Водно-электролитный обмен в организме здорового человека: принципы регуляции
Регуляция водно-солевого обмена, как и большинство физиологических регуляций, включает афферентное, центральное и эфферентное звенья. Афферентное звено представлено массой рецепторных аппаратов сосудистого русла, тканей и органов, воспринимающих сдвиги осмотического давления, объема жидкостей и их ионного состава. В результате, в центральной нервной системе создается интегрированная картина состояния водно-солевого баланса в организме. Так, при увеличении концентрации электролитов и уменьшении объема циркулирующей жидкости (гиповолемии) появляется чувство жажды, а при увеличении объема циркулирующей жидкости (гиперволемии) оно уменьшается. Следствием центрального анализа является изменение питьевого и пищевого поведения, перестройка работы желудочно-кишечного тракта и системы выделения (прежде всего функции почек), реализуемая через эфферентные звенья регуляции. Последние представлены нервными и, в большей мере, гормональными влияниями. Увеличение объема циркулирующей жидкости за счет повышенного содержания воды в крови (гидремия) может быть компенсаторным, возникающим, например, после массивной кровопотери. Гидремия с аутогемодиллюцией представляет собой один из механизмов восстановления соответствия объема циркулирующей жидкости емкости сосудистого русла. Патологическая гидремия является следствием нарушения водно-солевого обмена, например при почечной недостаточности и др. У здорового человека может развиться кратковременная физиологическая гидремия после приема больших количеств жидкости.
Гуморальная регуляция водно-электролитного баланса в организме осуществляется следующими гормонами:
— антидиуретический гормон (АДГ, вазопрессин), воздействует на собирательные трубочки и дистальные канальцы почек, увеличивая реабсорбцию воды;
— натриуретический гормон (предсердный натриуретический фактор, ПНФ, атриопептин), расширяет приносящие артериолы в почках, что увеличивает почечный кровоток, скорость фильтрации и экскрецию Na+; ингибирует выделение ренина, альдостерона и АДГ;
— ренин-ангиотензин-альдостероновая система стимулирует реабсорбцию Na+ в почках, что вызывает задержку NaCl в организме и повышает осмотическое давление плазмы, что определяет задержку выведения жидкости.
— паратиреоидный гормон увеличивает абсорбцию калия почками и кишечником и выведение фосфатов и увеличение реабсорбции кальция.
Содержание натрия и организме регулируется в основном почками под контролем ЦНС через специфические натриорецепторы. реагирующие на изменение содержания натрия в жидкостях тела, а также волюморецепторы и осморецепторы, реагирующие на изменение объема циркулирующей жидкости и осмотического давления внеклеточной жидкости соответственно. Содержание натрия в организме контролируется ренин-ангиотензинной системой, альдостероном, натрийуретическими факторами. При уменьшении содержания воды в организме и повышении осмотического давления крови усиливается секреция вазопрессина (антидиуретического гормона), который вызывает увеличение обратною всасывания воды в почечных канальцах. Увеличение задержки натрия почками вызывает альдостерон, а усиление выведения натрия — натрийуретические гормоны, или натрийуретические факторы (атриопептиды, простагландины, уабаинподобное вещество).
Состояние водно-солевого обмена в значительной степени определяет содержание ионов Cl- во внеклеточной жидкости. Из организма ионы хлора выводятся в основном с мочой, желудочным соком, потом. Количество экскретируемого хлорида натрия зависит от режима питания, активной реабсорбции натрия, состояния канальцевого аппарата почек, кислотно-щелочного состояния. Обмен хлора в организме пассивно связан с обменом натрия и регулируется теми же нейрогуморальными факторами. Обмен хлоридов тесно связан с обменом воды: уменьшение отеков, рассасывание транссудата, многократная рвота, повышенное потоотделение и др. сопровождаются увеличением выведения ионов хлора из организма.
Главные регуляторы обмена кальция и фосфора в организме: витамин D, паратгормон и кальцитонин. Витамин D (в результате преобразований в печени образуется витамин D3, в почках — кальцитриол) увеличивает всасывание кальция в пищеварительном тракте и транспорт кальция и фосфора к костям. Паратгормон выделяется при снижении уровня кальция в сыворотке крови, высокий же уровень кальция тормозит образование паратгормона. Паратгормон способствует повышению содержания кальция и снижению концентрации фосфора в сыворотке крови. Кальций резорбируется из костей, также увеличивается его всасывание в пищеварительном тракте, а фосфор удаляется из организма с мочой. Паратгормон также необходим для образования активной формы витамина D в почках. Увеличение уровня кальция в сыворотке крови способствует выработке кальцитонина. В противоположность паратгормону он вызывает накопление кальция в костях и снижает его уровень в сыворотке крови, уменьшая образование активной формы витамина D в почках. Увеличивает выделение фосфора с мочой и снижает его уровень в сыворотке крови.
