Водный баланс человека: Водный баланс что это, как и зачем его поддерживать

Водный баланс что это, как и зачем его поддерживать

Вода — это жизнь. Она преобладает в составе любого организма, и человек не исключение. В целом, на воду приходится 60–80% от общей массы человеческого тела. Большая ее часть находится в клетках: около 50%. Мозг состоит из жидкости на 80%, кровь и желудочный сок – на 92% и 99% соответственно.
Нарушение водного баланса приводит к серьезным проблемам со здоровьем. К каким именно, и как их избежать?

Что такое водный баланс? Из-за чего он нарушается, и чем это чревато? Как восстановить водный баланс и так ли важно это делать? Обсудим роль и физиологию водного обмена в организме.

Функции воды в организме

В организме человека вода:

• участвует в процессах пищеварения и обмена веществ;
• является одним из компонентов, необходимых для выработки крови, и универсальным растворителем;
• отвечает за процессы всасывания питательных веществ и терморегуляции;
• осуществляет перенос питательных веществ и способствует их усвоению;
• участвует в химических реакциях и в ферментативных процессах;
• выводит шлаки.

Что такое водный баланс

Водный баланс — это соотношение между количеством жидкости, поступившей в организм, и количеством выведенной из него за тот же период времени. В норме, разница между этими двумя показателями должна равняться нулю.

Нехватка воды в организме приводит к негативным последствиям. Нарушение водного баланса сказывается на концентрации внимания и на способности мозга решать логические задачи.

Внимание! Потеря 8% жидкости, которая должна присутствовать в организме, может стать причиной обморока. Если обезвоживание продолжается, запускаются процессы разрушения. Потеря 5 части жидкости приводит к смерти.

Чем чреват недостаток воды в организме

Если водный баланс в норме, то меньше вероятность скачков давления по причине сгущения крови. При недостаточном поступлении жидкости резко усиливается выработка гистамина. Этот процесс является защитной реакцией организма, стремящегося отрегулировать поступление воды к органам в условиях ее дефицита. В результате наблюдаются аллергические реакции.

Постоянная «засуха» приводит к проблемам с суставами, так как хрящевая ткань утрачивает эластичность. Дефицит жидкости заставляет организм накапливать ее в жировой ткани, создавая своеобразный резервный запас. И наконец, люди, которые употребляют недостаточное количество воды, раньше стареют. Кожа становится менее эластичной, сухой и быстрее покрывается морщинами.

Почему нарушается водный баланс организма

Нарушение водного баланса бывает двух видов:

• гипергидратация, или отечность;
• дегидратация, или обезвоживание.

Гипергидратация является следствием задержки воды в организме. Самая распространенное последствие, к которому приводит такое нарушение — появление 2–3 лишних килограммов веса. В серьезных случаях отечность приводит к сбоям в работе сердца, общему недомоганию, обморокам.

Обезвоживание наблюдается при:

• поступлении в организм недостаточного количества жидкости;
• рвоте;
• длительном поносе;
• некоторых болезнях почек;
• ожогах значительной площади кожи;
• перегреве организма.

Внимание! Дегидратация может вызвать повышение температуры, гипотонию, сухость слизистых оболочек, проблемы с суставами.

Как поддерживать водный баланс

Чтобы водный баланс не нарушался, нужно пить достаточное количество воды. Объем необходимой жидкости можно вычислить по формуле: норма воды в литрах = 3% х массу тела в килограммах.

Внимание! Тем, кто занимается спортом или тяжелым физическим трудом, следует увеличить количество потребляемой воды. Этот совет актуален и для тех, кто злоупотребляет кофе.

На водный баланс негативно воздействуют вредные привычки. Если у вас не получается отказаться от них, пейте больше жидкости. А также обязательно следите за своим рационом, включая в него достаточное количество овощей и фруктов.

Водный баланс организма | Государственное бюджетное учреждение здравоохранения «Городская больница» г.Гая

Еще со школьной скамьи нам известно, что человек на 75 процентов состоит из воды, остальные 25 – это 79 химических элементов из 92 встречающихся в природе. Человеческий мозг на 85 процентов состоит из воды, кровь – на 94 процента, даже в костях – 20 процентов воды. Человеческий организм – симбиоз воды и химических элементов. Поэтому любое нарушение водного баланса может спровоцировать возникновение и развитие самых серьезных заболеваний. Почему?

При уменьшении потребления воды происходит уменьшение объема жидкости в организме. Сосудам приходится сужать просвет, чтобы заполнить всю кровеносную систему. В первую очередь происходит сужение просвета мельчайших сосудов – капилляров.

Поэтому повышенное кровяное давление (первичная артериальная гипертензия) – результат приспособления к серьезному дефициту воды. Преимущество в обеспечении кровоснабжением имеют: мозг, легкие, почки, печень, сердце и железы внутренней секреции. Кости, мышцы и кожа – в последнюю очередь. Поэтому помните, если вы занимаетесь физически активными упражнениями, посещаете массажистов и при этом мало пьёте воды, то можете спровоцировать боли в сердце, повышение артериального давления, головокружение или головные боли.

Существует несколько заблуждений о воде, которые следует знать.

Первое

– «Ощущение сухости во рту – единственный признак недостатка воды в организме».

Второе

– «Организм человека эффективно регулирует прием воды в течение всей его жизни».

Но известен факт, что с возрастом ощущение жажды слабеет – мы начинаем пить все меньше и меньше. Клеточный запас воды иссякает – при этом кожа становится, как сморщенное яблоко.

Третье

– «Вода не играет самостоятельной химической роли в физиологических функциях организма, а только растворяет и переносит разные вещества».

Но вода – не только растворитель и транспортировщик питательных веществ, но и производитель гидроэлектрической энергии на клеточных мембранах. Одним словом – защитник клетки.

Четвертое

– «Любая жидкость действует точно так же, как вода».

Но другие жидкости ведут себя в организме по-другому. Например, при кипячении мы замечаем образование лопающихся пузырьков над водой – это выделяется растворенный кислород. Следовательно, употребляя кипяченую воду, мы ограничиваем доставку кислорода в организм. А регулярное употребление чая и кофе приводит к мочегонному эффекту, а значит – способствует обезвоживанию организма. Вот такой парадокс.

Употребление достаточного количества воды позволит восполнить объем сосудистого русла, улучшить кровоснабжение сердца, обеспечить энергетику и защиту клеток сердца, а значит – избежать многих проблем.

Не забывайте правильно пить воду – и будьте здоровы!

Горячкина А.С. зав. пол. № 1.

Водный баланс — Microlife / Микролайф

У здоровых людей общее содержание воды в организме величина довольно постоянная.

Увеличение или снижение количества употребляемой воды соответственно ведет к увеличению или снижению выхода воды из организма, и таким образом поддерживается водный баланс.

Вода поступает в организм, главным образом, через пищу или напрямую во время потребления жидкостей. Некоторое количество воды производится организмом в результате метаболического процесса (например, во время распада таких энергетических пищевых веществ, как жир и углеводы).

Вода выводится из организма с мочой, при дыхании (легкие) и посредством потоотделения (кожа). Фекалии обычно содержат мало воды (около 3-4% от общего содержания).

Пример, приведенный ниже, иллюстрирует здорового взрослого человека, живущего в умеренном климате.

Водный баланс такого человека составляет приблизительно 2500 мл (2,5 л) воды в день, требуемого для поддержания жизнедеятельности организма. Такое же количество воды выводится из организма человека по вышеописанным путям.

Организм оснащен механизмами, регулирующими определенное содержание воды в организме.

Наиболее важными из них являются нервные центры, находящиеся в мозгу и отвечающие за чувство жажды и за выведение воды из организма почками.

Стимуляция центра жажды вызывает желание пить, в стимуляция других центров приводит к выделению гипофизом антидиуретического гормона (ADH).

Выделение антидиуретического гормона (ADH) приводит к экскреции почками небольших объемов высококонцентрированной мочи, и таким путем происходит сохранение воды в организме.

Кроме того, когда объем жидкости в кровяном русле падает, падает и кровяное давление. Такое падение инициирует серию событий, которые, в конце концов, побуждают надпочечные железы выделять гормон альдостерон. Альдостерон сигнализирует почкам удерживать большее количество воды.

Эти механизмы не могут сами по себе поддерживать водный баланс, если человек не выпивает достаточного количества воды.

Ведь ежедневно организму необходимо, как минимум, 400 мл воды, чтобы выводить с мочой конечные продукты деятельности организма, выработанные за день метаболической деятельности.

Следовательно, ежедневное потребление воды здоровым взрослым человеком должно составлять 1,5 л.

Однако, в условиях жаркого климата, при выполнении физической нагрузки потребление жидкости может достигать 10 литров в день.

Водный баланс в организме / Блог / Клиника ЭКСПЕРТ

Все знают, что человеческий организм на 80 % состоит из воды. Вода – основной компонент крови (91 %), желудочного сока (98 %) и иных жидкостей в организме человека. В наших мышцах тоже присутствует вода (74 %), в скелете ее около 25 %, и, конечно же, она присутствует в мозге (82 %). Именно поэтому водный баланс в организме однозначно влияет на способность запоминать, на мышление и физические возможности человека. Как удерживать его на необходимом уровне, чтобы не возникли проблемы со здоровьем?

Когда водный баланс в норме, то количество жидкости, выделяемой организмом, адекватно поступающему объему, то есть эти процессы уравновешены. При недостаточном количестве выпитой воды баланс окажется отрицательным, а это значит, что будет значительно замедлен обмен веществ, кровь станет более густой , что затруднит распределение кислорода по организму в нужном объеме, температура тела повысится и участится пульс.

Симптомы отрицательного водного баланса:

1. Сухость кожи.
2. Высыпания на коже.
3. Отеки. Накопление воды в разных тканях и полостях.
4. Жажда и сухость во рту из-за недостатка слюны.
5. Неприятный запах изо рта.
6. Обложенность языка
7. Ухудшение работы мозга: проявление симптомов депрессии, нарушений сна, внимания.
8. Боль суставов и риск возникновения спазмов мышц.
9. Если жидкости в организме недостаточно, это влечет за собой запоры и постоянное ощущение тошноты.

Как нормализовать водный баланс в организме?

Многие люди пьют воду только при наступлении жажды. Это большая ошибка. Жажда говорит о том, что у вас уже присутствует та или иная степень обезвоживания. Даже когда оно совсем незначительное, это все равно сильно влияет на организм. Запомните, что не надо много пить за завтраком, обедом и ужином, а также сразу после приема пищи. Это значительно снизит концентрацию желудочного сока и ухудшит процессы пищеварения. Целесообразно «пополнять запасы» воды в период между употреблением пищи.

Как восстановить водный баланс в организме?

• Один стакан за 30 минут до завтрака, для нормальной работы желудочно-кишечного тракта.
• Полтора – два стакана через пару часов после завтрака. Это может быть чай на работе, но в виде исключения, а не правила. Лучше пить обычную питьевую воду.
• Один стакан за 30 минут до обеда.
• Полтора – два стакана через пару часов после обеда.
• Один стакан за 30 минут перед ужином.
• Один стакан после ужина.
• Один стакан перед тем, как пойти ко сну
• Данный режим возможен при отсутствии противопоказаний.
• В случае, если такое регулярное питье для вас непривычно и затруднительно, то этот процесс можно попробовать растянуть на целый день по несколько глотков.

Что влияет на поддержание нормального водно-солевого баланса?

1. Во время физических нагрузок из тела выходит много солей вместе с потом, поэтому лучше выпивать воду с солью, или минеральную воду.
2. Увеличьте количество потребляемой воды, если температура окружающей среды повышена.
3. Также пейте больше воды, если вы находитесь в сухом помещении (где сильно греют батареи, или работает кондиционер, или при длительном нахождении в помещениях без проветривания).
4. При приеме медикаментов, потреблении алкоголя, кофеина, курении также снижается уровень воды в организме. Обязательно восполняйте потери дополнительным количеством жидкости.
5. Вода поступает не только вместе с кофе, чаем и другими напитками. Ешьте овощи, фрукты и другую пищу с высоким содержанием жидкости. Но помните, что наиболее полезна обычная питьевая вода!
6. Тело впитывает воду и через кожу с местным эффектом. Принимайте чаще душ, лежите в ванне, плавайте в бассейне.

