Osmolalność jest stosunkiem ilości solutów w roztworze do objętości rozpuszczalnika w roztworze. Osmolalność osocza jest więc stosunkiem rozpuszczalników do wody w osoczu krwi. Wartość osmolalności osocza u danej osoby odzwierciedla jej stan nawodnienia. Zdrowe ciało utrzymuje osmolalność osocza w wąskim zakresie, poprzez zastosowanie kilku mechanizmów, które regulują zarówno przyjmowanie wody, jak i jej wydalanie.

Picie wody jest uważane za dobrowolne. Jak więc organizm reguluje pobieranie wody? Rozważmy kogoś, kto doświadcza odwodnienia, utraty netto wody, która powoduje niewystarczającą ilość wody we krwi i innych tkankach. Woda, która opuszcza ciało w postaci wydychanego powietrza, potu lub moczu, jest ostatecznie pobierana z osocza krwi. Gdy krew staje się bardziej stężona, uruchamia się reakcja pragnienia – sekwencja procesów fizjologicznych (rysunek 26.2.1). Osmoreceptory to receptory czuciowe w ośrodku pragnienia w podwzgórzu, które monitorują stężenie substancji rozpuszczonych (osmolalność) we krwi. Jeśli osmolalność krwi wzrasta powyżej idealnej wartości, podwzgórze przekazuje sygnały, które skutkują świadomym odczuwaniem pragnienia. Osoba powinna (i zazwyczaj to robi) zareagować wypiciem wody. Podwzgórze osoby odwodnionej uwalnia również hormon antydiuretyczny (ADH) przez tylną część przysadki mózgowej. ADH sygnalizuje nerkom, aby odzyskały wodę z moczem, skutecznie rozcieńczając osocze krwi. Aby zachować wodę, podwzgórze osoby odwodnionej wysyła również sygnały poprzez współczulny układ nerwowy do gruczołów ślinowych w jamie ustnej. Sygnały te powodują zmniejszenie wydzielania wodnistej, surowiczej wydzieliny (i zwiększenie wydzielania bardziej lepkiego, gęstego śluzu). Te zmiany w wydzielaniu skutkują „suchością w ustach” i uczuciem pragnienia.

Zmniejszona objętość krwi wynikająca z utraty wody ma dwa dodatkowe efekty. Po pierwsze, baroreceptory, receptory ciśnienia krwi w łuku aorty i tętnicach szyjnych na szyi, wykrywają spadek ciśnienia krwi, który wynika ze zmniejszonej objętości krwi. Serce jest ostatecznie sygnalizowane do zwiększenia jego szybkości i / lub siły skurczów, aby zrekompensować obniżone ciśnienie krwi.

Po drugie, nerki mają układ hormonalny renina-angiotensyna, który zwiększa produkcję aktywnej formy hormonu angiotensyny II, który pomaga stymulować pragnienie, ale także stymuluje uwalnianie hormonu aldosteronu z nadnerczy. Aldosteron zwiększa reabsorpcję sodu w kanalikach dystalnych nefronów w nerkach, a woda podąża za tym reabsorbowanym sodem z powrotem do krwi. Krążąca angiotensyna II może również stymulować podwzgórze do uwalniania ADH.

Jeśli odpowiednie płyny nie są spożywane, odwodnienie wyniki i ciało osoby zawiera zbyt mało wody do prawidłowego funkcjonowania. Osoba, która wielokrotnie wymiotuje lub ma biegunkę może stać się odwodniona, a niemowlęta, ponieważ ich masa ciała jest tak niska, mogą stać się niebezpiecznie odwodnione bardzo szybko. Sportowcy wytrzymałościowi, tacy jak biegacze długodystansowi, często stają się odwodnieni podczas długich wyścigów. Odwodnienie może stanowić nagły przypadek medyczny, a osoba odwodniona może stracić przytomność, zapaść w śpiączkę lub umrzeć, jeśli jej organizm nie zostanie szybko nawodniony.