การรักษาดุลยภาพน้ำและแร่ธาตุในมนุษย์
ในร่างกายของมนุษย์จะมีน้ำเป็นองค์ประกอบประมาณ 3 ใน 4 หรือประมาณ 75% ของน้ำหนักตัวโดยน้ำที่อยู่ในร่างกายสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ส่วน คือ น้ำที่ประกอบอยู่ภายในเซลล์ประมาณ 60% น้ำที่อยู่นอกเซลล์ประมาณ 30% น้ำที่อยู่ในเนื้อเยื่อและน้ำเลือดอีกไม่เกิน 10% ซึ่งน้ำในแต่ละส่วนจะถูกควบคุมให้มีดุลยภาพอยู่ได้ โดยจะมีการหมุนเวียนเปลี่ยนแปลงเพื่อทดแทนกันอยู่ตลอดเวลา
ปกติมนุษย์ต้องการน้ำประมาณวันละ 2-3 ลิตร ซึ่งได้จากการดื่มน้ำ การบริโภคอาหารและจากกระบวนการออกซิเดชันจากสารอาหารอีกประมาณ 200 มล. โดยร่างกายจะมีการขับน้ำออกจากร่างกายในลักษณะของปัสสาวะ อุจจาระ ลมหายใจ และเหงื่อ ซึ่งวิธีการหลักที่ร่างกายใช้ในการขับน้ำออกจากร่างกาย คือ ทางปัสสาวะ โดยในแต่ละวันมนุษย์จะมีการขับน้ำออกทางปัสสาวะประมาณ 500-2,300 มล. หรือเฉลี่ยวันละประมาณ 1,500 มล.
อวัยวะสำคัญที่ทำหน้าที่ในการรักษาดุลยภาพของน้ำและแร่ธาตุในร่างกายมนุษย์ ได้แก่ ไต ปอด และผิวหนัง ซึ่งแต่ละอวัยวะมีลักษณะการทำงานที่แตกต่างกัน ดังนี้
1. ไต (kidney) เป็นอวัยวะที่มีความสำคัญในการรักษาดุลยภาพน้ำและแร่ธาตุภายในร่างกายของมนุษย์มีรูปร่างคล้ายเมล็ดถั่วแดง สีแดงแกมน้ำตาล มีขนาดกว้างประมาณ 6 ซม. ยาวประมาณ 10 ซม. หนาประมาณ 3 ซม. และมีน้ำหนัก 150 กรัม มีตำแหน่งอยู่บริเวณช่องท้องช่วงเอว ค่อนไปทางด้านหลัง หรือยู่หลังเยื่อบุช่องท้อง (retroperitoneal organ) มีด้วยกัน 1 คู่ โดยจะแยกกันอยู่ทั้งสองด้านของแนวกระดูกสันหลัง
เนื้อเยื่อภายในไตจะสามารถแบ่งได้เป็น 2 ส่วน คือ เนื้อเยื่อชั้นนอก ซึ่งมีสีแดงเข้ม เรียกว่า คอร์เทกซ์ (cortex) และเนื้อเยื่อชั้นในที่มีสีอ่อนกว่า เรียกว่า เมดัลลา (medulla) มีลักษณะเว้าเข้าเป็นตำแหน่งที่อยู่ของหน่วยไต (nephron) และเป็นบริเวณที่มีการเชื่อมต่อกับส่วนที่เป็นโพรง กรวยไต (pelvis) ซึ่งทำหน้าที่รวบรวมของเสียจากกระบวนการกรองของหน่วยไต
ในสภาวะที่ร่างกายสูญเสียน้ำมากเกินไปหรือขาดน้ำจะมีผลทำให้น้ำในเลือดมีปริมาณน้อยลง เลือดจึงมีความเข้มข้นสูงขึ้นและมีความดันเลือดลดลง ซึ่งการเปลี่ยนแปลงภายในร่างกายเช่นนี้ จะทำให้สมองส่วนไฮโพทาลามัส*ส่งสัญญาณประสาทไปกระตุ้นต่อมใต้สมองส่วนท้ายให้หลั่งฮอร์โมนแอนติไดยูเรติก (antidiuretic hormone; ADH) หรือวาโซเพรสซิน (vasopressin) เข้าสู่กระแสเลือด ซึ่งฮฮร์โมนนี้จะไปกระตุ้นท่อของหน่วยไตให้ดูดน้ำกลับเข้าสู่กระแสเลือด ทำให้มีปริมาณน้ำในเลือดสูงขึ้น แต่ร่างกายจะขับถ่ายน้ำปัสสาวะลดลงและปัสสาวะมีความเข้มข้นมากขึ้น
ไฮโพทาลามัส (hypothalamus) คือ สมองส่วนที่เป็นศูนย์กลางของระบบประสาทอัตโนมัติ มีหน้าที่สร้างฮอร์โมนเพื่อควบคุมการสร้างฮอร์โมนของต่อมใต้สมองและฮอร์โมนอื่น ๆ อีกหลายชนิด และเกี่ยวข้องกับการควบคุมความหิว ความอิ่ม ความกระหาย อุณหภูมิของร่างกาย และอารมณ์ความรู้สึกต่าง ๆ
