Výmena vody v tele. Výmena vody a minerálov. Choroby spôsobené nedostatkom vody v tele

Voda hrá dôležitú úlohu vo fyziologických procesoch tela. Tvorí 65-70% telesnej hmotnosti (40-50 l). O celkovej bilancii vody v organizme rozhoduje na jednej strane príjem vody s potravou (2-3 l) a tvorba endogénnej (vnútornej) vody (200-300 ml), na strane druhej je jeho vylučovaním obličkami (600-1200 ml) a stolicou (50-200 ml).

Ľudská potreba vody za normálnych podmienok je 2,5 litra. Vo vysokohorských podmienkach sa výmena vody dramaticky mení. Výrazne sa zvyšuje návrat vody cez kožu a pľúca, vo vysokých nadmorských výškach pozorujeme „vysychanie“ organizmu, znižuje sa výdaj moču. Potreba tekutín v tele závisí od výšky, suchosti vzduchu, zaťaženia, zdatnosti lezca. Pri tréningových a prípravných výstupoch sa pohybuje od 2 do 3 litrov denne. Pri vysokohorských výstupoch je potrebné dodržiavať túto normu a ak je to možné, zvýšiť ju na 3,5-4,5 litra, čo plne uspokojí fyziologické potreby tela. Na expedícii na Everest (1953) sa príjem tekutín pohyboval v rozmedzí 2,8-3,9 litra na osobu.

Metabolizmus vody úzko súvisí s metabolizmom minerálov, najmä s výmenou chloridu sodného a chloridu draselného. Udržiavanie vodno-soľnej homeostázy (rovnováhy) ovplyvňuje aj činnosť ďalších funkčných systémov organizmu – nervového, kardiovaskulárneho, dýchacieho a iných. Jeho nedostatkom najviac trpí mozgová kôra, ktorá obsahuje najväčšie množstvo vody. K hypoxii sa zároveň pripája aj nedostatok pitnej vody.

Pri udržiavaní rovnováhy voda-soľ sa rozlišujú tri väzby: vstup vody a solí do organizmu, ich prerozdelenie medzi vnútrobunkovým a extracelulárnym systémom a uvoľnenie do vonkajšieho prostredia. Sodné ióny zohrávajú vedúcu úlohu pri udržiavaní homeostázy, takže pri lezení je mimoriadne potrebné vziať so sebou soľ; telo by malo denne prijať až 15-20 g soli. Nedostatok draslíka vedie k svalovej slabosti, poruche činnosti kardiovaskulárneho systému, zníženiu duševnej a duševnej aktivity.

výmena vody

Štruktúra a rozmery tekutinových sektorov tela, to znamená priestorov naplnených tekutinou a oddelených bunkovými membránami, sú už celkom dobre preštudované. Celkový objem telesných tekutín, ktorý u cicavcov predstavuje približne 60 % telesnej hmotnosti, je rozdelený medzi dva veľké sektory: intracelulárny (40 % telesnej hmotnosti) a extracelulárny (20 % telesnej hmotnosti). Extracelulárny sektor zahŕňa objem tekutiny v intersticiálnom (medzibunkovom) priestore a tekutiny cirkulujúcej v cievnom riečisku. Malý objem tvorí aj takzvaná transcelulárna tekutina nachádzajúca sa v regionálnych dutinách (cerebrospinálnej, vnútroočnej, intraartikulárnej, pleurálnej atď.). Extracelulárne a intracelulárne tekutiny sa výrazne líšia zložením a koncentráciou jednotlivých zložiek, ale celková celková koncentrácia osmoticky aktívnych látok je približne rovnaká (tab. 1). K pohybu vody z jedného sektora do druhého dochádza aj pri malých odchýlkach celkovej osmotickej koncentrácie. Keďže väčšina rozpustených látok a molekúl vody pomerne ľahko prechádza kapilárnym epitelom, dochádza k rýchlemu zmiešaniu všetkých zložiek (okrem bielkovín) medzi krvnou plazmou a intersticiálnou tekutinou. Množstvo faktorov, ako je príjem, strata alebo obmedzenie príjmu vody, zvýšený príjem soli alebo naopak jej nedostatok, posun rýchlosti metabolizmu a pod., môže zmeniť objem a zloženie telesných tekutín. Odchýlka týchto parametrov od určitej normálnej úrovne aktivuje mechanizmy, ktoré korigujú poruchy homeostázy voda-soľ.

Všeobecná schéma rovnováhy voda-soľ

Systém regulácie rovnováhy voda-soľ má dve kompenzačné zložky: 1) tráviaci trakt, ktorý dokáže približne upraviť poruchy rovnováhy voda-soľ v dôsledku smädu a chuti na soľ; 2) obličky, schopné zabezpečiť primeranú retenciu v tele na udržanie rovnováhy alebo vylučovania vody a solí. Na obr. 1 je znázornený diagram hlavných ciest pre vstup a uvoľnenie vody a solí. Hlavným kanálom pre vstup vody a solí do krvnej plazmy a iných telesných tekutín je gastrointestinálny trakt. Denný príjem je približne 2,5 litra vody a 7 g chloridu sodného. K tomu môžete pridať 0,3 litra metabolickej vody uvoľnenej v dôsledku oxidácie.

stôl 1

Koncentrácia elektrolytov a organických zložiek v telesných tekutinách u ľudí (priemerné údaje z rôznych zdrojov literatúry)

Nie je ľahké si predstaviť, že človek má približne 65% vody. S vekom sa obsah vody v ľudskom tele znižuje. Embryo pozostáva z 97% vody, telo novorodenca obsahuje 75% a u dospelého - asi 60%.

V zdravom tele dospelého človeka sa pozoruje stav vodnej bilancie alebo vodnej bilancie. Spočíva v tom, že množstvo vody spotrebovanej človekom sa rovná množstvu vody vylúčenej z tela. Metabolizmus vody je dôležitou súčasťou celkového metabolizmu živých organizmov vrátane človeka. Vodný metabolizmus zahŕňa procesy vstrebávania vody, ktorá sa dostáva do žalúdka pri pití a s jedlom, jej distribúciu v tele, vylučovanie obličkami, močovými cestami, pľúcami, kožou a črevom. Treba si uvedomiť, že voda sa v tele tvorí aj oxidáciou tukov, sacharidov a bielkovín prijatých s jedlom. Takáto voda sa nazýva metabolická. Slovo metabolizmus pochádza z gréčtiny, čo znamená zmena, premena. V medicíne a biologickej vede sa metabolizmus vzťahuje na procesy premeny látok a energie, ktoré sú základom života organizmov. Bielkoviny, tuky a sacharidy sa v tele oxidujú za vzniku vody H 2 O a oxidu uhličitého (oxidu uhličitého) CO 2 . Pri oxidácii 100 g tukov vznikne 107 g vody a pri oxidácii 100 g sacharidov 55,5 g vody. Niektoré organizmy si vystačia len s metabolickou vodou a nekonzumujú ju zvonku. Príkladom je kobercový mol. Nepotrebujú vodu v prírodných podmienkach jerboas, ktoré sa nachádzajú v Európe a Ázii, a americký klokan potkan. Mnoho ľudí vie, že v extrémne horúcom a suchom podnebí má ťava fenomenálnu schopnosť vydržať dlho bez jedla a vody. Napríklad s hmotnosťou 450 kg na osemdňovú cestu púšťou môže ťava schudnúť 100 kg a potom ich obnoviť bez následkov pre telo. Zistilo sa, že jeho telo využíva vodu obsiahnutú v tekutinách tkanív a väzov, a nie krv, ako sa to stáva u človeka. Okrem toho ťavie hrby obsahujú tuk, ktorý slúži ako zásobáreň potravy aj ako zdroj metabolickej vody.

