra šalinamos jame ištirpusios medžiagos – šlapalas, kreatininas, fosfatai, šlapimo rūgštis ir kt.), su prakaitu (apie 300 – 500 ml), su išmatomis (apie 100 ml), kvėpuojant (apie 500 ml). Žinoma, šie nurodyti kiekiai gali kisti nuo esamų sąlygų, pvz., sportuojant, sunkiai dirbant, sergant ar pan. Jei kasdien vanduo yra prarandamas, tai turi būti ir jo papildymas.

Didžioji patenkančio į organizmą vandens dalis gaunamas su valgomu maistu ir geriamuoju vandeniu (1,5 – 2,5 l), tam tikra jo dalis (apie 300 ml) susidaro vykstant organizmo oksidaciniams procesams. Kartais jis tiesiog taip ir minimas – oksidacinis vanduo.

Gaunamas vanduo nėra visai toks, kaip gal būt mums atrodo natūralioje jo būsenoje. Pradžioje vanduo yra rezorbuojamas iš virškinamojo kanalo ir tik tada naudojamas. Nors iš tikro rezorbuojamas ne vanduo, o tam tikras vandens ir virškinamojo kanalo sekreto skystis – izotoninis tirpalas. Kasdien yra rezorbuojama apie 8 litrai vandens (nemaišyti su gaunamu vandeniu valgant ir geriant), kuris išskiriamas su seilėmis, skrandžio, kasos, žarnos sultimis ir tulžimi.

Organizmo skysčių tūris ir osmosinis slėgis.

Organizmo vandens pernaša jame yra susijusi su ištirpusiomis medžiagomis ir dėl energetinių priežasčių yra reguliuojama osmosiškai. Organizmo skysčio ir su maistu bei gėrimais gauto skysčio osmosinė koncentracija vienodėja jau virškinamojo kanalo pradžioje – skrandyje ir dvylikapirštėje žarnoje.

Vyksmai, kurie reguliuoja kūno skysčių tūrį ir osmosinį slėgį, yra glaudžiai susiję. Tam įtakos turi antidiurezinis hormonas (ADH). Vienas pagrindinių vandens kiekio organizme reguliuotojų yra neląstelinėje terpėje vykstantys pokyčiai. O viduląstelinė terpė, kuri beje yra didžiausia terpė, veikiama tik netiesiogiai, kadangi turi glaudų sąlytį su neląsteliniais skysčiais. Osmosinio slėgio reguliavimas palaiko organizmo neląstelinių skysčių 290±3 mosmol/l osmosinę koncentraciją.

Šis reguliavimo mechanizmas yra labai jautrus ir reaguoja į mažiausius nuokrypius nuo įprastos vertės. Pakitus osmosinio slėgio pokyčiams pirmiausiai sureaguoja specifiniai osmoreceptoriai, kurie sukelią tam tikrą dirginimą ir sukelia osmosinį troškulį, prasideda hormono ADH sintezė ir išskyrimas bei aktyvinama vandens reabsorbcija inkstuose. Sumažėjus osmosinei koncentracijai prie osmoreceptorių viskas yra atšaukiama – ADH sintezė ir išskyrimas mažėja, o inkstai pradeda daugiau šalinti vandenį.

Kalbant apie organizmo skysčių tūrio reguliavimą tai, pvz., cirkuliuojančio kraujo tūrį, širdies tūrį, arterinį spaudimą, šlapimo išsiskyrimą ir neląstelinės terpės tūri reguliuoja tam tikri bendri mechanizmai. Į trumpalaikius pokyčius vėl reaguoja specifiniai receptoriai. Pavyzdžiui, staigaus organizmo skysčių tūrio didėjimo atveju yra slopinama ADH sintezė, dėl to inkstai daugiau išskiria šlapimo, o sumažėjus tūriui (pvz., nukraujavus) – didėja ADH sintezė ir mažėja vandens pašalinimas pro inkstus.

