Задержка воды - гипергидратация

1.Изотоническая гипергидратация - связана с избытком воды и натрия в организме. Имеется повышение объема внеклеточной жидкости при нормальном объеме внутриклеточной жидкости, развивается отек. Может наблюдаться при вторичном повышении уровня альдостерона и проявляется ослаблением сердечных сокращений, потерей белка с мочой,что вызывает переход воды из крови в межклеточную жидкость, снижение ОЦК, стимуляцию ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, задержку натрия и воды, а трак как ОЦК не может восстановиться, то уровень альдостерона остается высоким.(при болезнях печени нарушается разрушение альдостерона).

2.Гипертоническая гипергидратация - обусловлена избытком натрия в организме. Она приводит к гиперосмолярности крови и межклеточной жидкости, повышению объема межклеточной жидкости и снижению объема внутриклеточной. Проявляется высоким АД, повышением концентрации натрия в крови и снижением концентрации калия. Ее причиной может быть первичной повышение уровня альдостерона или глюкокортикоидов в организме при нормальном или повышенном потреблении соли 3.Гипотоническая гипергидратация - возникает при избытке воды в организме. Приводит к повышению объема внеклеточной жидкости, и поступление воды по осмотическому градиенту внутрь клеток, их отеку. Проявляется поражением ЦНС: слабость, головные боли, головокружения. Бывает при резком снижении выделения мочи ниже уровня потребления воды: при гиперсекреции АДГ олигоурия приводит к накоплению воды в организме. Возникает парадоксальная ситуация: повышение объема ОЦК приводит к угнетению секреции альдостерона, а секреция атриального натрийуретического фактора повышается, что усугубляет гипоосмолярность.

Калиевый гомеостаз.

Общее содержание калия в организме 3.5-4 тыс. ммоль. 90% калия находится внутри клеток. Потери калия за сутки складываются из потерь с калом - 2-10 ммоль, 5 ммоль с потом, 14 ммоль с мочой. Минимальная потребность - 25-30 ммоль, оптимально - 50-100 ммоль в сутки. Уровень калия в крови 4-5 ммоль в литре.

Повышение содержания калия в крови вызывают гистамин, ацетилхолин, закисление среды, прием с пищей. Снижают глюкокортикоиды, защелачивание.

Обмен в почке: при защелачивании мочи повышается выделение калия с мочой, а при закислении выделяются ионы водорода.

Опасности гипокалиемии (меньше 6 ммоль на литр):снижается возбудимость в возбудимых тканях из-за гиперполяризации, снижается секреция соляной кислоты в желудке, на электрокардиограмме снижен зубец Т - признак метаболического нарушения процессов реполяризации. Опасности гиперкалиемии (больше 8 ммоль) - остановка сердца в фазу диастолы. Гиперкалиемия возникает при массивной гибели клеток в организме, при переливании крови,, если кровь вводят быстро и струйно (вследствие концентрационного градиента, направленного из эритроцитов в кровь. Растворы, содержащие калий, всегда вводят только капельно.

Кальциевый гомеостаз.

Значение кальция для организма: 1)кальций входит в состав костной ткани, придает ей твердость 2)универсальная роль как вторичного посредника действия гормонов на мембраны клеток. Действие кальция заключается в том, что он способствует сокращению мышц, амебовидному движению клеток крови (лейкоцитов), фагоцитозу, делению и дифференцировке клеток, свертыванию крови (превращению протромбина в тромбин), движению сперматозоидов, влияет на секрецию желез, нейромедиаторов в синапсах, участвует в метаболизме глюкозы в клетке, изменяет возбудимость тканей за счет медленных натриевых и кальциевых каналов, что приводит к снижению возбудимости (при снижении концентрации кальция возбудимость возрастает, что может стать причиной тетанических судорог. Содержание и распределение кальция в организме. - 1-1.5 кг, 95% процентов находится в костной ткани, 1% - во внеклеточной жидкости.Кальций является «опасным» для клетки, так как может связывать фосфат-ионы, поэтому в клетке имеются мощные специальные системы защиты от избытка кальция:

1)селективная проницаемость мембраны для кальция (самая низкая), 2)наличие кальциевой АТФ-азы которая выбрасывает кальций из клетки или изолирует его в саркоплазматическом ретикулуме, 3)наличие натрий-кальциевой обменной системы: на 3 иона натрия, вводимых в клетку выводится 1ион кальция, 4)высокая кальцийсвязывающая способность органелл клетки (митохондрий, саркоплазматического ретикулума) и белков клетки.

Схема баланса и перемещения кальция. С пищей в ЖКТ поступает 25 ммоль, из них всасывается только 10 ммоль, секретируется в просвет ЖКТ 20 ммоль, всасывается обратно 15 ммоль, итого выводится 15 ммоль Во внеклеточной жидкости содержится 50 ммоль, во внутриклеточной - 150 ммоль.

В почках фильтруется 260 ммоль, реабсорбируется 255 ммоль, 5 ммоль выводится с мочой. В костях имеется две фракции:

Стабильный кальций -

30000 ммоль 2)лабильный - 150 ммоль. Между ними обмен - 8 ммоль в сутки, а между лабильной фракцией костей м и межклеточной жидкостью - 20 ммоль.

Основную роль в обмене кальция играет ЖКТ.Усвоение его в жКТ зависит от ряда причин:

1. Общее количество кальция в пище. Нормы потребления: дети до 1 года - 400-600 мг в сутки, до 12 лет - 800-1000, до 18 лет - 1400-1800, взрослые - 600-1000 мг в сутки (минимум - 300-400).Для профилактики остеопороза пожилым и беременным необходимо потреблять 1,5 г в сутки, кормящим матерям - 2 г. Баланс кальция может быть положительным (задерживается в организме) у растущих, беременных, кормящих. После формирования скелета и до 30 лет баланс равновесный. После 30 лет баланс становится отрицательным, причем у женщин этот процесс происходит более активно,так как у них меньше мужских половых гормонов, и после менопаузы еще более усиливается. После 80 лет все переломы происходят за счет остеопороза и плохо заживают.

2.Влияет вид соли кальция: лучше всасывается лактат кальция, карбонат кальция, хуже - хлорид. 3. Присутствие других веществ в пище: 1) фосфаты ухудшают его всасывание, поэтому для ребенка оптимально женское молоко, где кальция больше, чем фосфора, в отличие от коровьего; 2) производные фитина (много в хлебе) связывают необратимо кальций, что препятствует его всасыванию; 3)липиды и жирные кислоты взаимодействуют с желчью и также препятствуют всасыванию кальция.

4.Объем потребляемой пищи. Регуляция всасывания кальция Регуляция осуществляется преимущественно витамином D3. Он увеличивает синтез кальций-связывающего белка в энтероцитах, увеличивает содержание в энтероцитах кишки фосфолипидов, что повышает текучесть мембраны и ее проницаемость для кальция; действует на межклеточные контакты и усиливает адсорбцию кальция путем персорбции; стимулирует рост и дифференцировку энтероцитов (что увеличивает всасывание как кальция так и фосфора).

Синтез витамина D3 происходит в коже под действием ультрафиолетового излучения с длинной волны 280-320 нм. Сначала образуется провитамин D3, под действием тепла в коже происходит его изомеризация в витамин D3, поступает в печень, там присоединяется ОН группа во второе положение (гидроксилирование), затем поступает в почки, где происходит еще одно гидроксилирование в 1 положение и образуется активная форма. В почках этот процесс регулирует паратгормон, женские и мужские половые гормоны, гормон роста - стимуляторы образования витамина D3.

Витамин стимулирует образование кальций-связывающего белка во многих тканях,то есть стимулирует защиту клеток от избытка кальция.

