Обмен воды и солей биохимия кратко

Обновлено: 03.07.2024

Статья про минеральный обмен веществ у взрослого человека. Водно-солевой обмен у детей отличается, учитывайте это изучая статью.

Обмен минеральных веществ - это часть общего обмена веществ происходящий в организме человека. Общий обмен веществ и энергии включает: газообмен в лёгких, обмен воды, обмен минеральных веществ (калий, кальций, натрий), обмен органических веществ (белки, жиры, углеводы).

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)

Наименование ткани	Натрий	Калий	Кальций	Магний	Хлор	Фосфор (моли)
Наименование ткани	миллиэквиваленты
Кожи	79,3	23,7	9,5	3,1	71,4	14,0
Мозга	55,2	84,6	4,0	11,4	40,5	100,0
Почки	82,0	45,0	7,0	8,6	67,8	57,0
Печени	45,6	55,0	3,1	16,4	41,3	93,0
Сердечной мышцы	57,8	64,0	3,8	13,2	45,6	49,0
Скелетной мышцы	36,3	100,0	2,6	16,7	22,1	58,8

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 НСО 3 .

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

Ткань или орган	Содержание воды %	Ткань или орган	Содержание воды%
Жировая ткань	10,0	Мышцы	75,6
Скелет	22,0	Селезёнка	75,8
Печень	68,3	Лёгкие	79,0
Кожа	72,0	Сердце	79,2
Кишечник	74,5	Почки	82,7
Мозг	74,8	Кровь	83,0

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.

Не соблюдение этих правил со временем приводит к нарушению водно-солевого обмена в организме человека.

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. Читать далее.

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

1) Общие сведения. Далеко не секрет, что жизнь зародилась в воде, мы состоим примерно на 65% из воды, все химические процессы внутри нашего тела протекают с участием воды, пища усваивается в ЖКТ путём гидролиза,т.е. тоже с участием воды. Учитывая вышеперечисленные факты, было бы как минимум глупо не воспринимать питьёвой режим всерьёз, но чаще всего именно так и происходит.

Вода играет важную роль в нашей жизни благодаря своим физико-химическим свойствам:

— молекула воды имеет форму тетраэдра, в центре которого расположен кислород, две вершины фигуры занимают свободные электроны кислорода, другие две занимают атомы водорода(см. рисунок 1).

— Соединяясь между собой молекулы воды образуют водородные связи : электроны кислорода соединяются с водородом,а атомы водорода соединяются с кислородом другой молекулы воды. Благодаря водородным связям, вода, в отличии от других жидкостей обладает высокой температурой кипения, высокой теплопроводностью, большой теплоёмкостью, что позволяет участвовать в теплообмене организма .

— вода является очень подвижной жидкостью, имеет низкую вязкость . Происходит это благодаря тому, что создание и разрушения водородных связей происходит очень быстро и постоянно. По этому вода легко циркулирует по кровеносным и лимфатическим сосудам, между клетками, в клетке и по всему организму в целом.

— молекулы воды имеют выраженную полярность , если говорить простыми словами и не вдаваясь в химию: это способность притягивать атомы других веществ. Благодаря этому свойству, вода является растворителем, в ней растворяются различные органические и не органические вещества.

Учитывая физико-химические свойства воды, становится понятно, почему вода так важна для организма, и почему именно вода стала основной жидкостью для всех существ на земле.

2) Биологическая роль и функции воды закономерно вытекают из её физико-химических свойств:

— как уже говорилось выше, вода в организме человека играет роль растворителя , в ней растворяются органические и не органические вещества.

— в следствии своей низкой вязкости и возможности перемещаться свободно по всем внутренним структурам организма, вода выполняет транспортную функцию , т.е. в составе крови переносит растворимые в ней вещества.

— для некоторых высокомолекулярных соединений вода выполняет структурную функцию , создает гидратную оболочку(условно обволакивает молекулу) и способствует стабильности таких соединений.

— вода активно участвует в метаболизме, большое количество реакций протекают с её участием, от гидролиза пищи, до цикла трикарбоновых кислот. Вода — биологически активное вещество и активный участник обмена веществ.

— благодаря своему строению, полярности и водородным связям, вода выполняет терморегуляторную функцию. Участвует в поддержании температуры тела.

3) Регуляция водного баланса. И прежде чем пойдёт речь про водный баланс, надо поговорить про распределение, содержание, поступление и выведение воды, так же разобраться с тем, что такое осмотическое давление крови. Эта информация даст более глубокое понимание сути водного обмена.

