Введение
Аспект гомеостаза, касающийся контроля количества воды в организме. Жидкостный баланс – это аспект гомеостаза организмов, при котором необходимо контролировать количество воды в организме посредством осморегуляции и поведения, чтобы концентрации электролитов (солей в растворе) в различных жидкостях организма поддерживались в пределах здорового диапазона. Основной принцип жидкостного баланса заключается в том, что количество воды, теряемой организмом, должно равняться количеству потребляемой воды; например, у человека объем выводимой жидкости (через дыхание, потоотделение, мочеиспускание, дефекацию и отхаркивание) должен соответствовать объему поступающей жидкости (с пищей и напитками или парентерально). Эвуолемия – это состояние нормального объема жидкости в организме, включая объем крови, межклеточной жидкости и внутриклеточной жидкости; гиповолемия и гиперволемия – это нарушения баланса. Вода необходима для всей жизни на Земле. Человек может прожить от 4 до 6 недель без пищи, но лишь несколько дней без воды. Обильное потоотделение может увеличить потребность в восполнении электролитов. Нарушение водно-электролитного баланса вызывает головную боль и усталость при легкой степени, заболевание при умеренной и иногда даже смерть при тяжелой. Например, водная интоксикация (приводящая к гипонатриемии), то есть чрезмерное и быстрое потребление воды, может быть смертельной. Дефицит воды в организме приводит к уменьшению объема и обезвоживанию. Диарея представляет угрозу как для объема воды в организме, так и для уровня электролитов, поэтому заболевания, вызывающие диарею, являются серьезной угрозой для жидкостного баланса.
Fluid balance is an aspect of the homeostasis of organisms in which the amount of water in the organism needs to be controlled, via osmoregulation and behavior, such that the concentrations of electrolytes (salts in solution) in the various body fluids are kept within healthy ranges. The core principle of fluid balance is that the amount of water lost from the body must equal the amount of water taken in; for example, in humans, the output (via respiration, perspiration, urination, defecation, and expectoration) must equal the input (via eating and drinking, or by parenteral intake). Euvolemia is the state of normal body fluid volume, including blood volume, interstitial fluid volume, and intracellular fluid volume; hypovolemia and hypervolemia are imbalances. Water is necessary for all life on Earth. Humans can survive for 4 to 6 weeks without food but only for a few days without water. Profuse sweating can increase the need for electrolyte replacement. Water electrolyte imbalance produces headache and fatigue if mild; illness if moderate, and sometimes even death if severe. For example, water intoxication (which results in hyponatremia), the process of consuming too much water too quickly, can be fatal. Deficits to body water result in volume contraction and dehydration. Diarrhea is a threat to both body water volume and electrolyte levels, which is why diseases that cause diarrhea are great threats to fluid balance.
Последствия болезни
Когда человек болеет, жидкость может также теряться при рвоте, диарее и кровотечении. В этих случаях риск обезвоживания возрастает, так как почкам будет сложнее компенсировать потерю жидкости, уменьшая объем выделяемой мочи (почкам необходимо производить хотя бы некоторое количество мочи для выведения продуктов обмена веществ).
Пероральная регидратационная терапия
Пероральная регидратационная терапия (ОРТ) – это метод восполнения жидкости, используемый для лечения обезвоживания. В условиях стационара баланс жидкости тщательно контролируется. Это позволяет оценить состояние гидратации пациента, функцию почек и сердечно-сосудистую функцию. Если потеря жидкости превышает ее поступление (например, при рвоте и диарее), говорят об отрицательном балансе жидкости. В этом случае часто требуется внутривенное введение жидкости для компенсации потерь. С другой стороны, положительный баланс жидкости (когда поступление жидкости превышает ее потерю) может свидетельствовать о проблемах с почками или сердечно-сосудистой системой. При низком артериальном давлении (гипотонии) скорость клубочковой фильтрации в почках снижается, что приводит к уменьшению реабсорбции жидкости и, следовательно, к снижению диуреза. Точное измерение баланса жидкости, таким образом, является важным диагностическим инструментом и позволяет своевременно корректировать возникающие нарушения.