Celkový objem vody spotrebovanej osobou za deň pri pití a s jedlom je 2 ... 2,5 litra. V dôsledku vodnej bilancie sa z tela vylučuje rovnaké množstvo vody. Asi 50-60% vody sa odstráni obličkami a močovými cestami. Keď ľudské telo stratí 6 ... 8% vlhkosti nad obvyklú normu, telesná teplota stúpa, koža sčervenie, tlkot srdca a dýchanie sa stáva častejším, objavuje sa svalová slabosť a závraty a začína bolesť hlavy. Strata 10% vody môže viesť k nezvratným zmenám v tele a strata 15...20% vedie k smrti, pretože krv zhustne natoľko, že srdce nezvláda jej pumpovanie. Srdce musí prepumpovať asi 10 000 litrov krvi denne. Človek môže žiť bez jedla asi mesiac a bez vody - len niekoľko dní. Reakciou tela na nedostatok vody je smäd. V tomto prípade sa pocit smädu vysvetľuje podráždením sliznice úst a hltanu v dôsledku veľkého poklesu vlhkosti. Existuje ďalší pohľad na mechanizmus vzniku tohto pocitu. V súlade s ním je nervovými centrami uloženými v cievach vysielaný signál o znížení koncentrácie vody v krvi do buniek mozgovej kôry.

Metabolizmus vody v ľudskom tele je regulovaný centrálnym nervovým systémom a hormónmi. Porušenie funkcie týchto regulačných systémov spôsobuje porušenie metabolizmu vody, čo môže viesť k edému tela. Samozrejme, rôzne tkanivá ľudského tela obsahujú rôzne množstvá vody. Najbohatším tkanivom na vodu je sklovec oka, ktorý obsahuje 99 %. Najchudobnejšia je zubná sklovina. Obsahuje iba 0,2% vody. V látke mozgu je obsiahnuté veľa vody.

Makronutrienty

Medzi makroživiny patria K, Na, Ca, Cl. Napríklad u osoby s hmotnosťou 70 kg obsahuje (v gramoch): vápnik - 1700, draslík - 250, sodík - 70.

Vysoký obsah vápnika v ľudskom tele sa vysvetľuje tým, že sa vo významnom množstve nachádza v kostiach vo forme hydroxofosfátu vápenatého - Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2 a jeho denný príjem pre dospelého človeka je 800-1200 mg.

Koncentrácia iónov vápnika v krvnej plazme sa udržiava veľmi presne na úrovni 9-11 mg% a u zdravého človeka len zriedka kolíše o viac ako 0,5 mg% nad alebo normálne hodnoty, čo je jeden z najpresnejšie regulovaných vnútorných faktorov. životné prostredie. Úzke hranice, v rámci ktorých kolíše obsah vápnika v krvi, sú spôsobené interakciou dvoch hormónov – parathormónu a tyrokalcitonínu. Pokles hladiny vápnika v krvi vedie k zvýšeniu vnútornej sekrécie prištítnych teliesok, čo je sprevádzané zvýšeným prítokom vápnika do krvi z jej kostných zásob. Naopak, zvýšenie obsahu tohto elektrolytu v krvi brzdí uvoľňovanie parathormónu a podporuje tvorbu tyrokalcitonínu z parafolikulárnych buniek štítnej žľazy, čo má za následok zníženie množstva vápnika v krvi. U človeka pri nedostatočnej intrasekrečnej funkcii prištítnych teliesok vzniká hypoparaterióza s poklesom hladiny vápnika v krvi. To spôsobuje prudké zvýšenie excitability centrálneho nervového systému, ktoré je sprevádzané záchvatmi a môže viesť k smrti. Hyperfunkcia prištítnych teliesok spôsobuje zvýšenie vápnika v krvi a zníženie anorganického fosfátu, čo je sprevádzané deštrukciou kostného tkaniva (osteoporóza), svalovou slabosťou a bolesťami končatín.

SODÍK a DRASLÍK

Životne dôležité prvky sodík a draslík spolupracujú. Spoľahlivo sa zistilo, že rýchlosť difúzie iónov Na a K cez membránu v pokoji je malá, rozdiel medzi ich koncentráciami mimo bunky a vo vnútri by sa mal prípadne vyrovnať, ak by v bunke nebol žiadny špeciálny mechanizmus, ktorý by zabezpečil aktívne vylučovanie ( „odčerpanie“) z protoplazmy prenikajúcich do nej sodných iónov a zavedenie („vstreknutie“) draselných iónov. Tento mechanizmus sa nazýva sodíkovo - draslíková pumpa.

Aby sa zachovala iónová asymetria, sodíkovo-draslíková pumpa musí odčerpávať sodíkové ióny proti koncentračnému gradientu z bunky a pumpovať do nej draselné ióny, a teda vykonávať určitú prácu.

Priamym zdrojom energie pre činnosť pumpy je rozklad energeticky bohatých zlúčenín fosforu - ATP, ku ktorému dochádza vplyvom enzýmu - adenozíntrifosfatázy, lokalizovaného v membráne a aktivovaného iónmi sodíka a draslíka. Inhibícia aktivity tohto enzýmu spôsobená určitými látkami vedie k poruche funkcie pumpy. Je zaujímavé, že ako telo starne, koncentračný gradient iónov draslíka a sodíka na hranici buniek klesá a na začiatku smrti sa vyrovnáva.

stopové prvky

Patrí medzi ne aj vyššie spomínaný rad 22 chemických prvkov, ktoré sú nevyhnutne prítomné v ľudskom tele. Všimnite si, že väčšina z nich sú kovy a železo je hlavným kovom.

Napriek tomu, že obsah železa u človeka s hmotnosťou 70 kg nepresahuje 5 g a denný príjem je 10-15 mg, zohráva v živote organizmu osobitnú úlohu.

Železo zaujíma veľmi zvláštne miesto, pretože nepodlieha pôsobeniu sekrečného systému. Koncentrácia železa je regulovaná výlučne jeho absorpciou, nie vylučovaním. V tele dospelého človeka sa asi 65 % všetkého železa nachádza v hemoglobíne a myoglobíne, väčšina zvyšku je uložená v špeciálnych bielkovinách (feritín a hemosiderín) a len veľmi malá časť sa nachádza v rôznych enzýmoch a transportných systémoch.

Hemoglobín a myoglobín

Hemoglobín hrá v organizme dôležitú úlohu ako nosič kyslíka a podieľa sa na transporte oxidu uhličitého. Celkový obsah hemoglobínu je 700 g, pričom krv dospelých obsahuje v priemere asi 14 - 15 %.

Hemoglobín je komplexná chemická zlúčenina (mol. hm. 68 800). Skladá sa z proteínového globínu a štyroch molekúl hemu. Molekula hemu obsahujúca atóm železa má schopnosť pripojiť a darovať molekulu kyslíka. V tomto prípade sa mocnosť železa, ku ktorému sa pridáva kyslík, nemení, t.j. železo zostáva dvojmocné.

