Функции воды в организме человека: регуляция

Вода – основа всей жизни на Земле, а вода в организме человека – основное составляющее. Зачем нужна вода человеку? Какое влияние она оказывает на функционирование внутренних органов, систем и желез внутренней секреции?

Нормы жизни

Острая нехватка воды приводит к обезвоживанию, вследствие чего может наступить смерть. Общее содержание воды в человеческом организме колеблется в пределах 50-80%.

В организме месячного эмбриона человека количественное содержание воды превышает 95%. С возрастом количество воды уменьшается.

Например, у новорожденного младенца этот объем равен 75-80%, а у пожилого человека это количество уменьшается почти вдвое – 57%.

Без пищи человек может прожить минимум несколько недель, а вот без воды вашему организму не протянуть и несколько дней.

Функции воды в организме человека: регуляцияЧистая вода нужна человеку как кислород. Этот компонент содержится во всех органах и тканях человеческого организма в той или иной пропорции. Большую ее часть приходится на мозг. Вода составляет более 90% от общего объема мозга. По сравнению с этим показателем:

  • легкие – до 90%;
  • костная ткань – до 80%;
  • мышечная ткань – более 75%;
  • кровь – 82%.

Важные процессы

Каково же значение воды для человека? Зачем ему постоянно требуется вода? Ей отводится множество функций. Вода – основной компонент, участвующий в процессе растворения веществ. Именно благодаря ей протекает большинство химических процессов, приводящих к превращению биомолекул. Также она способствует охлаждению органов. Это требуется, чтобы избежать их перегрева.

Она незаменима для поддержания кислотно-щелочного баланса. Жидкость с легкостью проникает через тонкие стенки клеток. Происходит непрерывный обмен водой молекул между собой.

Небольшое количество жидкости организм в состоянии выработать самостоятельно, однако этого не хватает для нормального функционирования. Большая ее часть поступает из внешней среды, вместе с пищей и питьем. Это требуется из-за того, что количество жидкости, вырабатываемое организмом гораздо меньше объема, выделяемого ежедневно из организма. Так жидкость выводится вместе с:

  • мочой;
  • потом;
  • слюной;
  • калом.

Функции воды в организме человека: регуляцияМоча очищает организм от токсинов и других веществ, которые накапливаются в нем в процессе жизнедеятельности. Количество жидкости, выделяемой другими системами, а также железами внутренней секреции, не кажется такой заметной по сравнению с тем, сколько ее выводится почками. Однако не стоит заблуждаться. Даже при обычной работе организма общий объем пота составляет до 1000 мл, а во время тренировок, физической нагрузке, посещении саун, бань, путешествий по жарким странам, эти параметры возрастают в несколько раз.

Гидролиз

Для того чтобы из пищи выделить необходимые питательные вещества требуется расщепление белков и углеводов. Это происходит благодаря гидролизу – процесс расщепления полимеров водой.

Чтобы эта реакция произошла в организме, молекула Н2О разделяется на две части.

Гидролиз способствует тому, чтобы из организма выводились отработанные биополимеры и те, компоненты, которые в данный момент не нужны для работы организма.

Поликонденсация

На месте раздробленных в процессе гидролиза частиц начинают образовываться новые. Молекулы, строясь постепенно, высвобождают одну молекулу воды. Иными словами, происходит реакция в корне противоположная гидролизу.

Поликонденсация принимает непосредственное участие в процессе синтеза биополимеров (образовании белков, ДНК, РНК и прочее).

Окислительные реакции

Как бы парадоксально это ни звучало, но вода способна выполнять роль горючего вещества. Жидкость окисляется за счет взаимодействия с активным кислородом. Окисление воды (горение), одна из основных реакций, постоянно протекающих в любом живом организме.

Основные функции

Для обеспечения организма необходимыми запасами жидкости, рекомендуется употреблять воду, содержащую необходимые минеральные вещества. Зачем нужна такая мера? На минерализированную воду возложены следующие функции:

  • вывод отходов жизнедеятельности организма;
  • смазка суставов;
  • стабилизация температуры внутренней системы организма и всего тела;
  • поддержание обменных процессов и прочее.

Она помогает клеткам организма усваивать необходимые питательные вещества. Пища, попадая в организм, начинает перевариваться только тогда, когда принимает водорастворимую форму. В этом состоянии она способна проникнуть в кровь сквозь стенки кишечника.

Участвуя в обменных процессах, она предотвращает проникновение свободных радикалов в кровеносную систему. Малейшая недостача воды чревата тем, что ваша кожа не получает необходимых ей веществ, теряет упругость, дряхлеет, а это непременно приведет к появлению морщинок. Увлажнение слизистых оболочек происходит только благодаря наличию жидкости.

Функции воды в организме человека: регуляция

Значение воды в функционировании организма трудно недооценить. Стабильная работа внутренней системы зависит от наличия этого вещества в организме.

