Что водный баланс организме человека. Как определить водный баланс организма и какая вода может навредить? Значение водного баланса для спортсменов

Вода – главный источник жизни на Земле. Человеческий организм примерно на 70% состоит из воды. Вода — основа крови и желудочного сока (более 90%), она входит на 80% в состав нашего мозга, а также в состав костной ткани и мышц.

Именно поэтому вода оказывает большое влияние на умственные способности, память и физическую форму.

Снижение количества воды в организме всего на несколько процентов вызывает большие проблемы. Наступает сильная жажда, возникают большие трудности с реакцией, речью и мышлением, нарушается обмен веществ. Нехватка воды 8% и более может привести к обмороку. А потеря 18-20% жидкости в организме человека приводит к смерти.

Особенно актуальна проблема обезвоживания летом. Поэтому крайне важно следить за состоянием своего водного баланса и своевременно пополнять запас воды в организме.

Что означает соблюдение водного баланса организма? Это приведение в равновесие воды, поступающей в наш организм, и ее выделения. В день нужно потреблять около 30 мл воды на каждый килограмм веса. Поэтому человеку, имеющему средний вес, необходимо примерно 2-2,5 литра жидкости в день.

Употребление небольшого количества воды приводит к тому, что баланс воды в организме человека нарушается и возникает ряд проблем: обмен веществ идет медленнее, кровь не приносит органам необходимое количество кислорода, повышается температура тела. Нагрузка на организм резко возрастает, а его активность и работоспособность, наоборот, снижается.

Употребление слишком большого количества жидкости может привести к нарушению работы сердца и органов пищеварения. Давление на почки резко возрастает, увеличивается выработка мочи и выделение пота, организм теряет большое количество необходимых элементов. Нарушается водно-солевой баланс и организм существенно слабеет.

Во время сильных физических нагрузок нельзя пить много жидкости. Это приведет к быстрой утомляемости, а в худшем случае – к судорогам. Так, во время участия в марафоне спортсмены не пьют воду, а только поласкают рот.

Нарушение водного баланса организма

Если водный баланс будет нарушен, это может привести к непоправимым последствиям: наступает сухость и раздражение кожи, происходит закупорка пор и появляется угревая сыпь.

Организм не выводит воду, вследствие чего появляется отечность, цвет мочи становится более темным. У человека начинаются головные боли, он чувствует слабость, тошноту и боли в суставах. Возможны различные инфекции мочевого пузыря и несварение желудка.

Может пострадать умственная деятельность человека: появится рассеянность и чрезмерная усталость, наступит депрессия. Кроме того, понижается иммунитет, а это всегда ведет к различным простудным и инфекционным заболеваниям.

Для восстановления водного баланса специалисты советуют каждый день потреблять минимум два литра чистой питьевой воды. Однако больше трех литров жидкости в сутки употреблять не рекомендуют.

В жару, при посещении бани и больших физических нагрузках норма потребления жидкости увеличивается.

Если в данный момент вы не можете выпить чистой воды, ничего страшного. Она содержится в различных напитках, молочных продуктах, фруктах, овощах и даже хлебе. Поэтому кратковременная нехватка воды не приводит к неблагоприятным последствиям. Главное, в течение суток, как только появится возможность, выпейте стакан чистой питьевой воды.

Сырую воду из-под крана необходимо кипятить в виду повышенного содержания в ней хлора, различных очистителей, а также других вредных элементов.

Кипяченая вода хорошо подойдет для приготовления пищи, но увлекаться ей не стоит. Для питья лучше покупать воду, полученную из природных источников.

Ученые-диетологи отмечают большую пользу минеральной воды, которая очень помогает при различных заболеваниях. Однако минеральная вода тоже способна нарушить имеющийся баланс, поэтому нельзя пить ее много.

При использовании минеральной воды в качестве средства для лечения, количество ее потребления необходимо согласовать с лечащим врачом.

Для достижения большего эффекта, нужно пить часто и понемногу. Особенно полезно с утра натощак выпивать один стакан воды. Это помогает органам пищеварения усваивать пищу в течение дня.

Вода помогает справиться с голодом. Если выпить стакан воды – чувство голода уменьшится. Вода также спасает от переедания.

Старайтесь соблюдать следующий режим: постарайтесь пить за полчаса до еды и не ранее одного часа после окончания приема пищи. Еда в этом случае хорошо переварится и не отложится в виде жира.

Зачем нужен питьевой режим?

Вода помогает избавиться от чувства голода и увеличивает выработку энергии в организме;

Вода выводит токсины из организма, активизирует его работу;

Вода улучшает обмен веществ;

Вода стимулирует мышечную активность и помогает избавиться от усталости;

Вода нормализует работу печени и почек;

Вода улучшает кожу, делает ее более молодой и упругой, избавляет от преждевременного старения.

Простая вода играет важную роль в жизни нашего организма. Нормализация водного обмена способна обеспечить правильное функционирование всех систем организма и даже изменить в лучшую сторону самую пышную фигуру.

