REGULACIJA TJELESNIH TEKUĆINA I ŽEĐ

1. REGULACIJA TJELESNIH TEKUĆINA I ŽEĐ Biološka psihologija II Ak. god. 2009/10.

2. Naše su stanice evoluirale za funkcioniranje u morskoj vodi • Prva živa bića na Zemlji bili su jednostanični organizmi koji su se pojavili u moru • Stoga su osnovne stanične reakcije evoluirale u tom okruženju – velikoj količini vode s relativno jedoličnim koncentracijama soli i minerala • Za životinje koje su živjele u vodi, održavanje odgovarajućih koncentracija soli u organizmu bilo je jednostavno – samo bi propustile morsku vodu kroz membrane i ponovno je ispustile • No kada su životinje izašle s vode na kopno, morale su pronaći način “da vodu ponesu sa sobom” • Kopnene su životinje morale spriječiti dehidraciju da bi njihove stanice normalno radile: • Vanjski sloj stanica koji je uglavnom nepropusan za vodu • Održavanje adekvatnih koncentracija soli i drugih molekula u tjelesnim tekućinama • U našem su živčanom i endokrinom sustavu evoluirali mehanizmi koji prate i kontroliraju odgovarajuću koncentraciju tjelesnih tekućina koju stanice trebaju da bi normalno funkcionirale.

3. Voda čini veći dio našeg organizma: • 63% težine prosječnog odraslog muškarca • 52% težine prosječne odrasle žene → masno tkivo sadrži relativno malo vode, a žene imaju više potkožnog masnog tkiva nego muškarci • Postotak vode u organizmu smije varirati samo u uskim granicama: • sve kemijske reakcije u organizmu ovise o koncentraciji tvari u vodi • tijelo treba dovoljno tekućine u cirkulatornom sustavu da bi održalo normalan krvni tlak • voda je nužna i za regulaciju tjelesne temperature

4. Osnovni mehanizam gubitka tekućine je mokrenje, no značajne količine vode gube se i znojenjem, disanjem, izlučivanjem fecesa i hlapljenjem.

5. Redovito uzimanje vode važno je za naš opstanak jer ljudi gube vodu velikom brzinom i imaju ograničene kapacitete za njezino pohranjivanje. • Izuzetna važnost stabilne razine vode - mehanizam žeđi se aktivira čim je ukupna količina vode u organizmu smanjena za 1-2%. • U tom smislu je pijenje drugačije od hranjenja - većina ljudi može živjeti i nekoliko tjedana bez hrane, no mali je broj onih koji bi preživjeli dulje od nekoliko dana bez vode.

6. Što nas potiče da pijemo? • stariji autori (npr. Cannon, 1934) - žeđ je posljedica osjećaja suhoće u ustima uzrokovana nedostatkom vode u žlijezdama slinovnicama • ljudi koji su kongenitalno bez slinovnica, te životinje kojima se podvežu slinovnice piju normalne količine vode - to je shvaćanje napušteno • osjećaj suhoće u ustima samo je jedan od manje bitnih faktora u uzimanju vode. • Znatne količine tekućine pijemo tijekom obroka • adaptivna reakcija jer hrana povećava koncentraciju otopina u tijelu • voda je potrebna za probavu i metabolizam hrane • štakori, npr. oko 70% ukupnog unosa tekućine uzimaju uz obroke, a kad im se uskrati hrana, piju malo • pijenje vezano uz hranu izraženije je kad je hrana suha i bogata bjelančevinama, jer bjelančevine izvlače velike količine vode u probavni sustav • Okus • utjecaj okusa na pijenje možemo pokazati tako da dodamo malo saharina u vodu štakorima koji nisu deprivirani - konzumacija vode izraženo se povećava • do znatnog pada konzumiranja vode doći će u slučaju kad u vodu dodamo malo kinina, čime se njezin okus pogorša • kad su štakori 60 dana kao jedini izvor tekućine dobivali vodu s kininom, njihov se unos tekućine značajno smanjio, no nije bilo znakova pogoršanja zdravlja → štakori koji imaju neograničen pristup vodi ili drugim ukusnim tekućinama piju, kao i ljudi, znatno više nego što je neophodno • Razlozi koji nemaju nikakve veze s regulacijom tjelesnih tekućina, npr. socijalni - zgodno nam se družiti s prijateljima uz piće

