Todas las células dependen del flujo de sangre que les aporta los nutrientes fundamentales y separan los metabolitos, que se deben eliminar, resultantes de la función celular. Para que ese parámetro sanguíneo se cumpla en forma eficiente el organismo debe regular la concentración de solutos de la sangre (osmolaridad) y el volumen sanguíneo. La mantención de la concentración de solutos, a pesar de las variaciones que tienden a experimentar, es la homeostasis osmótica y la del volumen del plasma sanguíneo, la homeostasis de volumen.

Dada la importancia que esos procesos tiene para el organismo, varios mecanismos fisiológicos y conductuales son dirigidos por el cerebro, desde donde se originana las respuestas fisiológicas adecuadas coordinadas con conductas como la sed y el apetito de sal.

El agua de un organismo se distribuye en diferentes compartimientos a los cuales puede entrar y salir libremente: compartimientos intracelular y extracelular. Este último se subdivide en otros dos compartimientos, el intersticial (líquido que rodea las células) y el intravascular que es el líquido presente en los vasos sanguíneos y que corresponde al plasma sanguíneo. A pesar de que estos dos compartimientos son de diferente tamaño (el vascular es 1/3 y el intersticial ¾ del extracelular, respectivamente) el volumen de cada uno de ellos no cambia porque ambos compartimientos mantienen un equilibrio de régimen estacionario, es decir, la cantidad de agua que cada uno gana o recibe es igual a la que pierde.

La distribución de agua en uno o en otro compartimiento se debe a fuerzas que impulsan el desplazamiento del líquido. Esas fuerzas dependen de la concentración de solutos (partículas, moléculas y iones disueltos en el agua de un compartimiento) presentes en los compartimientos debido a que el agua se mueve hacia el compartimiento donde la concentración de solutos es mayor. Esta fuerza que determina el movimiento del agua es la presión osmótica.

En los organismos los electrolitos más importantes desde el punto de vista de su concentración, por lo tanto, de su efecto osmótico, son los iones sodio y potasio. Pero ellos predominan en compartimientos diferentes. El potasio es el electrolito más importante en el compartimiento celular mientras que el sodio lo es en el compartimiento extracelular. La concentración de estos cationes en los compartimientos indicados se expresa como una característica llamada osmolaridad (cantidad de osmoles por litro).

Se desprende de lo anterior que el control de la homeostasis de volumen depende del control de la osmolaridad.

La regulación de la homeostasis de volumen permite entonces una función circulatoria y sanguínea normales condición que es vital para el normal funcionamiento celular. Si por deshidratación o pérdida de sangre se produce una situación de hipovolemia (disminución del volumen sanguíneo) aparece una serie de mecanismos fisiológicos y conductuales tendientes a corregir el desequilibrio. La hipovolemia es detectada por barorreceptores presentes en los vasos sasnguíneos (cayado aótico, seno carotídeo, arteriolas renales aferentes). Los primeros en responder son los del cayado aórtico y del seno carotídeo los cuales envían señales al núcleo del tracto solitario, ubicado en el tronco cerebral. Señales desde este núcleo alcanzan al hipotálamo y actúan sobre los núcleos supraóptico y paraventricular. Esos núcleos, que producen la hormona arginina-vasopresina (o vasopresina u hormona antidiurética), aumenta su liberación. Esta hormona actua sobre el riñón provocando un aumento de la reabsorción de agua, produciendo disminución del flujo de orina.

Otro mecanismo eficiente para recuperar la volemia normal es la sed. La hipovolemia no solo representa una disminución del volumen plasmático sino que también un aumento de la osmolaridad del compartimiento extracelular. Un cambio en este parámetro es una señal muy eficente sobre la conducta de sed, descrita como una motivación intensa para buscar, obtener y consumir agua. Un aumento de la osmolaridad plasmática entre 1-4% induce una conducta de sed. El aumento de osmolaridad parece actuar sobre células específicamente sensibles a este tipo de estímulos, los osmorreceptores, que se han ubicado en el órgano vascular de la lámina terminal, en el hipotálamo anterior. Otras neuronas sensibles a la hiperosmolaridad se ubican en el órgano subfornical, en el núcleo preóptico medial y también en las células magnocelulares.

Pero también la hipovolemia estimula la secreción de renina por los riñones. Esta enzima provoca la formación en el plasma sanguíneo de una substancia, la angiotensina I, que es transformable en otra molécula, la angiotensina II. Este es un péptido que actúa como un potente vasoconstrictor, pero, al mismo tiempo estimula la secreción de aldosterona, una hormona de la corteza suprarrenal que también actúa sobre el riñón. En este órgano provoca reabsorción de Na⁺, que pasa al plasma donde actua como un factor de retención de agua contribuyendo, por lo tanto, a la restauración y/o conservación del volumen plasmático.