Немного статистики

• Наша кровь состоит воды на 92%
• Мышцы - на 75%
• Кости - на 22%
• Желудочный сок - на 99%
• Жировая ткань содержит 20% воды
• Мозг человека весит приблизительно 1,5 кг, на воду приходится 1,3 кг всего веса

К чему может привести потеря воды в организме человека

• Уменьшение запаса воды в организме всего на 2% может вызвать ослабление кратковременной памяти, могут возникнуть проблемы с выполнением простейших математических действий, трудности в концентрации внимания.
• Самое незначительное обезвоживание замедляет процесс обмена веществ на 3%.
• Человек начинает испытывать жажду, когда количество воды в его теле уменьшается на 1-2% , т.е. на 0,5-1 литр. Потеря 10% влаги от веса тела может привести к необратимым изменениям, а 20% - к летальному исходу.

Естественные потери воды в организме человека

• В жаркий день вместе с потоотделением организм лишается около 3 л воды.
• Через дыхание человек теряет почти 0,5 л воды ежедневно.

Функция воды в человеческом организме

• Транспортирует питательные элементы в клетки тела. А это - залог хорошего метаболизма.
• Два стакана выпитой воды ускоряют метаболизм на 30% уже через 40 минут.
• Выводит токсины из организма. При недостатке воды отработанные вещества оседают в жировой ткани и в межклеточном пространстве.
• Поддерживает здоровый ухоженный внешний вид кожи. Нарушение водного баланса ведет к дегидратации - потери упругости, эластичности кожи, ее шелушению, микротрещинам и в конечном итоге - раннему появлению морщин.
• Регулирует температуру тела, увлажняет вдыхаемый воздух.

Признаки нарушения водного баланса организма

• Сухость, раздраженность кожи: она первая реагирует на сбой в водном обмене.
• Отечность, как это ни странно. Если организм получает меньше воды, он это расценивает как угрозу выживанию и начинает удерживать каждую каплю воды.
• Цвет мочи: более темный цвет указывает на степень дефицита воды в организме.
• Рассеянность, усталость.
• Тревога, высокий уровень стресса, депрессия.
• Тошнота, несварение желудка.
• Инфекции мочевого пузыря, болезненное мочеиспускание.
• Закупоренные поры, прыщи.
• Периодические боли в суставах.
• Частые простуды или головные боли.

Какой воде отдавать предпочтение: водопроводной, кипяченой, минеральной, столовой, талой?

• Водопроводная вода требует обязательного кипячения перед употреблением. Но хотя кипячение и обеззараживает водопроводную воду, оно не улучшает ее химический состав, далекий от совершенства. В состав питьевой воды должны входить в достаточном количестве соли калия, натрия, другие микроэлементы, необходимые для солевого обмена, функционирования ферментов, работы мышц.
• Минеральная вода может употребляться как в качестве лечебного, таки профилактического средства. Минеральная вода, в зависимости то ее состава, воздействует на физиологические процессы организма, смещая их в ту или иную сторону. Очень часто минеральная вода оказывает эффективное терапевтическое действие, восстанавливая нарушенное равновесие. Определить тип минеральной воды и рассчитать ее дозировку конкретно для каждого человека может только врач.
• Столовая вода - это вода, в которой содержится не более 5г солей на 1 литр. Основное назначение такой воды - утоление жажды. Поэтому пить ее можно всем и без ограничений. Полезных для организма веществ в них содержится очень мало. Воды с минерализацией от 5 до10 г/л можно пить, только чередуя со столовой, в противном случае в организме может начаться процесс накопления солей. Вода с содержанием в одном литре более 15 г солей считается лечебной, и пить ее нужно только под наблюдением врача.
• Талая вода года для питья лишь в том случае, если приготовлена в домашних условиях. Очищенная от вредных примесей талая вода улучшает обмен веществ, повышает выносливость, способствует естественному похудению, ускоряет процессы заживления ран. Рекомендуется выпивать в день 4 стакана талой воды до еды.

Норма питья

• Минимальное потребление воды в день для здорового человека составляет 1,5 л воды.
• Суточная норма для взрослого человека - 30-40 г на 1 кг массы тела.
• Полным людям рекомендуется добавить к норме по 1 стакану на каждые 10 кг лишнего веса.
• В период сильной жары, вовремя болезни или интенсивных физических нагрузок, после посещения бани-сауны объем выпиваемой воды нужно увеличить.
• Слишком большое количество (более 3 л в день) выпитой воды тоже опасно: это лишняя нагрузка на почки и сердечно-сосудистую систему.

Правила питья воды

• Полезно пить воду за 20 мин до приема пищи и спустя 1,5 часа после. Вода, выпитая во время еды или сразу после нее, снижает концентрацию желудочного сока, и пища переваривается хуже, а значит, она откладывается в виде жира.
• Пейте чаще и понемногу. Выпитые несколько стаканов воды подряд не принесут пользу.
• Во время приступов голода выпитый стакан воды перед приемом пищи «перепрограммирует» в мозгу желание насытиться желанием перекусить, а это оградит вас от переедания.
• Стакан чистой воды, выпитый натощак, не просто заполняет пустой желудок, а настраивает все системы организма на рабочий лад.
• Пить лучше воду комнатной температуры. Охлажденная вода приводит к замедлению процесса обмена веществ, накоплению лишнего веса.

