что перерабатывает воду в организме
Водно-электролитный обмен в организме здорового человека: принципы регуляции
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. Так, при увеличении концентрации электролитов и уменьшении объема циркулирующей жидкости (гиповолемии) появляется чувство жажды, а при увеличении объема циркулирующей жидкости (гиперволемии) оно уменьшается. 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. Увеличение объема циркулирующей жидкости за счет повышенного содержания воды в крови (гидремия) может быть компенсаторным, возникающим, например, после массивной кровопотери. Гидремия с аутогемодиллюцией представляет собой один из механизмов восстановления соответствия объема циркулирующей жидкости емкости сосудистого русла. Патологическая гидремия является следствием нарушения водно-солевого обмена, например при почечной недостаточности и др. У здорового человека может развиться кратковременная физиологическая гидремия после приема больших количеств жидкости.
Гуморальная регуляция водно-электролитного баланса в организме осуществляется следующими гормонами:
— антидиуретический гормон (АДГ, вазопрессин), воздействует на собирательные трубочки и дистальные канальцы почек, увеличивая реабсорбцию воды;
— натриуретический гормон (предсердный натриуретический фактор, ПНФ, атриопептин), расширяет приносящие артериолы в почках, что увеличивает почечный кровоток, скорость фильтрации и экскрецию Na+; ингибирует выделение ренина, альдостерона и АДГ;
— ренин-ангиотензин-альдостероновая система стимулирует реабсорбцию Na+ в почках, что вызывает задержку NaCl в организме и повышает осмотическое давление плазмы, что определяет задержку выведения жидкости.
— паратиреоидный гормон увеличивает абсорбцию калия почками и кишечником и выведение фосфатов и увеличение реабсорбции кальция.
Содержание натрия и организме регулируется в основном почками под контролем ЦНС через специфические натриорецепторы. реагирующие на изменение содержания натрия в жидкостях тела, а также волюморецепторы и осморецепторы, реагирующие на изменение объема циркулирующей жидкости и осмотического давления внеклеточной жидкости соответственно. Содержание натрия в организме контролируется ренин-ангиотензинной системой, альдостероном, натрийуретическими факторами. При уменьшении содержания воды в организме и повышении осмотического давления крови усиливается секреция вазопрессина (антидиуретического гормона), который вызывает увеличение обратною всасывания воды в почечных канальцах. Увеличение задержки натрия почками вызывает альдостерон, а усиление выведения натрия — натрийуретические гормоны, или натрийуретические факторы (атриопептиды, простагландины, уабаинподобное вещество).
Состояние водно-солевого обмена в значительной степени определяет содержание ионов Cl- во внеклеточной жидкости. Из организма ионы хлора выводятся в основном с мочой, желудочным соком, потом. Количество экскретируемого хлорида натрия зависит от режима питания, активной реабсорбции натрия, состояния канальцевого аппарата почек, кислотно-щелочного состояния. Обмен хлора в организме пассивно связан с обменом натрия и регулируется теми же нейрогуморальными факторами. Обмен хлоридов тесно связан с обменом воды: уменьшение отеков, рассасывание транссудата, многократная рвота, повышенное потоотделение и др. сопровождаются увеличением выведения ионов хлора из организма.
Главные регуляторы обмена кальция и фосфора в организме: витамин D, паратгормон и кальцитонин. Витамин D (в результате преобразований в печени образуется витамин D3, в почках — кальцитриол) увеличивает всасывание кальция в пищеварительном тракте и транспорт кальция и фосфора к костям. Паратгормон выделяется при снижении уровня кальция в сыворотке крови, высокий же уровень кальция тормозит образование паратгормона. Паратгормон способствует повышению содержания кальция и снижению концентрации фосфора в сыворотке крови. Кальций резорбируется из костей, также увеличивается его всасывание в пищеварительном тракте, а фосфор удаляется из организма с мочой. Паратгормон также необходим для образования активной формы витамина D в почках. Увеличение уровня кальция в сыворотке крови способствует выработке кальцитонина. В противоположность паратгормону он вызывает накопление кальция в костях и снижает его уровень в сыворотке крови, уменьшая образование активной формы витамина D в почках. Увеличивает выделение фосфора с мочой и снижает его уровень в сыворотке крови.
