אוסמולליות, אוסמולריות והומאוסטזיס של נוזלים

הגוף שלנו מנהל מיליוני תגובות כימיות בכל יום. תגובות אלו תלויות בריכוז הנוזלים בתאים שלנו ובדם שלנו, שנשמרים תחת שליטה הדוקה כל היום, כל יום. איך הוא עושה זאת? על ידי כך שהוא גורם לנו להיות צמאים, למשל, כשהנוזל נוטה להיות מרוכז יותר, וגורם לנו להפריש יותר שתן כשהוא נעשה פחות מרוכז.

לפעמים כשאתה חולה, מנגנוני האיזון הטבעיים של הגוף שלך עלולים להשתבש. במצבים כאלה, ייתכן שתצטרך לעבור בדיקות דם קבועות וטיפול לתיקון חוסר האיזון.

כדי להבין את ההומאוסטזיס של נוזלים, זה עוזר להבין כמה מהמונחים שמשתמשים בהם כשמדברים על איזון נוזלים. אוסמולליות ואוסמולריות הם מונחים שמתארים עד כמה נוזלי הגוף מרוכזים.

מהי אוסמולליות?

The osmolality of a fluid is a measure of the number of particles לכל קילוגרם של הנוזל that they are dissolved in (the solute). The number of particles is measured in milliosmoles, which is a measurement widely used in chemistry. The measurement is given in milliosmoles per kilogram, or mOsmol/kg for short.

האוסמולליות אינה תלויה בטמפרטורת הנוזל. To take an example, if you dissolve 100 g of salt in 1 kg of water, the osmolality would be the same whether or not the water was near freezing point or at body heat. This is the difference between osmolality and osmolarity.

מהי אוסמולריות?

The osmolarity of a fluid is a measure of the number of particles לליטר של הנוזל that they are dissolved in (the solute). The number of particles is measured in millimoles, which is another measurement widely used in chemistry. The measurement is given in millimoles per litre, or mmol/L for short.

האוסמולריות תשתנה בהתאם לטמפרטורת הנוזל. To take the same example as above, if you dissolve 100 g of salt in 1 kg of water, the osmolarity will decrease very slightly as the liquid warms up. This is because the same weight of water takes up slightly more room as it warms up - it expands.

Because osmolarity changes with temperature, the term אוסמולליות מועדפת ברפואה.

מדוע מודדים אוסמולליות?

אוסמולליות נמדדת כאשר רופאים מודאגים שהאיזון הנוזלי שלך עלול להשתבש מסיבה כלשהי. זה יכול להיות כתוצאה ממחלה או כתופעת לוואי של תרופה. זה עשוי אפילו להיות כתוצאה מהעמסת יתר על המערכת שלך על ידי שתיית יותר מדי מים.

ייתכן שהם ירצו למדוד זאת כדי לעקוב אחר ההשפעות של תרופות שנועדו לשנות את האוסמולליות של רקמות הגוף שלך. מניטול משמש למטרה זו כדי להפחית נפיחות במוח אם עברת פגיעת ראש או ניתוח מוח.

מהו רמת אוסמולליות תקינה?

The body fluid that we usually use to measure osmolality in humans is serum. Serum is what is left from דם once the cells and proteins have been removed. The particles that make up the osmolality of serum are glucose, sodium and potassium salts (Na⁺ and K⁺) ושתנן. האוסמולליות התקינה של הסרום היא 280-295 mOsm/kg. לעיתים תתבקשו גם לדגימת שתן לבדיקת אוסמולליות השתן.

האוסמולליות של הסרום קרובה מאוד לאוסמולליות בתוך התאים שמהם הגוף שלנו עשוי. זאת מכיוון שקירות התאים שלנו חדירים לחלקיקים מיקרוסקופיים (יונים ואניונים) ולמים.