Пути потери и набора жидкости
Жидкость может покидать тело различными путями. Жидкость может поступать в организм в виде готовой воды, с пищей и напитками, а также в меньшей степени в виде метаболической воды, которая образуется как побочный продукт аэробного дыхания (клеточного дыхания) и реакций дегидратации.
Входные данные
Необходимо постоянное поступление жидкости для восполнения потерь, связанных с нормальными физиологическими процессами, такими как дыхание, потоотделение и мочеиспускание. Вода, образующаяся в результате биохимического метаболизма питательных веществ, обеспечивает значительную часть суточной потребности в воде у некоторых членистоногих и пустынных животных, но составляет лишь небольшую долю необходимого потребления у человека. В состоянии покоя поступление воды с жидкостями составляет примерно 1200 мл/сутки, с пищей – 1000 мл/сутки, и образуется в результате аэробного дыхания – 300 мл/сутки, что в сумме составляет 2500 мл/сутки.
Регулирование входных данных
Поступление воды регулируется главным образом за счет потребляемых жидкостей, которое, в свою очередь, зависит от чувства жажды. Недостаток воды приводит к повышению осмолярности внеклеточной жидкости. Это воспринимается осморецепторами в органе циркумваллюлярис конечной пластинки, что вызывает жажду. Жажду можно в определенной степени подавлять сознательно, например, при ограничении потребления жидкости. Почки человека обычно адаптируются к различным уровням потребления воды. Почкам требуется время, чтобы приспособиться к новому уровню потребления воды. Это может привести к тому, что человек, регулярно употребляющий большое количество воды, будет легче обезвоживаться, чем тот, кто обычно пьет меньше.
Выпуск
Большая часть выведения жидкости происходит с мочой, примерно 1500 мл/сутки (около 1,59 кт/сутки) в нормальном состоянии покоя у взрослого человека. Часть жидкости теряется с потом (является частью механизма терморегуляции организма) и в виде водяного пара с выдыхаемым воздухом. Эти потери называются "нечувствительными потерями жидкости", так как их сложно измерить. По данным некоторых источников, нечувствительные потери составляют от 500 до 650 мл/сутки (0,5–0,6 кт), в то время как другие источники указывают минимальное значение в 800 мл (0,8 кт). У детей для расчета нечувствительных потерь жидкости часто используют показатель 400 мл/м² площади поверхности тела. Кроме того, взрослый человек теряет около 100 мл жидкости в сутки с фекалиями. У женщин дополнительно теряется около 50 мл жидкости в сутки с вагинальными выделениями. Эти потери сбалансированы с поступлением около 2500 мл/сутки. Эти области проецируются в супраоптическое и паравентрикулярное ядра, содержащие нейроны, выделяющие антидиуретический гормон, вазопрессин, из своих нервных окончаний в задней доле гипофиза. Таким образом, происходит увеличение секреции антидиуретического гормона, что приводит к удержанию жидкости почками и уменьшению выведения мочи.
Альдостерон
Недостаток жидкости вызывает снижение перфузии юкстагломерулярного аппарата в почках. Это активирует систему ренин-ангиотензин. Среди прочего, это приводит к тому, что почечные канальцы (то есть дистальные извитые канальцы и корковые собирательные трубочки) реабсорбируют больше натрия и воды из мочи. Калий секретируется в просвет канальца в обмен на реабсорбируемый натрий. Активированная система ренин-ангиотензин стимулирует клубочковую зону коры надпочечников, которая, в свою очередь, секретирует гормон альдостерон. Этот гормон стимулирует реабсорбцию ионов натрия из дистальных канальцев и собирательных трубочек. Вода в просвете канальца не может осмотически следовать за реабсорбцией натрия, так как эта часть почки непроницаема для воды; для увеличения экспрессии аквапориновых каналов в корковых собирательных трубочках и обеспечения реабсорбции воды требуется высвобождение АДГ (вазопрессина).