Pragnienie: sposób, w jaki mózg reguluje równowagę płynów ustrojowych

Gdy jest gorąco lub po wysiłku fizycznym często odczuwamy pragnienie. Nawet podczas jedzenia większość ludzi potrzebuje drinka, aby przezwyciężyć uczucie ciągnięcia . Więc co dokładnie leży u podstaw pragnienia?

Nasze ciała składają się średnio w 45–75% z wody. W zbiorniku wodnym rozprowadzonym do kilku pomieszczeń zwanych przedziałami. Większość wody (± 67%) wypełniła przestrzeń w komórkach, a reszta została podzielona na przestrzenie między komórkami (± 26,7%) i naczyniami krwionośnymi (± 6,7%). Tak więc, jeśli 1 l płynów ustrojowych ma masę 1 kg, to osoba ważąca 60 kg ma łącznie 36 l płynów ustrojowych, z czego 4–5 l to krew [1].

 

Płyny ustrojowe mają różne stężenia między przedziałami, z których jeden zależy od stężenia lub poziomu elektrolitów. Elektrolity odgrywają rolę w utrzymywaniu ustalonej ilości płynu w każdym przedziale, który jest ograniczony przez membranę zwaną błoną komórkową.

Zgodnie z zasadą osmozy, płyn z jednej komory może przenieść się do innej komory, jeśli nastąpi zmiana poziomu elektrolitów. Ciecz przepłynie z komory o niższej lepkości do komory o wyższej lepkości. Można też powiedzieć, że elektrolity odgrywają rolę w utrzymaniu równowagi płynów w organizmie.

W normalnych warunkach utracone płyny ustrojowe są zawsze zastępowane przez płyny, które dostają się do środka. Każdego dnia średnio 2,5 l wody jest tracone z organizmu na różne sposoby: 1,5 l z moczem, 600 ml przez skórę w postaci potu i niewrażliwego potu , 300 ml podczas oddychania w postaci pary wodnej, i 100 ml z kałem. Źródła dostających się płynów mogą pochodzić z napojów (± 1,6 l), pożywienia (± 700 ml) oraz wyników przetwarzania energii w organizmie (200 ml) [1].

Kiedy utraconych płynów ustrojowych nie można zastąpić płynami, które dostają się do organizmu, może wystąpić odwodnienie. Odwodnienie charakteryzuje się nie tylko spadkiem objętości płynów ustrojowych, ale także wzrostem lepkości płynów. Łagodne odwodnienie występuje, gdy masa ciała zmniejsza się nawet o 2% z powodu utraty płynów [1].

Rezultatem odwodnienia jest zakłócenie funkcji komórki. Zmiany lepkości płynów, zwłaszcza krwi, mogą powodować zmiany elektrolitu i składu chemicznego w otoczeniu komórki, tak że komórki nie mogą pełnić swoich funkcji. Chociaż wzrost lepkości do ± 7% zwykle nie daje znaczących objawów, to wzrost lepkości o ± 10% może powodować osłabienie i nudności nawet przy zmianie świadomości i drgawkach [2]. Ponadto zmniejszenie objętości krwi i ciśnienia będzie wpływać na funkcję krwi w krążeniu składników odżywczych i tlenu do komórek, co skutkuje zmniejszonym poborem, aby komórki mogły normalnie funkcjonować [3].

Organizm ma różne złożone mechanizmy utrzymywania adekwatności i równowagi płynów ustrojowych, z których jednym jest pragnienie [1]. Jako odpowiedź, która zawiera komponent emocjonalny, pragnienie pełni rolę głównego regulatora lub regulatora w wypełnianiu podaży płynów u zdrowych ludzi [2]. Już 1% wzrost lepkości krwi wchodzącej w skład płynów ustrojowych może wywołać pragnienie [3].

Badania ssaków wykazały, że pragnienie, a także głód, ból i swędzenie są prymitywnymi emocjami, które zapewniają motywację do pewnych satysfakcjonujących czynności, takich jak picie, jedzenie i drapanie. W tym mechanizmie pośredniczy kilka obszarów mózgu, które również regulują procesy decyzyjne, świadomość i emocje [2]. Czy napój, który pijesz, gdy czujesz pragnienie, nie smakuje smaczniej? Dzieje się tak, ponieważ w grę wchodzi również obszar znany jako centrum nagród [2,3].

