Istotne jest dla organizmów, aby być w stanie utrzymać ich poziomy płynów w bardzo wąskich zakresach. Celem jest utrzymanie płynu śródmiąższowego, płynu na zewnątrz komórki, w tym samym stężeniu, co płynu wewnątrzkomórkowego, płynu wewnątrz komórki. Stan ten nazywany jest izotonicznym i występuje wtedy, gdy po obu stronach błony komórkowej obecne są takie same poziomy rozpuszczalników, tak że ruch wody netto wynosi zero. Jeśli płyn śródmiąższowy ma wyższe stężenie rozpuszczalników (lub niższe stężenie wody) niż płyn wewnątrzkomórkowy, będzie on wyciągał wodę z komórki. Stan ten nazywany jest hipertonicznym i jeśli wystarczająca ilość wody opuści komórkę, nie będzie ona w stanie wykonywać podstawowych funkcji chemicznych. Zwierzę staje się wtedy spragnione w odpowiedzi na zapotrzebowanie na wodę w komórce. Po wypiciu wody przez zwierzę, płyn śródmiąższowy staje się mniej skoncentrowany w rozpuszczalnikach (bardziej skoncentrowany w wodzie) niż płyn wewnątrzkomórkowy i komórka wypełnia się wodą, próbując wyrównać stężenia. Stan ten nazywany jest hipotonicznym i może być niebezpieczny, ponieważ może spowodować pęcznienie i rozerwanie komórki. Jeden zestaw receptorów odpowiedzialny za odczuwanie pragnienia wykrywa stężenie płynu śródmiąższowego. Inny zestaw receptorów wykrywa objętość krwi.
Zmniejszona objętośćEdit
Jest to jeden z dwóch rodzajów pragnienia i definiuje się go jako pragnienie spowodowane utratą objętości krwi (hipowolemia) bez uszczuplenia płynu wewnątrzkomórkowego. Może to być spowodowane utratą krwi, wymiotami i biegunką. Ta utrata objętości jest problematyczna, ponieważ jeśli całkowita objętość krwi spadnie zbyt nisko, serce nie może efektywnie krążyć, a ostatecznym rezultatem jest wstrząs hipowolemiczny. Układ naczyniowy reaguje zwężeniem naczyń krwionośnych, tworząc w ten sposób mniejszą objętość do wypełnienia przez krew. To mechaniczne rozwiązanie ma jednak pewne granice i zazwyczaj musi być uzupełnione zwiększoną objętością krwi. Utrata objętości krwi jest wykrywana przez komórki w nerkach i wyzwala pragnienie zarówno wody, jak i soli poprzez układ renina-angiotensyna.
Układ renina-angiotensynaEdit
Hipowolemia prowadzi do aktywacji układu renina-angiotensyna (RAS) i jest wykrywana przez komórki w nerkach. Kiedy komórki te wykrywają zmniejszony przepływ krwi z powodu małej objętości, wydzielają enzym zwany reniną. Renina przedostaje się do krwi, gdzie katalizuje białko zwane angiotensynogenem do angiotensyny I. Angiotensyna I jest następnie prawie natychmiast przekształcana przez enzym obecny już we krwi do aktywnej formy białka, angiotensyny II. Angiotensyna II przemieszcza się następnie we krwi aż do tylnej części przysadki mózgowej i kory nadnerczy, gdzie wywołuje efekt kaskady hormonów, które powodują zatrzymywanie wody i sodu przez nerki, zwiększając ciśnienie krwi. Jest również odpowiedzialny za inicjację zachowań związanych z piciem i apetytem na sól za pośrednictwem narządu podoczodołowego.
InneEdit
- Baroreceptory tętnicze wyczuwają obniżone ciśnienie tętnicze i wysyłają sygnały do ośrodkowego układu nerwowego w obszarze postrema i nucleus tractus solitarii.
- Receptory krążeniowo-oddechowe wyczuwają zmniejszoną objętość krwi i wysyłają sygnał do obszaru postrema i nucleus tractus solitarii.
Odwodnienie komórkowe i stymulacja osmoreceptorówEdit
Osmometryczne pragnienie występuje, gdy stężenie solutu w płynie śródmiąższowym wzrasta. Ten wzrost wyciąga wodę z komórek, a one kurczą się w swojej objętości. Stężenie solutu w płynie śródmiąższowym wzrasta na skutek wysokiego spożycia sodu w diecie lub spadku objętości płynów pozakomórkowych (takich jak osocze krwi i płyn mózgowo-rdzeniowy) na skutek utraty wody przez pocenie się, oddychanie, oddawanie moczu i kału. Wzrost stężenia rozpuszczalników w płynie śródmiąższowym powoduje migrację wody z komórek ciała, przez ich błony, do przedziału pozakomórkowego, na drodze osmozy, powodując odwodnienie komórek.
Zgrupowania komórek (osmoreceptorów) w organum vasculosum of the lamina terminalis (OVLT) i narządzie podoczodołowym (SFO), które leżą poza barierą krew-mózg mogą wykrywać stężenie osocza krwi i obecność angiotensyny II we krwi. Mogą one następnie aktywować jądro przedwzrokowe przyśrodkowe, które inicjuje poszukiwanie wody i zachowania żywieniowe. Zniszczenie tej części podwzgórza u ludzi i innych zwierząt powoduje częściową lub całkowitą utratę chęci do picia nawet przy ekstremalnie wysokim stężeniu soli w płynach pozakomórkowych.
Ponadto istnieją trzewne osmoreceptory, które rzutują do obszaru postrema i nucleus tractus solitarii w mózgu.
Pragnienie soliEdit
Ponieważ sód jest również tracony z osocza w hipowolemii, zapotrzebowanie organizmu na sól proporcjonalnie wzrasta oprócz pragnienia w takich przypadkach. Jest to również wynikiem aktywacji układu renina-angiotensyna.
Osoby starszeEdit
W przypadku osób dorosłych w wieku powyżej 50 lat, odczuwanie pragnienia przez organizm zmniejsza się i nadal zmniejsza się z wiekiem, co naraża tę populację na zwiększone ryzyko odwodnienia. W 2009 roku Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) po raz pierwszy włączył wodę jako makroskładnik do referencyjnych wartości spożycia. Zalecana wielkość spożycia u osób starszych jest taka sama jak u młodszych dorosłych (2,0 L/dobę dla kobiet i 2,5 L/dobę dla mężczyzn), ponieważ pomimo niższego spożycia energii, zapotrzebowanie na wodę w tej grupie jest zwiększone ze względu na zmniejszenie zdolności nerek do koncentracji.