Водный и минеральный обмен кратко

Обновлено: 05.07.2024

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:

1. Общая характеристика водно-солевого обмена. Значение воды и обмен ее в организме.

2. Обмен минеральных солей.

3. Витамины и их значение.

ЦЕЛЬ: Представлять значение воды и минеральных веществ для нормальной жизнедеятельности, обмен их в организме и проявления нарушений водного и минерального обменов.

Знать роль, функции витаминов, их классификацию и основные нарушения, возникающие при гипо- и авитаминозах.

1.Водно-солевой обмен - это совокупность процессов распределения воды и минеральных веществ между вне- и внутриклеточным пространствами организма, а также между организмом и внешней средой. Распределение воды между водными пространствами организма зависит от осмотического давления жидкостей в этих пространствах, что во многом определяется их электролитным составом. От количественного и качественного состава минеральных веществ в жидкостях организма зависит протекание всех жизненно важных процессов.

Поддержание постоянства осмотического, объемного и ионного равновесия вне- и внутриклеточных жидкостей организма с помощью рефлекторных механизмов называется водно-электролитным гомеостазом. Изменение потребления воды и солей, избыточная потеря этих веществ сопровождаются изменением состава внутренней среды и воспринимаются соответствующими рецепторами. Синтез поступающей в ЦНС информации завершается тем, что к почке - основному эффекторному органу, регулирующему водно-солевое равновесие, поступают нервные или гуморальные стимулы, приспосабливающие ее работу к потребностям организма.

1) является обязательной составной частью протоплазмы клеток, тканей и органов; тело взрослого человека на 50-60% (40 – 45 л) состоит из воды;

2) является хорошим растворителем и переносчиком минеральных и питательных веществ, продуктов обмена;

3) принимает активное участие в реакциях обмена (гидролиз, набухание коллоидов, окисление белков, жиров, углеводов);

4) ослабляет трение между соприкасающимися поверхностями в теле человека;

5) является основным компонентом водно-электролитного гомеостаза, входя в состав плазмы, лимфы и тканевой жидкости;

6) участвует в регуляции температуры тела человека;

7) обеспечивает гибкость и эластичность тканей;

8) входит вместе с минеральными солями в состав пищеварительных соков.

Суточная потребность взрослого человека в воде в состоянии покоя

составляет 35-40 мл на каждый килограмм массы тела, т.е. при массе 70 кг

- в среднем около 2,5 л. Это количество воды поступает в организм из сле-

дующих источников:1) вода, потребляемая в виде питья (1-1,1 л) и вместе с пищей (1-1Л л);2) вода, которая образуется в организме в результате химических превращений питательных веществ (0,3-0,35 л).

Основными органами, удаляющими воду из организма, являются

почки, потовые железы, легкие и кишечник. Почками в обычных условиях

за сутки в виде мочи удаляется 1-1,5 л воды. Потовыми железами в покое

через кожу в виде пота выделяется 0,5 л воды в сутки (при усиленной работе и в жару - больше). Легкими в покое выдыхается за сутки в виде водяных паров 0,35 л воды (при учащении и углублении дыхания - до 0,8 л/сутки). Через кишечник с калом в сутки выделяется 100-150 мл воды.

Соотношение между количеством поступившей в организм и выведенной из него воды составляет водный баланс. Для нормальной жизнедеятельности организма важно, чтобы приход воды полностью покрывал расход, иначе в результате потери воды наступают серьезные нарушения жизнедеятельности. Потеря 10% воды приводит к состоянию дегидратации (обезвоживания), при потере 20% воды наступает смерть. При недостатке воды в организме наблюдается перемещение жидкости из клеток в межтканевое пространство, а затем - в сосудистое русло. Как местные, так и общие нарушения водного обмена в тканях могут проявляться в форме отеков и водянки. Отеком называется накопление жидкости в тканях, водянкой - скопление жидкости в полостях организма. Жидкость, скапливающуюся в тканях при отеках и в полостях при водянке, называют транссудатом. Она прозрачная и содержит 2-3% белка.

2. Организм нуждается в постоянном поступлении не только воды, но и минеральных солей, котрые поступают в организм с пищевыми продуктами и водой, за исключением поваренной соли, которая специально добавляется к пище. Всего в организме животных и человека найдено около 70 химических элементов, из которых 43 считаются незаменимыми (эссенциальными; лат. essentia - сущность).

Потребность организма в различных минеральных веществах неодинакова. Одни элементы, называемые макроэлементами, вводятся в организм в значительном количестве (в граммах и десятых долях грамма в сутки). К макроэлементам относятся натрий, магний, калий, кальций, фосфор, хлор. Другие элементы - микроэлементы (железо, марганец, кобальт,цинк, фтор, йод) нужны организму в крайне малых количествах (в микрограммах миллиграмма).

Функции минеральных солей:

1) являются биологическими константами гомеостаза;

2) создают и поддерживают осмотическое давление в крови и тканях

3) поддерживают постоянство активной реакции крови (рН=7,36-7,42)

4) участвуют в ферментативных реакциях;

5) участвуют в водно-солевом обмене;

6) ионы натрия, калия, кальция, хлора играют большую роль в процессах возбуждения и торможения, мышечного сокращения, свертывания крови;

7) являются составной частью костей (фосфор, кальций), гемоглобина (железо), гормона тироксина (йод), желудочного сока (соляная кислота);

8) являются составными компонентами всех пищеварительных соков, которые выделяются в больших количествах.

1) Натрий поступает в организм преимущественно в виде поваренной (столовой) соли (суточная потребность в ней для взрослого человека 10-15 г.), является единственной минеральной солью, которая добавляется к пище Натрий активно участвует в поддержании осмотического равновесия и объема жидкости в организме, влияет на рост организма. Сoвместно с калием натрий регулирует деятельность сердечной мышцы, существенно изменяя ее возбудимость. Симптомы дефицита натрия: слабость, апатия, подергивание мышц, потеря свойства сократимости мышечной ткани.