— содержание воды в организме. У взрослого человека содержание воды примерно 60-65% от общей массы тела, т.е. если человек весит 100 кг, из них 65 кг будет воды, и только 35 кг будет отведено на все остальные структуры и вещества. Дети имеют немного больший процент, а с возрастом процент уменьшается. Потеряв 4-5 % воды , человек начинает испытывать сильную жажду и происходит значительное снижение работоспособности. Потеря 10-15 % может привести к серьёзным нарушениям метаболизма, а потеря 20-25 % воды уже приводит к гибели. Что касается потерь воды во время тренировки, человек весом 100 кг, спокойно может потерять около 5 % воды, это около 5 кг, а если учитывать затраченный гликоген, жирные кислоты, минералы и другие вещества, то эта величина будет больше.

— распределение воды в организме. Вода в организме распределяется не равномерно, больше всего её содержится в жидкостях организма: кровь, лимфа, спинномозговая жидкость, на общий состав приходится 80-90% воды. Внутренние органы и мышцы на 70-80% состоят из воды, на 20-40% состоят из воды кости и меньше всего её содержится в эмали зуба, около 1%.

— поступление воды. Суточная потребность в воде у взрослого человека примерно 2,500 — 3000 мл., либо 40 мл на кг. веса тела. Основные источники воды можно разделить на две группы экзогенные и эндогенные . В первом случае эта та вода, которую потребляет человек из вне: питьевая вода, твердая и жидкая пища. Во втором случае, это та вода, которая образуется в ходе внутриклеточных реакций, например при окислении молекулы ацетил-КоА до воды и углекислого газа в цикле Кребса.

— выведение воды из организма. Вода из организма выводится с помощью почек, легких, потовых желез и кишечника. Если взять организм взрослого человека, то за сутки он выделяет 2500-3000 мл воды, из них выделяется: с мочой 1400 — 1500 мл, с потом 600 — 700 мл, с выдыхаемым воздухом 350 — 400 мл, с калом 150 — 200 мл. Следует отметить, что количество воды выводимое из организма может сильно отличаться от человека к человеку, т.к. зависит от количества поступившей в организм воды, образа жизни и индивидуальных различий. Так же, потеря воды усиливается во время интенсивной физической нагрузки, во время сильного потоотделения человек может потерять более 5 л воды, плюс увеличивается потеря воды с выдыхаемым воздухом. Самым главным органом, отвечающим за выведение воды, являются почки. Подробнее про их работу можно прочитать тут или посмотреть — осмотическое давление крови. Это сила с которой растворитель(в данном случае вода) проникает через полупроницаемую мембрану. Попробую объяснить так: условно, имеем два раствора разделённые полунепроницаемой мембраной, в первом 100 мл воды и 100 молекул соли, во втором 100 мл воды и тоже 100 молекул соли, в данном случае ничего не будет происходить. Как только мы из второго раствора выльем 50 мл воды, осмотическое давление сразу же подымется, и из первого раствора, через полупроницаемую мембрану, под действием осмотического давления во второй раствор перейдёт 25 мл воды, что бы создать равновесие. В результате в первом растворе будет 75 мл воды, 100 молекул соли, и во втором будет 75 мл воды и 100 молекул соли. Это и есть действие осмотического давления.

Теперь можно продолжить разговор про обмен воды, контролирует её выведение и потребление нервно-гормональная регуляция . Когда организм теряет несколько процентов воды, у человека возникает жажда , механизм действия следующий: при обезвоживании организма сгущается кровь и растёт осмотическое давление, эта ситуация воспринимается осморецепторами , которые посылают сигнал в кору головного мозга, в результате чего формируется чувство жажды. Кроме этого, при потере воды, вырабатывается гипоталамусом гормон — вазопрессин (антидиуретический гормон), который ускоряет обратное всасывание(этап реабсорбции) воды из первичной мочи в кровь, что приводит к уменьшению диуреза. Так же удержанию воды в организме способствует другой гормон — альдостерон , механизм его действия заключается в том, что он повышает скорость обратного всасывания в кровь ионов натрия во время того же этапа реабсорбции и уменьшает обратное всасывание ионов калия . Натрий хорошо взаимодействует с водой — образуется гидратная оболочка(вода покрывает молекулу натрия), благодаря этому вода сохраняется в организме.

Я не могу не отметить, что сама по себе жажда не всегда является следствием физиологической нехватки воды. Это чувство может быть связано с привычкой, с желанием охладиться/согреться и т.д. Равносильно и другое правило, утоление жажды , не всегда истинно, т.к. чувство наполненного желудка притупляет чувство жажды, даже если нехватка воды ещё присутствует.