Оно не только участвует в процессе обмена веществ, но и помогает бороться с излишним весом. Достаточное поступление жидкости способствует снижению аппетита и ускорению переработки накопленных жиров.

Вода очищает человеческий организм от жира, предотвращая то, что он скапливается внутри важных органов.

Терморегулирующая функция – одна из основных. Накопленный организмом излишек тепла вода вбирает в себя, выводя его через кожу и в процессе дыхания. Жара и тренировки способствуют более быстрому испарению влаги. Прохладная жидкость проходит через стенки желудка в кровь, способствует охлаждению нагревшегося организма, тем самым предохраняя его от перегрева.

Именно поэтому во время тренировки спортсменам рекомендуется небольшими порциями выпивать до 1 литра жидкости в час. Чистая вода помогает поддержать в норме функционирование организма.

Но тренировки и посещение жарких стран – не единственные угрозы для водного баланса организма. Даже работая в офисе современного мегаполиса, человек нуждается в дополнительном притоке жидкостей. Для чего это необходимо? Все дело в том, что воздух внутри помещений чаще всего перегрет обогревателями или чересчур охлажден кондиционерами.

Функции воды в организме человека: регуляцияИскусственное воздействие на воздух приводит к его сухости, что влечет за собой и обезвоженность организма. Кроме этого, употребление чая, кофе, алкоголя также приводит к чрезмерному выводу жидкости из организма.

При обезвоживании организма на 10%, человек не способен действовать и мыслить адекватно, а при приближении этого показателя к 20% возможен летальный исход. От общего объема воды, содержащегося в организме, в день происходит обмен 4-6 %.

Оптимальный водный баланс способствует повышению сопротивляемости организма к стрессовым ситуациям и другим негативным воздействиям внешней среды. Вода разжижает кровь, помогает бороться с переутомлением. В основу здорового развития организма заложено три основных составляющих.

  1. Правильное питание.
  2. Активное времяпрепровождение.
  3. Потребление качественной воды.

Последний пункт особо важен. Ведь если вода ненадлежащего качества, все вредные вещества, содержащиеся в ней, могут проникнуть в организм, а при условиях дополнительного загрязнения со стороны внешней среды, это, несомненно, приведет к нарушению в его функционирования. Чистая вода – залог здоровья всего организма. Приблизительная суточная норма воды составляет минимум 8 стаканов.

Для людей, которые все еще задаются вопросом, зачем поддерживать водный баланс, стоит уяснить, что она участвует и в профилактике заболеваний. Вода очищает человеческий организм, вымывая из него ненужные и вредные элементы.

Придерживаясь суточной дозы, человек значительно сокращает возможность развития онкологических заболеваний.

Так, люди, выпивающие ежедневно более 1,5 литра жидкости реже подвергаются развитию рака толстой кишки, мочевого пузыря и даже молочных желез.

При неблагоприятной экологической обстановке внешней среды, чтобы избежать проблем со здоровьем необходимо поддерживать в норме водно-солевой баланс.

Регуляция водно – электролитного обмена

Лекция № 36

Тема: «Водно-минеральный обмен. Функции воды в организме».

План изложения:

1.Функции воды в организме человека.

2.Распределение воды в организме. Нарушения водного баланса (дизгидрии).

3.Регуляция водно-электролитного обмена.

Вода – важнейшая составная часть организма. Заполняя все межклеточное пространство, она образует ванну для каждой клетки, являясь средой ее существования.

  • — Через воду осуществляется связь между клетками, всеми тканями.
  • — Через воду отдельные органы и ткани связаны с внешним миром (кожа, легкие, почки, ЖКТ).
  • — Благодаря воде осуществляется обмен веществ (транспортирует питательные вещества, удаляет конечные продукты, транспортирует сигнальные вещества между клетками).
  • — Вода принимает участие в процессах терморегуляции.

Вода выполняет свои функции растворителя и средства транспорта не в чистом виде, а как составная часть водных р-р. Наибольшее значение имеет растворенные в воде белки и неорганические ионы (Na+, K+, Mg2+, Cl-, HCO3-, HPO42-).

  1. Функции воды в организме:
  2. Внутренняя среда организма
  3. Внутренняя среда организма: это кровь, лимфа цереброспинальная жидкость, межклеточная жидкость.
  4. Особенность внутренней среды организма – постоянство ее основных биохимических показателей.
  5. Названные биологические жидкости представляют собой водные растворы органических (белки, глюкоза, продукты промежуточного обмена) и неорганических (минеральных) веществ.
  6. Всасывание веществ в ЖКТ
  7. Транспортная
  8. Транспорт веществ возможен только в растворимой форме => вода в организме выполняет 2 функции.
  9. 1. растворителя
  10. 2. транспортного средства
  11. (в клетке вода выполняет функцию растворителя для участников реакций и катализаторов биохимических превращений, так как вещества реагируют друг с другом только в растворимой форме).
  12. Участвует в биохимических реакциях (гидролиз, гидратация, дегидратация, диссоциация)
Читайте также:  Персен или Новопассит – что лучше?