Статья добавлена 31 мая 2016 г.
Нарушение водно-солевого баланса: как распознать, чем опасно
Для нормального комфортного самочувствия в организме человека должен поддерживаться оптимальный водно-солевой баланс. Минеральный состав в нашем организме это, прежде всего, источник электролитов от которого зависит много функций организма, в том числе способность центральной нервной системы передавать импульсы. Однако при недостатке жидкости в организме, нарушается взаимодействие электролитов. Поэтому баланс жидкости и солей рассматривается специалистами как нераздельные части одного комплекса.
Что такое водно-солевой баланс
Водно-солевой баланс – это определенное соотношение в организме жидкости и солей (электролитов). Его нарушения приводит к различным функциональным изменениям. Поэтому каждый заботящийся о своем здоровье должен знать, что такое водно-солевой баланс, как распознать его нарушения, а также понимать, чем дисбаланс опасен для здоровья.
Вода — незаменимый, обязательный компонент функционирования любой биологической системы, составляющие которой в той или иной степени зависимы от химических и физических свойств как отдельных молекул воды, так и образуемых ими надмолекулярных структур. Содержание базовых биохимических и физиологических процессов, их количественный аспект (например, освобождение энергии в реакциях биологического окисления) требуют точных знаний химического состава молекулы воды, закономерностей ее образования.
Вода выполняет в организме следующие физиологические функции:
Если водно-солевой баланс в норме, то в организме взрослого человека должно быть около 70% связанной и свободной воды, в телах новорожденных – 90%, а пожилых – примерно 50%. Чтобы поддерживать эти показатели, взрослые здоровые люди в день должны выпивать по 1,5-2 л воды. Но это только обобщенные показатели. Более точную потребность организма в воде определяют по формуле: 1 кг массы тела Х на 30-50 мл воды. Но даже эта формула не позволяет определить идеальную суточную порцию воды. Показатели могут колебаться зависимо от температуры воздуха, физической активности и состояния здоровья человека. Если организм отдает влаги больше, чем получает, говорят об обезвоживании.
А теперь, что касается солей и электролитов, содержащихся в них. Электролиты выполняют в организме следующие физиологические функции:
Индикаторными жидкостями внутренней среды, по содержанию электролитов в которых судят о сбалансированности их обмена, являются цельная кровь, плазма (сыворотка) крови, цитозоль эритроцитов. Полнота оценки обмена воды и электролитов достигается при дополнительном изучении их содержания в моче.
К электролитам относят молекулы солей, кислот, оснований, органических соединений, которые в водном растворе в той или иной степени ионизированы. В зависимости от характера ионизации электролиты делят на катионы и анионы. Важнейшие тестируемые индикаторные катионы внутренней среды организма — ионы натрия (Na+), калия (K+), кальция (Ca2+) и магния (Mg2+). Тестируемым катионом является и ион водорода Н+, биохимические и патобиохимические аспекты обмена которого рассматриваются отдельно вследствие его особого, относительно самостоятельного положения в биологических системах. Нарушения обмена ионов водорода предопределяют острые расстройства обмена других электролитов, тогда как обратные влияния имеют менее существенный характер. Важнейшими тестируемыми индикаторными анионами внутренней среды организма являются ионы хлора (Cl−), гидрокарбоната (НСО3 −), фосфатов (НРО4 2−, Н2РО4 −), сульфата (SO4 2−). К анионам также относят радикалы органических кислот — ацетат, пируват, лактат, бета-гидроксибутират, ацетоацетат. Совокупность электролитов и других частиц в жидкостях внутренней среды, как и в любых других растворах, придает им свойства, не зависящие от химической природы частиц или их способности участвовать в тех или иных биохимических и физиологических процессах. «Схематично» функциональная значимость отдельных катионов и анионов может быть представлена следующим образом:
Ионы кальция, например, необходимы для сокращения мышц. Они участвуют в передачи нервных импульсов, а также отвечают за поддержание правильного ритма сердца.
Калий – это незаменимый компонент для гладких мышц, к группе которых принадлежат сердце и пищеварительный тракт.