Jako jeden z warunków wywołujących pragnienie, odwodnienie niekoniecznie musi obejmować jeden, prosty proces. Istnieją co najmniej 2 sposoby, w jakie odwodnienie może wywołać pragnienie. Pierwsza to zwiększona lepkość, która opisuje występowanie utraty płynów, której nie towarzyszy znaczna utrata innych składników płynów, na przykład podczas pocenia się. Stan ten jest najsilniejszym sygnałem wywołującym pragnienie. Mózg może natychmiast rozpoznać tę zmianę lepkości krwi za pomocą czujnika, który działa jako ośrodek regulujący równowagę płynów i przesyłający sygnały do ​​ośrodka pragnienia. Drugi sposób to zmniejszenie objętości krwi, któremu towarzyszy spadek ciśnienia krwi, jak to ma miejsce, gdy osoba krwawi. W tym stanieczujniki rozpoznające zmiany w objętości i ciśnieniu krwi są aktywowane i powodują produkcję białek, które mogą wyzwalać ośrodki pragnienia w mózgu [2,3].

Dlaczego więc czujemy pragnienie, kiedy jemy? Czy to pragnienie nie pojawia się, zanim wchłanianie pokarmu może zwiększyć lepkość krwi?

Nazywa się to pragnieniem wyprzedzającym lub pragnieniem posiłkowym; prandial = jedzenie), stan ten jest sposobem przewidywania przez organizm zmian lepkości krwi, które towarzyszą wchłanianiu pokarmu z przewodu pokarmowego do krwiobiegu [3]. Jednak obrana ścieżka była inna. Wzdłuż przewodu pokarmowego znajdują się również czujniki, które mogą rozpoznać zawartość soli w spożywanym przez nas pożywieniu. Im wyższa zawartość soli, tym bardziej te czujniki wysyłają sygnały do ​​ośrodków pragnienia w mózgu. Należy pamiętać, że sól może zwiększać lepkość krwi, dzięki czemu organizm antycypuje pragnienie, abyśmy pili i zapobiegali zwiększonej lepkości krwi [2]. Dlatego jeśli jemy słone potrawy, łatwiej będziemy odczuwać pragnienie.

Pragnienie może również wywołać temperatura zwana pragnieniem termicznym . Ten stan jest w rzeczywistości podobny do przewidywanego pragnienia, ponieważ parowanie płynów z powodu ciepła nie nastąpiło jeszcze, gdy zaczyna się pragnienie. Ponownie organizm odczuwa pragnienie jako środek zapobiegawczy, aby zapobiec utracie płynów w wyniku parowania, co może prowadzić do zwiększonej lepkości krwi [2].

Ostatnim jest pragnienie, które często pojawia się rano. Ten stan jest znany jako pragnienie okołodobowe . Samo dobowe jest zjawiskiem związanym z zegarem biologicznym organizmu. Dzieje się tak, że podczas nocnego snu utrata płynów podczas oddychania i moczu nie może zostać natychmiast uzupełniona, co powoduje odwodnienie. Odtąd następny proces, który ma miejsce, jest taki, jak opisano powyżej w części omawiającej odwodnienie.

Okazuje się więc, że za złożonością procesu stoi coś tak prostego, jak pragnienie! Ciekawe, prawda?

Przeczytaj także: 6 Podstawowe informacje o mózgu

Ten artykuł jest przesłaniem autora. Możesz również napisać własne teksty na Saintif, dołączając do społeczności Saintif


Odniesienie:

[1] Tortora, GJ & Derrickson, B, 2012, Principles of Anatomy & Physiology , wydanie 13, John Wiley & Sons, USA.

[2] Gizowski, C & Bourque, CW, Neuralne podstawy pragnienia homeostatycznego i antycypacyjnego, Nature Reviews Nephrology  2018; 14: 11–25.

[3] Leib, DE, Zimmerman, Kalifornia, Knight, ZA, Thirst, Curr Biol.  19 grudnia 2016; 26 (24): R1260 - R1265.