 |
Водный и минеральный обмен. Витамины.
|
|
|
|
План лекции.
1. Общая характеристика водно-солевого обмена. Значение воды
и обмен ее в организме.
2. Обмен минеральных солей.
3. Витамины и их значение.
4. Питание.
ЦЕЛЬ: Представлять значение воды и минеральных веществ для нормальной жизнедеятельности, обмен их в организме и проявления нарушений водного и минерального обменов.
Знать роль, функции витаминов, их классификацию и основные нарушения, возникающие при гипо- и авитаминозах.
Водно-солевой обмен - это совокупность процессов распределения воды и минеральных веществ между вне- и внутриклеточным пространствами организма, а также между организмом и внешней средой. Обмен воды в организме неразделимо связан с минеральным (электролитным) обменом. Распределение воды между водными пространствами организма зависит от осмотического давления жидкостей в этих пространствах, что во многом определяется их электролитным составом. От количественного и качественного состава минеральных веществ в жидкостях организма зависит протекание всех жизненно важных процессов. Механизмы, участвующие в регуляции водно-солевого обмена, характеризуются большой чувствительностью и точностью.
Поддержание постоянства осмотического, объемного и ионного равновесия вне- и внутриклеточных жидкостей организма с помощью рефлекторных механизмов называется водно-электролитным гомеостазом. Изменение потребления воды и солей, избыточная потеря этих веществ и т.д. сопровождаются изменением состава внутренней среды и воспринимаются соответствующими рецепторами. Синтез поступающей в ЦНС информации завершается тем, что к почке - основному эффекторному органу, регулирующему водно-солевое равновесие, поступают нервные или гуморальные стимулы, приспосабливающие ее работу к потребностям организма.
|
|
|
Вода необходима любому животному организму и выполняет следующие функции:
ü является обязательной составной частью протоплазмы клеток, тканей и органов; тело взрослого человека на 50-60% состоит из воды, т.е. она достигает 40-45 л;
ü является хорошим растворителем и переносчиком многих минеральных и питательных веществ, продуктов обмена;
ü принимает активное участие во многих реакциях обмена (гидролиз, набухание коллоидов, окисление белков, жиров, углеводов);
ü ослабляет трение между соприкасающимися поверхностями в теле человека;
ü является основным компонентом водно-электролитного гомеостаза, входя в состав плазмы, лимфы и тканевой жидкости;
ü участвует в регуляции температуры тела человека;
ü обеспечивает гибкость и эластичность тканей;
ü входит вместе с минеральными солями в состав пищеварительных соков.
Суточная потребность взрослого человека в воде в состоянии покоя составляет 35-40 мл на каждый килограмм массы тела, т.е. при массе 70 кг - в среднем около 2,5 л. Это количество воды поступает в организм из следующих источников:
вода, потребляемая в виде питья (1-1,1 л) и вместе с пищей (1-1,1 л);
вода, которая образуется в организме в результате химических превращений питательных веществ (0,3-0,35 л).
Основными органами, удаляющими воду из организма, являются почки, потовые железы, легкие и кишечник. Почками в обычных условиях за сутки в виде мочи удаляется 1-1,5 л воды. Потовыми железами в покое через кожу в виде пота выделяется 0,5 л воды в сутки (при усиленной работе и в жару - больше). Легкими в покое выдыхается за сутки в виде водяных паров 0,35 л воды (при учащении и углублении дыхания - до 0,8 л/сутки). Через кишечник с калом в сутки выделяется 100-150 мл воды. Соотношение между количеством поступившей в организм и выведенной из него воды составляет водный баланс. Для нормальной жизнедеятельности организма важно, чтобы приход воды полностью покрывал расход, иначе в результате потери воды наступают серьезные нарушения жизнедеятельности. Потеря 10% воды приводит к состоянию дегидратации (обезвоживания), при потере 20% воды наступает смерть. При недостатке воды в организме наблюдается перемещение жидкости из клеток в межтканевое пространство, а затем - в сосудистое русло. Как местные, так и общие нарушения водного обмена в тканях могут проявляться в форме отеков и водянки. Отеком называется накопление жидкости в тканях, водянкой - скопление жидкости в полостях организма. Жидкость, скапливающуюся в тканях при отеках и в полостях при водянке, называют транссудатом. Она прозрачная и содержит 2-3% белка. Отеки и водянку различных локализаций обозначают специальными терминами: отек кожи и подкожной клетчатки - анасарка (греч. ana - над и sarcos - мясо), водянка полости брюшины - асцит (греч. ascos - мешок), плевральной полости - гидроторакс, полости сердечной сорочки - гидроперикард, полости влагалищной оболочки яичка - гидроцеле. В зависимости от причин и механизмов развития различают сердечные, или застойные, отеки, почечные отеки, кахектические, токсические, травматические отеки и т.д.