חדיר פירושו שהוא מאפשר לחלקיקים ולמים לנוע בחופשיות פנימה והחוצה דרך דפנות התאים. זה שומר על האוסמולליות זהה בשני צידי דפנות התאים בכל הגוף. זה חשוב כי התאים לא יפעלו כראוי אם זה לא יקרה.

לעיתים נבדקת גם האוסמולליות של הצואה.

מהי הומאוסטזיס של נוזלים?

הומאוסטזיס של נוזלים הוא המונח לתיאור הדרך שבה הגוף שומר על האוסמולליות של נוזלי הגוף בטווח צר מאוד, כל הזמן. המילה הומאוסטזיס מגיעה מ'הומאו' שמשמעותו דומה או זהה ו'סטזיס' שמשמעותו להישאר אותו הדבר. לכן, הומאוסטזיס של נוזלים משמעותו שמירה על הנוזל אותו הדבר כל הזמן.

כיצד הגוף שומר על הומאוסטזיס של נוזלים?

אצל אנשים בריאים ונורמליים, האוסמולליות של נוזלי הגוף מוסדרת בצורה מדויקת על ידי הגוף.

כאשר האוסמולליות עולה

• אתה מקבל רצון לשתות - צמא.

• המוח משחרר הורמון הנקרא הורמון אנטידיורטי (ADH) (המוכר גם כארגינין וזופרסין (AVP)).

• ADH משנה את האופן שבו הכליות מגיבות לדם הזורם דרכן.

• הכליות מסננות את הדם באופן מתמשך ויכולות לשנות כמה מים מותר להיכנס לשתן וכמה נספגים חזרה לגוף.

• משתן בעצם אומר 'לגרום לך להפריש שתן', ולכן הורמון אנטי-משתן (ADH), כפי שהשם מרמז, מונע ממך לייצר כמות רבה של שתן ולכן אתה לא מפריש כמות רבה של שתן. השתן שאתה כן מפריש יהיה כהה יותר בצבע, מכיוון שהוא מרוכז יותר.

• אם אתה לא מפריש הרבה שתן, אתה לא מאבד הרבה מים.

• אם אתה לא מאבד כל כך הרבה מים ואתה שותה כי אתה צמא, יש יותר מים בגוף שלך.

• אם יש יותר מים בגופך, האוסמולליות שלך יורדת.

כאשר האוסמולליות יורדת

• המוח מפסיק לשחרר ADH ואתה מפסיק להרגיש צמא.

• הכליות מתחילות לייצר שוב יותר שתן.

• אתה מפריש שתן מדולל יותר.

• אתה מאבד יותר מים מהגוף שלך.

• אם יש פחות מים בגופך, האוסמולליות שלך עולה שוב.

וכך זה ממשיך, כל היום, כל יום: המוח והכליות שלך שולטים בקפידה בסביבה בתוך התאים שלך.

האם אתה צריך לשתות שמונה כוסות מים ביום?

לפעמים. לפעמים לא. זה תלוי במה שאתה עושה, כמה חם, כמה אתה גדול, בן כמה אתה ... אבל הגוף שלך יגיד לך אם אתה צריך לשתות, על ידי כך שיגרום לך להיות צמא.

קיים מיתוס שעלינו לשתות 1½ עד 2 ליטרים של מים ביום. לא ידוע מהיכן מגיע המספר הזה, אך הוא תואר כ: 'לא רק שטות אלא ... שטות שהופרכה לחלוטין.' זה בהחלט חביב על תעשיית המים בבקבוקים.

שתיית מים היא בהחלט טובה יותר עבורנו משתיית משקאות ממותקים, אך עבור אלו מאיתנו שיש להם מזל לחיות בעולם המתקדם, אספקת המים מנוטרת בקפידה ובטוחה מאוד.

Except for people who get אבנים חוזרות בכליות, there is no evidence that we should drink more than we naturally want. It may even be bad for us: if it makes us feel guilty for not achieving it - and that's not to mention the sleep deprivation from having to get up in the middle of the night, and the בריחת שתן.