При равномерном режиме поступления воды улучшится ваш обмен веществ, энергия будет вырабатываться постоянно в период активности, и вы не станете так сильно уставать от работы. Также поддержание водного баланса в организме позволит не накапливать токсины, а значит, печень и почки не будут перегружены. Ваша кожа станет более эластичной и упругой, со здоровым оттенком.

Как правильно поддерживать водный баланс в организме

Что в день нужно пить около двух литров воды, уже ни для кого не секрет. Но удается ли вам выполнять эту ежедневную норму? Вероятно, нет. Чтобы соблюдать водный режим стало проще, звездный диетолог из Лос-Анджелеса Кимберли Снайдер, среди клиентов которой — Риз Уизерспун, Дрю Бэрримор и Керри Вашингтон, поделилась своими рекомендациями. Читайте их ниже и отправляйтесь к кулеру за стаканчиком воды.

«Все в нашем организме — от работы органов до гормонального баланса — зависит от количества жидкости. Когда водный баланс в норме, суставы смазываются, кожа становится более гладкой и ровной, а волосы растут здоровыми. И наоборот, когда организм обезвожен, кожа выглядит тусклой, кончики становятся ломкими, энергия уменьшается, а обмен веществ замедляется», — объясняет Кимберли Снайдер.

Индивидуализируйте общепринятую норму

Восемь стаканов воды в день считаются средней нормой, но это не значит, что вы должны придерживаться именно такого предписания. Все зависит от индивидуальных особенностей организма, предпочтений, образа жизни и даже температуры на улице — чем жарче, тем больше воды необходимо. Как правило, женщинам следует выпивать около 1,7 литра воды в день, а мужчинам — около 3,7 литра. Но если вы хотите рассчитать вашу норму более точно, Кимберли Снайдер советует: «Пейте от 30 до 60 миллилитров на каждый килограмм вашего веса. Например, если вы весите 50 килограммов, то следует выпивать от 1,5 до 3 литров воды в день».

Пейте воду комнатной температуры

«Я всегда говорю своим клиентам, что важно пить воду именно комнатной температуры. Если напиток будет холодным, организму придется потратить больше энергии, чтобы довести воду до комфортной температуры. А совсем ледяная вода может привести к сжатию кровеносных сосудов в желудке, мешая процессу пищеварения и, таким образом, даже обезвоживая организм».

Пейте воду по утрам

Кимберли Снайдер советует начинать свой день со стакана воды. «За ночь организм обезвоживается. Стакан воды с утра поможет зарядиться энергией на весь день. Лучше всего пить теплую воду с кусочком лимона — это улучшит работу печени. Кроме того, лимон — мощный источник витамина С, он поможет очистить организм от токсинов», — объясняет эксперт.

Пейте воду между приемами пищи, а не во время

Мы привыкли пить воду, когда едим, но на самом деле это худший момент. «Большое количество жидкости во время приема пищи разжижает пищеварительные соки и может, наоборот, вызвать обезвоживание», — объясняет Кимберли Снайдер. Лучше всего пить воду между приемами пищи — как минимум за полчаса до еды и через час после.

Ешьте овощи, состоящие из воды

«Вода — это первый и самый очевидный источник жидкости, но избавиться от обезвоживания могут помочь и овощи», — говорит диетолог. Например, огурец богат витаминами группы В, питательными веществами, электролитами и практически полностью состоит из воды. Также в этом плане полезен сельдерей, богатый витаминами, минералами и клетчаткой. Кроме того, благодаря ему кожа становится чистой и сияющей. Кимберли Снайдер рекомендует добавлять огурец и сельдерей в смузи и выпивать его с утра натощак. Так полезные свойства лучше всего подействуют на организм.

Компенсируйте водой кофеин и алкоголь

И кофеиносодержащие напитки, и алкоголь являются мочегонными, поэтому, выпивая их, вы теряете больше жидкости. «Чтобы восстановить водный баланс и компенсировать бокал вина или чашку кофе, необходимо выпить дополнительный стакан воды», — объясняет эксперт.

Сделайте себе напоминание

Чтобы всегда помнить о том, что вы должны выполнить норму и выпить необходимое количество воды, налейте ее в бутылку и носите с собой. «Когда перед вами на столе стоит бутылка с водой, вы невольно будете помнить, что ее надо выпить. Кроме того, так вы сможете легко отследить, удалось ли выполнить ежедневную норму. Я за визуальные подсказки в виде бутылок, кувшина или переносного стакана, который будет находиться на виду и служить напоминанием», — говорит Кимберли Снайдер. Кроме того, чтобы отслеживать свой результат, эксперт советует скачать приложения Waterlogged или Gulps, подсказывающие, что пришло время снова отправиться к кулеру.

Пейте кокосовую воду

«Веками люди в островных странах Юго-Восточной Азии и Тихого океана пили воду из молодых кокосов. Это один из лучших вариантов заменить обычную воду и справиться с обезвоживанием организма в жарком климате», — объясняет эксперт. Поэтому после долгого дня на солнце попробуйте восстановить водный баланс при помощи этого вкусного и полезного напитка.

Lauren Valenti/vogue.com

Подпишитесь и станьте на шаг ближе к профессионалам мира моды.

О необходимости поддерживать водный баланс организма

Здоровый образ жизни становится всё более популярным. Многие из нас, говоря о его главных составляющих, называют правильное питание, поддержание себя в хорошей физической форме, полноценный сон и отсутствие вредных привычек. Всё это важно. Но почему-то не все вспоминают о том, что для здоровья нам необходимо потреблять достаточное количество жидкости. И совершенно напрасно, ведь от этого напрямую зависит работа нашего организма. Несмотря на то, что вода не имеет питательной ценности, она является обязательной частью всего живого и составляет 60-70% веса тела человека. Вода доставляет в клетки организма витамины, минеральные соли, выводит шлаки. Без воды невозможна регуляция теплообмена организма с окружающей средой и поддержание температуры тела.

Не существует определенного количества воды, которое каждый человек должен выпивать в день. Дневная норма воды индивидуальна и зависит от многих факторов: массы тела, пола, возраста, физической активности, климата, особенностей организма и состояния здоровья. Например, потребность здорового человека в воде в день может составлять 28-35 мл на 1 кг веса. То есть человек весом 80 кг в день нуждается в 2,5 л воды. С основной едой и привычными напитками мы получаем лишь 1-1,5 л воды в сутки, поэтому дополнительно желательно выпивать до 3-5 стаканов чистой питьевой воды.

Напоминаем, что эти цифры приблизительны. Есть мнение, что в потреблении воды нужно ориентироваться на естественное чувство жажды. Вопреки распространенному мифу, чувство жажды появляется задолго до первых признаков обезвоживания – эволюция решила этот вопрос без диетологов. Во время исследований было замечено: ежедневное количество потребляемой воды, вызванное жаждой, достаточно для нормальной гидратации здорового взрослого человека. Поэтому не стоит вливать в себя жидкость, если этого не требует организм. Избытки воды могут привести к отекам, выведению минеральных солей и нарушению водно-солевого баланса в клетках. При повышенных потребностях в воде пейте воду небольшими порциями равномерно в течение дня. Так проще всего держать в равновесии водно-солевой баланс. Не нужно терпеть и потом пить сразу много – излишки воды будут долго покидать желудок, растягивать его стенки, что вызовет неприятные ощущения. К тому же, лишняя вода создаст дополнительную нагрузку почкам.

Помните, соблюдение водного баланса является важным условием сохранения здоровья.

Нарушение водного обмена — причины появления, при каких заболеваниях возникает, диагностика и способы лечения

ВАЖНО!

Информацию из данного раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. В случае боли или иного обострения заболевания диагностические исследования должен назначать только лечащий врач. Для постановки диагноза и правильного назначения лечения следует обращаться к Вашему лечащему врачу.

Нарушение водного обмена: причины, заболевания, при которых развивается, методы диагностики и лечения.

Определение


Больше всего воды содержится в организме младенцев – до 86%. Затем ее уровень постепенно начинает снижаться, достигая минимума у людей пожилого возраста.

Вода работает как растворитель, составляет основу биологических сред, является участником различных биохимических реакций, терморегуляции и выполняет множество других функций.

Каждую секунду наш организм теряет определенное количество воды с дыханием в виде паров. Другими путями элиминации жидкости из организма являются потоотделение, выработка ферментов в желудочно-кишечном тракте.

Однако наибольшее количество воды у здорового человека выводится из организма почками.

В процессе прохождения крови через почки в мочу поступает вода, минеральные и органические вещества, которые не требуются организму по причине своей вредности или избыточности.

Для компенсации потерь жидкости организму требуется ее поступление извне. Естественное восполнение воды происходит за счет питья и еды. Внутривенное введение используют при тяжелом обезвоживании для быстрого восполнения потерь жидкости или невозможности употребления воды и пищи через рот.

Жидкость в нашем организме условно подразделяется на внутриклеточную и внеклеточную. Внутриклеточная жидкость, как следует из названия, присутствует внутри клетки и отграничена полупроницаемой мембраной от окружающего клетку пространства. Вне клетки жидкость находится в межклеточном пространстве и внутри кровеносных и лимфатических сосудов.

Под водным балансом в организме следует понимать не просто общее количество воды, но и ее распределение между перечисленными структурами, что напрямую влияет на жизнедеятельность органов и тканей человека.

Разновидности нарушения водного обмена


В зависимости от общего содержания воды в организме человека нарушения водного обмена можно разделить на дегидратацию (уменьшение общего количества воды) и гипергидратацию (избыток воды).

Дегидратация проявляется уменьшением количества отделяемой мочи, сухостью слизистых оболочек, часто сопровождается выраженным чувством жажды, снижением эластичности кожи, в более тяжелых случаях развивается клиническая картина поражения тех или иных органов, в первую очередь – нервной системы в виде общей слабости, сонливости, нарушения или потери сознания.

Избыток воды в организме, напротив, проявляется образованием периферических отеков, в первую очередь – отека подкожно-жировой клетчатки, а также накоплением жидкости в клетках, межклеточном пространстве и различных полостях организма: в плевральной полости, брюшной и т.д.

Отдельно выделяют изменение количества воды в сосудистом русле: состояния гиповолемии (недостаточного объема крови) и гиперволемии (избыточного объема крови).

Возможные причины нарушения водного обмена


Выше были рассмотрены основные пути поступления и выведения жидкости из организма. Исходя из этого, становится понятно, что заболевания почек, сопровождающиеся повышенным мочеотделением, приводят к дегидратации, а поражения почек с невозможностью выполнения ими функции фильтрации – к гипергидратации.

Поражения желудочно-кишечного тракта, которые протекают с выраженной многократной рвотой и диареей, могут стать причиной нарушения водного баланса из-за избыточной потери жидкости.

В регуляции водного обмена важную роль играет эндокринная система. Так, повышение концентрации антидиуретического гормона приводит к задержке жидкости в организме, а увеличение выработки предсердного натрийуретического гормона – к ее усиленному выведению. Помимо этого, опосредованно через изменение концентрации солей в организме на водный баланс влияют и другие гормоны, например альдостерон.

Важно помнить, что глюкоза является осмотически активным веществом, способным притягивать воду. В случае избыточного количества глюкозы в крови, например при сахарном диабете, она начинает выделяться с мочой и увлекает за собой воду, что также приводит к развитию выраженного обезвоживания.

