Материалы SapiensMed не заменяют консультацию врача
Здравствуйте, друзья! В нашем традиционном лонгриде поговорим об антидиуретическом гормоне, или вазопрессине, и о жажде — двух механизмах, которые вместе удерживают количество воды в организме почти неизменным. Почему после солёной еды хочется пить, а после пива бегаешь в туалет? Отчего ночью мы почти не встаём помочиться, а пожилые люди часто не чувствуют жажды даже в жару? И правда ли, что каждому нужно выпивать два литра воды в день?
Мы разберём, где вырабатывается антидиуретический гормон, как мозг чувствует концентрацию крови, как гормон превращает почку из «решета» в экономную систему и почему жажда проходит после первых глотков, задолго до того, как вода всосётся.
Отдельно обсудим, кто и что регулирует этот механизм, как он меняется у детей, пожилых, беременных, во сне, в жару и при нагрузке, какие болезни связаны с его поломкой и как поддержать водный баланс. В конце статьи вас ждёт краткое резюме по каждому разделу статьи.
Часть 1. Что такое водный баланс и зачем его держать
1.1. Вода — основа внутренней среды
Вода составляет около 60 процентов массы тела взрослого мужчины и немного меньше у женщин, у которых больше жировой ткани. Две трети воды находятся внутри клеток, треть — в межклеточной жидкости и плазме крови. Клетки очень чувствительны к концентрации растворённых в окружающей жидкости веществ, прежде всего натрия12.
Эту концентрацию называют осмоляльностью. У здорового человека осмоляльность плазмы держится в узком коридоре около 285–295 миллиосмолей на килограмм воды. Если жидкость вокруг клеток становится слишком концентрированной, вода выходит из клеток, и они сжимаются. Если слишком разбавленной — вода входит в клетки, и они набухают. Особенно опасно это для клеток мозга, зажатых в черепе13.
1.2. Два рычага одной системы
Мы постоянно теряем воду: с мочой, потом, дыханием и стулом — в сумме около 2,5 литра в сутки в спокойных условиях. Возмещаем её питьём, водой из пищи и небольшим количеством воды, которая образуется при обмене веществ. Поддержание этого равновесия — пример гомеостаза, о котором рассказывает статья Гомеостаз: как организм поддерживает постоянство внутренней среды42.
У системы два рычага. Антидиуретический гормон уменьшает выход воды, заставляя почки её экономить. Жажда увеличивает вход, заставляя нас пить. Гормон работает быстро, но лишь сокращает потери. Жажда восполняет уже потерянное. Вместе они удерживают осмоляльность с точностью около 1–2 процентов56.
Часть 2. Как это работает: от датчика в мозге до почки
2.1. Где вырабатывается гормон
Антидиуретический гормон — короткий белок из девяти аминокислот. Его вырабатывают крупные нервные клетки двух ядер гипоталамуса: надзрительного и околожелудочкового. По длинным отросткам этих клеток гормон спускается в заднюю долю гипофиза и хранится там до сигнала. Об этой паре органов рассказывают статьи «Всё, что вы хотели знать о гипоталамусе и гипофизе» и Гормоны гипофиза и их задачи17.
Вместе с гормоном из того же белка-предшественника вырезается ещё один фрагмент — копептин. Он выходит в кровь в равном количестве с гормоном, но гораздо устойчивее. Поэтому в лабораториях вместо капризного антидиуретического гормона часто измеряют копептин68.
2.2. Датчики концентрации
Мозг измеряет концентрацию крови с помощью осморецепторов — особых нервных клеток в небольших участках у стенки третьего желудочка. В этих участках нет плотного барьера между кровью и мозгом, и клетки прямо омываются кровью. Когда кровь становится концентрированнее, клетки-датчики теряют воду, сжимаются и начинают чаще посылать сигналы59.
Система очень чувствительна. Повышение осмоляльности всего на 1–2 процента уже увеличивает выброс гормона. Порог выделения гормона — около 280–285 миллиосмолей на килограмм, порог жажды немного выше. Поэтому в обычной жизни мы сначала незаметно экономим воду, а пить хочется чуть позже56.
2.3. Что гормон делает в почке
Почки фильтруют около 180 литров жидкости в сутки и почти всё возвращают в кровь. Большая часть воды всасывается обратно автоматически. Последние литры решаются в собирательных трубочках, и решение принимает антидиуретический гормон. Строение почек описано в статье «Всё, что вы хотели знать о почках»110.
Работа гормона в почке идёт по шагам:
- Гормон садится на рецептор второго типа на клетках собирательных трубочек.
- Внутри клетки запускается цепочка посредников.
- Пузырьки с белками-каналами для воды — аквапоринами 2 типа — встраиваются в мембрану, обращённую к моче.
- Вода через эти каналы уходит из мочи в концентрированную ткань мозгового слоя почки и возвращается в кровь.