2) Калий поступает в организм с овощами, мясом, фруктами. Суточная норма его - 1 г. Вместе с натрием участвует в создании биоэлектрического мембранного потенциала (калиево-натриевый насос), поддерживает осмотическое давление внутриклеточной жидкости, стимулирует образование ацетилхолина. При недостатке калия наблюдается торможение rtpoцессов ассимиляции (анаболизма), слабость, сонливость, гипорефлексия (снижение рефлексов).

3) Хлор поступает в организм в виде поваренной соли. Анионы хлора вместе с катионами натрия участвуют в создании осмотического давления плазмы крови и других жидкостей организма. Хлор входит также в состав соляной кислоты желудочного сока. Симптомов дефицита хлора не обнаружено.

4) Кальций поступает в организм с молочными продуктами, овощами (зелеными листьями). Содержится в костях вместе с фосфором и является одной из важнейших биологических констант крови. Содержание кальция в крови человека в норме составляет 2,25-2,75 ммоль/л .Снижение кальция приводит к непроизвольным мышечным сокращениям (кальциевая тетания) и смерти вследствие остановки дыхания. Кальций необходим для свертывания крови. Суточная потребность в кальции - 0,8 г.

5) Фосфор поступает в организм с молочными продуктами, мясом,

злаками. Суточная потребность в нем - 1,5 г. Вместе с кальцием содержится в костях и зубах, входит в состав макроэргических соединений (АТФ, креатинфосфат). Отложение фосфора в костях возможно только при наличии витамина D. При недостатке фосфора в организме наблюдается деминерализация костей.

6) Железо поступает в организм с мясом, печенью, бобами, сухофруктами. Суточная потребность - 12-15 мг. Является составной частью гемоглобина крови и дыхательных ферментов. В организме человека содержится 3 г железа, из которого 2,5 г находится в эритроцитах как составная часть гемоглобина, остальные 0,5 г входят в состав клеток организма. Недостаток железа нарушает синтез гемоглобина и как следствие приводит к малокровию.

7) Йод поступает с питьевой водой, обогащенной им при протекании

через горные породы или со столовой солью с добавлением йода. Суточная потребность - 0,03 мг. Участвует в синтезе гормонов щитовидной железы. Недостаток йода в организме приводит к возникновению эндемического зоба - увеличению щитовидной железы (некоторые области Урала,Кавказа, Памира)..

Нарушение минерального обмена может приводить к заболеванию, при котором в почечных чашках, лоханках и мочеточниках образуются камни разной величины, структуры и химического состава (почечнокаменная болезнь - нефролитиаз). Оно может способствовать также образованию камней в желчном пузыре и желчных протоках (желчнокаменная болезнь).

3. Витамины (лат. vita - жизнь + амины) - поступающие с пищей незаменимые вещества, необходимые для поддержания жизненных функций организма.

В настоящее время известно более 50 витаминов.

1) являются биологическими катализаторами и взаимодействуют с ферментами и гормонами;

2) многие из них являются коферментами, т.е. низкомолекулярными компонентами ферментов;

3) принимают участие в регуляции процесса обмена веществ в виде ингибиторов или активаторов;

4) играют определенную роль в образовании гормонов и медиаторов;

5) снижают воспалительные явления и способствуют восстановлению поврежденной ткани;

6) способствуют росту, улучшению минерального обмена, сопротивляемости к инфекциям, предохраняют от малокровия, повышенной кровоточивости;

7) обеспечивают высокую работоспособность.

Заболевания, которые развиваются при отсутствии витаминов в пище,

называются авитаминозами. Функциональные нарушения, возникающие при частичной недостаточности витаминов, - гиповитаминозы. Заболевания, вызываемые избыточным потреблением витаминов, - гипервитаминозы.

Витамины обозначают буквами латинского алфавита, химическими и физиологическими названиями. По растворимости все витамины делят на 2 группы: водорастворимые и жирорастворимые.

1) Витамин С - аскорбиновая кислота, антицинготный. Суточная потребность - 50-100 мг. При отсутствии витамина С у человека развивается цинга (скорбут): кровоточивость и разрыхление десен, выпадение зубов, кровоизлияния в мышцах и суставах. Костная ткань становится более пористой и хрупкой (могут быть переломы). Возникает общая слабость, вялость, истощение, пониженная сопротивляемость к инфекциям,

2) Витамин B1 - тиамин, антиневрин. Суточная потребность - 2-3 мг.

3) Витамин В2 - рибофлавин (лактофлавин), антисеборейный. Суточная потребность - 2-3 мг. При авитаминозе у взрослых наблюдается поражение глаз, слизистой облочки полости рта, губ, атрофия сосочков языка, себорея, дерматит, падение веса; у детей - задержка роста.

4) Витамин В3 - пантотеновая кислота, антидерматитный. Суточная потребность - 10 мг. При авитаминозе возникает слабость, быстрая утомляемость, головокружение, дерматиты, поражение слизистых оболочек,

5) Витамин В6 - пиридоксин, антидерматитный (адермин). Суточная

потребность - 2-3 мг. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника.

При авитаминозе наблюдается дерматит у взрослых. У младенцев специфическим проявлением авитаминоза являются судороги (конвульсии).

6) Витамин В12 - цианокобаламин, антианемический. Суточная потребность - 2-3 мкг. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. Влияет на кроветворение и предохраняет от злокачественной ангемии Т. Аддисона-А.Бирмера.

7) Виатмин Вс - фолиевая кислота (фолацин), антианемический. Суточная потребность - 3 мг. Синтезируется в толстом кишечнике микрофлорой. Влияет на синтез нуклеиновых кислот, кроветворение и предохраняет от мегалобластной анемии.

8) Витамин Р - рутин (цитрин), капилляроукрепляющий витамин. Суточная потребность - 50 мг. Уменьшает проницаемость и ломкость капилляров, усиливает действие витамина С и способствует накоплению его в организме.

9) Витамин РР - никотиновая кислота (никотинамид, ниацин), противопеллагрический. Суточная потребность - 15 мг. Синтезируется в тол-

стом кишечнике из аминокислоты триптофана. Предохраняет от пеллагры:

дерматита, диареи (поноса), деменции (нарушения психики).

Б. Жирорастворимые витамины.

