为什么是两个问题,而不是一个
人们很容易以为身体只是在追踪“体液”。但它其实在盯着两件可以朝相反方向变化的事。第一是浓度:每升体液中溶解了多少颗粒(主要是钠及其相伴的离子)。第二是容量:水箱里有多少液体,尤其是充满血管的那部分。你可以又浓又缺容量(严重脱水),也可以又稀又超负荷(伴有脚踝水肿的心力衰竭)。两个问题,所以身体需要两套控制系统。
把它们区分开最干净的方法是这样。水追随颗粒。如果你改变了血液的浓度,就靠移动*水*来纠正。如果你改变了容量,就靠移动*盐*来纠正(水会随之而来)。所以大致上:身体通过血管加压素(ADH)和口渴调节水来控制浓度,通过肾素-血管紧张素-醛固酮系统调节钠来控制容量。这一句话就是整个系列的脊梁。
渗透压:身体所捍卫的那个数字
浓度在化验室里有个名字:渗透压(osmolality),即每千克水中溶解的颗粒数。健康血液处于一个狭窄的范围,大约每千克285-295毫渗透摩尔,身体之所以严防死守,是因为每个细胞都浸在这种液体里。太浓,细胞因水流出而皱缩;太稀,细胞因水涌入而肿胀。脑细胞两者都受不了,这就是为什么感知渗透压的渗透压感受器恰好住在口渴中枢和水激素中枢旁边。
你可以从一份基础血液检验估算渗透压,这很有用,因为它显示钠主导了整幅图景。经典的床旁公式把钠翻倍(以计入与之相伴的氯和碳酸氢根),再加上葡萄糖和尿素的小贡献。
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:心脏和肾脏的感受
容量比浓度更难测量,所以身体通过压力和牵张间接地感知它。大动脉、心脏自身管壁以及肾脏里的传感器都在报告循环有多充盈。当容量下降,压力下垂,一连串反应被开启以留住盐和水并收紧血管。当容量偏高,被撑大的心脏释放激素,告诉肾脏排掉盐。我们会详细认识这两套系统;现在只需记住容量控制主要关乎钠,由醛固酮之类通过肾脏来维持。
把这整套装置看作应用于体液的稳态会很有帮助:传感器把当前状态与设定点比较,效应器把它推回去。巧妙之处在于,两个设定点(浓度和容量)由部分重叠的机制同时捍卫,这正是为什么体液紊乱看起来如此纠缠——直到你把两条线索分开。