При каких заболеваниях развиваются нарушения водного обмена

Нарушения водного обмена могут возникать при различных заболеваниях почек и, как правило, являются признаками почечной недостаточности. При остро развившемся нарушении функции почек, например, при шоке, отравлении химическими веществами, некоторых воспалительных заболеваниях происходит, как правило, задержка воды в организме (гипергидратация). В то время как хронически развивающиеся болезни почек могут сопровождаться как гипергидратацией, так и гипогидратацией (в зависимости от стадии процесса).

Одной из частых причин хронической болезни почек является артериальная гипертензия и сахарный диабет.

К другим эндокринным заболеваниям, приводящим к выраженной дегидратации, относится несахарный диабет – группа заболеваний, в основе которых лежит нарушение работы в системе антидиуретического гормона. Врожденная дисфункция коры надпочечников, или адреногенитальный синдром может сопровождаться выраженными нарушениями баланса солей в организме и нарушением обмена жидкостей.

Острые кишечные инфекции, хронические расстройства питания, сопровождающиеся диареей и рвотой, некоторые врожденные заболевания желудочно-кишечного тракта у детей, такие как пилоростеноз, часто приводят к обезвоживанию и нарушению водно-солевого баланса организма.

К каким врачам обращаться при появлении симптомов нарушения водного обмена

Среди заболеваний, приводящих к нарушению жидкостного обмена, присутствуют расстройства самых различных органов и систем, требующие конкретных видов обследования и лечения. Поэтому в случае появления симптомов нарушения водного обмена следует вначале обратиться к специалисту широкого профиля, такому как терапевт или педиатр. По мере проведения клинического и лабораторно-инструментального обследования определяется система органов, причастная к развитию водных нарушений, поэтому может потребоваться консультация эндокринолога, нефролога, гастроэнтеролога, инфекциониста и т.д.

Диагностика и обследования при нарушениях водного обмена

В основе первичной диагностики заболеваний, вызывающих нарушения водного обмена, лежит тщательно собранная история развития патологического состояния. Врач проводит опрос пациента, в ходе которого уточняет возможные причины, сроки, течение заболевания, проводившееся лечение и т.д.

После клинического обследования различных органов и систем, как правило, требуется лабораторно-инструментальное подтверждение диагноза. Пациенту назначают исследование концентрации глюкозы в крови с целью исключения сахарного диабета.

26.2 Водный баланс — анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Объясните, как уровень воды в организме влияет на цикл жажды
• Определите основной путь, по которому вода покидает тело
• Опишите роль АДГ и альдостерона и их влияние на уровень воды в организме
• Определить обезвоживание и выявить общие причины обезвоживания

В обычный день средний взрослый принимает около 2500 мл (почти 3 литра) водных жидкостей.Хотя большая часть поступает через пищеварительный тракт, около 230 мл (8 унций) в день вырабатывается метаболически, на последних этапах аэробного дыхания. Кроме того, каждый день примерно один и тот же объем (2500 мл) воды покидает организм разными путями; большая часть этой потерянной воды выводится в виде мочи. Почки также могут регулировать объем крови с помощью механизмов, выводящих воду из фильтрата и мочи. Почки могут регулировать уровень воды в организме; они экономят воду, если вы обезвожены, и могут сделать мочу более разбавленной, чтобы при необходимости удалить лишнюю воду.Вода теряется через кожу за счет испарения с поверхности кожи без явного потоотделения и с воздухом, выходящим из легких. Этот тип потери воды называется незаметной потерей воды, потому что человек обычно не подозревает об этом.

Осмоляльность — это отношение растворенных веществ в растворе к объему растворителя в растворе. Осмоляльность плазмы , таким образом, представляет собой отношение растворенных веществ к воде в плазме крови. Величина осмоляльности плазмы человека отражает его или ее состояние гидратации. В здоровом организме осмоляльность плазмы поддерживается в узких пределах за счет использования нескольких механизмов, регулирующих потребление и выделение воды.

Питьевая вода считается добровольной. Итак, как организм регулирует потребление воды? Представьте себе человека, который испытывает обезвоживание , чистую потерю воды, которая приводит к недостаточному содержанию воды в крови и других тканях. Вода, покидающая тело в виде выдыхаемого воздуха, пота или мочи, в конечном итоге извлекается из плазмы крови. По мере того, как кровь становится более концентрированной, запускается реакция жажды — последовательность физиологических процессов (рис. 26.2.1). Осморецепторы — это сенсорные рецепторы в центре жажды в гипоталамусе, которые контролируют концентрацию растворенных веществ (осмоляльность) в крови.Если осмоляльность крови превышает идеальное значение, гипоталамус передает сигналы, которые приводят к сознательному ощущению жажды. Человек должен (и обычно делает) в ответ пить воду. Гипоталамус обезвоженного человека также выделяет антидиуретический гормон (АДГ) через задний гипофиз. АДГ сигнализирует почкам о необходимости извлечения воды из мочи, эффективно разжижая плазму крови. Чтобы сохранить воду, гипоталамус обезвоженного человека также посылает сигналы через симпатическую нервную систему в слюнные железы во рту.Эти сигналы приводят к уменьшению водянистого, серозного выделения (и увеличению выделения более липкой и густой слизи). Эти изменения секрета приводят к «сухости во рту» и ощущению жажды.

Рисунок 26.2.1 — Блок-схема, показывающая реакцию на жажду: Реакция на жажду начинается, когда осморецепторы обнаруживают снижение уровня воды в крови.

Уменьшение объема крови в результате потери воды имеет два дополнительных эффекта. Во-первых, барорецепторы, рецепторы артериального давления в дуге аорты и сонных артериях шеи обнаруживают снижение артериального давления в результате уменьшения объема крови.В конечном итоге сердце получает сигнал об увеличении частоты и / или силы сокращений, чтобы компенсировать пониженное кровяное давление.

Во-вторых, почки имеют гормональную систему ренин-ангиотензин, которая увеличивает выработку активной формы гормона ангиотензина II, который помогает стимулировать жажду, но также стимулирует высвобождение гормона альдостерона из надпочечников. Альдостерон увеличивает реабсорбцию натрия в дистальных канальцах нефронов почек, и вода следует за этим реабсорбированным натрием обратно в кровь. Циркулирующий ангиотензин II также может стимулировать высвобождение АДГ в гипоталамусе.

Если не потреблять достаточное количество жидкости, наступает обезвоживание, и в организме человека содержится слишком мало воды для правильного функционирования. Человек, который неоднократно рвет или страдает диареей, может обезвоживаться, а младенцы из-за низкой массы тела могут очень быстро стать опасно обезвоженными. У выносливых спортсменов, например бегунов на длинные дистанции, во время длительных забегов часто наблюдается обезвоживание. Обезвоживание может потребовать неотложной медицинской помощи, и обезвоженный человек может потерять сознание, впасть в кому или умереть, если его или ее тело не регидратировано быстро.

Потеря воды из организма происходит преимущественно через почечную систему. Человек производит в среднем 1,5 литра (1,6 литра) мочи в день. Хотя объем мочи варьируется в зависимости от уровня гидратации, существует минимальный объем мочи, необходимый для нормального функционирования организма. Почки выводят от 100 до 1200 миллиосмолей растворенных веществ в день, чтобы избавить организм от множества избыточных солей и других водорастворимых химических отходов, в первую очередь креатинина, мочевины и мочевой кислоты.Неспособность произвести минимальный объем мочи означает, что метаболические отходы не могут быть эффективно удалены из организма, что может нарушить функцию органа. Минимальный уровень выработки мочи, необходимый для поддержания нормальной функции, составляет около 0,47 литра (0,5 кварты) в день.

Почки также должны вносить коррективы в случае приема слишком большого количества жидкости. Диурез , то есть выработка мочи сверх нормы, начинается примерно через 30 минут после употребления большого количества жидкости.Диурез достигает пика примерно через 1 час, а нормальное выделение мочи восстанавливается примерно через 3 часа.

Антидиуретический гормон (АДГ) , также известный как вазопрессин, контролирует количество воды, реабсорбированной из собирательных каналов и канальцев в почках. Этот гормон вырабатывается в гипоталамусе и доставляется в задний гипофиз для хранения и высвобождения (рис. 26.2.2). Когда осморецепторы в гипоталамусе обнаруживают увеличение концентрации плазмы крови, гипоталамус сигнализирует о выбросе АДГ из задней доли гипофиза в кровь.

Рисунок 26.2.2 — Антидиуретический гормон (АДГ): АДГ вырабатывается в гипоталамусе и высвобождается задней долей гипофиза. Он заставляет почки удерживать воду, сужает артериолы в периферическом кровообращении и влияет на некоторые виды социального поведения млекопитающих.

ADH имеет два основных эффекта. Он сужает артериолы в периферическом кровообращении, что снижает приток крови к конечностям и тем самым увеличивает приток крови к сердцевине тела. ADH также заставляет эпителиальные клетки, выстилающие почечные собирательные канальцы, перемещать белки водных каналов, называемые аквапоринами, из внутренней части клеток на апикальную поверхность, где эти белки вставляются в клеточную мембрану (Рисунок 26.2.3). Результатом является увеличение водопроницаемости этих клеток и, таким образом, значительное увеличение прохождения воды из мочи через стенки собирающих канальцев, что приводит к большей реабсорбции воды в кровоток. Когда плазма крови становится менее концентрированной и уровень АДГ снижается, аквапорины удаляются из собирающих клеточных мембран канальцев, и прохождение воды из мочи в кровь уменьшается.

Рисунок 26.2.3 — Аквапорины: Связывание АДГ с рецепторами на клетках собирательного канальца приводит к встраиванию аквапоринов в плазматическую мембрану, показанную в нижней ячейке.Это резко увеличивает поток воды из канальцев в кровоток.

Мочегонное средство — это соединение, которое увеличивает диурез и, следовательно, снижает сохранение воды организмом. Диуретики используются для лечения гипертонии, застойной сердечной недостаточности и задержки жидкости, связанной с менструацией. Алкоголь действует как мочегонное средство, подавляя высвобождение АДГ. Кроме того, кофеин при употреблении в высоких концентрациях действует как мочегонное средство.

Обзор главы

Гомеостаз требует, чтобы потребление и выход воды были сбалансированы.Большая часть воды поступает через пищеварительный тракт через жидкости и пищу, но примерно 10 процентов воды, доступной организму, образуется в конце аэробного дыхания во время клеточного метаболизма. Моча, вырабатываемая почками, составляет наибольшее количество воды, покидающей организм. Почки могут регулировать концентрацию мочи в соответствии с потребностями организма в воде, сохраняя воду, если тело обезвожено, или делая мочу более разбавленной, чтобы при необходимости выводить лишнюю воду. АДГ — это гормон, который помогает организму удерживать воду за счет увеличения реабсорбции воды почками.

Вопросы о критическом мышлении

1. Опишите действие АДГ на собирательные канальцы почек.

2. Почему важно, чтобы количество забираемой воды равнялось количеству выходящей воды?

Глоссарий

антидиуретический гормон (АДГ)

, также известный как вазопрессин, гормон, увеличивающий объем воды, реабсорбированной из собирающих канальцев почек

обезвоживание

Состояние недостаточного содержания воды в крови и других тканях

диурез

Превышение выработки мочи

Осмоляльность плазмы

отношение растворенных веществ к объему растворителя в плазме; Осмоляльность плазмы отражает состояние гидратации человека

Решения

Ответы на вопросы о критическом мышлении

1. ADH сужает артериолы в периферическом кровообращении, ограничивая кровоток в конечностях и увеличивая приток крови к сердцевине тела.АДГ также заставляет эпителиальные клетки, выстилающие почечные собирательные канальцы, перемещать белки водных каналов, называемые аквапоринами, от боковых сторон клеток к апикальной поверхности. Это значительно увеличивает прохождение воды из почечного фильтрата через стенку собирательного канальца, а также реабсорбцию воды в кровоток.
2. Любой дисбаланс воды, поступающей в организм или выходящей из него, создает осмотический дисбаланс, который отрицательно влияет на функции клеток и тканей.