Выведение воды из организма стимулируется гормоном — тироксином , который синтезируется щитовидной железой. При его повышенной концентрации, усиливается потеря воды через кожу.

Подводя итог: обмен воды находится под контролем нервно-гормональной регуляции , организм при помощи этого механизма старается поддерживать постоянное количество. При избытке воды — она выводится, при нехватке задерживается. Дегидратация организма существенно влияет на работоспособность спортсмена, по этому необходимо следить за потреблением воды до, во время и после физических нагрузок.

4) Нарушение водного обмена. Происходит во первых : когда по каким-то причинам вода в организме задерживается; во вторых : когда организм подвержен долгое время дегидратации(обезвоживание). В первом случае основным симптомом являются отёки — застой воды в тканях. Такая ситуация не редко возникает и при заболеваниях почек, сердечно сосудистой системы, или во время голодания. Так же задерживаться вода в организме может при чрезмерном употреблении поваренной соли , как я уже говорил выше, натрий вступает в реакцию с водой, образуя гидратную оболочку, тем самым задерживая воду. Что бы избежать этих проблем, необходимо контролировать поступление воды и солей в организм. Рекомендованное количество потребления воды — 40 мл на кг веса тела в сутки, а поваренной соли 5 — 8 г, но эти значения колеблются в зависимости от источника, точных рекомендаций на сегодняшний день к сожалению нет.

Другой случай нарушения водного баланса — это уменьшение содержания воды в организме . Причины такого состояния могут быть разные: от ограниченного поступления воды, до серьёзных заболеваний, например сахарного диабета. Если говорить о спортсменах, то обезвоживание может быть вызвано тренировками большого объёма, в таком случае при неправильной регидратации(режим питья), спортсменом теряется большое количество воды через пот и выдыхаемый воздух, особенно при высокой температуре окружающей среды. Обезвоживание очень опасное состояние организма, по мимо многочисленных симптомов и нарушений, падает работоспособность. Для предупреждения этого необходимо соблюдать питьевой режим, например: за 30-60 минут перед тренировкой выпивать 400-500 мл воды, а во время тренировки пополнять запасы воды путём частого приёма по 40-50 мл. Но основной момент соблюдения баланса воды в организме — это правильный питьевой режим и контролируемое потребление солей в течении суток.

Обмен минералов.

1) Общие сведения. Минеральные вещества — разнообразная группа незаменимых пищевых компонентов, играющих важную роль в метаболизме человека, участвуют в образовании костной ткани, кровотворении и т.п. Почти все известные минералы входят в состав организма, однако содержание их не одинаково. На минералы приходится примерно 4% от общей массы тела, в зависимости от количества они подразделяются на макроэлементы и микроэлементы . В таблице ниже находится краткая информация по содержанию, источникам, потребности и функциях основных минералов:

2) Биологическая роль и функции отдельных минералов.

— Магний, фосфор, кальций. Эти минералы в основном содержатся в костной ткани в форме нерастворимых солей. Кальций и магний так же присутствует в плазме крови и оба этих соединения участвуют в сокращении и расслаблении мышц , помимо этого кальций является обязательным участником реакций, в ходе которых свёртывается кровь . Магний имеет ощелачивающий эффект, что позволяет ему влиять на кислотно-щелочное равновесие. Что касается фосфора, то его функции в организме многочисленны, входит в состав нуклеиновых кислот , фосфолипидов и фосфопротеидов , так же часть фосфора находится в организме в виде фосфорной кислоты , соединения, которое участвует во многих реакциях и выполняет исключительную роль в энергетическом обмене и входит в состав АТФ (аденозинтрифосфат). Гормоны кальцитонин (щитовидная железа) и паратгормон (паращитовидные железы) участвуют в метаболизме фосфора и кальция. Кальцитонин совместно с витамином D способствует включению этих элементов в костную ткань , следствием чего является снижение их концентрации в крови и моче. Паратгормон работает наоборот, при необходимости он провоцирует высвобождение фосфора и кальция из костей в кровь , так же совместно с витамином D ускоряет их всасывание в кишечнике. Такой механизм позволяет организму добиваться нужной концентрации в крови фосфора и кальция.

3) Поступление и выделение минеральных веществ в организме.

На том, как и откуда поступают минеральные вещества я останавливаться не буду, тут на мой взгляд всё понятно: потребность в элементах должна удовлетворяться соответствующей пищей , в организме минералы не синтезируются.

