В клетках организма непрерывно кипит работа: постоянно синтезируются белки, жиры и углеводы. Одновременно идет расщепление сложных органических соединений и высвобождение энергии.

Образующиеся при этом продукты распада — мочевина, аммиак и углекислый газ — должны выводиться из организма. И все эти процессы возможны только при участии воды. Вода является не только важным компонентом всех клеток, но также и основой межклеточной жидкости, плазмы, лимфы и пищеварительных соков.

Роль воды в обмене белков

Вода играет ключевую роль в синтезе белков. Ферменты желудочного, поджелудочного и кишечного соков, в основу которых тоже входит вода, расщепляют белковые компоненты пищи до аминокислот, которые попадают в кровь и разносятся в клетки организма. А уже в клетках синтезируются необходимые для организма белки. Так благодаря участию воды органы и ткани получают необходимый для роста и развития строительный материал.

Роль воды в обмене углеводов

Углеводы — главный источник энергии в организме. Ферменты слюны, поджелудочного и кишечного соков расщепляют поступающие с пищей углеводы до глюкозы, которая всасывается в тонком кишечнике в кровь. При избытке она откладывается в печени как стратегический запас организма в виде гликогена. Обратное превращение и доставка возможны тоже благодаря водной среде, то есть крови.

Роль воды в обмене жиров

Образование жиров в организме также невозможно без воды. Жиры пищи под действием ферментов желудочного, поджелудочного и кишечного соков расщепляются на глицерин и жирные кислоты. В тонком кишечнике из них образуется жир. В виде эмульсии он транспортируется в лимфу, а вместе с ней в общий кровоток. Избыток жиров откладывается в организме или используется как источник энергии.

Участие воды в терморегуляции

Вода, влияя на обмен веществ, вырабатывает энергию в организме. Она обладает большой теплоемкостью — 4200 Дж/(кг·К). Поэтому является своего рода регулятором температуры в организме человека. А еще она поддерживает температуру тела в соответствии с температурой окружающей среды.

Выделительная функция воды

Вода является средой для безопасного выведения токсинов и продуктов жизнедеятельности (углекислый газ, аммиак, мочевая кислота и др.). В сутки организм здорового взрослого человека может выделить около 3 л жидкости: через мочевыводящие пути, прямую кишку, потовые железы и легкие. Поэтому для обеспечения нормального обмена веществ ежедневно человек должен восполнять объем затраченной жидкости. Это в среднем 2,5-3 л воды.

Вода необходима

Недостаток воды в организме может привести к развитию серьезных заболеваний. В питьевом рационе должна преобладать чистая питьевая или минеральная вода.

Необходимо знать: большая часть потребляемых человеком жидкостей (чай, кофе, сладкие газированные напитки, алкоголь и др.) содержат вещества, которые действуют с обратным эффектом - способствуют выведению воды из клеток организма, а не насыщают их необходимой жидкостью.

При многих заболеваниях водный обмен в организме имеет решающее значение. Так, при хронической сердечной недостаточности, гипертони ческой болезни, запущенном атеросклерозе, болезнях мочеполовой системы водный и водно-солевой обмен обычно бывает

нарушен и появляются отеки.

Поэтому регуляция водносолевого обмена имеет важное значение при лечении больного.

Рассмотрим сначала вопрос о нормальном водном обмене в организме человека.

Вода в теле человека может находиться как в свободном, так и в связанном состоянии. Находясь в свободном состоянии, она легко переходит из клеток в межклеточное пространство, в лимфу и плазму крови. Если же вода связана белками, то она прочно удерживается в клетках и тканях. У здорового человека в организме постоянно соблюдается водно-солевой баланс, то есть определенное равновесие воды и солей, находящихся как в связанном, так и в свободном состоянии. При нарушении этого равновесия возникает болезнь.

Водный обмен представляет собой совокупность процессов всасывания питьевой воды, образования воды при окислении жиров, белков и углеводов, распределением ее между внутриклеточным и внеклеточным пространством, с одной стороны, и выделением воды почками, легкими, кожей и кишечником - с другой.