Нарушение водного баланса негативно сказывается на работе всех систем организма

Как распознать нарушение водного баланса организма?

Без воды не проходит ни один химический процесс в организме человека. Она выступает в роли растворителя кислорода и углекислого газа, поэтому даже процесс дыхания не может протекать без воды. Нарушение водного баланса может проявляться в двух формах:

• обезвоживание (дегидратация);
• отечность (гипергидратация).

Дегидратация может развиваться по причине нехватки воды и избытка солей при рвоте, поносе, перегревании, обширных ожогах, в результате патологии почек. Обезвоживание проявляется следующими признаками:

• повышение температуры тела;
• неврологические расстройства;
• падение артериального давления;
• тахикардия;
• сухость слизистых оболочек;
• снижение тургора кожи;
• уменьшение веса;
• повышение вязкости крови;
• учащенный пульс и дыхание;
• постоянная жажда;
• тошнота.

Отечность возникает при задержке воды в тканях. Гипергидратацию можно распознать по следующим симптомам:

• отеки;
• нарушения в работе сердца;
• неврологические расстройства;
• рвота и слабость;
• общее недомогание;
• судороги;
• потеря сознания.

Причинами такого состояния могут быть различные заболевания: сердечно-сосудистые, токсикоз беременных, нарушения функции почек и печени, гормональные, аллергии; длительная бессолевая диета.

Как восстановить водный баланс организма?

Чтобы восстановить водный баланс, нарушенный по причине потери жидкости, нужно пить небольшими порциями. При обезвоживании организм теряет натрий, поэтому рекомендуется пить не просто обычную воду, а растворы препаратов для восстановления жидкости или электролиты, продающиеся в аптеке. Если симптомы дегидратации ярко выражены или она наступила у маленького ребенка, необходимо экстренное обращение за медицинской помощью.

В случае гипергидратации не стоит пытаться восстановить водный баланс самостоятельно. Необходимо проконсультироваться с врачом, чтобы установить причину, вызвавшую это состояние и провести курс лечения.

• начинать день со стакана воды;
• не терпеть, если хочется пить. Лучше носить небольшую бутылку воды с собой;
• увеличить количество воды при повышенных физических нагрузках (до 1 литра в час для взрослого и 150 грамм для ребенка).

Как обезвоживание, так и отеки угрожают жизни и здоровью человека. Чтобы не допустить этого, рекомендуется соблюдать питьевой режим (примерно 2,5 литра воды в сутки). В случае возникновения симптомов нарушения водного баланса в организме обратиться за консультацией к врачу. Если это состояние возникло у маленьких детей или пожилых людей, обращение за медицинской помощью должно быть незамедлительным!

Водный баланс организма поддерживается благодаря адекватному поступ­лению воды в соответствии с ее потерями. Организм получает воду с пи­тьем, пищей и в результате обменных процессов, а теряет ее с мочой, калом, через легкие и кожу. Количество потребляемой и выделяемой воды в среднем в сутки составляет по 2,5 л. В виде питья в норме в организм должно поступать 1300 мл, с пищей - 1000 мл, в процессе метаболизма образуется 200 мл воды. Минимальное поступление воды, обеспечиваю­щее водно-электролитное равновесие, равно 1500 мл. Суточный диурез - 1400 мл, через кожные покровы и легкие выделяется 1000 мл воды, с калом 100 мл.

Суточная потребность в воде зависит от многих факторов: массы тела, пола, возраста, температуры окружающей среды и др. В связи с этим суточная потребность организма человека в воде в норме колеблется в широких пределах - от 1 до 3 л и более. При выработке 1000 ккал образуется приблизительно 100 мл воды. Поскольку пищевой рацион взрослого чело­века составляет в среднем 1500-2200 ккал, то количество образующейся эндогенной воды в среднем равно 150-220 мл. Количество выпиваемой воды приблизительно соответствует диурезу, а количество воды, поступаю­щей с пищей, примерно равно потерям при дыхании и через кожу.

Нормальные показатели неощутимых потерь воды при дыхании и с поверхности кожи с потом у взрослых составляют около 15 мл/кг массы тела в сутки. Их объем зависит от интенсивности обменных процессов, количества образующейся эндогенной воды и внешних факторов. Средняя суточ­ная потеря воды через легкие равна 0,4-0,5 л, через кожу - 0,5-0,7 л. Таким образом, объем неощутимых, или незаметных, потерь воды у взрослого человека с массой тела 70 кг в нормальных условиях составляет при­мерно 1 л/сут. Физиологические колебания потерь воды довольно значительны. При повышении температуры тела увеличивается количество эн­догенной воды и возрастают потери воды через кожу и при дыхании. У новорожденных потери воды более значительны, чем у взрослых, и достигают 50 мл/кг в сутки. Ежедневный обмен внеклеточной жидкости у ново­рожденных составляет 50 %, а у взрослого - только 15 %.

