Регулация на обема на екстрацелуларната течност

Водно-електролитния баланс в организма се поддържа чрез регулация на обема на ЕЦТ и на осмолалитета на ЕЦТ. Тялото е съставено от 45-70% вода. Водата, която се намира в клетките се означава като интрацелуларна течност (ИЦТ). Тя съставлява 40% от телесната маса. Водата, която се намира извън клетките, се означава като екстрацелуларна течност (ЕЦТ) и съставлява 20% от телесната маса.

Регулирането на обема на екстрацелуларната течност е важно за поддържане на артериалното налягане, а с това и нормалната перфузия на органите. За да е осъществи това, от ключово значение е контролът на баланса на солите в организма. Регулацията на обема на ЕЦТ стои в основата на дълготрайната регулацията на артериалното налягане. Промените в обема на ЕЦТ се възприемат като промени в артериалното налягане, най-вече в големите артерии, кухите вени, предсърдията и белодробните артерии. Регулацията на натриевата екскреция се влияе не директно от обема на циркулиращата кръв, а от ефективния обем на циркулиращата кръв, който представлява функционалния обем циркулираща кръв, който отразява степента на тъканната перфузия. Нормално промените в ефективния обем на циркулиращата кръв са паралелни на промените в обема на ЕЦТ. Тези промени се възприемат от стреч-рецепторите, които са разположени в зоната на ниско и в зоната на високо артериално налягане.

Електролитите, като Na⁺ и екстрацелуларните аниони Cl^- и HCO₃^-, допринасят за 90% от осмолалитета на ЕЦТ. Осмотичното постоянство се поддържа чрез определено съотношение между водата и разтворените вещества. Следователно общото количество натриеви йони определя обема на ЕЦТ. С други думи обемът на ЕЦТ на първо място зависи от контролирането солевия баланс. Хранителният прием на човека често се характеризира с консумация на повече соли в сравнение с нуждите с цел задоволяване на вкусовите предпочитания. Излишните соли за организма се елиминират чрез урината, потта и изпражненията. Загубата на соли с изпражненията не е подложена на контрол. Отделянето им с потта е само частично регулирано, защото количеството на образуваната пот е в зависимост не от нуждите на водно-солевия баланс, а и от нуждите на терморегулацията. Алдостеронът намалява съдържанието на натрий в потта. Основната цел на екскрецията на соли с урината е поддържането на водно-солевия баланс. По тази причина тя е прецизно регулирана. Бъбречната екскреция на натрий зависи от количеството на натрия в организма, а не от натриевата концентрация в ЕЦТ. Натриевата екскреция в бъбреците се увеличава в отговор на увеличаване на обема на ЕЦТ, а не на увеличаване на екстрацелуларната натриева концентрация. Чрез екскрецията на електролити с урината бъбреците запазват общото им количество в екстрацелуларната течност, независимо от промените, които могат да възникнат във вноса им с храната или в елиминирането им при обилни изпотявания и диария. В резултат на бъбречната функция се поддържа постоянството на общото съдържание на Na⁺ в ЕЦТ, с което се поддържат постоянния и обем.

Рецепторите, които участват в поддържане на обема на ЕЦТ, са няколко вида:

• барорецептори – те са стреч рецептори, които се намират в сино-каротидната и аортната зона и в аферентните артериоли на гломерулите;
• обемни рецептори – те са стреч рецептори, които се намират в двете предсърдия, в долната куха вена и в белодробните съдове;
• рецептори за Na⁺ – те се намират в латералния хипоталамус, трето мозъчно стомахче и macula densa на бъбрека.

Информацията за промените в обема на телесните течности и за съдържанието на Na⁺ достига до задната хипоталамична област, където тя се обработва. От задната хипоталамична област започват еферентни импулси, които достигат до различни изпълнителни звена:

• бъбречни нерви – при увеличаване на симпатиковата активност бъбречното съдово съпротивление се увеличава, гломерулната филтрация намалява, увеличава се тубулната реабсорбция на натрий и секрецията на ренин;
• ренин-ангиотензин алдостеронова система – активността на ангиотензин II зависи от секрецията на ренин от грануларните клетки на юкстагломеруларния апарат (ЮГА). Секрецията на ренин се стимулира по три механизма. При понижаване на артериалното налягане, понижението на ефективния обем на циркулиращата кръв се възприема от барорецепторите, локализирани в сънната артерия и в дъгата на аортата. Информацията от барорецепторите достига до сърдечно-съдовия център в продълговатия мозък, активността на симпатикуса към клетките на ЮГА се увеличава и се стимулира секрецията на ренин. Това е единият механизъм на увеличаване на секрецията на това биологично активно вещество. Другият механизъм за стимулиране на секрецията е понижаване на концентрацията на Na⁺ и Cl^- в тубулната течност. Намаляването на бъбречното перфузионно налягане също води до увеличаване на секрецията на ренин. Вследствие от повишената секреция на ренин се образува ангиотензин II, който увеличава реабсорбцията на Na⁺ в проксималните части на нефрона. Освен това ангиотензин II има силен съдосвиващ ефект, стимулира жаждата, секрецията на АДХ и секрецията на алдостерон, който увеличава реабсорбцията на Na⁺ в дисталните и събирателните тубули. Ангиотензин II притежава ключова роля в отговора на организма при хиповолемия, хипотония и хипонатриемия.;
• антидиуретичен хормон (АДХ) – отделянето му се стимулира от намаляване на ефективния обем на циркулиращата кръв. АДХ причинява вазоконстрикция, стимулира водната реабсорбция в дисталния отдел на нефрона, както и натриевата реабсорбция в дебелото възходящо рамо на бримката на Хенле.;
• антриален натрийуретичен пептид (АНП) – той се образува и отделя от кардиомиоцитите на предсърдията при увеличение на обема на ЕЦТ. Атриалният натрийуретичен пептид увеличава екскрецията на Na⁺ с урината и количеството на отделената урина. Освен това той понижава кръвното налягане, потиска секрецията на ренин, алдостерон и антидиуретичен хормон. Освобождаването на АНП се потиска от намаляване на ефективния обем на циркулиращата кръв.

Както се вижда Na⁺ има централна роля в регулацията на обема на ЕЦТ. В регулацията на екскрецията на този йон са включени много фактори, като най-голямо значение за поддържане на хомеостазата на вътрешната течна среда има бъбрекът. Бъбреците могат да регулират екскрецията на натрий вследствие на чисто хемодинамични промени. При понижение на гломерулната филтрация натриевата екскреция намалява в по-голяма степен. Това се дължи на факта, че дисталните отдели на нефрона продължават да реабсорбират големи количества натрий, независимо от намалената доставка на натрий до тях. Увеличаването на ефективния обем на циркулиращата кръв може да доведе до трайно увеличаване на артериалното налягане. Гломерулната филтрация се увеличава, както и количеството на филтрирания натрий. Натриевата реабсорбция по хода на нефрона намалява по няколко причини:

• увеличаване на кръвотока във vasa recta и намаляване на хипертоничността на медиларния интерстициум, което намалява активната реабсорбция на натрий;
• потискане на активността на ренин-ангиотензин алдостероновата система;
• намаляване на Na⁺/H⁺ антипорт през апикалната мембрана на епителните клетки в проксималните каналчета;
• повишаване на хидростатичното налягане в перитубулните капиляри, което намалява проксималната реабсорбция.

Основно значение за регулацията на обема на ЕЦТ има количеството соли в организма. Регулирането на обема е важно за поддържане на артериалното налягане и адекватното кръвоснабдяване на органите. Централна роля в регулацията има бъбречната функция.