Статья добавлена 31 мая 2016 г.
Важный фильтр организма, или О чём «молчат» почки
Кто они, враги и друзья почек? О функциях этого парного органа, признаках нарушений в их работе и о том, почему они долгое время «не говорят» о своём поражении – в интервью с главным нефрологом министерства здравоохранения Оренбургской области Натальей Юрьевной Бобровой.
Главный нефролог министерства здравоохранения Оренбургской области Наталья Юрьевна Боброва
Почки называют важнейшим фильтром организма. Насколько значима их функция?
Это жизненно важный орган, это труженики, которые постоянно очищают наш организм от шлаков, токсинов, вредных веществ. В том числе от лекарств, которые мы можем бесконтрольно принимать. Занимая по размеру не более чем полпроцента от массы тела человека, почки прогоняют через себя огромный объем крови. И если они выйдут из строя, то человек может погибнуть, поэтому сегодня в таких ситуациях применяется заместительная почечная терапия: гемодиализ, перитонеальный диализ или трансплантация почки.
Кто главные враги почек?
Мы иногда настолько нерационально живём, что принимаем в пищу не те продукты, которые нужны, курим, употребляем различные препараты, алкоголь, а всё это крайне негативно влияет на работу почек. К вредным факторам нужно отнести переохлаждения, нахождение в мокром белье (например, после купания в водоёме), очаги инфекций в организме – кариозные зубы, хронический тонзиллит и другие.
Можно ли сказать конкретно, какие лекарства являются токсичными для почек?
Разнообразные анальгетики, нестероидные противовоспалительные препараты, если их принимать бездумно, без повода, самовольно или по совету соседа, а не по назначению врача, – они могут принести непоправимый вред и вызвать лекарственное поражение почек, так называемую анальгетическую нефропатию, которая впоследствии приводит к терминальной почечной недостаточности.
Как вовремя заметить у себя первые признаки неблагополучия в работе почек?
К сожалению, почки достаточно долго «молчат», не говорят о себе, и заметить, что почки болеют, можно очень нескоро. Иногда жалобы на тошноту, слабость, отеки, повышение давления могут говорить о далеко зашедшей стадии почечной недостаточности, когда все консервативные методы будут уже неэффективны. Поэтому заботой и выявлением проблем с почками нужно заниматься тогда, когда они о себе еще не говорят столь открыто. Методы диагностики простые, но информативные – общий анализ крови, мочи, УЗИ почек, определение креатинина и мочевины в биохимическом анализе крови. Это позволяет выявить скрытые заболевания почек и, соответственно, как можно скорее начать лечение для того, чтобы затормозить патологический процесс.
Какие еще сигналы организма нельзя игнорировать, при каких симптомах следует незамедлительно обратиться к врачу?
Могут быть такие проявления, как расстройство мочеиспускания (учащенное, болезненное, императивные позывы), уменьшение количества выделяемой суточной мочи, появление отеков (на лице, на ногах), повышение цифр артериального давления, слабость, недомогание – это повод обследоваться у врача. Потому что почки, повторяю, очень терпеливы и могут долго не заявлять о себе.
Действительно ли почки могут страдать вследствие имеющихся хронических заболеваний? Кто в группе риска?
Да, если раньше первичные заболевания почки – поликистоз, пиелонефрит, гломерулонефрит – приводили к развитию почечной недостаточности, то сейчас на первый план выходят заболевания, которые, казалось бы, не имеют отношения к почкам: это сахарный диабет, артериальная гипертония, болезни обмена веществ (такие как подагра, ожирение). Они воздействуют на почки, вызывая их поражение. К сожалению, по мировой статистике этими заболеваниями страдает практически каждый 10-й житель планеты, то есть имеет хроническую болезнь почек. Почки могут быть как следствием заболеваний сердца, так и причиной. Это взаимно отягощающие факторы. При гипертонии страдают почки, соответственно, такие пациенты обязательно должны проверять состояние органов.
Пить или не пить – вот в чём вопрос? Спорный. Любят ли почки воду и сколько желательно принимать жидкости?