5. Поддерживает гомеостаз в организме (гомеостаз – постоянство внутренней среды в организме).

  • Растворяет и диссоциирует вещества
  • Входит в структуру мембран
  • Выводит из организма конечные продукты обмена веществ через почки.
  • Среднее содержание воды у взрослого человека составляет 60% массы тела.

70 кг – 42 л Н2О. Содержание воды зависит от возраста и количества жира. (Жировая ткань бедна водой, мышцы – богаты водой) => у полных людей содержание воды меньше (40%), а у худых – больше (до 75%). У новорожденных содержание воды в организме составляет 75% — 80% массы тела. С возрастом содержание воды в организме уменьшается (у новорожденных — 80%; средний возраст – 65%, пожилые – 57%).

Наибольшее содержание воды найдено в сером веществе головного мозга.

Наименьшее в костной ткани (в мозговой ткани реакции совершаются мгновенно, в костной – очень медленно). В биологических жидкостях вода составляет от 83% — 99,5 %. Желудочный сок – 99,5%, слюна — 99,4%, плазма – 92%, лимфа – 90%, моча – 83%.

Количество воды в организме строго регулируется. Потеря > 10% — тяжелые функциональные нарушения, свыше > 20% — смерть.

Воду, которую организм получает в виде питья и в составе пищевых продуктов называют экзогенной.

Экзогенная вода – это вода, которую организм получает в виде питья и в составе пищевых продуктов. Эндогенная – это вода, образовавшаяся в организме при распаде веществ (в расчете на 100г): белков 41 мл, жиров 107 мл, углеводов 55 мл.

Суточная потребность в воде 2-2,5 литра. Из них 1,5 л потребляется с пищей. Выводится 1л -1,5 почками, 0,2-0,3л кишечником, 0,2-0,5л с потом и испарениями через кожу, до 0,5 л выдыхаемым воздухом.

  1. Распределение воды в организме.
  2. Вода неравномерно распределена в организме.
  3. В организме человека объём воды распределяется следующим образом:
  4. 70% — внутриклеточная жидкость, 30% -внеклеточная жидкость.
  5. В организме различают 2 главных водных пространства.

1. внутриклеточное (сумма воды каждой клетки организма) ионы К, анионы белка и фосфатов.

2. внеклеточное (высокая концентрация хлоридов и бикарбонатов Na).

  • Внутриклеточная жидкость 2/3, внеклеточная 1/3 всей воды.
  • Часть внеклеточной жидкости находится в сосудистом русле (5-7%).
  • Большая часть – вне сосудистого русла: интерстициальная (межтканевая) 17% и
  • 6% — на трансцеллюлярную воду (спинномозговую и суставную).
  • Общая вода (42 л)
  • Внутриклеточная жидкость Внеклеточная жидкость
  1. Функции воды в организме человека: регуляция
  2. Интерстициальная Плазма крови
  3. жидкость (11 л) (3л)
  4. Распределение воды между клеткой и внеклеточным пространством определяется величиной осмотического давления.
  5. Осмотическое давление (осмолярность) – это концентрация катионов и анионов выраженная в моль/л, разность концентрации электролитов внутри и вне клетки.

В норме осмолярность = 285 млОсм./л. Распределение воды внутри и вне клетки вомногом зависит от концентрации ионов натрия. При избытке натрия – содержание воды в организме увеличивается, а при недостатке – уменьшается.

Соотношение объемов воды в плазме и межтканевой жидкости определяется концентрацией белков плазмы (при голодании уменьшается концентрация белков, уменьшается онкотическое давление, а осмотическое не уменьшается. Это приводит к выходу жидкостей сосудистого русла к тканям — развитию отёков).

Различают следующие нарушения водного обмена:

1.дегидратация – уменьш. объема жидкостей в организме. Различают гипертоническую, гипотоническую, изотоническую

2.гипергидратация – увеличение объёма жидкости в организме. Различают гипертоническую, гипотоническую, изотоническую.

Изотоническая дегидратация наступает при потере изотонических жидкостей (кровопотеря, ожоги, рвота). Объём внеклеточной жидкости снижается без изменения осмотичности.

Гипертоническая дегидратация развивается при потере больше воды, чем электролитов. Развивается эксикоз. Увеличивается осмолярность. Жидкость из клеток переходит во внеклеточное пространство. Причина таких нарушений – ограничение потребления воды (утрата чувства жажды при нарушении сознания или у новорожденных).

Гипотоническая дегидратация возникает при потере гипертонических растворов, особенно при массивных потерях ионов натрия, при недостаточности функции надпочечников. Снижение осмолярности внеклеточной жидкости приводит к наполнению внутриклеточного пространства.

Клинически состояния с недостаточностью воды (эксикозы) более опасны, чем состояния с увеличением воды. Особенно это заметно у новорожденных, у которых более интенсивный обмен воды.