При уменьшении поступления воды возникает олигурия, повышается концентрация мочи, происходит накопление азотистых шлаков. Оптимальный суточный диурез у человека составляет 1400-1600 мл. Минимальное количество воды, обеспечивающее водно-электролитное равнове­сие, равно 1,5 л.

Вода с растворенными в ней веществами представляет собой функциональное единство как в биологическом, так и в физико-химическом отно­шении, является важнейшей реакционной средой и выполняет роль основ­ного пластического элемента тела. Общее количество воды зависит от об­щего количества катионов, особенно натрия и калия, регулирующих содержание анионов и связанной воды. Выделительная функция почек зависит от содержания воды. При дегидратации в результате действия антидиу­ретического гормона (АДГ) возникает олигурия. АДГ обычно не влияет на экскрецию катионов калия и натрия.

Общее содержание воды в организме. У новорожденных общее количе­ство воды составляет 80 % массы тела. С возрастом содержание воды в тка­нях уменьшается: в организме здорового мужчины ее содержится в сред­нем около 60 %, а у женщин около 50 % массы тела. При ожирении содер­жание воды уменьшается у мужчин до 50 %, а у женщин до 42 %. При по­ниженном питании содержание воды в тканях увеличено (до 70 % у мужчин и до 60 % у женщин). Жировая ткань содержит приблизительно 30 % воды, обезжиренная масса - 72-73 %. Этим, по-видимому, можно объяснить тот факт, что тучные люди переносят потери воды значительно тяже­лее, чем люди с нормальным или пониженным питанием.

Водные разделы организма

Примерно 2/3 воды находится внутри клеток (внутриклеточное водное про­странство), 1/3 - вне клеток (внеклеточное водное пространство) (табл. 19.1).

Таблица 19.1.

Секторальное распределение воды в организме человека

		Процент от массы тела
Водные секторы	Сокращение	у мужчин	у женщин
Общая жидкость тела	ОбщЖ	60	54
Внутриклеточная жидкость	ВнуКЖ	40	36
Внеклеточная жидкость	ВнеКЖ	20	18
Интерстициальная жидкость	ИнЖ	15	14
Плазматическая жидкость	ПЖ	4-5	3,5-4
Объем циркулирующей крови	ОЦК	7	6,5

Примечание. ВнуКЖ = ОбщЖ — ВнеКЖ; ИнЖ = ВнеКЖ — ПЖ.

Внеклеточное водное пространство . Внеклеточное пространство - это жидкость, окружающая клетки, объем и состав кото­рой поддерживается с помощью регулирующих механизмов. Основным ка­тионом внеклеточной жидкости является натрий, основным анионом - хлор. Натрию и хлору принадлежит главная роль в поддержании осмоти­ческого давления и объема жидкости этого пространства. Через внеклеточ­ное пространство обеспечивается транспорт кислорода, питательных ве­ществ и ионов к клеткам и доставка шлаков к органам выделения. Внекле­точная среда негомогенна (кровеносные и лимфатические сосуды, межтка­невая жидкость, жидкость в плотных соединительных тканях) и имеет зоны разной интенсивности обмена. В связи с этим определение внекле­точного объема в известной степени условно, хотя и имеет большое прак­тическое значение. Принято считать, что внеклеточная жидкость составля­ет примерно 20-22 % массы тела. На самом же деле общий объем внекле­точной жидкости превышает эту величину.

Внеклеточное пространство включает в себя следующие водные секторы.

Внутрисосудистый водный сектор - плазма, имеющая постоянный катионно-анионный состав и содержащая белки, удерживаю­щие жидкость в сосудистом русле. Объем плазмы у взрослого человека со­ставляет 4-5 % массы тела.

Интерстициальный сектор (межтканевая жидкость) - это среда, в которой расположены и активно функционируют клетки и кото­рая является своего рода буфером между внутрисосудистым и клеточным секторами.

Интерстициальная жидкость отличается от плазмы значительно меньшим содержанием белка. Мембраны сосудов легко проницаемы для электролитов и менее проницаемы для белков плазмы (эффект Доннана). Тем не менее между белками плазмы и межтканевой жидкостью происхо­дит постоянный обмен. В двух секторах - внутрисосудистом и интерстициальном - создается изотоничность жидкости, то же наблюдается и в клеточном секторе. Через интерстициальный сектор осуществляется транзит ионов, кислорода, питательных веществ в клетку и обратное движение шлаков в сосуды, по которым они доставляются к органам выделения.

Интерстициальный сектор является значительной «емкостью», содержащей 1/4 всей жидкости организма (15 % от массы тела). Эта «емкость» как вместилище воды может значительно увеличиваться (при гипергидратации) или уменьшаться (при дегидратации). За счет жидкости интерстициального сектора происходит компенсация объема плазмы при острой крово- и плазмопотере. Переливание значительного количества кристаллоидных раство­ров не сопровождается значительным увеличением ОЦК вследствие их про­никновения через сосудистые мембраны в межтканевую жидкость.

