Обмен воды и минеральных солей
Значение воды и солей. Все превращения веществ в организме совершаются в водной среде. Вода растворяет пищевые вещества, поступившие в организм. Вместе с минеральными веществами она принимает, участие в построении клеток и во многих реакциях обмена.
Вода участвует в регуляции температуры тела; испаряясь, она охлаждает тело, предохраняя его от перегрева; транспортирует растворенные вещества.
Вода и минеральные соли создают в основном внутреннюю среду организма, являясь основной составной частью плазмы крови, лимфы и тканевой жидкости. Они участвуют, в поддержании осмотического давления и реакции плазмы крови и тканевой жидкости. Некоторые соли, растворенные в жидкой части крови, участвуют в переносе газов кровью.
Вода и минеральные соли входят в состав пищеварительных соков, что во многом определяет их значение для процессов пищеварения. И хотя ни вода, ни минеральные соли не являются источниками энергии в организме, нормальное поступление и выведение их из организма является условием его нормальной деятельности. Достаточно указать, что вода у взрослого человека составляет примерно 65% массы тела, а у детей — около 80%.
Лишение человека воды на несколько дней смертельно.
Потеря организмом воды приводит к очень тяжелым нарушениям. Например, при расстройстве пищеварения у грудных детей самым опасным является обезвоживание организма, что влечет за собой судороги, потерю сознания.
Обмен воды организма
Пополнение тела водой происходит постоянно за счет всасывания ее из пищеварительного тракта. Человеку нужно в сутки 2—2,5 л воды при нормальном пищевом режиме и нормальной температуре окружающей среды. Это количество воды поступает из следующих источников: 1) воды, потребляемой при питье (около 1 л); 2) воды, содержащейся в пище (около 1 л); 3) воды, которая образуется в организме при обмене белков, жиров и углеводов (300—350 см3).
Основные органы, удаляющие воду из организма,—почки, потовые железы, легкие и кишечник. Почками за сутки из opганизма удаляется 1,2—1,5 л воды в составе мочи. Потовыми железами через кожу в виде пота удаляется 500—700 см3 воды в сутки. При нормальной температуре и влажности воздуха на 1 см2 кожного покрова каждые 10 мин выделяется около 1 мг воды.
Легкими в виде водяных паров выводится 350 см3 воды. Это количество резко возрастает при углублении и учащении дыхания, и за сутки тогда может выделиться 700—800 см3 воды. Через кишечник с калом выводится в сутки 100—150 см3 воды. При расстройстве деятельности кишечника с калом может выводиться большее количество воды (при поносе), что приводит к обеднению организма водой. Для нормальной деятельности организма важно, чтобы поступление воды в организм полностью покрывало расход ее.
Отношение количества потребленной воды к количеству выделенной составляет водный баланс.
Если воды выводится из организма больше, чем поступает в него, возникает чувство жажды. В результате жажды человек усиленно пьет воду.
Обмен солей в организме
При исключении из пищевого рациона животных минеральных веществ наступают тяжелые расстройства в организме и даже смерть. С наличием минеральных веществ связано явление возбудимости — одно из основных свойств живого. Рост и развитие костей, нервных элементов, мышц зависят от содержания минеральных веществ. Они определяют реакцию крови (рН), способствуют нормальной деятельности сердца и нервной системы, используются для образования гемоглобина (железо), соляной кислоты желудочного сока (хлор).
Минеральные соли создают столь необходимое для жизнедеятельности клеток определенное осмотическое давление.
При смешанном питании взрослый человек получает все необходимые ему минеральные вещества в достаточном количестве. Только поваренную соль добавляют к пище человека при ее кулинарной обработке. Растущий детский организм особенно нуждается в дополнительном поступлении многих минеральных веществ.
Минеральные вещества оказывают важное влияние на развитие ребенка. С обменом кальция и фосфора связан рост костей, сроки окостенения хрящей и состояние окислительных процессов в организме. При недостаточном поступлении кальция с пищей или обеднении им организма по каким-либо причинам костная ткань отдает кальций в кровь для поддержания в ней гомеоста-за. Кальций влияет на возбудимость нервной системы, свертываемость крови, белковый и жировой обмен в организме. Фосфор нужен не только для роста и развития костной ткани, но и для нормального функционирования нервной системы, большинства железистых и других органов.
Железо является составной частью гемоглобина крови.
Организм постоянно теряет некоторое количество минеральных солей в составе мочи, пота и кала. Поэтому минеральные соли, так же как и вода, должны постоянно поступать в организм. Содержание отдельных элементов в теле человека неодинаково (табл. 18),
Таблица 18
Содержание элементов в теле человека
| Элементы | Содержание в организме (в %) | Элементы | Содержание в организме (в %) |
| Кальций | 1,5 | Медь | Незначительные количества |
| Фосфор | 1.0 | Марганец | Незначительные количества |
| Калий | 0,35 | Цинк | » |
| Сера | 0,25 | Фтор | » |
| Хлор | 0,15 | Кремний | » |
| Натрий | 0,15 | Бром | » |
| Магний | 0,05 | Мышьяк | » |
| Железо | 0,004 | Алюминий | » |
| Йод | 0,00004 | Литий | » |
| Свинец | » |
Регуляция водно-солевого обмена
Постоянство осмотического давления внутренней среды организма, определяемого содержанием воды и солей, регулируется организмом.
При недостатке воды в организме повышается осмотическое давление тканевой жидкости. Это приводит к раздражению расположенных в тканях особых рецепторов — осморецепторов. Импульсы от них по специальным нервам направляются в головной мозг к центру регуляции водно-солевого обмена. Оттуда возбуждение направляется к железе внутренней секреции — гипофизу, который выделяет в кровь специальный гормон, вызывающий задержку мочеобразования. Уменьшение выделения воды с мочой восстанавливает нарушенное равновесие. Этот пример наглядно показывает взаимодействие нервных и гуморальных механизмов регуляции физиологических функций. Рефлекс начинается нервным путем с осморецепторов, а затем включается Гуморальный механизм — поступление в кровь специального гормона.
Центр регуляции водно-солевого обмена контролирует все пути транспорта воды в организме: выделение ее с мочой, потом и через легкие, перераспределение между органами тела, всасывание из пищеварительного тракта, секрецию, а также потребление воды. Особенно важными в этом отношении оказываются некоторые участки промежуточного мозга. Если животному в промежуточный мозг ввести электроды и с их помощью раздражать эти участки мозга электрическим током, то животное начинает жадно пить воду. При этом количество выпитой воды может превышать 40% массы тела. В результате появляются признаки водного отравления, связанные с понижением осмотического давления плазмы крови и тканевой жидкости. В естественных условиях эти центры промежуточного мозга находятся под контролирующим влиянием коры больших полушарий головного мозга.