Без ионов натрия не проводилось бы большинство нервных импульсов, мышцы потеряли бы способность сокращаться. К тому же натрий отвечает за стабильность давления в кровеносных сосудах.
Ионы фосфора необходимы для обеспечения функциональности почек, а также служат источником «топлива» для мышц.
Хлор, который организм получает из поваренной соли и многих овощей, отвечает за баланс жидкости в организме и, следовательно, за поддержание правильного количества других электролитов.
Соли магния крайне важны для работоспособности нервной системы, они способствуют правильному сокращению мышц, а также участвуют в производстве энергии.
Почему развивается дисбаланс
Нарушение соотношения между электролитами приводит их к дисбалансу. Гармония электролитов зависит от разных факторов, но в первую очередь от количества жидкости в организме.
Водно-солевой дисбаланс редко является первичным нарушением. Гораздо чаще он возникает как осложнение многих заболеваний, неправильного питания или приема некоторых медпрепаратов. На начальных стадиях нарушение обычно протекает бессимптомно. Но если дисбаланс вовремя не остановить, то со временем он может вызвать еще более серьезные проблемы со здоровьем.
Например, часть жизненно важных для организма электролитов (натрий и калий) выводятся из организма вместе с потом. Поэтому спортсменам, людям, занимающимся тяжелым физическим трудом, а также лицам с экстенсивным потоотделением, специалисты советуют следить за диетой, чтобы избежать потери важных электролитов. Кстати, дисбаланс натрия и калия – наиболее распространенное нарушение водно-солевого равновесия. К быстрому уменьшению полезных веществ ведет также рвота и диарея, поскольку они сопровождаются потерей большого количества жидкости.
Причины, по которым может возникать водно-солевой дисбаланс:
Нарушения водно-солевого обмена также может быть вызвано малоподвижным образом жизни, гормональными изменениями в организме, вредными привычками, такими как курение или чрезмерное увлечение алкоголем. Кроме того, проблема может возникать из-за частых перееданий, в частности острых, мясных или бобовых блюд. Баланс солей, как правило, нарушается и после значительных кровопотерь, а также в результате сильного увеличения количества жидкости в организме.
У пациентов с почечнокаменной болезнью, гломерулонефритом, синдромом гипервентиляции легких, а также у лиц, употребляющих много соли, может повышаться концентрация ионов хлора. На фоне сердечной недостаточности, нарушения проницаемости сосудов или некоторых видов почечных патологий может повышаться количество натрия в организме. Сахарный диабет, гемолиз эритроцитов и травматический токсикоз могут вызывать нарушение водно-солевого равновесия в сторону повышения калия. А магний, как правило, повышается на фоне дисфункции почек или при злоупотреблении антацидами.
Патологии щитовидной железы или ее удаление обычно приводят к значительному снижению количества кальция в крови. Показатели натрия часто снижаются в послеоперационном периоде, в результате бесконтрольного приема мочегонных препаратов или на фоне болезни, сопровождающейся частым мочеиспусканием. Патологии печени, алкоголизм, операция на кишечнике, инъекции инсулина, гипертиреоз называют самыми распространенными причинами снижения количества калия в кровотоке.
В группу риска возникновения водно-солевого дисбаланса входят и бодибилдеры, особенно в период «сушки». Наиболее печальный пример, к чему может привести нарушение водно-солевого баланса у спортсменов – Андреас Мюнцер, известный как бодибилдер без кожи. После очередной сушки его кровь стала настолько густой, что сердце не смогло перекачивать ее по сосудам, из-за чего спортсмен и умер.
Симптомы дисбаланса
Стоит понимать, что не все нарушения концентрации электролитов являются симптоматическими. Особенно, если нехватка или избыток соли не критические. Но если изменения в составе крови более серьезные, то они могут быть опасными для здоровья и даже жизни пациента. Причина в том, что выраженные изменения в количестве некоторых электролитов могут вызвать ухудшение функционирования нервной системы и сердца.
Если количество солей в организме выходит за пределы нормы, то у больного могут появляться отеки или, наоборот, жажда и признаки обезвоживания. И это первые тревожные симптомы, указывающие на нарушение соотношения жидкости и солей в организме. Тем не менее, в большинстве случаев признаки более индивидуальны и зависят от того, баланс какого именно электролита нарушился.
Кальций
Нарушение водно-солевого баланса в сторону чрезмерного повышения уровня кальция может отмечаться у пациентов с онкологическими заболеваниями.
Возможные симптомы избытка кальция:
Дефицит кальция часто сопровождается судорогами гладких мышц. Наиболее опасное проявление – спазм гортани или крупных сосудов. Если человеку с такими симптомами вовремя не помочь, приступ может закончиться смертью.
