Биологическая роль и пути выведения воды
В организме человека вода выполняет две фундаментальные задачи. Во-первых, она создает идеальную среду для протекания всех обменных процессов и биохимических реакций. Во-вторых, осуществляет транспортную функцию: обеспечивает перемещение ионов, питательных веществ (например, глюкозы), кислорода, витаминов, а также гормонов и медиаторов. Кроме того, вода транспортирует промежуточные и конечные продукты тканевого метаболизма к местам их утилизации.
Количество жидкости в теле постоянно уменьшается. Ежесуточно человек теряет около 2,8 л воды по следующим каналам:
- Мочевыделение (почки): 1,8 л.
- Дыхание (легкие): 0,5 л.
- Потоотделение (кожа): 0,4 л.
- Дефекация (кишечник): 0,1 л.
Вместе с жидкостью удаляются растворенные компоненты: ионы, критически важные продукты метаболизма и частично полезные вещества (аминокислоты, витамины, гормоны).
Источники поступления и распределение в теле
Чтобы компенсировать потери, в организм должно поступить ровно столько же — 2,8 л жидкости в сутки. Этот объем складывается из двух фракций:
- Экзогенная вода (2,5 л): поступает извне. Из этого объема 1,5 л человек выпивает в виде жидкостей, а еще 1,0 л получает в составе твердой пищи.
- Эндогенная, или метаболическая вода (0,3 л): синтезируется прямо в тканях в процессе окисления питательных веществ.
Выход метаболической воды зависит от того, какой субстрат окисляется. Лидерами являются жиры — они дают 1,09 мл воды на 1 грамм вещества. Углеводы генерируют 0,6 мл/г, а белки — всего 0,44 мл/г. Именно поэтому характер питания влияет на жажду: углеводно-жировая диета снижает потребность в питье, а белковая, напротив, повышает.
Вся вода распределена по внутренним резервуарам. Основная масса приходится на тканевую воду (от 30 до 50 л), тогда как в кровеносном русле циркулирует около 5 л.
Внутренний обмен в желудочно-кишечном тракте
Между кровеносной системой и пищеварительными железами идет непрерывный и интенсивный обмен жидкостью. В течение суток в просвет желудочно-кишечного тракта секретируется порядка 8,0 л пищеварительных соков.
Состав этого секрета распределяется так:
- Кишечный сок — 2,5 л.
- Желудочный сок — 2,0 л.
- Слюна — 1,5 л.
- Сок поджелудочной железы — 1,5 л.
- Желчь — 0,5 л.
Однако организм не теряет этот объем. В процессе пищеварения происходит тотальное обратное всасывание. Суммарный объем жидкости, которая реабсорбируется из ЖКТ обратно в кровь, достигает 10,5 л/сут. В эту цифру входят 8 л секретированных соков и 2,5 л экзогенной воды (из еды и питья).
Транскапиллярный обмен (Механизм Старлинга)
Вода непрерывно циркулирует между кровью и интерстициальным пространством. Направление ее движения определяется борьбой двух сил: гидростатического давления (ГД), которое «выталкивает» воду из сосуда, и онкотического давления (ОД) белков плазмы, которое воду «удерживает».
Динамика давлений вдоль капилляра выглядит следующим образом:
- Артериальная часть (фильтрация). Кровь поступает в капилляр с высоким ГД, равным 40 мм рт. ст. Онкотическое давление составляет 30 мм рт. ст. Поскольку ГД больше ОД (40 > 30), жидкость устремляется из кровеносного русла в ткани с градиентом около 10 мм рт. ст. Происходит выход воды в тканевые клетки.
- Венозная часть (реабсорбция). По мере продвижения крови по капилляру сосудистое сопротивление гасит гидростатическое давление, и оно падает до 20 мм рт. ст. При этом онкотическое давление остается неизменным (30 мм рт. ст.). Теперь сила притяжения белков превышает гидростатический напор (30 > 20). За счет осмоса вода возвращается из ткани обратно в кровь.
Более 99% профильтровавшейся воды успешно всасывается обратно в капилляр. Оставшаяся ничтожно малая часть (около 0,02%) отводится через лимфатические капилляры.
Для быстрого запоминания динамики давлений в капилляре используйте правило «сорок-тридцать-двадцать». В начале сосуда гидростатическое давление — 40, онкотическое стабильно — 30, в конце гидростатическое падает до 20. Сначала 40 побеждает 30 (идет фильтрация), затем 30 побеждает 20 (идет всасывание).
Вопросы с занятий и экзамена
Почему при белковой диете человеку требуется пить больше воды?
При окислении одного грамма белков выделяется минимальное количество эндогенной воды — всего 0,44 мл (в отличие от жиров, дающих 1,09 мл). Из-за снижения доли метаболической жидкости общая потребность в воде извне компенсаторно повышается.
Что происходит с жидкостью, которая не вернулась в венозную часть капилляра?
Основная масса воды (свыше 99%) реабсорбируется в кровь. Та незначительная часть жидкости, которая осталась в интерстиции (согласно схеме, это около 0,02%), поступает в лимфатические капилляры и обеспечивает лимфатический дренаж тканей.
Из каких объемов складываются 10,5 литров, всасывающихся в ЖКТ?
Эта цифра формируется из двух источников. 2,5 литра поступают извне с едой и питьем, а 8 литров представляют собой жидкость пищеварительных соков, которая была выделена в просвет ЖКТ, а затем всосалась обратно.
Что ещё разобрать по теме
- Распределение воды: тканевые резервуары и объем циркулирующей крови
- Связь осмотического давления жидких сред с процессами потери воды
- Особенности секреции жидкостей пищеварительными железами
- Влияние гидростатического сопротивления на гемодинамику в микроциркуляторном русле
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Водный баланс и транскапиллярный обмен воды» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 106 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Регуляция водно-солевого обмена»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.