Факторы влияющие на обмен воды в организме. Водно-солевой обмен человека: функции, нарушение и регуляция. Что считается нормой

Водно-солевым обменом называют совокупность процессов поступления воды и электролитов в организм, распределения их во внутренней среде и выделения из организма.

У здорового человека поддерживается равенство объемов выделяющейся из организма и поступившей в него за сутки воды, что называют водным балансом организма. Можно рассматривать также и баланс электролитов - натрия, калия, кальция и т.п. Средние показатели водного баланса здорового человека в состоянии покоя показаны в табл. 12.1, а баланса электролитов в табл. 12.2.

Средние величины параметров водного баланса организма человека

Среднесуточный баланс обмена некоторых веществ у человека

При различных возмущающих воздействиях (сдвиги температуры среды, разный уровень физической активности, изменение характера питания) отдельные показатели баланса могут меняться, но сам баланс при этом сохраняется.

В условиях патологии происходят нарушения баланса с преобладанием либо задержки, либо потерь воды.

Вода организма

Вода является важнейшим неорганическим компонентом организма, обеспечивающим связь внешней и внутренней среды, транспорт веществ между клетками и органами. Являясь растворителем органических и неорганических веществ, вода представляет собой основную среду развертывания метаболических процессов. Она входит в состав различных систем органических веществ.

Каждый грамм гликогена, например, содержит 1,5 мл воды, каждый грамм белка - 3 мл воды.

При ее участии формируются такие структуры как клеточные мембраны, транспортные частицы крови, макромолекулярные и надмолекулярные образования.

В процессе обмена веществ и окислении водорода, отделенного от субстрата, образуется эндогенная «вода окисления», причем ее количество зависит от вида распадающихся субстратов и уровня обмена веществ.

Так, в покое при окислении:

100 г жира образуется более 100 мл воды,
100 г белка - около 40 мл воды,
100 г углеводов - 55 мл воды.

Повышение катаболизма и энергетического обмена ведет к резкому увеличению образуемой эндогенной воды.

Однако, эндогенной воды у человека недостаточно для обеспечения водной среды метаболических процессов, особенно выведения в растворенном виде продуктов метаболизма.

В частности, повышение потребления белков и, соответственно, конечное превращение их в мочевину, удаляемую из организма с мочой, ведет к абсолютной необходимости возрастания потерь воды в почках, что требует повышенного ее поступления в организм.

При питании преимущественно углеводной, жировой пищей и небольшом поступлении в организм NaCl потребность организма в поступлении воды меньше.

У здорового взрослого человека суточная потребность в воде колеблется от 1 до 3 л.

Общее количество воды в организме составляет у человека от 44 до 70% массы тела или примерно 38-42 л.

Содержание ее в разных тканях варьирует от 10% в жировой ткани до 83-90% в почках и крови, с возрастом количество воды в организме уменьшается, также как и при ожирении.

У женщин содержание воды ниже, чем у мужчин.

Вода организма образует два водных пространства:

1. Внутриклеточное (2/3 обшей воды).

2. Внеклеточное (1/3 общей воды).

3. В условиях патологии появляется третье водное пространство - вода полостей тела: брюшной, плевральной и т.д.

Внеклеточное водное пространство включает два сектора:

1. Внутрисосудистый водный сектор, т.е. плазму крови, объем которой составляет около 4- 5% массы тела.

2. Интерстициальный водный сектор, содержащий 1/4 всей воды организма (15% массы тела) и являющийся наиболее подвижным, меняющим объем при избытке или недостатке воды в теле.

Вся вода организма обновляется примерно через месяц, а внеклеточное водное пространство - за неделю.

Гипергидратация организма

Избыточное поступление и образование воды при неадекватно малом ее выделении из организма ведет к накоплению воды и этот сдвиг водного баланса получил название гипергидратация.

При гипергидратации вода накапливается, в основном, в интерстициальном водном секторе.

Водная интоксикация

Значительная степень гипергидратации проявляется водной интоксикацией.