|
|
|
Организм нуждается в постоянном поступлении не только воды, но и минеральных солей. Они поступают в организм с пищевыми продуктами и водой, за исключением поваренной соли, которая специально добавляется к пище. Всего в организме животных и человека найдено около 70 химических элементов, из которых 43 считаются незаменимыми (эссенциальными; лат. essentia - сущность).
Потребность организма в различных минеральных веществах неодинакова. Одни элементы, называемые макроэлементами, вводятся в организм в значительном количестве (в граммах и десятых долях грамма в сутки). К макроэлементам относятся натрий, магний, калий, кальций, фосфор, хлор. Другие элементы - микроэлементы (железо, марганец, кобальт, цинк, фтор, йод и др.) нужны организму в крайне малых количествах (в микрограммах - тысячных долях миллиграмма).
Функции минеральных солей:
являются биологическими константами гомеостаза;
|
|
|
создают и поддерживают осмотическое давление в крови и тканях (осмотическое равновесие);
поддерживают постоянство активной реакции крови (рН=7,36-7,42);
участвуют в ферментативных реакциях;
участвуют в водно-солевом обмене;
ионы натрия, калия, кальция, хлора играют большую роль в процессах возбуждения и торможения, мышечного сокращения, свертывания крови;
являются составной частью костей (фосфор, кальций), гемоглобина (железо), гормона тироксина (йод), желудочного сока (соляная кислота) и т.д.;
являются составными компонентами всех пищеварительных соков, которые выделяются в больших количествах.
Рассмотрим вкратце обмен натрия, калия, хлора, кальция, фосфора, железа и йода.
Натрий поступает в организм преимущественно в виде поваренной (столовой) соли. Является единственной минеральной солью, которая добавляется к пище. Растительная пища бедна поваренной солью. Суточная потребность в поваренной соли для взрослого человека составляет 10-15 г. Натрий активно участвует в поддержании осмотического равновесия и объема жидкости в организме, влияет на рост организма. Совместно с калием натрий регулирует деятельность сердечной мышцы, существенно изменяя ее возбудимость. Симптомы дефицита натрия: слабость, апатия, подергивание мышц, потеря свойства сократимости мышечной ткани.
Калий п оступает в организм с овощами, мясом, фруктами. Суточная норма его - 1 г. Вместе с натрием участвует в создании биоэлектрического мембранного потенциала (калиево-натриевый насос), поддерживает осмотическое давление внутриклеточной жидкости, стимулирует образование ацетилхолина. При недостатке калия наблюдается торможение процессов ассимиляции (анаболизма), слабость, сонливость, гипорефлексия (снижение рефлексов).
Хлор п оступает в организм в виде поваренной соли. Анионы хлора вместе с катионами натрия участвуют в создании осмотического давления плазмы крови и других жидкостей организма. Хлор входит также в состав соляной кислоты желудочного сока. Симптомов дефицита хлора у человека не обнаружено.
|
|
|
Кальций поступает в организм с молочными продуктами, овощами (зелеными листьями). Содержится в костях вместе с фосфором и является одной из важнейших биологических констант крови. Содержание кальция в крови человека в норме составляет 2,25-2,75 ммоль/л (9-11 мг%). Снижение кальция приводит к непроизвольным мышечным сокращениям
(кальциевая тетания) и смерти вследствие остановки дыхания. Кальций необходим для свертывания крови. Суточная потребность в кальции - 0,8 г.
Фосфор поступает в организм с молочными продуктами, мясом, злаками. Суточная потребность в нем - 1,5 г. Вместе с кальцием содержится в костях и зубах, входит в состав макроэргических соединений (АТФ, креатинфосфат и др.). Отложение фосфора в костях возможно только при наличии витамина D. При недостатке фосфора в организме наблюдается деминерализация костей.
Железо п оступает в организм с мясом, печенью, бобами, сухофруктами. Суточная^потребность - 12-15 мг. Является составной частью
гемоглобина крови и дыхательных ферментов. В организме человека содержится 3 г железа, из которого 2,5 г находится в эритроцитах как составная часть гемоглобина, остальные 0,5 г входят в состав клеток организма. Недостаток железа нарушает синтез гемоглобина и как следствие приводит к малокровию.
Йод поступает с питьевой водой, обогащенной им при протекании через горные породы или со столовой солью с добавлением йода. Суточная потребность - 0,03 мг. Участвует в синтезе гормонов щитовидной железы. Недостаток йода в организме приводит к возникновению эндемического зоба - увеличению щитовидной железы (некоторые области Урала, Кавказа, Памира и т.д.).
Нарушение минерального обмена может приводить к заболеванию, при котором в почечных чашках, лоханках и мочеточниках образуются камни разной величины, структуры и химического состава (почечнокаменная болезнь - нефролитиаз). Оно может способствовать также образованию камней в желчном пузыре и желчных протоках (желчнокаменная болезнь).
Витамины (лат. vita - жизнь + амины) - поступающие с пищей незаменимые вещества, необходимые для поддержания жизненных функций организма. Основоположником учения о витаминах является отечественный ученый Н.ИЛунин (1880), а термин "витамин" был предложен К.Функом в 1911 г. В настоящее время известно более 50 витаминов.
Функции витаминов многообразны:
ü они являются биологическими катализаторами и активно взаимодействуют с ферментами и гормонами;
ü многие из них являются коферментами, т.е. низкомолекулярными компонентами ферментов;
ü принимают участие в регуляции процесса обмена веществ в виде ингибиторов или активаторов;
|
|
|
ü некоторые из них играют определенную роль в образовании гормонов и медиаторов;
ü отдельные витамины снижают воспалительные явления и способствуют восстановлению поврежденной ткани;
ü способствуют росту, улучшению минерального обмена, сопротивляемости к инфекциям, предохраняют от малокровия, повышенной кровоточивости;
ü обеспечивают высокую работоспособность.
Заболевания, которые развиваются при отсутствии витаминов в пище, называются авитаминозами. Функциональные нарушения, возникающие при частичной недостаточности витаминов, - это гиповитаминозы. Заболевания, вызываемые избыточным потреблением витаминов, называются гипервитаминозами.
Витамины принято обозначать буквами латинского алфавита, химическими и физиологическими названиями (физиологическое название дается в зависимости от характера действия витамина). Например, витамин С - аскорбиновая кислота, антицинготный витамин, витамин К - викасол, антигеморрагический и т.д.
По растворимости все витамины делят на 2 большие группы: водорастворимые - витамины группы В, витамин С, витамин Р и др.; жирорастворимые - витамины A, D, Е, К, F.
Водорастворимые витамины.
Витамин С - аскорбиновая кислота, антицинготный. Суточная потребность - 50-100 мг. При отсутствии витамина С у человека развивается цинга (скорбут): кровоточивость и разрыхление десен, выпадение зубов, кровоизлияния в мышцах и суставах. Костная ткань становится более пористой и хрупкой (могут быть переломы). Возникает общая слабость, вялость, истощение, пониженная сопротивляемость к инфекциям.
Витамин В, - тиамин, антиневрин. Суточная потребность - 2-3 мг. При отсутствии витамина развивается заболевание "бери-бери": полиневрит, нарушение деятельности сердца и желудочно-кишечного тракта.