Водный баланс | Безграничная анатомия и физиология

Регламент водозабора

Жидкость может попадать в организм в виде предварительно приготовленной воды, проглоченной пищи и напитков и, в меньшей степени, в виде метаболической воды.

Цели обучения

Опишите регуляцию водопотребления в организме

Ключевые выводы

Ключевые моменты

• Постоянный запас воды необходим для восполнения потерь жидкости в результате нормальной физиологической деятельности, такой как дыхание, потоотделение и мочеиспускание.
• Жажда — это ощущение, создаваемое гипоталамусом, который заставляет организмы глотать воду.
• Повышенная осмолярность крови воздействует на осморецепторы, которые либо напрямую стимулируют гипоталамус, либо вызывают высвобождение ангиотензина II, стимулируя гипоталамус и вызывая жажду.
• Система ренин-ангиотензин усиливает жажду как способ увеличения объема крови. Он активируется за счет высокой осмолярности плазмы, низкого объема крови, низкого кровяного давления и стимуляции симпатической нервной системы.

Ключевые термины

• жажда : ощущение, которое заставляет организмы глотать воду. Это считается основным инстинктом выживания.
• осморецепторы : сенсорные рецепторы, которые в основном находятся в гипоталамусе или плотном пятне, которые обнаруживают изменения концентрации растворенных веществ в крови.

Водозаборник

Жидкость может попадать в организм в виде предварительно приготовленной воды, принятой пищи и питья и, в меньшей степени, в виде метаболической воды, которая образуется как побочный продукт аэробного дыхания и синтеза дегидратации. Постоянный запас необходим для восполнения потерь жидкости в результате нормальной физиологической деятельности, такой как дыхание, потоотделение и мочеиспускание.

Вода, образующаяся в результате биохимического метаболизма питательных веществ, обеспечивает значительную часть суточной потребности в воде некоторых членистоногих и пустынных животных, но обеспечивает лишь небольшую часть необходимого потребления человеком.В нормальном состоянии покоя поступление воды через проглоченные жидкости составляет примерно 2500 мл / день.

Гомеостаз воды в организме регулируется в основном за счет проглатываемых жидкостей, которые, в свою очередь, зависят от жажды. Жажда — это основной инстинкт или побуждение, побуждающее организм глотать воду.

Жажда — это ощущение, создаваемое гипоталамусом, центром жажды человеческого тела. Жажда — важный компонент регуляции объема крови, который медленно регулируется гомеостазом.

Жажда, опосредованная гипоталамусом

Осморецептор — это сенсорный рецептор, который обнаруживает изменения осмотического давления и в основном обнаруживается в гипоталамусе большинства гомеотермных организмов. Осморецепторы обнаруживают изменения осмолярности плазмы (то есть концентрации растворенных веществ, растворенных в крови).

Когда осмолярность крови изменяется (она более или менее разбавлена), изменяется диффузия воды внутрь и наружу осморецепторных клеток. То есть клетки расширяются, когда плазма крови более разбавлена, и сокращаются при более высокой концентрации.

Когда осморецепторы обнаруживают высокую осмолярность плазмы (часто признак низкого объема крови), они посылают сигналы в гипоталамус, который создает биологическое ощущение жажды. Осморецепторы также стимулируют секрецию вазопрессина (АДГ), который запускает события, снижающие осмолярность плазмы до нормального уровня.

Гипоталамус : Гипоталамус — центр жажды человеческого тела.

Жажда, опосредованная ренин-ангиотензиновой системой

Еще один способ вызвать жажду — это ангиотензин II, один из гормонов, участвующих в ренин-ангиотензиновой системе.Ренин-ангиотензиновая система представляет собой сложный гомеостатический путь, который имеет дело с объемом крови в целом, а также осмолярностью плазмы и кровяным давлением.

Клетки macula densa в стенках восходящей петли Генле нефрона представляют собой другой тип осморецепторов; однако он стимулирует юкстагломерулярный аппарат (JGA) вместо гипоталамуса. Когда плотное пятно стимулируется высокой осмолярностью, JGA высвобождает ренин в кровоток, который расщепляет ангиотензиноген до ангиотензина I.Ангиотензин I превращается в ангиотензин II под действием АПФ в легких. АПФ — это гормон, выполняющий множество функций.

Ангиотензин II действует на гипоталамус, вызывая чувство жажды. Он также вызывает сужение сосудов и высвобождение альдостерона, вызывая повышенную реабсорбцию воды по механизму, очень похожему на механизм АДГ.

Обратите внимание, что ренин-ангиотензиновая система и, следовательно, жажда могут быть вызваны другими стимулами, помимо повышения осмолярности плазмы или уменьшения объема крови.Например, стимуляция симпатической нервной системы и низкое кровяное давление в почках (снижение СКФ) стимулируют ренин-ангиотензиновую систему и вызывают усиление жажды.

Регулировка выхода воды

Жидкость может покидать организм тремя способами: при мочеиспускании, выделении (кал) и потоотделении (потоотделение).

Цели обучения

Опишите регуляцию выхода воды у человека

Ключевые выводы

Ключевые моменты

• Большая часть жидкости выделяется при мочеиспускании.Часть жидкости теряется через потоотделение (часть механизма контроля температуры тела) и в виде водяного пара с выдыхаемым воздухом.
• Механизмы гомеостатического контроля организма обеспечивают поддержание баланса между накоплением и потерей жидкости. Важную роль в этом играют гормоны АДГ (антидиуретический гормон, также известный как вазопрессин) и альдостерон.
• Если в организме наблюдается дефицит жидкости, осморецепторы ощущают повышенную осмолярность плазмы. Это приводит к увеличению секреции АДГ, что приводит к задержке жидкости почками и снижению диуреза.
• Альдостерон является основным конечным продуктом ренин-ангиотензиновой системы и увеличивает экспрессию насосов АТФазы в нефроне, что вызывает увеличение реабсорбции воды за счет котранспорта натрия.
• ADH увеличивает реабсорбцию воды за счет увеличения проницаемости нефрона для воды, в то время как альдостерон работает за счет увеличения реабсорбции как натрия, так и воды.

Ключевые термины

• осморецепторы : сенсорные рецепторы, в основном обнаруженные в гипоталамусе, которые обнаруживают изменения осмолярности плазмы и способствуют регулированию баланса жидкости в организме.
• антидиуретический гормон : нейрогипофизарный гормон, обнаруженный у большинства млекопитающих, который отвечает за увеличение поглощения воды в собирательных протоках нефронов почек.
• альдостерон : кортикоидный гормон, который секретируется корой надпочечников и регулирует баланс натрия и калия и, следовательно, уровень водного баланса в организме.

Выход воды

Жидкость может покидать организм тремя способами:

1. Мочеиспускание
2. Экскреция (кал)
3. Потливость (потоотделение)

Большая часть жидкости выделяется при мочеиспускании, примерно при 1500 мл / день (примерно 1.59 кварт / день) у нормального взрослого человека в состоянии покоя. Некоторая жидкость теряется через потоотделение (часть механизма контроля температуры тела) и в виде водяного пара с выдыхаемым воздухом; однако эти потери жидкости считаются очень незначительными.

Механизмы гомеостатического контроля организма поддерживают постоянную внутреннюю среду, чтобы гарантировать поддержание баланса между притоком и потерей жидкости. Гормоны ADH (антидиуретический гормон, также известный как вазопрессин) и альдостерон, гормон, вырабатываемый системой ренин-ангиотензин, играют важную роль в этом балансе.

Если организм испытывает дефицит жидкости, происходит увеличение секреции этих гормонов, что вызывает задержку воды почками за счет увеличения канальцевой реабсорбции и уменьшения диуреза. И наоборот, если уровень жидкости чрезмерен, секреция этих гормонов подавляется, что приводит к меньшему задержанию жидкости почками и последующему увеличению объема выделяемой мочи из-за уменьшения задержки жидкости.

Обратная связь ADH

Когда объем крови становится слишком низким, осмолярность плазмы увеличивается из-за более высокой концентрации растворенных веществ на объем воды.Осморецепторы в гипоталамусе обнаруживают повышенную осмолярность плазмы и стимулируют задний гипофиз к секреции АДГ.

ADH заставляет стенки дистального извитого канальца и собирательного канала становиться проницаемыми для воды — это резко увеличивает количество воды, которая реабсорбируется во время реабсорбции канальцев. АДГ также оказывает сосудосуживающее действие на сердечно-сосудистую систему, что делает его одним из наиболее важных компенсаторных механизмов во время гиповолемического шока (шока от чрезмерной потери жидкости или кровотечения).

Альдостероновая обратная связь

Альдостерон — это стероидный гормон (кортикоид), вырабатываемый в конце ренин-ангиотензиновой системы. Чтобы проверить ренин-ангиотензиновую систему, низкий объем крови активирует юкстагломерулярный аппарат различными способами, заставляя его секретировать ренин. Ренин отщепляет ангиотензин I от ангиотензиногена, продуцируемого печенью. Фермент, превращающий ангиотензин (АПФ) в легких, превращает ангиотензин I в ангиотензин II. Ангиотензин II обладает множеством эффектов (например, усиливает жажду), но также вызывает высвобождение альдостерона из коры надпочечников.

Альдостерон обладает рядом эффектов, которые связаны с регулированием выхода воды. Он действует на рецепторы минеральных кортикоидов в эпителиальных клетках дистальных извитых канальцев и собирательного канала, повышая экспрессию в них насосов АТФазы Na ⁺ / K ⁺ и активируя эти насосы. Это вызывает значительно повышенную реабсорбцию натрия и воды (которая осмотически следует за натрием при котранспорте), вызывая секрецию калия с мочой.

Альдостерон увеличивает реабсорбцию воды; однако он включает обмен натрия и калия, который не регулируется реабсорбцией АДГ.Альдостерон также вызывает аналогичный эффект балансировки ионов в толстой кишке и слюнных железах.

Схематическая диаграмма системы ренин-ангиотензин : Обзор системы ренин-ангиотензин, которая регулирует кровяное давление и осмолярность плазмы.

Азотистые отходы наземных животных: цикл мочевины

Мочевина, азотистые отходы, представляет собой конечный продукт, выделяемый с мочой при метаболизме аммиака животными, например млекопитающими.

Цели обучения

Обсудить цикл карбамида

Ключевые выводы

Ключевые моменты

• Уреотелические животные, в том числе млекопитающие, производят мочевину в качестве основного материала азотистых отходов.
• 2 NH ₃ + CO ₂ + 3 ATP + H ₂ O → H ₂ N-CO-NH ₂ + 2 ADP + 4 Pi + AMP — химическая реакция, в результате которой выделяется токсичный аммиак. преобразован в мочевину.
• Цикл мочевины включает многоступенчатое преобразование (осуществляемое пятью различными ферментами) аминокислоты L-орнитина в различные промежуточные соединения перед регенерацией.

Ключевые термины

• уреотелик : животные, выделяющие мочевину в качестве основного азотсодержащего отхода
• орнитин : аминокислота, которая действует как промежуточное соединение в биосинтезе мочевины
• мочевина : водорастворимое органическое соединение CO (Nh3) 2, образующееся в результате метаболизма белков и выводимое с мочой

Азотные отходы наземных животных: цикл мочевины

Млекопитающие, включая человека, являются основными продуцентами мочевины.Поскольку они выделяют мочевину в качестве основного азотсодержащего продукта жизнедеятельности, их называют уреотелическими животными. Мочевина играет важную роль в метаболизме азотсодержащих соединений животными. Это основное азотсодержащее вещество в моче млекопитающих. Мочевина — это бесцветное твердое вещество без запаха, хорошо растворимое в воде и практически нетоксичное. Растворенный в воде, он не является ни кислотным, ни щелочным. Организм использует его во многих процессах, наиболее заметным из которых является выделение азота. Мочевина широко используется в удобрениях как удобный источник азота.Это также важное сырье для химической промышленности.