При этом в интерстициальном водном секторе осмотическое давление становится ниже, чем внутри клеток, они поглощают воду, набухают и осмотическое давление в них становится тоже сниженным.

В результате повышенной чувствительности нервных клеток к уменьшению осмолярности водная интоксикация может сопровождаться возбуждением нервных центров и мышечными судорогами.

Дегидратация организма

Недостаточное поступление и образование воды или чрезмерно большое ее выделение приводят к уменьшению водных пространств, главным образом, интерстициального сектора, что носит название дегидратация.

Это сопровождается сгущением крови, ухудшением ее реологических свойств и нарушением гемодинамики.

Недостаток в организме воды в объеме 20% массы тела ведет к летальному исходу.

Регуляция водного баланса организма

Система регуляции водного баланса обеспечивает два основных гомеостатических процесса:

во-первых, поддержание постоянства общего объема жидкости в организме и,

во-вторых, оптимальное распределение воды между водными пространствами и секторами организма.

К числу факторов поддержания водного гомеостазиса относятся осмотическое и онкотическое давление жидкостей водных пространств, гидростатическое и гидродинамическое давление крови, проницаемость гистогематических барьеров и других мембран, активный транспорт электролитов и неэлектролитов, нейро-эндокринные механизмы регуляции деятельности почек и других органов выделения, а также питьевое поведение и жажда.

Водно солевой обмен

Водный баланс организма тесно связан с обменом электролитов. Суммарная концентрация минеральных и других ионов создает определенную величину осмотического давления.

Концентрация отдельных минеральных ионов определяет функциональное состояние возбудимых и невозбудимых тканей, а также состояние проницаемости биологических мембран,- поэтому принято говорить о водно-электролитном (или солевом) обмене.

Водно электролитный обмен

Поскольку синтез минеральных ионов в организме не осуществляется, они должны поступать в организм с пищей и питьем. Для поддержания электролитного баланса и, соответственно, жизнедеятельности, организм в сутки должен получать примерно 130 ммоль натрия и хлора, 75 ммоль калия, 26 ммоль фосфора, 20 ммоль кальция и других элементов.

Роль электролитов в жизнедеятельности организма

Для гомеостаза электролитов необходимо взаимодействие нескольких процессов: поступление в организм, перераспределение и депонирование в клетках и их микроокружении, выделение из организма.

Поступление в организм зависит от состава и свойств пищевых продуктов и воды, особенностей их всасывания в желудочно-кишечном тракте и состояния энтерального барьера. Однако, несмотря на широкие колебания количества и состава пищевых веществ и воды, водно-солевой баланс в здоровом организме неуклонно поддерживается за счет изменений экскреции с помощью органов выделения. Основную роль в этом гомеостатическом регулировании выполняют почки.

Регуляция водно-солевого обмена

Регуляция водно-солевого обмена, как и большинство физиологических регуляций, включает афферентное, центральное и эфферентное звенья. Афферентное звено представлено массой рецепторных аппаратов сосудистого русла, тканей и органов, воспринимающих сдвиги осмотического давления, объема жидкостей и их ионного состава.

В результате, в центральной нервной системе создается интегрированная картина состояния водно-солевого баланса в организме. Следствием центрального анализа является изменение питьевого и пищевого поведения, перестройка работы желудочно-кишечного тракта и системы выделения (прежде всего функции почек), реализуемая через эфферентные звенья регуляции. Последние представлены нервными и, в большей мере, гормональными влияниями.опубликовано econet.ru

При многих заболеваниях водный обмен в организме имеет решающее значение. Так, при хронической сердечной недостаточности, гипертонической болезни, запущенном атеросклерозе, болезнях мочеполовой системы водный и водно-солевой обмен обычно бывает

нарушен и появляются отеки. Поэтому регуляция водно-солевого обмена имеет важное значение при лечении больного.

Рассмотрим сначала вопрос о нормальном водном обмене в организме человека.

