Глава 6.2 Вода. 6 Статус воды в организме
 Скачать 115 Kb.
|
|
6.2. Статус воды в организме В жизнедеятельности всех одно- и многоклеточных организмов особая роль принадлежит воде, которая вследствие своих уникальных свойств, несмотря на простоту строения, способна служить в клетках и вне их:
● средой, в которой протекают все необходимые процессы; ● участником реакций (гидролиза, гидратации); ● вследствие высокой теплоемкости при испарении снижать температуру тела; ● из-за низкой вязкости уменьшать силы трения, что облегчает работу многих органов и тканей (в суставах, движение пищевого комка по ЖКТ, крови, лимфы по сосудам и т.д.); ● обеспечивая ионизацию веществ, помогать их транспорту в биологических жидкостях, ускорять течение биохимических реакций, усиливать мышечное сокращение, передачу нервного импульса и т.д. Общее содержание воды в организме человека зависит от возраста, массы тела и пола (Табл. 3.10). Как видно из представленных данных, количество общей воды уменьшается по мере взросления человека. Таблица 3.10 Содержание воды в организме, в % к массе тела
Причем регистрируется и гендерная разница: у мужчин в возрасте 25-30 лет этот показатель составляет около 60% от массы тела, а у женщин тех же лет он ниже (не более 50%). Следует заметить, что значительная часть воды сосредоточена внутри клеток (30-35% от массы тела) – интрацеллюлярный сектор организма, причем вновь обнаруживаются половые различия – у мужчины 25 лет и массой 70 кг интрацеллюлярно сосредоточено примерно 25 л воды, у женщины того же возраста и массой 60 кг – около 17 л воды. В
● вода притяжения на поверхности коллоидных структур (гидратная оболочка) на молекулах белков (Раздел I, Глава 1); ● вода капиллярности – в лакунах цитоплазмы – наиболее лабильная, относительно свободная, объем которой легко меняется под действием ряда факторов. нутриклеточная жидкость представлена в виде 3-х состояний: Внеклеточный (экстрацеллюлярный) бассейн организма составляет 20-25% от массы тела, включает воду плазмы, интерстициальную и трансцеллюлярную жидкости. Одной из важнейших функций является формирование среды для нормальной жизнедеятельности клеточных элементов. Объем плазмы составляет 3,5-5,0% от массы тела; на долю чистой Н2О приходится 93% от ее объема. Интерстициальная жидкость представляет собой влагу внеклеточного и внесосудистого пространства, она непосредственно омывает клетки, близка по ионному и молекулярному составу к плазме крови (за исключением содержания белков) и вместе с лимфой составляет 15-18% от массы тела. Эта жидкость постоянно обменивается веществами с плазмой крови. Трансцеллюлярный компонент образуется в результате активной деятельности клеток. К ней принадлежат пищеварительные соки, суставная, спинномозговая, синовиальная жидкости, камерная влага глаза, содержимое почечных канальцев. На их долю приходится 1,0-1,5%. Вода, как любое вещество в организме, вступает в обменные процессы (Рис. 3.28). Ее анаболизм альтернативен. Большая часть данного вещества имеет экзогенное происхождение. Человек за сутки должен потреблять такое количество жидкости, которое в состоянии возмещать ее суточные потери.  Рис. 3.28. Основные пути поступления, распределения и выведения воды и солей в организме человека Сбалансированная суточная потребность колеблется в объемах 1000-3000 мл в зависимости от возраста, массы тела, пола, профессии, климата, составляя в среднем 35 мл на 1 кг массы тела. У младенцев она в 4 раза больше (Табл. 3.11). В организме присутствует эндогенная (метаболическая) вода, образующаяся в результате биологического окисления в митохондриях клеток. Ее вклад не превышает 300 мл в сутки. Таблица 3.11 Потребность и суточные потери воды у человека, мл
