Лекція 7. Водно-солевий обмін

План

1. Обмін води й мінеральних речовин у нормі й патології. Регуляція водно-сольового обміну. Значення води.

2. Мінеральний обмін

Обмін води й мінеральних речовин у нормі й патології

Для нормальної життєдіяльності організму, крім органічних речовин, його складових, важливі також неорганічні компоненти. До останнього ставляться вода й мінеральні елементи.

Розподіл й обмін води. На частку води доводиться до 65 % маси тіла. Вода є основним й універсальним розчинником як органічних, так і неорганічних речовин в організмі. Це обумовлено нейтральною реакцією води й нейтральним електропотенціалом її молекул. Вся вода, що втримується в організмі, підрозділяється на внутрішньоклітинну й позаклітинну, кожна те які може існувати у вигляді двох фракцій: а) фракція води, здатна до обміну;

б) фракція води, яка зв'язана в колоїдних системах з молекулами органічних речовин (білків, жирів, вуглеводів).

До складу внутрішньоклітинних рідин входить більша частина води й переважно зв'язана в колоїдних системах з молекулами органічних речовин. Позаклітинна вода становить основу внутрісудинних рідин (лімфа, плазма крові) і міжклітинної рідини.

Кожна з перерахованих форм води в організмі не є хімічно чистої, а являє собою складний розчин, у якому крім води, як розчинника, утримуються розчинені в ній речовини. Концентрація таких розчинів in vivo, як і розчин взагалі, виражається молярністю, тобто числом молів розчиненої речовини в 1 л розчину.

Фізіологічну активність водяних розчинів живого організму. прийнято позначати як осмотичний тиск розчинів. Воно пропорційно молярності розчину й температурі. Осмотичний тиск можна охарактеризувати також величиною осмолярності. Осмолярність - це сумарна осмотична концентрація розчинених кінетично активних молів речовини на 1 л розчину; кінетичною активністю володіють як неорганічні, так й органічні молекули. Осмолярність визначається головним чином неорганічної складової (95%) і переважно катіонами натрію й аніонами хлору. Внесок органічних компонентів у загальну осмолярність плазми не перевищує 5%. З них на частку білків доводиться близько 0,5%. Тиск, створюваний білками, називається онкотичним. Незважаючи на низьку питому вагу в загальної осмолярності плазми крові, онкотичний тиск створює значний осмотичний ефект у підтримці об'єму циркулюючої крові й обмінних процесів через капілярні мембрани.

Потреба організму у воді залежить від цілого ряду факторів: віку, інтенсивності обмінних процесів, м'язової діяльності, функціонального стану бруньок, температури навколишнього середовища, сполуки їжі. У дорослих потреба у воді становить у середньому 40 м на 1 кг маси тіла, для дітей ця величина приблизно в три рази вище - від 70 до 150 м на 1 кг маси тіла. У нормальних умовах за добу в організм уводиться близько 2,5 л води, включаючи екзогенну воду, що надходить із рідиною й твердою їжею й ендогенну, або метаболічну воду, що утвориться в організмі при окисному розщепленні білків, жирів і вуглеводів.

Усмоктування води, що надходить у складі їжі, відбувається по всьому шлунково-кишковому тракті. Основне ж її кількість реабсорбрується в тонкому кишечнику.

Виведення води з організму здійснюється із сечею, калом, потім і при подиху. Нирки є основним органом виведення води й електролітів з організму. Із сечею губиться близько 1,5 л води в добу. Ці втрати умовно підрозділяють на обов'язкові й факультативні. Обов'язкові - становлять ту найменшу кількість рідини (0,5 л), з якого в максимальній концентрації віддаляються продукти обміну. Це кількість не залежить від ступеня гідратації організму. Факультативні або керовані втрати (0,8 - 1,3 л) варіюють залежно від ступеня гідратації організму й стану нейроендокринних механізмів регуляції діурезу. Втрата води через шлунково-кишковий тракт не перевищує 0,1 л у добу. Втрата води з потім і при подиху становить близько 1 л у добу. Залежить від ступеня гідратації організму, температури навколишнього середовища, фізіологічного навантаження.

Регуляція водно-сольового обміну. Забезпечується ЦНС, ендокринною системою й бруньками, при провідній ролі ЦНС. Підвищення осмолярності плазми, через ЦНС викликає посилене виділення гормону задньої частки гіпофіза - вазопресину (антидиуретичного гормону), що зменшує виведення води з організму за рахунок реабсорбції води в брунькових канальцях. Вода, затримуючись в організмі, знижує осмотичний тиск, на чому припиняється секреція вазопресину. Гіперпродукція гормону приводить до нагромадження рідини в організмі й набрякам, а гіпопродукция викликає посилене виділення рідини з організму, аж до мочеизнурения (не цукровий діабет), коли сеча може виділятися в кількості до 20 л у добу. Така сеча не містить патологічних елементів, має низьку відносну щільність, близьку до відносної щільності води й практично не пофарбована.

На водний обмін впливає також гормон альдостерон, секретируємий клубочковим шаром кори наднирників. Його дія пов'язана з рівнем натрію в плазмі крові. Зниження концентрації натрію приводить до падіння осмотичного тиску плазми й до посилення втрати води з організму. Гіпонатріємія стимулює секрецію альдостерону, він підсилює зворотне усмоктування натрію в бруньках й, отже, сприяє затримці води в організмі. Гіпернатріємія гальмує виділення альдостерону.

Нирки беруть участь у регуляції об'єму води в організмі своїми фізіологічними функціями – процесами фільтрації й реабсорбції води й мінеральних солей, синтезом і секрецією ряду речовин. У бруньках продукується гормон ренін. Підсилюється його секреція при зменшенні об'єму внутрісудинної рідини й зниженні артеріального тиску. Ренін сприяє мобілізації судинної тихорєцької рідини й нормалізації артеріального тиску необхідного для фізіологічного плину процесів фільтрації сечі в нефроні.

Патологія обміну води в самому загальному плані виражається в гіпер- і гіпогідратації організму. Перевищення надходження води в організм над її виділенням приводить до позитивного водного балансу. Збільшенню об'єму, води в організмі - гіпергідратації. Цей стан може спостерігатися при важкій серцево-судинній недостатності, при алергійних і запальних процесах. Проявляється набряками, нагромадженням транссудатів у порожнинах тіла.

Перевищення виділення води над надходженням викликає негативний водний баланс, зменшення об'єму води в організмі – гіпогідратацію, дегідратацію. Розвивається при захворюваннях, що протікають із неприборканою блювотою й поносом, посиленому потовиділенні, недостатності наднирників, поліурії.