Витамин D3 в больших количествах токсичен, по своей структуре близок к стероидным гормонам. В печени существует специальный защитный механизм от его избытка. Кортизол стабилизирует мембрану энтероцита и этим снижает ее проницаемость для кальция.

Обмен кальция между межклеточной жидкостью и костью.

Содержание в крови - 2.12-2.6 ммоль в литре, две формы:

1 - ионизированный (60%), активный, который подвергается регуляции, 2 - химически связанный с белком.

В кости имеются системы регуляции костной ткани:

1. Система ремодуляции костной ткани включает работу двух видов клеток:остеокласты способствуют резорбции костной ткани, остеобласты - ресинтезу. На остеокластах имеются рецепторы глюкокортикоидов. Активация этих рецепторов увеличивает чувствительность этих клеток к действию парат-гормона. У женщин после менопаузы эти две системы активируются и усиливается остеопороз кости. Прогестерон может вытеснять кортизол из его связи с рецепторами остеокластов, что приводит к снижению их чувствительности к действию парат-гормона.

2. Вторая система обеспечивает быстрый обмен кальция между костями и межклеточной жидкостью. Она регулируется активностью поверхностных остеоцитов, которая стимулируется совместным действием витамина D3 и парат-гормона и приводит к повышению уровня кальция в крови. Витамин D3 в физиологических дозах повышает уровень кальция в крови за счет усиления всасывания. Гиперкальциемия подавляет выделение парат-гормона и усиливает выделение кальцитонина. В результате этого повышается активность остеобластов, тормозится активность омтеокластов и остеоцитов, стимулируется образование костной ткани. Применение кальция в больших дозах характеризуется прямым стимулирующим действием на остеоциты и сопровождается разрушением костной ткани, «вымыванием» кальция (остеомаляция).

3. Простые физико-химические реакции возникают между костью и омывающей ее жидкостью, например взаимодействие слюны с тканью зуба. Здесь кость представлена 1)органическим матриксом - на 98 % состоит из белка и на 2% из клеток, синтезирующих этот белок; 2) неорганическим матриксом - 95 % апатиты и 5% другие соединения (натрия). Содержание кальция в апатитах может меняется от 8 до 12, может меняться и содержание анионов, но структура сохраняется, содержание групп ОН может меняться даже на фтор, что способствует резорбции кости.

Важное значение для поддержания структуры зуба (кости) имеет перенасыщенность растворов фосфат-ионами и кальцием. Насыщенность РО4 определяет кислотность среды. Если рН снижается меньше 6 то в крови будут преобладать ионы Н2РО4, которые способствуют вымыванию кальция из кости. При рН 6.8-7.5 преобладают ионы НРО4 и кость находится в стабильном состоянии. При рН выше 7.5 преобладают ионы РО4, что способствует вхождению кальция в кость и костеобразованию (эти же закономерности справедливы и для камнеобразования в желчном пузыре и почках). Остеобласты продуцируют щелочную фосфатазу, которая угнетает остеокласты и остеоциты.

 

Содержание воды в организме значительно превышает содержание всех остальных химических элементов. У новорожденного на долю воды приходится около 75% общего веса тела, у юношей в среднем 63%, у девушек - 52%, у взрослых - соответственно 52 и 46%.

Так как жировая ткань особенно бедна водой, относительное содержание воды в организме в значительной степени зависит от количества жировой ткани. Поскольку у женщин жировой ткани больше, чем у мужчин, содержание воды в их организме примерно на 6 - 10% ниже. У взрослого человека на долю воды приходится 73,2% безжировой массы тела, и эта величина не зависит от пола.

В норме поступление воды в организм и потеря воды уравновешены, в среднем человек потребляет около 2,5 л воды в сутки. Примерно половина этого количества поступает с питьем, а вторая половина приходится на долю воды в составе пищи и так называемой "метаболической" воды, образующейся в результате распада органических веществ. Выведение воды осуществляется почками, кишечником, легкими и кожей. В среднем за сутки около 1,4 л воды выводится с мочой, 100 мл с калом и 900 мл удаляется в виде паров с поверхности кожи и через легкие.