У взрослого человека, имеющего вес 70 кг, общее содержание воды в организме достигает 50 кг. Из этого количества только 15 % приходится на плазму" крови и лимфу, остальные 50 % составляет" вода, находящаяся внутри клеток в связанном состоянии. В состоянии водного равновесия количесгво потребляемой воды равно количеству воды выделяемой.

Баланс воды складывается из следующих величин: количество питьевой воды - 1000 мл; вода, входящая в

состав пищевых продуктов - 720 мл; вода, образующаяся при окислении жиров, белков и углеводов - 320 мл.

В супси, при нормальных условиях, человек по требляе т до 2,5 л воды. Из этого количества около 1100 мл выделяется через почки, 400-450 мл - через кожу, 300- 350 мл - через легкие и около 150 мл - с калом. При изменении условий внешней среды (температура, давление, характср пищи) эти данные могут сильно варьироваться в ту или иную сторону. Однако водно-солевой баланс в организме восстанавливается очень быстро, так как он является жизненно важным фактором.

Регуляторами вод ного обмена являются центральная нервная и эндокринная системы. Нарушение функции регуляции водно-солевого обмена может вызвать тяжелые изменения обмена и обусловить либо задержку воды в организме, либо, наоборот, усиленное ее выведение, ведущее к обезвоживанию.

Большое значение для поддержания водного баланса организма имеет состояние сердечно-сосудистой системы и содержание белков в плазме крови. На степень задержки воды в тканях значительное влияние оказывает содержание в клетках и внеклеточной жидкости солей натрия и калия. За счет этих солей в клетках создается определенное осмотическое давление. Солевой состав внутри- и внеклеточной жидкости различен. Если внеклеточная жидкость имеет большое сходство с морской водой и наличие солей в ней может сильно варьироваться, то состав внутриклеточной жидкости почти всегда постоянен и сохраняет свою химическую индивидуальность. Это обусловлено наличием клеточных мембран, которые, удерживая калий, отказываются от натрия и кальция. В клетках обычно преобладают ионы магния, калия, сульфатные группы, а вне клеток -хлор, натрий, кальций и белковые фракции.

Водно-солевым обменом называют совокупность процессов поступ­ления воды и электролитов в организм, распределения их во внут­ренней среде и выделения из организма.

Водно-солевой обмен в организме человека

Водно-солевым обменом называют совокупность процессов поступ­ления воды и электролитов в организм, распределения их во внут­ренней среде и выделения из организма.

У здорового человека поддерживается равенство объемов выделяющейся из организма и поступившей в него за сутки воды , что называют водным балансом организма. Можно рассматривать также и баланс электролитов - натрия, калия, кальция и т.п. Средние показатели водного баланса здорового человека в состоянии покоя показаны в табл. 12.1, а ба­ланса электролитов в табл. 12.2.

Средние величины параметров водного баланса организма человека

Среднесуточный баланс обмена некоторых веществ у человека

При различных возмущающих воздействиях (сдвиги температуры среды, разный уровень физической активности, изменение характера питания) отдельные показатели баланса могут меняться, но сам баланс при этом сохраняется.

В условиях патологии происходят нарушения баланса с преобладанием либо задержки, либо потерь воды.

Вода организма

Вода является важнейшим неорганическим компонентом организма, обеспечивающим связь внешней и внутренней среды, транспорт веществ между клетками и органами. Являясь растворителем орга­нических и неорганических веществ, вода представляет собой ос­новную среду развертывания метаболических процессов. Она входит в состав различных систем органических веществ.

Каждый грамм гликогена, например, содержит 1,5 мл воды, каждый грамм белка - 3 мл воды.

При ее участии формируются такие структуры как кле­точные мембраны, транспортные частицы крови, макромолекулярные и надмолекулярные образования.

В процессе обмена веществ и окислении водорода , отделенного от субстрата, образуется эндоген­ная «вода окисления» , причем ее количество зависит от вида рас­падающихся субстратов и уровня обмена веществ.

Так, в покое при окислении:

• 100 г жира образуется более 100 мл воды,
• 100 г белка - около 40 мл воды,
• 100 г углеводов - 55 мл воды.

Повышение катаболизма и энергетического обмена ведет к резкому увеличению образуемой эндогенной воды.

Однако, эндогенной воды у человека недостаточно для обеспечения водной среды метаболических процессов, особенно выведения в растворенном виде продуктов метаболизма.