Объем всех указанных жидкостей поддерживается скоростью их выведения из организма. Оптимальный суточный диурез (Табл. 3.11) у здорового взрослого человека составляет 1200-1700 мл (хотя при патологических состояниях он может увеличиваться до 20-30 л или понижаться до 50-100 мл за сутки). Выведение воды происходит также при испарении с поверхности легочных альвеол и кожи (perspiratioinsensibilis). При нормальных температурных условиях и влажности воздуха взрослый человек теряет таким путем за сутки до 800-1000 мл. При интенсивной физической нагрузке, в сухой горячей атмосфере эти цифры могут возрасти до 10-14 л. Незначительная часть жидкости (100-250 мл/сут) выделяется через ЖКТ, а при расстройствах деятельности пищеварительной системы возможно до 5 л. Таким образом, суточные потери жидкости у здоровых взрослых людей при выполнении умеренной физической работы и пребывании в средней географической полосе могут колебаться от 1 л до 3 л. Снижение массы тела на 6-8% за счет выведения воды провоцирует развитие полуобморочного состояния, обезвоживание на 10% сопровождается развитием галлюцинаций, нарушением глотательного рефлекса; дальнейшие потери вызовут необратимые изменения в метаболизме, вплоть до остановки сердца. Регуляция водного обмена осуществляется деятельностью нейроэндокринного аппарата (Рис. 3.29) за счет возникновения чувства жажды, обусловленного изменениями электролитного состава жидкостных сред организма. Основной причиной является повышение концентрации ионов натрия во внеклеточном пространстве и соответственно увеличение осмоляльности находящейся в нем жидкости, а также уменьшение объема циркулирующей крови (при кровопотерях, при резкой смене положения тела). Импульсы от натрио- и барорецепторов поступают в центр жажды – совокупность ряда нейронных скоплений в различных зонах гипоталамуса, где стимулируется питьевое поведение: ограничивается экскреция воды за счет действия АДГ, выделяемого нейрогипофизом; данный гормон активирует работу аквапоринов, ответственных за ее реабсорбцию в почках. Его работа обеспечивается ренин-ангиотензин-альдостероновой системой (РААС) и ее антагонистами – семейством натрийуретических пептидов (Рис. 3.29).  Рис. 3.29. Схема регуляции обмена воды и натрия (ЮГА – юкстагломерулярный аппарат, ПНП – предсердный натрийуретический пептид, АДГ – антидиуретический гормон) РААС включает следующие элементы. Ренин – протеаза, секретируемая почками в кровь, отщепляет от α2-глобулина плазмы короткий пептид, так называемый ангиотензин I из 10 аминокислот. В легких это вещество преобразуется в свою активную форму - ангиотензин II. Получившийся октапептид обладает высокой биологической активностью: он возбуждает секрецию альдостерона из клубочковой зоны коры надпочечников и обладает также мощным сосудосуживающим действием. Выделившийся минералокортикостероид индуцирует в почечных канальцах реабсорбцию ионов натрия, задерживая их в организме, что сопровождается восстановлением объема жидкости, циркулирующей в кровотоке и интерстициальном секторе. Натрийуретические пептиды стимулируют натриурез при росте циркуляторного объема. В 1981 г. Де Болд выделил из левого предсердия пептид (предсердный натрийуретический пептид - ПНП) из 28 аминокислот, который не только регулирует экскрецию катионов натрия, но и играет большую роль в механизмах сосудистого тонуса, что при нарушении его синтеза способствует развитию гипертонии. Он уменьшает внутрисосудистый объем вследствие увеличения объема капилляров, тормозит секрецию ренина почками и альдостерона надпочечниками, а также снижает тонус гладких мышц артериальных сосудов, что способствует их расширению.В последние годы выяснено, что пептиды, обладающие подобным эффектом, образуются не только в предсердии, но и в некоторых зонах мозга, в почках. Варианты водного метаболизма Количество воды, потребленной здоровым человеком за сутки, обычно приблизительно равно ее объему, потерянному через выделительные структуры. Подобное состояние называют водным равновесием. При различных обстоятельствах и ситуациях, в которых может оказаться организм, и особенно при патологических состояниях суточные потери и потребление воды может существенно отличаться от средне-нормальных. Это ведет к разбалансировке водного обмена (дисгидрии) и сопровождается развитием положительного или отрицательного водных балансов. Гипогидратация (дегидратация, эксикоз) – обезвоживание может быть связано с уменьшением объема внутри- или внеклеточной жидкости. Различают два вида этого явления:
