معلومة

ما هو محتوى الماء في دم الطيور؟

ما هو محتوى الماء في دم الطيور؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أنا أقوم بعمل بشأن التلوث بالمعادن الثقيلة في الطيور البحرية. لقد وجدت أن الحد السمي للنحاس في الدم هو 1،15 ميكروغرام / غرام من الوزن الرطب. يشير هذا الرقم إلى متوسط ​​بين بعض الطيور البحرية. أحتاج إلى تحويل هذه القيمة من الوزن الرطب إلى الوزن الجاف.


اشرح دور ADH في تنظيم محتوى الماء في الدم.

يساعد الهرمون المضاد لإدرار البول (ADH) على تنظيم محتوى الماء في الدم من خلال التأثير على كمية البول التي تفرزها الكلى. عندما يزداد حجم الدم ، بسبب زيادة الترطيب ، تقل الأسمولية حيث يتم تخفيف الأملاح في الدم. يتم الكشف عن ذلك عن طريق مستقبلات التناضح في منطقة ما تحت المهاد ، والتي تحفز إفراز هرمون ADH. يعمل الهرمون المضاد لإدرار البول (ADH) على قنوات التجميع في النيفرون الكلوي ، مما يجعله أقل نفاذية للماء ، وبالتالي يتم إنتاج المزيد من البول. وبالمثل ، عندما ينخفض ​​حجم الدم بسبب الجفاف ، يؤدي ذلك إلى زيادة تركيز الأملاح وزيادة الأسمولية وبالتالي تقليل إفراز هرمون (ADH) عن طريق منطقة ما تحت المهاد. لذلك ، تكون أغشية مجاري التجميع أكثر نفاذية ، لذلك يمكن إعادة امتصاص المزيد من الماء وإنتاج كمية أقل من البول.


مجموع ماء الجسم وتوزيعه | فسيولوجيا الإنسان | مادة الاحياء

في هذه المقالة سوف نناقش حول مفهوم إجمالي مياه الجسم وتوزيعها.

الماء هو العنصر الأكثر حيوية والأكثر وفرة في جسم الإنسان في نفس الوقت. يشكل حوالي 70 في المائة من إجمالي وزن الجسم وفيه يتم إذابة الكاتيونات الرئيسية مثل الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والهيدروجين والمغنيسيوم والأنيونات مثل الكلوريد والبيكربونات والبروتين في الجسم.

بدون الماء لن يكون هناك شكل من أشكال الحياة وهو يشكل الوسط الخلوي الذي تحدث فيه خصائص التفاعلات الأيضية للمواد الحية. يؤدي الحرمان من الماء إلى الموت في وقت أبكر من الحرمان من الطعام. إذا تم إعطاء الماء بدلاً من الطعام ، فقد تستمر الحياة لعدة أسابيع بفقدان معظم دهون الجسم و 50 بالمائة من بروتين الأنسجة.

إجمالي كمية المياه في جسم الإنسان ، التي تزن حوالي 70 كيلوجرامًا ، هي 40 لترًا إلى 45 لترًا. في الإنسان هو حوالي 65٪ من وزن الجسم عند الذكور وحوالي 10٪ أقل عند الإناث. لكن القيم المذكورة أعلاه تختلف في الغالب مع الدرجات النسبية للنحافة والسمنة للفرد. في الشخص النحيف ، تكون القيمة أعلى من تلك الموجودة في الشخص البدين. بشكل عام ، تحتوي المرأة على دهون أكثر من الرجل. يمكن تحديد المحتوى المائي الكلي للجسم وإزالته بدقة أكبر من خلال عملية التجفيف.

في عام 1863 حدد بيشوف المحتوى المائي لمجرم تم إعدامه بطريقة التجفيف والرشوة. ميتشل ورفاقه (1945) ، ويد-داوسون وزملاؤه (1951) قاموا أيضًا بتعديل المحتوى المائي للبشر بطريقة مباشرة. تم عرض متوسط ​​محتوى الماء في أنسجة الجسم المختلفة في الجدول 5.1.

لقد لوحظ بعد دراسة دقيقة لمحتوى الماء في الجسم في الإنسان وكذلك في الأنواع الحيوانية المختلفة أن إجمالي محتوى الماء في الإنسان يشبه مثيله في الحيوانات الأخرى. إلى جانب ذلك ، فإن التوزيع النسبي للمياه في الأعضاء والأنسجة المختلفة هو في الغالب نفسه في الإنسان وكذلك في الأنواع الأخرى.

تم عرض النسبة المئوية للمياه في الأنسجة المختلفة ونسبة الوزن الإجمالي للجسم التي يمثلها كل نسيج في الجدول 5.3.

يمكن اعتبار أن مياه الجسم موزعة في قسمين رئيسيين - خارج الخلية وداخل الخلايا. تم عرض توزيع مياه الجسم في أجزاء مختلفة بشكل تخطيطي في الشكل 5.1. يوفر غشاء الخلية في الواقع الحدود بين المقصورات خارج الخلية وداخلها وداخلها.

1. مقصورة خارج الخلية:

حجرة السوائل خارج الخلية عبارة عن حجرة تحتوي على مجموعات غير متجانسة من السوائل وليست مرحلة سائلة مستمرة. درس Edelman and Leibman (1959) بدقة نمط توزيع مياه الجسم عن طريق تقنية التخفيف وأيضًا عن طريق تحليل الأنسجة. من المفترض أن 55 ٪ من الماء موجود في الفضاء داخل الخلايا والباقي في الفضاء خارج الخلية.

يمكن تقسيم مرحلة السائل خارج الخلية إلى الأجزاء الفرعية التالية:

أنا. المياه العابرة للخلايا - 2.5 في المائة

ثانيا. النسيج الضام الكثيف ومياه الغضاريف - 7.5 في المائة.

ثالثا. مياه البلازما المحصورة داخل الأوعية الدموية - 7.5 بالمائة.

رابعا. السائل الخلالي والليمفاوي- 20 بالمائة.

v. مياه العظام التي يتعذر الوصول إليها - 7.5 في المائة

تم تقديم المصطلح عبر الخلايا بواسطة Edelman and Associates (1952) من أجل تعيين السائل خارج الخلية الذي تم فصله عن السائل خارج الخلية الآخر بواسطة غشاء ظهاري.

يشمل هذا السائل العابر للخلايا:

(ب) السائل المفصلي أو الزليلي ،

(د) سوائل التجويف الجنبي والتاموري والصفاقي ،

(هـ) السوائل داخل قنوات الغدة الهضمية ،

(و) الأغشية المخاطية في الجهاز التنفسي الأنفي والجهاز الهضمي والأعضاء التناسلية ، و

(ز) السائل داخل اللمعة للجهاز الهضمي.

2. حجرة السوائل داخل الخلايا:

إنها ليست مرحلة مستمرة ولا مرحلة متجانسة وتمثل مجموع محتويات السوائل لجميع خلايا الجسم. يوجد في الخلية العديد من التقسيمات التشريحية ولهذا السبب يوجد فرق صارخ في محتوى الماء والتركيب الأيوني بين السيتوبلازم والنواة والميتوكوندريا والميكروسومات لأنواع مختلفة من الخلايا. يحتوي هذا السائل داخل الخلايا على حوالي 30-40٪ من وزن الجسم ويمتلك حوالي 55٪ من مياه الجسم بالكامل.

