Контрольные вопросы

1. Какой фактор является движущей силой, обеспечивающей взаимопревращения белков, жиров, углеводов и интеграцию энергии?

2. Перечислите основные энергоносители организма.

3. Какие процессы протекают в абсорбтивном и постабсорбтивном периодах?

4. Перечислите гормоны, регулирующие обмен белков, жиров и углеводов, укажите их влияние не метаболические процессы в различных тканях

5. Избыток каких гормонов может способствовать снижению концентрации глюкозы? Ответ обоснуйте.

6. Докажите, почему переедание легкоусвояемых углеводов - фактор риска в развитии атеросклероза и ожирения.

7. Какие изменения обмена веществ происходят в организме при голодании?

8. Каковы причины развития болезни Аддисона? Какие нарушения метаболизма наблюдаются при этом заболевании?

9. Перечислите основные проявления сахарного диабета.

10. Какие виды диабетов вы знаете? Как их можно дифференцировать по анализам крови, мочи?

6. Минеральный и водно-солевой обмен

6.1. Вода в организме человека

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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