Витамин В2 - рибофлавин (лактофлавин), антисеборейный. Суточная потребность - 2-3 мг. При авитаминозе у взрослых наблюдается поражение глаз, слизистой оболочки полости рта, губ, атрофия сосочков языка, себорея, дерматит, падение веса; у детей - задержка роста.
Витамин В3 - пантотеновая кислота, антидерматитный. Суточная потребность - 10 мг. При авитаминозе возникает слабость, быстрая утомляемость, головокружение, дерматиты, поражение слизистых оболочек,невриты.
Витамин В6 - пиридоксин, антидерматитный (адермин). Суточная потребность - 2-3 мг. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. При авитаминозе наблюдается дерматит у взрослых. У младенцев специфическим проявлением авитаминоза являются судороги (конвульсии) по типу эпилептиформных.
Витамин В12 - цианокобаламин, антианемический. Суточная потребность - 2-3 мкг. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. Влияет на кроветворение и предохраняет от злокачественной анемии Т.Аддисона-А.Бирмера.
Витамин Вс - фолиевая кислота (фолацин), антианемический. Суточная потребность - 3 мг. Синтезируется в толстом кишечнике микрофлорой. Влияет на синтез нуклеиновых кислот, кроветворение и предохраняет от мегалобластной анемии.
Витамин Р - рутин (цитрин), капилляроукрепляющий витамин. Суточная потребность - 50 мг. Уменьшает проницаемость и ломкость капилляров, усиливает действие витамина С и способствует накоплению его в организме.
Витамин РР - никотиновая кислота (никотинамид, ниацин), противопеллагрический. Суточная потребность - 15 мг. Синтезируется в толстом кишечнике из аминокислоты триптофана. Предохраняет от пеллагры: дерматита, диареи (поноса), деменции (нарушения психики).
Жирорастворимые витамины.
Витамин А - ретинол, противоксерофтальмический. Суточная потребность - 1,5 мг. Способствует росту и предохраняет от куриной, или ночной, слепоты (гемералопии), сухости роговицы глаза (ксерофтальмии), размягчения и некроза роговицы (кератомаляции). Предшественником витамина А является каротин, содержащийся в растениях: моркови, абри
косах, листьях петрушки.
Витамин D - кальциферол, противорахитический. Суточная потребность - 5-10 мкг, для детей грудного возраста - 10-25 мкг. Регулирует обмен кальция и фосфора в организме и предохраняет от рахита. Предшественником витамина D в организме является 7-дегидро-холестерин, который под действием ультрафиолетовых лучей в тканях (в коже) превращается в витамин D.
Витамин Е - токоферол, противостерильный витамин. Суточная потребность - 10-15 мг. Обеспечивает функцию размножения, нормальное протекание беременности.
Витамин К - викасол (филлохинон), антигеморрагический витамин. Суточная потребность — 0,2-0,3 мг. Синтезируется микрофлорой толстого кишечника. Усиливает биосинтез протромбина в печени и способствует свертыванию крови.
Витамин F - комплекс ненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой) необходим для нормального жирового обмена в организме. Суточная потребность - 10-12 г.
Питание - сложный процесс поступления, переваривания, всасывания и усвоения организмом пищевых веществ, необходимых для покрытия его энергетических трат, построения и возобновления клеток, тканей и регуляции функций. В процессе питания пищевые вещества поступают в пищеварительные органы, подвергаются различным изменениям под действием пищеварительных ферментов, попадают в циркулирующие жидкости организма и таким образом превращаются в факторы его внутренней среды.
Питание обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма при условии его снабжения необходимым количеством белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ и воды в нужных для организма соотношениях. При сбалансированном питании основное внимание уделяется так называемым незаменимым компонентам пищи, которые не. синтезируются в самом организме и должны поступать в него в необходимых количествах с пищей. К таким компонентам относятся незаменимые аминокислоты, незаменимые жирные кислоты, витамины. Незаменимыми компонентами являются также многие минеральные вещества и вода. Oптимальным для питания практически здорового человека является соотношение белков, жиров и углеводов в пищевом рационе, близкое 1:1:4.
|
|
|