القياس بتقنيات التخفيف:

يمكن قياس الماء الكلي في الجسم والمياه خارج الخلية بتقنية التخفيف بدرجات متفاوتة من الدقة. لا يمكن قياس حجم الماء الموجود في كل مقصورة بشكل مباشر وبالتالي طريقة غير مباشرة - تم اعتماد تقنية التخفيف لتحديدها.

في هذه التقنية ، يتم أخذ كمية الصبغة المستخدمة ، والتركيز النهائي للصبغة في المحلول ، في الاعتبار لتحديد حجم التوزيع. على سبيل المثال ، إذا تم أخذ كمية معروفة من الصبغة- Q وتم تحقيق التركيز النهائي كـ C ، فسيكون حجم التوزيع V = (Q / C).

إذا تم أخذ دورق بسعة غير معروفة ، فيمكن تحديد حجمه عن طريق خلط كمية معروفة من الصبغة بشكل موحد في حجم الماء الموجود في الدورق. إذا تم تحديد التركيز النهائي للصبغة بواسطة المسعر ، فيمكن تحديد سعة حجم الدورق. لنفترض أنه تمت إضافة 35 مجم من الصبغة والتركيز النهائي الذي تم تحقيقه ليكون 0.07 مجم لكل مل ، فإن حجم الدورق سيكون

ستكون النتيجة صالحة فقط عندما يتم خلط الدواء جيدًا.

في تحديد الأجزاء السائلة في الجسم من خلال مبدأ التخفيف ، يتم أخذ بعض النقاط بعين الاعتبار بشكل عام. يجب أن يتم توزيع الصبغة المحقونة في الجسم بالتساوي وحصرها في حجرة سوائل الجسم المراد قياسها. إذا تم إفراز الصبغة أو وضعها في مقصورات أخرى أو تم استقلابها ، فيجب تحديد هذه الكمية وطرحها من الكمية المعطاة.

لذلك ستكون المعادلة:

مجموع الماء في الجسم:

يتم تحديد إجمالي مياه الجسم بشكل عام باستخدام الأنتيبيرين. يتم توزيع الأنتيبيرين بالتساوي في جميع أقسام الماء في الجسم وبالتالي ينتشر بسهولة عبر غشاء الخلية. لا يرتبط بأي مقصورات داخل الخلايا وخارجها. كما يتم إفرازه ببطء ويتم استقلابه ببطء.

مياه مبتذلة (H3O أو HTO) وأكسيد الديوتيريوم (D2O) - غالبًا ما يتم استخدام النظيرين لتحديد إجمالي مياه الجسم. د2يا و ح3يتم توزيع O في الجسم تمامًا مثل الماء. تفرز هذه في البول والبراز وغازات الجهاز التنفسي ، كما تتبخر عبر الجلد.

على سبيل المثال من استخدام د2O أو HTO لقياس إجمالي مياه الجسم ، افترض 100 مل من D2يتم حقن O في محلول ملحي متساوي التوتر عن طريق الوريد لرجل يبلغ وزنه حوالي 75 كجم. بعد فترة توازن مدتها ساعتان ، يتم تحليل عينة البلازما ود2تم العثور على تركيز O هو 0.0023 مل لكل مل. خلال فترة التوازن ، وجد أن هناك خسارة (من خلال مسارات الجهاز التنفسي والبولي والدورة الدموية) بمعدل 0.5 ٪ من الكمية المعطاة.

لذلك سيكون حجم التوزيع:

حجم السائل خارج الخلية:

لا يتم تحديد حجم السائل خارج الخلية بدقة فقط بسبب نقص المواد التي قد تنتشر لعبور جدران الشعيرات الدموية بسهولة ، وتدخل فجوات الخلية بسهولة ولكنها لا تتخلل غشاء الخلية. إلى جانب ذلك ، يجب أن تكون المادة غير سامة ويجب أن يكون معدل الإخراج منخفضًا جدًا مقارنة بمعدل التوزيع في الحيز خارج الخلية. لا توجد مثل هذه المواد المثالية المتاحة ولكن العديد من المواد التي تم استخدامها هي الأنسولين ، رافينوز ، سكروز ، مانيتول ثيوسلفات ، راديوسلفات ، ثيوسيانات ، كلوريد مشع وصوديوم مشع.

قياس السوائل داخل الخلايا:

لا توجد طريقة مباشرة تم تطويرها حتى الآن. يمكن تحديده عن طريق طرح قيمة الحجرة الإضافية والخلوية من قيمة إجمالي مياه الجسم.


مجلة بيولوجيا الطيور

تنشر مجلة علم الأحياء الطيور بحثًا تجريبيًا ونظريًا في جميع مجالات علم الطيور ، مع التركيز على علم البيئة السلوكي والتطور والحفظ. على نحو مفضل ، يجب أن تختبر الأوراق الفرضيات أو تستكشف أسسًا جديدة. يتم قبول الدراسات الوصفية البحتة فقط عندما تحتوي على معلومات مهمة تؤدي إلى أسئلة جديدة و / أو تفتح أسبابًا جديدة.

مجلة بيولوجيا الطيور متاح للمشتركين من مكتبة وايلي على الانترنت و انجينتا. الإصدارات السابقة متوفرة من JSTOR.

مجتمع الشمال Oikos

يتم نشر مجلة علم الأحياء الطيور من قبل مجتمع الشمال Oikos. تنشر Nordic Society Oikos أيضًا عناوين Wiley التالية: علم البيئة ، Oikos و مجلة الاسكندنافية لعلم النبات.

هذا الموقع مدعوم من دروبال وتم تطويره ببرمجيات مفتوحة المصدر بواسطة هابينيس.


التفاعلات الكيميائية للماء

يشارك الماء بشكل مباشر في العديد من التفاعلات الكيميائية لبناء وتفكيك المكونات المهمة للخلية. تتطلب عملية التمثيل الضوئي ، وهي العملية في النباتات التي تنتج السكريات لجميع أشكال الحياة ، الماء. يشارك الماء أيضًا في بناء جزيئات أكبر في الخلايا. تتكون جزيئات مثل الحمض النووي والبروتينات من وحدات متكررة من جزيئات أصغر. يحدث تجميع هذه الجزيئات الصغيرة معًا من خلال تفاعل ينتج الماء. على العكس من ذلك ، فإن الماء مطلوب للتفاعل العكسي الذي يكسر هذه الجزيئات ، مما يسمح للخلايا بالحصول على العناصر الغذائية أو إعادة توظيف قطع من الجزيئات الكبيرة.

بالإضافة إلى ذلك ، تحمي المياه الخلايا من الآثار الخطيرة للأحماض والقواعد. المواد شديدة الحموضة أو القاعدية ، مثل مواد التبييض أو حمض الهيدروكلوريك ، تآكل حتى أكثر المواد متانة. وذلك لأن الأحماض والقواعد تطلق الهيدروجين الزائد أو تأخذ الهيدروجين الزائدة ، على التوالي ، من المواد المحيطة. يؤدي فقدان هيدروجين موجب الشحنة أو اكتسابها إلى تعطيل بنية الجزيئات. كما تعلمنا ، تتطلب البروتينات بنية معينة لتعمل بشكل صحيح ، لذلك من المهم حمايتها من الأحماض والقواعد. يقوم الماء بذلك من خلال العمل كحمض وقاعدة (الشكل 4). على الرغم من أن الروابط الكيميائية داخل جزيء الماء مستقرة جدًا ، فمن الممكن لجزيء الماء أن يتخلى عن الهيدروجين ويصبح OH & # 8211 ، وبالتالي يعمل كقاعدة ، أو يقبل هيدروجينًا آخر ويصبح H 3 O + ، وبالتالي يعمل على أنه حمض. تسمح هذه القدرة على التكيف للماء بمكافحة التغيرات الجذرية في درجة الحموضة بسبب المواد الحمضية أو الأساسية في الجسم في عملية تسمى التخزين المؤقت. في النهاية ، هذا يحمي البروتينات والجزيئات الأخرى في الخلية.

الشكل 4: يعمل الماء كعازل عن طريق إطلاق أو قبول ذرات الهيدروجين.

في الختام ، الماء أمر حيوي لجميع أشكال الحياة. تساعد تعدد استخداماته وقدرته على التكيف في إجراء تفاعلات كيميائية مهمة. يساعد هيكلها الجزيئي البسيط في الحفاظ على الأشكال المهمة للمكونات الداخلية للخلايا والغشاء الخارجي. لا يوجد جزيء آخر يضاهي الماء عندما يتعلق الأمر بخصائص فريدة تدعم الحياة. بشكل مثير ، يواصل الباحثون إنشاء خصائص جديدة للمياه مثل التأثيرات الإضافية لبنيتها غير المتكافئة. لا يزال يتعين على العلماء تحديد الآثار الفسيولوجية لهذه الخصائص. إنه لأمر مدهش كيف يكون الجزيء البسيط مهمًا عالميًا للكائنات الحية ذات الاحتياجات المتنوعة.

مولي سارجين طالبة دكتوراه في السنة الأولى في برنامج العلوم البيولوجية والطبية الحيوية في كلية الطب بجامعة هارفارد.

دان أوتر طالب دكتوراه في السنة الخامسة في علم الأحياء العضوية والتطوري في جامعة هارفارد.

للمزيد من المعلومات:

  • لمعرفة المزيد حول أهمية قابلية الدواء للذوبان ، راجع هذه المقالة.
  • تحقق من هذه المقالات للحصول على مزيد من المعلومات حول البروتينات وكيف يؤثر الماء على طيها.
  • تعرف على المزيد حول الدهون الفوسفورية هنا.
  • تعرف على المزيد حول تأثير الماء على بنية الحمض النووي هنا.
  • تعرف على المزيد حول الأحماض والقواعد هنا.
  • تحقق من الخصائص الفريدة للمياه في هذه الصفحة أو اكتشف خصائص الماء المكتشفة مؤخرًا في هذه المقالة.

هذه المقالة جزء من نسختنا الخاصة عن الماء. لقراءة المزيد ، تحقق من إصدارنا الخاص الصفحة الرئيسية!


قنوات المياه ضرورية لتدفق كميات كبيرة من المياه عبر أغشية الخلايا

على الرغم من أن طبقة ثنائية الفسفوليبيد النقية قابلة للاختراق بشكل طفيف للماء ، إلا أن التغييرات الطفيفة في القوة التناضحية خارج الخلية تؤدي إلى تضخم معظم الخلايا الحيوانية أو تقلصها بسرعة. في المقابل ، لا تنتفخ بويضات الضفادع والبيض ، التي تحتوي على تركيز ملح داخلي مماثل للخلايا الأخرى (& # x02248150 مم) ، عند وضعها في مياه البركة ذات القوة التناضحية المنخفضة جدًا. دفعت هذه الملاحظات الباحثين إلى الشك في أن أغشية البلازما في كريات الدم الحمراء وأنواع الخلايا الأخرى تحتوي على بروتينات قناة الماء التي تسرع التدفق التناضحي للماء. عدم وجود هذه القنوات المائية في بويضات الضفادع والبيض يحميها من التحلل الاسموزي.

تجارب حقن مكروي مع ترميز mRNA أكوابورين، وهو بروتين غشاء كريات الدم الحمراء ، قدم دليلاً مقنعًا على أن هذا البروتين يزيد من نفاذية الخلايا إلى الماء (الشكل 15-32). الأكوابورين في شكله الوظيفي عبارة عن وحدة رباعية متطابقة من 28 كيلو دالتون ، كل منها يحتوي على ستة غشاء حلزوني & # x003b1 التي تشكل ثلاثة أزواج من المتجانسات في اتجاه غير عادي (الشكل 15-33 أ). يُعتقد أن القناة التي يتحرك من خلالها الماء مبطنة بثمانية غشاء ولولب # x003b1 ، اثنان من كل وحدة فرعية (الشكل 15-33 ب). يتم التعبير عن الأكوابورين أو البروتينات المتماثلة بوفرة في كريات الدم الحمراء وفي الخلايا الأخرى (على سبيل المثال ، خلايا الكلى التي تمتص الماء من البول) التي تظهر نفاذية عالية للماء.

الشكل 15-32

عرض تجريبي على أن الأكوابورين هو بروتين قناة مائية. تم حقن بويضات الضفادع ، التي لا تعبر عادةً عن الأكوابورين ، باستخدام خلايا الدم الحمراء مرنا التي ترميز أكوابورين. تُظهر هذه الصور بويضات التحكم (الصورة السفلية في كل لوحة) (المزيد).

الشكل 15-33

هيكل أكوابورين ، وهو بروتين قناة مائية في غشاء البلازما في كرات الدم الحمراء. يحتوي هذا البروتين الرباعي على أربع وحدات فرعية متطابقة. (أ) نموذج تخطيطي لوحدة أكوابورين الفرعية يظهر الأزواج الثلاثة من الغشاء المتماثل & # x003b1 اللولب ، (أكثر.)


يبدأ النيفرون في القشرة (الطبقة الخارجية للكلية) في كبسولة Bowman & # 8217s ثم يبدأ في النسيج حيث تسمى هذه المنطقة بالنبيب الملتف القريب. يدخل النيفرون من النبيب الملتف القريب إلى النخاع (الطبقة الداخلية للكلية) حيث يستقيم وينخفض ​​، وينحني ويصعد مرة أخرى إلى القشرة. يسمى بت & # 8216U-looking & # 8217 من النيفرون حلقة Henlé. ثم ينسج النيفرون مرة أخرى وهو ما يسمى النبيب الملتوي البعيد ثم يصبح قناة التجميع وينزل ليصبح الحالب الذي يذهب إلى المثانة. ملحوظة: يمكن اختصار النبيب الملتف القريب والنبيب الملتوي البعيد إلى PCT و DCT ولكن إذا كنت ستستخدم هذه الاختصارات ، فعليك أن تعرف معنى الأحرف حيث يمكن إعطاء الاسم الكامل في سؤال الامتحان. نفرون كامل من كبسولة Bowman & # 8217s إلى قناة التجميع ملفوفة حول الشعيرات الدموية لتصفية الدم لعمل مرشح وأيضًا لإعادة امتصاص أي جزيئات مفيدة للجسم تسمى إعادة الامتصاص الانتقائي حيث تسمى في النهاية الوريد الكلوي.

تحتوي كبسولة Bowman & # 8217s على شعيرات دموية في مساحة Bowman & # 8217s تسمى glomerulus والتي تزود بالدم من الشرايين الكلوية التي تسمى الشريان الوارد. ثم يترك الدم الكبيبة عبر شريان يسمى الشريان الصادر. يتم إجراء الترشيح الكبيبي من خلال عملية تسمى الترشيح الفائق. الشريان الوارد له قطر أكبر من الشريان الصادر ، وبالتالي فإن الدم في الشريان الوارد له ضغط هيدروستاتيكي أعلى من الدم في الشريان الصادر. هذا يعني أن اليوريا والماء والأحماض الأمينية والجلوكوز يتم إجبارهم على الخروج من الشعيرات الدموية إلى النيفرون (كبسولة Bowman & # 8217s). لا يمكن إجبار البروتينات الكبيرة وخلايا الدم على المرور لأنها أكبر من أن تمر عبر الترشيح الفائق. بين الشعيرات الدموية وكبسولة Bowman & # 8217s ، يجب أن تمر الجزيئات الصغيرة من خلال 3 طبقات: البطانة لجدار الشعيرات الدموية ، والغشاء القاعدي المصنوع من الكولاجين في منتصف الشعيرات الدموية وكبسولة Bowman & # 8217s والخلايا الظهارية المبطنة كبسولة Bowman & # 8217s. يسمى المرشح الموجود في النيفرون بالمرشح الكبيبي.

يحدث إعادة الامتصاص الانتقائي من النبيب الملتف القريب ، وعروة Henlé ، والنبيبات الملتفة البعيدة وقناة التجميع في الدم. تحتوي الخلايا البطانية في النبيبات الملتوية القريبة على ميكروفيلي التي توفر مساحة كبيرة لامتصاص الجزيئات المفيدة. وتشمل هذه:

  • الجلوكوز عن طريق الانتشار الميسر والنقل النشط. هناك حاجة أيضًا إلى النقل النشط لإعادة امتصاص الجلوكوز لأن الانتشار الميسر يزيد من كمية الجلوكوز في النخاع مقارنة بالنيفرون ، لذلك هناك حاجة إلى عملية أخرى لامتصاص الجلوكوز حتى تدرج التركيز.
  • ماءعن طريق التناضح من النبيبات الملتوية القريبة ، وحلقة Henlé ، والنبيبات الملتوية البعيدة وقناة التجميع. ثم يتم إرسال المرشح المتبقي في النيفرون إلى أسفل الحالب إلى المثانة.

حلقة Henlé مهمة للغاية لأنها تلعب دورًا في امتصاص الماء في الشعيرات الدموية. حلقة Henlé لها طرف نازل وطرف صاعد يشكل الحلقة. في الطرف الصاعد ، يتم ضخ أيونات الصوديوم إلى الخارج عن طريق النقل النشط من الطرف الصاعد إلى النخاع حتى تدرج تركيزه. تنخفض إمكانات الماء في النخاع وهي أقل من إمكانات الماء في الطرف الصاعد ولكن غشاء الطرف الصاعد غير منفذ للماء وبالتالي لا يمكن للماء الخروج من النيفرون. فقط عدد قليل جدًا من أيونات الصوديوم يدخل إلى الطرف النازل ولكن لا يغير أي شيء لأنه له تأثير ضئيل. يؤدي التركيز العالي لأيونات الصوديوم في النخاع إلى ترك الماء للطرف النازل عن طريق التناضح. يصبح المرشح في الطرف النازل أكثر تركيزًا ولكن لا يمكنه المغادرة حقًا ، أسفل تدرج تركيزه إلى النخاع لأنه غير منفذ نسبيًا لأيونات الصوديوم. ثم يتم إعادة امتصاص الماء في الشعيرات الدموية التي تسمى vasa recta (الشعيرات الدموية التي تحيط بكامل النيفرون) عن طريق التناضح من النخاع. يتدفق المرشح بعد ذلك إلى أسفل الطرف النازل إلى أسفل حلقة Henlé حيث يكون تركيز أيونات الصوديوم في هذه المرحلة هو الأعلى. تنتشر أيونات الصوديوم من النيفرون إلى النخاع أسفل تدرج تركيزه. يحتوي اللب الآن على منطقتين من أيونات الصوديوم حيث يكون التركيز الأكبر للمنطقة الأقرب إلى قاع حلقة Henlé التي تحتوي على أكبر كمية من أيونات الصوديوم في النيفرون. لذلك يتم إجراء تدرج تركيز في لب أيونات الصوديوم مما يسمح لأكبر قدر من الماء بمغادرة الأنابيب الملتفة البعيدة وعلى طول قناة التجميع بأكملها.

التنظيم العضوي هو العملية التي تنظم فيها الكائنات الحية محتوى الماء في أجسامها. هذا ضروري للحفاظ على محتوى الماء في الجسم ثابتًا نسبيًا. تكتشف المستقبلات Osmoreceptors في منطقة ما تحت المهاد تغيرًا في محتوى الماء وبالتالي ترسل نبضة كهربائية إلى الغدة النخامية الخلفية التي تطلق هرمونًا مضادًا لإدرار البول وبكمية اعتمادًا على قدرة الماء في الدم. تستجيب الكلى لهذا التغيير وبالتالي تغير مدى تركيز البول. ملحوظة: يمكن اختصار الهرمون المضاد لإدرار البول إلى ADH ولكن تأكد من أنك عندما تستخدم النسخة المختصرة ، فأنت تعرف ما يمثله لأنه قد يكون محيرًا إذا تم إعطاء الاسم الكامل في الامتحان. إذا كانت إمكانات الماء في الدم منخفضة للغاية ، فإن مستقبلات التناضح تتقلص مع خروج الماء من تدرج تركيزه من الخلية إلى الدم عن طريق التناضح. يتم إرسال نبضة كهربائية إلى الغدة النخامية الخلفية حيث يتم إطلاق هرمون ADH في الدم بكميات كبيرة. هذا يجعل غشاء قناة التجميع أكثر نفاذاً للماء وبالتالي يترك الماء بالتناضح في الدم مما يجعل البول أكثر تركيزًا. إذا كانت الإمكانات المائية للدم عالية ، فإن مستقبلات التناضح في منطقة ما تحت المهاد تصبح منتفخة وترسل دفعة كهربائية إلى الغدة النخامية الخلفية حيث يتم إنتاج الهرمون المضاد لإدرار البول بكميات قليلة. هذا يجعل غشاء قناة التجميع غير منفذة للماء نسبيًا حيث لا يتم امتصاص الكثير من الماء مما يجعل البول أقل تركيزًا.


الفيروسات

إنفلونزا الطيور

أكثر الفيروسات التي تصيب الطيور موضعية هي أنفلونزا الطيور H5N1 شديدة الإمراض. تتواجد فيروسات إنفلونزا الطيور في الطيور المائية البرية فهي المستودع الطبيعي لجميع فيروسات الأنفلونزا أ (Olsen et al.، 2006 Stallknecht et al.، 2008 Yee et al.، 2009). تم العثور عليها أيضًا في العديد من الطيور الجوازية والطيور ذات الرتب الأخرى (Kelly et al. ، 2008 Olsen et al. ، 2006 Stallknecht st al. ، 2008). تنتشر إنفلونزا الطيور بشكل عام من خلال الطريق الفموي البرازي ، ويمكن أن تعيش لأسابيع أو شهور في الماء البارد ، أو سنوات في الجليد ، وقد تم توثيق انتشارها من خلال هجرة الطيور ، وكذلك من خلال النقل القانوني وغير القانوني للطيور (Gilbert et al.، 2008 Kilpatrick et al.، 2006 Stallknecht and Brown، 2009 van den Berg، 2009 Webster and Govorkova، 2006 Webster et al.، 2006). نظرًا لأن فيروس الإنفلونزا يحتوي على جينوم وحيد الجديلة قائم على الحمض النووي الريبي ، فإنه يتمتع بإمكانية عالية للتغير التكيفي باعتباره أحد مسببات الأمراض البشرية ، وبالتالي فهو مصدر قلق عالمي (Skeik and Jabr، 2008 Stallknecht et al.، 2008).

سيؤثر التغيير العالمي على انتشار فيروسات أنفلونزا الطيور من خلال عدة آليات. مع الاحتباس الحراري ، ستتحول توزيعات الطيور شمالًا في نصف الكرة الشمالي (وجنوبًا في نصف الكرة الجنوبي) ، وهناك دليل بالفعل على التغييرات في توقيت الهجرة (كاري ، 2009 هيتش وليبيرج ، 2007 La Sorte and Thompson ، 2007 Louchart ، 2008 بارميزان ويوه ، 2003). سيؤدي تغير المناخ إلى تغييرات في تركيبات الأنواع المحلية ، وقد تؤدي هذه التغييرات إلى إعادة توزيع إنفلونزا الطيور في مختلف الفئات العمرية والأنواع ومسارات الطيران. ومع ذلك ، فمن غير المعروف حتى الآن ما إذا كان تغير المناخ قد ساهم في ظهور أنفلونزا الطيور H5N1 شديدة الإمراض كمرض عالمي (جيلبرت وآخرون ، 2008). بدلاً من ذلك ، يبدو أن الآثار الفورية للتجارة الدولية للدواجن ، بالإضافة إلى هجرة الطيور ، قد ساهمت في انتشار الفيروس لمسافات طويلة (Kilpatrick et al.، 2006 van den Berg، 2009 Yee et al.، 2009) . بالإضافة إلى ذلك ، فإن المطالبة الزراعية بالأراضي الرطبة ، مناطق تكاثر / تغذية الطيور المائية ، ستؤدي إلى اتصالات أكبر بين الطيور البرية والداجنة (جيلبرت وآخرون ، 2008). في الوقت الحالي ، لا توجد دراسات تربط بشكل مباشر بين إزالة الغابات وانتشار إنفلونزا الطيور ، ومع ذلك ، فمن الممكن التكهن بأن تحول الموائل يمكن أن يساهم في تغيير مسارات الطيران ، وزيادة الاتصال بين مجموعات الطيور المختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، من المعروف أن الطيور البرية يمكن أن تأوي إنفلونزا الطيور (Kalthoff et al. ، 2009 Kelly et al. ، 2008) ولكن من غير الواضح كيف يمكن أن يؤثر تحول المناظر الطبيعية على انتقال المرض في هذه الطيور.

فيروس غرب النيل وفيروسات أربوفيروس

فيروس غرب النيل (WNV) هو أحد الفيروسات المصفرة ينتشر عن طريق البعوض ويسبب نفوقًا كبيرًا في الطيور والبشر والفقاريات الأخرى ويبدو أنه تسبب في انخفاضات واسعة النطاق في أعداد الطيور في أمريكا الشمالية (كرامر وآخرون ، 2007 LaDeau وآخرون ، 2007 ). يوجد الفيروس بشكل شائع في أنواع الطيور التي تسود في الموائل ذات التنوع البيولوجي المنخفض ، مثل الغراب الأمريكي وعصفور المنزل والروبن الأمريكي وعصفور المنزل. في الموائل الأقل اضطرابًا ، تكون هذه الأنواع المستودعات أقل شيوعًا أو غائبة (أوستفيلد ، 2009). تتنبأ فرضية تأثير التخفيف بأن البعوض الذي يحدث في مناطق تنوع الطيور المنخفض يجب أن يكون لديه احتمال كبير لإيجاد مضيف خزان مناسب لـ WNV ، وأن المناطق ذات التنوع البيولوجي العالي يجب أن تحافظ على معدلات انتشار أقل لـ WNV (Allan et al.، 2009 Ostfeld، 2009 ). في الواقع ، أبلغت دراسة حديثة عن انخفاض معدل حدوث WNV البشري في مقاطعات الولايات المتحدة التي لديها تنوع أكبر في الطيور (مضيف فيروسي) (Swaddle and Calos ، 2008). وبالمثل ، فقد ثبت أن معدلات الإصابة بالبعوض مع WNV مرتبطة بشكل عكسي بثراء أنواع الطيور غير العابرة وغطاء الأراضي الرطبة (Ezenwa et al. ، 2006 Ezenwa et al. ، 2007). ومع ذلك ، تشير دراسة أخرى في منطقة شيكاغو إلى أن العوامل الأخرى مثل التباين في تفضيل مضيف البعوض وكفاءة المستودع ودرجة الحرارة وهطول الأمطار ، قد تكون أكثر أهمية من ثراء الأنواع في التنبؤ بانتشار WNV (لوس وآخرون ، 2009). وبالتالي ، فإن آثار تحول المناظر الطبيعية على انتشار WNV ليست واضحة تمامًا ، لكن الأدلة تشير إلى أن إزالة الغابات ، المصحوبة بفقدان لاحق للتنوع البيولوجي وتغير المناخ المحلي ، قد تؤدي إلى أنماط متغيرة لانتقال الفيروس.

تعد الطيور أيضًا خزانًا لفيروس فلافيفيروس آخر محمول بالنواقل ، وهو التهاب الدماغ الياباني ، الشائع في آسيا (van den Hurk et al. ، 2009). مع أكثر من 10000 حالة وفاة بشرية سنويًا ، يبدو أن انتشار هذا الفيروس آخذ في الازدياد. الطيور الأرديدية ، على سبيل المثال مالك الحزين الأسود ، البلشون الصغير والبلشون المشوي ، هي المضيفات الحافظة لهذا الفيروس ، والذي ينتقل غالبًا إلى الخنازير ثم البشر من خلال ناقل البعوض الرئيسي. كوليكس ترايتورنشوس (ماكنزي وويليامز ، 2009). يُعتقد أن الكثير من انتشاره في آسيا يرجع إلى إزالة الغابات من أجل زيادة الزراعة ، وخاصة لري حقول الأرز (Mackenzie and Williams ، 2009). هنا ، أدى تكثيف استخدام الإنسان للأراضي ، وما تلاه من خسارة في مناطق الغابات ، إلى زيادة فرص التكاثر والبحث عن العلف لمضيفي الطيور ، إلى جانب زيادة الاتصال بالبشر والثدييات المنزلية. على الرغم من أن الفيروس لا يؤثر بشكل كبير على الطيور ، فإن النتائج هي زيادة حالات الإصابة بالأمراض لدى البشر. إلى جانب هذه الأمثلة ، هناك العديد من فيروسات الطيور الأخرى التي يمكن أن تنتشر مع الطيور المهاجرة (Hubalek ، 2004) ، حيث يمكن أن يتأثر انتقالها بالمثل من خلال الآثار غير المباشرة لإزالة الغابات.


I. مقدمة

الماء ضروري للحياة. منذ أن غامر الأنواع البدائية بالخروج من المحيطات للعيش على الأرض ، كان مفتاح البقاء على قيد الحياة هو الوقاية من الجفاف. عبر التكيفات الحرجة مجموعة من الأنواع ، بما في ذلك الإنسان. بدون ماء ، يمكن للبشر البقاء على قيد الحياة لأيام فقط. يتكون الماء من 75٪ من وزن الجسم عند الرضع إلى 55٪ عند كبار السن وهو ضروري للتوازن الخلوي والحياة. 1 ومع ذلك ، هناك العديد من الأسئلة التي لم تتم الإجابة عليها حول هذا المكون الأكثر أهمية في أجسامنا ونظامنا الغذائي. تحاول هذه المراجعة تقديم بعض الإحساس بمعرفتنا الحالية بالمياه بما في ذلك الأنماط الإجمالية للاستهلاك وبعض العوامل المرتبطة بالتناول ، والآليات المعقدة وراء توازن المياه ، وتأثيرات التباين في تناول المياه على الصحة واستهلاك الطاقة ، والوزن ، والأداء البشري وتعمل.

استندت البيانات الأخيرة حول متطلبات المياه إلى الاسترجاع بأثر رجعي لاستهلاك المياه من الأطعمة والمشروبات بين الأفراد الأصحاء غير المودعين في مؤسسات. نقدم أمثلة لتقييم استهلاك المياه في السكان لتوضيح الحاجة إلى الدراسات التجريبية. بخلاف ظروف الجفاف هذه ، لا نفهم حقًا كيف يؤثر الماء على الصحة والرفاهية ، حتى تأثير مدخول الماء على الأمراض المزمنة. في الآونة الأخيرة ، تناول J & # x000e9quier and Constant هذا السؤال بناءً على فسيولوجيا الإنسان. 2 نحتاج إلى معرفة المزيد عن مدى أهمية تناول الماء للوقاية من الأمراض وتعزيز الصحة.

كما نلاحظ لاحقًا ، فإن عددًا قليلاً من البلدان قد طورت متطلباتها من المياه وتلك التي تبنيها على مقاييس ضعيفة على مستوى السكان من مدخول الماء وأسمولية البول. 3 ، 4 طُلب من الهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية (EFSA) مؤخرًا مراجعة المدخولات الحالية الموصى بها من المواد الأساسية ذات التأثير الفسيولوجي بما في ذلك الماء لأن هذه المغذيات ضرورية للحياة والصحة. 5

تستند التوصيات الغذائية الأمريكية للمياه على متوسط ​​مدخول المياه مع عدم استخدام قياسات حالة الجفاف للسكان للمساعدة. تم استخدام جمع عينات الدم لمرة واحدة لتحليل الأسمولية في المصل بواسطة NHANES. على مستوى السكان ، ليس لدينا طريقة مقبولة لتقييم حالة الماء ، وهناك مقياس يستخدمه بعض العلماء ، وهو فرط التوتر ، ولا يرتبط حتى بالترطيب في نفس الاتجاه لجميع الفئات العمرية. 6 تُستخدم مؤشرات البول في كثير من الأحيان ولكنها تعكس الحجم الأخير للسوائل المستهلكة بدلاً من حالة الترطيب. 7 يستخدم العديد من العلماء الأسمولية في البول لقياس حالة الترطيب الحديثة. 8 & # x02013 12 تقنيات تخفيف الديوتيريوم (التخفيف النظائري باستخدام D2O أو أكسيد الديوتيريوم) تسمح بقياس إجمالي ماء الجسم ولكن ليس حالة توازن الماء. 13 نشعر حاليًا بعدم وجود مؤشرات حيوية كافية لقياس حالة الترطيب على مستوى السكان.

عندما نتحدث عن الماء ، فإننا نركز أولاً وقبل كل شيء على جميع أنواع المياه ، سواء كانت ناعمة أو صلبة ، ربيعية أو جيدة ، مياه غازية أو مقطرة. علاوة على ذلك ، نحصل على الماء ليس فقط كمشروب بشكل مباشر ولكن من الطعام وإلى حد صغير جدًا أيضًا من أكسدة المغذيات الكبيرة (المياه الأيضية). تختلف نسبة المياه التي تأتي من المشروبات والأطعمة باختلاف نسبة الفواكه والخضروات في النظام الغذائي. نقدم نطاقات الماء في الأطعمة المختلفة (الجدول 1). في الولايات المتحدة ، تشير التقديرات إلى أن حوالي 22٪ من المياه تأتي من استهلاكنا الغذائي بينما ستكون أعلى بكثير في الدول الأوروبية ، خاصةً بلد مثل اليونان مع تناول كميات أكبر من الفواكه والخضروات أو كوريا الجنوبية. 3 ، 14 ، 15 الدراسة المتعمقة الوحيدة لاستخدام المياه والمياه الجوهرية للغذاء في الولايات المتحدة وجدت مساهمة بنسبة 20.7٪ من مياه الغذاء 16 ، 17 ولكن كما أوضحنا لاحقًا ، كان هذا البحث يعتمد على التقييم العام الضعيف لاستهلاك الماء .

الجدول 1

نطاق محتوى الماء لأطعمة مختارة

النسبة المئويةمادة غذائية
100%ماء
90 & # x0201399٪Fat-free milk, cantaloupe, strawberries, watermelon, lettuce, cabbage, celery, spinach, pickles, squash (cooked)
80�%Fruit juice, yogurt, apples, grapes, oranges, carrots, broccoli (cooked), pears, pineapple
70�%Bananas, avocados, cottage cheese, ricotta cheese, potato (baked), corn (cooked), shrimp
60�%Pasta, legumes, salmon, ice cream, chicken breast
50�%Ground beef, hot dogs, feta cheese, tenderloin steak (cooked)
40�%Pizza
30�%Cheddar cheese, bagels, bread
20�%Pepperoni sausage, cake, biscuits
10�%Butter, margarine, raisins
1𠄹%Walnuts, peanuts (dry roasted), chocolate chip cookies, crackers, cereals, pretzels, taco shells, peanut butter
0%Oils, sugars

Source: The USDA National Nutrient Database for Standard Reference, Release 21 provided in Altman. 127

This review considers water requirements in the context of recent efforts to assess water intake in US populations. Relationship of water and calorie intake is explored both for insights into the possible displacement of calories from sweetened beverages by water and also to examine the possibility that water requirements would be better expressed in relation to calorie/energy requirements with the dependence of the latter on age, size, gender, and physical activity level. We review current understanding of the exquisitely complex and sensitive system which protects land animals against dehydration and comment on the complications of acute and chronic dehydration in man against which a better expression of water requirements might complement the physiological control of thirst. Indeed, the fine intrinsic regulation of hydration and water intake in individuals mitigates against prevalent underhydration in populations and effects on function and disease.

Regulation of fluid intake

To prevent dehydration reptiles, birds, vertebrates, and all land animals have evolved an exquisitely sensitive network of physiological controls to maintain body water and fluid intake by thirst. Humans may drink for various reasons, particularly for hedonic ones but most of drinking is due to water deficiency which triggers the so called regulatory or physiological thirst. The mechanism of thirst is quite well understood today and the reason non-regulatory drinking is often encountered is related to the large capacity of kidneys to rapidly eliminate excesses of water or reduce urine secretion to temporarily economize on water. 1 But this excretory process can only postpone the necessity for drinking or for stopping drinking an excess of water. Non regulatory drinking is often confusing, particularly in wealthy societies facing highly palatable drinks or fluids that contain other substance that the drinker seeks. The most common of them are sweeteners or alcohol to which water is served as a vehicle. Drinking these beverages isn’t due to excessive thirst or hyperdipsia as it can be shown by offering pure water instead and finding out that the same drinker is in fact hypodipsic (Characterized by abnormally diminished thirst). 1

Fluid balance of the two compartments

Maintaining a constant water and mineral balance requires the coordination of sensitive detectors at different sites in the body linked by neural pathways with integrative centers in the brain that process this information. These centers are also sensitive to humoral factors (neurohormones) produced for the adjustment of diuresis, natriuresis and blood pressure (angiotensin mineralocorticoids, vasopressin, atrial natriuretic factor). Instructions from the integrative centers to the 𠇎xecutive organs” (kidney, sweat glands and salivary glands) and to the part of the brain responsible for corrective actions such as drinking are conveyed by certain nerves in addition to the above mentioned substances. 1

Most of the components of fluid balance are controlled by homeostatic mechanisms responding to the state of body water. These mechanisms are sensitive and precise, and are activated with deficits or excesses of water amounting to only a few hundred milliliters. A water deficit produces an increase in the ionic concentration of the extracellular compartment, which takes water from the intracellular compartment causing cells to shrink. This shrinkage is detected by two types of brain sensors, one controlling drinking and the other controlling the excretion of urine by sending a message to the kidneys mainly via the antidiuretic hormone vasopressin to produce a smaller volume of more concentrated urine. 18 When the body contains an excess of water, the reverse processes occur: the lower ionic concentration of body fluids allows more water to reach the intracellular compartment. The cells imbibe, drinking is inhibited and the kidneys excrete more water.

The kidneys thus play a key role in regulating fluid balance. As discussed later, the kidneys function more efficiently in the presence of an abundant water supply. If the kidneys economize on water, producing a more concentrated urine, these is a greater cost in energy and more wear on their tissues. This is especially likely to occur when the kidneys are under stress, for example when the diet contains excessive amounts of salt or toxic substances that need to be eliminated. Consequently, drinking enough water helps protect this vital organ.

Regulatory drinking

Most drinking obeys signals of water deficit. Apart from urinary excretion, the other main fluid regulatory process is drinking, mediated through the sensation of thirst. There are two distinct mechanisms of physiological thirst: the intracellular and the extracellular mechanisms. When water alone is lost, ionic concentration increases. As a result, the intracellular space yields some of its water to the extracellular compartment. One again, the resulting shrinkage of cells is detected by brain receptors that send hormonal messages to induce drinking. This association with receptors that govern extracellular volume is therefore accompanied by an enhancement of salt appetite. Thus, people who have been sweating copiously prefer drinks that are relatively rich in Na+ salts rather than pure water. As previously mentioned, it is always important to supplement drinks with additional salt when excessive sweating is experienced.

The brain’s decision to start or stop drinking and to choose the appropriate drink is made before the ingested fluid can reach the intra- and extracellular compartments. The taste buds in the mouth send messages to the brain about the nature, and especially the salt of the ingested fluid, and neuronal responses are triggered as if the incoming water had already reached the bloodstream. These are the so-called anticipatory reflexes: they cannot be entirely �phalic reflexes” because they arise from the gut as well as the mouth. 1

The anterior hypothalamus and pre-optic area are equipped with osmo-receptors related to drinking. Neurons in these regions show enhanced firing when the inner milieu gets hyperosmotic. Their firing decreases when water is loaded in the carotid artery that irrigates the neurons. It is remarkable that the same decrease in firing in the same neurons takes place when the water load is applied on the tongue instead of being injected in the carotid artery. This anticipatory drop in firing is due to a mediation neural pathways departing from the mouth and by converging on to the neurons which simultaneously sense of the inner milieu (blood).

Non-regulatory drinking

Although everyone experiences thirst from time to time, it plays little day-to-day role in the control of water intake in healthy people living in temperate climates. We generally consume fluids not to quench our thirst, but as components of everyday foods (e.g. soup, milk), as beverages used as mild stimulants (tea, coffee) and for pure pleasure. As common example is alcohol consumption which can increase individual pleasure and stimulate social interaction. Drinks are also consumed for their energy content, as in soft drinks and milk, and are used in warm weather for cooling and in cold weather for warming. Such drinking seems also to be mediated through the taste buds, which communicate with the brain in a kind of “reward system” the mechanisms of which are just beginning to be understood. This bias in the way human beings rehydrate themselves may be advantageous because it allows water losses to be replaced before thirst-producing dehydration takes place. Unfortunately, this bias also carries some disadvantages. Drinking fluids other than water can contribute to an intake of caloric nutrients in excess of requirements, or in alcohol consumption that in some people may insidiously bring about dependence. For example, total fluid intake increased from 79 fluid ounces in 1989 to 100 fluid ounces in 2002 among US adults, all from caloric beverages. 19

Effects of aging on fluid intake regulation

The thirst and fluid ingestion responses of older persons to a number of stimuli have been compared to those seen in younger persons. 20 Following water deprivation older persons are less thirsty and drink less fluid compared to younger persons. 21 , 22 The decrease in fluid consumption is predominantly due to a decrease in thirst as the relationship between thirst and fluid intake is the same in young and old persons. Older persons drink insufficient water following fluid deprivation to replenish their body water deficit. 23 When dehydrated older persons are offered a highly palatable selection of drinks, this also failed to result in an increased fluid intake. 23 The effects of increased thirst in response to an osmotic load have yielded variable responses with one group reporting reduced osmotic thirst in older individuals 24 and one failing to find a difference. In a third study, young individuals ingested almost twice as much fluid as old persons, despite the older subjects having a much higher serum osmolality. 25

Overall these studies support small changes in the regulation of thirst and fluid intake with aging. Defects in both osmoreceptors and baroreceptors appear to exist as well as changes in the central regulatory mechanisms mediated by opioid receptors. 26 Because of their low water reserves, it may be prudent for the elderly to learn to drink regularly when not thirsty and to moderately increase their salt intake when they sweat. Better education on these principles may help prevent sudden hypotension and stroke or abnormal fatigue can lead to a vicious circle and eventually hospitalization.

التنظيم الحراري

Hydration status is critical to the body’s process of temperature control. Body water loss through sweat is an important cooling mechanism in hot climates and in physical activity. Sweat production is dependent upon environmental temperature and humidity, activity levels, and type of clothing worn. Water losses via skin (both insensible perspiration and sweating) can range from 0.3 L/h in sedentary conditions to 2.0 L/h in high activity in the heat and intake requirements range from 2.5 to just over 3 L/d in adults under normal conditions, and can reach 6 L/d with high extremes of heat and activity. 27 , 28 Evaporation of sweat from the body results in cooling of the skin. However, if sweat loss is not compensated for with fluid intake, especially during vigorous physical activity, a hypohydrated state can occur with concomitant increases in core body temperature. Hypohydration from sweating results in a loss in electrolytes, as well as a reduction in plasma volume, and can lead to increased plasma osmolality. During this state of reduced plasma volume and increased plasma osmolality, sweat output becomes insufficient to offset increases in core temperature. When fluids are given to maintain euhydration, sweating remains an effective compensation for increased core temperatures. With repeated exposure to hot environments, the body adapts to heat stress, and cardiac output and stroke volume return to normal, sodium loss is conserved, and the risk for heat-stress related illness is reduced. 29 Increasing water intake during this process of heat acclimatization will not shorten the time needed to adapt to the heat, but mild dehydration during this time may be of concern and is associated with elevations in cortisol, increased sweating, and electrolyte imbalances. 29

Children and the elderly have differing responses to ambient temperature and different thermoregulatory concerns than healthy adults. Children in warm climates may be more susceptible to heat illness than adults due to greater surface area to body mass ratio, lower rate of sweating, and slower rate of acclimatization to the heat. 30 , 31 Children may respond to hypohydration during activity with a higher relative increase in core temperature than adults do, 32 and sweat less, thus losing some of the benefits of evaporative cooling. However, it has been argued that children can dissipate a greater proportion of body heat via dry heat loss, and the concomitant lack of sweating provides a beneficial means of conserving water under heat stress. 30 Elders, in response to cold stress, show impairments in thermoregulatory vasoconstriction and body water is shunted from plasma into the interstitial and intracellular compartments. 33 , 34 With respect to heat stress, water lost through sweating decreases water content of plasma, and the elderly are less able to compensate for increased blood viscosity. 33 Not only do they have a physiological hypodipsia, but this can be exaggerated by central nervous system disease 35 and by dementia 36 . In addition, illness and limitations in activities of daily living can further limit fluid intake. Coupled with reduced fluid intake, with advancing age there is a decrease in total body water. Older individuals have impaired renal fluid conservation mechanisms and, as noted above, have impaired responses to heat and cold stress 33 , 34 . All of these factors contribute to an increased risk of hypohydration and dehydration in the elderly.


Explain the role of ADH in regulating the water potential of the blood.

Firstly, a description of water potential would be a good place to start. An example definition of this could be: the pressure created by water molecules. The greater the number of water molecules present, the higher (less negative) the water potential, in relation to pure water, which has a water potential of zero. If the solute concentration is higher, the water molecules can move less freely in solution, so the water potential will be lower. The blood has lots of solutes such as proteins, glucose and sodium chloride, which all influence the water potential. As water potential must be relatively stable within the body, via a process called osmoregulation (homeostasis), the body must have mechanisms in place to cope with a change in water potential. Osmoreceptors in the hypothalamus detect changes in water potential. When the water potential is low (so the blood has a high solute concentration), these osmoreceptor cells lose water by osmosis and shrink, causing the release of a peptide hormone called ADH (vasopressin/anti-diruretic hormone). ADH passes to the posterior pituitary gland and is secreted into the capillaries. ADH passes through the blood into the nephrons of the kidney, where it acts on the collecting tubules and distal convoluted tubules (DCT) to stimulate V2 receptors. Via an intracellular cascade, the end result is the insertion of aquaporins onto these cell membranes. This increases the permeability of the collecting tubules and DCT to water, so more water can be reabsorbed, down a water potential gradient, to re-enter the blood. Less urine and urine that is more concentrated is produced. The thirst centre of the brain is stimulated by the osmoreceptors so the individual is alerted to change their behaviour (ie. to drink more water). This whole system works via negative feedback, as when osmoreceptors detect a rise in water potential, they send fewer impulses to the pituitary gland, so less ADH is released and the normal water potential of the blood can be restored. ADH also affects urea concentrations in the body, as it can stimulate more urea channels to be inserted onto the membranes of the collecting ducts, also contributing to the homeostasis of blood water potential.


A Cell in Hypertonic Solution

The plasma membrane that surrounds cells is a special permeable membrane that separates the contents of the cell from the environment. The plasma membrane is embedded with special membrane transport proteins that help transport solutes across. It also has special protein channels called aquaporins that allow water to flow freely across the membrane. The cell must use energy to actively move solutes into and out of the cell. Too many solutes and the cytosol will become a hypertonic solution compared to the environment. Cells without cell walls can burst in this condition.

Too few solutes in the environment will become the hypertonic solution. In this case, the opposite will happen, as water moves out of the cell. Water moves against the concentration gradient of solutes, moving from areas of low solute concentration to areas of high solute concentration. In another sense, water moves with the water concentration gradient, from areas of high water concentration to areas of low water concentration.

Organisms that regulate the osmolarity of their cells are known as osmoregulators. Typically, cells try to maintain their cytoplasm as a hypertonic solution compared to the environment. While this does pose certain structural problems, it allows water to flow freely through the cell, and participate in many of the necessary reactions. If cells were hypotonic, they would eventually lose most of their water to the environment. Other organisms, محولات الأسمدة, have the same osmolarity as the environment, although the exact solutes may be different. This ensures that they neither lose nor gain lots of water.


شاهد الفيديو: لحظة تنفيذ حكم الاعدام على ثلاثة مجرمين لاصحاب القلوب الجريئة (يونيو 2022).


تعليقات:

  1. Mautilar

    لم تكن مخطئا

  2. Waer

    كولل ...

  3. Dousho

    أعتقد أن هناك دائما إمكانية.

  4. Voodooran

    شكرا لمساعدتك في هذه المسألة.

  5. Laibrook

    شكرًا. بالضبط ما هو مطلوب))

  6. Lennox

    كنت الآن فضوليًا ، ويقرأ مؤلف المدونة نفسه التعليقات على هذا المنشور. أم أننا نكتب لأنفسنا هنا؟



اكتب رسالة