משק המים בגוף האדם

חלוקת המים בגוף האדם

המים בגוף מחולקים על פי מיקומם. מרבית המים, כשני שלישים, נמצאים בתוך עשרות מיליארדי תאי הגוף כמרכיב בנוזל התוך-תאי. השליש הנותר של המים מרכיב את הנוזל החוץ-תאי.
מרבית הנוזל החוץ-תאי, כשלושה רבעים ממנו, הוא הנוזל הבין-תאי. כרבע מהנוזל החוץ-תאי מרכיב את פלזמת הדם. כמויות קטנות של נוזל חוץ-תאי נמצאות גם במערכת הלימפה ובחללי הגוף השונים, כגון הנוזל המוחי-שדרתי שבחדרי המוח והנוזל הסינוביאלי שבמפרקים. כמות הנוזלים בחללים הקטנים מסתכמת בליטר עד שני ליטרים.
בין הנוזל התוך-תאי לנוזל החוץ-תאי ניצבים קרומי התאים הבררנים למעבר רוב האלקטרוליטים בגוף. הנוזלים נבדלים מאוד זה מזה בהרכב המומסים שבהם, כלומר, בכל אחד מהם ישנה כמות אחרת של יונים שונים. בין הנוזל הבין-תאי לפלזמת הדם ניצבות דפנות הנימים העבירות לכמעט כל חומר בגוף, ולכן הרכבו של הנוזל הבין-תאי דומה להרכבה של הפלזמה. קרומי התאים, כמו גם דפנות הנימים, מאפשרים מעבר חופשי של מים.

מאזן המים

שמירה על כמות מים קבועה בגוף מתאפשרת על ידי איזון בין כמות המים הנכנסים לגוף לכמות המים היוצאים ממנו. חלקים מתנועת המים אל הגוף ומחוצה לו כלל אינם מודעים או נשלטים. למשל מים היוצאים דרך העור (לא כזיעה), או מים המופרשים דרך הריאות. כ־700 מיליליטרים ביממה יוצאים מהגוף בדרכים אלו ומצטרפים למים היוצאים מהגוף בצואה, בשתן ובזיעה.
מים מתווספים לגוף דרך מערכת העיכול כתכולת שתייה ומזון. מים נוספים מופקים בגוף בתאים, המסנתזים אותם במהלך חמצון פחמימות, כחלק מהנשימה התאית.

מערכת העיכול

מים הנכנסים למערכת העיכול, בין אם כנוזל ובין אם כמרכיב במזון מוצק, נספגים בגוף בעיקר במעי הדק. חלק מהמים נספגים גם בהמשכה של מערכת העיכול, במעי הגס.
מנגנון הספיגה העיקרי של המים תלוי בלחץ אוסמוטי המתקיים עקב פעילותן של משאבות יונים בדפנות המעי. משאבות היונים מוציאות באופן פעיל יונים של נתרן מתוך צינור המעי ומכניסות אותם לגוף, כך שנוצר הפרש לחצים אוסמוטי הגורם ליציאת מים מצינור המעי ולכניסתם לגוף.
עם הגעת המים למעי הדק הם נספגים לגוף באופן כמעט מיידי ומכאן שקצב ספיגת מי שתייה תלוי בקצב התרוקנות הקיבה. כמויות גדולות של מים או מים קרירים (בין שמונה לשלוש עשרה מעלות צלזיוס) מתרוקנים מהר יותר מהקיבה מאשר כמויות קטנות או מים חמים. מים בתמיסה מרוכזת מתרוקנים לאט יותר מהקיבה. מכאן שהדרך המהירה ביותר להוסיף נוזלים לגוף דרך מערכת העיכול, היא שתיית מים קרירים, בריכוז מומסים זהה לריכוז הקיים בגוף או דליל יותר ובכמויות גדולות.
כמות המים הנצרכים דרך מערכת העיכול משתנה, ותלויה בגורמים כמו אקלים ופעילות פיזית. בכל מקרה, כדי לאזן את כמות המים שיוצאים מהגוף, צריכת מים היא חיונית.