Кроме млекопитающих, мочевина также содержится в моче земноводных и некоторых рыб. Интересно, что головастики выделяют аммиак, но во время метаморфоза переключаются на производство мочевины. У людей, помимо того, что мочевина является переносчиком отработанного азота, она также играет роль в противоточной системе обмена нефронов, что позволяет повторно абсорбировать воду и критические ионы из выводимой мочи. Этот механизм, контролируемый антидиуретическим гормоном, позволяет организму вырабатывать гиперосмотическую мочу, в которой концентрация растворенных веществ выше, чем в плазме крови.Этот механизм важен для предотвращения потери воды, поддержания артериального давления и поддержания подходящей концентрации ионов натрия в плазме крови.

Цикл мочевины — это основной механизм, с помощью которого млекопитающие превращают аммиак в мочевину. Мочевина вырабатывается в печени и выводится с мочой. Общая химическая реакция, с помощью которой аммиак превращается в мочевину: 2 NH ₃ (аммиак) + CO ₂ + 3 ATP + H ₂ O → H ₂ N-CO-NH ₂ (мочевина) + 2 ADP + 4 P _i + AMP.

Цикл мочевины использует пять промежуточных стадий, катализируемых пятью различными ферментами, для превращения аммиака в мочевину. Аминокислота L-орнитин превращается в различные промежуточные соединения перед регенерацией в конце цикла мочевины. Следовательно, цикл мочевины также называют орнитиновым циклом. Фермент орнитин-транскарбамилаза катализирует ключевой этап цикла мочевины. Его недостаток может привести к накоплению токсичного уровня аммиака в организме. Первые две реакции происходят в митохондриях, а последние три реакции — в цитозоле.

Цикл мочевины : Цикл мочевины превращает аммиак в мочевину в пять этапов, которые включают катализацию пяти различных ферментов.

Нарушение водного баланса

Обезвоживание — это чрезмерная потеря жидкости в организме.

Цели обучения

Описать нарушения из-за проблем с водным балансом

Ключевые выводы

Ключевые моменты

• Существует три типа обезвоживания: гипотоническое или гипонатремическое, гипертоническое или гипернатремическое и изотоническое или изонатремическое.
• Гипотоническая дегидратация — это в первую очередь потеря электролитов, в частности натрия.
• Гипертоническое обезвоживание — это прежде всего потеря воды.
• Изотоническая дегидратация — это равная потеря воды и электролитов.
• Гипволемия — это потеря объема крови, которая может вызвать гиповолемический шок. У людей наиболее распространенным типом обезвоживания является изотоническое (изонатриемическое) обезвоживание.
• Нарушения водного баланса обычно лечат путем увеличения потребления воды и уменьшения или прекращения потери жидкости.

Ключевые термины

• изотонический : При сравнении растворов изотонический раствор имеет ту же осмолярность (концентрацию ионов), что и раствор, с которым он сравнивается.
• плазма : Жидкий компонент крови соломенного / бледно-желтого цвета, который обычно удерживает клетки цельной крови во взвешенном состоянии.
• электролит : любой из различных ионов (например, натрия или хлорида), регулирующих электрический заряд клеток и поток воды через их мембраны.

Нарушения водного баланса

В физиологии и медицине обезвоживание (гипогидратация) определяется как чрезмерная потеря жидкости в организме. Это буквально удаление воды из объекта. Однако с физиологической точки зрения это влечет за собой дефицит жидкости в организме.

Большая часть физиологических эффектов обезвоживания обусловлена ​​изменениями концентрации ионов, которые могут возникать в результате обезвоживания. В качестве альтернативы гиповолемия может возникнуть из-за потери самого объема крови.

Обезвоживание

Существует три типа обезвоживания, которые различаются в зависимости от типа изменения концентрации ионов:

1. Гипотоник — в первую очередь потеря электролитов, в частности натрия. Гипотоническая дегидратация вызывает снижение осмолярности плазмы.
2. Гипертонус — в первую очередь потеря воды. Гипертоническое обезвоживание вызывает повышение осмолярности плазмы.
3. Изотонический — равная потеря воды и электролитов. Изотоническая дегидратация не изменяет осмолярность плазмы, но снижает общий объем плазмы.Изотоническое обезвоживание — наиболее распространенный тип обезвоживания.

Могут возникнуть и другие осложнения. При гипотонической дегидратации внутрисосудистая вода перемещается во внесосудистое пространство и увеличивает истощение внутрисосудистого объема для данного количества общей потери воды в организме.

Неврологические осложнения могут возникать при гипотоническом и гипертоническом состояниях. Первое может привести к судорогам, второе — к осмотическому отеку мозга при быстрой регидратации.

Гиповолемия

Гиповолемия — это уменьшение объема плазмы крови.Кроме того, гиповолемия определяет дефицит воды с точки зрения объема крови, а не общего содержания воды в организме.

Внутривенное введение жидкости и электролитов : Внутривенное введение жидкости является одним из эффективных методов лечения обезвоживания человека.

Гиповолемия — причина гиповолемического шока. Шок — это любое состояние, при котором жидкости организма не могут должным образом циркулировать и насыщать кислородом основные органы человеческого тела; это вызывает активацию компенсаторных механизмов, которые вызывают дальнейшие телесные повреждения, поскольку обмен веществ в организме поддерживается на некоторое время дольше.

В случае гиповолемического шока метаболизм в тканях нарушается из-за недостаточного объема крови, что затрудняет проникновение эритроцитов во все ткани тела. Чаще всего это вызвано сильной рвотой, диареей, кровопотерей или кровотечением. Другие формы шока с аналогичными симптомами могут быть вызваны проблемами с сердцем (кардиогенные) или бактериальной инфекцией (септические).

Варианты лечения

Для лечения незначительного обезвоживания необходимо увеличить потребление воды, в то время как источник потери жидкости должен быть уменьшен или полностью остановлен.Обычная вода восстанавливает только объем плазмы крови и подавляет механизм жажды, прежде чем можно будет восстановить уровень растворенных веществ.

Твердая пища может способствовать потере жидкости при рвоте и диарее. В более тяжелых случаях коррекция обезвоженного состояния достигается путем восполнения необходимого количества воды и электролитов с помощью пероральной регидратационной терапии или восполнения жидкости с помощью внутривенной терапии (капельница).

Поскольку оральную регидратацию обеспечить легче, это предпочтительный метод лечения легкого обезвоживания.Растворы, используемые для внутривенной регидратации, должны быть изотоническими или гипотоническими. Чистая вода, введенная в вены, вызовет распад (лизис) эритроцитов, что может вызвать другие проблемы.

10.4: Регулирование водного баланса

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Регулирование суточного потребления воды
2. Диетическое потребление воды
3. Механизм жажды: почему мы пьем?
4. Регулирование суточного выхода воды
5. Почки определяют объем крови
6. Гипоталамус определяет осмоляльность крови
7. Надпочечники определяют осмоляльность крови
   1. Ключевые выводы
   2. Начало обсуждения

Навыки для развития

• Обсудите физиологические события, запускающие механизм жажды.
• Опишите два механизма, с помощью которых организм контролирует диурез.

Когда вы съедаете кусок пищи, слюнные железы выделяют слюну. Когда пища попадает в желудок, выделяется желудочный сок. Попадая в тонкий кишечник, выделяется панкреатический сок. Каждая из этих жидкостей содержит много воды. Как эта вода заменяется в этих органах? Что теперь происходит с водой в кишечнике? В день между органами тела происходит обмен примерно 10 литров воды.Осморегуляция этого обмена включает сложную связь между мозгом, почками и эндокринной системой. Гомеостатическая цель клетки, ткани, органа и всего организма — уравновесить выход воды с поступлением воды.

Осмос — это прохождение растворов через полупроницаемую мембрану. Вода следует за ионами, пытаясь уравновесить концентрацию ионов в отсеках по обе стороны мембраны. Осмотическое давление — это давление, создаваемое частицами раствора, при котором вода проходит через мембрану.

Регулирование суточного водоподачи

Общий объем воды в день составляет в среднем 2,5 литра. Это должно быть уравновешено поступлением воды. Наши ткани производят около 300 миллилитров воды в день в результате метаболических процессов. Оставшаяся часть воды должна быть сбалансирована за счет питья жидкости и употребления твердой пищи. Среднее потребление жидкости в день составляет 1,5 литра, а воды, получаемой из твердой пищи, составляет около 700 миллилитров.

Рисунок 11.4.1: Суточная потеря и прирост жидкости

Увеличение количества воды в рационе

Совет по продовольствию и питанию Института медицины (IOM) установил адекватное потребление воды (AI) для взрослых мужчин на уровне 3,7 литра (15,6 стакана) и 2,7 литра (11 стаканов) для взрослых женщин. Эти дозы выше, чем в среднем 2,2 литра. Важно отметить, что AI для воды включает воду из всех диетических источников ; то есть вода, поступающая с пищей, а также с напитками.Не ожидается, что люди будут потреблять 15,6 или 11 стаканов чистой воды в день. В Америке примерно 20 процентов воды поступает из твердой пищи. См. Таблицу 11.4.1, где указаны диапазоны содержания воды для выбранных продуктов. Напитки включают воду, чай, кофе, газированные напитки и соки.

Источник: Министерство сельского хозяйства США, Служба сельскохозяйственных исследований.2010. Национальная база данных по питательным веществам для справочной информации, выпуск №23 . Домашняя страница лаборатории данных по питательным веществам, http://www.ars.usda.gov/ba/bhnrc/ndl.

По поводу количества воды, необходимого для поддержания здоровья, ведутся споры, поскольку нет убедительных научных доказательств того, что употребление определенного количества воды улучшает здоровье или снижает риск заболеваний. Фактически, профилактика камней в почках, по-видимому, является единственной предпосылкой для рекомендаций по потреблению воды. Вы можете быть удивлены, узнав, что широко распространенное мнение о том, что людям нужно выпивать восемь стаканов воды по 8 унций в день, не является официальной рекомендацией и не основано на каких-либо научных данных! Количество воды / жидкости, которое человек должен потреблять каждый день, на самом деле варьируется и должно зависеть от климата, в котором живет человек, а также от его возраста, уровня физической активности и функции почек.Максимум водозабора не установлен.

Механизм жажды: почему мы пьем?

Жажда — это осморегуляторный механизм, увеличивающий поступление воды. Механизм жажды активируется в ответ на изменение объема воды в крови, но еще более чувствителен к изменениям осмоляльности крови. Осмоляльность крови в первую очередь определяется концентрацией катионов натрия. Стремление к питью является результатом сложного взаимодействия гормонов и нейронных реакций, которые координируются для увеличения поступления воды и вносят вклад в баланс жидкости и ее состав в организме.«Центр жажды» находится внутри гипоталамуса, части мозга, расположенной чуть выше ствола мозга. У пожилых людей механизм жажды не так чувствителен, и с возрастом повышается риск обезвоживания. Жажда возникает в следующей последовательности физиологических событий:

1. Рецепторные белки в почках, сердце и гипоталамусе обнаруживают уменьшение объема жидкости или повышение концентрации натрия в крови.
2. Гормональные и нейронные сообщения передаются в центр жажды мозга в гипоталамусе.
3. Гипоталамус посылает нейронные сигналы в более высокие сенсорные области коры головного мозга, стимулируя сознательную мысль о питье.
4. Жидкости израсходованы.
5. Рецепторы во рту и желудке обнаруживают механические движения, связанные с проглатыванием жидкости.
6. Нейронные сигналы отправляются в мозг, и механизм жажды отключается.

Физиологический контроль жажды — это резервный механизм для увеличения поступления воды.Потребление жидкости в первую очередь контролируется сознательными привычками в еде и питье, зависящими от социальных и культурных влияний. Например, у вас может быть привычка пить стакан апельсинового сока и съедать тарелку хлопьев каждое утро перед школой или работой. Большинство американских подростков имеют привычку ежедневно употреблять безалкогольные напитки. На потребление безалкогольных напитков влияют демографические данные, доступ к безалкогольным напиткам, социальные последствия и личное поведение.