Neląstelinės terpės tūrio mažėjimas yra visada susijęs su natrio (Na⁺) kiekio organizme mažėjimu, o į šiuos pokyčius reaguoja renino-angiotenzino sistema. Lyginant organizmo skysčių tūrio ir osmosinio slėgio reguliacijos mechanizmus, tai skysčių tūrio reguliacijos mechanizmai yra mažiau jautrūs. Jie aktyvinami tik tada, kai sumažėjus kraujo tūriui, kyla pavojus arterinio kraujospūdžio pastovumui.

Kai kada organizme susidaro tam tikros konfliktinės padėtys, kai reguliaciniai mechanizmai turi teikti pirmumą tūrio arba slėgio reguliavimui. Tokiu momentu pirmumas teikiamas gyvybiškai svarbesniam organizmo skysčių tūrio reguliacijai, netgi tada, kai osmosinis slėgis yra sumažėjęs. Tokiais atvejais yra galimas greitas ląstelių pabrinkimas, bet jis paprastai yra tik laikinas.

Įdomumo dėlei, iki šio dar nežinoma kaip, bet daugelis ląstelių pačios gali reguliuoti savo tūrį. O troškulys ir ADH reguliuoja neląstelinės terpės osmosinį slėgį ir su juo susijusį natrio jonų koncentraciją. Troškulys ir ADH, nepriklausomai vienas nuo kito, gali reguliuoti homeostazę ir natrio pasisavinimą, o sutrikimai atsiranda tada, kai neveikia abu mechanizmai.

Elektrolitų pusiausvyra.

Kalbant apie organizmo skysčių reguliaciją reikia atminti, kad su ja yra glaudžiai susijusi visų elektrolitų pusiausvyros reguliacija. Kalbant apie jau minėtą natrį, tai jis yra neląstelinis katijonas, jo kiekį organizme palaiko inkstai. Beveik pusę viso natrio kiekio organizme yra sujungta kauluose į kristalus.

Padidėjęs natrio druskų pasisavinimas sukelia neląstelinės terpės tūrio didėjimą, net jei ir nedidėja vandens kiekis. Šiuo atveju vanduo osmosiškai traukiamas iš viduląstelinės terpės, kol atkuriama pusiausvyra. Šiuo momentu yra slopinama Na⁺ reabsorbcija. Stingant natrio chlorido neląstelinėje terpėje yra aktyvinami natrio reabsorbcijos procesai, kurie gali vykti ne tik inkstuose, bet paliečiami ir kiti organai, kurie gali padėti sulaikyti natrį organizme, pvz., ašarų ir prakaito liaukas, žarnos epitelį.

Kitas elektrolitas yra kalis (K⁺), kurio žmogaus organizme yra maždaug tiek pat kiek ir natrio, tačiau kalio jonai daugiausiai yra viduląstelinėje terpėje. Ląstelėse vėlgi egzistuoja tam tikri reguliaciniai mechanizmai, kurie lygina kalio padidėjimo ir mažėjimo procesus. Natrio ir kalio reguliacija ir apykaita yra susijusi, kadangi jiedu palaiko organizmo normalų skysčių balansą ir ląstelių osmosinį slėgį, dėl to susidaro tinkamos sąlygos vykti biocheminėms reakcijoms. Be natrio ir kalio jonų pusiausvyros nemažiau svarbi yra ir kalcio, chloro, magnio bei kitų pusiausvyra.

Yra daug apsauginių mechanizmų, bet vandens ir elektrolitų pusiausvyra gali sutrikti, jei skysčių ar elektrolitų netektis greitai nekompensuojama arba yra sutrikę reguliaciniai mechanizmai. Vanduo ir elektrolitai visada pasiskirsto viduląstelinėje ir neląstelinėje terpėje taip, kad susidaro vienodas osmosinis slėgis (izoosmosiškumas). Vandens ir druskų pusiausvyros sutrikimai sukelia izotoninius, hipotoninius ir hipertoninius hidratacijos sutrikimus.

Nustatant šiuos sutrikimus pirmiausiai reikia atsižvelgti į pirminę jų atsiradimo priežastį.

Izotoninė hidratacija.

Izotoniniai (arba izoosmosiniai) sutrikimai atsiranda kai osmosinė koncentracija arba slėgis yra nepakitęs, bet pakito tik tūris.