Изотоническая гидратация развивается при введении большого количества изотонических растворов или при развитии отёков (циррозы печени, сердечная недостаточность, голодание, потеря белков почками). Жидкость накапливается во внеклеточном пространстве. Объём внутриклеточной жидкости при этом не меняется.

Гипотоническая гидратация (отравление водой). Это состояние развивается при приёме большого количества жидкости, не содержащей солей или при введении раствора глюкозы.

Гипертоническая гидратация возникает при поступлении в организм большого количества гипертонического раствора и почки не справляются с выведением солей. Вода переходит из внутриклеточного пространства (клеточный эксикоз). Такое состояние развивается при гиперфункции коры надпочечников (синдром Кушинга).

  • Изменения водно-солевого обмена в лаборатории обнаруживаются при определении ионов натрия в плазме.
  • Обмен воды в организме тесно связан с обменом натрия, поэтому в водно-минеральном обмене выделяют:
  • 1.водно-электролитный обмен – обмен воды и натрия;

2.минеральный обмен – обмен кальция, фосфатов и других минеральных веществ.

  1. Водно-минеральный обменэто совокупность процессов поступления, всасывания, распределения и выделения воды и солей в организме.
  2. Водно-минеральный обмен обеспечивает:
  3. 1.постоянство ионного состава,
  4. 2.постоянство кислотно-основного равновесия,
  5. 3.постоянный объем жидкостей внутренней среды организма,

4.постоянство осмотической среды организма.

  • В поддержании водно-минерального гомеостаза участвуют:
  • Выделительная система организма (почки, легкие, печень, кожа, ЖКТ) и
  • буферные системы.
  • Почки выводят конечные продукты азотистого обмена (мочевину, мочевую кислоту, креатинин, уробилин, индикан, парные серные и глюкуроновые кислоты).

Легкие удаляют конечные продукты окисления органических соединений (кроме холестерина) СО2 и Н2О. А при сахарном диабете – ацетон (кетоновые тела).

Печеньвыводит желчные кислоты (конечный продукт распада холестерина) и билирубин (конечный продукт распада гема). Кожа выводит мочевину и воду.

  1. ЖКТвыводит избыток водорода и хлорид ионов через обкладочные клетки.
  2. В водном обмене принимают участие почки, легкие, кожа, ЖКТ, эндокринные железы.
  3. Потеря воды за сутки:
  4. Через легкие (испарение воды с выдыхаемым воздухом) – 400 мл.
  5. Через кожу с поверхности тела и потоотделение — 500 мл.
  6. Через почки (моча 1000 – 1500 мл.)
  7. Через кишечник (стул) – 100 мл
  8. Всего:2500 мл.
  9. Потери воды зависят от температуры тела, температуры воздуха, влажности, физической нагрузки.
  10. В патологии (кровотечения, рвота, понос, увеличения диуреза) – повышение потери воды.

Восполнение потерь воды осуществляется за счет поступления ее с пищей (2200 мл/сут) и эндогенной воды (продукт окисления веществ в организме – 300 мл/сут.) = 2500 мл/сут.

Из приведенных данных видно, что основное количество воды покидает организм через почки.

Почки – главный орган, участвующий в обмене воды. При недостатке воды , почки выделяют мало мочи. Избыток воды — много мочи (сильно разбавленной).

Только в случае потери воды организмом путем испарения (с выдыхаемым воздухом и через кожу) – имеет место чистая водная недостаточность. Во всех остальных случаях потери воды происходят с потерей электролитов.

Регуляция водно – электролитного обмена.

Регуляция водно-солевого обмена осуществляется специальными рефлекторными системами, одна из которых реагирует на изменение объёма жидкости (волюморегуляция), другая – их осмотической концентрации (осморегуляция).

При повышении осмотического давления крови вследствие потери организмом воды или избыточном поступлении в него соли происходит возбуждение осморецепторов гипоталамуса.

В гипоталамусе усиливается биосинтез антидиуретического гормона вазопрессина, что усиливает реабсорбцию водыпочечными канальцами и уменьшает диурез.

Одновременно возбуждаются нервные механизмы, обусловливающие возникновение жажды.

При избыточном поступлении воды в организм образование и выделение антидиуретического гормона резко снижается, что уменьшает обратное всасывание воды в почках и увеличивает диурез.

Волюморецепторы при повышении объёма жидкости и снижении концентрации ионов натрия через гипоталамус (кортиколиберины) и гипофиз (АКТГ) активируют секрецию альдостеронав корковом слое надпочечников. Альдостерон усиливает реабсорбцию ионов натрия и хлора из первичной мочи, уменьшает – ионов калия; усиливает секрецию вазопрессина, суживает кровеносные сосуды, повышает артериальное давление.

При снижении артериального давления в почках, в юкстагломерулярных клетках вырабатывается протеолитический фермент ренин, который отщепляет в крови от ангиотензиногена (синтез в печени) декапептид – ангиотензин -1.

