تعادل آب و تنظیم اسمولالیته
تعادل آب و تنظیم اسمولالیته مجموعهای از سیستمهای فیزیولوژیکی هستند که حجم و غلظت املاح مایعات بدن را در محدودههای باریکی حفظ میکنند. کلیه، هیپوفیز خلفی و اسمورسپتورهای مرکزی با تطبیق دریافت آب و دفع آب با نیازهای بدن، اسمولالیته پلاسما را با وجود نوسانات گسترده در دریافت آب و نمک، نزدیک به یک نقطه تنظیمشده حفظ میکنند.
Definition
تعادل آب، برابری تنظیمشده بین آب به دست آمده (از طریق مصرف و متابولیسم) و آب از دست رفته (از طریق ادرار، پوست، ریهها و روده) است؛ تنظیم اسمولالیته، کنترل غلظت املاح فعال اسمزی در مایعات بدن است که عمدتاً با تنظیم دفع آب کلیوی و دریافت آب ناشی از تشنگی در اطراف یک اسمولالیته پلاسمای دفاعشده، حاصل میشود.
Scope
این بخش خواننده را با چگونگی حس کردن و تصحیح تغییرات در اسمولالیته و حجم مایعات بدن توسط بدن آشنا میکند. این بخش به توزیع آب در بخشهای مایعات بدن، معنای اسمولالیته و تونیسیته، نقش هورمون ضد ادراری (وازوپرسین) در تنظیم بازجذب آب کلیوی، و مکانیسم تشنگی که باعث دریافت آب میشود، میپردازد. این یک مرور کلی مرجع از فیزیولوژی طبیعی و حلقه تنظیمی یکپارچه است، نه راهنمایی برای مدیریت اختلالات مایعات یا الکترولیتها.
Sub-topics
Core questions
- آب چگونه بین بخشهای داخل سلولی و خارج سلولی توزیع میشود و چه چیزی این توزیع را پایدار نگه میدارد؟
- بدن چگونه تغییرات در اسمولالیته پلاسما را حس میکند؟
- وازوپرسین و تشنگی چگونه یک حلقه بازخورد را تشکیل میدهند که از نقطه تنظیم اسمولالیته پلاسما دفاع میکند؟
- تنظیم اسمولالیته (آب) چگونه با تنظیم حجم (سدیم) مرتبط است، اما از آن متمایز است؟
Key concepts
- آب کل بدن و بخشهای آن
- نقطه تنظیم اسمولالیته پلاسما
- حسگری اسمورسپتور
- بازجذب آب با واسطه وازوپرسین
- تشنگی به عنوان یک عامل اجرایی رفتاری
- کلیرانس آب آزاد
- تفکیک تنظیم آب (اسمولالیته) و سدیم (حجم)
Mechanisms
تنظیم اسمزی به عنوان یک حلقه بازخورد منفی عمل میکند. اسمورسپتورهای هیپوتالاموس افزایش اسمولالیته مؤثر پلاسما را تشخیص داده و دو عامل اجرایی را تحریک میکنند: ترشح وازوپرسین از هیپوفیز خلفی، که با وارد کردن کانالهای آکواپورین-۲، بازجذب آب را در مجرای جمعکننده کلیه افزایش میدهد، و حس تشنگی، که دریافت آب را ترویج میکند. آب اضافه شده مایعات بدن را رقیق کرده و اسمولالیته را به سمت نقطه تنظیم بازمیگرداند. کاهش اسمولالیته هم وازوپرسین و هم تشنگی را سرکوب میکند و امکان دفع ادرار رقیق و از دست دادن آب را فراهم میآورد. این سیستم غلظت را تنظیم میکند؛ یک سیستم تا حدی جداگانه، متمرکز بر مدیریت سدیم و محور رنین-آنژیوتانسین-آلدوسترون، حجم خارج سلولی را تنظیم میکند، و این دو به شدت با یکدیگر تعامل دارند (knepper-2015, danziger-2015, boron-2017, guyton-hall-2020).
Clinical relevance
اختلالاتی که در آنها غلظت سدیم پلاسما غیرطبیعی است (هیپوناترمی و هیپرناترمی) اساساً اختلالات تعادل آب هستند تا سدیم کل، و درک حلقه تنظیم اسمزی برای تفسیر آنها اساسی است. این مدخل فیزیولوژی زمینهای را که چنین شرایطی مختل میکنند، توصیف میکند؛ اما معیارهای تشخیصی یا راهنمایی درمانی ارائه نمیدهد.
Evidence & guidelines
فیزیولوژی خلاصه شده در اینجا در متون استاندارد فیزیولوژی پزشکی و بررسیهای معاصر هموستاز آب (knepper-2015, danziger-2015, boron-2017, guyton-hall-2020) تثبیت شده است. دستورالعملهای بالینی در مورد اختلالات تعادل آب، مانند هیپوناترمی، بر اساس این چارچوب تنظیمی هستند اما در موضوعات بالینی مرتبط مورد بررسی قرار میگیرند نه در اینجا.
History
تصویر مدرن تنظیم اسمزی از کارهای قرن بیستم که اصل ضد ادراری هیپوفیز خلفی را به مدیریت آب کلیوی مرتبط میکرد و بعدها، از شناسایی مولکولی کانالهای آب آکواپورین که چگونگی کنترل نفوذپذیری آب مجرای جمعکننده توسط وازوپرسین را توضیح میداد، پدید آمد. این پیشرفتها دیدگاه بازخورد کلاسیک تنظیم اسمزی را به مکانیسمهای مولکولی خاصی مرتبط کردند (knepper-2015).
Key figures
- Mark Knepper
- Søren Nielsen
- Peter Agre
- Arthur Guyton
Related topics
Seminal works
- knepper-2015
- danziger-2015
Frequently asked questions
- تفاوت بین تنظیم آب و تنظیم سدیم چیست؟
- تنظیم آب از غلظت (اسمولالیته) مایعات بدن دفاع میکند و عمدتاً از طریق وازوپرسین و تشنگی عمل میکند، در حالی که تنظیم سدیم از حجم خارج سلولی دفاع میکند و عمدتاً از طریق کلیه و سیستم رنین-آنژیوتانسین-آلدوسترون عمل میکند؛ این دو به شدت به هم مرتبط هستند اما به سوالات متفاوتی پاسخ میدهند.
- چرا غلظت سدیم پلاسما به عنوان نشانگر تعادل آب در نظر گرفته میشود؟
- زیرا سدیم املاح غالب خارج سلولی است، غلظت آن در پلاسما نسبت املاح به آب را منعکس میکند؛ غلظت غیرطبیعی سدیم پلاسما معمولاً نشاندهنده کمبود یا مازاد آب نسبت به املاح است تا تغییر اولیه در سدیم کل بدن.