Water, zeewater en de nieren
Een leerling fietst op een warme dag 40 km en zweet daarbij veel. Hij weegt 60 kg en verliest tijdens het fietsen ongeveer 1 liter zweet. Na thuiskomst drinkt hij in een uur 1,5 liter water. In de twee uur daarna gaat hij drie keer naar het toilet en produceert hij in totaal 600 mL urine; de urine is bijna kleurloos. Op een andere dag, waarop hij weinig drinkt en veel binnen zit, produceert hij in dezelfde tijd maar 100 mL urine, die donkergeel van kleur is. Zijn nieren werken normaal. De leerling begrijpt niet hoe zijn lichaam dit regelt en vraagt zich af wat er gebeurt als hij in plaats van water zeewater zou drinken. Zeewater bevat ongeveer 3,5% zout, bijna drie keer zoveel als zijn bloedplasma.
1. Leg met behulp van ADH uit waarom de urine na het drinken van 1,5 liter water veel en kleurloos is.
Read the worked answer
Door 1,5 liter water te drinken stijgt het watervolume in het bloed en daalt de osmolariteit van het bloedplasma. Osmoreceptoren in de hypothalamus merken dat. De hypothalamus zorgt ervoor dat de hypofyse-achterkwab minder ADH afgeeft.
ADH maakt de verzamelbuisjes in de nieren doorlaatbaar voor water. Bij minder ADH wordt er minder water teruggeresorbeerd naar het bloed. Er blijft dus meer water over dat via de urine wordt uitgescheiden: 600 mL in twee uur, bijna kleurloos. Dit is negatieve terugkoppeling: het teveel aan water wordt weggewerkt en de osmolariteit van het bloed komt weer op het normale niveau.
2. Verklaar waarom de urine op de andere dag juist weinig en donker van kleur is.
Read the worked answer
Bij weinig drinken en veel zweten daalt het watervolume in het bloed en stijgt de osmolariteit. De osmoreceptoren signaleren dat, de hypothalamus zorgt voor meer ADH en de verzamelbuisjes worden doorlaatbaar voor water.
Er wordt nu meer water teruggeresorbeerd naar het bloed, dus er blijft minder water over voor de urine: 100 mL in twee uur in plaats van 600 mL. De afvalstoffen, waaronder de gele kleurstof uit de afbraak van rode bloedcellen, worden in minder water uitgescheiden. Daardoor wordt de urine donkergeel. Zo houdt het lichaam water vast en blijft de samenstelling van het bloed op peil.
3. Leg uit wat er gebeurt als de leerling in plaats van water zeewater drinkt en waarom dit zijn dorst niet lest.
Read the worked answer
Zeewater is sterker geconcentreerd dan het bloedplasma: ongeveer 3,5% zout, bijna drie keer zoveel als in bloed. Om dat zout kwijt te raken zouden de nieren urine moeten maken die nog zouter is dan zeewater. Dat kan het menselijk lichaam niet: de maximale concentratie van de urine ligt lager.
Er moet dus meer water worden gebruikt om het zout uit te plassen dan er met het zeewater binnenkomt. Het bloed wordt juist nog geconcentreerder, er komt meer ADH vrij, de urine wordt schaars en donker, en de dorst en uitdroging nemen toe. Zeewater drinken lost het watertekort dus niet op maar verergert het.