7. žeđ je popratni sustav, način da se organizam osigura da ćemo piti dovoljno, čak i onda ako pijenje vezano uz jelo, dobar okus pića ili druženje uz piće, ne dovedu dovoljno tekućine u tjelesni sustav • suvremena shvaćanja regulacije tjelesnih zaliha vode govore o dvije vrste pijenja: pijenju izazvanom deprivacijom te tzv. spontanom pijenju, u situacijama kad ne postoji deprivacija • ponekad pijemo jer smo žedni, a ponekad da bismo spriječili da ožednimo, tj. zato što anticipiramo potrebu za vodom • životinje uobičajeno piju da bi izbjegle deficite vode, a ne da bi ih ispravile - obično piju više vode nego što trebaju, i uče pojačano piti u očekivanju deficita vode. • Činjenica da do pijenja dolazi redovito i u odsutnosti deficita vode pokazuje da je ono motivirano pozitivnim poticajnim vrijednostima pića, tj. da motivacija za pijenje proizlazi iz predviđene ugode → u većini slučajeva pijemo spontano, prije no što se u našem organizmu javi deficit vode, no postoje mehanizmi kojima se naše tijelo suočava s deficitom vode u slučajevima kad se on pojavi • Postoje dvije komponente tjelesnih tekućina, pa u skladu s tim doživljavamo i dva tipa žeđi.

8. Tijelo možemo zamisliti kao dva odvojena pretinca ispunjena tekućinom: • intracelularni (unutarstanični) pretinac • Oko 2/3 tjelesnih tekućina nalazi se unutar stanice (intracelularna tekućina) • ekstracelularni (izvanstanični) pretinac • oko 1/3 tjelesnih tekućina nalazi se izvan stanice (ekstracelularna tekućina) • intersticijska tekućina (tekućina u kojoj se stanice kupaju), krv (intravaskularna tekućina) i cerebrospinalni likvor • ISF – intersticijska tekućina u kojoj se stanice kupaju • ICF – intracelularna tekućina • PV (volumen tekućine u krvnoj plazmi) + ISF = ekstracelularna tekućina • ISF, PV i ICF – ukupna količina vode u tijelu (cca 60% tjelesne težine prosječnog odraslog muškarca) pPreostalih 40% čine masti i krute tvari

9. Kad se tjelesne zalihe vode značajno smanje, tijelo reagira na dva načina: • poduzima korake kojima zaustavlja smanjenje tjelesnih zaliha vode • povećava žeđ • Dva su različita fiziološka sustava koji posreduju pijenje izazvano deprivacijom i oni su međusobno neovisni: • jedan je osjetljiv na smanjenje volumena intracelularne tekućine, tj. na staničnu dehidraciju – dovodi do osmotske žeđi • drugi je osjetljiv na smanjenje volumena krvi, tj. na hipovolemiju – izaziva hipovolemijsku žeđ

10. Osmotska žeđ • u normalnim uvjetima - tekućine u intracelularnom i ekstracelularnom pretincu su izotonične otopine (otopine jednake koncentracije) • u izotoničkom stanju ne postoji tendencija da se voda iz unutrašnjosti stanice izvuče van, niti tendencija da se tekućina koja je izvan stanice uvuče u stanicu • ako tekućina u jednom pretincu postane koncentriranija od tekućine u drugom pretincu uslijed dodavanja otopljenih tvari ili uklanjanja vode → tekućina veće koncentracije kroz staničnu membranu izvlači vodu iz tekućine manje koncentracije sve dok se ponovno ne postigne izotoničnost • ako se koncentracija otopine u jednom pretincu smanji uslijed dodavanja vode ili odstranjenja otopljenih tvari → iz nje se voda izvlači u drugi pretinac • pritisak koji kroz polupropusnu membranu izvlači vodu iz otopine manje koncentracije (hipotonične otopine) u otopinu veće koncentracije (hipertoničnu otopinu) naziva se osmotski tlak

