Нарушения водно – электролитного обмена

Лекция 7. ВОДНО – СОЛЕВОЙ ОБМЕН

Вода – основной компонент всех живых клеток. Вода составляет в среднем 65-80% массы тела животного. Большие количества воды и ее высокая теплоемкость (1 кал на нагревание 1г воды на 1 градус) позволяют организму поглощать большие количества тепла без повышения внутренней температуры. За счет высокой теплоты испарения (540 кал\г) организм рассеивает часть тепловой энергии, что предохраняет его от перегрева. Молекула воды имеет дипольную структуру, что позволяет молекулам взаимодействовать между собой за счет водородных связей образовывать временные структуры – «рои» или «кластеры». Такая структура придает воде особые свойства. Чем ниже температура воды, тем больше в ней образуется кластеров. При замерзании вся вода приобретает гексагональную кристаллическую структуру. Вода в организме может находиться в свободном состоянии, связанном (около 40%), и входить в кристаллическую структуру соединений (кристаллизационная вода, составляет около 3%).

Вода не только поступает в организм животного извне, она также образуется в процессах метаболизма (эндогенная вода). Так, окисление 1г жиров, углеводов, белков приводит к образованию соответственно 1,07; 0,55 и 0,41 г воды. Благодаря образованию эндогенной воды животные какое – то время могут обходиться без воды. Например, собака может обходиться без воды до 10 суток. Потеря 15 - 20% воды организмом приводит к смерти. Потребность животных в воде составляет в среднем 35-40 г\кг массы тела\сутки.

Обмен воды между кровью и тканями осуществляется за счет разности гидростатического давления в артериальной и венозной крови, а также за счет разности онкотического (белкового) давления в крови и тканях.

Повышение количества воды в тканях (гипергидрия) наблюдается при избыточном поступлении и накоплении воды в организме (положительный водный баланс). Гипергидрия приводит к скоплению жидкости в тканях (отеки).

Обезвоживание организма (гипогидрия) наблюдается при недостатке питьевой воды или избыточной потере жидкости (диарея, рвота, кровотечения, избыточное потоотделение, гипервентиляция легких).

Выделение воды у высших животных происходит через почки. Основная функция почек – мочеобразование и мочевыделение (диурез). В процессе диуреза происходит:

· Удаление водорастворимых продуктов обмена

· Регуляция содержания воды в организме

· Поддержание солевого баланса

· Поддержание осмотического давления крови

· Поддержание постоянства кислотно-щелочного равновесия

Дополнительными органами выделения воды у высших животных служат кожа (потовые железы) и легкие. Через них может выделяться до 60% поглощенной воды. Благодаря работе потовых желез облегчается работа почек, поддерживается осмотическое давление крови. Пот на 98% состоит из воды, в нем растворены соли: Na, K, Cl, SO₄, фосфаты, мочевина и др.

Регуляция водного обмена осуществляется гормонами. Ключевую роль играют гормоны вазопрессин, альдостерон, адреналин и тироксин.

Вазопрессин (АДГ) – имеет пептидную природу, синтезируется в гипоталямусе, накапливается в задней доле гипофиза. При недостатке воды в организме, при уменьшении кровенаполнения предсердий и каротидных сосудов объемные рецепторы посылают сигнал в гипоталамус, где синтезируется АДГ, далее этот гормон выделяется в гипофиз, а оттуда в кровь, и тормозит выведение воды через почки, повышая обратное всасывание (реабсорбцию) воды (т.е. способствует задержке воды в организме). Вода возвращается в кровь, количество выделяемой мочи уменьшается. При избытке воды в организме выброс вазопрессина в кровь снижается, выведение воды через почки (диурез) возрастает. АДГ понижает осмотическое давление.

Альдостерон – гормон коры надпочечников (кортикостероид), относится к группе минералокортикоидов. Альдостерон повышает обратное всасывание (реабсорбцию) ионов Na⁺ в почечных канальцах. Одновременно усиливается задержка К+ и воды. Альдостерон, в отличие от вазопрессина, повышает осмотическое давление крови.

Тироксин увеличивает мочеотделение, т.к. угнетает реабсорбцию воды в почках. Адреналин может угнетать или усиливать мочеотделение в зависимости от соотношения процессов, которые он контролирует. Так, например, при стрессах, отрицательных эмоциях или сильных болевых раздражителях возникает прекращение мочеобразования (анурия).

МИНЕРАЛЬНЫЙ ОБМЕН

Химические соединения в организме существуют в ионизированной форме: в виде анионов (-) и катионов (+). При гидратации ионы окружаются диполями воды. В состав органов и тканей включается более 20 химических элементов, они составляют около 2 – 3% от общей массы тела и входят в состав макромолекул. Отдельные химические элементы присутствуют в свободном виде. Принято все химические элементы подразделять на макро – и микроэлементы. Макроэлементы присутствуют в количествах 10^-2 %, а микроэлементы – 10^-3 – 10^-6 %. После всасывания в тонком кишечнике минеральные вещества поступают в печень, где некоторые депонируются (например, железо, медь), а некоторые неравномерно распределяются по органам и тканям. Из организма минеральные вещества выделяются с мочой и с калом.

Обмен ионами между кровью, клетками и межклеточной жидкостью происходит как на основе пассивного, так и активного транспорта. Градиент концентраций обеспечивает осмотическое давление крови и межклеточной жидкости, поддерживает тургор тканей, кислотно – щелочное равновесие, активность ферментов, синтез гема, поддержание секреторной и моторной функции ЖКТ, работу сердечной мышцы и т.д. Активный транспорт может происходить с участием специальных переносчиков против градиента и обеспечивается энергией АТФ. Для нормального метаболизма важным является не только абсолютное количество минеральных веществ, но и их соотношение.