1) Витамин А - ретинол, противоксерофтальмический. Суточная потребность - 1,5 мг. Способствует росту и предохраняет от куриной, или ночной, слепоты (гемералопии), сухости роговицы глаза (ксерофтальмии), размягчения и некроза роговицы (кератомаляции). Предшественником витамина А является каротин, содержащийся в растениях: моркови, абрикосах, листьях петрушки.

2) Витамин D - кальциферол, противорахитический. Суточная потребность - 5-10 мкг, для детей грудного возраста - 10-25 мкг. Регулирует обмен кальция и фосфора в организме и предохраняет от рахита. Предшественником витамина D в организме является 7-дегидро-холестерин, который под действием ультрафиолетовых лучей в тканях (в коже) превращается в витамин D.

3. Витамин Е - токоферол, противостерильный витамин. Суточная потребность - 10-15 мг. Обеспечивает функцию размножения, нормальное протекание беременности.

4. Витамин К - викасол (филлохинон), антигеморрагический витамин. Суточная потребность - 0,2-0,3 мг. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. Усиливает биосинтез протромбина в печени и способствует свертыванию крови.

5. Витамин F - комплекс ненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой) необходим для нормального жирового обмена в организме. Суточная потребность -10-12 г.

4. Питание - сложный процесс поступления, переваривания, всасывания и усвоения организмом пищевых веществ, необходимых для покрытия его энергетических трат, построения и возобновления клеток, тканей и регуляции функций. В процессе питания пищевые вещества поступают в пищеварительные органы, подвергаются различным изменениям под действием пищеварительных ферментов, попадают в циркулирующие жидкости организма и таким образом превращаются в факторы его внутренней среды. Питание обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма при условии его снабжения необходимым количеством белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ и воды в нужных для организма соотношениях. При сбалансированной питании основное внимание уделяется так называемым незаменимым компонентам пищи, которые не.синтезируются в самом организме и должны поступать в него в необходимых количествах с пищей. К таким компонентам относятся незаменимые аминокислоты, незаменимые жирные кислоты, витамины. Незаменимыми компонентами являются также многие минеральные вещества и вода. Оп-

тимальным для питания здорового человека является соотношение белков, жиров и углеводов в пищевом рационе, близкое 1:1:4.

У человека количество воды в среднем составляет 70% массы тела: в жировой ткани - 10%, в костях - 20%, в почках - 83%, в головном мозге - 85%, в крови - 90%. Около 71 % общего количества воды входит в состав протоплазмы клеток (внутриклеточная вода), около 21% - в состав тканевой жидкости и около 8% - в состав плазмы. От содержания воды в организме зависит скорость обмена веществ, способность противостоять различным стрессам и текущее функциональное состояние организма в целом

Вода выполняет ряд важных функций:

1. Вода участвует в процессах обмена.

2. В ней растворяются продукты обмена, расщепляются для ассимиляции.

3. Выводит из организма продукты обмена.

4. Вода участвует в процессах терморегуляции, так как она обладает большой теплоёмкостью и теплопроводностью.

Взрослый человек употребляет 2,5 л воды в сутки. Кроме того, в организме образуется да 400 мл метаболической воды. В течение суток человек теряет с мочой 1,5 л воды, 0,9 л путём испарения через лёгкие и кожу, 0,1 л - через кишечник.

Повышение температуры тела и высококалорийная пища способствуют выделению воды через кожу и лёгкие, увеличивают её потребление.

Для взрослого человека потребность в воде составляет 40 мл на 1 кг веса, для детей - 80-100 мл на 1 кг массы тела.

Потери 10-20% воды организмом вызывают тяжелые нарушения и приводят к гибели. Голодание, при условии потребления воды, переносится до 40-45 суток, без воды - всего 5-7 суток.

Дегидратация вызывает повышение вязкости крови, снижение скорости кровотока. При этом ухудшается кровообращение мозга, мышечных тканей, снижается их активность.

При гипертермии увеличивается теплоотдача, но при высокой температуре -41- 42 градусов нарушается деятельность ЦНС, возникают судороги с потерей сознания, возникают необратимые явления в организме.

Регуляция водного обмена контролируется гормонами гипоталамуса, гипофиза и надпочечников.

МИНЕРАЛЬНЫЙ ОБМЕН

Минеральные вещества относятся к незаменимым факторам, поскольку не синтезируются в организме, а поступают в организм только с пищей и водой. Содержание их зависит от функционального состояния организма, возраста, факторов питания и условий внешней среды. В среднем оно составляет 4 - 10 % сухой массы тела. Минеральные вещества в организме содержатся в виде катионов, анионов, солей или входят в состав сложных органических соединений (например, гемоглобин содержит железо).

В основную группу входят 7 элементов: кальций, натрий, фосфор, сера, калий, хлор и магний. Это макроэлементы. Они необходимы для формирования скелета (кальций, фосфор), для осмотического давления биологических жидкостей (натрий, калий), для регуляции сердечной деятельности (магний) и др.

Организму необходимо ещё 15 элементов, общее количество которых составляет 0,01% массы тела. Они называются микроэлементами. Среди них - железо, медь, кобальт, цинк, молибден, марганец, кремний, фтор, йод, никель, ванадий, олово, мышьяк, селен, хром. В большинстве случаев они входят в состав ферментов, гормонов, витаминов или являются катализаторами их действия на ферментные процессы.

ВИТАМИНЫ

Витамины - органические вещества, которым свойственна большая биологическая активность. Они мало синтезируются организмом или не синтезируются, поэтому должны поступать с пищей.

Витамины выполняют роль катализаторов в обмене веществ, являются составной частью ферментных систем.

Сами витамины поступают с пищей в активной или неактивной форме (витамин А - каротин). Некоторые витамины синтезируются микрофлорой кишечника (витамины группы В, витамин К).

Известно около 40 витаминов. Они делятся на жирорастворимые (А, Д, Е, К, Р) и водорастворимые (В_1, В₅, В₆, В₁₂, С, РР и др.).

Жирорастворимые витамины содержатся в продуктах животного происхождения. Водорастворимые витамины - в продуктах растительного происхождения. Водорастворимые витамины выполняют антиоксидантную функцию, жирорастворимые - участвуют в стабилизации биологических мембран.

