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:

  1. Внутренний водный транспорт
  2. Внутренняя среда организма
  3. Плазма крови как внутренняя среда организма
  4. Лимфа как внутренняя среда организма
  5. § 16. Банк России принимает участие в разработке прогноза платежного баланса Российской Федерации и организует составление платежного баланса Российской Федерации
  6. §29 Водный транспорт
  7. ЖИВОЙ ОРГАНИЗМ КАК ОСОБАЯ СРЕДА ОБИТАНИЯ. СРЕДООБРАЗУЮЩАЯ РОЛЬ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ.
  8. ВОДНЫЙ И СОЛЕВОЙ ОБМЕН НА СУШЕ. СУХИЕ БИОТОПЫ И АРИДНЫЕ ЗОНЫ
  9. ВОДНЫЙ И СОЛЕВОЙ ОБМЕН НА СУШЕ. ВЛАЖНЫЕ МЕСТООБИТАНИЯ
  10. Биологические свойства жидкостей, составляющихвнутреннюю среду организма Вода как составная часть жидкостей организма
  11. Бухгалтерський баланс
  12. Статті бухгалтерського балансу
  13. 7.3. Тепловой баланс Земли
  14. «Субэтнический баланс»
  15. 7.2. Радиационный баланс Земли
  16. 13.3. Антропогенный материальный баланс
  17. Ліквідність балансу банку
  18. Баланс «ОПТИМИЗМ — пессимизм»