● дегидратация, вызванная дефицитом минеральных солей из-за недостаточного их восполнения или усиленных потерь. В зависимости от скорости происходящих изменений выделяют острую и хроническую формы; а от того, насколько велики потери электролитов, - гипертоническую или гипотоническую дегидратацию. Обычно ограничение поступления воды происходит при чрезвычайных обстоятельствах (у заблудившихся в пустыне, у засыпанных при обвалах, землетрясениях); но часто дефицит влаги наблюдается у недоношенных и тяжелобольных детей, у лиц, находящихся в коме, при затруднении глотания (при атрезии, опухолях и других поражениях пищевода), у больных идиотией, микроцефалией, когда отсутствует центральная регуляция чувства жажды. Продолжительность жизни взрослого человека при полном прекращении поступления воды составляет всего 6-7 суток; теоретически – у ребенка в два раза меньше, т.к. детский организм тяжелее переносит обезвоживание, теряя больше жидкости через кожу и легкие. У взрослых последний путь выделения может расти и составлять 10-14 л; это происходит при лихорадочных состояниях, усиленном потоотделении, частом глубоком дыхании (гипервентиляционном синдроме), нередко осложняющим инфекционные и вирусные заболевания. Нарушение концентрационной способности почек, спровоцированное или поражением их ткани, или повреждением регуляции выделения мочи, проявляется полиурией. Она характерна для пиело- и гломерулонефритов, различных видов диабетов (сахарного, несахарного, стероидного, тироидного, бронзового). В зависимости от локализации процесса в ЖКТ также возникают различные варианты водных потерь (рвота или диарея). Кроме того, возможно развитие дегидратации с обширных обожженных и травмированных поверхностей тела. Процесс обезвоживания сопровождается мучительным чувством жажды, сухостью языка, слизистых оболочек, кожных покровов, повышением температуры тела, серьезным расстройством функций почек, сердечно-сосудистой, ЦНС. Возникает опасное для жизни состояние. Задержка воды в организме (гипергидратация, гипергидрия, обводнение) – «+» водный баланс наблюдается при повышенном поступлении (обильном питье, неадекватных внутривенных инъекциях) и ограничении выделения жидкости, возникают видимые или скрытые отеки. Водное отравление развивается, если потребление превосходит выведение. Это способствует накоплению жидкости в клетках с последующим развитием интерцеллюлярных отеков. Гипергидратация может наблюдаться при нарушении работы сердца, при резком снижении онкотического давления в крови (потери белка через почки, цирроз печени, белковое голодание), при гломерулонефрите (ан-, олигоурии), при затруднении лимфооттока. Вследствие чего возникают отеки. Патологическое увеличение объема жидкости в серозных полостях называется водянкой (в брюшной полости – асцит, в плевральной – гидроторакс, в околосердечной сумке – гидроперикард, в подкожной клетчатке – анасарка, в мозге – гидроцефалия и т.д.). При отсутствии воспаления жидкость называют транссудатом, выпот воспалительного происхождения – экссудат. В основе их развития - нарушение обмена между плазмой и межклеточной жидкостью, что может быть спровоцировано: ● подъемом давления в венозном звене капилляров; ● снижением онкотического давления в сосудах или, наоборот, его ростом из-за гипопротеинемии – уже в интерстициальном пространстве; ● сходные колебания осмотического давления в этих же структурах; особую роль играет аномальная проницаемость сосудистой стенки. Важным компонентом развития многих видов отеков (сердечных, почечных, печеночных, кахектических) является включение механизмов, активно задерживающих воду и электролиты в организме, но немалую роль в регуляции постоянства состава последних играет работа антидиуретической и натрийуретической систем (Рис. 3.30).  Рис. 3.30. Автоматическая регуляция гомеостаза воды и электролитов Например, стойкое повышение секреции альдостерона наблюдается при уменьшении минутного объема сердца, гиповолемии, ишемии почек, при обширных травмах, циррозе печени, что усугубляет задержку воды и солей. Таким образом, сохранение в организме водного равновесия играет жизненно важную роль, т.к. при его нарушении возникают различные патологические состояния. |