При отсутствии какого-либо витамина или его предшественника возникает болезненное состояние, получившее название авитаминоз, в менее выраженной форме оно имеет место при недостатке витамина - гиповитаминозе. Отсутствие или недостаток каждого отдельного витамина вызывает свойственное лишь для него заболевание (например, недостаток витамина В₁₂ приводит к полинейропатии (болезнь бери - бери)). Авитаминозы и гиповитаминозы могут возникать не только при отсутствии витаминов в пище, но и при нарушении их всасывания при заболеваниях желудочно-кишечного тракта (например, хронический гастрит типа В (бактериального происхождения). Состояние гиповитаминоза может возникнуть и при обычном поступлении витаминов с пищей, но при возросшем их потреблении ( во время беременности, интенсивного роста), а также при подавлении антибиотиками микрофлоры кишечника.

Витамины участвуют в процессах обмена и клеточного дыхания (витамины гр. В, РР) в синтезе гормонов (пантотеновая кислота), нуклеиновых кислот (витамины В₁₂, фолиевая кислота), обмена кальция и фосфора (витамин Д), окислительно - восстановительных процессах (витамины С, А).

Для нормальной жизнедеятельности организма, наряду с белками, жирами, углеводами, витаминами, необходимо поступление воды и минеральных веществ, которые являются также незаменимыми факторами питания.

Вода и растворенные в ней вещества, в том числе минеральные, создают внутреннюю среду организма, кроме того, минеральные вещества входят в состав тканевых структур и придают им характерные свойства.

Биохимическая значимость воды определяется ее химическими и физическими свойствами, обусловленными строением воды. Вода:

Основной растворитель органических и неорганических веществ, метаболизирующихся в организме, участвует в химических реакциях организма;

Основа внутриклеточного обмена, и также внутренней среды организма – крови, лимфы, тканевой жидкости, осуществляющая гуморальную связь между клетками и частями организма;

Характеризуется высокой теплоемкостью, поэтому является хорошим теплоизолятором;

Обладает высокой величиной теплоты парообразования, ее испарение даже в небольших количествах гарантирует большую теплоотдачу;

Имеет высокую теплопроводность, вследствие чего в тканях и внутренней среде организма быстро выравнивается температура;

Выполняет структурную функцию, участвует в организации биологических мембран, поддерживает функциональную активность белков.

Суточная потребность в воде – 1500 мл, таковы же и потери с потом, калом, мочой, выдыхаемым воздухом. Потребность обеспечивается поступлением из вне (питьевая и пищевая вода) и за счет тканевого дыхания (до 300 мл – метаболическая вода). Содержание воды зависит от возраста, степени упитанности, функционального состояния организма. Различные ткани и органы отличаются по содержанию воды. Печень, мозг, кожа содержат 70% воды, мышцы, сердце – 76-80%, кости и жировая ткань содержат наименьший процент воды.

Регуляция водного обмена осуществляется антидиуретическим гормоном (АДГ, вазопрессин) и реннин-ангиотензиновой системой (РАС). Нарушение водного обмена приводит к серьезной патологии (гипергидратации или дегидратации тканей).

Всем без исключения организмам абсолютно необходимы С, Н, N, О, Р и S.Более96 %органической массы приходится на долю четырех элементов -водорода, кислорода, углерода и азотаи почти4%- на долю семи так называемых макроэлементов:кальция, фосфора, натрия, серы, калия, хлора и магния. Среди важнейших микроэлементов выделяютжелезо, кобальт, медь, цинк, хром, молибден, марганец,фтор, йод и селен.

Минеральные вещества поступают в организм с пищевыми продуктами и водой. Дополнительно человек употребляет только поваренную соль. Большинство солей легко всасываются в кишечнике и поступают в кровь, тканевые жидкости и ткани. Некоторые ионы задерживаются определенными тканями, являющимися их депо. Например, NaCl– в коже,Fe,Cu,Co,Mn– в печени,I– в щитовидной железе,Kв мышцах,Ca,P,Mg,F– в костной ткани.

В крови минеральные вещества находятся либо в связанном с белками состоянии – транспортная неактивная форма, либо в ионизированном состоянии – активная форма, а также в виде солей, например, в костной ткани.

Минеральные вещества имеют большое значение для функционирования организма. Они используются как пластический материал в образовании костной ткани, построении клеточных мембран, влияют на проницаемость клеточных мембран и сосудов, определяют многие химические и физические свойства биологических жидкостей (осмотическое давление, буферные свойства и др.), участвуют в нервно-мышечном возбуждении, входят в состав биологически активных веществ.

Суточная потребность в минеральных веществах незначительна и близка к потребности в витаминах. В организме человека около 65 минеральных элементов.

Макроэлементы (кислород, углерод, водород, азот, кальций, фосфор, натрий, калий, магний, сера, магний, железо) содержаться в сравнительно больших количествах в организме (в концентрации от 0.001% до 70%).

Натрий – основной катион внеклеточного отдела, играет главную роль в поддержании осмотического давления и сохранения кислотно-щелочного состояния, которое определяется тем, что натрий входит в состав буферных систем, в частности обеспечивает щелочной резерв крови – концентрацию бикарбоната плазмы. Натрий участвует в возникновении и поддержании электрохимического потенциала, влияет на процессы нервной деятельности, на состояние мышечной и сердечно-сосудистой системы, на способность внутритканевых коллоидов к набуханию, активирует ряд ферментов (амилазу, транспортную АТФазу).

У здорового человека содержание натрия в плазме колеблется от 135 до 150 ммоль/л. Главная роль в поддержании гомеостаза натрия в плазме крови принадлежит почкам. Гормон, задерживающий натрий в организме – альдостерон. Он усиливает реабсорбцию натрия в почечных канальцах.

Гипонатриемиянаступает вследствие недостаточного поступления натрия в организма (бессолевая диета), при обильном пототделении, тяжелых длительных рвотах, острой и хронической надпочечниковой недостаточности (снижении секреции альдостерона), избыточном выведении натрия почками, избыточном поступлении воды в организм или задержке ее в организме (сердечная недостаточность).Гипернатриемияможет возникнуть при олигоурии или анурии любого происхождения, гиперпродукции коры надпочечников (синдром Кушинга, первичный альдостеронизм), вследствие приема большого количества лекарственных средств (кортикостероидов, АКТГ), при парентеральном введении гипертонического раствора натрия или в результате ограничения приема жидкости.