Для здоровых людей рекомендуется широкий питьевой режим – до 2 литров, а летом и до трёх, когда очень много теряем жидкости с потом. Вода позволяет растворять токсины, песочек, камни, то есть способствует нормальному функционированию почек. Но! В некоторых ситуациях объем принимаемой жидкости должен быть ограничен: когда идет обострение хронического заболевания почек, когда идет резкое уменьшение количества выделяемой суточной мочи, что будет сопровождаться отеками, когда идёт нарастание сердечной недостаточности. В этих ситуациях нужно быть осторожным и консультироваться с врачом по питьевому режиму.
А какие продукты питания не любят почки?
Избыточный прием продуктов, содержащих консерванты, пищевые добавки, соленья, копчёности, фаст-фуд, а также чрезмерное употребление алкоголя, кофе, чая, а особенно сладкой газировки могут способствовать образованию камней в почках. Не рекомендуется как резкое похудение, так и избыточное потребление калорий, потому что это вызывает ожирение и тоже провоцирует нагрузку на почки. Почки любят рациональное питание.
Сидячий образ жизни влияет на работу почек?
Крайне важно для правильной работы мочевой системы – своевременное опорожнение мочевого пузыря. Поскольку сидячая работа предполагает более редкое посещение туалета, то это нужно контролировать, так как задержка мочи может негативно сказаться здоровье почек. Одним словом, здоровый образ жизни – как для всего организма, так и для почек в частности – лучший способ поддержать наш фильтр в исправном состоянии. А также избегать переохлаждений, чрезмерного пребывания на солнце, приобщать себя к рациональному питанию и физической активности – это простые и действенные правила для нашего здоровья!
Круговорот жидкости в организме
Надо больше пить! Не менее двух, а лучше — трех литров жидкости в день. Вода продлевает молодость, очищает, тонизирует организм, выводит шлаки. Как часто в последнее время доводится это слышать. И мы стараемся: на столе несколько бутылок — минералка, газировка, пакеты соков. Но всякий ли организм готов к водной феерии? Не пора ли разобраться, кому, что и сколько пить.
Давайте определимся сразу: игнорируйте совет пить более 3 литров в день даже при температуре свыше 30оС. Для людей с больными почками и сердечно–сосудистой системой такие «водные параметры» и вовсе губительны. Ведь это приводит к образованию отеков, кругов под глазами, ухудшению общего самочувствия. Такой питьевой режим «вымоет» из организма полезные минералы — калий, кальций и магний, который в ответе за «порядок работы» сердца. Если же здоровый человек задастся целью выпить более трех литров в день, то может просто оконфузиться — выльется ему все это в диарею.
Так сколько пить жидкости, чтобы на здоровье? Вопрос специалисту кафедры гериатрии и геронтологии БелМАПО Любови Ворониной:
— Человеку среднего веса — около 70 — 75 кг, который не занят тяжелым физическим трудом, — примерно 1,2 — 2 литра. В принципе, расчет нужно производить из простой формулы, рекомендованной экспертами ВОЗ: умножьте свой вес на 30 мл — это и будет индивидуальной нормой. Кстати, в такой объем входит не только чистая вода, но и любая жидкость — чаи, фруктовые соки, супы. Стоит учесть, что продукты питания тоже содержат воду. И еще: всегда ориентируйтесь на свои ощущения. Есть сильная жажда, хочется пить — на здоровье. Если ее нет — не заставляйте себя.
Оптимально в жару употреблять воду небольшими глоткам каждые 30 минут. Если хотите сбросить вес, желательно делать это за 15 — 20 минут до еды и спустя 40 — 60 минут после. Если много пить во время приема пищи, вода задерживается и тормозит процесс пищеварения.
Вопрос: что предпочесть — сок, просто воду, воду с газами, минеральную? Тут уж на ваше усмотрение. Просто помните, что пакетированный сок — довольно калорийный напиток, кроме того, в жару у некоторых может вызывать аллергическую реакцию. Просто чистая вода — универсальный и, видимо, оптимальный вариант для всех. Вода «с пузырьками»? Да — пожалуйста, если все в порядке с желудком и после не возникает дискомфорта. Минеральная без газа — еще лучше, особенно для тех, кто в знойные дни активно потеет. Ведь с потом «выходят» микроэлементы, и этот напиток будет только кстати.
Однако вода ни в коем случае не должна быть ледяной. Такая лишь усилит потоотделение, а следовательно, количество жидкости в организме уменьшится. Помимо прочего, рискуете слечь на две недели с ангиной. Как вариант, летом в жару пейте некрепкий зеленый чай без сахара, травяные чаи из брусники, черники и мяты.