Регулирование суточного выхода воды

Как указано, среднесуточный расход воды составляет 2.5 литров. Есть два типа выходов. Первый тип — это неощутимая потеря воды , то есть мы не осознаем этого. При выдохе организм теряет около 400 миллилитров своей ежедневной воды. Еще 500 миллилитров теряется через нашу кожу. Второй тип выходных данных — это явная потеря воды , что означает, что мы об этом знаем. Моча составляет около 1500 миллилитров воды, а кал составляет примерно 100 миллилитров воды. Регулирование диуреза — это основная функция почек, которая включает связь с мозгом и эндокринной системой.

Рисунок 11.4.2: Почки. Основная функция почек — фильтровать кровь и удалять шлаки. Они играют важную роль в балансе жидкости и электролитов. © Thinkstock

Почки определяют объем крови

Почки — это два бобовидных органа размером с кулак каждый, расположенные по обе стороны от позвоночника чуть ниже грудной клетки (рис. 7.4). Почки фильтруют около 190 литров крови и производят (в среднем) 1.5 литров мочи в сутки. Моча в основном состоит из воды, но также содержит электролиты и продукты жизнедеятельности, такие как мочевина. Количество воды, отфильтрованной из крови и выводимой в виде мочи, зависит от количества воды в крови и электролитного состава крови.

Почки оснащены датчиками белка, которые определяют объем крови по давлению или растяжению кровеносных сосудов почек. Когда объем крови низкий, клетки почек обнаруживают пониженное давление и выделяют фермент ренин. Ренин путешествует по крови и расщепляет другой белок до активного гормона, ангиотензина .Ангиотензин нацелен на три разных органа (надпочечники, гипоталамус и мышечную ткань, окружающую артерии), чтобы быстро восстановить объем крови и, следовательно, давление.

• Сначала ангиотензин перемещается к внешнему периметру надпочечников и стимулирует высвобождение гормона альдостерона. Альдостерон возвращается к почкам и стимулирует натриево-калиевый насос. В результате работы помпы кровь реабсорбирует натрий из жидкости, уже отфильтрованной почками.Вода вслед за натрием попадает в кровь путем осмоса, что приводит к уменьшению количества воды в моче и восстановлению баланса жидкости и состава крови.
• Затем ангиотензин перемещается в гипоталамус, где стимулирует механизм жажды и высвобождение антидиуретического гормона. Антидиуретический гормон возвращается в почки, где увеличивает реабсорбцию натрия и воды.
• Наконец, ангиотензин воздействует на гладкие мышечные ткани, окружающие артерии, заставляя их сокращать (сужать) кровеносные сосуды, что способствует повышению кровяного давления.

Гипоталамус определяет осмоляльность крови

Осморецепторы (специализированные белковые рецепторы) в гипоталамусе определяют концентрацию натрия в крови. В ответ на высокий уровень натрия гипоталамус активирует механизм жажды и одновременно стимулирует высвобождение антидиуретического гормона. Таким образом, не только почки стимулируют выработку антидиуретического гормона, но и гипоталамус. Этот двойной контроль высвобождения антидиуретического гормона позволяет организму реагировать как на уменьшение объема крови, так и на повышение осмоляльности крови.

Рисунок 11.4.3: Натрий и баланс жидкости взаимосвязаны.

Надпочечники определяют осмоляльность крови

Клетки надпочечников чувствуют, когда уровень натрия низкий, а когда уровень калия высокий, в крови. В ответ на любой стимул они выделяют альдостерон. Следовательно, альдостерон высвобождается в ответ на стимуляцию ангиотензином, а также контролируется концентрацией электролитов в крови. В любом случае альдостерон передает одно и то же сообщение, которое заключается в увеличении реабсорбции натрия и, следовательно, реабсорбции воды.При обмене калий выводится из организма.

Механизмы, регулирующие подачу и отвод воды, переплетены с механизмами, регулирующими баланс электролита. У здорового человека этот многоуровневый скоординированный контроль уровня жидкости и электролитов в организме обеспечивает гомеостаз. Однако у человека с сердечной недостаточностью перекрестные помехи между органами могут иметь ужасные последствия. Сердечная недостаточность приводит к уменьшению выброса крови из сердца, что снижает кровяное давление. В ответ на снижение артериального давления почки выделяют ренин, что приводит к высвобождению антидиуретического гормона.Антидиуретический гормон действует на почки и увеличивает реабсорбцию воды, тем самым увеличивая объем крови и давление. Это заставляет сердце работать сильнее и усугубляет сердечную недостаточность. Чтобы заблокировать эту реакцию, людей с сердечной недостаточностью лечат препаратами, блокирующими компенсаторную реакцию почек. Диуретики — это лекарственные средства, которые действуют либо путем ингибирования действия антидиуретического гормона, либо путем стимулирования выведения натрия с мочой. Это увеличивает выход воды и снижает кровяное давление.Диуретики, наряду с другими лекарствами, полезны при лечении сердечной недостаточности и снижении артериального давления у людей с гипертонией.

Ключевые выводы

• Гомеостатическая цель клетки, ткани, органа и всего организма — уравновесить выход воды с поступлением воды. Количество воды, которое человек должен потреблять каждый день, варьируется и должно зависеть от климата, в котором он живет, а также от его возраста, уровня физической активности и функции почек.
• Жажда является результатом сложного взаимодействия гормонов и нейрональных реакций, которые координируются для достижения баланса жидкости и ее состава в организме.Жажда вызывается либо уменьшением объема крови, либо повышением ее осмоляльности.
• Другие механизмы, с помощью которых поддерживается водный баланс в организме, направлены на регулирование количества воды в моче. Количество воды, отфильтрованной из крови и выводимой в виде мочи, зависит от количества воды в крови и электролитного состава крови.
• Регулирование выхода воды включает сложную связь между почками, гипоталамусом и железами внутренней секреции.

Обсуждение стартеров

1. Почему люди чаще мочатся, когда на улице холодно?
2. Обсудите признаки, которые вы впервые замечаете, когда испытываете жажду.

Водный баланс: как организм регулирует жидкости

Изображение: Женщина пьет воду. Автор: Антонио Калеро. Лицензия: CC BY-SA 2.0

.

Распределение жидкости в организме

Изображение: «Распределение воды в организме человека» Колледж OpenStax.Лицензия: CC BY 3.0

.

Общий вес среднего человеческого тела состоит из 35–40% тканей и костей и 60–65% воды. Мы называем эту воду общей водой тела, , и она распределяется на 3 отделения по всему телу. Две трети всей воды в организме составляет внутриклеточно и обнаруживается в цитоплазме и ядре всех типов клеток: красных кровяных телец, лейкоцитов, эпителиальных клеток, жировых клеток и т. Д.

Другая 1/3 всей воды тела находится во внеклеточном пространстве .Одна треть внеклеточной воды находится внутрисосудисто, в плазме внутри кровеносных сосудов, а другие две трети находятся в интерстиции (пространство между клетками, составляющими ткань). Таким образом, вся плазма, которая поддерживает перфузию тканей и кровяное давление, составляет всего лишь жалкие 1/9 всей воды в организме.

Вода постоянно перемещается между отсеками посредством осмоса. Осмос — это диффузия растворителя через полупроницаемую мембрану, всегда вниз по градиенту его концентрации. Увеличение внутриклеточной концентрации растворенного вещества приведет к перемещению жидкости из внеклеточного пространства во внутриклеточное пространство, чтобы сбалансировать растворенное вещество (как из интерстициальной, так и внутрисосудистой жидкости).

По мере того, как вода в организме набирается или теряется, она всегда сначала забирается из внутрисосудистого пространства. Например, если человек пьет гипотоническую или чистую воду, она разбавляет внутрисосудистую жидкость, в результате чего жидкость перемещается в интерстициальное пространство, а затем во внутриклеточное пространство.Если человек пьет гипертоническую или соленую воду, это увеличит концентрацию растворенного вещества во внутрисосудистом пространстве, и жидкость будет перемещаться из интерстициального пространства во внутрисосудистое пространство, за которым следует перемещение жидкости из внутриклеточного пространства в интерстициальное пространство, пока тело не станет один раз. снова в равновесии.

Изображение: «Жидкие компартменты в человеческом теле» PhilSchatz. Лицензия: CC BY 4.0

.

Впуск и выпуск

Водозабор

Вода добавляется в организм разными способами.В нормальных условиях вода потребляется в виде свободной жидкости или связана с твердой пищей . Около 22% потребляемой воды поступает с пищей в рамках типичной западной диеты.

Обычно за один день можно выпить до 2 л диетической жидкости. По мере прохождения через желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) вода и пища смешиваются с 6–7 л пищеварительного секрета, состоящего из слюны, секрета печени, желудка и поджелудочной железы, а также растворов бикарбоната. Большая часть этой жидкости будет абсорбирована слизистыми оболочками тонкого кишечника и, в меньшей степени, толстого кишечника.

80% потребляемой воды всасывается в тонком кишечнике. Вода проходит через мембраны эпителиальных клеток, выстилающих тонкий кишечник, по мере всасывания растворенных веществ, особенно натрия. Натрий всасывается в энтероцитов через транспортные белки, обнаруженные на просветной стороне клеток. В первую очередь это котранспортеры, которые перемещают натрий и глюкозу или аминокислоты в энтероциты. Это формирует осмотический градиент , который втягивает воду в клетку.Вода продолжает следовать за натрием, поскольку она закачивается в интерстициальное пространство на базально-просветной стороне клетки, а затем в капилляры портальной системы. Вода продолжает всасываться в толстом кишечнике, хотя и в меньшей степени, вместе с другими питательными веществами и витаминами.

Жидкости также можно добавить внутривенно в больнице. Всегда предпочтительно вводить питательные вещества перорально (перорально или перорально), но некоторые процедуры, анализы и большинство операций требуют, чтобы пациент был натощак.Это называется NPO («nil per os» или «ничего в устной форме»). В этих случаях и когда пациент физически не может есть из-за потери сознания или определенных проблем с аспирацией, питательные вещества и жидкости вводятся внутривенно. Тип и количество подаваемой жидкости могут быть очень мощным медицинским инструментом для лечения различных заболеваний.

Изображение: «Блок-схема, показывающая реакцию на жажду» от PhilSchatz. Лицензия: CC BY 4.0

.

Выход воды

Жидкости выводятся из организма 3 различными способами: при мочеиспускании, дефекации и внутрисосудистой потере жидкости.

Процесс мочеиспускания начинается в почках, где электролиты и другие мелкие частицы отфильтровываются из крови, а затем некоторое количество материала реабсорбируется или выделяется в мочу, которая затем выводится . Этот процесс очень тщательно контролируется несколькими модуляторами, включая 3 гормона альдостерон, вазопрессин (антидиуретический белок) и натрийуретический пептид. Эти гормоны высвобождаются в ответ на физиологическое состояние организма, чтобы регулировать объем плазмы, осмоляльность плазмы и определенные концентрации электролитов (в основном натрия).

Вода также теряется во время дефекации . Большая часть жидкости, которую мы потребляем, реабсорбируется тонким кишечником из потребляемой еды и питья, но некоторая часть выделяется с калом. Это осмотический процесс, когда пищевой комок перемещается по пищеварительной системе. Если болюс движется слишком быстро и потратил недостаточно времени для абсорбции достаточного количества воды, стул станет водянистым, это называется диареей (состояние, при котором в фекалиях слишком много жидкости).Молодые и здоровые взрослые люди могут не страдать от каких-либо последствий периодической диареи, но как у очень молодых, так и у пожилых людей потеря воды из-за диареи может привести к серьезным проблемам со здоровьем, включая обезвоживание, недоедание, метаболический ацидоз и гиповолемический шок.

