Внутренний водный баланс организма

Вода организма образует два водных пространства: внутриклеточное (2/3 общей воды) и внеклеточное ('/3 общей воды). Небольшое количество воды входит в жидкости полостей тела: брюшной, плевральной и т.

д., а также в цереброспинальную, внутриглазную, внутрисуставную жидкости. Внеклеточное водное пространство включает два сектора (рис. 14.13): 1) внутрисосудистый водный сектор, т. е. плазму крови, объем которой составляет около 8 % общей воды организма, и 2) интерстициальный водный сектор, содержащий '/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.
Таким образом, в организме человека вода распределена неодинаково в разных водных средах, тканях, клетках и внеклеточном пространстве. Концентрации ионов различаются в водных пространствах и секторах, причем перемещения через биологические мембраны клеток одних ионов вызывают движение, часто в противоположном направлении, других (Na+ и К+; К+ и Н+; и др.). Соответственно, соотношение содержания воды и веществ в разных средах внутренней среды получило название «внутреннего баланса».
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 онкотиче- ское давление жидкостей водных пространств, гидростатическое и гидродинамическое давление крови, проницаемость гистогематических барьеров и других мембран, активный транспорт электролитов и неэлектролитов, нейроэндокринные механизмы регуляции деятельности почек и других органов выделения, а также питьевое поведение и жажда. Электролитный, или солевой, баланс организма

alt="" />

Водный баланс организма тесно связан с обменом электролитов. Суммарная концентрация минеральных и других ионов создает величину осмотического давления водных пространств организма. Концентрация отдельных минеральных ионов в жидкостях внутренней среды определяет функциональное состояние возбудимых и невозбудимых тканей, а также состояние проницаемости биологических мембран,— поэтому принято говорить о водно-элек- тролитном (или солевом) обмене. Поскольку синтез минеральных ионов в

Рис. 14.13. Распределение воды по секторам водных пространств в % от общего содержания воды в организме. Наибольший объем воды приходится на внутриклеточное пространство, а наименьший — на плазму крови или внутрисосудистый сектор внеклеточного водного пространства.

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.
Основным катионом внеклеточного водного пространства является натрий, а анионом — хлор. Во внутриклеточном пространстве основной катион — калий, а анионами являются фосфат и белки.
Для обеспечения физиологических процессов важна не столько общая концентрация каждого электролита в водных пространствах, сколько их активность или эффективная концентрация свободных ионов, поскольку часть ионов находится в связанном состоянии (Са2+ и Mg2+ с протеинами, Na+ в ячейках клеточных органелл и и т. п.). Роль электролитов в жизнедеятельности организма многообразна и неоднозначна.
Натрий поддерживает осмотическое давления внеклеточной жидкости, причем его дефицит не может быть восполнен другими катионами. Изменение уровня натрия в жидкостях организма неизбежно влечет за собой сдвиг осмотического давления и в результате — объема жидкостей. Уменьшение концентрации натрия во внеклеточной жидкости способствует перемещению воды в клетки, а увеличение содержания натрия — способствует выходу воды из клеток. Количество натрия в клеточной микросреде определяет величину мембранного потенциала и, соответственно,— возбудимость клеток.
Основное количество калия (98 %) находится внутри клеток в виде непрочных соединений с белками, углеводами и фосфором.

Часть калия содержится в клетках в ионизированном виде и обеспечивает их мембранный потенциал. Во внеклеточной среде небольшое количество калия находится преимущественно в ионизированном виде. Обычно выход калия из клеток зависит от увеличения их биологической активности, распада белка и гликогена, недостатка кислорода. Концентрация калия увеличивается при ацидозе и снижается при алкалозе. Уровень калия в клетках и внеклеточной среде играет важнейшую роль в деятельности сердечно-сосудистой, мышечной и нервной систем, в секреторной и моторной функциях пищеварительного тракта, экскреторной функции почек.
Кальций участвует в физиологических процессах только в ионизированном виде. Этот катион необходим для обеспечения возбудимости нервно- мышечной системы, проницаемости мембран, свертывания крови. Ионизация кальция в крови зависит от ее pH. При ацидозе содержание ионизированного кальция повышается, а при алкалозе — падает. Алкалоз и снижение уровня кальция во внеклеточной среде ведут к резкому снижению порога возбуждения, повышению нейромышечной возбудимости и тетани- ческим судорогам. Влияет на уровень свободного ионизированного кальция и концентрация белков в плазме крови. Содержание кальция в крови поддерживается в норме в диапазоне 2,3—2,6 ммоль/л. Внутриклеточный ионизированный кальций является важнейшим вторичным посредником нервно-гуморальных регуляторных влияний на клетки, обеспечивает процессы освобождения медиаторов в синапсах и секрецию гормонов, энергетику клетки. Основное депо кальция — костная ткань, в которой содержится 90 % катиона в связанном виде.
Магний, как и калий, является основным внутриклеточным катионом, его концентрация в клетках значительно выше, чем во внеклеточной среде. Половина всего количества магния находится в костях, 49 % в клетках мягких тканей и лишь 1 % во внеклеточном водном пространстве. Уровень магния в крови составляет 0,7—1,0 ммоль/л, при этом более 60 % катиона находится в ионизированном виде. Магний находится в составе более 300 разных ферментных комплексов, обеспечивая их активность. Он способствует синтезу белков, необходим для поддержания состояния клеточных мембран. Увеличивая потенциал покоя и порог возбуждения клеток, катион уменьшает возбудимость нервно-мышечной системы, сократительную способность миокарда и гладких мышц сосудов, оказывает депрессивное действие на психические функции.
Главным анионом внеклеточной жидкости является хлор. Его концентрация в плазме крови в норме колеблется от 90 до 105 ммоль/л. Поступая в клетку через хлорные каналы, анион участвует в формировании потенциала покоя возбудимых клеток, а способствуя гиперполяризации мембран — определяет формирование процессов синаптического и преси- наптического торможения. Избыток хлора ведет к ацидозу. Анион необходим для образования соляной кислоты в желудке.
Фосфаты являются основными внутриклеточными анионами, концентрация их в клетках выше, чем во внеклеточной среде, в 40 раз. Содержание неорганического фосфата в крови составляет 0,94—1,44 ммоль/л, но 50 % неорганического фосфата находится в костях, где он вместе с кальцием образуют основное минеральное вещество костной ткани. Фосфаты — необходимый компонент клеточных мембран, играют ключевую роль в метаболических процессах, входя в состав многих коферментов, нуклеиновых кислот и фосфопротеинов, вторичных посредников и макроэргических соединений.
Сульфаты в большем количестве содержатся во внутриклеточном пространстве, входят в состав многих биологически активных веществ. В плазме крови неорганических сульфатов содержится 0,3—1,5 ммоль/л. Они участвуют в обезвреживании токсичных соединений в печени.
Для гомеостаза электролитов необходимо взаимодействие нескольких процессов: поступление в организм, перераспределение и депонирование в клетках и их микроокружении, выделение из организма. Поступление их 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, внешний водно-солевой баланс в здоровом организме неуклонно поддерживается за счет изменений экскреции с помощью органов выделения. Основную роль в этом гомеостатическом регулировании выполняют почки.

<< | >>

↑

Источник: Ткаченко Б.И. Нормальная физиология человека. 2005

Еще по теме Внутренний водный баланс организма:

- Кардиология - Физиология человека - Философия здоровья -