Thirst and Water Intake
Water deprivation elicits the sensation of thirst when certain brain cells become dehydrated by as little as 1% or 2% by the omotic loss of water. Essas células estão localizadas no forencéfalo basal, apenas rostral até o terceiro ventrículo cerebral. Elas existem fora da barreira hematoencefálica e, consequentemente, respondem prontamente às mudanças na concentração de partículas, ou osmolalidade, do plasma (pOsm). Embora não sejam unicamente sensíveis à desidratação, como as células da retina que detectam apenas fótons, têm conexões sinápticas únicas com outros neurônios cerebrais que estimulam a sede. Quando as ‘células osmoreceptoras’ são prejudicadas, seja por lesões experimentais ou por doença cerebral, os animais tornam-se cegos a aumentos no pOsm e não experimentam a sede normalmente.
Este arranjo pelo qual as células osmoreceptoras detectam pequenos aumentos no pOsm e iniciam o consumo de sede e água, o que consequentemente diminui o pOsm e assim elimina o sinal excitatório do comportamento, permite a possibilidade de que a osmoregulação seja controlada por um sistema de feedback negativo de ciclo único. No entanto, um grande obstáculo a esta possibilidade é que a água ingerida só se equilibra com os fluidos corporais depois de ser esvaziada do estômago e, portanto, não pode fornecer reidratação rápida e feedback negativo no controle da ingestão de água. Embora se espere que este atraso leve a um consumo contínuo de grandes volumes de água em excesso das quantidades necessárias para a reidratação, amplas evidências indicam que tal consumo excessivo de água por animais desidratados não ocorre, e que muitas espécies, incluindo humanos, substituem os défices de água bebendo grandes volumes de água muito rapidamente e parando depois abruptamente. Assim, algum sinal precoce deve inibir a sede. Na verdade, foi identificado um sinal apropriado, que tem origem na orofaringe e é derivado da rápida ingestão de líquidos. Em apoio a esta conclusão estão os achados de que (1) cães desidratados reduzem bem a sede antes que possam ser observadas diminuições no pOsm sistêmico; (2) a cessação rápida da sede também ocorre tanto quando a água ingerida drena através de uma fístula gástrica aberta antes de alcançar o intestino delgado como quando cães desidratados bebem soro isotônico; e (3) nenhum efeito sobre a sede é encontrado quando a água é infundida diretamente no estômago, contornando a orofaringe, até que o líquido administrado diminua o pOsm sistêmico. Essas observações marcantes coletivamente fornecem forte apoio à proposta de que algum componente do ato de beber, como a deglutição rápida, gera um estímulo precoce que inibe a ingestão de água em cães.
Esses achados seminais foram replicados e estendidos a outras espécies, incluindo macacos, ovelhas e humanos. As confirmações repetidas implicaram que os sinais orofaríngeos dependentes do volume foram uma característica geral na inibição da sede em animais. Entretanto, a maioria das investigações dos controles centrais da homeostase de fluidos agora usam ratos de laboratório como sujeitos experimentais, e enquanto ratos desidratados também usam sinais pré-sistêmicos para modular a sede, os sinais em ratos não são orofaríngeos. Além disso, no sistema roedor os sinais precoces podem fornecer tanto o estímulo quanto a inibição da sede, e os sinais precoces estão associados tanto ao volume quanto à concentração do líquido ingerido.
No entanto, mesmo com a inclusão de sinais pré-sistêmicos, nossa consideração da sede não é completa; existem múltiplos sinais de sede, não apenas aqueles resultantes de necessidades osmorregulatórias. Os animais privados de água potável perdem água do plasma além da água das células, e a perda de volume de plasma (hipovolemia) é em si um estímulo da sede. De facto, a sede pode ser provocada mesmo quando não ocorre um aumento do pOsm, como por exemplo após uma hemorragia. Os animais detectam déficits no volume sanguíneo por receptores de estiramento embutidos nas paredes distensíveis da veia cava inferior (que proporciona grande parte do retorno venoso ao coração) e do átrio direito. O estiramento dos vasos é proporcional ao volume neles contido, portanto, quando os volumes sanguíneos estão baixos os neurônios sensoriais enviam um sinal aferente de hipovolemia ao tronco cerebral caudal, que então retransmite essa mensagem ao cérebro para estimulação da sede.
Um problema com esse arranjo, entretanto, é que a água ingerida, quando absorvida, não repara os déficits de volume plasmático que estimulavam a sede. Ao invés disso, aproximadamente dois terços da água se move por osmose para dentro das células. Esse resultado é desejável quando a sede está associada ao aumento do pOsm e desidratação celular, mas não quando o volume plasmático é diminuído e o pOsm não é elevado; então, o consumo de água só causa diluição osmótica sem muita correção da hipovolemia. Portanto, não deve ser surpreendente que apenas 3-5% de diluição osmótica forneça um potente estímulo para inibir a sede, mesmo na presença de hipovolemia marcada. Essa inibição da sede hipovolêmica pela diluição osmótica pode ser contrastada com a saciedade da sede osmoregulatória que ocorre quando quantidades apropriadas de água são consumidas.
A inibição da ingestão de água apesar da hipovolemia evita utilmente que a diluição osmótica se torne severa, mas não repara os déficits de volume de plasma que estimularam a sede em primeiro lugar. Para restaurar esses volumes, os animais devem ingerir plasma ou uma solução de NaCl diluída de forma equivalente. Tendo primeiro bebido água devido à sede, eles devem então consumir sal. De fato, foi demonstrado que os ratos bebem água e solução de NaCl concentrada em quantidades apropriadas, movendo-se entre as duas soluções, para criar a mistura isotônica de NaCl que é ideal para a restauração do volume de plasma. O espaço não permite a descrição dos mecanismos centrais para este controle da sede e apetite salino durante a hipovolemia, embora muita desta informação seja agora conhecida.
É importante notar que a sede em resposta aos déficits de volume plasmático não é eliminada após a destruição dos locais no tronco cerebral caudal que recebem projeções neuronais dos receptores de estiramento cardiovascular que detectam a hipovolemia. Este achado indica que outro estímulo da sede existe durante a hipovolemia. Este sinal provavelmente é fornecido pela angiotensina, um hormônio peptídeo formado no sangue após a secreção da enzima renina dos rins. A angiotensina também estimula o apetite pelo sal, bem como pelas hormonas que permitem a retenção de água e sódio na urina, sendo também um agente vasoconstritor muito potente (ajudando assim a suportar a pressão sanguínea durante a hipovolemia). Ao ter tantas acções funcionalmente relacionadas, a angiotensina assegura que diversas respostas comportamentais e fisiológicas à hipovolemia ocorrem simultaneamente. Note que um estímulo da sede também resulta de diminuições agudas da pressão arterial, e que a mediação desta sede pela angiotensina, uma vez controversa, foi estabelecida.
A angiotensina circulatória age no cérebro no órgão subfornical, que está localizado na porção dorsal do terceiro ventrículo cerebral. Os receptores locais de angiotensina podem responder a elevações nos níveis sistêmicos do hormônio porque o órgão subfornical não possui uma barreira hemato-encefálica, permitindo assim que a angiotensina se difunda para aquela região do cérebro. A destruição cirúrgica desta estrutura cerebral elimina a sede e o apetite salgado estimulado pela angiotensina. No entanto, não elimina esses efeitos duplos da hipovolemia, o que indica que mecanismos redundantes podem ser usados para detectar a perda de volume plasmático e ativar respostas comportamentais apropriadas. Tal redundância não deve ser surpreendente dado o grande significado de um volume de sangue adequado para a vida.