Калий – основной катион внутриклеточной жидкости. Содержание калия в сыворотке крови – 4-5,5 ммоль/л. Физиологическая роль калия в организме обусловлена участием К + в создании электро-химического потенциала на клеточной мембране. Встроенная в плазматическую мембрану клеткиNa + , К + -АТФаза (Na + , К + -насос) осуществляет сопряженный с гидролизом АТФ активный выбросNa + из клетки и закачивание К + в клетку: транспорт калия и натрия через клеточную мембрану лежит в основе возникновения процесса возбуждения мышечной и нервной ткани.

Ионы К + обладают выраженной биологической активностью и участвуют в регуляции функций сердца, нервной системы, скелетной и гладкой мускулатуры, участвует в биосинтезе гликогена, поддержании осмотического давления и кислотно-щелочного состояния (буферные системы).

Гипокалиемиявозникает при недостаточном приеме калия с пищей; усиленном выделении калия с мочой (гиперфункция коры надпочечников и передней доли гипофиза); усиленной секреции АДГ; алкалозе; гиперсекреции (введении) АКТГ, альдостерона.

Гиперкалиемиянаблюдается при повышенном распаде клеток и тканей; нарушении выделения калия с мочой; обезвоживании; анафилактическом шоке.

Кальций– внеклеточный катион. Содержание кальция в плазме (сыворотке) крови человека, весьма тонко регулируемая биологическая константа, колеблется в пределах 2,25-2,5 ммоль/л. Физиологическая роль кальция сводится к тому, что он:

основа минерального компонента костей и зубов;

необходим для свертывания крови (фактор IV);

играет роль в стабилизации клеточных мембран;

участвует в механизмах синаптической передачи;

участвует в нервно-мышечной проводимости и мышечном сокращении;

является вторичным посредником в действии гормонов;

регулирует активность многих ферментов (АТФазы, сукцинатдегидрогеназы, щелочной фосфатазы, а-амилазы, липазы, фосфолипазы, нуклеазы);

ограниченно участвует в поддержании осмотического давления;

активатор мембранных фосфолипаз и перекисного окисления липидов клеточных мембран, которые вызывают деструкцию мембран и гибель клеток.

Большая часть кальция (около 99 %) находится в костной ткани и зубах. Общий кальций крови включает три фракции: белок-связанный, ультрафильтрующийся (ионизированный) и неионизированный (в составе пирофосфата, сульфата и фосфата). В регуляции кальциевого обмена участвуют:

1. Паратгормон – активирует мобилизацию кальция из костной ткани, усиливает канальцевую реабсобцию кальция и тормозит ребсорбцию фосфата.

2. Кальцитонин – обеспечивает депонирование кальция в костной ткани.

3. Активная форма витамина D₃– 1,25-дегидроксихолекальцеферол - в слизистой кишечника способствует превращению белка предшественника в кальций-связывающий белок, который участвует во всасывании кальция из кишечника.

Гипокальциемиянаблюдается при гипофункции паращитовидных желез; нарушении всасывания или повышенном выведение кальция при нарушениях переваривания и всасывания; дефиците витаминаDили резистентности к нему при рахите; нарушении образования кальцитонина.Гиперкальциемия возникает при приобретенной повышенной чувствительности к витаминуD; гиперпаратиреоидизме; повышенном всасывании кальция; снижении выделения кальция с мочой.

Магний. Содержание магния в сыворотке крови составляет от 0,74 до 1,23 ммоль/л. Во внеклеточном сегменте содержится в меньших количествах по сравнению с внутриклеточной жидкостью (примерно в 10 раз). Депонируется магний, главным образом, в коже и мышцах, а выводится через желудочно-кишечный тракт от 40 до 80 %. Магний имеет большое значение для нормальной жизнедеятельности, т.к. входит в состав многих ферментных систем (биосинтеза белка, ассоциации рибосом), активирует ацил-КоА-синтетазу, фосфорилазу, обеспечивает гликолиз, циклы Кребса и мочевинообразования, принимает участие в нервно-мышечной возбудимости; в виде фосфата и бикарбоната входит в состав костной ткани; является антагонистом кальция.

Повышение концентрации магния в крови происходит при ануриях, хронической почечной недостаточности, гипотиреозе. Снижение концентрация магния в крови наблюдается при раковых опухолях, хронической сердечной недостаточности, острой и хронической почечной недостаточности, гипертиреозе.

Фосфат крови и костной ткани находится в состоянии динамического равновесия – при снижении содержания фосфатов в плазме они переходят в кровь из костей и наоборот.

- входит в состав нуклеотидов, нуклеиновых килот, фосфолипидов, фосфопротеидов, витаминов, коферментов и т.д.;

- фосфорилирование и дефосфорилирование биомолекул является одним из механизмов активации и инактивирования;

- присоединения фосфата к АДФ – основа процесса окислительного фосфорилирования;

- анионы НРО₄ 2- и Н₂РО₄ - представляют фосфатную буферную систему, которая участвует в регуляции кислотно-щелочного равновесия;

- анионы фосфата – главные минеральные компоненты скелета.

Гиперфосфатемия наблюдается при гиперпаратиреоидизме; гипервитаминозе D; поражении почек. Гипофосфатемия сопровождает диабетический кетоацидоз; гиповитаминозD; нарушения реабсорбции фосфатов и др.

Хлор. Содержание хлора в сыворотке крови – 45-110 ммоль/л. В организме он находится в ионизированном состоянии в виде солей натрия, калия, кальция, магния и др. Играет важную роль в поддержании кислотно-щелочного равновесия (между плазмой и эритроцитами), осмотического давления (между кровью и тканями) и баланса воды в организме, активирует ферменты (амилазу). Соляная кислота входит в состав желудочного сока, участвует в переваривании белковой пищи. Хлор – важнейший анион внеклеточного пространства. В регуляции обмена хлора принимает участие щитовидная железа: при недостаточной функции ее происходит задержка хлора и натрия и развивается микседема.

Серав организме находится, преимущественно, в составе сложных органических соединений. Сера теснейшим образом связана с белковым, углеводным и липидным обменом. В составе аминокислот метионина, цистеина и цистина сера входит в состав различных белков, стабилизируя их структуру дисульфидными связями. Кроме того, сера является одним из липотропных факторов, принимает участие в биосинтезе фосфолипидов, предотвращая жировую инфильтрацию печени. С углеводами сера связана в форме гликозаминогликанов (основа соединительной ткани), является составной частью липидов нервной ткани - сфинголипидов. Сера входит в состав гормонов (инсулина), витаминов (биотина, тиамина, липоевой кислоты), коэнзима А, глутатиона, ФАФС.

Микроэлементы - железо, медь, марганец, цинк, фтор, молибден, иод и др. содержаться в организме в низких концентрациях (10 -3 -10 -5 % весовых процентов, не превышают 1 мкг на грамм веса живой ткани),Биологическая роль микроэлементов определяется участием практически во всех видах обмена веществ: они являются кофакторами многих ферментов, компонентами витаминов, гормонов, участвуют в процессах кроветворения, роста, размножения и дифференцировки, стабилизации клеточных мембран, тканевом дыхании, иммунных реакциях и многих других процессах, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность.

Железо содержится в организме 3,5 –4,2 г, в сыворотке крови – 11,64-31,34 мкмоль/л. Суточная потребность в железе – 15 мг. Снижение содержания железа в пище до 5-6 мг приводит к малокровию, т.к. снижается синтез гемоглобина; избыток железа в организме вызывает гемохроматоз. Во всасывании железа участвует апоферритин, белок крови трансферрин регулирует количество железа в сыворотке крови. Депонируется железо в форме ферритина (резервная форма). Железо выделяется в основном через кишечник и в незначительном количестве с мочой.

Функции железосодержащих биомолекул:

Транспорт электронов - цитохромы а,b,c; железопротеиды – сукцинатдегидрогеназа (СДГ), дегидрогеназа электронпереносящего белка, НАДН-дегидрогеназа и др.

Транспорт и депонирование кислорода (миоглобин, гемоглобин).

Участие в формировании активных центров окислительно-восстановительных ферментов: пероксидазы, каталазы, лактороксидазы (в слюнных, слезных, гарднеровых железах – концентрирует йод, окисление иодидов), тиреопероксидаза (биосинтез йодтиронинов).

Транспорт и депонирование железа (трансферрин, ферритин, лактоферрин, гемосидерин, гастроферрин).

Медьучаствует в биохимических процессах как составная часть электронпереносящих белков, осуществляющих реакции окисления органических субстратов молекулярным кислородом. Находясь в составе церулоплазмина (белок, обладающий ферментативной активностью, транспортирует медь по крови), медь участвует в переводе железа из двухвалентного в трехвалентное состояние, ускоряя образование трансферрина, и таким образом, участвует в кроветворении. Ферменты, содержащие медь:

- аминоксидаза и др. (окисление первичных аминов);

- супероксиддисмутаза (СОД); тирозиназа;

- церулоплазмин – обладает активностю ферроксидазы, аминноксидазы, СОД, участвует в гомеостазе меди, играет роль реактанта острой фазы в воспалительных процессах, защищает липидные мембраны от перекисного окисления.

Цинк играет важную роль в обмене белков, кроветворении и окислительно-восстановительных процесса. Цинку принадлежит важная роль в синтезе белка и нуклеиновых кислот. Он присутствует во всех 20 изученных в настоящее время нуклеотидилтрансферазах, необходим для стабилизации структуры ДНК, РНК и рибосом, играет важную роль в процессе трансляции, развитии скелета и процесса кальцификации, стабилизирует клеточные мембраны. Он входит в состав инсулина, усиливает активность половых гормонов. Ферменты, содержащие цинк: алкогольдегидрогеназа; супероксиддисмутаза (СОД); карбоксипептидаза А, В; щелочная фосфатаза; карбоангидраза.

Марганецактивирует биологическое окисление, в ряде биологических реакциях действует как окислитель и активирует ряд ферментов, принимающих участие в углеводном обмене. Ферменты, содержащие марганец: аргиназа; пируваткарбиксилаза. Ферменты, активируемые марганцем: мевалонаткиназа; РНК-полимераза; ДНК-полимераза; галактозилтрансфераза; щелочная фосфатаза; кислая фосфатаза; фосфоенолпируват-карбоксикиназа; глутаминсинтетаза. Марганец необходим для нормальной секреции инсулина.

Хром усиливает действие инсулина во всех метаболических процессах, регулируемых этим гормоном. Прочно связывается с нуклеиновыми кислотами и защищает их от денатурации. Способен замещать йод в тиреоидных гормонах.

Общая характеристика водно-солевого обмена. Значение воды и обмен ее в организме. Обмен минеральных солей. Витамины и их значение. Питание.

Знать роль, функции витаминов, их классификацию и основные нарушения, возникающие при гипо- и авитаминозах.

Водно-солевой обмен - это совокупность процессов распределения воды и минеральных веществ между вне- и внутриклеточным пространствами организма, а также между организмом и внешней средой. Обмен воды в организме неразделимо связан с минеральным (электролитным) обменом. Распределение воды между водными пространствами организма зависит от осмотического давления жидкостей в этих пространствах, что во многом определяется их электролитным составом. От количественного и качественного состава минеральных веществ в жидкостях организма зависит протекание всех жизненно важных процессов

Вода необходима любому животному организму и выполняет следующие функции:

является обязательной составной частью протоплазмы клеток, тканей и органов; тело взрослого человека на 50-60% состоит из воды, т.е. она достигает 40-45 л;

является хорошим растворителем и переносчиком многих минеральных и питательных веществ, продуктов обмена;

принимает активное участие во многих реакциях обмена (гидролиз, набухание коллоидов, окисление белков, жиров, углеводов);

ослабляет трение между соприкасающимися поверхностями в теле человека;

является основным компонентом водно-электролитного гомеостаза, входя в состав плазмы, лимфы и тканевой жидкости;

участвует в регуляции температуры тела человека;

обеспечивает гибкость и эластичность тканей;

входит вместе с минеральными солями в состав пищеварительных соков.

Суточная потребность взрослого человека в воде в состоянии покоя составляет 35-40 мл на каждый килограмм массы тела, т.е. при массе 70 кг - в среднем около 2,5 л. Это количество воды поступает в организм из следующих источников:

1) вода, потребляемая в виде питья (1-1,1 л) и вместе с пищей (1-1,1 л);

2) вода, которая образуется в организме в результате химических
превращений питательных веществ (0,3-0,35 л).

Основными органами, удаляющими воду из организма, являются почки, потовые железы, легкие и кишечник. Почками в обычных условиях за сутки в виде мочи удаляется 1-1,5 л воды. Потовыми железами в покое через кожу в виде пота выделяется 0,5 л воды в сутки (при усиленной работе и в жару - больше). Легкими в покое выдыхается за сутки в виде водяных паров 0,35 л воды (при учащении и углублении дыхания - до 0,8 л/сутки). Через кишечник с калом в сутки выделяется 100-150 мл воды. Соотношение между количеством поступившей в организм и выведенной из него воды составляет водный баланс. Для нормальной жизнедеятельности организма важно, чтобы приход воды полностью покрывал расход, иначе в результате потери воды наступают серьезные нарушения жизнедеятельности. Потеря 10% воды приводит к состоянию дегидратации (обезвоживания), при потере 20% воды наступает смерть.. Как местные, так и общие нарушения водного обмена в тканях могут проявляться в форме отеков и водянки. Отеком называется накопление жидкости в тканях водянкой - скопление жидкости в полостях организма. Жидкость, скашивающуюся в тканях при отеках и в полостях при водянке, называют транссудатом. В зависимости от причин и механизмов развития различают сердечные, или застойные, отеки, почечные отеки, кахектические, токсические, травматические отеки и т.д.

Минеральные соли поступают в организм с пищевыми продуктами и водой, за исключением поваренной соли, которая специально добавляется к пище. Всего в организме животных и человека найдено около 70 химических элементов, из которых 43 считаются незаменимыми (эссенциальными; лат. essentia - сущность).

- Потребность организма в различных минеральных веществах неодинакова. Одни элементы, называемые макроэлементами, вводятся в организм в значительном количестве (в граммах и десятых долях грамма в сутки). К макроэлементам относятся натрий, магний, калий, кальций, фосфор, хлор. Другие элементы - микроэлементы (железо .маргатец, ковальт, цинк, фтор, йод и др.) нужны организму в крайне малых количествах (в микрограммах - тысячных долях миллиграмма).

Функции минеральных солей:

1) являются биологическими константами гомеостаза;

создают и поддерживают осмотическое давление в крови и тканях (осмотическое равновесие);

поддерживают постоянство активной реакции крови (рН=7,36-7,42);

участвуют в ферментативных реакциях;

участвуют в водно-солевом обмене;

ионы натрия, калия, кальция, хлора играют большую роль в процессах возбуждения и торможения, мышечного сокращения, свертывания крови;

являются составной частью костей (фосфор, кальций), гемоглобина (железо), гормона тироксина (йод), желудочного сока (соляная кислота) и т.д.;

8) являются составными компонентами всех пищеварительных соков, которые выделяются в больших количествах.

Обмен натрия, калия, хлора, кальция, фосфора, железа и йода.

Натрий поступает в организм в виде поваренной (столовой) соли. Растительная пища бедна поваренной солью. Суточная потребность в поваренной соли для взрослого человека составляет 10-15 г. Натрий активно участвует в поддержании осмотического равновесия и объема жидкости в организме, влияет на рост организма. Совместно с калием натрий регулирует деятельность сердечной мышцы, существенно изменяя ее возбудимость. Симптомы дефицита натрия: слабость, апатия, подергивание мышц, потеря свойства сократимости мышечной ткани.

Калий поступает в организм с овощами, мясом, фруктами. Суточная норма его - 1 г. Вместе с натрием участвует в создании биоэлектрического мембранного потенциала (калиево-натриевый насос), поддерживает осмотическое давление внутриклеточной жидкости, стимулирует образование ацетилхолина. При недостатке калия наблюдается торможение процессов ассимиляции (анаболизма), слабость, сонливость, гипорефлексия (снижение рефлексов).

Хлор поступает в организм в виде поваренной соли. Анионы хлора вместе с катионами натрия участвуют в создании осмотического давления плазмы крови и других жидкостей организма. Хлор входит также в состав соляной кислоты желудочного сока. Симптомов дефицита хлора у человека не обнаружено.

Кальций поступает в организм с молочными продуктами, овощами (зелеными листьями). Содержится в костях вместе с фосфором и является одной из важнейших биологических констант крови. Содержание кальция в крови человека в норме составляет 2,25-2,75 ммоль/л (9-11 мг%). Снижение кальция приводит к непроизвольным мышечным сокращениям (кальциевая тетания) и смерти вследствие остановки дыхания. Кальций необходим для свертывания крови. Суточная потребность в кальции - 0,8 г.

Фосфор поступает в организм с молочными продуктами, мясом, злаками. Суточная потребность в нем - 1,5 г. Вместе с кальцием содержится в костях и зубах, входит в состав макроэргических соединений (АТФ, креатинфосфат и др.). Отложение фосфора в костях возможно только при наличии витамина D. При недостатке фосфора в организме наблюдается деминерализация костей.

Железо поступает в организм с мясом, печенью, бобами, сухофруктами. Суточная потребность - 12-15 мг. Является составной частью гемоглобина крови и дыхательных ферментов. В организме человека содержится 3 г железа, из которого 2,5 г находится в эритроцитах как составная часть гемоглобина, остальные 0,5 г входят в состав клеток организма. Недостаток железа нарушает синтез гемоглобина и как следствие приводит к малокровию.

7) Йод поступает с питьевой водой, обогащенной им при протекании через горные породы или со столовой солью с добавлением йода. Суточная потребность - 0,03 мг. Участвует в синтезе гормонов щитовидной железы. Недостаток йода в организме приводит к возникновению эндемического зоба - увеличению щитовидной железы (некоторые области Урала, Кавказа, Памира и т.д.).