Вода в теле человека может находиться как в свободном, так и в связанном состоянии. Находясь в свободном состоянии, она легко переходит из клеток в межклеточное пространство, в лимфу и плазму крови. Если же вода связана белками, то она прочно удерживается в клетках и тканях. У здорового человека в организме постоянно соблюдается водно-солевой баланс, то есть определенное равновесие воды и солей, находящихся как в связанном, так и в свободном состоянии. При нарушении этого равновесия возникает болезнь.

Водный обмен представляет собой совокупность процессов всасывания питьевой воды, образования воды при окислении жиров, белков и углеводов, распределением ее между внутриклеточным и внеклеточным пространством, с одной стороны, и выделением воды почками, легкими, кожей и кишечником - с другой.

У взросл ого человека, имеющего вес 70 кг, общее содержание воды в организме достигает 50 кг. Из этого количества только 15% приходится на плазму крови и лимфу, остальные 50% составляет вода, находящаяся внутри клеток в связанном состоянии. В состоянии водного равновесия количество потребляемой воды равно количеству воды выделяемой.

Баланс воды складывается из следующих величин: количество питьевой воды - 1000 мл; вода, входящая в

состав пищевых продуктов - 720 мл; вода, образующаяся при окислении жиров, белков и углеводов - 320 мл. В сулеи, при нормальных условиях, человек потребляет до 2,5 л воды. Из этого количества около 1100 мл выделяется через почки, 400-450 мл - через кожу, 300-350 мл - через легкие и около 150 мл - с калом. При изменении условий внешней среды (температура, давление, характер пищи) эти данные могут сильно варьироваться в ту или иную сторону. Однако водно-солевой баланс в организме восстанавливается очень быстро, так: как он является жизненно важным фактором.

Регуляторами водного обмена являются центральная нервная и эндокринная системы. Нарушение функции регуляции водно-солевого обмена может вызвать тяжелые изменения обмена и обусловить либо задержку воды в организме, либо, наоборот, усиленное ее выведение, ведущее к обезвоживанию.

Большое значение для поддержания водного баланса организма имеет состояние сердечно-сосудистой системы и содержание белков в плазме крови. На степень задержки воды в тканях значительное влияние оказывает содержание в клетках и внеклеточной жидкости солей натрия и калия. За счет этих солей в клетках создается определенное осмотическое давление. Солевой состав внутри- и внеклеточной жидкости различен. Если внеклеточная жидкость имеет большое сходство с морской водой и наличие солей в ней может сильно варьироваться, то состав внутриклеточной жидкости почти всегда постоянен и сохраняет свою химическую индивидуальность. Это обусловлено наличием клеточных мембран, которые, удерживая калий, отказываются от натрия и кальция. В клетках обычно преобладают ионы магния, калия, сульфатные группы, а вне клеток - хлор, натрий, кальций и белковые фракции.

Обновлено: 2019-07-09 21:51:20

Показания: используется при стенокардии, начальной стадии гипертонической болезни. В народной медицине применяют как смягчительное и отхаркивающее средство.

В клетках организма непрерывно кипит работа: постоянно синтезируются белки, жиры и углеводы. Одновременно идет расщепление сложных органических соединений и высвобождение энергии.

Образующиеся при этом продукты распада — мочевина, аммиак и углекислый газ — должны выводиться из организма. И все эти процессы возможны только при участии воды. Вода является не только важным компонентом всех клеток, но также и основой межклеточной жидкости, плазмы, лимфы и пищеварительных соков.

Роль воды в обмене белков

Вода играет ключевую роль в синтезе белков. Ферменты желудочного, поджелудочного и кишечного соков, в основу которых тоже входит вода, расщепляют белковые компоненты пищи до аминокислот, которые попадают в кровь и разносятся в клетки организма. А уже в клетках синтезируются необходимые для организма белки. Так благодаря участию воды органы и ткани получают необходимый для роста и развития строительный материал.

