Обмен воды в организме и его регуляция

Дегидратация

Водно-электролитный обмен — совокупность процессов поступления воды и электролитов в организм, их всасывания, распределения во внутренних средах и выделения. Нарушение баланса воды и электролитов представляет собой одно из самых серьезных отклонений гомеостаза, которое отражается на функции различных органов и систем и может представлять опасность для жизни.

Следует отметить, что расстройства водно-солевого обмена сопровождают многие заболевания различной этиологии и накладывают отпечаток на развивающуюся клиническую картину. Поэтому в комплексе лечебных мероприятий при ряде патологических состояний необходимо предусмотреть введение строго рассчитанных по объему и сбалансированных по электролитному составу инфузионных растворов. Все это указывает на необходимость самого пристального наблюдения за состоянием водно-электролитного обмена.

Вода — самое распространенное химическое соединение, идеальный растворитель для органических и неорганических веществ и неотъемлемый компонент метаболических реакций, а также основная составляющая внутренней среды организма. Вода является необходимым компонентом для осуществления жизненно важных функций организма.

Функции водного обмена

    Функции воды в организме:
  • доставка органам и тканям питательных веществ: минеральных соединений (макро- и микроэлементов), углеводов, витаминов
  • участие в выведении шлаков и токсических соединений с потом, мочой, слюной
  • поддержание кислотно-основного состояния внутренней среды организма
  • участие в терморегуляции

Для нормального течения обменных процессов внутри организма как в условиях нормы, так и при патологии, необходим должный общий объем водной среды. Содержание воды в организме у новорожденного составляет 80% массы тела, у взрослого человека — 50-60%. Колебания зависят от типа телосложения, возраста, пола. Различные ткани организма содержат неодинаковое количество воды. Самый богатый водой орган — стекловидное тело глаза, содержащий 99% воды, самая бедная водой — эмаль зуба, в ней воды всего лишь 0,2%. Кроме того, много воды содержится в веществе мозга — 80-85%.

Поддержание гомеостаза возможно только при соблюдении строгого баланса поступления и выделения воды из организма. Превышение первого над вторым в физиологических условиях характерно только для новорожденных (до 15-22 мл/сут) и у детей до 1 года (3-5 мл/сут). Суточная потребность в воде у взрослого человека составляет 2-3 л. Потребность организма в воде соответствует количеству теряемой жидкости.

Сколько выпивать воды в сутки

Норма среднесуточного поступления и потери воды у взрослых
Поступление воды, мл/сут Выведение воды, мл/сут
Питье и жидкая пища 1100-1400 С мочой — 1200-1400
Твердая пища — 800-1000 С потом — 600-700
В результате окислительного метаболизма (эндогенная вода) — 300 С выдыхаемым воздухом — 300-400
Итого: 2200-2700 Итого: 2200-2700

Количество выпиваемой воды приблизительно эквивалентно диурезу, а количество воды, поступающей с пищей примерно равно потерям при потоотделении и со слизистых дыхательных путей.

В зависимости от интенсивности физической работы, температуры тела, внешних условий (в горячих цехах, в жарком климате), клинической ситуации суточная потребность человека в воде может резко возрастать и доходить до 10 литров в сутки и более.

Дополнительная суточная потребность в воде у взрослых
Дополнительная суточная потребность в воде Объем воды, л
Повышение температуры на 1 °С 0,1-0,3
Умеренное потоотделение 0,5
Усиленное потоотделение, лихорадка 1,0-1,5
Гипервентиляция 0,5
Операции продолжительностью до 5 ч 0,5-3,0

В организме вода перераспределена между внутриклеточным и внеклеточным секторами.

Интрацеллюлярная жидкость

Внутриклеточная вода (интрацеллюлярная жидкость) составляет 40% от массы тела и является составной органической частью протоплазмы. По сравнению с внеклеточным сектором, внутри клетки отмечаются более высокий уровень белка и калия и менее низкий уровень натрия. Такая разность концентрации ионов создается функционированием калиево-натриевого насоса, обеспечивающего биоэлектрический потенциал, необходимый для возбудимости нервно-мышечных структур. Вода, поступившая из плазмы внутрь клетки, включается во все биохимические процессы и выделяется из нес в виде обменной воды.

    Виды внутриклеточной воды:
  • связанная — вода, находящаяся в комплексе с коллоидами
  • конституционная — вода, которая входит в структуру мо-лекул, белков, жиров и углеводов
  • свободная — вода, составляющая основу внеклеточной и внутриклеточной жидкости, крови, лимфы, тканевой жидкости. Эта часть меняется наиболее значимо при изменении жизнедеятельности клетки как в норме, так и патологии

Внеклеточная вода составляет 20% и распределяется по трем водным секторам: внутрисосудистый, интерстициальный и трансцеллюлярный.

1. Внутрисосудистый сектор состоит из плазменного объема. Объем плазмы у взрослого человека составляет 3,5-5% массы тела. Данный сектор отличается высоким содержанием белка, что определяет соответствующее онкотическое давление и является наиболее мобильным в обменных процессах.

2. Интерстициальный сектор содержит до 15% воды массы тела. Жидкость данного сектора состоит из воды межклеточного пространства и лимфы, циркулирующей между двумя полупроницаемыми мембранами — клеточной и капиллярной. Данные мембраны легко проницаемы для воды и электролитов и менее проницаемы для белков плазмы. Интерстициальная жидкость является связующим звеном между внутриклеточным и внутри-сосудистым сектором, участвует в поддержании гомеостаза, через нее в клетки поступают электролиты, кислород, питательные вещества и происходит обратное движение отработанных продуктов обмена к выделительным органам. От плазмы крови она отличается значительно меньшим содержанием белка.

3. Трансцеллюлярный сектор представляет собой жидкость, содержащуюся внутри желудочно-кишечного тракта и других замкнутых полостей (внутриглазная, внутрисуставная, плевральная полости и т.д.). Объем данного сектора меняется в зависимости от количества пищеварительных соков, количества и качества пищи, состояния выделительных функций организма.

Внеклеточная и внутриклеточная жидкости значительно отличаются по составу и концентрации отдельных компонентов, но общая суммарная концентрация осмотически активных веществ примерно одинакова. Перемещение воды из одного сектора в другой происходит при небольших отклонениях в них осмотического давления. Существует тесная взаимосвязь между количеством жидкости в различных секторах организма, состоянием периферического кровообращения, проницаемостью капилляров и соотношением коллоидно-осмотического и гидро-статического давлений.

В начальной части капилляра внутрисосудистая жидкость отличается от интерстициальной увеличенным содержанием белка, а следовательно, и большим КОД. Это, по законам осмоса, создает условия для притока жидкости из интерстиция в капилляр. В то же время ГД крови в начальной части капилляра значительно больше, чем в интерстиции, что обеспечивает выход жидкости из капилляра. Суммарный результат этих противонаправленных действий в начальной части капилляра выражается в преобладании оттока над притоком. В конечной части капилляра ГД крови уменьшается, а КОД остается без изменения, в результате этого отток жидкости уменьшается и преобладает ее приток. В физиологических условиях процессы обмена жидкостью между сосудистым руслом и интерстициальным пространством строго сбалансированы.

Гидростатическое давление — давление, вызванное силой тяжести, действующей на жидкость. Оно равно произведению плотности жидкости на ускорение свободного падения и на глубину погружения.

Коллоидно-осмотическим или онкотическим, называется давление на раствор, обусловленное коллоидными веществами, основу которых составляют альбумины, обеспечивающие около 80-85% онкотического давления. Нормальная величина онкотического давления плазмы около 25 мм. рт. ст.

При патологических процессах, связанных, в первую очередь, с потерей циркулирующего в плазме белка (острая кровопотеря, печеночная недостаточность и т. д.), происходит снижение КОД, в результате чего жидкость из системы микроциркуляции начинает переходить в интерстиций. Данный процесс сопровождается сгущением крови и нарушением ее реологических свойств.

Работа системы регуляции обмена воды направлена на поддержание оптимального объема жидкости в организме. Эта система устраняет отклонения содержания жидкости и солей в организме или способствует уменьшению их выраженности. Она включает в себя афферентное, центральное и эфферентное звенья.

Афферентное звено системы включает чувствительные нервные окончания и нервные волокна в различных органах и тканях организма (слизистой оболочки полости рта, желудка и кишечника, сосудистого русла и др), а также дистантные рецепторы (зрительные и слуховые). Афферентная пульсация от рецепторов различного типа (осмо-, хемо-, баро-, терморецепторов) поступает к нейронам гипоталамуса в центр жажды.

Центральное звено системы контроля обмена воды — центр жажды. Его нейроны находятся в основном в переднем отделе гипоталамуса. Этот центр связан с областями коры большого мозга, участвующим в формировании чувства жажды или водного комфорта. Регуляторные стимулы от нейронов центра жажды (нервные и гуморальные) передаются к эффекторным структурам.

Эфферентное звено системы регуляции водно-электролитного обмена включает почки, потовые железы, кишечник, легкие. Эти органы обеспечивают выведение либо задержку воды и солей в организме. Важными регуляторами главного механизма изменения объема воды в организме — экскреторной функции почек — являются антидиуретический гормон (АДГ, вазопрессин), ренин-ангиотензин-альдостероновая система (РААС), предсердный натрийуретический фактор (ПНФ, атриопептид), катехоламины, простагландины и минералокортикоиды.

Раздражение осморецепторов гипоталамической области (при повышении осмотического давления крови выше 280±3 мосм/л), а также волюморецепторов левого предсердия (при уменьшении объема крови) усиливает освобождение АДГ супраоптическим и паравентрикулярным ядрами гипоталамуса. Кроме того, АДГ усиливает реабсорбцию воды в канальцах нефронов.

Ишемия почек, активация рецепторов приводящей артериолы почки (при уменьшении почечного кровотока, кровопотере) и натриевых рецепторов юкстагломерулярного комплекса (при дефиците натрия) усиливает синтез и высвобождение в кровь ренина, способствуют повышению его активности. Образующийся под влиянием ренина ангиотензин-II стимулирует синтез и увеличивает выброс надпочечниками альдостерона, который повышает реабсорбцию в извитых канальцах нефронов натрия. Уменьшение объема внеклеточной жидкости и ангиотензина-II также стимулируют центр жажды в гипоталамусе.

Антидиуретическому и антинатрийуретическому механизмам противостоят диуретические и натрийуретические механизмы. Главными действующими факторами этих механизмов являются реномедуллярные почечные простагландины и атриопептид. ПНФ вырабатывается в клетках предсердий и повышает диурез и выведение натрия, снижает тонус сосудов и понижает артериальное давление. Содержание ПНФ в предсердиях и секреция его в кровь увеличивается под влиянием избытка воды и поваренной соли, растяжения предсердий, при повышении кровяного давления, а также при стимуляции рецепторов вазопрессина и α-адренорецепторов.

Названные механизмы функционируют постоянно и обеспечивают восстановление водно-электролитного гомеостаза при кровопотере и обезвоживании, избытке воды в организме, а также при изменениях осмотической концентрации внеклеточной жидкости.

Изменения или нарушения водного обмена обозначаются как положительный (накопление в организме избытка воды) или отрицательный (дефицит в организме воды) баланс. Если эффективность системы регуляции водного баланса недостаточна, развиваются различные нарушения водного обмена.

Adblock detector