В частности, повышение потребления белков и, соответственно, конечное превращение их в мочевину, удаляемую из организма с мочой, ведет к абсолютной необходимости возрастания потерь воды в почках, что требует по­вышенного ее поступления в организм.

При питании преимуще­ственно углеводной, жировой пищей и небольшом поступлении в организм NaCl потребность организма в поступлении воды меньше.

У здорового взрослого человека суточная потребность в воде колеб­лется от 1 до 3 л.

Общее количество воды в организме составляет у человека от 44 до 70% массы тела или примерно 38-42 л.

Содержание ее в разных тканях варьирует от 10% в жировой ткани до 83-90% в почках и крови, с возрастом количество воды в организме уменьшается, так­же как и при ожирении.

У женщин содержание воды ниже, чем у мужчин.

Вода организма образует два водных пространства:

1. Внутриклеточное (2/3 обшей воды).

2. Внеклеточное (1/3 общей воды).

3. В ус­ловиях патологии появляется третье водное пространство - вода полостей тела: брюшной, плевральной и т.д.

Внеклеточное водное пространство включает два сектора:

1. Внутрисосудистый водный сектор, т.е. плазму крови, объем которой составляет около 4- 5% массы тела.

2. Интерстициальный водный сектор, содержащий 1/4 всей воды организма (15% массы тела) и являющийся наиболее подвижным, меняющим объем при избытке или недостатке воды в теле.

Вся вода организма обновляется примерно через месяц, а внеклеточное водное пространство - за неделю.

Гипергидратация организма

Избыточное поступление и образование воды при неадекватно малом ее выделении из организма ведет к накоплению воды и этот сдвиг водного баланса получил название гипергидратация .

При ги­пергидратации вода накапливается, в основном, в интерстициальном водном секторе.

Водная интоксикация

Значительная степень гипергидратации проявляется водной интоксикацией.

При этом в интерстициальном водном сек­торе осмотическое давление становится ниже, чем внутри клеток, они поглощают воду, набухают и осмотическое давление в них ста­новится тоже сниженным.

В результате повышенной чувствитель­ности нервных клеток к уменьшению осмолярности водная интоксикация может сопровождаться возбуждением нервных центров и мышечными судорогами.

Дегидратация организма

Недостаточное поступление и образование воды или чрезмерно большое ее выделение приводят к уменьшению водных пространст в, главным образом, интерстициального сектора, что носит название дегидратация .

Это сопровождается сгущением крови, ухудшением ее реологических свойств и нарушением гемодинамики.

Недостаток в организме воды в объеме 20% массы тела ведет к летальному ис­ходу.

Регуляция водного баланса организма

Система регуляции водного баланса обеспечивает два основных гомеостатических процесса:

во-первых, поддержание постоянства общего объема жидкости в организме и,

во-вторых, оптимальное распределение воды между водными пространствами и секторами организма.

К числу факторов поддержания водного гомеостазиса относятся осмотическое и онкотическое давление жидкостей водных пространств, гидростатическое и гидродинамическое давление крови, проницаемость гистогематических барьеров и других мембран, ак­тивный транспорт электролитов и неэлектролитов, нейро-эндокрин­ные механизмы регуляции деятельности почек и других органов выделения, а также питьевое поведение и жажда.

Водно солевой обмен

Водный баланс организма тесно связан с обменом электролитов . Суммарная концентрация минеральных и других ионов создает оп­ределенную величину осмотического давления.

Концентрация от­дельных минеральных ионов определяет функциональное состояние возбудимых и невозбудимых тканей, а также состояние проница­емости биологических мембран,- поэтому принято говорить о водно-электролитном (или солевом) обмене .

Водно электролитный обмен

Поскольку синтез ми­неральных ионов в организме не осуществляется, они должны по­ступать в организм с пищей и питьем. Для поддержания электро­литного баланса и, соответственно, жизнедеятельности, организм в сутки должен получать примерно 130 ммоль натрия и хлора, 75 ммоль калия, 26 ммоль фосфора, 20 ммоль кальция и других эле­ментов.