Oxyhemoglobín sa trochu líši od farby hemoglobínu, takže arteriálna krv obsahujúca oxyhemoglobín má jasne šarlátovú farbu. Navyše, čím jasnejšie, tým úplnejšie bolo nasýtené kyslíkom. Venózna krv obsahujúca veľké množstvo redukovaného hemoglobínu má tmavú čerešňovú farbu.

Methemoglobín je oxidačný hemoglobín, pri tvorbe ktorého sa mení mocenstvo železa: dvojmocné železo, ktoré je súčasťou molekuly hemoglobínu, sa mení na trojmocné. V prípade veľkej akumulácie methemoglobínu v tele sa znemožní uvoľňovanie kyslíka do tkanív a nastáva smrť udusením.

Karboxyhemoglobín je zlúčenina hemoglobínu s oxidom uhoľnatým. Táto zlúčenina je asi 150 až 300-krát silnejšia ako väzba medzi hemoglobínom a kyslíkom. Preto prímes aj 0,1% oxidu uhoľnatého vo vdychovanom vzduchu vedie k tomu, že 80% hemoglobínu je viazaných na oxid uhoľnatý a nepridáva kyslík, čo je životu nebezpečné.

myoglobín. Myoglobín sa nachádza v kostrovom a srdcovom svale. Je schopný viazať až 14 % z celkového množstva kyslíka v tele. Táto vlastnosť hrá dôležitú úlohu pri zásobovaní pracujúcich svalov kyslíkom. Ak pri svalovej kontrakcii dôjde k stlačeniu jeho krvných vlásočníc a k zastaveniu prietoku krvi v niektorých častiach svalu, zásoba svalových vlákien kyslíkom je po určitú dobu zachovaná.

transferín

Transferín je trieda molekúl viažucich železo. Najviac študovaný je sérový transferín, čo je transportný proteín, ktorý prenáša železo z hemoglobínových fragmentov sleziny a pečene do kostnej drene, kde sa vo svojich špeciálnych častiach opäť syntetizuje hemoglobín. Všetok sérový transferín, viažuci naraz iba 4 mg železa, prenesie denne do kostnej drene asi 40 mg železa – veľmi významný dôkaz jeho účinnosti ako transportného proteínu. Pacienti s geneticky podmienenými poruchami syntézy transferínu trpia anémiou z nedostatku železa, poruchami imunitného systému a intoxikáciou nadbytkom železa!

Transferín je glykoproteín s molekulovou hmotnosťou približne 80 000. Pozostáva z jedného polypeptidového reťazca zloženého tak, že tvorí dve kompaktné oblasti, z ktorých každá je schopná viazať jeden železitý ión. Je pravda, že viazanie železa je možné len s viazaním aniónu. V neprítomnosti vhodného aniónu sa katión železa neviaže na transferín. Vo väčšine prípadov sa na to v prírode používa uhličitan, hoci iné anióny, ako napríklad oxalát, malonát a citrát, môžu tiež aktivovať väzbové miesto kovu.

Vysoká stabilita komplexu železo-transferín z neho robí vynikajúci nosič, ale tiež nastoľuje problém uvoľňovania železa z komplexu. Mnohé z dobrých chelatačných činidiel sú málo použiteľné ako mediátory uvoľňovania železa. Najúčinnejší z nich bol pyrofosfát. Vzhľadom na ich významnú úlohu pri viazaní železa na transferín by bolo logické tvrdiť, že odstraňovanie aniónov by malo byť základom akéhokoľvek mechanizmu uvoľňovania železa, ale nenašla sa žiadna korelácia medzi schopnosťou vytesniť uhličitan v komplexe transferínu a ich účinnosťou ako sprostredkovateľa pri uvoľnenie železa. V transportnom systéme mikróbov je uvoľňovanie iónov železa nosičom spôsobené ich redukciou na Fe (II), ale ako je spoľahlivo preukázané, železo sa z transferínu uvoľňuje vo forme Fe (III).

K príjmu železa dochádza pri katalytickej oxidácii Fe (II) na Fe (III) appoferritínom a k uvoľňovaniu dochádza pri redukcii Fe (II) redukovanými flavínmi. Vo väčšine buniek je syntéza feritínu výrazne zrýchlená v prítomnosti železa; v pečeňových bunkách potkanov trvá syntéza podjednotiek 2–3 minúty.

Nedostatok medi v tele vedie k deštrukcii krvných ciev, patologickému rastu kostí, defektom spojivových tkanív. Okrem toho sa predpokladá, že nedostatok medi je jednou z príčin rakoviny. V niektorých prípadoch je rakovina pľúc u starších ľudí spojená s vekom podmieneným poklesom medi v tele. O transporte medi v tele sa vie veľa. Veľká časť medi je vo forme ceruloplazmínu. Obsah medi v tele sa pohybuje od 100 do 150 mg s najvyššou koncentráciou v mozgovom kmeni. Veľká spotreba medi vedie k nedostatku a je pre človeka nepriaznivá. Progresívne ochorenie mozgu u detí (Menkesov syndróm) je spojené s nedostatkom medi, pretože tomuto ochoreniu chýba enzým obsahujúci meď. Určité zlepšenie stavu týchto pacientov sa dosiahlo zavedením medi. Nadmerné množstvo medi v organizme je tiež nepriaznivé a vedie k rozvoju závažných ochorení. Pri Wilsonovej chorobe sa obsah medi v porovnaní s normou zvyšuje takmer 100-krát. Meď sa nachádza v mnohých tkanivách, no obzvlášť hojná je v pečeni, obličkách a mozgu. Na rohovke ho možno vidieť ako hnedé alebo zelené kruhy. Teraz sa zistilo, že spočiatku sa nadmerné koncentrácie medi vyskytujú v pečeni, potom v nervovom systéme, prejav poruchy týchto orgánov prebieha v rovnakom poradí. Symptómy Wilsonovej choroby zahŕňajú cirhózu pečene, poruchu koordinácie, silné chvenie a progresívny zubný kaz. Závažnosť symptómov závisí od množstva obsahu medi. Zníženie klinických symptómov možno dosiahnuť použitím chelatačných činidiel, ktoré odstraňujú prebytočné zásoby medi. Samotná skutočnosť, že symptómy po takejto terapii zmiznú, znamená, že deštrukcia mozgu je viac biologickým ako štrukturálnym procesom.

Napriek geneticky závislej povahe ochorenia nie je vždy pozorované ukladanie medi v tkanivách. Meď sa ukladá v určitých pečeňových proteínoch medi, pri Wilsonovej chorobe dochádza k narušeniu syntézy apoceruloplazmínu tak, že meď sa na tieto proteíny nemôže viazať a začína sa ukladať na iné miesta. Je jasné, že to nemôže slúžiť ako jediné vysvetlenie, pretože u mnohých pacientov je hladina ceruloplazmínu mierne znížená. Okrem toho sa veľké množstvo medi nachádza v pečeni novorodencov, pričom 2 % z celkového množstva medi sú spojené s bielkovinami. Po troch mesiacoch sa koncentrácia zníži na normálnu úroveň, odvtedy je pečeň schopná syntetizovať proteín cyruloplazmín. Na Wilsonovu chorobu existuje aj iný pohľad: štruktúra metaloteonínového proteínu pri Wilsonovej chorobe je narušená, čo vedie k zvýšenému viazaniu iónov medi, čo následne vedie k narušeniu zásob a transportu medi v tele. U pacientov s Wilsonovou chorobou bola preukázaná zvýšená väzba medi metalotioneínom.

