為什麼是兩個問題,而不是一個
人們很容易以為身體只是在追蹤「體液」。但它其實在盯著兩件可以朝相反方向變化的事。第一是濃度:每升體液中溶解了多少顆粒(主要是鈉及其相伴的離子)。第二是容量:水箱裡有多少液體,尤其是充滿血管的那部分。你可以又濃又缺容量(嚴重脫水),也可以又稀又超負荷(伴有腳踝水腫的心力衰竭)。兩個問題,所以身體需要兩套控制系統。
把它們區分開最乾淨的方法是這樣。水追隨顆粒。如果你改變了血液的濃度,就靠移動*水*來糾正。如果你改變了容量,就靠移動*鹽*來糾正(水會隨之而來)。所以大致上:身體透過血管加壓素(ADH)和口渴調節水來控制濃度,透過腎素-血管緊張素-醛固酮系統調節鈉來控制容量。這一句話就是整個系列的脊樑。
滲透壓:身體所捍衛的那個數字
濃度在化驗室裡有個名字:滲透壓(osmolality),即每千克水中溶解的顆粒數。健康血液處於一個狹窄的範圍,大約每千克285-295毫滲透摩爾,身體之所以嚴防死守,是因為每個細胞都浸在這種液體裡。太濃,細胞因水流出而皺縮;太稀,細胞因水湧入而腫脹。腦細胞兩者都受不了,這就是為什麼感知滲透壓的滲透壓感受器恰好住在口渴中樞和水激素中樞旁邊。
你可以從一份基礎血液檢驗估算滲透壓,這很有用,因為它顯示鈉主導了整幅圖景。經典的床旁公式把鈉翻倍(以計入與之相伴的氯和碳酸氫根),再加上葡萄糖和尿素的小貢獻。
Estimated osmolality = 2 x [Na] + glucose/18 + BUN/2.8 (US units, mg/dL) or = 2 x [Na] + glucose + urea (SI units, mmol/L) Example (SI): Na 140, glucose 5, urea 5 = 2 x 140 + 5 + 5 = 280 + 10 = 290 mOsm/kg -> right in the normal band Notice: doubling sodium gives 280 of the 290. Sodium concentration basically IS your osmolality.
容量:心臟和腎臟的感受
容量比濃度更難測量,所以身體透過壓力和牽張間接地感知它。大動脈、心臟自身管壁以及腎臟裡的傳感器都在報告循環有多充盈。當容量下降,壓力下垂,一連串反應被開啟以留住鹽和水並收緊血管。當容量偏高,被撐大的心臟釋放激素,告訴腎臟排掉鹽。我們會詳細認識這兩套系統;現在只需記住容量控制主要關乎鈉,由醛固酮之類透過腎臟來維持。
把這整套裝置看作應用於體液的穩態會很有幫助:傳感器把當前狀態與設定點比較,效應器把它推回去。巧妙之處在於,兩個設定點(濃度和容量)由部分重疊的機制同時捍衛,這正是為什麼體液紊亂看起來如此糾纏——直到你把兩條線索分開。