Роль электролитов в жизнедеятельности организма

Для гомеостаза электролитов необходимо взаимодействие несколь­ких процессов: поступление в организм, перераспределение и депо­нирование в клетках и их микроокружении, выделение из организ­ма.

Поступление в организм зависит от состава и свойств пищевых продуктов и воды, особенностей их всасывания в желудочно-ки­шечном тракте и состояния энтерального барьера . Однако, несмотря на широкие колебания количества и состава пищевых веществ и воды, водно-солевой баланс в здоровом организме неуклонно под­держивается за счет изменений экскреции с помощью органов вы­деления. Основную роль в этом гомеостатическом регулировании выполняют почки.

Регуляция водно-солевого обмена

Регуляция водно-солевого обмена, как и большинство физиологичес­ких регуляций, включает афферентное, центральное и эфферентное звенья. Афферентное звено представлено массой рецепторных аппара­тов сосудистого русла, тканей и органов, воспринимающих сдвиги осмотического давления, объема жидкостей и их ионного состава.

В результате, в центральной нервной системе создается интегрированная картина состояния водно-солевого баланса в организме. Следствием центрального анализа является изменение питьевого и пищевого по­ведения, перестройка работы желудочно-кишечного тракта и системы выделения (прежде всего функции почек), реализуемая через эффе­рентные звенья регуляции. Последние представлены нервными и, в большей мере, гормональными влияниями. опубликовано

На самом деле роль воды многогранна и с трудом поддается обычному перечислению. Из наиболее явных ее функций можно назвать:

1. Участие в ферментативных реакциях гидролиза. Поэтому

• катаболизм в клетке любых полимерных молекул (триацилглицеролов, гликогена) и получение из них энергии не может происходить без воды,
• переваривание пищевых веществ ухудшается в состоянии недостаточности воды.

2. Формирование клеточных мембран основано на амфифильности фосфолипидов, т.е. на способности фосфолипидов автоматически формировать полярную поверхность мембраны и гидрофобную внутреннюю фазу. Как следствие, при снижении объема внутри- и внеклеточной воды часть фосфолипидов оказывается "лишней" и происходит деформация мембран клеток.

3. Вода формирует гидратную оболочку вокруг молекул. Это обеспечивает

• растворимость веществ, в частности белков-ферментов, и должное взаимодействие их поверхностных гидрофильных аминокислот с окружающей водной средой. При уменьшении доли воды в среде взаимодействие ухудшается, изменяется конформация фермента и, значит, варьирует скорость ферментативных реакций,
• транспорт веществ в крови и в клетке.

4. Вода создает активный объем клетки и межклеточного пространства. Связывание воды с органическими структурами межклеточного матрикса – коллагеном , гиалуроновой кислотой , хондроитин-сульфатами и другими соединениями обеспечивает тургор и упругость тканей . Наглядно это проявляется при крайнем обезвоживании организма, когда наблюдается спадение глазных яблок и неэластичность кожи.

В качестве примера проявления скрытого дефицита воды можно указать дегенерацию суставов при артрозах . В доклинической стадии сухость и шероховатость хрящевых поверхностей приводят к повышению трения и сцепления в суставе, что проявляется как слышимый при движении скрип и хруст . В дальнейшем развиваются истончение и истирание суставного хряща, снижение его аммортизационных свойств, появление болей и начало клинических стадий остеоартроза.

5. Состояние жидких сред организма (кровь, лимфа, пот, моча, желчь) напрямую зависит от количества в них воды. Сгущение и концентрирование этих жидкостей приводит к снижению растворимости их компонентов – солей, органических веществ, и усилению кристаллообразования в моче и желчи .

Таким образом, при наличии других факторов, например, избытка оксалатов или мочевой кислоты (для мочекаменной болезни ) или дефицита липотропных веществ (для желчекаменной болезни ) дефицит воды потенциирует развитие этих заболеваний.

6. Достаточное количество воды поддерживает стабильность артериального давления . При нехватке воды активируется секреция вазопрессина и ангиотензина , часть эффектов которых направлена на

• сужение сосудов для приведения в соответствие объема крови и емкости сосудистого русла,
• повышение артериального давления для обеспечения кровоснабжения головного мозга, почек и других органов.

Регулярная нехватка воды приводит к постоянному сокращению гладких мышц сосудов, их "тренировке", утолщению мышечного слоя и, как следствие, более выраженному тонусу сосудов в ответ на обычные стимулы и естественный гормональный фон. Развивается эссенциальная артериальная гипертония .

Источники воды в клетке

Существуют два источника воды для клеточного метаболизма:

1. Вода, поступающая с пищей – в сутки во взрослый организм должно поступать в виде чистой (!) воды не менее 1,5 л или из расчета 25-30 мл/кг массы. Дополнительно может поступить с напитками, жидкой и твердой пищей еще до 1,5 л. У ребенка первого года жизни суточная потребность в воде составляет 100-165 мл/кг веса, что связано с бо льшим количеством экстрацеллюлярной жидкости и легкостью ее потери при воздействиях на организм.

2. Вода, образуемая в процессе катаболизма и при окислительном фосфорилировании – метаболическая вода, в среднем 400 мл.

Часто этот источник воды переоценивают и считают достаточным для покрытия водного дефицита, приводя в пример верблюдов и жир в их горбах. Однако элементарный расчет показывает, что в состоянии покоя даже при полном голодании для обеспечения организма человека суточной энергией (2100-3500 ккал) необходимо 225-380 г жира (ценность окисления триацилглицеролов 9,3 ккал/г). Известно, что при полном окислении 1 г жира образуется 1,09 мл воды, т.е. в сутки такой воды будет всего 245-414 мл.

Верблюды способны за счет потери воды терять до 25% массы без осложнений для самочувствия. Их возможность выживать в жарких условиях пустыни обусловлены не запасами жира, а совсем другими причинами:

• овальные эритроциты менее чувствительны к сгущению крови,
• водяной пар выдыхаемого воздуха полностью конденсируется на стенках носовых путей (ноздрей) и возвращается в организм,
• частота дыхания более низкая,
• температура тела изменяется от 35°С до 41°С в зависимости от окружающей среды, что препятствует лишнему потоотделению,
• осуществляется высокая реабсорбция воды из толстого кишечника, их помет содержит в 6-7 раз меньше воды, чем у крупного рогатого скота и состоит из почти сухих растительных отходов,
• в моче отсутствует мочевина, осмотически активное вещество, удерживающее воду, что позволяет снизить объем мочи.

Выведение воды из организма

Выведение воды осуществляется несколькими системами:

1. Легкие . Вода выводится незаметно для человека с выдыхаемым воздухом, это неощутимые потери (в среднем 400 мл/сут). Доля выводимой воды может возрастать при глубоком дыхании, дыхании сухим воздухом, при гипервентиляции, искусственной вентиляции легких без учета влажности воздуха.

2. Кожа . Потери через кожу могут быть

• неощутимые – при этом выводится практически чистая вода (500 мл/сут),
• ощутимые – потоотделение при повышении температуры тела или среды, при физической работе (до 2,0 литров в час).

3. Кишечник – теряется 100-200 мл/сут, количество возрастает при рвоте, диарее.

4. Почки выводят до 1000-1500 мл/сут. Скорость выделения мочи у взрослого 40-80 мл/ч, у детей – 0,5 мл/кг·ч.

В нормальных условиях благодаря почкам вода из организма выделяется в количестве, соответствующем объему принимаемой жидкости.

Часть воды всегда удаляется независимо от водного рациона, даже при сухом голодании. Это называется облигатная потеря воды (около 1400 мл в сутки). К облигатной потере воды относится удаление воды с потом , выдыхаемым воздухом , испражнениями и мочой . При этом доля воды, теряемой через почки, даже с максимально концентрированной мочой, составляет до 50% всех потерь.

Регуляция водного баланса

В организме за сохранение воды ответственны две антидиуретические системы:

1. Антидиуретический гормон (вазопрессин) – его секреция и синтез возрастает при:

• активации барорецепторов сердца в результате снижения давления крови, при уменьшении внутрисосудистого объема крови на 7-10%,
• возбуждении осморецепторов гипоталамуса и воротной вены – при нарастании осмоляльности внеклеточной жидкости даже менее чем на 1% (при обезвоживании, почечной или печеночной недостаточности),

В зрелом и пожилом возрасте количество осморецепторов снижается и, следовательно, снижается чувствительность гипоталамуса к изменению осмоляльности, что повышает риск обезвоживания , обычно субклинического.