Выведение минералов из организма человека возможно тремя путям: через почки, пот и кишечник. Почки в этом плане самый эффективный орган, через них больше всего происходит выведение неорганических соединений, около 15-25 г за сутки. Через кишечник выводят не растворимые в воде вещества, железо и соли тяжелых металлов . Интересная ситуация образовалась вокруг фосфора и кальция , дело в том, что выводится они могут и через кишечник, и через почки, а зависит это от кислотности мочи , чем она выше, тем больше выводится через почки. Объясняется это тем, что растворимость выводимых веществ выше в кислой среде. Так же, небольшая часть минералов выводится с потом, в основном это конечно хлористый натрий, который иногда даже можно наблюдать на чёрной одежде. Во время длительных нагрузок, потеря хлористого натрия может быть достаточно большой, что бы сказать на работоспособности спортсмена, в таком случае целесообразно пить во время тренировки минеральную, а не обычную воду, или соответствующие минеральные напитки.

Вывод

По поводу питья во время тренировок, лично я всегда себе беру разные напитки, либо минеральные, либо сладкая вода и пью их маленькими глотками. От обезвоживания это конечно спасает, а что касается эффективности различных электролитов добавленных в напиток, сказать ничего не могу, но эффект плацебо никто не отменял. По этому если есть возможность, лучше пить, чем не пить. Но употребление воды во время тренировки — обязательно.

На этом я с вами прощаюсь, с вами был Игорь Зайцев, до новых встреч. И для тех, кто дочитал/промотал до конца, предлагаю пройти опрос ниже:

Цель урока: представлять схему обмена питательных веществ в организме, значение воды и минеральных веществ для нормальной жизнедеятельности, общую характеристику обмена энергии, основной обмен и рабочую прибавку, пути повышения теплопродукции, знать роль витаминов их классификацию и возможные заболевания.

План изложения нового материала

1. Общая характеристика обмена веществ и энергии

2. Виды обмена веществ: водно-солевой обмен, белков, углеводов, жиров

4. Распад и окисление питательных веществ

Общая характеристика обмена веществ и энергии

В организм человека поступают вещества (белки, жиры, углеводы), витамины, вода и минеральные соли. Кислород воздуха проникает в кровь через легкие, частично — через кожу. Они необходимы клеткам и тканям, в которых происходят биохимические процессы, образуются специфические вещества (полезные и вредные) и энергия Продукты обмена веществ (экскреты) выводятся через почки, легкие, кожу и органы желудочно-кишечного тракта.

Обмен веществ и энергии ( метаболизм) — это совокупность физиологических процессов , направленных на обеспечение организма необходимыми для его жизнедеятельности веществами, их превращение и использование для получения энергии и построения клеточных структур, и в конечном итоге на удаление во внешнюю среду ненужных продуктов происшедших реакций. Метаболизм — это превращение в организме сложных веществ в простые и удаление продуктов распада.

Метаболизм связан с процессами синтеза и распада различных структур. В клетках образуются разнообразные вещества, используемые для построения, обновление структур клеток Синтез новых веществ проходит с затратой энергии . Процесс синтеза веществ называется анаболизмом, ассимиляцией . Это пластический обмен веществ , которому необходима энергия ,она образуется при распаде сложных полимеров на мономеры, воду, углекислый газ.

Реакции расщепления питательных веществ с выделением энергии , называется катаболизмом, диссимиляцией . Они сопровождаются энергетическим обменом веществ с участием ферментов.
Метаболизм включает процессы анаболизм и катаболизм, которые происходят в организме постоянно в течение всей жизни .Процессы анаболизма преобладают в детском возрасте, необходимы для роста. Преобладание процессов диссимиляции ведут к истощению, старению, гибели организма.
Питательные вещества, минеральные соли имеют определенное значение для организма, для них характерны свои процессы метаболизма, витамины играют в основном роль катализаторов биохимических процессов, так как большинство из них входят в состав ферментов.

Обмен воды и минеральных солей.

Обмен воды. На долю воды в организме приходится в среднем 65-70% массы тела. В разных органах процент воды отличается.

в костях около 20%

в головном мозге около 95%

Вода бывает внеклеточная и внутриклеточная. Около 300 мл образуется в организме в результате метаболизма.
С продуктами питания, при питье в сутки необходимо 1,5-2,5 л воды, такое же количество воды должно удаляться из организма: с потом 0,5л , с мочой 1,5л , при дыхании 0,5л ,с калом 0,1 л, что зависит от окружающей температуры воздуха

Вода выполняет жизненно важные функции:

1) растворитель веществ для метаболитических процессов

2) с водой в организм поступают минеральные вещества, водорастворимые витамины

3) участвует в терморегуляции, выделяясь с потом

4) участвует в биохимических процессах

Нарушение водного обмена связано с а) обезвоживанием организма при кровотечении, рвоте, диарее, опасно для жизни б) задержка в организме с образованием отеков, асцита. В подкожно-жировой клетчатке задержка воды - анасарка.