Калий
На избыток калия могут указывать тошнота, рвота, а также восходящий паралич. Это весьма опасное состояние, так как быстро вызывает фибрилляцию желудочков сердца, из-за чего возникает высокий риск остановки предсердий.
При дефиците калия у человека могут быть диагностированы:
Магний
Если в кровотоке избыток ионов магния, у человека повышается температура тела, замедляется сердечный ритм, появляется тошнота и рвота. Если количество магния в организме критично низкое, то замедляются или останавливаются свыше 300 биохимических процессов, которые не могут проходить без солей магния.
Натрий
Но избыток этого электролита также опасен для здоровья. Такое, как правило, случается на фоне обезвоживания. Одним из последствий гипернатриемии является отек головного мозга. Кроме того, у больного пропадает аппетит, появляется рвота, повышенная сонливость (иногда человек может впадать в кому), нарушаются рефлексы.
Перечисленные выше симптомы – это лишь часть возможных признаков водно-электролитного дисбаланса. Если вовремя не восстановить равновесие жидкости и солей, последствия, вызванные патологией, будут только прогрессировать, что в итоге может закончиться остановкой сердца и смертью больного.
Диагностика и лечение дисбаланса
Определить количество жидкости и солей в организме можно путем лабораторного исследования крови. Лечение электролитного дисбаланса зависит от вида и тяжести патологии.
Если изменения концентрации электролитов вызваны неправильным питанием, то при отсутствии других заболеваний последствия для организма обычно некритические и состояние восстанавливается путем коррекции диеты.
Если дефицит солей вызван дегидратацией (например, после диареи или рвоты), то после устранения причин таких состояний, назначается специальная регидратационная терапия.
При более серьезных водно-солевых нарушениях, как правило, прибегают к внутривенному введению солевых растворов. Изменения водно-солевого баланса, угрожающие жизни, обычно являются последствием тяжелых болезней пищеварительной системы или почек. Как правило, таким больным подбирается индивидуальный режим инфузий. В некоторых особо тяжелых случаях пациенту может понадобиться переливание крови.
Продукты для восстановления водно-солевого равновесия
Помимо медикаментозной коррекции водно-электролитного дисбаланса, больному понадобится специальная диета, содержащая недостающие соли. Кроме того, необходимо постоянно следить за питьевым режимом, так как это один из главных факторов поддержания водно-солевого баланса. Кстати, устранить некритический дисбаланс солей и жидкости можно с помощью минеральной воды. Пить ее надо с расчета по 30-50 мл на каждый килограмм массы тела. Людям, ведущим очень активный образ жизни, занимающимся спортом или туризмом, дополнительно могут рекомендоваться минеральные комплексы.
| Электролит | Источники |
|---|---|
| Натрий | Поваренная соль, соленая пища |
| Хлор | Оливки, оливковое масло, соленая пища |
| Калий | Картофель в мундирах, бананы, сухофрукты, орехи |
| Магний | Шпинат, тыквенные семечки, злаки, молоко |
| Кальций | Молочная продукция, шпинат, капуста |
| Йод | Морепродукты, рыбий жир |
| Фосфор | Молоко, рыба, орехи, яйца, злаки, мясо |
| Железо | Печень, красное мясо, орехи, сухофрукты |
| Фтор | Морепродукты, злаки |
| Медь | Виноград, яйца, почки, шпинат, черный шоколад |
| Цинк | Мясо, крабы, бобы, яичный желток. |
В большинстве случаев поддерживать баланс солей и жидкости в организме совсем не сложно. Все, что необходимо для этого – соблюдать здоровую и сбалансированную диету.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru
Гормоны в организме человека. За что они отвечают
Гормоны – биологически активные вещества, вырабатывающиеся клетками эндокринных желез (желез внутренней секреции). Оттуда они поступают в кровь и с кровотоком попадают в клетки и ткани-мишени.
Там они связываются со специфическими рецепторами и таким образом регулируют обмен веществ и множество физиологических функций. Так, они отвечают:
Как работает эндокринная система
Разные внешние или внутренние раздражители действуют на чувствительные рецепторы. В результате формируются импульсы, которые действуют на гипоталамус (отдел головного мозга). В ответ на них в гипоталамусе вырабатываются биоактивные вещества, поступающие по локальным сосудам в другой отдел головного мозга – гипофиз.
В ответ на их поступление в гипофизе вырабатываются гормоны гипофиза. Они попадают в кровь и, достигнув с кровотоком конкретной эндокринной железы, стимулируют в ней синтез того или иного гормона. А затем уже этот гормон поступает с кровью к гормональным рецепторам органов-мишеней, как описано выше.
По химическому строению гормоны делят на 4 вида
Стероиды – производные холестерина. Вырабатываются в коре надпочечников (кортикоиды) и половых железах (андрогены, эстрогены). В эту же группу входит кальцитриол.
Производные жирных кислот– эйкозаноиды. К ним относятся простагландины – повышают чувствительность рецепторов к боли и воспалительным процессам, тромбоксаны – участвуют в процессах свертывания крови, лейкотриены – участвуют в патогенезе бронхоспазма.
Производные аминокислот, преимущественно тирозина – гормон стресса адреналин, предшественник адреналина норадреналин и гормоны щитовидной железы.
Белково-пептидные соединения – гормоны поджелудочной железы инсулин и глюкагон, а также гормон роста соматотропин и кортикотропин – стимулятор синтеза гормонов коры надпочечников. В эту же группу входит антидиуретический гормон вазопрессин, «гормон материнства» окситоцин и ТТГ и АКТГ.
По месту образования выделяют гормоны:
По механизму действия различают гормоны:
По биологическим функциям различают гормоны, регулирующие:
Функции основных гормонов в организме
Список по названиям
Тестостерон — вырабатывается и у мужчин, и у женщин. Отвечает:
Эстрогены – женские половые гормоны. Отвечают за формирование первичных половых признаков у женщин. Обеспечивают репродуктивные функции и эмоциональное состояние. У мужчин вырабатываются в жировой ткани живота из тестостерона. Стимулируют синтез коллагена и обеспечивают эластичность кожи. Принимают участие в работе кровеносной системы.
Прогестерон – сохраняет беременность и обеспечивает менструальный цикл у женщин. Кроме этого, и у женщин, и у мужчин он:
Дигидроэпиандростерон – вырабатывается в головном мозге и надпочечниках.
Д-гормон (так называемый витамин Д):
ТТГ — тиреотропный гормон гипофиза. Регулирует выработку гормонов щитовидной железы трийодтиронина Т3 и тироксина Т4. При дисбалансе гормонов щитовидной желез развиваются гипер- и гипотиреоз.
Инсулин – отвечает за усвоение глюкозы клетками. Стимулирует мышечный рост и аппетит. При нехватке инсулина развивается сахарный диабет. Избыток инсулина приводит к инсулинорезистентности (снижение чувствительности инсулинозависимых клеток к действию инсулина с последующим нарушением метаболизма глюкозы и поступления ее в клетки), что ведет к ожирению и развитию сахарного диабета 2 типа.
Дигидротестостерон – влияет на рост волос, образование акне, увеличение простаты у мужчин.
Кортизол – образуется из прогестерона. Адаптирует организм к влиянию стресса, защищает от воспалений, аллергических реакций, поддерживает в норме артериальное давление.
Альдостерон – гормон коры надпочечников; образуется из прогестерона. Отвечает за обмен солей и воды в организме.
СТП (соматотропный гормон) – гормон роста, избыток которого ведет к развитию акромегалии.
В каких случаях нужно сдавать анализы на гормоны
Если баланс эндокринной системы нарушается, в организме развиваются изменения. Нередко достаточно предельно малых отклонений от нормы, чтобы запустить патологический процесс.
Достаточно долго такие патпроцессы могут протекать бессимптомно. Когда же появляется симптоматика, то нередко патогенез уже необратим. Чтобы выявлять бессимптомные гормональные нарушения на ранних стадиях современная доказательная медицина настоятельно рекомендует пакетные проверки. Один раз в 6-12 месяцев достаточно сдать кровь на анализ, чтобы оценить состояние эндокринной системы и не допустить развития гормональных заболеваний.
Кроме этого, о необходимости сдать анализ на гормоны может свидетельствовать ряд признаков:
Также обязательно контролировать уровень гормонов при беременности, чтобы не допустить аномалий развития плода.
При планировании беременности необходимо пройти обследование щитовидной железы: сделать УЗИ щитовидной железы, пройти исследования гормонов ТТГ, Т4 свободный (свободный тироксин) и АТ к ТПО (антитела к тиреопероксидазе)
Во время беременности, если есть нарушение функций щитовидной железы, необходимо 1 раз в триместр проводить скрининг гормона ТТГ и консультироваться у эндокринолога.