สมองส่วนไฮโพทาลามัสนอกจากจะกระตุ้นให้หน่วยไตดูดน้ำกลับเข้าสู่กระแสเลือดมากขึ้นแล้ว ยังกระตุ้นให้เกิดความรู้สึกหรืออาการกระหายน้ำขึ้นด้วย ซึ่งความรู้สึกกระหายจะยิ่งเพิ่มมากขึ้น ตราบเท่าที่ร่างกายยังสูญเสียน้ำและยังไม่ได้รับการชดเชย
ในกรณีที่ร่างกายได้รับน้ำมาก จะมีผลทำให้น้ำในเลือดมีปริมาณมาก เลือดจึงมีความเข้มข้นลดน้อยลงและมีความดันเลือดเพิ่มมากขึ้น ซึ่งการเปลี่ยนแปลงภายในร่างกายเช่นนี้ จะทำให้สมองส่วนไฮโพทาลามัสยับยั้งการหลั่งฮอร์โมน ADH ของต่อมใต้สมองส่วนท้ายทำให้ท่อของหน่วยไตดูดน้ำกลับคืนในปริมาณน้อยลงจึงมีการขับน้ำออกเป็นปัสสาวะมากขึ้น และเป็นปัสสาวะที่เจอจาง
นอกจากการควบคุมปริมาณน้ำในร่างกายและในเลือดแล้ว ไตยังเป็นอวัยวะที่มีหน้าที่สำคัญต่อการดำเนินชีวิตของมนุษย์ ดังนี้
1. ขับถ่ายสารแปลกปลอมต่าง ๆ ที่เข้าสู่ร่างกายรวมถึงของเสียซึ่งเกิดจากกระบวนการทำงานภายในเซลล์ เช่น ยูเรีย (urea) กรดยูริก (uric acid) เป็นต้น
2. ดูดสารอาหารที่มีประโยชน์บางชนิดกลับคืนสู่ร่างกาย เช่น กลูโคส กรดอะมิโน เป็นต้น
3. สังเคราะห์กลูโคสจากกรดอะมิโนหรือจากสารชนิดอื่น ๆ โดยไตสามารถช่วยสร้างน้ำตาลเข้าสู่กระแสเลือดได้ถึงร้อยละ 20 ของน้ำตาลที่สร้างจากตับ
4. ขับถ่ายไอออนส่วนเกินของแร่ธาตุบางชนิด เช่น โซเดียมไอออน (Na+), โพแทสเซียมไอออน (K+) เป็นต้น
5. ควบคุมระดับความเป็นกรด-เบสของของเหลวในร่างกาย
2. ปอด (lung) เป็นอวัยวะที่มีบทบาทในระบบหายใจ โดยใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สด้วยการรับเอาแก๊สออกซิเจนจากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่ร่างกาย แล้วส่งผ่านเข้าสู่กระแสเลือดเพื่อขนส่งไปให้เซลล์ต่าง ๆ ในร่างกายใช้เผาผลาญสารอาหารเพื่อผลิตพลังงาน ขณะที่เซลล์จะส่งแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์กลับเข้าสู่กระแสเลือดเพื่อนำไปกำจัดออกที่ปอดด้วยการหายใจออก โดยสิ่งที่ถูกกำจัดออกไปพร้อมกับการหายใจออกของมนุษย์นี้ ไม่ใช่มีเพียงแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เพียงอย่างเดียว แต่ยังรวมถึงแก๊สอื่น ๆ และไอน้ำอีกด้วย
3. ผิวหนัง เป็นส่วนที่ปกคลุมอยู่ชั้นนอกสุดของร่างกาย ประกอบด้วยเนื้อเยื่อ 2 ชั้น คือ ชั้นหนังกำพร้า (epidermis) และชั้นหนังแท้ (dermis) โดยหนังกำพร้าเป็นผิวหนังที่อยู่ชั้นนอกสุด มีความหนาประมาณ 0.07-0.12 มม. ส่วนผิวหนังชั้นที่ถัดเข้ามาจะเป็นชั้นหนังแท้ ซึ่งเป็นชั้นที่ประกอบด้วยรูขุมขน ต่อมไขมัน เส้นเลือด เส้นประสาท และต่อมเหงื่อ (sweat gland) ซึ่งต่อมเหงื่อเป็นอวัยวะที่สำคัญของผิวหนัง มีหน้าที่รักษาดุลยภาพน้ำและแร่ธาตุในร่างกาย ด้วยการขับน้ำส่วนเกินออกในรูปเหงื่อ และช่วยปรับสมดุลของแร่ธาตุต่าง ๆ ในร่างกาย เปิดและปิดปากใบด้วยเช่นกัน