כיצד משתבשת ההומאוסטזיס של נוזלים?

ישנם מצבים ותנאים שבהם ההומאוסטזיס של הנוזלים יכול להשתבש. ההשפעות יכולות להיות שהאוסמולליות תהיה גבוהה מדי (היפראוסמולליות) או נמוכה מדי (היפואוסמולליות).

מה גורם לרמות גבוהות

חוסר בהורמון אנטידיורטי (או שהוא איבד את השפעתו)

• סוכרת תפלה:

  • This is not to be confused with סוכרת, שהוא הרבה יותר נפוץ.

  • סוכרת תפלה is due either to the brain not being able to make antidiuretic hormone (ADH) anymore (cranial diabetes insipidus) or the kidneys losing their ability to react to it (nephrogenic diabetes insipidus).

  • זה יכול לגרום לחוסר נוזלים חמור בגוף (התייבשות).

אובדן נוזלי גוף

• Some medicines such as diuretics - for example, משתנים תיאזידים או משתנים לולאתיים - can overwhelm the kidneys' ability to hold back water.

• חמור שלשול.

• מחלה חמורה (הקאות).

• הזעה מוגזמת.

• כוויות.

מה גורם לאוסמולליות נמוכה?

יותר מדי הורמון אנטידיורטי

• Neurological causes: סרטן מוח וגידולי מוח, brain injury, טרשת נפוצה, זאבת אדמנתית מערכתית, דימום לתוך המוח.

• Lung disorders: סרטן ריאות, pneumonia, אסתמה, שחפת.

• Other cancers: סרטן הקיבה, סרטן הלבלב, לוקמיה ולימפומה.

• כמה תרופות:

  • תרופות נוגדות דלקת שאינן סטרואידיות (NSAIDs) - for example, ibuprofen.

  • מעכבי ספיגה חוזרת של סרוטונין (SSRIs) - for example, fluoxetine.

  • מעכבי משאבות פרוטונים - for example, omeprazole.

  • מעכבי אנזים ממיר אנגיוטנסין (ACE) - for example, lisinopril.

• אקסטזי (המכונה גם MDMA): מעלה את רמת ה-ADH אך משתמשים נוטים לשתות יתר על המידה, אולי כדי להתמודד עם ההשפעה האחרת של אקסטזי, שהיא העלאת חום הגוף.

• תרגיל - ראו למטה.

שתיית יותר מדי מים

שתייה מופרזת של מים יכולה להעמיס על מאזן הנוזלים של הגוף, ולהוביל להרעלת מים.

• זה קרה אצל אנשים ששותים יתר על המידה בניסיון להרגיש מלאים כאשר הם מנסים לרדת במשקל.

• הרעלת מים נגרמה גם מתחרויות שתיית מים וטקסי 'חניכה'.

• זה יכול להתרחש במהלך פעילות גופנית, ובמקרה כזה זה נקרא היפונתרמיה הקשורה לפעילות גופנית (EAH):

  • זו הייתה בעיה מיוחדת עבור רצים במרתון, שדואגים כל כך לא לשתות מספיק עד שהם שותים יותר מדי.

  • פעילות גופנית היא גורם לשחרור ADH וזה יחמיר את ההשפעות של שתייה מופרזת.

  • Some people unwisely use an משכך כאבים אנטי-דלקתי before any sporting activity, which will make EAH even more likely.

  • לאחרונה דווח לאחר פעילות גופנית פחות מאומצת, כולל יוגה.

ההשפעה של בעיות אלו נובעת מהאוסמולליות הנמוכה מאוד של נתרן (Na⁺). This is called hyponatraemia and when severe, can lead headache, dizziness, disorientation and confusion. Ultimately it can lead to coma and death.

למידע נוסף, ראו את העלון הנפרד שנקרא היפונתרמיה.