Роль воды в обмене углеводов

Углеводы — главный источник энергии в организме. Ферменты слюны, поджелудочного и кишечного соков расщепляют поступающие с пищей углеводы до глюкозы, которая всасывается в тонком кишечнике в кровь. При избытке она откладывается в печени как стратегический запас организма в виде гликогена. Обратное превращение и доставка возможны тоже благодаря водной среде, то есть крови.

Роль воды в обмене жиров

Образование жиров в организме также невозможно без воды. Жиры пищи под действием ферментов желудочного, поджелудочного и кишечного соков расщепляются на глицерин и жирные кислоты. В тонком кишечнике из них образуется жир. В виде эмульсии он транспортируется в лимфу, а вместе с ней в общий кровоток. Избыток жиров откладывается в организме или используется как источник энергии.

Участие воды в терморегуляции

Вода, влияя на обмен веществ, вырабатывает энергию в организме. Она обладает большой теплоемкостью — 4200 Дж/(кг·К). Поэтому является своего рода регулятором температуры в организме человека. А еще она поддерживает температуру тела в соответствии с температурой окружающей среды.

Выделительная функция воды

Вода является средой для безопасного выведения токсинов и продуктов жизнедеятельности (углекислый газ, аммиак, мочевая кислота и др.). В сутки организм здорового взрослого человека может выделить около 3 л жидкости: через мочевыводящие пути, прямую кишку, потовые железы и легкие. Поэтому для обеспечения нормального обмена веществ ежедневно человек должен восполнять объем затраченной жидкости. Это в среднем 2,5-3 л воды.

Вода необходима

Недостаток воды в организме может привести к развитию серьезных заболеваний. В питьевом рационе должна преобладать чистая питьевая или минеральная вода.

Необходимо знать: большая часть потребляемых человеком жидкостей (чай, кофе, сладкие газированные напитки, алкоголь и др.) содержат вещества, которые действуют с обратным эффектом - способствуют выведению воды из клеток организма, а не насыщают их необходимой жидкостью.

Вода не является источником энергии, но ее поступление в организм -- обязательное условие его нормальной жизнедеятельности. Количество воды у взрослого человека составляет 65 % от общей массы тела, у ребенка -- 7580 %. Она является составной частью внутренней среды организма, универсальным растворителем, участвует в регуляции температуры тела. Больше всего воды в крови -- 92 %, во внутренних органах содержание ее составляет 7686 %, в мышцах -- 70 %, меньше в жировой ткани -- 30 % и в костях -- 22 %.

Суточная потребность в воде взрослого человека -- 2--2,5 л. Это количество складывается из воды, потребляемой при питье (1 л), содержащейся в пище (1 л) и образующейся при обмене веществ (300350 мл). Основные органы, выделяющие воду из организма, -- почки, потовые железы, легкие и кишечник. Почками за сутки выделяется 1,21,5 л воды в составе мочи. Потовые железы удаляют 500--700 мл воды в составе пота. Легкие в виде водяных паров выводят 350 мл воды, при глубоком и учащенном дыхании это количество увеличивается до 700800 мл. Через кишечник с калом выводится 100150 мл. При расстройстве деятельности кишечника (поносе) организм может терять большое количество воды, что приводит к его обезвоживанию.

Нормальная деятельность организма характеризуется сохранением водного баланса, т.е. количество поступившей воды равно количеству выведенной. Если воды выводится из организма больше, чем поступает, возникает чувство жажды. Организм ребенка быстро накапливает и быстро теряет воду. Это обусловлено интенсивным ростом, физиологической незрелостью почек и нейроэндокринных механизмов регуляции водного обмена. При этом потери воды и обезвоживание организма у детей значительно выше, чем у взрослых, и во многом зависят от выделения воды через легкие и кожу. В сутки выделение воды может достигать 50 % объема принятой жидкости, особенно при пере гревании ребенка. Потери воды у детей достигают 1,3 г/кг в час, в то время как у взрослых они составляют 0,5 г/кг в час. Столь значительная потеря воды вызывает у детей большую, чем у взрослых, потребность восполнить ее. Недостаточное количество воды может привести к «солевой лихорадке», т.е. к повышению температуры тела. Потребность в воде на 1 кг массы тела с возрастом уменьшается. В 3 месяца ребенку на 1 кг массы требуется 150--170 г воды, в 2 года -- 95 г, в 13 лет -- 45 г.