Izotoninė dehideatacija – pakankamai didelis neląstelinių skysčių netekimas, pvz., kraujuojant ar nudegus netenkama kraujo plazmos; viduriuojant ar prakaituojant netenkama daug neląstelinių skysčių.

Izotoninė hiperhidratacija – organizme druskos ir vanduo susilaiko vienodai; tuomet atsiranda plazmos (hipervolemija) ir audinių (intersticinės) terpės tūrio didėjimas (edema). Dažniausiai pasitaikančios priežastys – dešiniosios širdies pusės nepakankamumas, kuris sukelia centrinio veninio kraujospūdžio didėjimą; kepenų cirozė ir padidėjęs spaudimas vartų venos sistemoje, sumažėjęs onkotinis slėgis; ilgas badavimas, lemiantis baltymų stoką ir onkotinio slėgio mažėjimą.

Hipotoninė hidratacija.

Hipotoninė hidratacija – šių sutrikimų priežastimi yra pasisavinamas vandens perteklius, kurio inkstai neišskiria, tuomet mažėja osmosinis neląstelinės terpės slėgis, vanduo veržiasi į ląsteles ir jos brinksta. Kalbant apie sutrikimus vykstančius galvoje, tai dėl kaukolės anatominės struktūros tūrio didėjimas joje yra negalimas, todėl ląstelių brinkimas pirmiausiai sukelia kaukolės vidaus spaudimo didėjimą ir iš to sekančias komplikacijas (pvz., pradedant nuo galvos skausmo, vėmimo ir iki sąmonės netekimo ar komos).

Hipotoninė dehidratacija – atsiradimo priežastis, kai prarastas izoosmosinis tūris kompensuojamas geriant tik vandenį. Tokiu metu norint stabilizuoti kraujotaką, bet esant neatitikimams tarp tūrio ir osmoreguliacinių mechanizmų pirmiausiai bandoma kompensuoti plazmos tūrį. Svarbus yra ląstelių hipoosmosiškumas. Vandens perteklius pašalinamas, jei širdies, inkstų ir kraujotakos veikla nesutrikusi.

Hipotoninė hiperhidratacija – vandens išskyrimas sutrikęs, o jo pasisavinimas yra normalus ar net padidėjęs; pastebimas esant inkstų nepakankamumui, kraujotakos sutrikimams dėl sunkaus širdies nepakankamumo.

Hipertonė hidratacija.

Hipertoniniai hidratacijos sutrikimai – atsiranda padidėjusio neląstelinės terpės osmosinio slėgio ir viduląstelinės terpės vandens praradimo pasekoje. Pasireiškia odos stangrumo (turgoras) mažėjimu ir gleivinių skausmu.

Hipertoninė dehidratacija – dažniausia pasitaikanti hipertoninių hidratacinių sutrikimų forma, jos metu organizmas praranda tik vandenį. Šis sutrikimas atsiranda sergant necukriniu diabetu; sportuojant labai šaltame ore, kadangi jis yra labai sausas ir iškvepiant su oru netenkama daug vandens; smegenų hipoksijos metu deguonies stoka galvos smegenyse veikia troškulio mechanizmus.

Hipertoninė hiperhidratacija – nustatoma retai, dažniausiai tik dėl gydymo klaidų, pvz., per daug gausi infuzija, arba geriant per didelį druskų koncentraciją turintį skystį (pvz., jūros vandenį) negu gali išskirti inkstai. Tokiu metu sutrikimų būklės labai greitai gali pasikeisti, t. y. iš hipertoninės hiperhidratacijos atsiranda hipertoninė dehidratacija, kadangi druskų pertekliui pašalinti vartojamas vidinis organizmo vanduo.

Santrauka paruošta pagal: „Žmogaus fiziologija”:vadovėlis/Sudaryt.:Egidijus Kėvelaitis, Michael Illert, Hans Hulthorn. Autoriai:Egidijus Kėvelaitis, Rimvydas Miliauskas, Michael Illert ir kt.-Kaunas KMU leidykla, 2006.-634p.