Ежесуточный круговорот воды у взрослого человека в среднем составляет 3 - 4% от веса тела, у новорожденного - около 10%.

Минимальные суточные потребности воды взрослого человека составляют около 1,5 л, так как 500 мл необходимо для выведения шлаков почками и не менее 900 мл в сутки неизбежно удаляются путем испарения.

Способность организма поддерживать относительное постоянство внутренней среды (крови, лимфы, межклеточной жидкости).

Гомеостаз (греч. homoios - такой же, сходный, stasis -стабильность, равновесие) - это совокупность скоординированных реакций, обеспечивающих поддержание или восстановление постоянства внутренней среды организма. В середине ХIХ в французский физиолог Клод Бернар ввел понятие о внутренней среде, которую рассматривал как совокупность жидкостей организма. Это понятие расширил американский физиолог Уолтер Кэннон, который подразумевал под внутренней средой всю совокупность жидкостей (кровь, лимфа, тканевая жидкость), которые участвуют в обмене веществ и поддержании гомеостаза. Организм человека приспосабливается к постоянно меняющимся условиям внешней среды, однако при этом внутренняя среда остается постоянной и ее показатели колеблются в очень узких границах. Поэтому человек может жить в различных условиях окружающей среды. Некоторые физиологические параметры регулируются особенно тщательно и тонко, например температура тела, артериальное давление, содержание глюкозы, газов, солей, ионов кальция в крови, кислотно-щелочное равновесие, объем крови, ее осмотическое давление, аппетит многие другие. Регуляция осуществляется по принципу отрицательной обратной связи между рецепторами ф, улавливающими изменения указанных показателей и управляющих системами. Так, уменьшение одного из параметров улавливается соответствующим рецептором, от которого импульсы направляются в ту или иную структуру мозга, по команде которого вегетативная нервная система включает сложные механизмы выравнивания наступивших изменений. Мозг использует для поддержания гомеостаза две основные системы: вегетативную и эндокринную. Напомним, что главная функция вегетативной нервной системы - это сохранение постоянства внутренней среды организма, которое осуществляется благодаря изменению активности симпатической и парасимпатической частей вегетативной нервной системы. Последняя, в свою очередь, контролируется гипоталамусом, а гипоталамус - корой головного мозга. Эндокринная система регулирует функцию всех органов и систем посредством гормонов. Причем сама эндокринная система находится под контролем гипоталамуса и гипофиза. Гомеостаз (греч. homoios - одинаковый и stasis - состояние, неподвижность)

По мере усложнения наших представлений о нормальной, а тем более патологической, физиологии это понятие уточнили как гомеокинез, т.е. подвижное равновесие, баланс постоянно меняющихся процессов. Организм соткан из миллионов "гомеокинезиков". Эта огромная живая галактика определяет функциональный статус всех органов и клеток, которые связуются регуляторными пептидами. Как мировая экономическая и финансовая системы - множество фирм, производств, заводов, банков, бирж, рынков, магазинов... А между ними - "конвертируемая валюта" - нейропептиды. Все клетки организма постоянно синтезируют и поддерживают определенный, функционально необходимый, уровень регуляторных пептидов. Но когда случаются отклонения от "стационарности", их биосинтез (в организме в целом или в отдельных его "локусах") либо усиливается, либо ослабевает. Такие колебания возникают постоянно, если речь идет об адаптивных реакциях (привыкании к новым условиям), выполнении работы (физических или эмоциональных действиях), состоянии предболезни - когда организм "включает" повышенную защиту от нарушения функционального баланса. Классический случай поддержания равновесия - регуляция артериального давления крови. Есть группы пептидов, между которыми существует постоянная конкуренция - повысить/понизить давление. Для того чтобы бежать, подниматься в гору, париться в сауне, выступать на сцене, наконец, думать - необходимо функционально достаточное увеличение артериального давления. Но как только работа закончилась, вступают в действие регуляторы, обеспечивающие "успокоение" сердца и нормальное давление в сосудах. Вазоактивные пептиды постоянно взаимодействуют, чтобы "разрешить" повысить давление до такого-то уровня (не более, иначе сосудистая система пойдет "вразнос"; общеизвестный и горький пример - инсульт) и чтобы после окончания физиологически необходимой работы

ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ

Большая советская энциклопедия (БЭС) диффузное давление, термодинамический параметр, характеризующий стремление раствора к понижению концентрации при соприкосновении с чистым растворителем вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя. Если раствор отделен от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, то возможна лишь односторонняя диффузия — осмотическое всасывание растворителя через мембрану в раствор. В этом случае О. д. становится доступной для прямого измерения величиной, равной избыточному давлению, приложенному со стороны раствора при осмотическом равновесии (см. Осмос). О. д. обусловлено понижением химического потенциала (См. Химический потенциал) растворителя в присутствии растворённого вещества. Тенденция системы выравнивать химические потенциалы во всех частях своего объёма и перейти в состояние с более низким уровнем свободной энергии (См. Свободная энергия) вызывает осмотическое (диффузионный) перенос вещества. О. д. в идеальных и предельно разбавленных растворах не зависит от природы растворителя и растворённых веществ; при постоянной температуре оно определяется только числом «кинетических элементов» — ионов, молекул, ассоциатов или коллоидных частиц — в единице объёма раствора. Первые измерения О. д. произвёл В. Пфеффер (1877), исследуя водные растворы тростникового сахара. Его данные позволили Я. X. Вант-Гоффу установить (1887) зависимость О. д. от концентрации растворённого вещества, совпадающую по форме с Бойля - Мариотта законом для идеальных газов. Оказалось, что О. д. (p) численно равно давлению, которое оказало бы растворённое вещество, если бы оно при данной температуре находилось в состоянии идеального газа и занимало объём, равный объёму раствора. Для весьма разбавленных растворов недиссоциирующих веществ найденная закономерность с достаточной точностью описывается уравнением: V = nRT, где n — число молей растворённого вещества в объёме раствора V; R — универсальная газовая постоянная; Т — абсолютная температура. В случае диссоциации вещества в растворе на ионы в правую часть уравнения вводится множитель i > 1, коэффициент Вант-Гоффа; при ассоциации растворённого вещества i < 1. О. д. реального раствора (') всегда выше, чем идеального (''), причём отношение '/ '' = g, называемое осмотическим коэффициентом, увеличивается с ростом концентрации. Растворы с одинаковым О. д. называется изотоническими или изоосмотическими. Так, различные кровезаменители и физиологические растворы изотоничны относительно внутренних жидкостей организма. Если один раствор в сравнении с другим имеет более высокое О. д., его называют гипертоническим, а имеющий более низкое О. д. — гипотоническим.
О. д. измеряют с помощью специальных приборов — осмометров. Различают статические и динамические методы измерения. Первый метод основан на определении избыточного гидростатического давления по высоте столба жидкости Н в трубке осмометров (рис.) после установления осмотического равновесия при равенстве внешних давлений pA и рБ в камерах А и Б. Второй метод сводится к измерению скоростей v всасывания и выдавливания растворителя из осмотической ячейки при различных значениях избыточного давления p = pA — рБ с последующей интерполяцией полученных данных к = 0 при p =. Многие осмометры позволяют использовать оба метода. Одна из главных трудностей в измерении О. д. — правильный подбор полупроницаемых мембран. Обычно применяют плёнки из целлофана, природных и синтетических полимеров, пористые керамические и стеклянные перегородки. Учение о методах и технике измерения О. д. называются осмометрией. Основное приложение осмометрии — определение молекулярной массы (М) полимеров. Значения М вычисляют из соотношения 0135997298.tif, где с — концентрация полимера по массе; А — коэффициент, зависящий от строения макромолекулы.