Pri liečbe Wilsonovej choroby je jedlo chudobné na meď a používajú sa chelatačné činidlá, najmä penisilamín.

Pri mnohých iných ochoreniach sa pozoruje zvýšenie sérovej medi: napríklad pri infekčnej hepatitíde sa pozoruje trojnásobné zvýšenie sérovej medi v porovnaní s normou - 350 μg / 100 ml. je to spôsobené akumuláciou ceruloplazmínu. K zvýšeniu medi v krvi dochádza pri ochoreniach, ako je leukémia, lymfóm, reumatoidná artritída, cirhóza a nefritída. Vysoké hladiny medi môžu súvisieť s rôznymi javmi a detekcia vysokých koncentrácií medi v sére má diagnostickú hodnotu len vtedy, keď sa zvažuje súčasne s údajmi z iných štúdií. Na posúdenie účinnosti liečby je potrebné vykonať analýzu koncentrácie iónov medi, pretože hladina medi je priamo úmerná závažnosti ochorenia. Platí to pri hepatitíde a malígnych ochoreniach.

Zinok má pre ľudský organizmus veľký význam, v priemere ho telo obsahuje okolo 3 g a denný príjem je 15 mg. Nedostatok zinku u ľudí sa prejavuje stratou chuti do jedla, poruchami rastu kostry a vlasov, poškodením kože a oneskorenou pubertou. V niekoľkých prípadoch nedostatok zinku viedol ľudí k veľkým poruchám zmyslového aparátu, ktoré sa prejavujú zvrátenosťou: chuťou a čuchom. U týchto pacientov možno príznaky anorexie a zhoršenej fyziologickej otravy zmierniť suplementáciou zinku v strave. Zinok hrá dôležitú úlohu pri hojení rán. Pri nedostatku zinku je tento proces pomalý v dôsledku zníženia syntézy bielkovín a kolagénu. Z toho vyplýva, že zinok by sa mal pridávať do stravy pacientov s nedostatkom prvku na zlepšenie hojenia rán.

Veľkú pozornosť sme venovali úlohe kovov. Treba si však uvedomiť, že pre fungovanie organizmu sú bezpodmienečne potrebné aj niektoré neziskovky.

Kremík je tiež nevyhnutným stopovým prvkom. Potvrdilo to starostlivé štúdium výživy potkanov pomocou rôznych diét. Potkany zreteľne pribrali na váhe, keď sa do ich stravy pridal metakremičitan sodný (Na2(SiO)3.9H20) (50 mg na 100 g). kurčatá a potkany potrebujú kremík na rast a vývoj kostry. Nedostatok kremíka vedie k narušeniu štruktúry kostí a spojivového tkaniva. Ako sa ukázalo, kremík je prítomný v tých častiach kosti, kde dochádza k aktívnej kalcifikácii, napríklad v kosťotvorných bunkách, osteoblastoch. S vekom sa koncentrácia kremíka v bunkách znižuje.

Málo sa vie o procesoch, na ktorých sa kremík podieľa v živých systémoch. Tam je vo forme kyseliny kremičitej a pravdepodobne sa zúčastňuje reakcií zosieťovania uhlíkov. U ľudí sa ukázalo, že kyselina hyalurónová z pupočníka je najbohatším zdrojom kremíka. Obsahuje 1,53 mg voľného a 0,36 mg viazaného kremíka na gram.

Nedostatok selénu spôsobuje odumieranie svalových buniek a vedie k svalovému zlyhaniu, najmä srdcovému. Biochemické štúdium týchto stavov viedlo k objavu enzýmu glutatiónperoxidázy, ktorý ničí peroxidy.Nedostatok selénu vedie k zníženiu koncentrácie tohto enzýmu, čo následne spôsobuje oxidáciu lipidov. Schopnosť selénu chrániť pred otravou ortuťou je dobre známa. Oveľa menej známy je fakt, že existuje korelácia medzi vysokým obsahom selénu v potrave a nízkou úmrtnosťou na rakovinu. Selén je obsiahnutý v ľudskej strave v množstve 55 - 110 mg za rok a koncentrácia selénu v krvi je 0,09 - 0,29 µg/cm. Pri perorálnom užívaní sa selén koncentruje v pečeni a obličkách. Ďalším príkladom ochranného účinku selénu proti intoxikácii ľahkými kovmi je jeho schopnosť chrániť pred otravou zlúčeninami kadmia. Ukázalo sa, že podobne ako v prípade ortuti, selén núti tieto toxické ióny viazať sa na iónovo aktívne centrá, na tie, ktoré nie sú ovplyvnené ich toxickým účinkom.

Chlór a bróm

Halogénové anióny sa líšia od všetkých tým, že sú jednoduché a nie oxo anióny. Chlór je mimoriadne rozšírený, je schopný prejsť cez membránu a zohráva dôležitú úlohu pri udržiavaní osmotickej rovnováhy. Chlór je prítomný ako kyselina chlorovodíková v žalúdočnej šťave. Koncentrácia kyseliny chlorovodíkovej v ľudskej žalúdočnej šťave je 0,4-0,5%.

O úlohe brómu ako stopového prvku existujú určité pochybnosti, hoci jeho sedatívny účinok je spoľahlivo známy.

Fluór je absolútne nevyhnutný pre normálny rast a jeho nedostatok vedie k anémii. Metabolizmu fluoridu sa v súvislosti s problémom zubného kazu venuje veľká pozornosť, keďže fluorid chráni zuby pred kazom.

Zubný kaz bol študovaný dostatočne podrobne. Začína sa tvorbou škvrny na povrchu zuba. Kyseliny produkované baktériami rozpúšťajú zubnú sklovinu pod škvrnou, ale napodiv nie z jej povrchu. Horný povrch často zostáva nedotknutý, kým oblasti pod ním nie sú úplne zničené. Predpokladá sa, že v tomto štádiu môže fluoridový ión uľahčiť tvorbu apatitu. Vykonáva sa teda reminelizácia škôd, ktoré sa začali.

Fluorid sa používa na prevenciu poškodenia zubnej skloviny. Fluoridy môžu byť pridané do zubnej pasty alebo aplikované priamo na zuby. Koncentrácia fluoridu potrebná na prevenciu zubného kazu v pitnej vode je asi 1 mg/l, ale nielen od toho závisí úroveň spotreby. Použitie vysokých koncentrácií fluoridov (viac ako 8 mg / l) môže nepriaznivo ovplyvniť jemné rovnovážne procesy tvorby kostného tkaniva. Nadmerná absorpcia fluoridu vedie k fluoróze. Fluoróza vedie k poruchám fungovania štítnej žľazy, inhibícii rastu a poškodeniu obličiek. Dlhodobé pôsobenie fluoridu na organizmus vedie k mineralizácii organizmu. V dôsledku toho sa deformujú kosti, ktoré môžu dokonca zrastať a väzy kalcifikujú.

Hlavnou fyziologickou úlohou jódu je účasť na metabolizme štítnej žľazy a jej vlastných hormónov. Schopnosť štítnej žľazy akumulovať jód je vlastná aj slinným a mliečnym žľazám. Rovnako ako niektoré ďalšie orgány. V súčasnosti sa však verí, že jód hrá vedúcu úlohu iba v živote štítnej žľazy.

Nedostatok jódu vedie k charakteristickým príznakom: slabosť, zožltnutie kože, pocit chladu a sucha. Liečba hormónmi štítnej žľazy alebo jódom tieto príznaky odstraňuje. Nedostatok hormónov štítnej žľazy môže viesť k zväčšeniu štítnej žľazy. V ojedinelých prípadoch (zaťaženie organizmu rôznymi zlúčeninami, ktoré narúšajú vstrebávanie jódu, napr. tiokyanát alebo antityreoidálna látka – goitrín, ktorý je prítomný v rôznych druhoch kapusty) vzniká struma. Nedostatok jódu má obzvlášť silný vplyv na zdravie detí – zaostávajú vo fyzickom a duševnom vývoji. Strava s nedostatkom jódu počas tehotenstva vedie k narodeniu detí s hypotyreózou (kretínov).

Nadbytok hormónu štítnej žľazy vedie k vyčerpaniu, nervozite, triaške, chudnutiu a nadmernému poteniu. To je spojené so zvýšením aktivity peroxidázy a následne so zvýšením jodácie tyreoglobulínu. Nadbytok hormónov môže byť výsledkom nádoru štítnej žľazy. Pri liečbe sa využívajú rádioaktívne izotopy jódu, ktoré bunky štítnej žľazy ľahko absorbujú.

Anorganické zlúčeniny, ktoré tvoria len 6% celkovej hmotnosti človeka, sú nepostrádateľnými látkami, ktoré zabezpečujú homeostázu organizmu. Všetky chemické prvky sú rozdelené na makro-, mikro- a ultramikroprvky. Akákoľvek zmena obsahu chemikálií smerom nahor aj nadol vedie k poruchám metabolizmu.

Spomedzi početných sérií predpisov, ktoré sú vlastné vyšším zvieratám a ľuďom, fungujú najpresnejšie tie, ktoré zabezpečujú stálosť minerálneho zloženia krvnej plazmy. Už v prototypoch živočíšneho sveta, v najskorších štádiách evolúcie, bunky a všetky zložité vnútrobunkové biochemické procesy, ktoré zabezpečujú život prispôsobený určitému podielu iónov vo vonkajšom prostredí. Biologická evolúcia prebiehala pod neustálym vplyvom zmien neživej prírody. U niektorých tvorov to spočívalo v reštrukturalizácii bunkových procesov po zmene zloženia solí vodného prostredia. V iných, ktoré dali postupne sa rozvíjajúce odvetvie živočíšneho sveta, sa objavili špeciálne fyziologické mechanizmy, ktoré umožňovali udržiavať stálosť zloženia medzibunkovej tekutiny a krvnej plazmy (tzv. vnútorné prostredie tela) a tým zabezpečovať optimálne podmienky pre fungovanie všetkých buniek tela v meniacom sa vonkajšom prostredí, predovšetkým mozgových buniek. Keďže bunka je oddelená od extracelulárnej tekutiny membránou, ktorá je prepichnutá proteínovými štruktúrami - pórmi, ktoré ľahko prepúšťajú vodu, ale nie väčšinu ostatných zložiek, potom ak je rozdiel v koncentráciách látok, voda prechádza do sektor s vyššou koncentráciou roztoku podľa zákonov osmózy. Akákoľvek zmena objemu buniek (opuch pri vstupe vody alebo zvrásnenie pri jej strate) bude sprevádzaná porušením biochemických vnútrobunkových procesov.

V bunkách tela je práca neustále v plnom prúde: bielkoviny, tuky a sacharidy sa neustále syntetizujú. Zároveň sa rozkladajú zložité organické zlúčeniny a uvoľňuje sa energia.

Výsledné produkty rozpadu – močovina, amoniak a oxid uhličitý – sa musia z tela vylúčiť. A všetky tieto procesy sú možné len za účasti vody. Voda je nielen dôležitou zložkou všetkých buniek, ale aj základom medzibunkovej tekutiny, plazmy, lymfy a tráviacich štiav.

Úloha vody v metabolizme bielkovín

Voda hrá kľúčovú úlohu pri syntéze bielkovín. Enzýmy žalúdočných, pankreatických a črevných štiav, ktorých základom je aj voda, rozkladajú bielkovinové zložky potravy na aminokyseliny, ktoré sa dostávajú do krvného obehu a sú prenášané do buniek tela. A už v bunkách sa syntetizujú proteíny potrebné pre telo. Takže vďaka účasti vody dostávajú orgány a tkanivá stavebný materiál potrebný pre rast a vývoj.

Úloha vody v metabolizme uhľohydrátov

Sacharidy sú hlavným zdrojom energie v tele. Enzýmy slín, pankreatických a črevných štiav rozkladajú sacharidy v potrave na glukózu, ktorá sa vstrebáva do krvi v tenkom čreve. V nadbytku sa ukladá v pečeni ako strategická rezerva tela vo forme glykogénu. Spätná premena a dodanie je možné aj vďaka vodnému prostrediu, teda krvi.

Úloha vody v metabolizme tukov

Bez vody je tiež nemožná tvorba tukov v tele. Potravinové tuky sa pôsobením enzýmov žalúdočnej, pankreatickej a črevnej šťavy rozkladajú na glycerol a mastné kyseliny. Tvoria tuk v tenkom čreve. Vo forme emulzie je transportovaný do lymfy a s ňou do celkového krvného obehu. Prebytočný tuk sa v tele ukladá alebo využíva ako zdroj energie.

Úloha vody v termoregulácii

Voda, ktorá ovplyvňuje metabolizmus, produkuje energiu v tele. Má vysokú tepelnú kapacitu - 4200 J/(kg K). Preto je akýmsi regulátorom teploty v ľudskom tele. Tiež udržuje telesnú teplotu v súlade s teplotou okolia.

vylučovacia funkcia vody

Voda je médium na bezpečné odstraňovanie toxínov a odpadových látok (oxid uhličitý, amoniak, kyselina močová atď.). Telo zdravého dospelého človeka dokáže denne vylúčiť asi 3 litre tekutín: cez močové cesty, konečník, potné žľazy a pľúca. Preto, aby sa zabezpečil normálny metabolizmus, musí človek denne doplniť množstvo spotrebovanej tekutiny. To je v priemere 2,5-3 litrov vody.

Voda je nevyhnutná

Nedostatok vody v tele môže viesť k rozvoju závažných ochorení. V pitnej strave by mala prevládať čistá pitná alebo minerálna voda.

Musíte vedieť: väčšina tekutín, ktoré človek skonzumuje (čaj, káva, sladké sýtené nápoje, alkohol atď.), obsahuje látky, ktoré pôsobia opačne - pomáhajú odstraňovať vodu z buniek tela a nie nasýti ich potrebnou tekutinou.

Voda je základom všetkých biologických tekutín: krvi, lymfy, mozgovomiechového moku, moču, tráviacich štiav, intersticiálnej tekutiny.

Telo živočíchov tvorí zo 60-70% voda, ktorá sa delí na intracelulárnu a extracelulárnu. Najväčšie množstvo vody je obsiahnuté vo vnútri buniek. Extracelulárna tekutina zahŕňa krvnú plazmu, intersticiálnu tekutinu a lymfu. Základom extracelulárnej a intracelulárnej vody je voľná voda. Voda, ktorá je súčasťou koloidných systémov, sa nazýva viazaná. Pôsobením enzýmov je voda súčasťou mnohých biochemických reakcií: hydrolýza, hydratácia, syntéza všetkých organických látok, bunkové dýchacie procesy. Voda slúži ako médium, v ktorom prebiehajú všetky biochemické reakcie organizmu. Voda sa v tele používa na vytváranie rôznych tajomstiev a stráca sa potom, výkalmi, vydychovanými vzdušnými parami a močom.

U zdravého zvieraťa je vodná rovnováha v tele. Na výmene vody sa podieľajú obličky, pľúca, koža, gastrointestinálny trakt, endokrinné žľazy. Obličky slúžia ako hlavný orgán na reguláciu metabolizmu vody. V podmienkach nedostatku vody vylučujú málo moču, je však vysoko koncentrovaný. S prebytočnou vodou obličky vylučujú veľké množstvo zriedeného moču. Pri ťažkom ochorení obličiek je narušená schopnosť obličiek meniť koncentráciu moču.

Pľúca vylučujú vodu vo forme vodnej pary. Je to spôsobené tým, že vzduch v alveolách pri telesnej teplote je nasýtený vodnou parou. Množstvo vody vylúčenej pľúcami závisí od metabolizmu, rýchlosti dýchania a telesnej teploty. So zvýšenou svalovou aktivitou, horúčkami, vzrušením sa zvyšuje objem dýchania a podľa toho sa zvyšuje aj množstvo vylúčenej vody.

Cez kožu dochádza k strate vody vyparovaním a potom. Odparovanie vody pokožkou závisí od teplotného rozdielu medzi telom a vonkajším prostredím. Pot je výlučok potných žliaz. Potenie sa vyskytuje periodicky a je spojené so zvýšením teploty vzduchu. Schopnosť tela vylučovať pot rôzneho zloženia je adaptívnou reakciou. Pri vysokých teplotách okolia sa u zvierat s nedostatočnou aklimatizáciou uvoľňuje pot, ktorého zloženie sa približuje zloženiu krvnej plazmy.

Určité množstvo vody vzniká v tele v procese oxidácie určitých látok. Napríklad pri oxidácii 100 g tuku vznikne 87 ml vody. Kone spotrebujú v priemere 40-50 litrov vody denne, hovädzí dobytok - 40-90 litrov, ošípané - 10-20 litrov.

Reguláciu metabolizmu voda-soľ vykonáva hypotalamus, ktorý sa nachádza v diencefalóne. Hypotalamus obsahuje centrum smädu a špeciálne receptory. Tieto štruktúry sú spojené s osmoreceptormi. Osmoreceptory sú bunky, ktoré sú vysoko citlivé na zmeny osmotického tlaku vnútorného prostredia. Osmoreceptory sa nachádzajú v hypotalame, ako aj v krvných cievach pečene, obličiek, sleziny, tráviaceho traktu, v reflexogénnej zóne karotického sínusu. Časť osmoreceptorov sa vzťahuje na mechanoreceptory, pretože reagujú na zmeny objemu buniek, keď do nich vstupuje alebo vystupuje tekutina v prípade zmeny osmotického tlaku média. Ostatné osmoreceptory sú chemoreceptory a registrujú koncentráciu určitých iónov. Spomedzi týchto receptorov sú dôležité špecializované Na receptory, ako aj receptory pre vápnik a horčík. Osmoreceptory, vnímajúce zmeny osmotického tlaku, prenášajú informácie do hypotalamu, ktorý reguluje sekréciu hormónov hypofýzou.

Informácie o osmotickom tlaku vstupujú do hypotalamu nielen z osmoreceptorov, ale aj z volomoreceptorov - receptorov, ktoré reagujú na zmeny objemu intravaskulárnej a intracelulárnej tekutiny. Tieto receptory sú lokalizované v predsieňach, pravej komore a dutej žile. Impulzy z volumoreceptorov vstupujú do CNS cez aferentné vlákna blúdivého nervu.

Osmotický tlak - difúzny tlak, ktorý zabezpečuje pohyb rozpúšťadla cez semipermeabilnú membránu. Normálne je u zvierat a ľudí 7,6 atm (7,6 10 5 Pa). Odchýlka hodnoty tohto parametra od normy je život ohrozujúca. Preto sa v organizme vytvorili spoľahlivé mechanizmy na reguláciu osmotického tlaku, množstva solí a vody.

Pri dehydratácii organizmu sa zvyšuje koncentrácia osmoticky aktívnych látok v krvnej plazme, zvyšuje sa osmotický tlak, dochádza k excitácii osmoreceptorov a inhibícii tvorby adrenokortikotropného hormónu (ACTH) a zvyšuje sa sekrécia antidiuretického hormónu. Tento hormón zvyšuje reabsorpciu vody v Henleho slučke, inhibuje procesy reabsorpcie soli a zároveň zvyšuje filtráciu v malpighických glomerulách. To vedie k zadržiavaniu vody v tkanivách, odstraňovaniu solí z tela a normalizácii osmotického tlaku tekutín.

Pri nadbytku vody v tele (hyperhydratácia) klesá koncentrácia rozpustených osmoticky aktívnych látok v krvi a klesá jej osmotický tlak. Tvorba antidiuretického hormónu (ADH) klesá, ACTH naopak stúpa. Adrenokortikotropný hormón stimuluje funkciu glomerulárnej zóny kôry nadobličiek, kde sa tvoria mineralokortikoidy, ako aj fascikulárnej zóny, ktorá produkuje glukokortikoidy.

Z mineralokortikoidov je najaktívnejší aldosterón a z glukokortikoidov je najaktívnejší kortizón. Tieto hormóny zužujú lúmen eferentných ciev, inhibujú reabsorpciu vody a zvyšujú reabsorpciu solí.

Udržiavanie optimálneho osmotického tlaku krvi je spojené so špecifickým pitným režimom vyvolaným smädom.

Smäd u zvierat sa vyskytuje so znížením obsahu vody v tele alebo so zvýšením koncentrácie sodíka a je spojený s podráždením mnohých receptorov. Počas pitia voda veľmi rýchlo znižuje smäd v dôsledku zníženia toku impulzov z osmoreceptorov gastrointestinálneho traktu do centra pitia. Potom je voda absorbovaná a vstupuje do celkového obehu, vnútorné prostredie sa opäť stáva izotonickým a dochádza k skutočnému nasýteniu vodou.

Výmena vody

Tkanivá a bunky využívajú dva typy vody: exogénnu a endogénnu. exogénna voda sa do tela dostáva zvonka – s jedlom a nápojmi. V celkovej hmote tvorí 6/7 všetkej vody potrebnej pre život organizmu. 1/7 celkovej hmotnosti vody vzniká v živočíšnych tkanivách ako konečný produkt oxidácie nukleových kyselín, bielkovín, lipidov, sacharidov. Toto je endogénna voda. Zistilo sa, že pri úplnej oxidácii

100 g tuku telo prijme 107,1 g vody, sacharidy - 55,6 a bielkoviny - 41,3 g vody. Endogénny spôsob získavania vody telom má veľký význam pre obyvateľov suchých púští a stepí, pre živočíchy, ktoré sa vyznačujú zimným spánkom.

nasávanie vody. Malé množstvo vody sa absorbuje v ústnej dutine a v pažeráku, časť - v žalúdku (u prežúvavcov - proventriculus a abomasum), veľké množstvo - v tenkom čreve, časť - v hrubom čreve. U kurčiat je voda absorbovaná hlavne sliznicou slepého čreva. Sliznica tráviaceho traktu hovädzieho dobytka absorbuje počas dňa asi 100 litrov vody a 75% tejto vody je v tráviacich šťavách.

Častice vody spolu s natrávenými živinami prenikajú hlboko do epitelu slizníc v dôsledku difúzie a osmózy, čiastočne pinocytózy a aktívneho transportu. Cez endoplazmatické retikulum sa postupne presúvajú od apikálneho okraja bunky k bazálnemu, dostávajú sa do medzibunkového priestoru a následne do medzibunkovej tekutiny, kapilár, venúl, subepiteliálnych a submukóznych žilových sietí črevných klkov, mezenterických žíl, vrátnice. žily a pečene a potom do systémového obehu. Časť vody vstupuje cez lymfatický systém.

Priebežná výmena vody. Po absorpcii je voda transportovaná do rôznych orgánov, tkanív a buniek. Transport vody do tkanív a buniek zabezpečujú najmä krvné bielkoviny – albumíny a globulíny. Voda vstupuje do buniek priamo (priamo) alebo nepriamo (cez medzibunkovú tekutinu). Výmena vody v tele je súčasťou celkového metabolizmu. Soli sodíka, najmä chloridy, prispievajú k hromadeniu vody v tkanivách a spôsobujú opuchy koloidov. Soli vápnika, naopak, znižujú viazanie vody na bielkoviny, čím stimulujú jej odstraňovanie z tela. Preto sa pacientom so zápalovými procesmi odporúča intravenózne vstreknúť chlorid vápenatý, pretože znižuje procesy exsudácie.

Charakteristická je výmena vody vodná bilancia- pomer vody prijatej a vylúčenej z tela. Pri vodnej rovnováhe množstvo vstupujúcej vody

vodná plocha sa rovná pridelenému množstvu. Pozitívna vodná bilancia je typická pre rastúce zvieratá, vodná bilancia pre dospelé zvieratá, negatívna vodná bilancia pre starnúce organizmy, ako aj pre zvieratá, ktoré nedostávajú potrebné množstvo pitnej vody, najmä pri preprave a ťahaní.

Konečná výmena vody. Voda sa z tela vylučuje močom (do 50 %), potom a vydychovaným vzduchom (do 35 %) a stolicou (do 15 %). Podiel vylučovacích orgánov na metabolizme vody sa mení v závislosti od podmienok prostredia, druhu a veku zvieraťa a jeho funkčného stavu. Napríklad, ak sa do tela koňa dostane 14-18 litrov vody denne, potom sa 4-8 litrov vylúči močom, 6-12 litrov pľúcami a kožou, 4-5 litrov výkalmi a objem vody cirkuluje črevami je 80-90 l.

Regulácia výmeny vody. Regulácia metabolizmu vody sa uskutočňuje neurohumorálnym spôsobom najmä rôznymi časťami centrálneho nervového systému: mozgovou kôrou, predĺženým mozgom a miechou, sympatickými a parasympatickými gangliami.

Mnohé endokrinné žľazy sa podieľajú na regulácii metabolizmu vody. Niektoré hormóny majú antidiuretický účinok: napríklad hormóny vazopresín, aldosterón, deoxykortikosterón. Iné hormóny stimulujú vylučovanie vody obličkami: tyroxín, parathormón, androgény a estrogény.

Patológia metabolizmu vody. Metabolizmus vody je narušený pri mnohých chorobách. Tieto poruchy sú založené na morfologických a funkčných zmenách v orgánoch podieľajúcich sa na celkovom metabolizme vody a poruchách neurohumorálnej regulácie.

Často príčinou patológie metabolizmu vody môže byť všeobecné a vodné hladovanie tela. Súčasne sa vyvíja hladný edém. Pri niektorých ochoreniach (tetanus, botulizmus, besnota, Aujeszkyho choroba) sa sťažuje príjem vody a dochádza k negatívnej vodnej bilancii. Niektoré choroby (cholera, mor,

cukrovka, gastritída a enteritída) vedú k cukrovke a nadmernej strate vody tkanivami. Pri niektorých patologických stavoch je sťažená cirkulácia vody v tkanivách a orgánoch a dochádza k pozitívnej vodnej bilancii, najmä pri ochoreniach obličiek, srdca a pod.

Príčinou porúch metabolizmu vody sú často lézie centier nervového systému a endokrinných žliaz.

testovacie otázky

1. Aký význam má voda pre živočíšny organizmus?

2. Aké sú hlavné štádiá výmeny vody v tele živočíchov?

3. Ako sa reguluje výmena vody?

4. Čo viete o patológii metabolizmu vody?

V skutočnosti je úloha vody mnohostranná a je ťažké ju vymenovať. Medzi jeho najzrejmejšie funkcie patria:

1. Účasť na reakciách enzymatickej hydrolýzy. Takže

• katabolizmus v bunke akýchkoľvek molekúl polyméru (triacylglyceroly, glykogén) a výroba energie z nich nemôže prebiehať bez vody,
• trávenie živín sa v stave nedostatku vody zhoršuje.

2. Tvarovanie bunkové membrány na základe amfifility fosfolipidov, t.j. na schopnosti fosfolipidov automaticky vytvárať polárny povrch membrány a hydrofóbnu vnútornú fázu. Výsledkom je, že s poklesom objemu intra- a extracelulárnej vody sa časť fosfolipidov ukáže ako "extra" a bunkové membrány sa deformujú.

3. Vodné tvary hydratačný obal okolo molekúl. Toto poskytuje

• rozpustnosť látok, najmä enzýmových proteínov, a správna interakcia ich povrchových hydrofilných aminokyselín s okolitým vodným prostredím. S poklesom podielu vody v médiu sa interakcia zhoršuje, mení sa konformácia enzýmu a preto sa mení aj rýchlosť enzymatických reakcií.
• transport látok v krvi a v bunke.

4. Voda vytvára aktívny objem bunky a medzibunkového priestoru. Väzba vody na organické štruktúry extracelulárnej matrice - kolagén, kyselina hyalurónová, chondroitín sulfáty a ďalšie zlúčeniny poskytuje turgor a elasticita tkaniva. Jednoznačne sa to prejavuje extrémnou dehydratáciou organizmu, kedy dochádza ku kolapsu očných buliev a neelasticite kože.

Ako príklad prejavu latentného nedostatku vody možno uviesť degeneráciu kĺbov pri artróze. V predklinickom štádiu vedie suchosť a drsnosť chrupkových povrchov k zvýšenému treniu a adhézii v kĺbe, čo sa prejavuje vŕzganím a chrumkaním počutým počas pohybu. V budúcnosti sa vyvinie stenčenie a odieranie kĺbovej chrupavky, zníženie jej amortizačných vlastností, výskyt bolesti a nástup klinických štádií osteoartritídy.

5. Stav tekutých médií telo (krv, lymfa, pot, moč, žlč) priamo závisí od množstva vody v nich. Zahusťovanie a koncentrácia týchto kvapalín vedie k zníženiu rozpustnosti ich zložiek - solí, organických látok a zvýšeniu tvorby kryštálov v moči a žlči.

Takže v prítomnosti iných faktorov, ako je nadbytok oxalátov alebo kyseliny močovej (napr urolitiáza) alebo nedostatok lipotropných látok (napr cholelitiáza) nedostatok vody potencuje rozvoj týchto chorôb.

6. Dostatok vody udržiava stabilita krvného tlaku. Pri nedostatku vody sa aktivuje sekrécia vazopresínu a angiotenzínu, ktorých časť účinkov je zameraná na

• vazokonstrikcia na úpravu objemu krvi a vaskulárnej kapacity,
• zvýšenie krvného tlaku, aby sa zabezpečilo prekrvenie mozgu, obličiek a iných orgánov.

Pravidelný nedostatok vody vedie k neustálemu sťahovaniu hladkých svalov ciev, ich „tréningu“, zhrubnutiu svalovej vrstvy a v dôsledku toho k výraznejšiemu cievnemu tonusu v reakcii na normálne podnety a prirodzené hormonálne hladiny. Rozvíjanie nevyhnutnéarteriálnej hypertenzie.

Zdroje vody v bunke

Pre bunkový metabolizmus existujú dva zdroje vody:

1. voda, prichádza s jedlom- za deň v dospelom organizme by mal prísť vo forme čistého (!) vody najmenej 1,5 litra alebo rýchlosťou 25-30 ml/kg omši. Okrem toho môže prísť s nápojmi, tekutými a pevnými jedlami až do objemu 1,5 litra. U dieťaťa prvého roku života je denná potreba vody 100-165 ml/kg hmotnosť, ktorá súvisí s b o veľké množstvo extracelulárnej tekutiny a jednoduchosť jej straty počas účinkov na organizmus.

2. Voda vznikajúca pri katabolizme a oxidatívnej fosforylácii – metabolická voda, priemerne 400 ml.

Tento zdroj vody sa často preceňuje a považuje sa za dostatočný na pokrytie deficitu vody, pričom ako príklad uvádzame ťavy a tuk v ich hrboch. Elementárny výpočet však ukazuje, že v pokoji, dokonca aj pri úplnom hladovaní, na dodanie dennej energie ľudskému telu (2100-3500 kcal) je potrebných 225-380 g tuku (oxidačná hodnota triacylglycerolov je 9,3 kcal / g). . Je známe, že pri kompletný oxidáciou 1 g tuku vznikne 1,09 ml vody, t.j. za deň takejto vody bude len 245-414 ml.

Ťavy sú schopné stratou vody stratiť až 25 % svojej hmotnosti bez komplikácií pre pohodu. Ich schopnosť prežiť v horúcich púštnych podmienkach nie je spôsobená zásobami tuku, ale úplne inými dôvodmi:

• oválne erytrocyty sú menej citlivé na zrážanie krvi,
• vodná para vydychovaného vzduchu úplne kondenzuje na stenách nosových priechodov (nozdier) a vracia sa do tela,
• frekvencia dýchania je nižšia
• telesná teplota sa pohybuje od 35°C do 41°C v závislosti od prostredia, čo zabraňuje nadmernému poteniu,
• dochádza k vysokej reabsorpcii vody z hrubého čreva, ich podstielka obsahuje 6-7 krát menej vody ako u hovädzieho dobytka a pozostáva z takmer suchého rastlinného odpadu,
• v moči chýba močovina, osmoticky aktívna látka zadržiavajúca vodu, čím sa znižuje objem moču.

Odstránenie vody z tela

Odstraňovanie vody sa vykonáva niekoľkými systémami:

1. Svetlo. Voda sa pre človeka vydýchaným vzduchom vylúči nebadane, ide o nepostrehnuteľné straty (priemerne 400 ml/deň). Podiel vylúčenej vody sa môže zvýšiť pri hlbokom dýchaní, dýchaní suchým vzduchom, pri hyperventilácii, umelej pľúcnej ventilácii bez zohľadnenia vlhkosti vzduchu.

2. Koža. Strata kože môže byť

• nepostrehnuteľné - súčasne sa odstráni takmer čistá voda (500 ml / deň),
• hmatateľné - potenie so zvýšením teploty tela alebo prostredia počas fyzickej práce (až 2,0 litra za hodinu).

3. Črevá - stráca sa 100-200 ml / deň, množstvo sa zvyšuje pri vracaní, hnačkách.

4. Obličky vylučujú až 1000-1500 ml / deň. Rýchlosť vylučovania moču u dospelých je 40-80 ml / h, u detí - 0,5 ml / kg h.

Za normálnych podmienok obličky vylučujú z tela vodu v množstve zodpovedajúcom objemu odobratej tekutiny.

Časť vody sa vždy odoberie bez ohľadu na vodnú diétu, dokonca aj počas suchého pôstu. To sa nazýva povinná strata vody(asi 1400 ml denne). Povinná strata vody sa vzťahuje na odstránenie vody z po, vydýchol vzduchu, stolica a moč. Zároveň je podiel vody stratenej obličkami aj pri najkoncentrovanejšom moči až 50% všetky straty.

Regulácia vodnej bilancie

v tele pre zachovanie voda, sú zodpovedné dva antidiuretické systémy:

1. Antidiuretický hormón(vazopresín) - jeho sekrécia a syntéza sa zvyšuje s:

• aktivácia baroreceptory srdca v dôsledku poklesu krvného tlaku so znížením intravaskulárneho objemu krvi o 7-10 %,
• vzrušený osmoreceptory hypotalamus a portálna žila - so zvýšením osmolality extracelulárnej tekutiny aj o menej ako 1% (s dehydratáciou, renálnou alebo hepatálnou insuficienciou),

V dospelosti a starobe klesá počet osmoreceptorov a následne sa znižuje citlivosť hypotalamu na zmeny osmolality, čím sa zvyšuje riziko dehydratácia zvyčajne subklinické.

V epitelových bunkách distálnych tubulov obličiek a zberných kanálikov hormón stimuluje syntézu a inkorporáciu akvaporínov do apikálnej membrány buniek a reabsorpciu vody.

2. Renín-angiotenzín-aldosterónový systém(systém RAAS) – aktivuje sa znížením tlaku v renálnych aferentných arteriolách alebo znížením koncentrácie iónov Na + v moči distálnych tubulov. Konečným cieľom tohto systému je zvýšiť reabsorpciu sodíka v posledných častiach nefrónu. To znamená zvýšenie prietoku vody do buniek tých istých oddelení a zabránenie jej strate.

Straty vody sú spôsobené nízkou aktivitou antidiuretických systémov.

3. Za účelové odstránenie sodík a podľa toho aj voda reaguje na tretí hormón. Sodný uretický peptid(atriopeptín) je vazodilatačný a natriuretický hormón produkovaný v sekrečných myocytoch predsiení a komôr v reakcii na ich napínanie. Hladina atriopeptínu sa zvyšuje napríklad v dôsledku kongestívneho zlyhania srdca, chronického zlyhania obličiek a pod.

Natriuretický hormón zvyšuje vylučovanie Na+ iónov a vody a znižuje tlak v dôsledku:

• zvýšenie rýchlosti glomerulárnej filtrácie,
• inhibícia reabsorpcie iónov Na + a Cl - v proximálnych tubuloch a zvýšenie ich exkrécie, čo znižuje reabsorpciu vody,
• zníženie srdcového výdaja a zvýšenie koronárneho tonusu,
• inhibícia sekrécie renínu, účinky angiotenzínu II a aldosterónu,
• zvýšiť priepustnosť histohematických bariér a zvýšiť transport vody z krvi do tkanivového moku,
• rozšírenie arteriol a zníženie tonusu žíl.