В эпителиоцитах дистальных канальцев почек и собирательных трубочек гормон стимулирует синтез и встраивание аквапоринов в апикальную мембрану клеток и реабсорбцию воды.

2. Ренин-ангиотензин-альдостероновая система (система РААС) – активируется при уменьшении давления в почечных приносящих артериолах или снижение концентрации ионов Na + в моче дистальных канальцев. Конечная цель работы данной системы – усилить реабсорбцию натрия в конечных отделах нефрона. Это влечет за собой увеличение потока воды в клетки тех же отделов и предотвращение ее потерь.

Потери воды вызываются низкой активностью антидиуретических систем.

3. За целенаправленное удаление натрия и, соответственно, воды отвечает третий гормон. Натрий-уретический пептид (атриопептин) – вазодилатирующий и натрийуретический гормон, вырабатываемый в секреторных миоцитах предсердий и желудочков в ответ на их растяжение. Уровень атриопептина возрастает, например, в результате застойной сердечной недостаточности, хронической почечной недостаточности и т.п.

Натрийуретический гормон усиливает выведение ионов Na + и воды и снижает давление за счет:

• повышения скорости клубочковой фильтрации,
• торможения реабсорбции ионов Na + и Cl – в проксимальных канальцах и повышения их экскреции, что снижает реабсорбцию воды,
• снижения сердечного выброса и повышения коронарного тонуса,
• ингибирования секреции ренина, эффектов ангиотензина II и альдостерона,
• увеличения проницаемости гистогематических барьеров и увеличения транспорта воды из крови в тканевую жидкость,
• расширения артериол и снижения тонуса вен.

Вода - источник жизни. Ни одно живое существо на земле не может прожить без нее. В статье будет рассказано об обмене воды и минеральных веществ в организме, а так же о значении такого обмена в снижении веса и поддержании нормального функционирования организма.

Тело человека на шестьдесят процентов состоит из воды. Содержание ее в крови достигает порядка восьмидесяти процентов, в печени - семидесяти, мышечная ткань, так же как и кровь, практически полностью состоит из воды.

Для того чтобы человек полноценно жил и не испытывал проблем со здоровьем необходимо поддерживать баланс жидкостей в организме.

Среднестатистический человек может обходиться без еды до сорока дней, в то время как без воды не более десяти суток.

Выведение влаги из тела происходит за счет дыхания, выделения пота и мочи.

Соотношение потребляемой жидкости и выделяемой организмом называется водным балансом. Если человек испытывает недостаток влаги, то в теле могут происходить сбои и негативные изменения. Причина в том, что вода является важным компонентом всех тканей и систем человеческого тела.

Помимо водной составляющей в организме присутствуют минеральные вещества. Если ориентироваться на массу тела, ориентировочный процент минералов от общего веса около пяти процентов.

Большую часть полезных витаминов и минералов человек берет из пищи. Вот почему так важно правильно и сбалансировано питаться. Ведь от питательных веществ зависит состояние внутренних органов, нервной системы, кожи, волос, зубов и ногтей.

Обмен воды +и минеральных веществ +в организме

Для правильного функционирования всех систем нашего тела необходимо выпивать достаточное количество жидкости. Есть мнение, что человек должен употреблять не менее двух литров чистой воды в день. Но это не совсем так: на самом деле расчет индивидуального количества воды на сутки нужно производить исходя из веса, роста и возраста человека.

Обмен веществ +и похудение

Согласно проведённых исследований, однократное потребление 0,5 литра воды приводит к на тридцать процентов.

Два литра воды помогают сжигать около ста в день.

250 мл воды, выпитые за тридцать минут до еды, помогают уменьшить количество потребляемой пищи.

Учеными проводились исследования двух групп худеющих. Участники одной группы перед каждым приемом пищи выпивали стакан воды. Другие пили воду произвольно. «Пьющие воду» перед едой, в итоге, сбросили на сорок процентов больше веса.

Как пить воду, чтобы похудеть?

Как похудеть с максимальным результатом?

Пройдите бесплатный тест и узнайте, что мешает Вам похудеть эффективно