Жарко, душно, невыносимо
Чтобы легче перенести тяжелые знойные дни, врачи советуют не только «правильно пить», но и урезать свой рацион. Особенно «ослабить калории» нужно людям с лишним весом. Стоит перейти на более легкое питание, и жить под палящими лучами станет легче. Оптимально в такие жаркие дни отказаться от белковой еды, соли и сахара. Предпочесть ягоды, овощи, холодник, окрошку и легкие салаты.
Головной мозг человека на 40 процентов состоит из воды. Кости содержат 20 процентов, жировая ткань менее всего — 12. Количество воды в тканях зависит от возраста и веса. Так, например, 40–летний мужчина 70 кг носит в себе 40 литров воды.
С потом у человека «уходит» в сутки до 300 — 600 мл воды, а в жару еще больше;
Что перерабатывает воду в организме
Общее количество воды в организме человека варьирует от 55% до 65% в зависимости от веса и состава тела. В жировой ткани воды очень мало, так что процентное содержание воды в организме больше у худых людей.
Большая часть воды в организме содержится во внутриклеточной жидкости (около 70%), интерстициальной жидкости (например, в составе лимфы; около 20%), и в плазме крови (около 7%). Интерстициальную жидкость и плазму вместе называют внеклеточной жидкостью. Оставшиеся 3% воды в организме находятся в просвете кишечника, спинномозговой жидкости и других отделах организма.
Тело само контролирует количество воды во всем организме, главным образом, путем контроля концентрации ионов во внутриклеточной и внеклеточной жидкостях. Объем воды внутри клеток зависит прежде всего от концентрации в клетках калия и фосфора. Объем внеклеточной воды зависит в первую очередь от концентрации внеклеточного натрия и хлора.
Вода всасывается в верхней части тонкой кишки и через лимфу и кровь попадает в различные ткани организма. Выводится вода через почки, пот, выдыхаемый воздух, кал. В обычных условиях водный баланс поддерживается на постоянном уровне. Потери воды в норме равняются ее потреблению и эндогенному образованию и составляют порядка 2–4 л в стутки. Потребление воды регулируется главным образом чувством «жажда», а выделение контролируется антидиуретическим гормоном и почками. При попадании в организм чрезмерного количества воды почки выводят ее излишки. С другой стороны, если потребление жидкости низкое, почки выделяют более концентрированную мочу, чтобы уменьшить потери вода организмом. Следует помнить, что увеличенное потребление жидкости может помочь предотвратить или уменьшить частоту образования камней в почкахи мочевом пузыре.
При голодании или диетах с ограниченным содержанием углеводов происходит потеря воды организмом из-за снижения количества накопленного гликогена в тканях.
Вода жизненно важна для организма как универсальный растворитель и смазывающее вещество, она обеспечивает транспортирование питательных веществ и продуктов метаболизма. Она также играет роль в регулировании температуры тела.
Снижение количества воды в организме может быть вызвано либо недостаточным потреблением, либо чрезмерным выделением (например, повышенным потоотделением, обширными ожогами, рвотой или диареей). В последнем случаевозможна потеря электролитов вместе с водой.
Общие осмотические свойства плазмы, интерстициальной жидкости и внутриклеточной жидкости одинаковы и объясняются, главным образом, наличием в них неорганических ионов, а также глюкозы, мочевины и белков. Нарушения объема внеклеточной жидкости обычно вызваны изменением количества в ней натрия. Уменьшение объема может быть вызвано невосстановленными потерями, такими как продолжительное потоотделение, рвота, диарея или ожоги. Избыток объема жидкости возможен при почечной или сердечной недостаточности, при которых нарушается выведение натрия и воды.
Ранние признаки недостатка воды включают в себя головную боль, усталость, потерю аппетита, покраснение кожи, головокружение, сухость во рту, сухость глаз, ощущение жжения в желудке.
Множество факторов определяют потребности в воде при обычных обстоятельствах, к ним относятся температура окружающей среды, уровень физической активности, общее состояние здоровья, пол, возраст и другие.
В среднем потребление жидкости в день для взрослого человека составляет2–4% от массы тела, а для ребенка – 10-15 % от массы тела.
Что перерабатывает воду в организме
а) Всасывание в тонком кишечнике. Из тонкого кишечника ежедневно всасываются несколько сотен граммов углеводов, 100 г или более жира, 50-100 г аминокислот, 50-100 г ионов и 7-8 л воды. Всасывающая способность тонкого кишечника в норме гораздо больше, вплоть до нескольких килограммов в сутки: 500 г жира, 500-700 г белка и 20 л или более воды. Толстый кишечник может всасывать дополнительно воду и ионы, даже некоторое количество питательных веществ.
Функциональная организация ворсинок.
А. Продольный разрез.
Б. Поперечный разрез, показывающий основание мембраны под эпителиальными клетками и щеточную каемку в других окончаниях этих клеток
б) Всасывание воды. Изотоничное всасывание. Вода проходит через кишечную мембрану полностью посредством диффузии, которая подчиняется обычным законам осмоса. Следовательно, когда химус достаточно разбавлен, вода всасывается ворсинками слизистой кишечника в кровь практически исключительно осмосом.
И наоборот, вода может транспортироваться в обратном направлении из плазмы в химус. В особенности это происходит при попадании гипертонического раствора из желудка в двенадцатиперстную кишку. Чтобы сделать химус изотоничным плазме, необходимое количество воды с помощью осмоса в течение нескольких минут будет перемещено в просвет кишечника.
б) Всасывание ионов. Активный транспорт натрия. В состав кишечного секрета ежедневно выделяется 20-30 г натрия. Помимо этого ежедневно человек в среднем съедает 5-8 г натрия. Таким образом, чтобы предотвратить прямую потерю натрия с фекалиями, в сутки в кишечнике должно всасываться 25-35 г натрия, что равно приблизительно 1/7 всего натрия, находящегося в организме.
В ситуациях, когда значительное количество кишечного секрета выводится наружу, например при крайней степени диареи, запасы натрия в организме могут истощаться, достигая в течение нескольких часов смертельно опасного уровня. Обычно с фекалиями ежедневно теряется менее 0,5% кишечного натрия, т.к. он быстро всасывается слизистой кишечника. Натрий также играет важную роль во всасывании Сахаров и аминокислот, что мы увидим в дальнейших обсуждениях.
Основной механизм всасывания натрия из кишечника представлен на рисунке ниже.
Всасывание натрия эпителием кишечника. Особо выделено всасывание воды путем осмоса, т.е. вода «сопровождает» натрий через эпителиальную мембрану
Принципы этого механизма, в основном аналогичны всасыванию натрия из желчного пузыря и почечных канальцев.
Движущая сила для всасывания натрия обеспечивается активным выведением натрия с внутренней стороны эпителиальных клеток через базальную и боковые стенки этих клеток в межклеточное пространство. На рисунке это обозначено широкими красными стрелками. Этот активный транспорт подчиняется обычным законам активного транспорта: ему необходима энергия, и энергетические процессы катализируются в клеточной мембране аденозинтрифосфатаза-зависимыми ферментами. Часть натрия всасывается вместе с ионами хлора; к тому же отрицательно заряженные ионы хлора пассивно притягиваются положительно заряженными ионами натрия.
Активный транспорт натрия сквозь базолатеральную мембрану клеток снижает концентрацию натрия внутри клетки до низких значений (около 50 мэкв/л), что также показано на рисунке выше. Из-за того, что концентрация натрия в химусе в норме составляет около 142 мэкв/л (т.е. приблизительно равна содержанию в плазме), натрий движется внутрь по этому крутому электрохимическому градиенту из химуса через щеточную каемку в цитоплазму эпителиальных клеток, что обеспечивает основной транспорт ионов натрия эпителиальными клетками в межклеточное пространство.
в) Осмос воды. Следующий шаг в процессах транспорта — это осмос воды в межклеточное пространство. Он происходит потому, что создается высокий осмотический градиент из-за повышенной концентрации ионов в межклеточном пространстве. Большая часть осмоса осуществляется через плотные контакты апикальной каймы эпителиальных клеток, а также через сами клетки. Осмотическое движение воды создает поток жидкости через межклеточное пространство. В итоге вода оказывается в циркулирующей крови ворсинок.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021