Далее ангиотензин-1 в лёгких под действием фермента карбоксидипептидилпептидазы превращается в более активную форму – ангиотензин-2.

Он в свою очередь стимулирует секрецию альдостерона и вазопрессина, вызывает сужение артериол и увеличивает АД.

Таким образом, в регуляции водно-электролитного обмена участвуют вазопрессин, альдостерон и ренин-ангиотензиновая система.

Вопросы для самоконтроля.

Читайте также:  Сколько перевариваются грибы в организме человека?

1.Какова роль воды в организме?

2.От чего зависит содержание воды в организме?

3.Почему в костной ткани воды содержится меньше, чем в мозговой?

4.Дайте определение понятию экзогенная вода.

5.Дайте определение понятию эндогенная вода.

6.Как распределяется вода в организме?

7.От чего зависит распределение воды между клеткой и внеклеточным пространством?

8.от чего зависит соотношение объёма воды в плазме и межтканевой жидкости?

9.какие нарушения водного обмена Вы знаете?

10.Какие виды обменов включает в себя водно-минеральный обмен?

11.Что обеспечивает в организме водно-минеральный обмен?

12.Какие органы поддерживают и как водно-минеральный обмен?

13.Каково значение вазопрессина в регуляции водно-электролитного обмена?

14.Каково значение альдостерона в регуляции водно-электролитного обмена?

15.Каково значение ренин-ангиотензиновой системы в регуляции водно-электролитного обмена?

Литература В. С. Камышников стр.633-635.

В. К. Кухта стр.317-327.

Разработала преподаватель клинической биохимии С. М. Новикова.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Обмен воды

Баланс
воды в организме складывается из ее
потребления и
выделения. Вода
у взрослого человека составляет 55—60%
веса тела, а у новорожденного –
75%.
Основная масса (около 71%) всей воды в
организме входит в состав внутриклеточной
жидкости.
Внеклеточная вода входит в состав
тканевой или интерстициальной жидкости
(около 21%)
и воды плазмы крови (около 8%).

Взрослый
человек потребляет в сутки около 2,5 л
воды, дополнительно в организме образуется
примерно 300 мл метаболической воды. Эта
вода образуется
в процессе метаболизма при
окислении белков, углеводов и жиров.

Выведение
воды происходит с мочой (в среднем 1,5 л
в сутки), с выдыхаемым воздухом, через
кожу (в условиях нейтральной температуры
без потоотделения — 0,9 л) и с калом (0,1
л). В обычных условиях количество воды,
участвующей в обмене веществ в организме
человека, не превышает 5% массы тела в
сутки.

Функции воды в организме

1. Вода
конституционная –
компонент клеток и тканей организма.
Она
является средой, в которой осуществляются
процессы обмена веществ в клетках,
органах и тканях. Непрерывное поступление
воды в организм является одним из
основных
условий поддержания жизнедеятельности.

2. Вода

наилучший растворитель для многих
биологически важных веществ, она
обеспечивает условия для образования
дисперсных форм липидов и белков;
является основной средой и обязательной
участницей многих биохимических реакций
(свободная вода).

3.
Недостаточное содержание в организме
воды (дегидратация) может приводить к
сгущению крови, ухудшению ее реологических
свойств, нарушению кровотока. При
снижении количества воды на 20% наступает
смерть.

Избыток воды может приводить к
развитию водной интоксикации,
проявляющейся, в частности, в набухании
клеток, снижении в них осмотического
давления. Особенно чувствительны к
таким изменениям нервные клетки мозга.

4.
Способствуя гидратации макромолекул,
вода участвует в их активации (связанная
вода).

5.
Растворяя конечные продукты обмена
веществ, вода способствует их экскреции
почками и другими органами выделения.

6. Вода
обеспечивает приспособление организма
к высокой температуре окружающей среды.

Биологическая ценность воды

Питьевая
вода является важнейшим источником
кальция, магния, ряда микроэлементов.
Их усвоение и биологическая ценность
могут быть выше, чем при их всасывании
из продуктов расщепления пищевых
веществ.

Поскольку в кипяченой
воде
содержание
минеральных компонентов снижено, ее
постоянное использование вместо сырой
воды повышает нагрузку на органы
водно-солевого обмена за счет реабсорбции
ионов, что увеличивает риск развития
некоторых заболеваний.

В живом
организме часть воды, взаимодействуя
с тканями, упорядочивает свою структуру.
Структурированную
воду
человек
получает со свежими растительными и
животными продуктами, а также при питье
свежеталой воды, которая обладает более
высокой биологической активностью, чем
обычная.

В экспериментах на животных
показано ее действие на микросомы и
митохондрии гепатоцитов, тормозящее
влияние на всасывание из кишечника
углеводов, повышение устойчивости
эритроцитов, адаптогенное действие.

