10.2.5. Обмен воды и минеральных веществ

Вода у взрослого человека составляет 73 % массы тела, а у новорож­денного - 80%. Относительное содержание воды в организме постепенно уменьшается с возрастом и составляет у пожилых людей около 55 %.

Вода является средой, в которой осуществляются процессы обмена. Непрерывное поступление воды в организм является ос­новным условием поддержания жизнедеятельности. Основная масса всей воды (около 71 %) входит в состав протоплазмы клеток. Внеклеточная вода входит в состав тканевой жидкости (около 21%) и вода плазмы крови (около 8%). Баланс воды складывается из ее потребления и выделения. Суточная потребность в воде колеблется от 21 до 43 мл/кг (в среднем 2400 мл) и удовлетворяется за счет потребления воды при питье (примерно 1200 мл), с пищей (около 900 мл) и воды, образующейся в организме в ходе обменных процессов (до 300 мл). Такое же количество воды выводится в составе мочи (около 1400мл), кала (100 мл), посредством испарения с поверхности кожи и дыхательных путей (около 900 мл).

Потребность организма в воде зависит от характера питания. При употреблении углеводной и жирной пищи, недостаточного количества NaCl потребности в воде уменьшаются. Пища, богатая белками, прием большого количества соли увеличивают потребность организма в воде. Поступление воды регулируется ее потребностью, проявляющейся чувством жажды. Это чувство возникает при возбуждении центра жажды гипоталамуса.

         При потере воды, достигающей 5% массы тела, наблюдается выраженное снижение работоспособности. Если потеря воды составляет 10% массы тела, то возникает тяжелое обезвоживание, а если она составляет 15 -20 % или около 1/3 - 1/4 общего содержания воды, наступает летальный исход. При чрезмерном потреблении воды в течение короткого времени может возникнуть водная интоксикация, характеризующаяся симптомами отека мозга - нарушением работоспособности, головной болью, тошнотой и судорогами.

Обмен воды и минеральных веществ в организме тесно взаимо­связаны, что обусловлено необходимостью поддержания осмотичес­кого давления на относительно постоянном уровне во внеклеточной среде и в клетках.

Организм ребенка быстро теряет и быстро накапливает воду. Потребность в воде на 1 кг массы тела с возрастом уменьшается, а абсолютное ее количество возрастает. Трехмесячному ребенку требуется 150 - 170 г воды на 1 кг массы тела, в 2 года - 95 г, в 12 - 13 лет - 45 г. Суточная потребность в воде у годовалого ребенка 800 мл, в 4 года – 950 - 1000 мл, в 5 - 6 лег - 1200 мл, в 7 - 10 лет - 1350 мл, в 11 - 14 лет - 1500 мл.

Регуляция водного баланса. Чистая вода, поступившая в организм, превращается в изотоничный плазме крови раствор. Такая вода поступает в печень, где ее содержание может увеличиваться на 30  %. Происходит физиологическое набухание печени. При этом возбуждаются осморецепторы печени. Сигналы от этих клеток по афферентным нейронам поступают в гипоталамус, где тормозят образование антидиуретического гормона. Снижение антидиуретической активности стимулирует водный диурез в почках.

При употреблении воды в виде изотонического раствора, например с супом, она регистрируется волюморецепторами (рецепторы объема) в области низкого давления кровеносной системы. Их очень много в стенках крупных вен грудной клетки и в предсердиях. Сигналы этих рецепторов передаются в супраоптическое ядро гипоталамуса и происходит ингибирование образования антидиуретического гормона гипофиза.

Уменьшение поступления жидкости в организм приводит к повышению концентрации внеклеточной среды. Высокочувствительные центральные осморецепторы обеспечивают высокую активность антидиуретического гормона и поэтому почки удерживают воду. Возникающая жажда приводит к потреблению воды.

Жажда. Потеря воды в количестве около 0,5 % от массы тела вызывает чувство жажды, которое вызывает стремление пить воду.

Осуществление физиологических процессов (возбуждение, синаптическая передача, сокращение мышц) не возможно без поддержания в клетке и вне клеточной среде определенной концентрации ионов натрия, калия, кальция и других минеральных веществ.

Минералы вместе с водой обеспечивают постоянство осмотического давления, кислотно-щелочного баланса, процессов всасывания, секреции, кроветворения, костеобразования, свертывания крови; без них были бы невозможны функции мышечного сокращения, нервной проводимости, внутриклеточного дыхания. Все они должны поступать в организм с пищей и водой.

         В зависимости от содержания в организме минеральные вещества разделены на макроэлементы и микроэлементы. В организме взрослого человека содержится 5 % минеральных веществ, у новорожденного – 2,55 % от массы тела. В таблицах 14, 15 приведены рекомендации потребления макроэлементов для взрослого человека.

Таблица 14

Суточная потребность организма ионов, в г/сут

Потребность человека в кальции увеличивается в те периоды жизни, когда происходит рост костей (у беременных женщин и детей).

Микроэлементы – это элементы, содержащиеся в организме в малых количествах. Микроэлементы можно подразделить на три группы (табл. 16).

1. Элементы с известной или предполагаемой функцией. К ним относятся: железо (входит в состав гема), фтор, йод (входят в состав гормонов щитовидной железы), медь, марганец, молибден, цинк и др.

2. Элементы, оказывающие токсическое действие. К ним относятся сурьма, мышьяк, свинец, кадмий, ртуть и талий.

3. К элементам, не выполняющим каких-либо физиологических функций и не являющихся необходимыми для организма относятся алюминий, бор, серебро и телур.

 Таблица 15

Рекомендации по потреблению макроэлементов для взрослых

Таблица 16

Рекомендации по потреблению микроэлементов для взрослых

Загрязнение окружающей среды, стремительный темп жизни с неизбежным нарастанием стрессовых ситуаций, способы обработки продуктов питания, "убивающие" биологически активные вещества, использование пищевых добавок, не всегда качественные продукты питания - вот далеко не полный перечень причин роста дефицита жизненно важных минералов и избытка токсичных веществ, наносящих непоправимый вред здоровью. Городские жители страдают  от избытка в организме тяжелых металлов: свинца, мышьяка, кадмия, ртути, хрома, никеля. Например, накопление ртути в организме происходит незаметно. Результатом отравления ртутью, может быть нарушение речи, нервозность, появление состояния страха, сонливость, лейкопения (уменьшение количества лейкоцитов в крови). Некоторые состояния, связанные с дефицитом микроэлементов приведены в таблице  17 .

Таблица 17

Некоторые состояния, связанные
с дефицитом  микроэлементов

Экстрактивные и грубоволокнистые вещества. К ним относятся различные соединения, определяющие вкус и запах пищи. Эти соединения не требуются для жизнедеятельности организма, но играют роль в создании хорошего самочувствия и в секреции пищеварительных соков. Непереваривающиеся грубоволокнистые вещества - это главным образом, полисахариды типа целлюлозы, обеспечивающие прочность клеточных стенок растений. Они не подвергаются химическому расщеплению в пищеварительном тракте человека. Грубоволокнистые компоненты стимулируют перистальтику, ускоряя тем самым продвижение пищевых масс по кишечнику, а так же способствуют более мягкой консистенции каловых масс. Оба эти фактора играют роль в предупреждении запоров и их последствий.