О. д. может достигать значительных величин. Например, 4%-ный раствор сахара при комнатной температуре имеет О. д. около 0,3 Мн/м2, а 53%-ный — около 10 Мн/м2; О. д. морской воды около 0,27 Мн/м2. Л. А. Шиц.

О. д. в клетках животных, растений, микроорганизмов и в биологических жидкостях зависит от концентрации веществ, растворённых в их жидких средах. Солевой состав биологических жидкостей и клеток, характерный для организмов каждого вида, поддерживается избирательной проницаемостью биологических мембран (См. Проницаемость биологических мембран) для разных солей и активным транспортом ионов. Относительное постоянство О. д. обеспечивается водно-солевым обменом (См. Водно-солевой обмен), т. е. всасыванием, распределением, потреблением и выделением воды и солей (см. Выделение, Выделительная система, Осморегуляция). У т. н. гиперосмотических организмов внутреннего О. д. больше внешнего, у гипоосмотических — меньше внешнего; у изоосмотических (пойкилоосмотических) внутреннее О. д. равно внешнему. В первом случае ноны активно поглощаются организмом и задерживаются в нём, а вода поступает через биологич. мембраны пассивно, в соответствии с осмотическим градиентом. Гиперосмотическая регуляция свойственна пресноводным организмам, мор. хрящевым рыбам (акулы, скаты) и всем растениям. У организмов с гипоосмотической регуляцией имеются приспособления для активного выделения солей. У костистых рыб преобладающие в океанических водах ионы Na+ и Cl— выделяются через жабры, у морских пресмыкающихся (змеи и черепахи) и у птиц — через особые солевые железы, расположенные в области головы. Ионы Mg2+, SO42-, 0118775594.tif у этих организмов выделяются через почки. О. д. у гипер- и гипоосмотических организмов может создаваться как за счёт ионов, преобладающих во внешней среде, так и продуктов обмена. Например, у акуловых рыб и скатов О. д. на 60% создаётся за счёт мочевины и триметиламмония; в плазме крови млекопитающих — главным образом за счёт ионов Na+ и Cl—; в личинках насекомых — за счёт разнообразных низкомолекулярных метаболитов. У морских одноклеточных, иглокожих, головоногих моллюсков, миксин и др. изоосмотических организмов, у которых О. д. определяется О. д. внешней среды и равно ему, механизмы осморегуляции отсутствуют (исключая клеточные).

Диапазон средних величин О. д. в клетках организмов, не способных поддерживать осмотический Гомеостаз, довольно широк и зависит от вида и возраста организма, типа клеток и О. д. окружающей среды. В оптимальных условиях О. д. клеточного сока наземных органов болотных растений колеблется от 2 до 16 ат, у степных — от 8 до 40 ат. В разных клетках растения О. д. может резко различаться (так, у мангровых О. д. клеточного сока около 60 ат, а О. д. в сосудах ксилемы не превышает 1—2 ат). У гомойосмотических организмов, т. е. способных поддерживать относительное постоянство О. д., средней величины и диапазон колебаний О. д. различны (дождевой червь — 3,6—4,8 ат, пресноводные рыбы — 6,0—6,6, океанические костистые рыбы — 7,8—8,5, акуловые — 22,3—23,2, млекопитающие — 6,6—8,0 ат). У млекопитающих О. д. большинства биологических жидкостей равно О. д. крови (исключение составляют жидкости, выделяемые некоторыми железами, — слюна, пот, моча и др.). О. д., создаваемое в клетках животных высокомолекулярными соединениями (белки, полисахариды и др.), незначительно, но играет важную роль в обмене веществ

Формирование чувства жажды