עור

העור העוטף את הגוף כולו מונע יציאת מים מהגוף. השכבה החיצונית ביותר של העור, השכבה הקרנית של עילית העור, עשויה תאים המכילים חלבון דוחה מים בשם קרטין. התאים מחוברים זה לזה בקשרים הדוקים המוסיפים לאטימותה של השכבה הקרנית. פגיעה בשלמות העור, כגון כווייה, עלולה לגרום לאובדן גדול של מים, שיש לפצות עליו בשתייה מרובה. למרות יעילותה של השכבה הקרנית, עדיין עוברים דרכה מים בפעפוע ויוצאים מהגוף בכמות של כ־350 מיליליטר ליממה.
בלוטות זיעה בעור מפרישות זיעה המכילה מים כחלק ממערכת ויסות החום של הגוף. התאיידות הזיעה היא תהליך אנדותרמי המוביל לקירור. בתנאים רגילים יוצאים מהגוף בדרך זו כ־100 מיליליטר של מים ביממה, אך בתנאים של אקלים חם ומאמץ גופני קשה, אובדן המים בהזעה מגיע לליטר עד שני ליטרים בשעה.

ריאות

אוויר שנשאף לריאות מלוחלח על ידי מים בדפנות דרכי הנשימה. מולקולות המים עוברות ממצב נוזלי למצב צבירה של גז. בטמפרטורת הגוף, לחץ האדים של המים מגיע ל־47 מילימטר כספית. האוויר ננשף מהגוף כשהוא עדיין מכיל את המים שהתאדו לתוכו. בדרך זו, יוצאים מהגוף כ־350 מיליליטר של מים ביממה. בטמפרטורות נמוכות, לחץ האדים באוויר קרוב לאפס והאוויר יבש. הפער שבין לחות האוויר הנשאף ללחות האוויר הננשף גדל ועמו גדלה כמות המים היוצאת מהגוף.

צואה

לאחר ספיגת חומרי מזון ומים מהחומרים המתעכלים על ידי מערכת העיכול, נפלטת עם הצואה כמות קטנה של כ־100 מיליליטר של מים ביממה.

ויסות נפח הדם והנוזל החוץ-תאי

בתגובה לצריכת מים דרך מערכת העיכול ולאיבודם במהלך פעילויות ותהליכים שונים, מוטל על הכליות התפקיד של איזון נפח המים בגוף. בכליות נקבעת כמות המים שתופרש וכמות המומסים (בראשם מלח, המומס העיקרי בנוזל החוץ-תאי) שתופרש. לריכוז המלח תפקיד חשוב במשק המים של הגוף, שכן שיעורו חייב להיות קבוע לשם שימור תנאי קיום החיים. במידה ושיעורו יעלה, יהא על מערכות הגוף להפרישו או להעלות את כמות המים, ובמידה ושיעורו ירד, יהא על המערכות לשמרו או להקטין את כמות המים שבגוף.
כדי לשנות את קצב הפרשת המים בשתן, יש לשנות את קצב כניסת המים (את הסינון) למערכת המייצרת את השתן או את קצב הספיגה החוזרת של המים מהמערכת.

הורמון נוגד השתנה

הורמון נוגד השתנה מופרש מהאונה האחורית של יותרת המוח, ומשפיע ישירות על ספיגה מחדש של מים. הגורם העיקרי להפרשת ההורמון הוא שינוי באוסמולריות של הנוזל החוץ-תאי. שינוי באוסמולריות נובע מירידה או עלייה בכמות המים בנוזל החוץ-תאי. התייבשות, למשל, תעלה את האוסמולריות. אוסמורצפטורים, הנמצאים בהיפותלמוס ובקדמת החדר השלישי של המוח, מגרים את הפרשתו כאשר עולה האוסמולריות, ומדכאים את הפרשתו כאשר יורדת האוסמולריות.
עלייה בפעילות סימפתטית מגרה הפרשת הורמון נוגד השתנה. המערכת הסימפתטית מגבירה פעילותה בתגובה לירידה בלחץ דם או בנפח הדם. מכאן שההורמון מופרש לא רק בתגובה לעלייה באוסמולריות אלא גם בתגובה לירידה בלחץ דם או בנפח דם, אלא שהתגובה לאחרונים משמעותית רק בטווח הקצר, כמו, לדוגמה, בתגובה לדימום. בטווח הארוך, לאוסמולריות של הנוזל החוץ-תאי ישנה השפעה משמעותית יותר על הפרשת ההורמון.
גורמים נוספים יכולים להשפיע על הפרשת הורמון נוגד השתנה. הקאה גורמת לעלייה בהפרשתו וכתוצאה מופעל המנגנון שישמר מים שאבדו בהקאה. גם ניקוטין ומורפין גורמים לעלייה בהפרשת ההורמון. מצד שני, אלכוהול מדכא את הפרשת ההורמון וגורם לעלייה בקצב הפרשת מים בשתן ובכמות השתן המיוצרת.

Atrial natriuretic peptide (ANP)‎

ANP הוא פפטיד המופרש מתאים בפרוזדורי הלב. ANP מופרש בתגובה ללחץ מכני על התאים, כלומר בתגובה לעלייה בנפח הדם. מכיוון שכך, ומכיוון שהוא מעכב ספיגה חוזרת של נתרן ומים בצינור המאסף, נחשב ה-ANP כאנטגוניסט למערכות המגבירות ספיגה חוזרת של מים ונתרן.

מערכת סימפתטית

המערכת הסימפתטית מופעלת על ידי חיישנים המפוזרים במערכת הלב וכלי הדם, כמו באזורי לחץ גבוה כגון בקשת אב העורקים ובעורק תרדמני, או חיישנים באזורי לחץ נמוך כגון בכלי הדם שבריאות. הראשונים מושפעים יותר משינויים בלחץ הדם והאחרונים משינויים בנפח הדם.
עלייה בפעילות סימפתטית מתרחשת בתגובה לירידה בלחץ הדם או בנפח הדם, וגורמת להצרת עורקיקים שמפחיתה את קצב הסינון לנפרונים. באותה עת, גורמת המערכת להתגברות ספיגת נתרן מהאבובית המקורבת, לשחרור רנין וליצירת אנגיוטנסין II ואלדוסטרון.
לאדרנלין ולנוראדרנלין השפעה דומה לזו של המערכת הסימפתטית.
עיקר כוחה של הפעילות הסימפתטית כרוך בהשראת תגובה מהירה לשינויים גדולים במאזן הנוזלים בגוף, כגון בעת דימום או, לחלופין, בהפחתת הפעילות הסימפתטית לאחר ארוחה עשירה בנוזלים. למערכת השפעה פחותה בוויסות המים בטווח זמן ארוך.

אינטגרציה של הגורמים המשפיעים על כמות המים בשתן

ריבוי המערכות המשפיעות על כמות המים המופרשת בשתן, מביא לכך שבמידה וישתנה רק קצב הסינון לכליות או רק קצב הספיגה החוזרת, יאוזן השינוי על ידי המערכות האחרות וכמות השתן לא תשתנה. באותה מידה, לפעילות חריגה של רק אחת מהמערכות ישנה השפעה מועטה על נפח הדם, שכן המערכות האחרות יפצו על הפעילות החריגה.
המערכות יחד מגלות רגישות רבה לשינויים בפרמטרים המנוטרים על ידן. כך, למשל, שינוי קטן בנפח הדם יגרום לשינוי גדול בתפוקת הלב, שינוי קטן בתפוקת הלב יגרום לשינוי גדול בלחץ הדם שישפיע על נפח השתן. המערכות מסוגלות לאזן ולשמר את נפח הדם בתגובה לכמויות שונות ואף גדולות של מים הנכנסים למערכת העיכול, למעט במקרה שכמות המים הנכנסת קטנה מדי.

צמא

השליטה על משק המים בגוף אינה מסתכמת בקביעת נפח השתן. גם כניסת מים דרך מערכת העיכול נתונה להשפעה בעזרת מנגנון הצמא. תחושת צמא היא תשוקה מודעת לשתיית מים.
אל מרכז הצמא שבמוח, מגיעים גירויים מאוסמורצפטורים המנטרים את כמות המומסים שבפלזמת הדם ובנוזל המוחי שדרתי. אותם אוסמורצפטורים שמפעילים את שחרור הורמון נוגד השתנה, גורמים לתחושת צמא. מרכז הצמא מופעל גם על ידי ירידה בנפח הדם, עלייה ברמת אנגיוטנסין II ותחושת יובש בפה וברירית הוושט. מנגד, הרחבה של דפנות מערכת העיכול המעידה על כניסת מזון ומים, מדכאת את פעילות מרכז הצמא.
מכל הגורמים המשפיעים על פעילות מרכז הצמא, המשמעותית ביותר היא רמת האוסמולריות של הנוזל החוץ-תאי. די בשינוי של כאחוז וחצי באוסמולריות כדי לעורר תחושת צמא.