- Когда гормона нет, каналы уходят с мембраны обратно внутрь клетки, и вода остаётся в моче.
Это похоже на окна, которые открывают и закрывают по команде. Чтобы вода уходила через открытые окна, мозговой слой почки поддерживает высокую концентрацию солей и мочевины благодаря особой петлевой системе канальцев. В итоге моча может быть разбавленной — около 50 миллиосмолей на килограмм — или очень концентрированной, примерно до 1200101.
2.4. Вазопрессин и сосуды
Второе имя гормона — вазопрессин — связано с действием на сосуды. Через рецептор первого типа он сужает артериолы и поднимает давление. В обычной жизни для этого нужны высокие концентрации, но при большой кровопотере и шоке этот эффект помогает удержать давление. Гормон также усиливает выделение адренокортикотропного гормона при стрессе23.
2.5. Жажда
Жажда — сознательное желание пить, которое формируется в тех же участках мозга, где находятся осморецепторы. Есть два вида жажды. Осмотическая жажда возникает, когда кровь становится концентрированнее, например после солёной еды. Объёмная жажда возникает при потере жидкости вместе с солями, например при кровопотере, рвоте или поносе. В ней участвует гормон ангиотензин II, который образуется при падении давления95.
У жажды есть удивительная особенность: она проходит через несколько минут после начала питья, задолго до того, как вода всосётся в кишечнике. Датчики во рту, глотке и желудке оценивают объём выпитого и заранее выключают жажду и выделение гормона. Это защищает от переполнения водой, ведь всасывание занимает около получаса96.
Миф
Если хочется пить, организм уже обезвожен.
Факт
Жажда — ранний сигнал, а не признак беды. Она появляется при повышении концентрации крови всего на 1–2 процента, когда почки уже начали экономить воду. У здорового взрослого в обычных условиях достаточно пить в ответ на жажду. Исключения — маленькие дети, пожилые люди, тяжёлая работа в жару и некоторые болезни.
Часть 3. Кто регулирует выработку гормона
3.1. Концентрация и объём
Главный регулятор — концентрация крови. Второй — объём крови и давление. Барорецепторы (датчики растяжения) в предсердиях, дуге аорты и сонных артериях следят за наполнением сосудов. Механизм удержания давления разобран в статьях Барорефлекс: как организм удерживает давление при вставании и Регуляция артериального давления111.
Объёмный механизм менее чувствителен: он включается, когда объём крови падает примерно на 8–10 процентов. Зато при сильной кровопотере он важнее концентрации, и организм удерживает воду даже ценой разбавления крови. Так природа расставила приоритеты: сохранить давление важнее, чем идеальную концентрацию солей53.
3.2. Другие стимулы и тормоза
- Усиливают выброс гормона: тошнота и рвота — один из самых сильных стимулов, боль, стресс, низкий сахар крови, никотин, некоторые лекарства.
- Тормозят выброс: алкоголь, холод, избыток выпитой воды, натрийуретический гормон предсердий, который выделяется при их перерастяжении.
Действием алкоголя объясняется обильное мочеиспускание после пива или вина: этанол подавляет выход антидиуретического гормона, и почки выпускают больше воды, чем было выпито. Отсюда утренняя жажда и сухость во рту после застолья212.
3.3. Напарник — альдостерон
Антидиуретический гормон управляет водой, а гормон надпочечников альдостерон — натрием. При потере жидкости вместе с солью включаются оба: альдостерон задерживает натрий, гормон вслед за ним удерживает воду. Поэтому объём крови восстанавливается без резкого разбавления. Эта пара работает вместе с системой ренин — ангиотензин, которую запускают почки14.
Часть 4. Как механизм меняется в течение жизни
4.1. Дети и пожилые
Почки младенцев концентрируют мочу хуже, чем у взрослых, а потери воды через кожу у них относительно больше. Поэтому при поносе, рвоте или температуре маленькие дети обезвоживаются за часы. Кроме того, младенец не может сказать, что хочет пить, и полностью зависит от взрослых413.
С возрастом жажда ослабевает: пожилые люди после потери воды пьют меньше, чем молодые, и медленнее восполняют дефицит. Почки хуже концентрируют мочу. Многие пожилые сознательно ограничивают питьё из-за частых позывов. Поэтому обезвоживание и повышение натрия в крови у пожилых встречаются часто, особенно в жару и при болезни1413.
4.2. Беременность и сон
При беременности порог выделения гормона и порог жажды смещаются вниз примерно на 10 миллиосмолей. Кровь беременной в норме немного разбавленнее, а натрий ниже, чем до беременности. Плацента выпускает фермент, разрушающий антидиуретический гормон, поэтому гипофизу приходится работать интенсивнее615.