Минеральные вещества выполняют разнообразные функции..Общий вес минеральных веществ 4-5% от массы тела

регулирует кислотность и осмотическое давление крови, проводят импульсы

процессы возбуждения и торможения

поддерживает водно-солевой обмен влияет на работу мышц, миокарда, проводит нервные импульсы

картофель,греча,яблоки,абрикосы, курага, хлеб, мясо

процессы возбуждения и торможения

сердечнососудистую систему, передача нервных импульсов в синапсах, в гемостазе

молочные продукты, яйца, греча,горох,лук

сердечнососудистые, костной системы

нуклеиновые кислоты ,костной системе

зерновые и бобовые продукты

кроветворение, образование гемоглобина, процесс дыхания

костеобразование, обмен углеводов, сосудорасширяюшее действие, деторождение , снижает нервное возбуждение, улучшает половую функцию

глухота, деформация суставов

образование гормонов щитовидной железы

морская рыба и морские продукты питания, салат иодированный(красный),шампиньоны

построение зубов, костей

морские продукты, чай,изюм, тыква,просо,орех

для функции половых желез, кроветворения, в состав ферментов

аллергия, инфекционные болезни, пятна на ногтевых пластинках

кроветворения, тканевого дыхания, образование коллагена, меланина, в состав ферментов

мясо,рыба, продукты моря,греча,овсянка,картофель,орех

анемия, облысение, дерматозы

влияет на выработку иммунитета,задерживает развитие онкоклеток, для образования семенной жидкости

морская рыба и морские продукты, печень,мясо, яйца,дрожжи,подсолнух

регулирует обмен холестерина,образование инсулина

нарушение функции ногтей, волос,кожи,костей

для построение костей, эмали,половых гормонов,ЖВС,

остеопороз, эрозия и рак женских половых органов

для щитовидной железы, ЦНС(успокаивает

сердечнососудистую систему, снижает уровень холестерина, улучшает зрение

сахарный диабет, атеросклероз

кроветворение,образование витаминаВ12,всостав ферментов,

кроветворение,ЖВС,снижает артериальное давление крови,

чечевица, бобовые,груша, кукуруза,

влияет на иммунитет

бактерицидное,противовоспалительное,вяжущее действие, как антибиотик

Обмен белков.

"Жизнь — есть способ существования белковых тел" Ф.Энгельс. Все живое состоит из азотсодержащих веществ белков. Это полимеры-полипептиды, состоящие из мономеров- аминокислот (10 являются заменимыми, 10 незаменимыми).
Заменимые аминокислоты могут образовывать из других аминокислот, незаменимые должны поступать с пищей. Белки пищи, содержащие полный набор аминокислот, называются полноценными животного происхождения. Отсутствие в пищевом рационе даже одной аминокислоты приводит к заболеваниям.

Переваривание белков начинается в желудке под действием пепсина, он расщепляет их на молекулы меньшего размера.

В тонкой кишке ферменты кишечного и панкреатического соков (трипсин, химотрипсин, карбоксипептидаза, аминопептидаза) расщепляют белки до аминокислот, которые и всасываются в кровь в тонкой кишке. С током крови они проходят через печень, где гепатоциты синтезируют из аминокислот белки крови свертывающей системы( протромбин). Аминокислоты переносятся ко всем органам и тканям. для построения собственных белков, специфичных для организма. Синтез белков (первичная структура ) происходит на рибосомах под действием ферментов, затем образование вторичной, третичной структуры в комплексе Гольджи.

Белки азотсодержащие вещества. Организму в сутки необходимо 100— 110 г белка. Соотношение количества азота, поступившего в организм и удаленного из него, называют азотистым балансом. У взрослого человека в норме количество белка, поступившего в организм, равно количеству распавшегося. Это соотношение можно определить понятием азотистое равновесие. В детском возрасте для роста ребенка необходимо больше белков, чем выделяется , как и больным при выздоровлении. Это положительный азотистый баланс . В старческом возрасте, при длительном голодании и у ослабленных больных преобладает распад белков над его поступлением — это отрицательный азотистый баланс, или азотистый дефицит .

1)пластическая, входят в состав всех клеток, тканей

2)ферментативная - ферменты - это белки

3)регуляторная , гормоны , медиаторы - это белки Гормон роста (соматотропин), гормоны щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин) оказывают анаболическое действие на метаболизм белков.

4)энергетическая , при расщеплении 1 г белка образуется 4,1 ккал тепла

5)специфические функции (актин и миозин в мышечной ткани выполняют сократительную, фибриноген сыворотки крови — свертывающую, иммуноглобулины крови — защитную и т.д.

Белки не депонируются в организме и при их дефиците происходит разрушение белков, они участвуют преимущественно в пластическом обмене. Конечный распад белков приводит к образованию воды, углекислого газа и аммиака, который затем преобразуется в мочевину.

Обмен углеводов

Углеводы поступают в организм в основном в виде полисахаридов (крахмала и гликогена) и дисахаридов (например, сахарозы). Ферменты слюны амилаза и мальтаза , кишечного и панкреатического сока продолжают действовать на углеводы и расщепляют их до моносахаридов (глюкоза, фруктоза.), которые всасываются в кишечнике. По воротной вене глюкоза поступает в печень, где образуется гликоген, полимер глюкозы. При мышечной нагрузке гликоген расщепляется на моносахариды, которые поступают в кровь, к органам и тканям Гликоген образуется и в мышечной ткани, во внутренних органах, кроме головного мозга Углеводный обмен регулирует поджелудочная железа, вырабатывающая гормон инсулин, он уменьшает количество сахара в крови. К гормонам, увеличивающим количество глюкозы в плазме крови, относятся адреналин, глюкагон.. Нормальная концентрация глюкозы в крови — 4,2 —6,4 ммоль/л. Понижение уровня глюкозы ниже 4,2 ммоль/л называется гипогликемией. Повышение выше нормы — гипергликемией. Суточное количество углеводов 400-500г.

Функции углеводов:

1. энергетическая функция - при распаде 1 г глюкозы выделяется 4,1 ккал энергии.

2.пластическая функция- излишнее количество углеводов превращается в жиры, жирные кислоты

Конечные продукты выводятся через почки вода и легкие (С0₂).При недостатке глюкозы в крови возникает обморок. Больше других органов в глюкозе нуждается головной мозг.

Обмен жиров.

Жиры плохо растворяются в воде. После обработки пищи в ротовой полости и желудке химус содержит их в виде крупных скоплений, капель. Желчные кислоты, содержащиеся в желчи, эмульгируют жиры, образуют из них мелкие капли и на нейтральные жиры начинают действовать липазы кишечного и панкреатического соков, а на сложные жиры фосфолипиды - фосфолапаза. Жиры расщепляются на жирные кислоты и глицерин., которые всасываются в лимфу ворсинок тонкого кишечника . С током лимфы липиды попадают в кровь ко всем клеткам и тканям. Больше всего липидов в жировой ткани (до 90%) подкожной жировой клетчатке -гиподерме . В сутки необходимо около 100 г жиров. Соотношение белков: жиров: углеводов - 1:1:4.

Употребление большого количества жиров приводит к ожирению, образованию бляшек в сосудах и развитию атеросклероза, нарушению кровотока, образованию камней в желчных путях. Жиры могут синтезироваться из белков и углеводов.

Функции липидов:

1) пластическая - входят в структуры клеток ( мембраны);

2) энергетическая -при их распаде 1 г жира образуется 9,3 ккал

3) гормональная- половые гормоны стероидного происхождения, жироподобные вещества

4) в организм поступают жирорастворимые витамины (A, D, Е, К);

5)терморегуляторная -жиры подкожной жировой клетчатки участвуют в поддержании температурного гомеостаза организма.

6)источник воды-при окислении 100г жира образуется 118 мл. воды.

Витамины делятся на жирорастворимые и водорастворимые. Жирорастворимые витамины поступают в организм с жирами пищи, без которых невозможно их всасывание. Обозначаются витамины латинскими буквами и имеют название. Жирорастворимые витамины A, D, Е, К. Водорастворимые витамины группы В, С.

таблица 14 Витамины

расстройства,заболе-

жирорастворимые витамины

на рост,выработку родопсина

куриная слепота, ксерофтальмия

ультрафиолетовое излучение,яйца,масло,молоко,рыбий жир

злаки, масло, зеленые овощи, шпинат

противостерильный, от бесплодия,на половую систему

крапива,образуется в толстом кишечнике,шпинат, капуста

водорастворимые витамины

антицинготный,повышает сопротивляемость к инфекциям, простуде,на построение коллагена

укрепляет стенку капилляров

синтезируется в кишечнике,мясо,печень,яйца,дрожжи

пеллагра(три Д) дерматит,диарея,деменция. анемия

влияет на нервную систему

синтезируется в кишечнике

синтезируется в желудке,содержится в печени,мясе,яйцах

антианемический,влияет на кроветвореие

синтезируется в толстом кишечнике

В продуктах питания часто находятся провитамины, которые в организме превращаются в активные витамины, например, каротин моркови в ретинол.

Распад и окисление органических веществ в клетках

Для жизнедеятельности организма постоянно требуется энергия. Она образуется при распаде органических соединений — в основном углеводов и жиров, в меньшей степени — белков. Белки нужны организму человека для обеспечения анаболических процессов. Энергия выделяется при разрушении химических связей.

Для окислительных процессов в организме необходим кислород . Дефицит кислорода наблюдается в клетках при чрезмерной физической нагрузки. . При окислении веществ образуется молочная кислота. При значительном накоплении молочной кислоты возникают болезненные ощущения, связанные с закислением внутренней среды организма.

1.Теплопроведение— это отдача тепла через непосредственное соприкосновение тела человека с другими физическими телами (например, одеждой, водой). (15 %)

2.Излучение—это отдача тепла в окружающую среду поверхностью тела посредством инфракрасных волн.( воздух аудиторий нагревается) ( 66%)

Конвекция— способ отдачи тепла при контакте тела с движущимися потоками воздуха.

3. Теплоиспарение - это отдача тепла испарением пота с поверхности тела при физической работе или влаги с поверхности слизистых оболочек (19%.). Количество жидкости за 1 час может выделится при физической работе до 2 литров. 1 мл пота выделяет 0,58 ккал тепла.

Основную роль в теплоотдаче играет кожа. При высокой температуре воздуха кровеносные сосуды расширяются , усиливается потоотделение . При пониженной температуре воздуха сосуды суживаются и тепло сохраняется в организме.
На отдачу тепла имеют значение влажность воздуха, движение ветра, одежда, температура воздуха, физическая работа.

Регуляция обмена веществ

Регуляция теплообмена происходит нейрогуморальным путем.
Центр терморегуляции находится в гипоталамусе (промежуточном мозге, к нему поступают импульсы от терморецепторов, которые воспринимают изменение температуры различных участков тела человека даже на 0,01 градуса. Этот отдел головного мозга включает в себя важные центры обмена веществ: голода и насыщения, жажды, терморегуляции через вегетативную нервную систему. Эндокринная система оказывает решающее влияние на регуляцию обмена веществ и энергии. Гормоны действуют на биохимические превращения непосредственно в клетке, вызывая изменения в функциях всего организма. Соматотропный гормон гипофиза оказывает анаболическое действие, ускоряя синтез пластических веществ, ускоряет рост. Гормоны мозгового вещества надпочечников усиливают окислительные процессы, энергообразование. Тироксин и трийодтиронин (гормоны щитовидной железы) стимулируют синтез белка из аминокислот и разрушение жиров и углеводов .

Значение воды и солей. Все превращения веществ в организме совершаются в водной среде. Вода растворяет пищевые вещества, поступившие в организм. Вместе с минеральными веществами она принимает, участие в построении клеток и во многих реакциях обмена.

Вода участвует в регуляции температуры тела; испаряясь, она охлаждает тело, предохраняя его от перегрева; транспортирует растворенные вещества.

Вода и минеральные соли создают в основном внутреннюю среду организма, являясь основной составной частью плазмы крови, лимфы и тканевой жидкости. Они участвуют, в поддержании осмотического давления и реакции плазмы крови и тканевой жидкости. Некоторые соли, растворенные в жидкой части крови, участвуют в переносе газов кровью.

Вода и минеральные соли входят в состав пищеварительных соков, что во многом определяет их значение для процессов пищеварения. И хотя ни вода, ни минеральные соли не являются источниками энергии в организме, нормальное поступление и выведение их из организма является условием его нормальной деятельности. Достаточно указать, что вода у взрослого человека составляет примерно 65% массы тела, а у детей — около 80%.

Лишение человека воды на несколько дней смертельно.

Потеря организмом воды приводит к очень тяжелым нарушениям. Например, при расстройстве пищеварения у грудных детей самым опасным является обезвоживание организма, что влечет за собой судороги, потерю сознания.

Обмен воды организма

Пополнение тела водой происходит постоянно за счет всасывания ее из пищеварительного тракта. Человеку нужно в сутки 2—2,5 л воды при нормальном пищевом режиме и нормальной температуре окружающей среды. Это количество воды поступает из следующих источников: 1) воды, потребляемой при питье (около 1 л); 2) воды, содержащейся в пище (около 1 л) ; 3) воды, которая образуется в организме при обмене белков, жиров и углеводов (300—350 см 3 ).

Основные органы, удаляющие воду из организма,—почки, потовые железы, легкие и кишечник. Почками за сутки из opганизма удаляется 1,2—1,5 л воды в составе мочи. Потовыми железами через кожу в виде пота удаляется 500—700 см 3 воды в сутки. При нормальной температуре и влажности воздуха на 1 см 2 кожного покрова каждые 10 мин выделяется около 1 мг воды.

Легкими в виде водяных паров выводится 350 см 3 воды. Это количество резко возрастает при углублении и учащении дыхания, и за сутки тогда может выделиться 700—800 см 3 воды. Через кишечник с калом выводится в сутки 100—150 см 3 воды. При расстройстве деятельности кишечника с калом может выводиться большее количество воды (при поносе), что приводит к обеднению организма водой. Для нормальной деятельности организма важно, чтобы поступление воды в организм полностью покрывало расход ее.

Отношение количества потребленной воды к количеству выделенной составляет водный баланс.

Если воды выводится из организма больше, чем поступает в него, возникает чувство жажды. В результате жажды человек усиленно пьет воду.

Обмен солей в организме

При исключении из пищевого рациона животных минеральных веществ наступают тяжелые расстройства в организме и даже смерть. С наличием минеральных веществ связано явление возбудимости — одно из основных свойств живого. Рост и развитие костей, нервных элементов, мышц зависят от содержания минеральных веществ. Они определяют реакцию крови (рН), способствуют нормальной деятельности сердца и нервной системы, используются для образования гемоглобина (железо), соляной кислоты желудочного сока (хлор).

Минеральные соли создают столь необходимое для жизнедеятельности клеток определенное осмотическое давление.

При смешанном питании взрослый человек получает все необходимые ему минеральные вещества в достаточном количестве. Только поваренную соль добавляют к пище человека при ее кулинарной обработке. Растущий детский организм особенно нуждается в дополнительном поступлении многих минеральных веществ.

Минеральные вещества оказывают важное влияние на развитие ребенка. С обменом кальция и фосфора связан рост костей, сроки окостенения хрящей и состояние окислительных процессов в организме. При недостаточном поступлении кальция с пищей или обеднении им организма по каким-либо причинам костная ткань отдает кальций в кровь для поддержания в ней гомеоста-за. Кальций влияет на возбудимость нервной системы, свертываемость крови, белковый и жировой обмен в организме. Фосфор нужен не только для роста и развития костной ткани, но и для нормального функционирования нервной системы, большинства железистых и других органов.

Железо является составной частью гемоглобина крови.

Организм постоянно теряет некоторое количество минеральных солей в составе мочи, пота и кала. Поэтому минеральные соли, так же как и вода, должны постоянно поступать в организм. Содержание отдельных элементов в теле человека неодинаково (табл. 18),

Содержание элементов в теле человека

Регуляция водно-солевого обмена

Постоянство осмотического давления внутренней среды организма, определяемого содержанием воды и солей, регулируется организмом.

При недостатке воды в организме повышается осмотическое давление тканевой жидкости. Это приводит к раздражению расположенных в тканях особых рецепторов — осморецепторов. Импульсы от них по специальным нервам направляются в головной мозг к центру регуляции водно-солевого обмена. Оттуда возбуждение направляется к железе внутренней секреции — гипофизу, который выделяет в кровь специальный гормон, вызывающий задержку мочеобразования. Уменьшение выделения воды с мочой восстанавливает нарушенное равновесие. Этот пример наглядно показывает взаимодействие нервных и гуморальных механизмов регуляции физиологических функций. Рефлекс начинается нервным путем с осморецепторов, а затем включается Гуморальный механизм — поступление в кровь специального гормона.

Центр регуляции водно-солевого обмена контролирует все пути транспорта воды в организме: выделение ее с мочой, потом и через легкие, перераспределение между органами тела, всасывание из пищеварительного тракта, секрецию, а также потребление воды. Особенно важными в этом отношении оказываются некоторые участки промежуточного мозга. Если животному в промежуточный мозг ввести электроды и с их помощью раздражать эти участки мозга электрическим током, то животное начинает жадно пить воду. При этом количество выпитой воды может превышать 40% массы тела. В результате появляются признаки водного отравления, связанные с понижением осмотического давления плазмы крови и тканевой жидкости. В естественных условиях эти центры промежуточного мозга находятся под контролирующим влиянием коры больших полушарий головного мозга.

Статья на тему Обмен воды и минеральных солей