Рабочие горячих цехов под влиянием
такой воды лучше переносят воздействие
на организм отрицательных факторов
производственной среды.

Тяжелая
вода,
отличающаяся
от обычной большим содержанием окиси
дейтерия (тяжелого изотопа водорода) и
большим удельным весом, обладает иным
биологическим действием по сравнению
с обычной водой, При экспериментальном
повышении в воде концентрации окиси
дейтерия увеличивается возбудимость
ЦНС, усиливаются выбросы адреналина на
стрессорные раздражители. Тяжелая вода,
как выяснилось, обладает радиозащитным
эффектом.

Поступление
воды регулируется ее потребностью,
проявляющейся чувством жажды. Жаждаэтореакция
организма на повышение осмотического
давления и снижение объемов жидкостей.

Жажда может
возникать в результате:

1.
Повышение осмотического давления
клеточной жидкости, уменьшения объема
клеток, уменьшение объема внеклеточной
жидкости. Эти изменения могут развиваться
взаимосвязано.

2.
Высыхания слизистой оболочки рта;
последнее является результатом уменьшения
слюноотделения, следствием потери
жидкости при разговоре, одышке, курении
и др.

3. Действия
ангиотензина и натрийуретического
гормона.

Субъективно
жажда переживается как одно из наиболее
сильных влечений человека.

Механизм
утоления жажды, или водного насыщения,
до конца не раскрыт. В виде первичного
насыщения оно возникает в процессе
питья до всасывания воды.

По-видимому,
это явление, как и первичное насыщение
пищей, развивается благодаря растяжению
стенок желудка и возбуждению его
механорецепторов.

Вторичное (истинное)
водное насыщение формируется при
восстановлении параметров водно-солевого
гомеостаза в результате всасывания
принятой воды.

Точная
локализация в мозге центра волюморегуляции
до настоящего времени не установлена.
Предполагают, что он находится в составе
ядер гипоталамуса и среднего мозга.

Этот центр имеет афферентные связи с
периферией, реализующиеся с помощью
объемных рецепторов (волюморецепторов)
и осморецепторов. Рецепторы объема
обнаружены главным образом в сосудах
низкого давления (легочных венах) и в
предсердиях.

Они реагируют на значительные
объемные сдвиги, достигающие ± 10%.

Организм
нуждается в постоянном поступлении не
только воды, но и минеральных солей.

Водный баланс (физиология, патология, патофизиология, методы диагностики, клиническое значение). Распределение воды в здоровом и больном организме

Водный баланс — это важный регуляторный механизм , обеспечивающий постоянство внутренней среды организма. Жидкости тела в основном состоят из воды, которая, в свою очередь, содержит множество веществ. [1] Одна такая группа веществ включает электролиты, такие как натрий, калий, магний, фосфат, хлорид и другие.

Другая группа включает метаболиты, такие как кислород, углекислый газ, глюкоза, мочевина и т. д. Третья важная группа веществ, содержащихся в воде нашего организма, которая включает белки, большинство из которых жизненно важны для нашего существования.

Примеры белков включают факторы свертывания крови, иммуноглобулины, альбумин и различные гормоны. [1]

Физиология водного баланса

Поскольку распределение жидкости в организме и веществ, содержащихся в ней, имеет решающее значение для поддержания внутриклеточных и внеклеточных функций, имеющих решающее значение для выживания, организм разработал механизмы для строгого контроля состава компартмента.

Тем не менее, различные клинические патологии могут изменять состав жидкости и ее составляющих в нескольких отделах нашего тела, что может оказывать вредное воздействие на наше здоровье и часто требует интенсивных вмешательств для мониторинга и поддержания нормальных физиологических условий.

[2] Эта статья будет в первую очередь охватывать физиологический состав воды в организме человека, дифференцировать различные части тела вместе с соответствующими объемами и составами, показывать, как измерять различные объемы, и углубляться в клиническую значимость, связанную с нарушениями нормального состояния и физиологические условия регуляции водного баланса в организме человека и животных.

На клеточном уровне распределение различных отделов жидкости в организме имеет первостепенное значение для поддержания здоровья, функционирования и выживания. Для человека весом 70 кг 60% от общей массы тела состоит из воды, равной 42 л. Жидкость в организме разделяется на два основных отсека: объем внутриклеточной жидкости (ICFV) и объем внеклеточной жидкости (ECFV).

Из 42 л воды, обнаруженной в организме человека, две трети воды находятся в пространстве внутриклеточной жидкости (ICF), что соответствует 28 л.

ECFV состоит из двух пространств: объем промежуточной жидкости (ISFV) и объем плазмы (PV). Одна треть общего количества воды в организме составляет ECFV, что эквивалентно 14 л. Из объема внеклеточной жидкости 75% или 10,5 л объема присутствует в интерстициальном пространстве, и 25% этой воды находится в плазме, что эквивалентно 3,5 л. [3]

Каждое пространство работает в унисон друг с другом и имеет различные функции, имеющие первостепенное значение для нормальной физиологической функции.