Трансцеллюлярный сектор (межклеточная жидкость) представляет собой жидкость, которая располагается в полостях организ­ма, в том числе в пищеварительном тракте. Общее количество трансцеллюлярной жидкости, по данным разных авторов, составляет 1-2,3 % от массы тела, хотя интенсивность выделения и реабсорбции жидкости из желудочно-кишечного тракта очень велика - 8-10 л/сут. Значительное уве­личение трансцеллюлярного сектора происходит при нарушениях реаб­сорбции и депонировании жидкости в желудочно-кишечном тракте (пери­тонит, кишечная непроходимость).

Внутриклеточное водное пространство . Вода в клетках окружает внутриклеточные структуры (ядро и органеллы), обеспе­чивает их жизнедеятельность и фактически является составной частью протоплазмы клеток. В отличие от внеклеточной жидкости во внутрикле­точной более высокий уровень белка и калия и небольшое количество на­трия. Основным клеточным катионом является калий, основными аниона­ми - фосфат и белки. Калий составляет примерно 2 / 3 активных клеточных катионов, около 1/3 приходится на долю магния. Концентрация калия в мышечных клетках равна 160 ммоль/л, в эритроцитах - 87 ммоль/л, в плазме только 4,5 ммоль/л. Калий в клетках или находится в свободном состоянии, или связан с ионом хлора или двумя фосфатными буферными ионами (КзНРO 4 и КНзРO 4). Ион хлора в здоровых клетках отсутствует либо содержится в очень небольшом количестве. Содержание хлора в клет­ках увеличивается только при патологических состояниях. Концентрация калия в эритроцитах не полностью отражает его баланс в клеточном пространстве, так как изменения в содержании калия в эритроцитах происхо­дят медленнее, чем в других клетках.

Таким образом, концентрация калия и натрия в клеточной жидкости значительно отличается от концентрации этих ионов во внеклеточном водном пространстве. Это различие обусловлено функционированием натриево-калиевого насоса, локализующегося в клеточной мембране. В связи с разностью концентраций образуется биоэлектрический потенци­ал, необходимый для возбудимости нервно-мышечных структур. Вслед­ствие реполяризации клеточной мембраны ионы К + и Na + свободно про­никают в клетку, однако Na + сразу же изгоняется из клетки. Натриево-калиевый насос как бы постоянно перекачивает натрий из клеток в интерстиций, а калий, наоборот, - в клетки. Для осуществления этого процесса необходима энергия, которая образуется путем гидролиза аденозинтрифосфата (АТФ) при усвоении жиров, углеводов и витаминов, при отсутствии же энергетического материала расходуются тканевые белки.

Изменения концентрации калия и магния в сыворотке крови не полностью соответствуют изменениям концентрации этих ионов в клеточной жид­кости. Снижение концентрации калия в плазме при ацидемии означает дефи­цит калия не только в плазме, но и в клетках. Нормальный уровень калия в плазме не всегда соответствует его нормальному содержанию в клетках.

Осмолярность и коллоидно-осмотическое давление

Осмотическое давление - это связывающая способность водных раство­ров, зависящая от количества растворенных частиц, но не от природы рас­творенного вещества или растворителя. Осмотическое давление создается в тех случаях, когда раствор отделен от чистого растворителя мембраной, которая свободно проходима для растворителя, но непроницаема для растворенных веществ. Количество веществ в растворе принято обозначать в миллимолях на 1 л (ммоль/л).

Плазма крови представляет собой сложный раствор, содержащий ионы (Na + К + , Сl + , НСО 3 — и др.), молекулы неэлектролитов (мочевина, глюкоза и др.) и протеины. Осмотическое давление плазмы равно сумме осмоти­ческих давлений содержащихся в ней ингредиентов (табл. 19.2).

Данные, приведенные в табл. 19.2, рассчитаны по уравнению Вант-Гоффа (Белавин Ю.И.). Уравнение справедливо для разбавленных раство­ров. В реальном растворе значения осмотического давления могут быть несколько меньше за счет межмолекулярных и межионных воздействий. В указанной таблице не учтены жиры и холестерин.

Общая концентрация плазмы составляет 285-295 ммоль/л. Осмотическое давление плазмы создается преимущественно диссоциированными электролитами, имеющими относительно высокую молекулярную кон­центрацию и незначительную молекулярную массу. Осмотическую кон­центрацию обозначают термином «осмолярность» - количество миллимолей, растворенных в 1 л воды (ммоль/л), или термином «осмоляльность» (ммоль/кг). Примерно 50 % осмотического давления плазмы обусловлено Na + и Сl + . Одновалентные ионы образуют в растворе количество осмолей, равное числу эквивалентов. Двухвалентные ионы образуют по два экви­валента, но по одному осмолю; 100 мг% глюкозы создают 5,5 ммоль/л, 100 мг% мочевины - 17,3 ммоль/л, белки плазмы - 1,5-2 ммоль/л.

Таблица 19.2.

Концентрация компонентов плазмы и создаваемое ими осмоти­ческое давление

Компоненты плазмы	Концент-рация, ммоль/л	Мол.м.	Осмотическое давление
			мм рт.ст.	атм.	кПа
Na +	142	23	2745	3,61	365
С1 —	103	35,5	1991	2,62	265
НСО 3 —	26	61	503	0,66	67
K +	4,5	39	78	0,11	11
Са 2+	2,5	40	48	0,06	6
Mg 2+	1,0	24,3	19	0,03	3
РО 4 3-	1,0	95	19	0,03	3
SO 4 2 —	0,5		10	0,02	2
Органические кислоты	5,0		97	0,13	13
Глюкоза	4,0	180	77	0,10	10
Белок	1,5-2,0	70 000-400 000	25	0,04	4
Мочевина	5,0	60	97	0,13	13
Всего…	296	-	5709	7,54	762

Осмотическое давление, создаваемое высокомолекулярными коллоидными веществами, называется коллоидно-осмотическим давлением (КОД). В плазме этими веществами являются альбумины, глобулины и фибрино­ген. В норме КОД равно 25 мм рт.ст. (3,4 кПа) и может быть определено с помощью расчетов или прямым измерением онкометром (табл. 19.3).

КОД зависит от молекулярной массы растворенного вещества и его концентрации. Альбумины, концентрация которых в плазме равна 42 г/л (4,2 г%), имеют мол. м. 70 000, их доля в КОД плазмы составляет до 80 %. Глобулины, имеющие более высокую мол. м., чем альбумины, создают до 16-18 % общего КОД плазмы. Всего 2 % КОД плазмы создают белки свертывающей системы крови. КОД зависит от уровня белка плазмы, главным образом от уровня альбумина, и связано с волемией, осмолярностью и концентрацией Na + в плазме.

КОД играет важную роль в поддержании объема водных секторов и тургора тканей, а также в процессах транскапиллярного обмена. Имеется пря­мая зависимость между объемом плазмы и величиной КОД. Соотношение КОД и гидростатического давления определяет процессы фильтрации и реабсорбции. Снижение концентрации белков плазмы, особенно альбумина, сопровождается уменьшением объема крови и развитием отеков. Липоидо-растворимые вещества не обладают осмотической активностью.

Повышение осмолярности плазмы приводит к увеличению продукции антидиуретического гормона (АДГ) и вызывает ощущение жажды. Под влиянием АДГ меняется состояние гиалуроновых комплексов интерстициального сектора, повышается резорбция воды в дистальных канальцах почки и уменьшается мочеотделение. Образование АДГ закономерно увеличивается при снижении объемов жидкости в интерстициальном и внутрисосудистом секорах. При повышении объема крови образование АДГ уменьшается.

Таблица 19.3.

Ионный и молярный состав жидкостей тела

Ионный состав	Плазма		Интерстициальная жидкость		Внутриклеточная жидкость
	мэкв/л	ммоль/л	мэкв/л	ммоль/л	мэкв/л	ммоль/л
Катионы
К +	4	4	4	4	160	160
Са 2+	5	2,5	2	1	2	1
Mg 2+	3	1,5	2	1	26	13
Всего…	154	150,0	152	150	198	184
Анионы
НСО 3 —	27	27	30	30	11	11
РО 4 3-	2	1	2	1	100	50
SO 4 2 —	1	0,5	1	0,5	20	10
Органические анионы	5	5	5	5
Белки	16	2			64	8
В с е г о…	154	138,5	152	150,5	198	82

Примечание. В каждом водном разделе поддерживаются постоянный ионный состав, по­стоянные значения осмотического давления и рН. Распределение воды между разделами зави­сит от общего количества растворенных в ней веществ. Вода движется в направлении более высокого осмотического градиента. Электронейтральность среды обеспечивается равенством суммарных количеств катионов и анионов.

Функционирование этого механизма обусловлено рецепторами объема в артериальной системе, предсердиях и интерстициальной ткани. При гиповолемии усиливается секреция альдостерона, увеличивающего реабсорбцию натрия.

Внеклеточная и внутриклеточная жидкость, концентрация электролитов и рН находятся между собой в неразрывной связи. Любые нарушения постоянства внутренней среды организма сопровождаются изменениями водных секторов. Большие колебания жидкости в секторах обусловлены сложными биологическими процессами, подчиняющимися физико-хими­ческим законам. При этом наибольшее значение имеют законы электро­нейтральности и изоосмолярности.

Закон электронейтральности

заключается в том, что сумма положительных зарядов во всех водных пространствах равна сумме отрицательных зарядов. Постоянно возникающие изменения концент­рации электролитов в водных средах сопровождаются изменением электропотенциалов с последующим восстановлением. Таким об­разом, при динамическом равновесии образуются стабильные кон­центрации катионов и анионов.

Графическое изображение этого закона может быть представлено в виде диаграммы Гембла. Содержание катионов в любом водном секторе равно содержанию анионов. Сумма положительных зарядов, создаваемых катионами, равна сумме отрицательных зарядов, создаваемых анионами. Наиболее быстрым изменениям подвержены ион гидрокарбоната и остаточные анионы. Наглядность изменений электролитов позволяет использовать диаграмму в процессе интенсивного лечения различных категорий больных. Некоторые компоненты диаграммы могут быть определены путем расчетов (рис. 19.1).

Внеклеточная жидкость изотонична внутриклеточной, несмотря на то что внутри клеток заряженных частиц больше. Это объясняется тем, что часть ионов внутри клетки связана с протеинами. Многие ионы поливалентны, что увеличивает число зарядов, а не осмотически активных частиц.

Закон изоосмолярности.

Осмолярность в секторах, между которыми происходит перемещение воды, должна быть оди­наковой, несмотря на различие в ионном составе.

Таким образом, равновесие достигается в том случае, если осмолярность ВнуКЖ = осмолярности ИнЖ = осмолярности ПЖ. Если в одном из про­странств осмолярность повысится, т.е. увеличится количество растворенных частиц, то вода перейдет в это пространство из другого пространства с мень­шей осмолярностью. В результате устанавливается новая величина осмоляр­ности, образуются новые объемы жидкости и концентрации электролитов.

Почечная регуляция водно-электролитного равновесия

Почки являются основным органом, регулирующим количество воды и электролитов в организме. Моча образуется из внеклеточной жидкости. Поскольку последняя состоит из воды и натрия, можно сказать, что для образования мочи необходимы вода и натрий. Чем больше их во внеклеточной жидкости, тем больше диурез. При недостатке воды и электролитов олигурия и анурия являются физиологической реакцией, связанной со стимуляцией АДГ и альдостерона. В этом случае восстановление водно-электролитных потерь приведет к восстановлению диуреза.

Здоровые почки взрослого человека могут хорошо функционировать при ограничении или избытке поступления жидкости и электролитов. За сутки с мочой выделяется от 300 до 1500 моем, в среднем около 600 моем, остаточных продуктов метаболизма в виде солей и других растворенных веществ. Концентрационная способность почек у новорожденных и младенцев примерно в 2 раза ниже, чем у взрослого человека. Почки взрослых могут создавать концентрацию до 1400 мосм/л. Для выделения 1 моем здоровой почке взрослого человека требуется не меньше 0,8 мл воды, или 480 мл на 600 моем. Для поддержания осмотической регуляции необходи­мо поступление не меньше 1500 мл воды в сутки, из которых 1000 мл ухо­дит на перспирационные потери. Ограничение жидкости в этом случае привело бы к нарушению почечной компенсации.

В то же время почки могут выделять 600 моем в гораздо большем разведении. При этом для выделения 1 моем требуется до 5-10 мл воды, и эти цифры не являются показателем нарушенной функции почек. Для выделения 600 моем потребуется значительное количество воды (4-7 л), что не повредит здоровым почкам. Таким образом, потребление 1,5 л воды является минимумом, а 7 л - максимумом, средние же величины являются оптимальными. При добавлении к воде соли увеличивается диурез, здоро­вые почки при этом могут выделить до 15 л мочи в сутки.

Основная роль ионов

Значение электрически заряженных частиц в организме огромно: электроли­ты играют ведущую роль в осмотическом гомеостазе, создают биоэлектричес­кие мембранные потенциалы, участвуют в обмене веществ, утилизации кис­лорода, переносе и сохранении энергии, деятельности органов и клеток. Раз­личные катионы и анионы выполняют свою биологическую функцию.

Натрий - важнейший катион внеклеточного пространства. Натрию принадлежит основная роль в поддержании осмотического давления внеклеточной жидкости. Даже небольшой дефицит натрия не может быть вос­полнен никакими другими катионами, в этом случае немедленно изменится осмотичность и объем внеклеточной жидкости. Таким образом, натрий регулирует объем жидкости во внеклеточном пространстве. Отмечена ли­нейная зависимость между дефицитом плазмы и дефицитом натрия. Увеличение концентрации натрия во внеклеточной жидкости приводит к выходу воды из клеток и, наоборот, уменьшение осмотичности внеклеточной жидкости будет способствовать перемещению воды в клетки. Натрий участвует в создании биоэлектрического мембранного потенциала.

Калий - это основной катион внутриклеточного пространства. Большая часть этих катионов находится внутри клеток в основном в виде непрочных соединений с белками, креатинином и фосфором, частично в ионизированном состоянии. В интерстициальном секторе и плазме калий содержится преимущественно в ионизированной форме. Калию принадле­жит важная роль в белковом обмене (участие в синтезе и расщеплении белка), утилизации гликогена клетками, процессах фосфорилирования и нейромышечного возбуждения. Калий освобождается при фосфорилировании адениловой кислоты и промежуточных звеньев гликолиза. При дефосфорилировании происходит задержка калия внутри клеток. Вследствие этого гликогенолиз связан с гиперкалиемией, что может быть результатом действия адреналина. Гипогликемия, обусловленная избытком инсулина в крови, наоборот, сопровождается гипокалиемией. Выход калия из клеток происходит при шоке, кислородном голодании, белковом катаболизме, клеточной дегидратации и других состояниях стресса. Возврат калия в клетки наблюдается при улучшении утилизации углеводов, синтезе белков, восстановлении водного баланса. Об интенсивности клеточного обмена можно судить по отношению содержания калия во внеклеточном и внут­риклеточном пространствах, которое в норме равно 1/30. В клетку калий проникает с глюкозой и фосфором.

Калий играет важную роль в деятельности сердечно-сосудистой системы, пищеварительного тракта и почек, поляризации клеточной мембраны. Концентрация калия увеличивается при ацидозе и уменьшается при алка­лозе.

Кальций - катион внеклеточного пространства. Биологической активностью обладают только ионы кальция. Они оказывают влияние на возбудимость нервно-мышечной системы, проницаемость мембран, в частности эндотелия сосудов, свертывание крови. Определенное влияние на соотношение между ионизированными и неионизированными соедине­ниями кальция в крови оказывает рН. При алкалозе концентрация ионов кальция в плазме заметно снижается, а при ацидозе - повышается, что иг­рает большую роль в возникновении тетании при алкалозах. Не диализируют и не переходят в ультрафильтрат соединения кальция с белками. В плазме человека кальций связан с белками, органическими кислотами и находится в ионизированном состоянии.

Магний, как и калий, является основным клеточным катионом. В клетках его концентрация значительно выше, чем в плазме и интерстициальной жидкости. В плазме он связан с белками, а также другими соеди­нениями и находится в ионизированном состоянии. Магний играет важную роль в ферментативных процессах: утилизации кислорода, гликолизе, выделении энергии. Магний уменьшает возбудимость нервно-мышечной системы, снижает сократительную способность миокарда и гладкой муску­латуры, оказывает депрессивное влияние на ЦНС.

Хлор - основной анион внеклеточного пространства, участвует в процессах поляризации клеточных мембран, находится в эквивалентных соотношениях с натрием. Избыток хлора ведет к ацидозу.

Гидрокарбонат . В отличие от ионов натрия, калия и хлора, которые называют фиксированными ионами, ион гидрокаобоната подвержен значительным изменениям. Уменьшение концентрации гидрокарбоната приводит к метаболическому ацидозу, увеличение - к алкалозу. Гидрокарбонат входит в состав важнейшей буферной системы внеклеточного пространства. Вместе с белками плазмы он образует сумму бикарбонатного и белкового буфера, которая в норме равна 42 ммоль/л.

Остаточные анионы - фосфаты, сульфаты и анионы органи­ческих кислот (лактат, пируват, ацетоуксусная и бета-оксимасляная кислоты и др.) - находятся в плазме в низких концентрациях.

Фосфат - основной анион внутриклеточного пространства. Концентрация фосфата в клетках примерно в 40 раз выше, чем в плазме. Фосфат в плазме представлен в виде моногидрофосфатного и дигидрофосфатного анионов. Он связан с белками, нуклеиновыми кислотами, участвует в обмене углеводов, энергетических процессах, обладает свой­ствами буфера.

Сульфат - преимущественно клеточный анион. Его процент в плазме очень невелик. Сульфат образуется при распаде аминокислот, со­держащих серу. Повышение концентрации сульфата в плазме происходит при почечной недостаточности.

Концентрация молочной и пировиноградной кислот в плазме повышается при анаэробном гликолизе, ацетоуксусной и бета-оксимасляной кислот - при диабете.

Значительная часть ионов находится в фиксированном состоянии в костной и хрящевой ткани, сухожилиях и других тканях и не принимает участия в обмене. В табл. 19.4 приведены данные о содержании и распределении электролитов в организме взрослого человека с массой тела 70 кг [по В.Хартигу, 1982].

Таблица 19.4.

Содержание катионов и анионов в организме человека

Ион	Общее содержание, г	г/кг	Распределение в тканях
Na +	100	1,4-1,5	1/2 часть во ВнеКЖ, 1/3 в костной и хряще­вой ткани, небольшая часть во ВнуКЖ
K 2+	150	2-2,1	98 % в клетках, 2 % - внеклеточно, 70 % - в мышцах
Са 2+	1000-1500	14-21	99 % в костях, остальная часть во ВнеКЖ
Mg 2+	20-28	0,3-0,4	1 / 2 часть в костной и хрящевой ткани, ос­тальная часть преимущественно в клетках, немного во ВнеКЖ
С1 —	100	1,4-1,5	Преимущественно во ВнеКЖ 88 %
Фосфат	500-800	9-11,5	Большая часть в скелете, остальная часть в клетках, небольшая часть во ВнеКЖ

Белки, или протеины,- высокомолекулярные сложные орга­нические вещества, построенные из аминокислот и являющиеся главной составной частью живого организма и материальной основой жизнедея­тельности. Белки регулируют многие важнейшие процессы, стимулируют химические реакции, связывают токсины и яды, попавшие в кровь, явля­ются переносчиками кислорода, гормонов, лекарственных и других ве­ществ, участвуют в процессах свертывания крови и мышечного сокраще­ния, создают коллоидно-осмотическое давление и обладают буферным свойством. Содержание белков в клетках значительно выше, чем в плазме.

Белки составляют примерно 17 % массы тела. В сосудистом секторе содер­жится примерно 120 г альбумина. В интерстициальной жидкости содержа­ние альбумина незначительно - 0,4 г в 100 мл. Концентрация белков плаз­мы в норме равна 2 ммоль/л (16-17 мэкв/л). Большая часть аминокислот содержится в мышцах.