11. koncentracija svih kombiniranih otopina u tjelesnim tekućinama održava se na gotovo konstantnoj razini, oko .15 M (mol)* kod sisavaca – fiksna razina - odstupanje od te vrijednosti aktivira mehanizme koji omogućuju vraćanje koncentracije na tu razinu • do povećane koncentracije tjelesnih tekućina dolazi jer je tijelo izgubilo vodu ili se povećala količina otopljenih tvari (npr. nakon obroka, pogotovo slanog) → povećava se osmotski tlak • tijelo to kompenzira tako da izlučuje koncentriraniji urin (da bi se riješilo viška otopljenih tvari) i da uzima tekućinu, tj. pije (da bi se povećala količina vode) - rezultirajuća žeđ naziva se osmotska žeđ • osmoreceptori, osjetljivi na dehidraciju stanica do koje dolazi uslijed povećane koncentracije ekstracelularne tekućine, smješteni su u lateralnom hipotalamusu i lateralnom preoptičkom području • mozak također dobiva informacije iz receptora na periferiji, uključujući želudac, koji detektiraju visoku razinu Na tako da može predvidjeti osmotsku žeđ prije nego što u ostatku tijela dođe do poremećaja osmotskog tlaka • *1 M = broj grama otopljene tvari jednak molekularnoj težini te tvari, otopljen u 1 litri otopine

12. Dva su mehanizma kojima osmoreceptori izazivaju žeđ: • Izravni mehanizam je neuralne prirode: osmoreceptori pobuđuju neuralne krugove koji posreduju doživljaj žeđi • Neizravni mehanizam je hormonalne prirode - stanična dehidracija uzrokuje da osmoreceptori povećaju lučenje antidiuretičkog hormona (ADH) iz neurohipofize, a povećanje razine ADH izaziva niz događaja koji dovode do čuvanja tjelesnih zaliha vode i povećanja žeđi • Čini se da različiti osmoreceptori upravljaju izravnim i neizravnim mehanizmima žeđi prouzročene staničnom dehidracijom

15. Hipovolemijska žeđ • organizam mora održavati adekvatni krvni tlak - ako je volumen krvi, a time i tlak, prenizak, krv ne može donositi dovoljno vode i hranjivih tvari u stanice • smanjenje volumena krvi – hipovolemija - može biti posljedica znojenja, gubitka krvi, povraćanja i proljeva – osim vode tijelo gubi i soli • krvožilni sustav se može prilagoditi hipovolemiji u određenim granicama - konstrikcijom manjih vena i arterija, ali ako se ne uspostavi normalni volumen dolazi do zatajenja srca koje više ne može efikasno pumpati krv • kao posljedica smanjenja volumena krvi javlja se hipovolemijska žeđ, situacija u kojoj tijelo mora nadoknaditi ne samo vodu već i soli • hipovolemiju otkrivaju baroreceptori (receptori za krvni tlak) u stijenci srca i receptori krvnog protoka (koji prate volumen protoka krvi) u bubrezima • kad se smanji volumen krvi, i baroreceptori i receptori krvnog protoka izazivaju promjene u bubrezima koje povećavaju žeđ i dovode do čuvanja tjelesnih zaliha vode

16. 1) Baroreceptori utječu na funkciju bubrega povećavanjem lučenja ADH

17. 2) receptori krvnog protoka na funkciju bubrega utječu izravno: • smanjen krvi tlak zbog smanjenog volumena krvi → bubrezi luče enzim renin • povećanje razine renina u krvi izaziva sintezu peptidnog hormona angiotenzina II → • kompenzacijsko povećanje krvnog tlaka sužavanjem perifernih krvnih žila i izazivanje lučenja aldosterona iz kore nadbubrežne žlijezde • Aldosteron u bubrezima izaziva reapsorpciju soli koja bi se inače izlučila urinom - važno za sprečavanje daljnjeg smanjenja volumena krvi: što je veća koncentracija soli u krvi, to će krv zadržati više vode • Angiotenzin djeluje na receptore u subfornikalnom organu smještenom na dorsalnoj strani 3. moždane komore • Subfornikalni organ i druga područja oko 3. moždane komore odgovorni su za hipovolemijsku žeđ - njihovom aktivacijom javlja se potreba za uzimanjem tekućine i soli