Регуляция водного обмена осуществляется нервногуморальным путем. Центр жажды находится в гипоталамусе. Водный баланс регулируют минералокортикоиды (кора надпочечников) и антидиуретический гормон (гипоталамус).

Энергетический обмен. Затраты энергии на рост и развитие детского организма. Терморегуляция, возрастные особенности

При расщеплении и окислении питательных веществ до конечных продуктов выделяется энергия. Одним из важнейших показателей интенсивности обменных процессов в организме является величина основного обмена, под которой понимается уровень обменных реакций при комнатной температуре и в полном покое. Его определяют лежа, натощак, при температуре комфорта. Величина основного обмена зависит от возраста, пола и упитанности. В среднем у мужчин она составляет в сутки 71407560 кДж, у женщин -- 64206800 кДж. Для каждого человека величина основного обмена постоянна.

В обычных условиях жизни на интенсивность обмена веществ влияют различные факторы, и прежде всего мышечная деятельность. Поэтому уровень обмена веществ в естественных условиях -- общий обмен -- значительно превышает основной.

При недостатке энергетически ценной пищи организм вначале расходует резервные углеводы и жиры, а затем белки мышц. Обмен энергии регулируется гипоталамусом и соответствующими центрами коры больших полушарий головного мозга. Гуморальная регуляция обеспечивается тироксином и трийодтиронином (щитовидная железа) и адреналином (мозговой слой надпочечников).

Водно-солевой обмен в организме человека

Водно-солевым обменом называют совокупность процессов поступления воды и электролитов в организм, распределения их во внутренней среде и выделения из организма.

У здорового человека поддерживается равенство объемов выделяющейся из организма и поступившей в него за сутки воды , что называют водным балансом организма. Можно рассматривать также и баланс электролитов - натрия, калия, кальция и т.п. Средние показатели водного баланса здорового человека в состоянии покоя показаны в табл. 12.1, а баланса электролитов в табл. 12.2.

Средние величины параметров водного баланса организма человека

Таблица 12.1. Средние величины параметров водного баланса организма человека (мл/сут)
Потребление и образование воды		Выделение воды
Питье и жидкая пища	1200	С мочой	1500
Твердая пища	1100	С потом	500
Эндогенная «вода окисления»	300	С выдыхаемым воздухом	400
		С калом	100
Итого Поступление	2500	Итого Выделение	2500
Внутренний цикл жидкостей желудочно-кишечного тракта (мл/сут)
Секреция		Реабсорбция
Слюна	1500
Желудочный сок	2500
Желчь	500
Сок pancreas	700
Кишечный сок	3000
Итого	8200		8100
Итого 8200 - 8100 = вода в кале 100 мл

Среднесуточный баланс обмена некоторых веществ у человека

Таблица 12.2 Среднесуточный баланс обмена некоторых веществ у человека
Вещества	Поступление		Выделение
Вещества	пища	метаболизм	моча	фекалии	пот и воздух
Натрий (ммоль)	155		150	2,5	2,5
Калий (ммоль)				5,0
Хлорид (ммоль)	155		150	2,5	2,5
Азот (г)
Кислоты (мэкв)
нелетучие
летучие	14000				14000

При различных возмущающих воздействиях (сдвиги температуры среды, разный уровень физической активности, изменение характера питания) отдельные показатели баланса могут меняться, но сам баланс при этом сохраняется.

В условиях патологии происходят нарушения баланса с преобладанием либо задержки, либо потерь воды.

Вода организма

Каждый грамм гликогена, например, содержит 1,5 мл воды, каждый грамм белка - 3 мл воды.

В процессе обмена веществ и окислении водорода , отделенного от субстрата, образуется эндогенная «вода окисления» , причем ее количество зависит от вида распадающихся субстратов и уровня обмена веществ.

Так, в покое при окислении:

100 г жира образуется более 100 мл воды,
100 г белка - около 40 мл воды,
100 г углеводов - 55 мл воды.

Повышение катаболизма и энергетического обмена ведет к резкому увеличению образуемой эндогенной воды.

У здорового взрослого человека суточная потребность в воде колеблется от 1 до 3 л.

Общее количество воды в организме составляет у человека от 44 до 70% массы тела или примерно 38-42 л.

У женщин содержание воды ниже, чем у мужчин.

Вода организма образует два водных пространства:

1. Внутриклеточное (2/3 обшей воды).

2. Внеклеточное (1/3 общей воды).

3. В условиях патологии появляется третье водное пространство - вода полостей тела: брюшной, плевральной и т.д.

Внеклеточное водное пространство включает два сектора:

1. Внутрисосудистый водный сектор, т.е. плазму крови, объем которой составляет около 4- 5% массы тела.

Вся вода организма обновляется примерно через месяц, а внеклеточное водное пространство - за неделю.

Гипергидратация организма

Избыточное поступление и образование воды при неадекватно малом ее выделении из организма ведет к накоплению воды и этот сдвиг водного баланса получил название гипергидратация .

При гипергидратации вода накапливается, в основном, в интерстициальном водном секторе.

Водная интоксикация

Значительная степень гипергидратации проявляется водной интоксикацией.

Дегидратация организма

Недостаточное поступление и образование воды или чрезмерно большое ее выделение приводят к уменьшению водных пространст в, главным образом, интерстициального сектора, что носит название дегидратация .

Это сопровождается сгущением крови, ухудшением ее реологических свойств и нарушением гемодинамики.

Недостаток в организме воды в объеме 20% массы тела ведет к летальному исходу.

Регуляция водного баланса организма

Система регуляции водного баланса обеспечивает два основных гомеостатических процесса:

во-первых, поддержание постоянства общего объема жидкости в организме и,

во-вторых, оптимальное распределение воды между водными пространствами и секторами организма.

К числу факторов поддержания водного гомеостазиса относятся осмотическое и онкотическое давление жидкостей водных пространств, гидростатическое и гидродинамическое давление крови, проницаемость гистогематических барьеров и других мембран, активный транспорт электролитов и неэлектролитов, нейро-эндокринные механизмы регуляции деятельности почек и других органов выделения, а также питьевое поведение и жажда.

Водно солевой обмен

Водный баланс организма тесно связан с обменом электролитов . Суммарная концентрация минеральных и других ионов создает определенную величину осмотического давления.

Концентрация отдельных минеральных ионов определяет функциональное состояние возбудимых и невозбудимых тканей, а также состояние проницаемости биологических мембран,- поэтому принято говорить о водно-электролитном (или солевом) обмене .

Водно электролитный обмен

Поскольку синтез минеральных ионов в организме не осуществляется, они должны поступать в организм с пищей и питьем. Для поддержания электролитного баланса и, соответственно, жизнедеятельности, организм в сутки должен получать примерно 130 ммоль натрия и хлора, 75 ммоль калия, 26 ммоль фосфора, 20 ммоль кальция и других элементов.

Роль электролитов в жизнедеятельности организма

Для гомеостаза электролитов необходимо взаимодействие нескольких процессов: поступление в организм, перераспределение и депонирование в клетках и их микроокружении, выделение из организма.

Поступление в организм зависит от состава и свойств пищевых продуктов и воды, особенностей их всасывания в желудочно-кишечном тракте и состояния энтерального барьера . Однако, несмотря на широкие колебания количества и состава пищевых веществ и воды, водно-солевой баланс в здоровом организме неуклонно поддерживается за счет изменений экскреции с помощью органов выделения. Основную роль в этом гомеостатическом регулировании выполняют почки.

Регуляция водно-солевого обмена