Неконтролируемая внутрисосудистая потеря жидкости, как при травме , также может привести к гиповолемическому шоку . Жидкость также может быть удалена из внутрисосудистого пространства в процессе диализа у пациентов с почечной недостаточностью.

Регулирование воды и Na

⁺ Баланс

Обычно объемы жидкости тела (ECV) регулируются изменениями баланса Na ⁺ . Обычно осмоляльность сыворотки и ее первичный детерминант, уровни концентрации Na ⁺ , регулируются изменениями баланса H ₂ O.

• Изменения в балансе Na ⁺ → изменения в статусе объема
• Изменения баланса H ₂ O → изменения концентрации и осмолярности Na ⁺
• При определенных патологических состояниях между этими двумя системами может быть «кроссовер»

В организме нет возможности измерить уровень внеклеточной жидкости (EFC).Однако с помощью различных рецепторов, обнаруженных по всему телу, может быть измерен эффективный циркулирующий объем (ECV) . ECV — это мера жидкости, которая перфузирует ткань.

EFC и ECV пропорциональны у здоровых взрослых. Однако в болезненном состоянии, таком как застойная сердечная недостаточность или цирроз, EFC может стать низким, в результате чего организм будет реагировать на удержание жидкости, даже если ECV кажется нормальным. Результатом является гиперволемическое состояние с периферическим отеком, отеком легких и асцитом, называемое анасаркой.

Диаграммы распределения жидкости

Измерение ионов и жидкостей

Изменения в жидкостном отделении кузова

Система ренин-ангиотензин-альдостерон

Ренин-ангиотензин-альдостероновая система (РААС) включает несколько пептидных и стероидных гормонов для регулирования баланса жидкости и кровяного давления .

При активации РААС увеличивает кровяное давление и задержку жидкости и является целью многих лекарств от гипертонии, включая ингибиторы АПФ и антагонисты рецепторов альдостерона. Эта система начинается с афферентных артериол почек. Модифицированные гладкомышечные клетки, называемые юкстагломерулярными клетками, расположенные в этих артериолах почек, определяют кровяное давление с помощью специализированных рецепторов. Когда кровяное давление падает или когда плотное пятно сигнализирует о низкой концентрации натрия, юкстагломерулярные клетки высвобождают фермент ренин в кровоток.

Ренин превращает ангиотензиногена , синтезируемого в печени, в ангиотензин I. Затем он быстро активируется ангиотензинпревращающим ферментом (АПФ), синтезируемым в легких, в ангиотензин II . Ангиотензин II — сильный вазоактивный пептид, состоящий из 8 остатков. Он стимулирует несколько систем к увеличению объема циркулирующей крови и артериального давления. Это заставляет афферентные артериолы сужаться, повышая системное кровяное давление и реабсорбцию натрия, хлорида и воды в почках.

В головном мозге ангиотензин II стимулирует центр жажды и высвобождение вазопрессина (АДГ). Это также заставляет надпочечники выделять минералокортикоид альдостерон . Затем альдостерон еще больше воздействует на почки, стимулируя канальцевую систему для увеличения реабсорбции натрия, хлорида и воды, а также секреции калия.

Изображение: «Обзор ренин-ангиотензиновой системы» Микаэля Хэггстрёма. Лицензия: Public Domain

Натрийуретический пептид предсердий

Предсердный натрийуретический пептид (ANP) работает как против альдостерона .Это пептидный гормон, который синтезируется и высвобождается миоцитами, обнаруженными в предсердиях сердца, в ответ на гиперволемию или ангиотензин II. В почках он увеличивает скорость клубочковой фильтрации и выведение натрия, хлорида и воды. Он также расслабляет системные афферентные артериолы, снижая системное кровяное давление.

Антидиуретический гормон и осмоляльность

Изображение: «Антидиуретический гормон (АДГ)» от PhilSchatz. Лицензия: CC BY 4.0

.

Антидиуретический гормон (АДГ) или аргинин вазопрессин представляет собой короткий пептидный гормон.Этот гормон работает на , увеличивает объем крови на . АДГ высвобождается из задней доли гипофиза при стимуляции барорецепторами низкого давления, обнаруженными в сосудистой сети, или осморецепторами, обнаруженными в гипоталамусе.

Когда объем крови низкий, эти рецепторы посылают сигнал в задний гипофиз, чтобы высвободить АДГ. Осморецепторы измеряют осмотическое давление крови. Когда кровь слишком концентрированная или гипертоническая, барорецепторы сморщиваются, поскольку жидкость выходит из клеток посредством осмоса.Это посылает сигнал задней доле гипофиза, чтобы выпустить АДГ в кровоток.

Есть несколько рецепторов ADH. AVPR2 обнаруживается на базолатеральной стороне эпителиальных клеток, выстилающих собирающие протоки и канальцы в почках. Когда AVPR2 стимулируется, множественные копии белка, транспортирующего воду, аквапорин-2, вставляются на просветную сторону клеток собирающего протока, и вода реабсорбируется вниз по градиенту концентрации и попадает в большой круг кровообращения.

ADH / AVP

Как показано на изображении выше, существует линейная пропорциональная зависимость между уровнями АДГ, секретируемого в кровоток, и осмоляльностью самой крови. АДГ секретируется задней долей гипофиза, когда барорецепторы воспринимают один из двух триггеров:

1. Повышение осмоляльности сыворотки (очень чувствительно, даже к изменению на 1%)
2. Уменьшение объема внеклеточной жидкости более чем на 10%

Ангиотензин II и Na

⁺ экскреция

Эффекты ангиотензина II включают секрецию альдостерона, периферическую вазоконстрикцию и сужение эфферентных артериол почек.Это сужение приводит к увеличению скорости клубочковой фильтрации (СКФ), что повышает осмотическое давление коллоидов и снижает гидростатическое давление капилляров, окружающих трубчатую систему. В целом, эти изменения инфильтрации приведут к снижению экскреции воды и натрия.

Регулирование альдостерона

Альдостерон увеличивает реабсорбцию почками воды и натрия, а также секрецию калия. Его высвобождение запускается активацией ренин-ангиотензиновой системы за счет падения артериального давления, особенно почечного артериального давления.

Регулирование водного баланса — питание человека [УСТАРЕЛО]

Когда вы съедаете кусок пищи, слюнные железы выделяют слюну. Когда пища попадает в желудок, выделяется желудочный сок. Попадая в тонкий кишечник, выделяется панкреатический сок. Каждая из этих жидкостей содержит много воды. Как эта вода заменяется в этих органах? Что теперь происходит с водой в кишечнике? В день между органами тела происходит обмен примерно 10 литров воды.Осморегуляция этого обмена включает сложную связь между мозгом, почками и эндокринной системой. Гомеостатическая цель клетки, ткани, органа и всего организма — уравновесить выход воды с поступлением воды.

Регулирование суточного водоподачи

Общий объем воды в день составляет в среднем 2,5 литра. Это должно быть уравновешено поступлением воды. Наши ткани производят около 300 миллилитров воды в день в результате метаболических процессов. Оставшаяся часть воды должна быть сбалансирована за счет питья жидкости и употребления твердой пищи.Среднее потребление жидкости в день составляет 1,5 литра, а воды, получаемой из твердой пищи, составляет около 700 миллилитров.

Рисунок 3.5 Суточная потеря и прирост жидкости

Увеличение количества воды в рационе

Совет по продовольствию и питанию Института медицины (IOM) установил адекватное потребление воды (AI) для взрослых мужчин на уровне 3,7 литра (15,6 стакана) и 2,7 литра (11 стаканов) для взрослых женщин. Эти дозы выше, чем в среднем 2,2 литра.Важно отметить, что AI для воды включает воду из всех диетических источников; то есть вода, поступающая с пищей, а также с напитками. Не ожидается, что люди будут потреблять 15,6 или 11 стаканов чистой воды в день. В Америке примерно 20 процентов воды поступает из твердой пищи. См. Таблицу 3.1 «Содержание воды в продуктах питания», где указаны диапазоны содержания воды для выбранных продуктов питания. Напитки включают воду, чай, кофе, газированные напитки и соки.

Таблица 3.1 Содержание воды в продуктах питания

Источник: Национальная база данных по питательным веществам для стандартных справок, выпуск 23.Министерство сельского хозяйства США, Служба сельскохозяйственных исследований. http://www.ars.usda.gov/ba/bhnrc/ndl. Обновлено 2010 г. Проверено в сентябре 2017 г.

По поводу количества воды, необходимого для поддержания здоровья, ведутся споры, поскольку нет убедительных научных доказательств того, что употребление определенного количества воды улучшает здоровье или снижает риск заболеваний. Фактически, профилактика камней в почках, по-видимому, является единственной предпосылкой для рекомендаций по потреблению воды. Вы можете быть удивлены, узнав, что широко распространенное мнение о том, что людям нужно выпивать восемь стаканов воды по 8 унций в день, не является официальной рекомендацией и не основано на каких-либо научных данных! Количество воды / жидкости, которое человек должен потреблять каждый день, на самом деле варьируется и должно зависеть от климата, в котором живет человек, а также от его возраста, уровня физической активности и функции почек.Максимум водозабора не установлен.

Механизм жажды: почему мы пьем?

Жажда — это осморегуляторный механизм, увеличивающий поступление воды. Механизм жажды активируется в ответ на изменение объема воды в крови, но еще более чувствителен к изменениям осмоляльности крови. Осмоляльность крови в первую очередь определяется концентрацией катионов натрия. Стремление к питью является результатом сложного взаимодействия гормонов и нейронных реакций, которые координируются для увеличения поступления воды и вносят вклад в баланс жидкости и ее состав в организме.«Центр жажды» находится в гипоталамусе, части мозга, расположенной чуть выше ствола мозга. У пожилых людей механизм жажды не так чувствителен, и с возрастом повышается риск обезвоживания. Жажда возникает в следующей последовательности физиологических событий:

1. Рецепторные белки в почках, сердце и гипоталамусе обнаруживают уменьшение объема жидкости или повышение концентрации натрия в крови.
2. Гормональные и нейронные сообщения передаются в центр жажды мозга в гипоталамусе.
   Гипоталамус посылает нейронные сигналы в более высокие сенсорные области коры головного мозга, стимулируя сознательную мысль о питье.
3. Жидкости израсходованы.
4. Рецепторы во рту и желудке обнаруживают механические движения, связанные с проглатыванием жидкости.
5. Нейронные сигналы отправляются в мозг, и механизм жажды отключается.

Физиологический контроль жажды — это резервный механизм для увеличения поступления воды. Потребление жидкости в первую очередь контролируется сознательными привычками в еде и питье, зависящими от социальных и культурных влияний.Например, у вас может быть привычка пить стакан апельсинового сока и съедать тарелку хлопьев каждое утро перед школой или работой.

Рисунок 3.6 Регулировка забора воды

Регулирование суточного выхода воды

Как указано, ежедневный расход воды в среднем составляет 2,5 литра. Есть два типа выходов. Первый тип — это незаметная потеря воды, то есть мы не осознаем этого. При выдохе организм теряет около 400 миллилитров своей ежедневной воды. Еще 500 миллилитров теряется через нашу кожу.Второй тип выхода — это ощутимая потеря воды, то есть мы знаем об этом. Моча составляет около 1500 миллилитров воды, а кал составляет примерно 100 миллилитров воды. Регулирование диуреза — это основная функция почек, которая включает связь с мозгом и эндокринной системой.

Рисунок 3.7 Регулировка выхода воды

Почки определяют объем крови

Почки — это два органа в форме бобов, каждый размером с кулак, расположенные по обе стороны от позвоночника чуть ниже грудной клетки.Почки фильтруют около 190 литров крови и производят (в среднем) 1,5 литра мочи в день. Моча в основном состоит из воды, но также содержит электролиты и продукты жизнедеятельности, такие как мочевина. Количество воды, отфильтрованной из крови и выводимой в виде мочи, зависит от количества воды в крови и состава электролитов в крови.

