Водно-солевой обмен

Все химические и физико-химические процессы, протекающие в организме, осуществляются в водной среде. Жизнь без воды немыслима. Вода выполняет в организме следующие важнейшие функции: 1) служит растворителем продуктов питания и обмена; 2) транспортирует растворенные в ней вещества; 3) ослабляет трение между соприкасающимися поверхностями в теле человека; 4) участвует в регулировании температуры тела за счет большой теплопроводности, большой теплоты испарения.

Общее содержание воды в организме взрослого человека составляет 60-65% его массы, т. е. достигает 40-45 л.

Принято делить воду на внутриклеточную (интрацеллюлярную) и внеклеточную (экстрацеллюлярную). Внутриклеточная вода составляет 72% всей воды организма. Внеклеточная вода размещена внутри сосудистого русла (в составе крови, лимфы, цереброспинальной жидкости) и в межклеточном пространстве. Ее количество составляет 28% всей воды организма.

Внутриклеточная и внеклеточная жидкости отличаются по составу электролитов. Во внеклеточной жидкости преобладают катион натрия и анион хлора и бикарбоната. Внутриклеточная жидкость содержит главным образом катион калия и анионы белка и фосфорной кислоты. Вода поступает в организм через пищеварительный тракт в виде жидкости или воды, содержащейся в плотных пищевых продуктах. Некоторая часть воды образуется в самом организме в процессе межуточного обмена. Установлено, что при окислении 100 г жира освобождается 107 г воды, 100 г углеводов - 50 г воды, 100 г белка - 41 г воды. У взрослого человека в течение суток в процессе метаболизма образуется около 0,5 л воды, у ребенка за этот же период - в среднем 12·10^-3 л (12 мл) воды на 1 кг массы.

При избытке воды в организме наблюдается состояние водного отравления, при недостатке воды нарушается метаболизм. Потеря 10% воды приводит к состоянию дегидратации (обезвоживание), при потере 20% воды наступает смерть. При недостатке воды в организме возникает перемещение жидкости по направлению из клеток в межклеточное пространство, а затем в сосудистое русло. Потеря воды клетками изменяет их осмотические свойства.

Вместе с водой в организм поступают и минеральные вещества (соли). Около 4% сухой массы нищи должны состоять из минеральных соединений. Если организм получает меньше 4% или более 16% минеральных веществ, то это сопровождается задержкой его роста и развития. Повышение в пищевом рационе солей до 32% и более приводит к гибели человека. Водный и минеральный обмен взаимосвязаны.

Движение жидкости в организме между различными пространствами определяется следующими факторами: коллоидно-осмотическим и гидростатическим давлением, проницаемостью мембран, активным транспортом и состоянием нейроэндокринного механизма регуляции. Гидродинамические давление, возникающее за счет силы сердечных сокращений, совместно с гидростатическим и онкотическим давлением определяет перемещение жидкости из сосуда в ткань и, наоборот, из ткани в сосуд. Степень реабсорбции воды регулируется антидиуретическим гормоном (вазопрессином), который депонируется в задней доле гипофиза. Продукция антидиуретического гормона усиливается при увеличении осмотического давления в клетках и уменьшается, если осмотическое давление в клетках снижается. Выраженное влияние на водно-минеральный обмен оказывает гормон коры надпочечников - альдостерон, который усиливает обратное всасывание натрия в канальцах почек. Одновременно увеличивается выделение ионов калия с мочой. Таким образом, антидиуретический гормон понижает осмотическое давление в тканях организма, а альдостерон повышает его.

Важной функцией электролитов является участие их в ферментативных реакциях. Особая роль в этом принадлежит ионам магния, которые необходимы для активизации ферментов, связанных с переносом и высвобождением энергии (АТФ и др.). Электролиты принимают участие и в регуляции кислотно-щелочного состояния в организме.

Натрий обеспечивает постоянство осмотического давления внеклеточной жидкости, участвует в регуляции кислотно-щелочного состояния. Значительное количество натрия находится в костной ткани - депо натрия.

Калий обеспечивает осмотическое давление внутриклеточной жидкости, стимулирует образование ацетилхолина - медиатора нервной системы. Синтез и отложение гликогена в тканях происходит с поглощением ионов калия. Недостаток ионов калия тормозит анаболические процессы в организме.

Хлор также является важнейшим анионом внеклеточной жидкости, обеспечивая постоянство осмотического давления.

Кальций и фосфор находятся в основном в костной ткани (свыше 90%)- Содержание кальция в плазме и крови является одной из биологических констант, так как даже незначительные сдвиги в уровне этого иона могут приводить к тяжелейшим последствиям для организма. Снижение уровня кальция в крови вызывает непроизвольные сокращения мышц, судороги, и вследствие остановки дыхания наступает смерть. Повышение содержания кальция в крови сопровождается уменьшением возбудимости нервной и мышечной тканей, появлением парезов, параличей, образованием почечных камней. Кальций необходим для построения костей, поэтому он должен поступать в организм в достаточном количестве с пищей.

Фосфор участвует в обмене многих веществ, так как входит в состав макроэргических соединений (например, АТФ). Большое значение имеет отложение фосфора в костях.

В регуляции обмена кальция и фосфора участвуют паратгормон - гормон паращитовидных желез, тирокальцитонин - гормон щитовидной железы, витамин D, почки.

Железо находится в организме в виде комплексных солей с органическими соединениями. Железо входит в состав гемоглобина, миоглобина, ответственных за дыхание в тканях, а также в состав ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях. Недостаточное поступление в организм железа нарушает синтез гемоглобина. Уменьшение синтеза гемоглобина ведет к малокровию. Суточная потребность в железе взрослого человека составляет 10-30 мкг.

Йод в организме содержится в небольшом количестве. Однако его значение велико. Это связано с тем, что йод входит в состав гормонов щитовидной железы, оказывающих выраженное влияние на все обменные процессы, рост и развитие организма.