Во сне выработка гормона увеличивается, поэтому ночью образуется меньше и более концентрированной мочи, и мы можем спать не вставая. У части детей с ночным недержанием мочи этот ночной подъём выражен слабо. С возрастом ночной подъём тоже ослабевает, и пожилые чаще встают ночью в туалет26.
Таблица 1. Как разные ситуации влияют на водный баланс
| Ситуация | Что происходит с гормоном и жаждой | Что важно знать |
|---|---|---|
| Солёная еда | Концентрация крови растёт, гормон и жажда усиливаются | Жажда после солёного — нормальный ответ |
| Жара и нагрузка | С потом теряется до 1–2 литров в час, гормон растёт | Пить нужно больше и заранее |
| Алкоголь | Выброс гормона подавлен, мочи больше, чем выпито | Утренняя жажда — следствие потери воды |
| Сон | Выработка гормона ночью выше | Ночью мочи меньше, и она темнее |
| Беременность | Порог гормона и жажды снижается, натрий чуть ниже | Это норма, а не болезнь |
| Пожилой возраст | Жажда ослабевает, почки хуже концентрируют мочу | Нужно пить по расписанию, а не только по жажде |
| Тошнота и рвота | Выброс гормона резко растёт | Опасность задержки воды и падения натрия |
4.3. Сколько нужно пить
Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов считает достаточным общее потребление воды около 2 литров в сутки для женщин и 2,5 литра для мужчин в умеренном климате. Сюда входит не только питьё, но и вода из пищи — супы, овощи, фрукты дают примерно пятую часть. Беременным и кормящим нужно больше, а в жару и при нагрузке потребность может увеличиться в несколько раз164.
Миф
Каждый человек должен выпивать восемь стаканов чистой воды в день, а чай, кофе и суп не считаются.
Факт
Универсальной нормы чистой воды нет. Потребность зависит от массы тела, климата, нагрузки и питания, а в общий объём входят любые напитки и вода из пищи. Кофе и чай в обычных количествах не обезвоживают: их мочегонный эффект слабый, а большая часть жидкости остаётся в организме.
Часть 5. Когда механизм нарушается
5.1. Слишком мало гормона или нечувствительность к нему
Если гипоталамус или гипофиз выпускает мало гормона либо почки на него не отвечают, развивается несахарный диабет. Почки теряют способность экономить воду, и человек выделяет много светлой мочи — иногда больше 10 литров в сутки, а жажда заставляет его постоянно пить. Подробно это нарушение разобрано в отдельной статье цикла о несахарном диабете68.
5.2. Слишком много гормона
Обратная ситуация — синдром неадекватной секреции антидиуретического гормона. Гормон выделяется, хотя кровь и так разбавлена. Почки задерживают воду, натрий в крови падает, а клетки мозга набухают. Причинами бывают болезни лёгких и мозга, некоторые опухоли, тошнота и боль после операций, ряд лекарств — например, некоторые антидепрессанты и противосудорожные средства123.
5.3. Ошибки питья
Падение натрия бывает и у здоровых людей, которые пьют намного больше, чем теряют. Так случается на марафонах и длительных походах, когда человек пьёт «на всякий случай», а гормон из-за нагрузки и тошноты не даёт выводить лишнюю воду. У пожилых, наоборот, часто развивается обезвоживание с повышением натрия1214.
Во время длительных нагрузок, например марафона, не пейте сверх жажды и не заставляйте себя выпивать литры «впрок». Избыток воды при высоком уровне гормона может вызвать опасное падение натрия в крови с тошнотой, головной болью и спутанностью сознания. Прибавка веса после забега — тревожный признак того, что выпито слишком много.
Миф
Чем больше воды пьёшь, тем лучше: вода промывает почки и выводит токсины.
Факт
Здоровые почки выводят продукты обмена и при обычном питьевом режиме. Избыточное питьё не делает их работу эффективнее, а очень большие объёмы за короткое время опасны падением натрия. Больше пить действительно полезно при склонности к камням в почках, но объём лучше обсудить с врачом.
Часть 6. Как поддержать водный баланс
6.1. Простые правила
Здоровому взрослому в обычных условиях достаточно пить в ответ на жажду и ориентироваться на цвет мочи: светло-соломенный цвет означает, что воды достаточно. Тёмная моча с резким запахом говорит о том, что почки экономят воду. Совершенно бесцветная моча весь день — признак того, что пьёте вы, скорее всего, больше, чем нужно. Устройство мочевых путей описано в статье «Всё, что вы хотели знать о мочевыделительной системе»164.
6.2. Пошаговый план
01
Пейте, когда хочется пить, и держите воду под рукой.
02
Ориентируйтесь на цвет мочи: он должен быть светло-соломенным.
03
В жару и при физической нагрузке пейте больше и начинайте заранее.
04
Пожилым людям стоит пить по расписанию небольшими порциями в течение дня, не дожидаясь жажды.