Внутриклеточная жидкость состоит по меньшей мере из десяти отдельных крошечных клеточных пакетов.

Для простоты и для обеспечения жизнеспособности анализа внутриклеточного пространства была создана концепция объединенного внутриклеточного «компартмента», поскольку эти коллекции имеют важные объединяющие сходства, такие как местоположение, состав и поведение, что обеспечивает практическую полезность в изучение физиологии водного баланса организма. [4]

Читайте также:  Топ-5 сильнейших гормональных контрацептивов от прыщей, угревой сыпи и акне

Промежуточная жидкость состоит из жидкости, которая лежит в пространстве между тканями тела и вокруг них.

Хотя технически это «виртуальное» пространство, интерстициальная жидкость омывает все клетки организма и связь между внутриклеточной жидкостью и внутрисосудистым компартментом.

ISF содержит питательные вещества, кислород, отходы, химические вещества и содержит небольшое количество белка. ISF также содержит лимфатическую систему, которая возвращает белок и избыток ISF в кровообращение. [5]

Плазма — это единственный отсек для жидкости, который существует как настоящий сбор жидкости в одном пространстве.

Он отличается от интерстициальной жидкости более высоким содержанием белка и его функцией при транспортировке.

Плазма является компонентом крови и считается «промежуточной жидкостью крови», поскольку она омывает взвешенные красные и белые клетки, которые также находятся в крови. [6]

Механизм обеспечения водного баланса в организме

Несколько принципов контролируют распределение воды между различными отсеками для жидкости.

Чтобы понять различные принципы, важно понимать следующее: прием и выведение воды и электролитов строго регулируется, чтобы поддерживать постоянную общую воду тела (TBW) и общую осмолярность тела (TBO).

Чтобы управлять этими двумя параметрами, вода в организме будет перераспределяться, чтобы поддерживать устойчивое состояние, чтобы осмолярность всех отсеков жидкости организма была идентична общей осмолярности тела.

Несколько различных факторов опосредуют перераспределение воды между двумя отсеками ECF: гидростатическое давление, онкотическое давление и осмотическая сила жидкости. Объединение этих двух компонентов приводит к уравнению Старлинга: Jv = Kfc [(Pc — Pi] — n (Op-Oi)].

[7] Это уравнение определяет скорость жидкости через капиллярную мембрану (Jv) и принимает разницу между гидростатическое давление капиллярной жидкости (Pc) и межклеточной жидкости (Pi), а также онкотическое давление капиллярной жидкости (Op) и межклеточной жидкости (Oi).

Также учитывается осмотическая сила между двумя отсеками (п).

Кроме того, существует взаимосвязь между интерстициальной жидкостью и внутриклеточной жидкостью. Эти две среды очень тесно влияют друг на друга, так как мембрана клетки разделяет их. Как правило, питательные вещества диффундируют в клетку с отходами, выходящими в интерстициальное пространство.

Ионы обычно не могут пересекать мембрану, но могут иногда пересекаться посредством активного транспорта или при определенных условиях. Вода может свободно перемещаться через мембрану и направляется осмотическим градиентом между двумя пространствами.

Изменения в объеме внутриклеточной жидкости являются результатом изменения осмолярности ECF, но не реагируют на изосмотические изменения во внеклеточном объеме. [8] Тем не менее, любой поток воды в клеточную мембрану или из нее будет иметь пропорциональные изменения в ECFV.

Если нарушение вызывает увеличение осмолярности ECF, то вода будет вытекать из клетки в межклеточное пространство, чтобы помочь сбалансировать осмотический градиент; однако общая осмолярность тела останется выше, чем обычно, и клетка сократится.

Если нарушение должно было вызвать уменьшение осмолярности ECF, то вода переместится из ECF в ICF для достижения осмолярного равновесия; однако общая осмолярность тела останется ниже нормы, и клетка будет набухать. В-третьих, если бы изосмотическая жидкость попала во внеклеточное пространство, тогда не было бы никаких чистых изменений в ICF, и ECFV увеличится.

Диагностика нарушений водного баланса организма

Большая часть этой информации может отображаться абстрактно, особенно когда речь идет о отсеках, которые являются скорее теоретическим пространством, и поэтому крайне важно иметь способ физического измерения объемов различных отсеков.

Способ измерения различных пространств заключается в использовании метода разведения индикатора.

[9] Теория, лежащая в основе этого, заключается в том, что для измерения объема определенного отсека необходимо вводить в организм поддающиеся измерению вещества, которые равномерно распределены в интересующем отсеке.

Используя этот метод, отдельные объемы могут быть измерены напрямую, а другие могут быть измерены путем вычитания объемов соответствующих отделений. Затем эту информацию можно определить количественно с помощью уравнения Объем (V) = Количество (введенное вещество) / Концентрация (измеренная после уравновешивания). [10] Следующие отсеки могут быть измерены следующим образом:

  • Общее количество воды в организме (TBW). Для измерения необходимо вводить радиоактивную титрованную воду или антипирин. Идея заключается в том, что вода равномерно распределяется между всеми различными отсеками. Таким образом, если кто-то может измерить радиоактивную воду, вам следует определить TBW.
  • Объем внеклеточной жидкости (ECFV). Чтобы измерить этот объем, можно ввести метку инулина, сахарозы, маннита или сульфата. Это большие молекулы, и поэтому они непроницаемы для клеточной мембраны и будут способны диффундировать только в плазму и межузельные пространства.
  • Объем крови. Объем эритроцитов можно измерить с помощью эритроцитов 51Cr-метки или по формуле: Расчетный объем крови = объем плазмы X 100 / [100- (0,87 X Hct%)], где 0,87 — коэффициент захвата.
  • Объем плазмы (PV) — можно рассчитать с использованием радиоактивного йодированного сывороточного альбумина (RISA) или красителя Evans Blue, поскольку они специфичны для плазменного пространства.
  • Объем внутриклеточной жидкости — не может быть измерен напрямую, но может быть рассчитан путем вычитания ECFV из TBW, так как последние две переменные измеримы.
  • Объем интерстициальной жидкости — не может быть измерен напрямую, но может быть рассчитан путем вычитания PV из ECFV, так как последние две переменные измеримы

Клиническое значение нарушения водного баланса

Помимо важности изучения водного баланса для нашего физиологического понимания человеческого тела, идея, лежащая в его основе, обычно встречается в патологии и представлена клинически на ежедневной основе.

Различные условия приводят к дисбалансу воды в разных отделах тела; специфический дисбаланс может проявляться по-разному и может также рассматриваться по-разному.

Ниже представлены пять клинических сценариев, в которых могут присутствовать изменения в водном балансе, и каждый из них будет сопровождаться анализом объема ECF, осмолярности ECF, объема ICF, а также осмолярности ICF.

Диарея

Диарея может быть вызвана множеством патогенов, но классически связана с сокращением изосмотического объема. [11] Поскольку потерянная жидкость является изосмотической, не будет никакого чистого влияния на внутриклеточную жидкость, и единственным изменением будет уменьшение объема ECF при неизменной осмолярности.

Несахарный диабет

В этом состоянии организм либо не может производить АДГ, либо почки не могут на него реагировать, что приводит к гиперосмотическому сокращению объема.

В любом случае наблюдается снижение реабсорбции свободной воды из дистальных канальцев, что приводит к потере свободной воды. [12] В этом сценарии увеличивается осмолярность ECF, что приводит к притоку воды из ICF в ECF, что приводит к сокращению объема ICF.

Однако этого потока воды через мембрану в отсек ECF недостаточно, чтобы компенсировать потерю свободной воды; таким образом, существует также сужение EFV. Наконец, по мере потери воды из отделения ICF осмолярность ICF будет увеличиваться.

Такие же изменения можно ожидать при сильных ожогах, а также при чрезмерном потоотделении, когда также наблюдается чрезмерная потеря свободной воды.

SIADH

SIADH — наоборот, в SIADH наблюдается чрезмерная задержка свободной воды , поэтому результаты будут противоположностью тому, что наблюдается при несахарном диабете, что приведет к гипоосмотическому увеличению объема.

В этом состоянии наблюдается избыточная реабсорбция свободной воды в дистальных канальцах почки, что приводит к снижению осмолярности ECF, а также к расширению ECFV.

[13] Из-за уменьшения осмолярности ECF вода будет поступать в отсек ICF, что приведет к расширению ICFV, а также к снижению осмолярности внутриклеточной жидкости.

Надпочечниковая недостаточность

В этом случае наблюдается низкий уровень альдостерона, что в первую очередь приводит к снижению всасывания натрия в канальцах, что приводит к гипоосмотическому сокращению объема.

[14] В этом случае происходит потеря натрия и воды, что приводит к снижению ECFV, а также к снижению осмолярности ECF. Из-за этой пониженной осмолярности вода перемещается во внутриклеточный компартмент, что приводит к расширению ICFV.

Из-за уменьшенной реабсорбции растворенного вещества также снижается осмолярность ICF.

Уремия

Уремия часто встречается при почечной недостаточности. Уровень азота мочевины может увеличиться. Тем не менее, изолированное состояние повышенной мочевины не будет вызывать сдвиг в объеме любого из отделений, а также не приведет к изменению осмолярности.

Причина этого заключается в том, что эти изменения сопровождаются только добавлением или вычитанием свободной воды или добавлением или вычитанием осмотически активной части, то есть части, которая не может свободно пересекать клеточную мембрану.

[15] Поскольку мочевина может свободно пересекать клетку, она считается неосмотически активной и, следовательно, не будет изменять осмолярность, тем самым не приводя к какому-либо сдвигу водного баланса.

^Наверх

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector