Водно-солевой обмен (физиология, биологическая роль, регуляция, нарушение, определение). Минеральный и водно-солевой обмены в организме человека

Минеральный обмен – совокупность процессов всасывания, усвоения, распределения, превращения и выделения из организма тех веществ, которые находятся в нём преимущественно в виде неорганических соединений. Минеральные вещества в составе биологической жидкости создают внутреннюю среду организма с постоянными физико-химическими свойствами, что обеспечивает нормальное функционирование клеток и тканей. Определения содержания и концентрации ряда минеральных веществ в жидкостях организма является важным диагностическим тестов при многих заболеваниях. В одних случаях нарушение минерального обмена является причиной заболевания, в других – лишь симптомами заболевания, однако любая болезнь в той или иной степени сопровождается нарушением водно-минерального обмена.

По количеству основную часть минеральных соединений организма составляют хлористые, фосфорнокислые и углекислые соли натрия, калия, кальция и магния. Кроме того в организме содержатся соединения железа, марганца, цинка, меди, кобальта, йода и ряда других микроэлементов.

Минеральные соли в водных средах организма частично или полностью растворяются и существуют в виде ионов. Минеральные вещества могут находиться также в форме нерастворимых соединений. В костной и хрящевой тканях сосредоточено 99% всего кальция организма, 87% фосфора, 50% магния. Минеральные вещества входят в состав многих органических соединений, например белков. Минеральный состав некоторых тканей взрослого человека приведён в таблице.

Минеральный состав некоторых тканей взрослого человека (на 1 кг свежего веса ткани)

Основными источника минеральных веществ для организма являются продукты питания. Наибольшее количество минеральных солей содержится в мясе, молоке, чёрном хлебе, бобовых и овощах.

Из желудочно-кишечного тракта минеральные вещества поступают в кровь и лимфу. Ионы некоторых металлов (Ca, Fe, Cu, Co, Zn) уже в процессе или после всасывания соединяются со специфическими белками.

Избыток минеральных веществ у человека выводится в основном через почки (ионы Na, K, Cl, I), а также через кишечник (ионы Ca, Fe, Cu и др.). Полное выведение значительного избытка солей, который чаще всего возникает при избыточном потреблении поваренной соли, происходит лишь при отсутствии ограничений в питье. Это связано с тем, что моча человека содержит не более 2% солей (предельная концентрация с которой могут работать почки).

Водно-солевой обмен

Водно-солевой обмен является частью минерального обмена, он представляет собой совокупность процессов поступления в организм воды и солей, главным образом NaCl, распределение их во внутренней среде и выведения из организма. Нормальный водно-солевой обмен обеспечивает постоянный объём крови и других жидкостей организма, осмотическое давление и кислотно-щелочное равновесие. Основным минеральным веществом, благодаря которому организм регулирует осмотическое давление, является натрий, примерно 95% осмотического давления плазмы крови регулируется с помощью этого минерального вещества.

Водно-солевой обмен - это совокупность процессов поступления воды и солей (электролитов) в организм, распределение их во внутренней среде и выведения из организма. Системы регуляции водно-солевого обмена обеспечивают постоянство суммарной концентрации растворённых частиц, ионного состава и кислотно-щелочного равновесия, а также объёма и качественного состава жидкостей организма.

Организм человека состоит в среднем на 65% из воды (от 60 до 70% от веса тела), которая находится в трёх жидкостных фазах - внутриклеточной, внеклеточной и трансцеллюлярной. Наибольшее количество вода (40 - 45%) находится внутри клеток. Внеклеточная жидкость включает (в процентах от веса тела) плазму крови (5%), межклеточную жидкость (16%) и лимфу (2%). Трансцеллюлярная жидкость (1 - 3%) изолирована от сосудов слоем эпителия и по своему составу близка к внеклеточной. Это - спинномозговая и внутриглазная жидкость, а также жидкость брюшной полости, плевры, перикарда, суставных сумок и желудочно-кишечного тракта.

Водный и электролитный балансы у человека рассчитываются по суточному потреблению и выделению воды и электролитов из организма. Вода поступает в организм в виде питья - примерно 1,2 литра и с пищей - примерно 1 литр. Около 0,3 литра вода образуется в процессе обмена веществ (из 100 грамм жиров, 100 грамм углеводов и 100 грамм белков образуется 107, 55 и 41 мл воды соответственно). Суточная потребность взрослого человека в электролитах составляет примерно: натрий - 215, калий - 75, кальций - 60, магний - 35, хлор - 215, фосфат - 105 мг-экв в день. Эти вещества всасываются в желудочно-кишечном тракте и поступают в кровь. Временно они могут депонироваться в печени. Избыток воды и электролитов выводится почками, лёгкими, кишечником и кожей. В среднем за сутки выделения воды с мочой составляет 1,0 - 1,4 литра, с калом - 0,2, с кожей и с потом 0,5, лёгкими - 0,4 литра.

Вода, поступившая в организм, распределяется между различными жидкостными фазами в зависимости от концентрации в них осмотически активных веществ. Направление движения воды зависит о осмотического градиента и определяется состоянием цитоплазматической мембраны. На распределение воды между клеткой и межклеточной жидкостью оказывает влияние не общее осмотическое давление внеклеточной жидкости, а её эффективное осмотическое давление, которое определяется концентрацией в жидкости веществ, плохо проходящих через клеточную мембрану.

У человека и животных одной из главных констант является рН крови, поддерживаемый на уровне около 7,36. В крови имеется ряд буферных систем - бикарбонатная, фосфатная, белки плазмы, а также гемоглобин, - поддерживающие рН крови на постоянном уровне. Но в основном рН плазмы крови зависит от парциального давления углекислого газа и концентрации НСО3 .

Отдельные органы и ткани животных и человека существенно различаются по содержанию воды и электролитов.

Содержание воды в различных органах и тканях взрослого человека к весу ткани

Важнейшее значение для деятельности клеток всех органов и систем имеет поддержания ионной асиметрии между внутриклеточной и внеклеточной жидкостью. В крови и других внеклеточных жидкостях высока концентрация ионов натрия, хлора, бикарбоната; в клетках главными электролитами являются калий, магний и органические фосфаты.

Биологические жидкости, выделяемые различными железами, отличаются по ионному составу от плазмы крови. Молоко изоосмотично по отношению к крови, но в нём ниже, чем в плазме, концентрация натрия и выше содержания кальция, калия, фосфатов. Пот имеет меньшую концентрацию ионов натрия, чем плазма крови; желчь весьма близка к плазме крови по содержанию ряда ионов.

Многие ионы, особенно ионы металлов, являются компонентами белков, в том числе ферментов. Около 30% всех известных ферментов для полного проявления своей каталитической активности нуждаются в присутствии минеральных веществ, чаще всего это K, Na, Mq, Ca, Zn, Cu, Mn, Fe.

В регуляции водно-солевого обмена решающую роль играют почки и группа специальных гормонов.

Для того чтобы поддерживать водный и солевой обмен веществ на должном уровне надо соблюдать несколько правил:

1. Употреблять в течение дня необходимое количество воды

2. Стараться употреблять минеральную, столовую (не газированную) воду.

3. Так как основным источником минеральных солей являются фрукты и овощи надо регулярно (каждый день) употреблять их в пищу.

4. При необходимости использовать БАД (биологические активные добавки) к обычному рациону питания, этим способом можно быстрее всего насытить организм минеральными солями.

Дополнительные статьи с полезной информацией

Родителям, чтобы воспитать здорового ребёнка, надо глубже вникать в физиологические особенности подрастающего поколения. Дети отличаются от взрослых не только ростом и неуверенным знанием таблицы умножения, но и процессами происходящими внутри организма.

Ежесекундно в организме человека протекает большое количество химических реакций и по разным причинам возможны нарушения в этом отлаженном природой механизме.

ВОДНО-СОЛЕВОЙ ОБМЕН - совокупность процессов поступления воды и солей (электролитов) в организм, распределения их во внутренней среде и выведения. Системы регуляции В.-с. о. обеспечивают постоянство суммарной концентрации растворенных частиц, ионного состава и кислотно-щелочного равновесия, а также объема и качественного состава жидкостей организма.

Организм человека состоит в среднем на 65% из воды (от 60 до 70% от веса тела), к-рая находится в трех жидкостных фазах - внутриклеточной, внеклеточной и трансцеллюлярной. Наибольшее количество воды (40-45%) находится внутри клеток. Внеклеточная жидкость включает (в процентах от веса тела) плазму крови (5%), межклеточную жидкость (16%) и лимфу (2%). Трансцеллюлярная жидкость (1 - 3%) изолирована от сосудов слоем эпителия и по своему составу близка к внеклеточной. Это - спинномозговая и внутриглазная жидкости, а также жидкости брюшной полости, плевры, перикарда, суставных сумок и жел.-киш. тракта.

Водный и электролитный балансы у человека рассчитываются по суточному потреблению и выделению воды и электролитов из организма. Вода поступает в организм в виде питья - примерно 1,2 л и с пищей - примерно 1 л. Ок. 0,3 л воды образуется в процессе обмена веществ (из 100 г жиров, 100 г углеводов и 100 г белков образуется 107, 55 и 41 мл воды соответственно). Суточная потребность взрослого человека в электролитах составляет примерно: натрий - 215, калий - 75, кальций - 60, магний - 35, хлор - 215, фосфат - 105 мг-экв в день. Эти вещества всасываются в жел.-киш. тракте и поступают в кровь. Временно они могут депонироваться в печени. Избыток воды и электролитов выводится почками, легкими, кишечником и кожей. В среднем за сутки выделение воды с мочой составляет 1,0- 1,4 л, с калом - 0,2 л, кожей и с потом - 0,5 л, легкими - 0,4 л.

Вода, поступившая в организм, распределяется между различными жидкостными фазами в зависимости от концентрации в них осмотически активных веществ (см. Осмотическое давление , Осморегуляция). Направление движения воды зависит от осмотического градиента (см.) и определяется состоянием цитоплазматической мембраны. На распределение воды между клеткой и межклеточной жидкостью оказывает влияние не общее осмотическое давление внеклеточной жидкости, а ее эффективное осмотическое давление, к-рое определяется концентрацией в жидкости веществ, плохо проходящих через клеточную мембрану.

Осмотическое давление крови поддерживается на постоянном уровне - 7,6 атм. Поскольку осмотическое давление определяется концентрацией осмотически активных веществ (осмолярная концентрация), к-рую измеряют криометрическим методом (см. Криометрия), то осмолярную концентрацию выражают в мосм/л или дельта°; для сыворотки крови человека это ок. 300 мосм/л (или 0,553°). Осмолярная концентрация межклеточной, внутриклеточной и трансцеллюлярной жидкостей обычно такая же, как и плазмы крови; выделения ряда желез (напр., пот, слюна) гипотоничны. Моча млекопитающих и птиц, секрет солевых желез птиц и рептилий гипертоничны относительно плазмы крови.

У человека и животных одной из важнейших констант является pH крови, поддерживаемый на уровне ок. 7,36. В крови имеется ряд буферных систем - бикарбонатная, фосфатная, белки плазмы, а также гемоглобин, - поддерживающих pH крови на постоянном уровне. Но в основном pH плазмы крови зависит от парциального давления углекислого газа и концентрации HCO 3 - (см. Кислотно-щелочное равновесие).

Отдельные органы и ткани животных и человека существенно различаются по содержанию воды и электролитов (табл. 1, 2).

Важнейшее значение для деятельности клеток всех органов и систем имеет поддержание ионной асимметрии между внутриклеточной и внеклеточной жидкостью. В крови и других внеклеточных жидкостях высока концентрация ионов натрия, хлора, бикарбоната; в клетках главными электролитами являются калий, магний, органические фосфаты (табл. 2).

Различия электролитного состава плазмы крови и межклеточной жидкости обусловлены низкой проницаемостью для белков капиллярной стенки. В соответствии с правилом Доннана (см. Мембранное равновесие) внутри сосуда, где находится белок, концентрация катионов выше, чем в межклеточной жидкости, где относительно выше концентрация анионов, способных к диффузии. Для ионов натрия и калия фактор Доннана составляет 0,95, для одновалентных анионов 1,05.

В различных физиол, процессах часто большее значение имеет не общее содержание, а концентрация ионизированного кальция, магния и др. Так, в сыворотке крови общая концентрация кальция составляет 2,477+-0,286 ммоль/л, а ионов кальция 1,136+-0,126 ммоль/л. Стабильная концентрация электролитов в крови обеспечивается регуляторными системами (см. ниже).

Биол, жидкости, выделяемые различными железами, отличаются по ионному составу от плазмы крови. Молоко изоосмотично по отношению к крови, но в нем ниже, чем в плазме, концентрация натрия и выше содержание кальция, калия, фосфатов. Пот имеет меньшую концентрацию ионов натрия, чем плазма крови; желчь весьма близка к плазме крови по содержанию ряда ионов (табл. 3).

Для измерения объема отдельных жидкостных фаз тела используют метод разведения, основанный на том, что в кровь вводится вещество, свободно распределяющееся только в одной или в нескольких жидкостных фазах. Определяют объем жидкостной фазы V по формуле:

V = (Qa - Ea)/Ca, где Qa - точное количество вещества а, вводимого в кровь; Са - концентрация вещества в крови после полного уравновешивания; Еa - концентрация вещества в крови после выделения его почками.

Объем плазмы крови измеряют с помощью краски синий Эванса, Т-1824 или альбумина-1311, остающихся на протяжении опыта в пределах сосудистой стенки. Для измерения объема внеклеточной жидкости используют вещества, практически не проникающие в клетки: инулин, сахарозу, маннит, тиоцианат, тиосульфат. Общее количество воды в организме определяют по распределению «тяжелой воды» (D 2 O), трития или антипирина, которые легко диффундируют через клеточные мембраны. Объем внутриклеточной жидкости недоступен для прямого измерения и вычисляется по разности объемов общей воды тела и внеклеточной жидкости. Количество интерстициальной жидкости соответствует разности между объемами внеклеточной жидкости и плазмы крови.

Объем внеклеточной жидкости в ткани или срезе органа определяют с помощью перечисленных выше тест-веществ. Для этого вещество вводят в организм или добавляют в инкубационную среду. После его равномерного распределения в жидкостной фазе вырезают кусочек ткани и измеряют концентрацию тест-вещества в исследуемой ткани и в среде инкубации или плазме крови. Содержание внеклеточной жидкости в среде рассчитывают по отношению концентрации вещества в ткани к его концентрации в среде.

Механизмы водно-солевого гомеостаза у разных животных развиты неодинаково. У животных, имеющих внеклеточную жидкость, существуют системы ионной регуляции и объема жидкости тела. У низших форм пойкилоосмотических животных регулируется лишь концентрация ионов калия, а у гомойосмотических развиты также механизмы осморегуляции (см.) и регуляции концентрации в крови каждого из ионов. Водносолевой гомеостаз является необходимой предпосылкой и следствием нормального функционирования различных органов и систем.

Физиологические механизмы регуляции

В организме человека и животных различают: свободную воду вне- и внутриклеточных жидкостей, являющуюся растворителем минеральных и органических веществ; связанную воду, удерживаемую гидрофильными коллоидами в виде воды набухания; конституционную (внутримолекулярную), входящую в состав молекул белков, жиров и углеводов и освобождающуюся при их окислении. В разных тканях соотношение конституционной, свободной и связанной воды неодинаково. В процессе эволюции выработались весьма совершенные физиол, механизмы регуляции В.-с. о., обеспечивающие постоянство объемов жидкостей внутренней среды организма (см.), их осмотических и ионных показателей как наиболее стойких констант гомеостаза (см.).

В обмене воды между кровью капилляров и тканями существенное значение имеет та доля осмотического давления крови (онкотическое давление), к-рая обусловлена белками плазмы. Эта доля невелика и составляет 0,03-0,04 атм от общего осмотического давления крови (7,6 атм). Однако онкотическое давление вследствие высокой гидрофильности белков (особенно альбуминов) способствует удержанию воды в крови и играет большую роль в лимфо- и мочеобразовании, а также в перераспределении ионов между различными водными пространствами организма. Понижение онкотического давления крови может приводить к возникновению отека (см.).

Существуют две функционально связанные системы, регулирующие водно-солевой гомеостаз,- антидиуретическая и антинатрийуретическая. Первая направлена на сохранение в организме воды, вторая обеспечивает постоянство содержания натрия. Эфферентным звеном каждой из этих систем являются главным образом почки, афферентная же часть включает в себя осморецепторы (см.) и волюморецепторы сосудистой системы, воспринимающие объем циркулирующей жидкости (см. Рецепторы). Осморецепторы гипоталамической области мозга тесно связаны с нейросекреторными супраоптическим и паравентрикулярным ядрами, регулирующими синтез антидиуретического гормона (см. Вазопрессин). При повышении осмотического давления крови (из-за потери воды или избыточного поступления соли) происходит возбуждение осморецепторов, повышается выход антидиуретического гормона, усиливается реабсорбция воды почечными канальцами и снижается диурез. Одновременно возбуждаются нервные механизмы, обусловливающие возникновение ощущения жажды (см.). При избыточном поступлении в организм воды образование и выделение антидиуретического гормона резко снижается, что приводит к уменьшению обратного всасывания воды в почках (диурез разведения, или водный диурез).

Регуляция выделения и реабсорбции воды и натрия в значительной мере зависит также от общего объема циркулирующей крови и степени возбуждения волюморецепторов, существование которых доказано для левого и правого предсердий, для устья легочных вен и некоторых артериальных стволов. Импульсы от волюморецепторов левого предсердия поступают в ядра гипоталамуса и влияют на секрецию антидиуретического гормона. Импульсы от волюморецепторов правого предсердия поступают в центры, регулирующие выделение надпочечниками альдостерона (см.) и, следовательно, натрийурез. Эти центры расположены в задней части гипоталамуса, передней части среднего мозга и связаны с эпифизом. Последний выделяет адреногломерулотропин, который стимулирует секрецию альдостерона. Альдостерон, повышая реабсорбцию натрия, способствует задержке его в организме; одновременно он снижает реабсорбцию калия и тем самым увеличивает его выделение из организма.

Важнейшее значение в регуляции В.-с. о. имеют внепочечные механизмы, включающие в себя органы пищеварения и дыхания, печень, селезенку, кожу, а также различные отделы ц. н. с. и эндокринные железы.

Внимание исследователей привлекает проблема так наз. солевого выбора: при недостаточном поступлении в организм тех или иных элементов животные начинают предпочитать пищу, содержащую эти недостающие элементы, и, наоборот, при избыточном поступлении в организм определенного элемента отмечается понижение аппетита к пище, содержащей его. По-видимому, в этих случаях важную роль играют специфические рецепторы внутренних органов.

Патологическая физиология

Нарушение обмена воды и электролитов выражается в избытке или дефиците внутриклеточной и внеклеточной воды, всегда сопряженными с изменением содержания электролитов. Увеличение общего количества воды в организме, когда ее поступление и образование больше, чем выделение, называют положительным водным балансом (гипергидратацией, гипергидрией). Уменьшение общих запасов воды, когда ее потери превышают поступление и образование, называют отрицательным водным балансом (гипогидратацией, гипогидрией, эксикозом) или обезвоживанием организма (см.). Аналогично различают положительный и отрицательный солевой баланс. Нарушение водного баланса приводит к нарушению обмена электролитов и, наоборот, при нарушениях баланса электролитов меняется баланс воды. Нарушение В.-с. о., помимо изменения общего количества воды и солей в организме, может проявляться также патологическим перераспределением воды и основных электролитов между плазмой крови, интерстициальным и внутриклеточным пространствами.

При нарушении В.-с. о. в первую очередь изменяется объем и осмотическая концентрация внеклеточной воды, особенно ее интерстициального сектора. Изменение водно-солевого состава плазмы крови далеко не всегда адекватно отражает изменения, происходящие во внеклеточном пространстве и тем более во всем организме. Более точное суждение о характере и количественной стороне сдвигов В.-с. о. можно составить путем определения количества общей воды, внеклеточной воды и воды плазмы, а также общего обменоспособного натрия и калия.

Единой классификации нарушений В.-с. о. пока не существует. Описано несколько форм его патологии.

Дефицит воды и электролитов - один из самых частых видов нарушения В.-с. о. Возникает при потере организмом жидкостей, содержащих электролиты: мочи (сахарный и несахарный диабет, заболевания почек, сопровождающиеся полиурией, длительное применение натрийуретических мочегонных средств, недостаточность коры надпочечников); кишечного и желудочного сока (понос, кишечные и желудочные свищи, неукротимая рвота); транссудата, экссудата (ожоги, воспаления серозных оболочек и др.). Отрицательный водно-солевой баланс устанавливается также при полном водном голодании. Подобные нарушения бывают при гиперсекреции паратгормона (см.) и гипервитаминозе D. Вызываемая ими гиперкальциемия (см.) ведет к потере воды и электролитов вследствие полиурии и рвоты. При гипогидриях в первую очередь теряются внеклеточная вода и натрий. Более тяжелая степень обезвоживания сопровождается потерей внутриклеточной воды, а также ионов калия.

Значительный дефицит электролитов - обессоливание организма- возникает в тех случаях, когда потерю биологических жидкостей, содержащих электролиты, пытаются возмещать пресной водой или раствором глюкозы. При этом осмотическая концентрация внеклеточной жидкости падает, вода частично перемещается в клетки и происходит чрезмерная их гидратация (см.).

Признаки тяжелого обезвоживания организма возникают у взрослых после потери примерно 1/3, а у детей 1/5 объема внеклеточной воды. Наибольшую опасность представляет коллапс вследствие гиповолемии и обезвоживания крови с повышением ее вязкости (см. Ангидремия). При неправильном лечении (напр., бессолевой жидкостью) развитию коллапса способствует также снижение концентрации натрия в крови - гипонатриемия (см.). Значительная артериальная гипотензия может нарушать фильтрацию в почечных клубочках, вызывая олигурию, гиперазотемиго и ацидоз. Когда преобладает потеря воды, возникает внеклеточная гиперосмия и обезвоживание клеток. Характерные клинические признаки этого состояния - мучительная жажда, сухость слизистых оболочек, потеря эластичности кожи (складка кожи длительно не разглаживается), заострение черт лица. Обезвоживание мозговых клеток проявляется повышением температуры тела, нарушением ритма дыхания, помрачением сознания, галлюцинациями. Падает вес тела. Гематокритный показатель повышен. Возрастает концентрация натрия в плазме крови (гипернатриемия). При сильном обезвоживании возникает гиперкалиемия (см.).

В случаях злоупотребления бессолевой жидкостью и избыточного оводнения клеток ощущения жажды, несмотря на отрицательный баланс воды, не возникает; слизистые оболочки влажны; прием пресной воды вызывает тошноту. Оводнение клеток головного мозга сопровождается сильной головной болью, судорогами мышц. Дефицит воды и солей в этих случаях возмещают путем длительного введения жидкости, содержащей основные электролиты, с учетом величины их потери и под контролем показателей В.-с. о. При угрозе коллапса требуется срочное восстановление объема крови. В случае недостаточности коры надпочечников необходима заместительная терапия гормонами коры надпочечников.

Дефицит воды с относительно небольшой потерей электролитов возникает при перегревании организма (см.) или при тяжелой физ. работе за счет усиленного потоотделения (см.). Преимущественная потеря воды происходит также после приема осмотических мочегонных средств (см.). Вода, не содержащая электролитов, теряется в избытке при длительной гипервентиляции легких.

Относительный избыток электролитов наблюдается в период водного голодания - при недостаточном обеспечении водой ослабленных больных, находящихся в бессознательном состоянии и получающих принудительное питание, при нарушении глотания, а также у грудных детей при недостаточном потреблении ими молока и воды.

Абсолютный избыток электролитов, в частности натрия (гипернатриемия), создается у больных при изолированном дефиците воды, если его ошибочно возмещают введением изотонического или гипертонического раствора хлористого натрия. Особенно легко гиперосмотическое обезвоживание возникает у грудных детей, у которых концентрационная способность почек развита недостаточно и легко наступает задержка солей.

Относительный или абсолютный избыток электролитов при уменьшении общего объема воды в организме приводит к увеличению осмотической концентрации внеклеточной жидкости и к обезвоживанию клеток. Уменьшение объема внеклеточной жидкости стимулирует секрецию альдостерона, понижающего выделение натрия с мочой, потом, через кишечник и т. д. Этим самым создается гиперосмолярность жидкостей экстрацеллюлярного пространства и возбуждается образование вазопрессина, который ограничивает выведение воды почками. Гиперосмолярность внеклеточной жидкости снижает потерю воды и внепочечными путями.

Дефицит воды при относительном или абсолютном избытке электролитов клинически проявляется олигурией, потерей веса, признаками обезвоживания клеток, в т. ч. нервных. Повышается гематокритный показатель, возрастает концентрация натрия в плазме и в моче. Восстановление количества воды и изотоничности жидкостей организма достигается внутривенным введением изотонического раствора глюкозы или питьем воды. Потерю воды и натрия при избыточном потоотделении возмещают питьем подсоленной (0,5%) воды.

Избыток воды и электролитов - частая форма нарушения В.-с. о., проявляющаяся преимущественно в виде отеков и водянки различного происхождения (см. Отек). Основными причинами возникновения положительного водно-электролитного баланса служат нарушение выделительной функции почек (гломерулонефриты и др.). вторичный гиперальдостеронизм (при сердечной недостаточности, нефротическом синдроме, циррозе печени, голодании, иногда в послеоперационном периоде), гипопротеинемия (при нефротическом синдроме, циррозе печени, голодании), повышение проницаемости большей части гистогематического барьера (при ожоге, шоке и др.). Гипопротеинемия и повышение проницаемости сосудистых стенок способствуют перемещению жидкости из внутрисосудистого в интерстициальный сектор и развитию гиповолемии. Положительный водно-электролитный баланс чаще сопровождается накоплением во внеклеточном пространстве изоосмотической жидкости. Однако при сердечной недостаточности избыток натрия может превосходить избыток воды, несмотря на отсутствие гипернатриемии. Для восстановления нарушенного баланса ограничивают потребление натрия, используют натрийуретические мочегонные средства и нормализуют онкотическое давление крови.

Избыток воды с относительным дефицитом электролитов (водное отравление, гипоосмолярная гипергидрия) возникает в тех случаях, когда в организм вводится большое количество пресной воды или раствора глюкозы при недостаточном выделении жидкости (олигурия на почве недостаточности надпочечников, патология почек, леч. применение вазопрессина или его гиперсекреция после травмы, операции). Избыток воды может поступать во внутреннюю среду при использовании для гемодиализа гипоосмотической жидкости. Опасность водной интоксикации у грудных детей возникает в связи с введением избытка пресной воды в процессе лечения токсикоза. При водном отравлении нарастает объем внеклеточной жидкости. В крови и плазме возрастает содержание воды (см. Гидремия), возникает гипонатриемия (см.) и гипокалиемия (см.), снижается гематокритный показатель. Гипоосмолярность крови и интерстициальной жидкости сопровождается оводнением клеток. Нарастает вес тела. Характерно появление тошноты, усиливающейся после питья пресной воды, и рвоты, не приносящей облегчения. Слизистые оболочки влажны. Об оводнении мозговых клеток свидетельствуют апатия, сонливость, головная боль, подергивание мышц, судороги. Осмолярная концентрация мочи низкая, часто отмечается олигурия. В тяжелых случаях развиваются отек легких асцит, гидроторакс. Острые проявления водной интоксикации устраняют путем повышения осмотической концентрации внеклеточной жидкости внутривенным введением гипертонического солевого раствора. Потребление воды сильно ограничивают или прекращают до того, пока из организма не будет удален ее избыток.

Нарушение В.-с. о. играет большую роль в патогенезе острой лучевой болезни (см.). Под влиянием ионизирующей радиации уменьшается содержание ионов натрия и калия в ядрах клеток вилочковой железы и селезенки, нарушается транспорт катионов в клетках стенки кишечника, селезенки, вилочковой железы и других органов. Характерной реакцией организма на воздействие радиации в больших дозах (700 р и более) является перемещение воды, ионов натрия и хлора из тканей в просвет желудка и кишечника.

При острой лучевой болезни наблюдается значительное повышение экскреции калия с мочой, связанное с усиленным распадом радиочувствительных тканей.

Потеря натрия и обезвоживание - одна из возможных причин смерти в случаях, когда исход заболевания определяется развитием жел.-киш. синдрома. В основе его лежит утечка жидкости и электролитов в просвет кишечника, лишенного в результате действия ионизирующей радиации, значительной части своего эпителиального покрова. Одновременно резко ослабляется всасывающая функция жел.-киш. тракта, что сопровождается развитием тяжелой диареи.

Опыты показали, что возмещение воды и электролитов, направленное на нормализацию водно-солевого баланса у облученных животных, значительно увеличивает продолжительность их жизни.

Радиоизотопное исследование

Измерение объема жидкостных фаз при помощи радиоактивных препаратов основано на методе их разведения по всему водному сектору организма (вводят окись трития) или же по внеклеточному пространству (с помощью радиоактивного изотопа брома 82Br). Для определения объема общей воды окись трития вводится внутривенно или внутрь. Через 0,5; 1; 2; 4 и 6 час. после введения окиси трития собирают пробы мочи, крови и др. Максимально допустимое количество окиси трития, вводимое в диагностических целях, составляет 150 мккюри. Через 14-15 дней исследование можно повторить, вводя препарат в том же количестве. Специальной подготовки больного не требуется.

Измерение радиоактивности производят с помощью жидкостно-сцинтилляционных радиометров типа УСС-1, СБС-1 и др. (см. Радиоизотопные диагностические приборы). Для сравнения применяют стандартный раствор. Общее количество воды вычисляют по формуле: V = (V1-A1)/(A2-A0), где V - общее количество воды в организме (в л); А1 - активность введенного изотопа (в имп/мин/л); А2 - активность исследуемого образца (в имп/мин/л); А0 - активность контрольной пробы (в имп/мин/л); V1 - объем введенного индикатора (в л). У здоровых мужчин содержание общей воды, измеряемое данным методом, составляет 56-66%, у здоровых женщин 48-58% от веса тела.

Для определения объема внеклеточной жидкости применяют 82 Br. Бром частично накапливается в желудке, слюнных железах, щитовидной железе, надпочечниках, желчи. Для блокады щитовидной железы назначается раствор Люголя или перхлорат калия. Внутривенно вводят 20-40 мккюри бромида натрия. Через 24 часа собирают мочу, в к-рой определяют количество выделенного 82 Br, а также из вены берут 10-15 мл крови и определяют радиоактивность плазмы. Радиоактивность проб крови и мочи измеряется в колодезном сцинтилляционной счетчике. «Бромидное (внеклеточное) пространство» вычисляют по формуле разведения:

Vbr = (A1-A2)/R,

где Vbr - «бромидное пространство» (в л); А1 - количество введенного внутривенно изотопа (имп/мин); А2- количество выделенного 82Br с мочой (в имп/мин); R - радиоактивность плазмы (в имп/мин/л). Поскольку бром неравномерно распределяется между плазмой и эритроцитами, а часть брома поглощается эритроцитами, для определения объема внеклеточной жидкости (V) вносится поправка (F=0,86 Vbr). У здоровых лиц объем внеклеточной жидкости составляет 21-23% веса тела. У больных с отеками он повышается до 25-30% и более.

Определение общего обменоспособного натрия (OONa) и калия (OOK) основано на принципе разведения. OONa определяют по 24 Na или 22 Na, вводимым внутривенно или внутрь в количестве 100-150 и 40-50 мккюри соответственно. Собирают суточную мочу, а через 24 часа берут кровь из вены и отделяют плазму. В плазме определяют радиоактивность 22 Na или 24 Na и концентрацию стабильного натрия на пламенном фотометре (см. Фотометрия). Объем жидкости, содержащей радиоактивный натрий («натриевое пространство»), вычисляют по формуле:

Vna = (A1-A2)/W,

где Vna- «натриевое пространство» (в л); А1 - количество введенного 22Na или 24Na (в имп/мин); A2 - количество выведенного с мочой изотопа (в имп/мин/л); W - концентрация изотопа в плазме (в имп/мин/л). Содержание OONa определяют по формуле: P = Vna×P1, где Р1 - концентрация стабильного натрия (в мг-экв/л). Величины «калиевого пространства» и обменоспособного калия по 42K и 43K вычисляют по тем же формулам, что и для натрия. Количество OONa у здоровых лиц составляет 36-44 мг-экв/кг. При отечном синдроме оно повышается до 50 мг-экв/кг и более. Уровень OOK у здоровых лиц колеблется от 35 до 45 мг-экв/кг в зависимости от возраста и пола. У больных с отеками он падает от 30 мг-экв/кг и ниже.

Содержание общего калия в организме наиболее точно определяют в низкофоновой камере с высокочувствительными детекторами по естественному изотопу 40K, содержание к-рого составляет 0,0119% всего калия в организме. Проверку результатов осуществляют на фантоме из полиэтилена, имитирующем так наз. стандартного человека и заполненном водой с определенным количеством калия (140-160 г).

Особенности водно-солевого обмена у детей

Рост ребенка сопровождается относительным уменьшением общего содержания воды в организме, а также изменением в распределении жидкости между внеклеточным и внутриклеточным секторами (табл.4).

Ранний детский возраст характеризуется высокой напряженностью и неустойчивостью В.-с. о., что определяется интенсивным ростом ребенка и относительной незрелостью нейро-эндокринной и почечной систем регуляции. Суточная потребность в воде ребенка первого года жизни составляет 100-165 мл/кг, что в 2-3 раза превышает потребность взрослых. Минимальная потребность в электролитах детей первого года жизни составляет: натрий 3,5-5,0; калий - 7,0-10,0; хлор - 6,0-8,0; кальций - 4,0-6,0; фосфор - 2,5-3,0 мг-экв/день. При естественном вскармливании необходимые количества воды и солей ребенок первого полугодия жизни получает с молоком матери, однако растущая потребность в солях определяет необходимость введения прикорма уже на 4-5 мес. При искусственном вскармливании, когда ребенок в избытке получает соли и азотистые вещества, вода, требующаяся для их выведения, должна включаться в рацион дополнительно.

Отличительной особенностью В.-с.о. в раннем детском возрасте является относительно большее, чем у взрослых, выделение воды через легкие и кожу. Оно может достигать половины и более принятой воды (при перегревании, одышке и т.п.). Потери воды при дыхании и за счет испарения с поверхности кожи составляют 1,3 г/кг в час (у взрослых - 0,5 г/кг в час). Это объясняется относительно большей величиной поверхности тела, приходящейся у детей на единицу веса, а также функциональной незрелостью почек. Почечная экскреция воды и солей у детей раннего возраста ограничена низкой величиной гломерулярной фильтрации, составляющей у новорожденных 1/3 - 1/4 почечной экскреции взрослого.

Суточный диурез в возрасте 1 мес. составляет 100-350, у детей 6 мес.- 250-500, к году - 300-600, в 10 лет - 1000-1300 мл. При этом относительная величина суточного диуреза в расчете на стандартную поверхность тела на первом году жизни (1,72 м2) в 2-3 раза больше, чем у взрослых. Процессы концентрации мочи и удельный вес ее у детей раннего возраста колеблется в узких пределах - почти всегда ниже 1010. Эта особенность нек-рыми авторами определяется как физиологический несахарный диабет. Причины этого состояния - в недостаточности процессов нейросекреции и недоразвитии противоточно-обменного механизма петли Генле. В то же время у детей раннего возраста в расчете на 1 кг веса выводится относительно больше альдостерона, чем у взрослых. Экскреция альдостерона у новорожденных на протяжении первого месяца жизни постепенно повышается от 0,07 до 0,31 мкг/кг и остается на этом уровне до возраста 1 года, снижаясь к трем годам до 0,13 мкг/кг, а в возрасте 7 -15 лет составляет в среднем 0,1 мкг/кг в сутки (М.Н. Хованская и соавт., 1970). Миник и Конн (М. Minick, J. W. Сопи, 1964) установили, что почечная экскреция альдостерона у новорожденных в расчете на 1 кг веса в 3 раза выше, чем у взрослых. Предполагается, что относительный гиперальдостеронизм детей раннего возраста может быть одним из факторов, обусловливающих особенности распределения жидкости между внутри- и внеклеточным пространствами.

Ионный состав внеклеточной жидкости и плазмы крови в процессе роста не подвержен существенным изменениям. Исключение составляет период новорожденности, когда несколько повышено содержание калия в плазме крови (до 5,8 мг-экв/литр) и наблюдается наклонность к метаболическому ацидозу. Моча у новорожденных и детей грудного возраста может быть почти полностью лишена электролитов. По данным Пратта (E. L. Pratt, 1957), минимальная экскреция натрия с мочой составляет в эти возрастные периоды 0,2 мг-экв/кг, калия - 0,4 мг-экв/кг. У маленьких детей выведение калия с мочой обычно превышает экскрецию натрия. Величины почечной экскреции натрия и калия уравниваются (ок. 3 мг-экв/кг) примерно к 5 годам. Позже экскреция натрия превышает выведение калия: 2,3 и 1,8 мг-экв/кг соответственно [Шапталь (J. Chaptal) и сотр., 1963].

Несовершенство регуляции В.-с.о. у детей раннего возраста служит причиной значительных колебаний осмотического давления внеклеточной жидкости. При этом на ограничение воды или избыточное введение солей дети реагируют солевой лихорадкой. Незрелость механизмов волюморегуляции в этом возрастном периоде обусловливает гидролабильность - неустойчивость В.-с. о. со склонностью к развитию симптомокомплекса дегидратации (эксикоза). Наиболее тяжелые расстройства В.-с. о. наблюдаются при жел.-киш. заболеваниях, нейротоксическом синдроме, при патологии надпочечников (см. Адрено-генитальный синдром , у новорожденных, Гипоальдостеронизм, Токсический синдром и др.); у детей старшего возраста патология В.-с. о. особенно ярко выражена при нефропатиях, ревматизме с недостаточностью кровообращения (см. Гломерулонефрит , Нефротический синдром , Ревматизм , Ревмокардит и др.).

Изменения водно-солевого обмена в процессе старения организма

Старение организма сопровождается существенными изменениями В.-с. о., в частности происходит уменьшение содержания воды в тканях (миокарде, скелетной мышце, печени, почках) за счет внутриклеточной фракции, уменьшение концентрации калия и увеличение натрия в клетках, перераспределение кальция и фосфора между тканями (трансминерализация тканей). Изменение фосфорно-кальциевого обмена нередко сопровождается системным поражением костной ткани и развитием остеопороза (см.).

В пожилом и старческом возрасте уменьшается диурез и выведение электролитов с мочой. Величина pH крови, а также другие показатели, характеризующие кислотно-щелочное равновесие организма (напряжение углекислоты, бикарбонат стандартный и истинный и т. д.), существенных возрастных изменений не претерпевают. Возрастные изменения механизмов регуляции обмена воды и электролитов в значительной мере ограничивают их компенсаторно-приспособительные возможности, что особенно отчетливо проявляется при ряде заболеваний и в условиях функциональных нагрузок (см. Старость, старение).

Таблица 1. СОДЕРЖАНИЕ ВОДЫ В РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНАХ И ТКАНЯХ ВЗРОСЛОГО ЧЕЛОВЕКА К ВЕСУ ТКАНИ [по Питтсу (R. F. Pitts), 1968]

Таблица 2. СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТОВ В КЛЕТКАХ И ВНЕКЛЕТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ ВЗРОСЛОГО ЧЕЛОВЕКА (по Питтсу, 1968)

Таблица 3. КОНЦЕНТРАЦИЯ ИОНОВ В ЖИДКОСТЯХ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА

Таблица 4. СОДЕРЖАНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДЫ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВОЗРАСТА (в % к весу тела) [по Полоновскому, Колену (С. Polonovski, J. Colin), 1963]

Библиография: Боголюбов В. М. Патогенез и клиника водно-электролитных расстройств, Л., 1968, библиогр.; Бонд В., Флиднер Т. и Аршамбо Д. Радиационная гибель млекопитающих, пер. с англ., с. 237, М., 1971; Б у л б у к а И. и др. Методы исследования гидроэлектролитического равновесия, пер. с румын., Бухарест, 1962; Г и н e ц и н-с к и й А. Г. Физиологические механизмы водно-солевого равновесия, М.-Л., 1964; Капланский С. Я. Минеральный обмен, М.-Л., 1938; К e p п e л ь-Фрониус Э. Патология и клиника водно-солевого обмена, пер. с венгер., Будапешт, 1964; Кравчинский Б. Д. Физиология водно-солевого обмена, JI., 1963, библиогр.; Крохалев А. А. Водный и электролитный обмен (острые расстройства), М., 1972, библиогр.; Кузин А. М. Радиационная биохимия, с. 253, М., 1962; К у н о Я. Перспирация у человека, пер. с англ., М., 1961; К у п-раш Л. П. и Костюченко В. Г. К вопросу о возрастных особенностях водно-электролитного обмена, в кн.: Герон-тол. и гериатр., Ежегодник 1970-1971 гг., под ред. Д. Ф. Чеботарева, с. 393, Киев, 1971; Лазарис Я. А. и Сереб-ровская И. А. Патология водно-электролитного обмена, Многотомн, руководство по пат. физиол., под ред. H. Н. Сиротинина, т. 2, с. 398, М., 1966, библиогр.; Основы геронтологии, под ред. Д. Ф. Чеботарева и др., с. 92, М., 1969; Пронина H. Н. и С у л а к в е-лид зе Т. С. Гормоны в регуляции водно-солевого обмена, Антидиуретический гормон, Л., 1969, библиогр.; С а т-и а e в а X. К. Внепочечные механизмы осморегуляции. Алма-Ата, 19 71, библиогр.; Семенов Н. В. Биохимические компоненты и константы жидких сред и тканей человека, М., 1971; Уилкинсон А. У. Водно-электролитный обмен в хирургии, пер. с англ., М., 1974, библиогр.; Физиология почки, под ред. Ю. В. Наточина, Л., 1972; Физиология человека в пустыне, под ред. Э. Адольфа, пер. с англ., M.,1952;Baur Н. Wasser-und Elektrolyt-Haushalt, Handb, prakt. Geriatr., hrsg. v. W. Doberauer, S. 240, Stuttgart, 1965; Bentley P. J. Endocrines and osmoregulation, B., 1971; Clinical disorders of fluid and electrolyte metabolism, ed. by М. H. Maxwell a. G. R. Kleeman, N. Y., 1972; К о t y k А. а. J ana сек К. Cell membrane transport, N. Y., 1970; P i t t s R. F. Physiology of the kidney and body fluids, Chicago, 1968; W e i s b e r g H. F. Water, electrolyte and acid-base balance, Baltimore,1962.

Особенности В.-с. о. у детей - Вeльтищев Ю. Е. Водно-солевой обмен ребенка, М., 1967, библиогр.; Хованская М.Н. и др. Минералокортико-идная функция коры надпочечников и ее суточный ритм у детей в норме и при патологии, в кн.: Вопр, физиол, и патол, обмена веществ в дет. возрасте, под ред. 10. Е. Вельтищева и др., с. 111, М., 1970; С h a p t а 1 J. е. a. Etude statistique de 1’elimination urinaire des electrolytes chez l’enfant normal h differents ages, Arch. fran

Ю. В. Наточин; Ю. E. Вельтищев (пед.), Д. А. Голубенцов (радиационная биол.), К. О. Калантаров, В. М. Боголюбов (рад.), Л. П. Купраш (гер.), Я. И. Лазарис, И. А. Серебровская (пат. физ.), А. И. Лакомкин (физ.).

Пить или не пить воду? Солить или не солить пищу? Одним из основных факторов здорового жизнеобеспечения организма является водно-солевой обмен — взаимосвязанные и взаимозависимые процессы поступления, усвоения, распределения в органах и тканях и выведения воды и электролитов (солей).

Чтобы понять, почему эти процессы столь важны для нашего здоровья, давайте рассмотрим, какую роль играет вода в организме, в каких процессах принимает активное участие, что происходит вследствие их нарушения.

Тело - это биохимическая лаборатория, работающая по законам физики. Оно состоит из множества мельчайших элементов: молекул, атомов, ионов, которые мы постоянно должны восполнять через питье, пищу, дыхание.

Электролит — это вещество, проводящее электрический ток, вследствие диссоциации (распада) на ионы, который происходит в растворах. В биологии и медицине этот термин подразумевает водный раствор, содержащий те или иные ионы. Сюда относятся подавляющее большинство солей (сложные химические вещества, которые состоят из катионов металлов и анионов кислотных остатков), щелочей, а также некоторые кислоты, такие как HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4).

В нашем организме постоянно происходит процесс гидролиза — растворения, разложения, расщепления веществ с помощью воды. В результате взаимодействия с водой сложное вещество распадается на два или более простых компонента. Например, белки в ходе гидролиза распадаются на аминокислоты, крупные частицы жира — на более мелкие жирные кислоты. Без воды процесс гидролиза невозможен, а, значит, невозможно использование организмом различных важных для него веществ, содержащиеся в пище. Т.о., вода — это не просто растворитель, она сама служит питательным веществом, играющим ведущую роль в обмене веществ, от которого зависят все физиологические функции организма.

Вот почему перед приемом твердой пищи следует сначала насытить организм водой, которая необходима не только для расщепления сложных веществ, но и для формирования соков, ферментов, защитной слизи, выведения токсичных отходов жизнедеятельности.

Свободно перемещаясь через клеточную мембрану, вода приводит в действие сотни тысяч мембранных «ионных насосов» и создает гидроэлектрическую энергию, которая может накапливаться в виде химических связей, что позволяет возвращать ее организму «по требованию». В этом же процессе происходит обмен химическими элементами, такими как натрий и калий (натрий входит в клетку, калий выходит из нее). Системы передачи нервного импульса в мозге и нервах зависят от быстроты прохождения натрия и калия через мембрану клетки в обоих направлениях. Эффективность функционирования этих систем зависят от наличия свободной, несвязанной воды в нервных тканях.

Вода — транспортное средство для циркулирующих в теле клеток крови. В насыщенном водой организме, кровь содержит около 94 % воды. Вода — важнейший растворитель веществ, в том числе кислорода, и связующий элемент (водородные связи играют в организме очень важную роль).

В организме человека содержится около 70% воды. Из нее на долю внутриклеточной жидкости приходится ¾ объема; на долю внеклеточной жидкости — 1/4 объема (плазма крови, лимфа, межклеточная жидкость). Внутриклеточное содержимое отделено от внеклеточного мембранами клеток. Эти мембраны свободно проницаемы для воды. Если вода может свободно поступать как в клетку, так и из клетки, то перемещение электролитов (солей) является регулируемым процессом.

По водно-солевому составу вся межклеточная жидкость примерно одинакова и отличается от внутриклеточной, где протекают все метаболические химические реакции. Таким образом, внутри клеток и в межклеточном пространстве различается солевой состав среды. Это является очень важным условием нормального функционирования организма человека.

Концентрация и состав солей внутри и вне клеток в здоровом организме — величина постоянная, несмотря на то, что человек с пищей получает различные соли.

Основные электролиты организма:
. Катионы — натрий, калий, кальций и магний, цинк, медь.
. Анионы — хлор, гидрокарбонат, фосфат, сульфат.

Нормальные показатели в плазме крови:
1. натрий — 130-156 ммоль/л,
2. калий — 3,4-5,3 ммоль/л,
3. кальций — 2,3-2,75 ммоль/л,
4. магний — 0,7-1,2 ммоль/л,
5. хлор — 97-108 ммоль/л,
6. гидрокарбонаты — 27 ммоль/л,
7. сульфаты — 1,0 ммоль/л,
8. фосфаты — 1-2 ммоль/л.

NaCl — обычная пищевая соль — это главное вещество, ответственное за водный баланс.

Натрий и хлор — основные ионы межклеточной жидкости. Они участвуют в межклеточном транспорте, проведении нервного импульса, мышечных сокращениях.

Метаболизм человека способен поддерживать концентрацию ионов хлора и натрия вне зависимости от количества потребляемой с пищей соли: избыток хлорида натрия выводится почками и с потом, а недостаток восполняется из подкожной жировой клетчатки и других органов.

Недостаток натрия и хлора может возникать у людей, длительно придерживающихся бессолевой диеты, при заболеваниях, сопровождаемых длительной рвотой и/или поносом, почечной и сердечной недостаточностью, циррозом печени.

В своей жизни почти каждый человек может вспомнить как периоды, когда он потреблял много соли, не задумываясь о ее содержании в большом количестве в промышленно приготовленных продуктах и полуфабрикатах, так и те периоды, когда уже получив те или иные заболевания, резко ограничивал потребление соли или переходил на полностью бессолевую диету. В обоих случаях организм, адаптируясь, испытывает стресс, результатом которого могли стать дополнительные симптомы и клинические проявления нездоровья.

Пока мы здоровы, мы не задумываемся, достаточно ли пьем воды, какие (и в каком количестве) употребляем соли и минералы, как часто используем в своем рационе напитки и продукты, нарушающие баланс жидкостей. Не уделяем внимания физической активности, отсутствие которой может способствовать задержке воды, а чрезмерное присутствие — высушиванию тканей. Но наступает момент, когда проблемы со здоровьем становятся заметны. И тогда мы начинаем понимать, что многие заболевания связаны или с дефицитом воды (дегидратацией, высушиванием), или, наоборот, с избыточным ее содержанием в тканях и органах — отеками. И вспоминаем, что, действительно, часто бывала сухость во рту, сухая кожа, редкое мочеиспускание и очень концентрированная моча, что просыпались с низким давлением и выпивали для тонуса и пробуждения не одну чашку кофе и чая…

О том, что человеческое тело по большей части состоит из воды, нам известно еще из школьных учебников. В нем каждую секунду протекает множество химических реакций синтеза и расщепления сложных компонентов с накоплением продуктов этих реакций. И все эти процессы протекают в водной среде. Количество жидкости в организме человека зависит от многих факторов, в том числе от возраста, массы жира и соотношения электролитов. Если новорожденный состоит из воды в среднем на 70-80 %, то с возрастом этот процент снижается, доходя до 61 % у мужчин и 54 % у женщин. К старости (после 70 лет) количество воды в организме становится еще меньше.

Пишут, что для того, чтобы дольше оставаться молодыми и энергичными, нам нужно ежедневно выпивать достаточное для нас количество воды. Возникает вопрос: достаточно — это сколько?

На самом деле четкой формулы не существует, так как необходимое количество воды определяется многими факторами. Как внутренними — физиологические особенности человека, его возраст, активность, питание, состояние здоровья на данное момент; так и внешними — климат, условия проживания, сезон года, используемые медикаменты и методики очищения организма.

Существует усредненная формула расчета суточного количества воды: 30-50 мл на 1 кг массы тела. Такого количества вполне достаточно, чтобы снабдить организм водой и минеральными веществами, а также, чтобы растворить и вывести наружу продукты его жизнедеятельности. В среднем число потребляемой за сутки жидкости обычно не превышает 2-2,5 литра.

Требуемое количество воды складывается из: потребляемой жидкости — до 50 % и воды, входящей в состав плотной пищи — до 40 %. Остальные 10 % образуются в процессах метаболизма питательных веществ, преимущественно при окислении жиров.

Итого. Вода поступает в организм:

• с пищей — до 1 литра,
• путем употребления простой воды — 1,5 литра,
• образуется в самом организме вследствие метаболических процессов — 0,3-0,4 литра.

Внутренний обмен жидкости определяется балансом между поступлением и выделением воды за определенный период времени. Если за сутки организму требуется до 2,5 литров жидкости, то приблизительно такое же ее количество из организма и выводится:

• через почки — 1,5 литра,
• с потом — 0,6 литра,
• с выдыхаемым воздухом — 0,4 литра,
• с калом — 0,1 литра. Большая часть «отработанной жидкости» в виде мочи образуется в почках и выводится из организма. Ее состав и количество могут значительно меняться в зависимости от условий деятельности человека, состава потребляемой жидкости и пищи — от 0,5 до 2,5 л в день.

Но не менее интенсивно в водном обмене участвуют кожа, легкие и желудочно-кишечный тракт.

Потеря воды через кожу происходит путем потоотделения и прямого испарения и зависит от условий окружающей среды и физической активности.

Как правило, быстрая потеря воды наступает при физических нагрузках, перегревании или заболевании (лихорадке). Обезвоживанию организма способствует прием алкоголя и никотина, различных мочегонных препаратов, как отдельно взятых, так и в составе комбинированных сердечно-сосудистых и других лекарственных средств.

Активную роль в регуляции водно-солевого обмена играет желудочно-кишечный тракт, в который непрерывно выделяются пищеварительные соки, общее количество которых может достигать 10 л в сутки (см. статью «Физиология пищеварения). Большая часть жидкости этих соков всасывается вновь, и из организма выделяется с калом не более 4 %.

С выдыхаемым воздухом через легкие выделяется в виде паров до 500 мл воды. Это количество возрастает по мере увеличения физической нагрузки. Обычно вдыхаемый воздух содержит 1,5 % воды, тогда как выдыхаемый — около 6 %.

В результате интенсивной физической нагрузки организм человека теряет большое количество жидкостей и солей, что требует повышенного их потребления. Потеря воды происходит через учащенное дыхание и повышенное потоотделение. Вместе с потом выделяются и минеральные соли (в основном натрий и калий). Одновременно идут два процесса, регулирующие температуру тела: образование тепла; отдача его путем излучения в окружающую среду и испарения пота с поверхности тела, ведущие к охлаждению кожи и нагреванию вдыхаемого воздуха.

При обезвоживании у человека появляются определенные симптомы.

• Потеря 1 % воды вызывает чувство жажды;
• 2% — снижение выносливости;
• 3% — снижение мышечной силы;
• 5% — снижение слюноотделения и мочеобразования, учащенный пульс, апатию, мышечную слабость, тошноту.

Но замечаем мы эти проявления только тогда, когда уже ткани организма страдают от обезвоживания.

Стоит задуматься, правильно ли до и после тренировки пить вместо простой воды чай или кофе — кофеин содержащие напитки, способствующие высушиванию тканей. Или употреблять йогурты, соки, фрукты и печенья, белковые продукты, которые вообще являются едой, не столько дающей организму воду, сколько нуждающейся в ней для осуществления процессов пищеварения.

Продолжение следует.

Водно-солевой обмен

Наиболее сложно организованные животные и человек весьма чувствительны к нарушениям водного режима, так как при избытке или недостатке воды, находящейся в межтканевых пространствах и внутри клеток, концентрация биологически активных веществ отклоняется от оптимальных, величин, что нарушает деятельность клеток, в первую очередь нервных. Однако организм человека надежно защищен от опасности переизбытка воды /»водного отравления»/ и от обезвоживания.

Пир поступлении в организм излишних количеств воды почки удаляют значительную часть жидкости и восстанавливают тем самым осмотическое давление крови. Чрезмерное ограничение поступления воды неизбежно приводит к задержке в организме азотистых «шлаков» и подлежащих удалению минеральных солей – хлористого натрия, фосфатов, кальция, калия и других. Задержка их в организме приводит к несовместимому с жизнью изменению осмотического давления плазмы крови, межклеточных жидкостей и тканевых соков.

Общее количество воды, выделяемое из организма, всегда несколько больше того, которое поступает в него. Это объясняется тем, что вода /наряду с углекислотой/ является конечным продуктом окисления белков, жиров и углеводов. Особенно много воды образуется при «сгорании» жиров: при окислении 100 г жира выделяется 107 г воды, а 100 г углеводов и белков – соответственно 55 и 41 г воды.

Суточная потребность человека со средней массой /70 кг/ должна составлять 2800 г жидкости. Съедаемые нами суп, компот, 3–4 стакана чая содержат около 1,5 литра жидкости. К этому нужно добавить еще 300 мл воды, содержащейся в хлебе, кашах, макаронных изделиях, и 400 мл воды из фруктов и овощей. Вся эта жидкость в сумме составит примерно 2,2 литра. Следовательно, можно добавить еще 500 мл жидкости в сутки.

Такого рода расчет помогает регулировать водный обмен и избегать как слишком обильного, так и недостаточного введения в организм жидкости, что очень важно для сохранения здоровья, так как обильное питье может затруднить работу сердца и способствовать отложению жира в подкожной клетчатке и внутренних органах.

В жаркие летние месяцы, когда потоотделение усиливается, организм теряет много воды, чувство жажды возрастает. Чтобы быстрее утолить ее, лучше пить воду не за один прием, а постепенно, делая один-два глотка через небольшие промежутки времени. Не нужно сразу проглатывать воду, лучше подержать ее во рту. Такое питье способствует путем увеличенного мочеотделения «промыванию» почечных лоханок и мочеточников, предупреждая оседание солей на стенках.

Осмотическое давление крови и межклеточных жидкостей определяется концентрацией солей натрия, магния, кальция и калия. Постоянство осмотического давления является важнейшим условием нормального протекания всех обменных процессов, условием, обеспечивающим устойчивость организма к различным воздействиям внешней среды. Концентрация неорганических составных частей жидкостей организма поддерживается с особой точностью и потому подвержена наименьшим индивидуальным колебаниям.

Соотношение ионов в крови человека и всех позвоночных животных очень близко к ионному составу океанских вод /по всем ионам, за исключением магния/. На основании этого факта еще в конце прошлого столетия было высказано предположение о зарождении жизни в океане и о том, что современные животные так же, как и человек, унаследовали от своих океанических предков неорганический состав крови, сходный с морской водой. Эта точка зрения была в дальнейшем подтверждена многочисленными исследованиями, показавшими, что жизнь, несомненно, возникла в воде, но не в пресной, а в растворе солей натрия, калия, кальция, магния. Иначе трудно было бы объяснить тот факт, что клетки всех животных, от самых простых до самых сложных, какова бы ни была среда их обитания, содержат в себе все эти ионы и погибают, когда они отсутствуют.

Между рефлексами, ответственными за выведение из организма натрия и воды, существует строгая зависимость. Задерживая в организме воду, хлорид натрия, то есть обычная поваренная соль, способствует повышению артериального давления, а оно, в свою очередь, с помощью какого-то, пока не исследованного механизма снижает вкусовую чувствительность к ней. Таким образом получается замкнутый круг: чем выше давление, тем выше потребность /вкусовая/ в соли, а чем больше соли в пище, тем выше давление крови. Этот принцип имеет свои корни в эволюционной истории позвоночных. Для наших пресноводных предков натрий, который они с трудом получали из окружающей среды, был чрезвычайно ценен. Его доминирующая роль сохранилась и у высших позвоночных: и у них ведущей является необходимость сохранять на оптимальном уровне количество натрия, содержащегося в теле. Это стержень, вокруг которого формируются реакции водно-солевого равновесия.

В процессе эволюции живых существ, вышедших из морской воды, одна из главных проблем выживания состояла в том, чтобы приспособиться к недостатку солей натрия в окружающей среде. Поэтому выживать стали особи, обладающие особенно развитой способностью сохранения соли в организме. Эти механизмы удержания в теле натрия сохранились и у человека. Натрий – жизненно важный межклеточный и внутриклеточный элемент, участвующий в создании необходимой буферности крови, регуляции артериального давления, водного обмена /ионы натрия способствуют набуханию коллоидов тканей, что задерживает воду в организме/, активации пищеварительных ферментов, регуляции нервной и мышечной ткани.

Естественное содержание натрия в пищевых продуктах относительно невелико – 15–80 мг %. Естественного натрия потребляется не более 0,8 грамма в день. Но обычно взрослый человек потребляет несколько граммов соли ежесуточно, в том числе 2,4 г с хлебом и 1–3 г при подсаливании пищи. Основное количество натрия /свыше 80 %/ организм получает при потреблении продуктов, приготовленных с добавлением поваренной соли, в которой содержится 39 % натрия и 61 % хлора.

Известно, что доисторический человек не добавлял соль в пищу. Только в последние 1–2 тысячи лет ее начали использовать в питании сначала как вкусовую приправу, а затем и как консервирующее средство. Однако с развитием цивилизации люди начали добавлять соль к пище в количестве, превышающем необходимую потребность. И поскольку человек впервые встретился с проблемой переизбытка соли сравнительно недавно /в историческом понимании/, механизмы, противодействующие солевой перенасыщенности тела, не достигли у него достаточного развития. Поэтому, если пить воду в значительном количестве можно без особого вреда для своего здоровья /так как в нашем теле имеются достаточно мощные механизмы, защищающие его от «водного отравления» повышенным выделением воды через почки/, то употреблять с пищей много соли, не причиняя себе вреда, практически невозможно, поскольку выделение значительного количества натрия «природой не предусмотрено».

В настоящее время установлено, что задержка в организме натрия отражается на уровне артериального давления в крови. Так, при гипертонической болезни наблюдается накопление в клетках натрия и потеря ими калия, что вызывает задержку воды в организме. Повышение содержания натрия в стенках кровеносных сосудов усиливает их сокращения, вызываемые адреналином /например, при стрессе/, и увеличивает их тонус. Таким образом, избыток в организме натрия является одним из факторов, способствующих развитию гипертонической болезни и осложняющих ее течение.

Натрий и калий содержатся в виде ионов во всех клетках и тканях организма человека. Во внеклеточных жидкостях находятся в основном ионы натрия, в содержимом клеток – ионы калия, каковое соотношение поддерживается специальным механизмом, так называемым натрий-калиевым насосом, который обеспечивает активное выведение /»выкачивание»/ из протоплазмы клеток ионов натрия и «нагнетание» в нее ионов калия.

Натрий и калий принимают участие в проведении импульсов по нервным волокнам, причем изменение работы натрий-калиевого насоса приводит к нарушению основных свойств нервных волокон.

Калий вместе с кальцием играют важную роль в деятельности сердца: изменение концентрации в крови солей калия и кальция оказывает весьма существенное влияние на автоматическую деятельность сердца. Ионы калия способствуют урежению ритма сердечных сокращений, уменьшению возбудимости мышцы сердца. При уменьшении содержания ионов калия в сыворотке крови появляются резкие нарушения сердечной деятельности. Ионы кальция, наоборот, усиливают и ускоряют возбудимость сердечной мышцы. Уменьшение их содержания в крови вызывает ослабление сокращений мышцы сердца.

Питание преимущественно растительной пищей повышает количество калия в крови, при этом увеличивается мочеотделение и выделение солей натрия. Обмен калия в организме тесно связан с углеводным обменом. Установлено, что при ожирении, вызванном нарушением углеводного обмена, наблюдается снижение содержания калия в крови. Увеличение же содержания калия в сыворотке крови после соответствующей диеты нормализует углеводный и жировой обмен.

Суточная потребность человека в калии составляет около 3 г. Диета с повышенным содержанием калия и ограничением хлористого натрия применяется при сердечной недостаточности, нарушениях ритма сердечной деятельности, а также при повышении артериального давления крови. Больше всего калия содержится в листьях петрушки, сельдерея, в дыне, картофеле, зеленом луке, апельсинах, яблоках. Особенно много его в сухофруктах /урюке, кураге, изюме и т. п./.

Естественного натрия вполне достаточно в овощах, рыбе, мясе и других продуктах, даже если их никак не обрабатывали солью. Этот натуральный натрий вполне может удовлетворить нормальные потребности организма. Подтверждение этому можно найти в истории некоторых народов и племен, которые никогда не использовали соль. Так, американские индейцы до прихода европейцев ничего не знали о соли. Колумб и все великие исследователи Нового Света находили физическое состояние индейцев великолепным. Вырождение изолированных от большой цивилизации аборигенов всегда начиналось после знакомства с солью, алкоголем и противоестественной пищей. Автор книги «Чудо голодания» Поль Брэгг как участник многих экспедиций в самые примитивные уголки Земли свидетельствовал, что нигде не видел, чтобы туземцы потребляли соль, и поэтому никто из них не страдал от гипертонии и сердечно-сосудистых заболеваний. До сих пор многие народности Африки, Азии и Севера прекрасно обходятся без пищевой соли. И в то же время жители Японии, признанные самыми большими потребителями соли в мире, судя по медицинской статистике, больше всех страдают от повышенного артериального давления, занимая одно из первых мест в мире по такому грозному осложнению гипертонической болезни, как мозговой инсульт.

Чем дальше, тем больше связь водно-солевого обмена с заболеваниями сердечно-сосудистой системы становится очевидной. Это доказано и в экспериментах над животными, когда избыток соли вызывал подъем кровяного давления /солевая гипертензия/, а при исключении ее из рациона снижалось ранее повышенное давление. Убедительные доказательства этого в свое время были представлены академиком В. В. Париным, который привел зависимость высоты артериального давления от количества употребляемой соли у коренных жителей Гренландии и той же Японии. Если у гренландцев, употребляющих в сутки около 4 г соли, артериальное давление в среднем равнялось 90/70 мм рт. ст., то у японцев /префектура Акита/, в рацион которых входит примерно 15 г соли, оно составляло около 170/100 мм рт. ст. По имеющимся сообщениям, на Багамских островах, где в питьевой и употребляемой при приготовлении пищи воде содержится большое количество хлорида натрия, 57 % населения в возрасте 41–50 лет имеют систолическое артериальное давление выше 150 мм рт. ст.

Весьма убедительны и наблюдения, проведенные в одном из закарпатских селений, в ходе которых выяснилось, что в одной половине селения живут главным образом люди с повышенным артериальным давлением, а в другой – с нормальным. Оказалось, что среди лиц, употреблявших воду, содержащую поваренную соль в количестве, в 2–5 раз превышающем норму /норма – примерно 6 г/л/, артериальная гипертензия встречалась у 12,4 %, а среди употреблявших воду с нормальным содержанием поваренной соли – у 3,4 %. Случаи подъема артериального давления отмечались наиболее часто именно в той части селения, где жители употребляли более соленую воду. Подобный вывод можно сделать и по данным анкетных опросов определенных групп населения. Те лица, которые досаливают пищу, даже не попробовав ее, как правило, имеют более высокое артериальное давление. В принципе поваренная соль необходима организму. В желудках каждого из нас находится /или, по крайней мере, должна находиться/ соляная кислота, которая образуется при поступлении с пищей хлорида натрия. Но для образования и поддержания на требуемом уровне соляной кислоты количество потребляемой соли может быть в несколько раз меньшим, чем сегодня у большинства из нас.

Предполагается, что около 20 % людей чувствительны к количеству потребляемой поваренной соли. Если такая чувствительность сочетается с отклонениями в нейрогуморальной регуляции, то это может привести к развитию артериальной гипертонии при избыточном потреблении соли. К сожалению, методы выявления чувствительных к соли людей разработаны недостаточно. Однако не вызывает сомнения тот факт, что у больных артериальной гипертонией происходит накопление натрия в стенках сосудов, сопровождающееся задержкой жидкости в тканях. Поэтому применение мочегонных препаратов оказывается весьма эффективным средством снижения артериального давления.

С одной стороны, исключить полностью соль из рациона нельзя, ибо без нее невозможно всасывание клетками питательных веществ из крови и выделение ими продуктов обмена в окружающую межклеточную жидкость. С другой стороны, злоупотребление поваренной солью, дополнительная перегрузка ею организма вызывает задержку в нем жидкости, при этом увеличивается объем циркулирующей крови и создается чрезмерная нагрузка на сердце и кровеносные сосуды, что способствует развитию гипертонической болезни и атеросклероза. Удаление соли из организма затруднительно, особенно в пожилом возрасте. Если учесть, что за вкус соли тысячи людей платят гипертоническими кризами, мозговыми инсультами и инфарктами, то следует каждому серьезно подумать об истинной цене пищевых удовольствий. Существует мнение, что уменьшение потребления соли на 1 грамм приводит к снижению давления крови на 1 мм рт. ст. Попробуйте провести такой эксперимент в своей семье! Можно полагать, что наибольший эффект ограничения соли может быть достигнут в детском возрасте.

Необходимо помнить: пищевые продукты вместе с другими солями также содержат и хлорид натрия, которого больше в мясных и рыбных продуктах, но меньше в овощах и фруктах. Поэтому некоторый излишек соли не столь грозит нам при досаливании овощных блюд, сколь вреден в отношении мясных, рыбных и т. п. А вообще то, что мы постоянно потребляем много соли, можно считать определенного рода дурной привычкой или пищевым стереотипом. Поскольку соль приобрела характер вкусового вещества, мы попросту привыкли к тому, что многие блюда в противовес сладким должны быть солеными.

Отсюда вывод, что даже здоровому человеку без повышенной чувствительности к поваренной соли следует избегать ее чрезмерного потребления, чтобы не подвергать перегрузке механизмы регуляции водно-солевого обмена. Тем более осторожными в этом плане должны быть больные или те, кто предрасположен к повышению артериального давления.

Снижения артериального давления следует ожидать при потреблении не более 5 г поваренной соли в день. Для лечения легкой формы гипертензии уже это может оказаться достаточным, а при тяжелой форме уменьшение употребления соли создает фон для повышения эффекта проводимой лекарственной терапии. Для сохранения вкуса недосоленной пищи создаются заменители, имитирующие соленый вкус без поваренной соли. Так, в Финляндии уже с конца 70-х годов широко применяется пищевой препарат «салкон» в виде порошка белого цвета, по виду и вкусу не отличающийся от обычной соли, но содержащий собственно ее лишь наполовину /вторая половина включает хлористые соли кальция и магния/. Польза от салкона оказывается двойная: уменьшается количество натрия и увеличивается содержание кальция и магния, способствующих / особенно в местностях с явным дефицитом этих элементов/ снижению числа сердечно-сосудистых заболеваний, в том числе – инфаркта миокарда. У нас с недавних пор тоже начали выпускать препарат, во вкусовом отношении заменяющий соль. Называется он «санасол» и продается в аптеках. Цена его, правда, намного выше, чем у обычной поваренной соли, однако здоровье, согласитесь, дороже. Он добавляется в готовое блюдо, количество определяется по вкусу, но оптимальным считается 1,5–2 г в сутки. Отсутствие должной рекламы /о санасоле известно далеко не всем врачам, не говоря уже о пациентах/, а также специальной статистики употребления не позволяет объективно оценить эффективность замены поваренной соли этим препаратом, поэтому здесь приведем лишь зарубежные данные в отношении салкона: в Бельгии, например, с его помощью удалось снизить потребление поваренной соли на 40 %, что уже через год после начала его широкомасштабного применения уменьшило смертность от кровоизлияния в мозг на 43 %.

Закономерно может возникнуть вопрос, насколько трудно ограничить себя в соли. Некоторые утверждают, что трудно, и в доказательство приводят тот факт, что, найдя в себе силы бросить курить, не могут отказаться от привычного количества соли в своем рационе. Но «трудно» – все же не повод для отказа от борьбы за здоровье. Тем более, что зависимость между степенью чувствительности и уровнем артериального давления действует и в обратном направлении. Стоит всего несколько недель перетерпеть «невкусноту» малосоленой пищи, как порог чувствительности снизится и вы будете воспринимать помидоры, яйцо, огурцы и многие другие продукты вкусными без всякого подсаливания, за счет поваренной соли и других соединений, имеющихся в них изначально. Речь идет о том, что ограничение в соли будет вызывать отрицательные эмоции в среднем около месяца.

Сопоставимо ли это – месяц потерпеть «невкусную» пищу, но примерно в два раза увеличить гарантию не стать инвалидом или не умереть от инсульта? Глядя на многолетние мучения парализованных в результате кровоизлияния в мозг людей, на то, как болезненно они переживают свою беспомощность, соглашаешься с ними – это тоже не жизнь. И веришь их искренним признаниям: если бы можно было начать сначала, не только по 10–15 – по 5 граммов соли не употреблял бы. Так давайте же не будем повторять чужих ошибок, чреватых столь трагическим финалом.