05
При поносе, рвоте и температуре у ребёнка давайте растворы для пероральной регидратации маленькими порциями.
06
Не пейте сверх жажды во время марафонов и длительных походов.
07
Ограничьте алкоголь и не запивайте его жажду новыми порциями спиртного.
08
Если вы принимаете мочегонные, антидепрессанты или противосудорожные препараты, спросите врача, нужно ли проверять натрий в крови.
Когда срочно нужно к врачу
Срочно обратитесь к врачу или вызовите скорую помощь, если появились:
Краткое резюме
Вода составляет около 60 процентов массы тела, а концентрация крови держится около 285–295 миллиосмолей на килограмм. Её удерживают два рычага: антидиуретический гормон, который уменьшает потери воды почками, и жажда, которая заставляет пить.
Гормон вырабатывают нервные клетки гипоталамуса, а хранит и выпускает задняя доля гипофиза. Вместе с ним в кровь выходит устойчивый фрагмент копептин, который удобно измерять. Осморецепторы у стенки третьего желудочка сжимаются при росте концентрации крови всего на 1–2 процента и усиливают выброс гормона. В почке гормон встраивает в мембрану клеток собирательных трубочек водные каналы — аквапорины, и вода возвращается в кровь. Концентрация мочи может меняться более чем в 20 раз — от очень разбавленной до очень концентрированной. Жажда бывает осмотической и объёмной и проходит после первых глотков.
Выброс гормона усиливают концентрация крови, падение объёма крови, тошнота, боль и стресс, тормозят алкоголь, холод и избыток воды. Напарник гормона — альдостерон, удерживающий натрий.
Младенцы быстро обезвоживаются, у пожилых жажда ослабевает, при беременности порог снижается, ночью гормона больше. Общая потребность — около 2 литров воды для женщин и 2,5 литра для мужчин, включая воду из пищи.
Нарушения — несахарный диабет, избыточная секреция гормона и падение натрия при избыточном питье. Поддерживают баланс питьё по жажде, контроль цвета мочи, питьё по расписанию для пожилых и осторожность на длительных нагрузках.
Источники
- Hall J. E., Hall M. E. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. 14th edition. Elsevier. США, 2020.
- Barrett K. E., Barman S. M., Brooks H. L., Yuan J. X.-J. Ganong’s Review of Medical Physiology. 26th edition. McGraw-Hill Education. США, 2019.
- Литвицкий П. Ф. Патофизиология. 5-е издание. ГЭОТАР-Медиа. Россия, 2016.
- Ткаченко Б. И. (ред.) Нормальная физиология человека. 2-е издание. Медицина. Россия, 2005.
- Bichet D. G. Regulation of thirst and vasopressin release. Annual Review of Physiology. США, 2019.
- Christ-Crain M., Bichet D. G., Fenske W. K. et al. Diabetes insipidus. Nature Reviews Disease Primers. Великобритания, 2019.
- Дедов И. И., Мельниченко Г. А., Фадеев В. В. Эндокринология. 2-е издание. ГЭОТАР-Медиа. Россия, 2007.
- Fenske W., Refardt J., Chifu I. et al. A copeptin-based approach in the diagnosis of diabetes insipidus. New England Journal of Medicine. США, 2018.
- Zimmerman C. A., Leib D. E., Knight Z. A. Neural circuits underlying thirst and fluid homeostasis. Nature Reviews Neuroscience. Великобритания, 2017.
- Nielsen S., Frøkiaer J., Marples D. et al. Aquaporins in the kidney: from molecules to medicine. Physiological Reviews. США, 2002.
- Boron W. F., Boulpaep E. L. Medical Physiology. 3rd edition. Elsevier. США, 2017.
- Spasovski G., Vanholder R., Allolio B. et al. Clinical practice guideline on diagnosis and treatment of hyponatraemia. European Journal of Endocrinology. Великобритания, 2014.
- Дедов И. И., Мельниченко Г. А. (ред.) Эндокринология. Национальное руководство. 2-е издание. ГЭОТАР-Медиа. Россия, 2018.
- Kenney W. L., Chiu P. Influence of age on thirst and fluid intake. Medicine and Science in Sports and Exercise. США, 2001.
- Савельева Г. М., Сухих Г. Т., Серов В. Н., Радзинский В. Е. (ред.) Акушерство. Национальное руководство. 2-е издание. ГЭОТАР-Медиа. Россия, 2018.
- EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies. Scientific opinion on dietary reference values for water. EFSA Journal. Италия, 2010.
Материал носит информационно-просветительский характер и не заменяет очной консультации врача. Диагноз и лечение определяет только врач.
Читайте также
- Несахарный диабет
- Гомеостаз: как организм поддерживает постоянство внутренней среды
- Окситоцин: гормон родов, лактации и привязанности
Автор:
