ВОДА В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА

Вода играет важную роль в жизненных процессах не только как обязательная составная часть всех клеток и тканей тела, но и как среда, в которой протекают все химические превращения, связные с жизнедеятельностью организма. Солевой обмен теснейшим образом связан с водным обменом. Большинство минеральных соединений находится в организме в водных растворах. Соли, подобно воде, не доставляют энергии для организма, однако они являются необходимой составной частью всех клеток и тканей.

Содержание воды в организме человека составляет около 2/3 массы тела, несколько уменьшаясь с возрастом. Более высоким содержанием воды отличаются новорожденные дети. Например, такие плотные ткани и органы, как мышцы, кожа, почки, сердце на 70-80% состоят из воды. Часть воды, входящей в состав тканей тела, находится в них в связанной форме.

Вода обладает рядом характерных химических и физических свойств. Чистая вода представляет собой нейтральную жидкость, в которой хорошо растворяются различные неорганические и органические вещества. Благодаря большой диэлектрической постоянной вода способствует электролитической диссоциации растворенных в ней электролитов. Небольшая вязкость воды, от которой зависит скорость передвижения жидкостей в кровеносных и лимфатических сосудах, тканевых щелях и др., также является одним из её важных свойств.

Все химические реакции и физико-химические процессы в организме человека протекают в водной среде. Это реакции гидролиза, где вода непосредственно участвует в реакции, многочисленные реакции окисления, реакции гидратации, набухания коллоидов и другие.

Вода выполняет важную механическую роль, облегчая скольжение трущихся поверхностей (суставы, связки, мышцы и т.д.). Испарение воды кожей - приспособление, посредством которого человек сохраняет постоянную температуру тела при усиленном образовании тепла в организме или при высокой температуре внешней среды.

Основными параметрами жидкой среды организма являются осмотическое давление, рН и объем. Осмотическое давление и рН межклеточной жидкости и плазмы крови одинаковы. Значение рН внутри клеток разных типов может быть различным в зависимости от особенностей метаболизма, механизмов активного транспорта, избирательной проницаемости мембран. Постоянство осмотического давления, рН и объема межклеточной жидкости и плазмы крови обеспечивается действием почек и системы гормонов, регулирующих их функцию, что, в свою очередь, позволяет поддерживать постоянство внутриклеточной среды.

Человек не способен выносить сколько-нибудь значительное обезвоживание и погибает от недостатка воды значительно скорее, чем от недостатка пищи. Суточная потребность взрослого человека в воде составляет примерно 40 г воды на 1 кг массы тела. Потребность в воде покрывается за счет введения различных жидкостей (питьевая вода, напитки, супы) – всего 1–1,5 л; воды пищевых продуктов - около 1-1,5 л; воды, образующейся в тканях при окислении различных субстратов тканевого дыхания – около 400 мл.

Количество воды, образующееся при окислении 100 г различных питательных веществ, выражается следующими цифрами: для липидов – 107 мл, углеводов – 55 мл, белка – 41 мл; при обычной смешанной диете на 100 кал образуется 12 мл воды.

Поступающая извне вода должна полностью компенсировать постоянные потери воды через почки (с мочой), кожу (с потом), легкие (с дыханием), кишечник (с калом). Эти потери воды неразрывно связаны с осуществлением ряда важнейших физиологических функций организма. Основная масса конечных продуктов азотистого обмена у человека выводится из организма через почки с мочой. У человека, в зависимости от массы тела и пола, таким путем выделяется в течение суток около 1,2–1,5 л воды. При употреблении большого количества жидкостей диурез увеличивается, и, наоборот, при ограничении питья количество мочи уменьшается. Сгущение мочи возможно лишь до определенного предела. Чрезмерное ограничение поступления воды неизбежно приводит к расстройству выведения конечных продуктов обмена, в частности азотистых «шлаков». С мочой в растворенном виде выводится из организма и значительная часть подлежащих выведению минеральных солей: хлорида натрия, фосфатов и др. Задержка в организме этих солей, так же как и различных азотистых составных частей мочи, быстро привела бы к несовместимому с жизнью изменению осмотического давления плазмы крови, межклеточной жидкости и внутриклеточного содержимого.

Поддержание концентрации воды в различных тканях организма человека на определенном уровне осуществляется специальными механизмами регуляции, в частности чувством жажды. Жажда возникает в результате рефлекторного возбуждения определенных участков коры головного мозга при первых признаках изменения осмотического давления плазмы крови. Всасывание воды, поступающей в организм через рот, начинается в желудке, однако основная часть ее переходит в систему кровеносных капилляров и отчасти лимфатических сосудов лишь в кишечнике. Осмотическое давление крови обычно выше осмотического давления химуса (пищевой кашицы), всасывание воды не требует особых затрат энергии. Всосавшаяся вода частью задерживается в печени, частью поступает в большой круг кровообращения. Однако сколько-нибудь значительного разжижения крови (гидремии) даже после всасывания больших количеств воды (сразу 1,5 л) не наблюдается. Это объясняется тем, что большая масса всосавшейся воды сразу же переходит из крови в межклеточную жидкость, а также в брюшную полость. Особенно важную роль в качестве органов, удерживающих избыток всосавшейся воды, играют кожа и печень.

Водный обмен не является изолированным и независимым от обмена других веществ. Эта связь наиболее выражена в отношении минерального обмена. Соли натрия вызывают задержку воды в тканях. Соли калия и кальция способствуют, наоборот, удалению воды из организма. На водном балансе отражается также содержание белков, липидов и углеводов в пище. Диета, очень богатая углеводами, дает значительный прирост в массе тела, но при этом, особенно дети, становятся как бы «рыхлыми» в связи с задержкой больших количеств воды в их организме. Отложение жира в организме, напротив, не сопровождается задержкой воды, а скорее приводит к отрицательному водному балансу.

Если воды в организм вводится больше, чем может выделиться через почки, начинается усиленное потоотделение, сопровождающееся головной болью, тошнотой и общей слабостью.

Выведение воды из организма регулируется при помощи нескольких механизмов, важнейшим из которых является механизм регуляции мочеотделения. Он будет рассмотрен в разделе «Биохимия почек».