Für Organismen ist es lebenswichtig, dass sie ihren Flüssigkeitshaushalt in sehr engen Grenzen halten können. Das Ziel ist es, die interstitielle Flüssigkeit, also die Flüssigkeit außerhalb der Zelle, in der gleichen Konzentration zu halten wie die intrazelluläre Flüssigkeit, also die Flüssigkeit innerhalb der Zelle. Dieser Zustand wird als isotonisch bezeichnet und liegt vor, wenn auf beiden Seiten der Zellmembran die gleichen Mengen an gelösten Stoffen vorhanden sind, so dass die Nettowasserbewegung gleich Null ist. Wenn die interstitielle Flüssigkeit eine höhere Konzentration an gelösten Stoffen (oder eine niedrigere Konzentration an Wasser) als die intrazelluläre Flüssigkeit aufweist, zieht sie Wasser aus der Zelle heraus. Dieser Zustand wird als hypertonisch bezeichnet, und wenn genügend Wasser die Zelle verlässt, ist sie nicht mehr in der Lage, wesentliche chemische Funktionen auszuführen. Als Reaktion auf den Wasserbedarf der Zelle wird das Tier dann durstig. Nachdem das Tier Wasser getrunken hat, ist die interstitielle Flüssigkeit weniger konzentriert als die intrazelluläre Flüssigkeit, und die Zelle füllt sich mit Wasser, während sie versucht, die Konzentrationen auszugleichen. Dieser Zustand wird als hypoton bezeichnet und kann gefährlich sein, da er zum Anschwellen und Reißen der Zelle führen kann. Eine Gruppe von Rezeptoren, die für den Durst verantwortlich sind, erkennt die Konzentration der interstitiellen Flüssigkeit. Die andere Gruppe von Rezeptoren erkennt das Blutvolumen.
Vermindertes VolumenBearbeiten
Dies ist eine von zwei Arten von Durst und wird als Durst definiert, der durch einen Verlust des Blutvolumens (Hypovolämie) verursacht wird, ohne dass die intrazelluläre Flüssigkeit verbraucht wird. Dies kann durch Blutverlust, Erbrechen und Durchfall verursacht werden. Dieser Volumenverlust ist problematisch, denn wenn das Gesamtblutvolumen zu sehr sinkt, kann das Herz das Blut nicht mehr effektiv zirkulieren, was letztendlich zu einem hypovolämischen Schock führt. Das Gefäßsystem reagiert darauf, indem es die Blutgefäße verengt und so ein kleineres Volumen schafft, das das Blut ausfüllen kann. Diese mechanische Lösung hat jedoch ihre Grenzen und muss in der Regel durch eine Erhöhung des Volumens ergänzt werden. Der Verlust an Blutvolumen wird von Zellen in den Nieren erkannt und löst über das Renin-Angiotensin-System den Durst nach Wasser und Salz aus.
Renin-Angiotensin-SystemBearbeiten
Hypovolämie führt zur Aktivierung des Renin-Angiotensin-Systems (RAS) und wird von Zellen in der Niere erkannt. Wenn diese Zellen einen verringerten Blutfluss aufgrund des geringen Volumens feststellen, schütten sie ein Enzym namens Renin aus. Renin gelangt dann ins Blut, wo es ein Protein namens Angiotensinogen zu Angiotensin I katalysiert. Angiotensin I wird dann fast sofort von einem bereits im Blut vorhandenen Enzym in die aktive Form des Proteins, Angiotensin II, umgewandelt. Angiotensin II wandert dann im Blut, bis es die Hypophysenhinterwand und die Nebennierenrinde erreicht, wo es eine Kaskadenwirkung von Hormonen auslöst, die die Nieren veranlassen, Wasser und Natrium zurückzuhalten, wodurch der Blutdruck steigt. Es ist auch für die Auslösung des Trinkverhaltens und des Salzappetits über das subfornische Organ verantwortlich.
AndereBearbeiten
- Arterielle Barorezeptoren nehmen einen verminderten arteriellen Druck wahr und geben Signale an das zentrale Nervensystem in der Area postrema und dem Nucleus tractus solitarii.
- Kardiopulmonale Rezeptoren nehmen ein vermindertes Blutvolumen wahr und geben Signale an die Area postrema und den Nucleus tractus solitarii.
Zelluläre Dehydratation und Stimulation der OsmorezeptorenBearbeiten
Osmometrischer Durst entsteht, wenn die Konzentration gelöster Stoffe in der Zwischenzellflüssigkeit ansteigt. Durch diesen Anstieg wird den Zellen Wasser entzogen, und sie schrumpfen in ihrem Volumen. Die Konzentration gelöster Stoffe in der Zwischenzellflüssigkeit erhöht sich durch eine hohe Natriumzufuhr in der Nahrung oder durch die Abnahme des Volumens der extrazellulären Flüssigkeiten (wie Blutplasma und Liquor) aufgrund von Wasserverlusten durch Schwitzen, Atmung, Urinieren und Stuhlgang. Der Anstieg der Konzentration an gelösten Stoffen in der Zwischenzellflüssigkeit führt dazu, dass Wasser aus den Körperzellen durch ihre Membranen in das extrazelluläre Kompartiment durch Osmose wandert, was zu einer zellulären Dehydrierung führt.
Zellcluster (Osmorezeptoren) im Organum vasculosum der Lamina terminalis (OVLT) und im Subfornikalorgan (SFO), die außerhalb der Blut-Hirn-Schranke liegen, können die Konzentration des Blutplasmas und das Vorhandensein von Angiotensin II im Blut erkennen. Sie können dann den medianen präoptischen Nukleus aktivieren, der die Wassersuche und das Aufnahmeverhalten auslöst. Die Zerstörung dieses Teils des Hypothalamus bei Menschen und anderen Tieren führt zu einem teilweisen oder vollständigen Verlust des Verlangens zu trinken, selbst bei extrem hoher Salzkonzentration in den extrazellulären Flüssigkeiten.
Außerdem gibt es viszerale Osmorezeptoren, die in die Area postrema und den Nucleus tractus solitarii im Gehirn projizieren.
SalzhungerBearbeiten
Da bei einer Hypovolämie auch Natrium aus dem Plasma verloren geht, steigt in solchen Fällen neben dem Durst auch der Salzbedarf des Körpers proportional an. Dies ist auch eine Folge der Aktivierung des Renin-Angiotensin-Systems.
Ältere MenschenBearbeiten
Bei Erwachsenen über 50 Jahren nimmt das Durstempfinden des Körpers ab und nimmt mit zunehmendem Alter weiter ab, so dass für diese Bevölkerungsgruppe ein erhöhtes Risiko der Dehydrierung besteht. Mehrere Studien haben gezeigt, dass ältere Menschen eine geringere Gesamtwasserzufuhr haben als jüngere Erwachsene und dass Frauen besonders gefährdet sind, zu wenig Wasser zu sich zu nehmen. 2009 hat die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) erstmals Wasser als Makronährstoff in ihre Referenzwerte für die Ernährung aufgenommen. Die empfohlenen Aufnahmemengen für ältere Menschen sind die gleichen wie für jüngere Erwachsene (2,0 l/Tag für Frauen und 2,5 l/Tag für Männer), da trotz des geringeren Energieverbrauchs der Wasserbedarf dieser Gruppe aufgrund der verringerten Konzentrationsfähigkeit der Nieren erhöht ist.