Почки оснащены датчиками белка, которые определяют объем крови по давлению или растяжению кровеносных сосудов почек. Когда объем крови низкий, клетки почек обнаруживают пониженное давление и выделяют фермент ренин.Ренин путешествует по крови и расщепляет другой белок до активного гормона, ангиотензина. Ангиотензин нацелен на три разных органа (надпочечники, гипоталамус и мышечную ткань, окружающую артерии), чтобы быстро восстановить объем крови и, следовательно, давление.

Гипоталамус определяет осмоляльность крови

Натрий и баланс жидкости взаимосвязаны. Осморецепторы (специализированные белковые рецепторы) в гипоталамусе определяют концентрацию натрия в крови.В ответ на высокий уровень натрия гипоталамус активирует механизм жажды и одновременно стимулирует высвобождение антидиуретического гормона. Таким образом, не только почки стимулируют выработку антидиуретического гормона, но и гипоталамус. Этот двойной контроль высвобождения антидиуретического гормона позволяет организму реагировать как на уменьшение объема крови, так и на повышение осмоляльности крови.

Надпочечники определяют осмоляльность крови

Клетки надпочечников чувствуют, когда уровень натрия в крови низкий, а уровень калия высокий.В ответ на любой стимул они выделяют альдостерон. Альдостерон высвобождается в ответ на стимуляцию ангиотензином и контролируется концентрацией электролитов в крови. В любом случае альдостерон передает одно и то же сообщение об увеличении реабсорбции натрия и, как следствие, реабсорбции воды. В обмен на реабсорбцию натрия и воды выделяется калий.

Водный баланс в организме: здоровое потребление и вывод — стенограмма видео и урока

Здоровое потребление

Наш центр жажды определяет, когда у нас мало воды, и запускает реакцию на жажду.Этот центр расположен в гипоталамусе. Всего лишь 1% изменения всего тела — это все, что нужно для активации центра жажды. Центр жажды менее отзывчив у пожилых людей, поэтому им нужно быть особенно осторожными, чтобы потреблять достаточное количество воды.

Рекомендуемая суточная норма потребления воды в США составляет 3,7 литра в день для мужчин и 2,7 литра в день для женщин. Идея о том, что мы должны выпивать «восемь стаканов воды в день», не имеет твердой научной основы. Ваша жажда — лучший индикатор потребности в воде, чем фиксированное число.Если вы увеличите потребление воды, вашим почкам потребуется некоторое время, чтобы приспособиться к новому уровню потребления, или наоборот.

Были некоторые разногласия по поводу того, вызывает ли кофеин в чашке кофе, чая или даже безалкогольных напитках обезвоживающий эффект. Исследования показали, что такое количество кофеина не вызывает обезвоживания, и эти напитки могут способствовать удовлетворению наших потребностей в воде. Напитки, содержащие 10% или более алкоголя, такие как большинство вин, действительно вызывают обезвоживание, поэтому они не способствуют удовлетворению наших потребностей в воде.

Чистая вода и напитки, содержащие воду, такие как фруктовые соки, безалкогольные напитки, чай и кофе, учитываются в наших требованиях к воде. Однако рекомендуется ограничить употребление напитков с избытком сахара, поскольку они могут привести к увеличению веса.

Вывод

Наши почки регулируют вывод жидкости. Кровь поступает в почки для фильтрации или очистки, а затем возвращается в циркуляцию по телу. Молекулы, удаляемые в процессе фильтрации, представляют собой воду, натрий, глюкозу и мочевину , которая является побочным продуктом распада белка.Вся глюкоза , реабсорбируется — наши тела используют ее для получения энергии. Организм реабсорбирует столько воды и натрия, сколько ему нужно. Организм не использует мочевину, которая вместе с избытком воды и натрия передается в мочевой пузырь, прежде чем будет выведена.

Если вы выпили слишком много воды или других жидкостей слишком быстро, ваши почки не смогут справиться с этим. Почки могут фильтровать не более одного литра жидкой воды в час. Если потребление превышает это количество, они не могут удалить избыток воды, и тогда осмотический концентрат изменяется, что влияет на функцию мозга, вызывая набухание клеток в головном мозге.Это может привести к судорогам, повреждению мозга, коме и даже смерти.

Почки вырабатывают мочу разной концентрации для поддержания водного баланса. Если у нас мало воды, больше воды будет реабсорбироваться обратно в кровь, а моча будет более концентрированной и более желтоватой. Если у нас много воды, меньше воды будет реабсорбироваться, и моча будет менее концентрированной, что приведет к более четкому цвету. Уровень воды в организме будет варьироваться в зависимости от внешней температуры того места, где мы находимся.Например, если мы живем во Флориде, мы будем больше потеть и терять больше воды, чем если бы мы жили в штате Мэн.

Если мы тренируемся, мы теряем с потом больше воды, чем если бы мы были бездельником. Чем больше жидкости мы выпиваем, тем больше становится разбавленной жидкости нашего организма, поэтому почки производят больше мочи, чтобы избавиться от ее избытка. Потребление натрия может помочь сбалансировать жидкости в нашем организме. Вот почему спортивные напитки содержат натрий, поэтому вода, которую мы потребляем во время тренировок, не теряется.

Резюме урока

Водный баланс — это концепция, согласно которой количество воды, потерянной организмом, равно количеству потребляемой воды.Поддержание баланса воды и электролитов, таких как натрий, называется осмотической концентрацией . Наш центр жажды может обнаруживать очень небольшие изменения уровня воды в наших телах. Рекомендуемая суточная доза воды в США составляет 3,7 литра в день для мужчин и 2,7 литра в день для женщин. Чистая вода и напитки, содержащие воду, включая фруктовые соки, безалкогольные напитки, чай и кофе, учитываются при удовлетворении наших потребностей в воде.

Наши почки регулируют выделение жидкости и натрия.Кровь поступает в почки для фильтрации или очистки, а затем возвращается в циркуляцию по телу. Молекулы, удаляемые в процессе фильтрации, включают воду, натрий, глюкозу и мочевину. Почки могут фильтровать около одного литра воды в час. К счастью, отравление водой обычно делается специально. Мы действительно не можем случайно передозировать воду.

Результаты обучения

После просмотра видео поставьте себе цель:

• Объяснить, какой водный баланс в нашем организме
• Опишите, что здоровое потребление воды важно и что считается здоровым
• Обсудить выход жидкости в кузов

факторов, влияющих на водный баланс и потребности вашего тела — Iron Flask

Железная фляга
/

06 мая 2020

Для спортсменов поддержание водного баланса в организме жизненно важно для поддержания конкурентоспособности в спорте, требующем интенсивной физической активности и координации движений.Составляя 60% тела , вода необходима нервной системе для транспортировки жидкостей и питательных веществ к каждой клетке.

Всякий раз, когда вы напрягаете свое тело до предела, будь то экстремальная погода или интенсивные упражнения, поддержание водного баланса в организме не только избавит вас от дискомфорта, вызванного симптомами обезвоживания, но и обеспечит наилучшие спортивные результаты. Баланс жидкости и гидратация важны при выполнении упражнений, поскольку он помогает регулировать множество различных важных механизмов — температуру тела, быстрое усвоение питательных веществ, смазывание суставов и даже самочувствие ваших мышц (гидратация предотвращает мышечные судороги).

Почему важен водный баланс в организме?

Когда общая потеря воды составляет 2% от массы вашего тела, это может ухудшить ваши спортивные результаты. Вот почему важно понимать все факторы, влияющие на потребности в воде. Когда водный баланс в организме нарушен, это также может вызвать длинный список симптомов, связанных с обезвоживанием — мышечные судороги, усталость и сухость во рту — это лишь некоторые из предупреждающих признаков того, что соотношение между потреблением жидкости и потерей воды не соответствует нормам. .

Есть несколько способов поддерживать водный баланс в организме. Мы изложили несколько рекомендованных экспертами способов избежать обезвоживания при любых интенсивных занятиях, особенно в экстремальных климатических условиях.

Факторы, влияющие на водный баланс в организме человека

Организм регулирует водный баланс с помощью системы, называемой осморегуляцией. Около 10 литров воды в день распределяется по органам через этот механизм. И когда организм может уравновесить вывод воды с поступлением воды, клетки могут достичь здорового состояния гомеостаза.

Чувство жажды также является частью осморегуляции. Посредством серии нейрональных сигналов от почек, сердца и гипоталамуса белковые рецепторы могут обнаруживать уменьшение жидкости или повышение концентрации натрия в крови. Эти сигналы отправляются в гипоталамус, центр жажды мозга. Когда жидкость потребляется, рецепторы во рту и желудке посылают сигналы в мозг, и центр жажды отключается.

Потеря воды

А как насчет других факторов, влияющих на потребление воды? Есть несколько процессов, которые организм использует для приема воды.Большая часть воды, производимой в организме, в первую очередь абсорбируется из пищеварительного тракта. Еще небольшое количество воды вырабатывается в организме при метаболизме определенных питательных веществ. Есть и другие факторы, которые влияют на потребность в воде, например, потеря воды в организме, которая происходит в основном из-за того, что она выводится с мочеиспусканием через почки. Обильное потоотделение в жарком климате или во время энергичных упражнений также способствует потере воды. В этих случаях вам нужно пить больше воды, чем обычно.

Рассчитайте уровень потоотделения

Чтобы точно определить, сколько дополнительной воды вам нужно выпить, вы можете рассчитать интенсивность потоотделения , взяв массу тела до тренировки и вычтя ее из массы тела после тренировки.Затем добавьте количество потребляемой жидкости и вычтите объем мочи / время тренировки в часах. Этот расчет даст вам широкое представление о возможных ситуациях с различными типами упражнений и условиями окружающей среды.

Регулирование водного баланса в организме

Для людей, выполняющих интенсивные упражнения в жарком климате, чрезмерное потоотделение делает регулирование водного баланса в организме еще более важным из-за значительной потери жидкости. Другими факторами, влияющими на гидратацию, являются холодный высокогорный климат, который заставляет тело чаще мочиться и, как следствие, приводит к потере жидкости.Наряду с энергичными упражнениями тяжелая одежда также увеличивает потерю воды, поддерживая высокую температуру вашего тела.

Поддерживайте водный баланс до, во время и после тренировки

Физические тренеры рекомендуют перед тренировкой предварительно увлажнить кожу, чтобы восполнить потерю жидкости из-за потоотделения. По словам фитнес-тренеров в ISSA , общее правило — выпивать около двух чашек за 30 минут до тренировки, а затем одну чашку воды или спортивного напитка каждые 15 минут во время тренировки.

Рассчитайте дневное потребление воды

Вы также можете рассчитать, сколько воды вы должны пить в день, исходя из своего веса. Количество воды, необходимое человеку, зависит от веса — чем больше человек весит, тем больше ему нужно пить. Просто умножьте свой вес на 2/3 или 67% , чтобы рассчитать, сколько воды вы должны пить ежедневно.

Вы должны корректировать это число в зависимости от того, сколько вы тренируетесь, тем более, что вы теряете значительное количество жидкости через пот. Разумным советом является добавление 12 унций воды к суточной дневной норме на каждые 30 минут тренировки.Например, если вы тренируетесь по 45 минут в день, вы должны добавить 18 унций воды к дневной норме. Как уже упоминалось, климат и температура также потребуют дополнительного потребления воды сверх вашего обычного количества.

Следите за потреблением воды с помощью специальной емкости, например многоразовой бутылки . В зависимости от ваших потребностей вы можете установить цель, сколько раз вам нужно закончить контейнер в день.

Как видите, в организме должно происходить множество сложных процессов, чтобы поддерживать сбалансированное количество воды.Имея это в виду, вы можете легко оставаться здоровым и обезвоженным, если будете помнить о потреблении воды во всех своих повседневных приключениях.

.