Витамины (лат. vita - жизнь + амины) - поступающие с пищей незаменимые вещества, необходимые для поддержания жизненных функций организма. Основоположником учения о витаминах является отечественный ученый Н.И. Лунин (1880), а термин "витамин" был предложен К. Функом в 1911 г. В настоящее время известно более 50 витаминов.

Функции витаминов многообразны:

они являются биологическими катализаторами и активно взаимодействуют с ферментами и гормонами;

многие из них являются коферментами, т.е. низкомолекулярными компонентами ферментов;

принимают участие в регуляции процесса обмена веществ в виде ингибиторов или активаторов;

некоторые из них играют определенную роль в образовании гормонов и медиаторов;

отдельные витамины снижают воспалительные явления и способствуют восстановлению поврежденной ткани;

способствуют росту, улучшению минерального обмена, сопротивляемости к инфекциям, предохраняют от малокровия, повышенной кровоточивости;

7) обеспечивают высокую работоспособность.

Заболевания, которые развиваются при отсутствии витаминов в пище, называются авитаминозами. Функциональные нарушения, возникающие при частичной недостаточности витаминов, - это гиповитаминозы. Заболевания, вызываемые избыточным потреблением витаминов, называются гипервитаминозами.

По растворимости все витамины делят на 2 большие группы: водорастворимые - витамины группы В, витамин С, витамин Р и др.; жирорастворимые - витамины A, D, Е, К, F.

Рассмотрим кратко некоторые витамины из этих групп.

А. Водорастворимые витамины.

Витамин С - аскорбиновая кислота, антицинготный. Суточная потребность - 50-100 мг. При отсутствии витамина С у человека развивается цинга (скорбут): кровоточивость и разрыхление десен, выпадение зубов, кровоизлияния в мышцах и суставах. Костная ткань становится более пористой и хрупкой (могут быть переломы). Возникает общая слабость, вялость, истощение, пониженная сопротивляемость к инфекциям.

Витамин В₁ - тиамин, антиневрин. Суточная потребность - 2-3 мг. При отсутствии витамина В1 развивается заболевание "бери-бери": полиневрит, нарушение деятельности сердца и желудочно-кишечного тракта.

Витамин В₂ - рибофлавин (лактофлавин), антисеборейный. Суточная потребность - 2-3 мг. При авитаминозе у взрослых наблюдается поражение глаз, слизистой оболочки полости рта, губ, атрофия сосочков языка, себорея, дерматит, падение веса; у детей - задержка роста.

Витамин В₃ - пантотеновая кислота, антидерматитный. Суточная потребность - 10 мг. При авитаминозе возникает слабость, быстрая утомляемость, головокружение, дерматиты, поражение слизистых оболочек, невриты.

Витамин В₆ - пиридоксин, антидерматитный (адермин). Суточная потребность - 2-3 мг. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. При авитаминозе наблюдается дерматит у взрослых. У младенцев специфическим проявлением авитаминоза являются судороги (конвульсии) по типу эпилептиформных.

Витамин В₁₂ - цианокобаламин, антианемический. Суточная потребность - 2-3 мкг. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. Влияет на кроветворение и предохраняет от злокачественной анемии Т.Аддисона- А.Бирмера.

Витамин Вс - фолиевая кислота (фолацин), антианемический. Суточная потребность - 3 мг. Синтезируется в толстом кишечнике микрофлорой. Влияет на синтез нуклеиновых кислот, кроветворение и предохраняет от мегалобластной анемии.

Витамин Р - рутин (цитрин), капилляроукрепляющий витамин. Суточная потребность - 50 мг. Уменьшает проницаемость и ломкость капилляров, усиливает действие витамина С и способствует накоплению его в организме.

Витамин РР - никотиновая кислота (никотинамид, ниацин), противопеллагрический. Суточная потребность - 15 мг. Синтезируется в толстом кишечнике из аминокислоты триптофана. Предохраняет от пеллагры: дерматита, диареи (поноса), деменции (нарушения психики Б. Жирорастворимые витамины.

Витамин А - ретинол, противоксерофтальмический. Суточная потребность - 1,5 мг. Способствует росту и предохраняет от куриной, или ночной, слепоты (гемералопии), сухости роговицы глаза (ксерофтальмии), размягчения и некроза роговицы (кератомаляции). Предшественником витамина А является каротин, содержащийся в растениях: моркови, абрикосах, листьях петрушки.

Витамин D - кальциферол, противорахитический. Суточная потребность - 5-10 мкг, для детей грудного возраста - 10-25 мкг. Регулирует обмен кальция и фосфора в организме и предохраняет от рахита. Предшественником витамина D в организме является 7-дегидро-холестерин, который под действием ультрафиолетовых лучей в тканях (в коже) превращается в витамин D.

Витамин Е - токоферол, противостерильный витамин. Суточная потребность - 10-15 мг. Обеспечивает функцию размножения, нормальное протекание беременности.

Витамин К - викасол (филлохинон), антигеморрагический витамин. Суточная потребность - 0,2-0,3 мг. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. Усиливает биосинтез протромбина в печени и способствует свертыванию крови.

Витамин F - комплекс ненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой) необходим для нормального жирового обмена в организме. Суточная потребность - 10-12 г.

Питание - сложный процесс поступления, переваривания, всасывания и усвоения организмом пищевых веществ, необходимых для покрытия его энергетических трат, построения и возобновления клеток, тканей и регуляции функций. В процессе питания пищевые вещества поступают в пищеварительные органы, подвергаются различным изменениям под действием пищеварительных ферментов, попадают в циркулирующие жидкости организма и таким образом превращаются в факторы его внутренней среды.

Питание обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма при условии его снабжения необходимым количеством белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ и воды в нужных для организма соотношениях. При сбалансированном питании основное внимание уделяется так называемым незаменимым компонентам пищи, которые не. синтезируются в самом организме и должны поступать в него в необходимых количествах с пищей. К таким компонентам относятся незаменимые аминокислоты, незаменимые жирные кислоты, витамины. Незаменимыми компонентами являются также многие минеральные вещества и вода. Oптимальным для питания практически здорового человека является соотношение белков, жиров и углеводов в пищевом рационе, близкое 1:1:4.

Читайте также: