Ο μεταβολισμός του νερού στο ανθρώπινο σώμα. Ανταλλαγή νερού


Για πολλές ασθένειες, ο μεταβολισμός του νερού στο σώμα είναι κρίσιμος. Έτσι, σε χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια, συνήθως εμφανίζεται υπέρταση, προχωρημένη αθηροσκλήρωση, παθήσεις του ουρογεννητικού συστήματος, μεταβολισμός νερού και νερού-αλατιού.

διαταράσσεται και εμφανίζεται οίδημα. Επομένως, η ρύθμιση του μεταβολισμού νερού-αλατιού είναι σημαντική κατά τη θεραπεία ενός ασθενούς.

Ας εξετάσουμε πρώτα το ζήτημα του φυσιολογικού μεταβολισμού του νερού στο ανθρώπινο σώμα.

Το νερό στο ανθρώπινο σώμα μπορεί να είναι τόσο σε ελεύθερη όσο και σε δεσμευμένη κατάσταση. Όντας σε ελεύθερη κατάσταση, περνάει εύκολα από τα κύτταρα στον μεσοκυττάριο χώρο, στη λέμφο και στο πλάσμα του αίματος. Εάν το νερό δεσμεύεται από πρωτεΐνες, τότε συγκρατείται σταθερά στα κύτταρα και τους ιστούς. Σε ένα υγιές άτομο, το σώμα διατηρεί συνεχώς μια ισορροπία νερού-αλατιού, δηλαδή μια ορισμένη ισορροπία νερού και αλάτων, τόσο σε δεσμευμένες όσο και σε ελεύθερες καταστάσεις. Όταν αυτή η ισορροπία διαταράσσεται, εμφανίζεται ασθένεια.

Ο μεταβολισμός του νερού είναι ένα σύνολο διαδικασιών απορρόφησης πόσιμου νερού, ο σχηματισμός νερού κατά την οξείδωση λιπών, πρωτεϊνών και υδατανθράκων, η κατανομή του μεταξύ του ενδοκυτταρικού και του εξωκυττάριου χώρου, αφενός, και η απελευθέρωση νερού από τα νεφρά, πνεύμονες, δέρμα και έντερα, από την άλλη.

Σε έναν ενήλικα που ζυγίζει 70 κιλά, η συνολική περιεκτικότητα σε νερό στο σώμα φτάνει τα 50 κιλά. Από αυτή την ποσότητα, μόνο το 15% είναι πλάσμα αίματος και λέμφος, το υπόλοιπο 50% είναι νερό, το οποίο είναι δεσμευμένο μέσα στα κύτταρα. Σε κατάσταση υδατικής ισορροπίας, η ποσότητα του νερού που καταναλώνεται είναι ίση με την ποσότητα του νερού που απελευθερώνεται.

Το ισοζύγιο νερού αποτελείται από τις ακόλουθες τιμές: ποσότητα πόσιμου νερού - 1000 ml. νερό που μπαίνει

σύνθεση προϊόντων διατροφής - 720 ml. νερό που σχηματίζεται κατά την οξείδωση λιπών, πρωτεϊνών και υδατανθράκων - 320 ml. Στο σουλέι, υπό κανονικές συνθήκες, ένα άτομο καταναλώνει έως και 2,5 λίτρα νερού. Από αυτή την ποσότητα, περίπου 1100 ml απεκκρίνονται μέσω των νεφρών, 400-450 ml μέσω του δέρματος, 300-350 ml μέσω των πνευμόνων και περίπου 150 ml μέσω των κοπράνων. Όταν αλλάζουν οι περιβαλλοντικές συνθήκες (θερμοκρασία, πίεση, τύπος τροφής), αυτά τα δεδομένα μπορεί να διαφέρουν πολύ προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση. Ωστόσο, η ισορροπία νερού-αλατιού στον οργανισμό αποκαθίσταται πολύ γρήγορα, αφού αποτελεί ζωτικό παράγοντα.

Οι ρυθμιστές του μεταβολισμού του νερού είναι το κεντρικό νευρικό και ενδοκρινικό σύστημα. Η δυσλειτουργία της ρύθμισης του μεταβολισμού νερού-αλατιού μπορεί να προκαλέσει σοβαρές αλλαγές στο μεταβολισμό και να προκαλέσει είτε κατακράτηση νερού στο σώμα, είτε, αντίθετα, αυξημένη απέκκρισή του, οδηγώντας σε αφυδάτωση.

Η κατάσταση του καρδιαγγειακού συστήματος και η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες στο πλάσμα του αίματος έχουν μεγάλη σημασία για τη διατήρηση της ισορροπίας του νερού του σώματος. Ο βαθμός κατακράτησης νερού στους ιστούς επηρεάζεται σημαντικά από την περιεκτικότητα σε άλατα νατρίου και καλίου στα κύτταρα και το εξωκυττάριο υγρό. Λόγω αυτών των αλάτων δημιουργείται μια ορισμένη οσμωτική πίεση στα κύτταρα. Η σύνθεση άλατος του ενδο- και του εξωκυτταρικού υγρού είναι διαφορετική. Εάν το εξωκυττάριο υγρό μοιάζει πολύ με το θαλασσινό νερό και η παρουσία αλάτων σε αυτό μπορεί να ποικίλλει πολύ, τότε η σύνθεση του ενδοκυτταρικού υγρού είναι σχεδόν πάντα σταθερή και διατηρεί τη χημική του ατομικότητα. Αυτό οφείλεται στην παρουσία κυτταρικών μεμβρανών, οι οποίες, ενώ συγκρατούν το κάλιο, αρνούνται το νάτριο και το ασβέστιο. Στα κύτταρα, συνήθως κυριαρχούν οι ομάδες μαγνησίου, καλίου και θειικών, και εξωτερικά κύτταρα - κλάσματα χλωρίου, νατρίου, ασβεστίου και πρωτεΐνης.

Ενημερώθηκε: 09-07-2019 21:51:20

  • Ενδείξεις: χρησιμοποιείται για στηθάγχη, το αρχικό στάδιο της υπέρτασης. Στη λαϊκή ιατρική χρησιμοποιείται ως μαλακτικό και αποχρεμπτικό.

Το νερό στο σώμα κατανέμεται σε διαφορετικά τμήματα (διαμερίσματα, πισίνες): στα κύτταρα, στον μεσοκυττάριο χώρο, μέσα στα αιμοφόρα αγγεία.

Χαρακτηριστικό χημική σύνθεσηΤο ενδοκυτταρικό υγρό είναι πλούσιο σε κάλιο και πρωτεΐνες. Το εξωκυττάριο υγρό περιέχει υψηλότερες συγκεντρώσεις νατρίου. Οι τιμές του pH του εξωκυττάριου και του ενδοκυτταρικού υγρού δεν διαφέρουν. Σε λειτουργικούς όρους, συνηθίζεται να διακρίνουμε το ελεύθερο και το δεσμευμένο νερό. Το δεσμευμένο νερό είναι εκείνο το τμήμα του που αποτελεί μέρος των κελυφών ενυδάτωσης των βιοπολυμερών. Η ποσότητα του δεσμευμένου νερού χαρακτηρίζει την ένταση των μεταβολικών διεργασιών.

Βιολογικός ρόλος του νερού στον οργανισμό.

  • Λειτουργία μεταφοράς που εκτελεί το νερό ως γενικός διαλύτης
  • Καθορίζει τη διάσταση των αλάτων, όντας διηλεκτρικό
  • · Συμμετοχή σε διάφορες χημικές αντιδράσεις: ενυδάτωση, υδρόλυση, αντιδράσεις οξειδοαναγωγής (για παράδειγμα, σε - οξείδωση λιπαρών οξέων).

Ανταλλαγή νερού

Ο συνολικός όγκος υγρού που ανταλλάσσεται για έναν ενήλικα είναι 2-2,5 λίτρα την ημέρα. Ένας ενήλικας χαρακτηρίζεται από ισορροπία νερού, δηλ. η πρόσληψη υγρών ισούται με την απομάκρυνσή του.

Το νερό εισέρχεται στο σώμα με τη μορφή υγρών ποτών (περίπου το 50% των υγρών που καταναλώνονται) και ως μέρος στερεών τροφών. 500 ml είναι ενδογενές νερό που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα οξειδωτικών διεργασιών στους ιστούς,

Το νερό απομακρύνεται από το σώμα μέσω των νεφρών (1,5 l - διούρηση), με εξάτμιση από την επιφάνεια του δέρματος, των πνευμόνων (περίπου 1 λίτρο), μέσω των εντέρων (περίπου 100 ml).

Παράγοντες κίνησης του νερού στο σώμα.

Το νερό στο σώμα ανακατανέμεται συνεχώς μεταξύ διαφορετικών διαμερισμάτων. Η κίνηση του νερού στο σώμα πραγματοποιείται με τη συμμετοχή πολλών παραγόντων, οι οποίοι περιλαμβάνουν:

  • · ωσμωτική πίεση που δημιουργείται από διαφορετικές συγκεντρώσεις αλάτων (το νερό κινείται προς υψηλότερη συγκέντρωση αλατιού),
  • ογκοτική πίεση που δημιουργείται από διαφορά στη συγκέντρωση πρωτεΐνης (το νερό κινείται προς υψηλότερη συγκέντρωση πρωτεΐνης)
  • υδροστατική πίεση που δημιουργείται από το έργο της καρδιάς

Η ανταλλαγή νερού σχετίζεται στενά με την ανταλλαγή Na και K.

Το νερό παίζει σημαντικό ρόλο στις φυσιολογικές διεργασίες του σώματος. Αποτελεί το 65-70% του σωματικού βάρους (40-50 l). Συνολική ισορροπίαΤο νερό στο σώμα καθορίζεται, αφενός, από την πρόσληψη νερού με την τροφή (2-3 l) και το σχηματισμό ενδογενούς (εσωτερικού) νερού (200-300 ml), αφετέρου από την απέκκρισή του μέσω τα νεφρά (600-1200 ml) και με τα κόπρανα (50-200 ml).

Οι ανάγκες ενός ατόμου σε νερό υπό κανονικές συνθήκες είναι 2,5 λίτρα. Σε συνθήκες ψηλού βουνού, η ανταλλαγή νερού αλλάζει δραματικά. Η απελευθέρωση νερού μέσω του δέρματος και των πνευμόνων αυξάνεται σημαντικά, το σώμα «στεγνώνει» σε μεγάλα υψόμετρα και η παραγωγή ούρων μειώνεται. Η ανάγκη του σώματος για υγρά εξαρτάται από το υψόμετρο, τον ξηρό αέρα, το φορτίο και την προπόνηση του ορειβάτη. Την περίοδο της προπόνησης και των προπαρασκευαστικών αναβάσεων κυμαίνεται από 2 έως 3 λίτρα την ημέρα. Κατά την αναρρίχηση σε μεγάλα υψόμετρα, πρέπει να τηρείτε αυτόν τον κανόνα και, εάν είναι δυνατόν, να τον αυξήσετε στα 3,5-4,5 λίτρα, γεγονός που θα καλύψει πλήρως τις φυσιολογικές ανάγκες του σώματος. Κατά τη διάρκεια της αποστολής του Έβερεστ (1953), η κατανάλωση υγρών ήταν της τάξης των 2,8-3,9 λίτρων ανά άτομο.

Ο μεταβολισμός του νερού σχετίζεται στενά με τον μεταβολισμό των μετάλλων, ιδιαίτερα με το μεταβολισμό του χλωριούχου νατρίου και του χλωριούχου καλίου. Η διατήρηση της ομοιόστασης νερού-αλατιού (ισορροπία) επηρεάζει επίσης τη δραστηριότητα άλλων λειτουργικών συστημάτων του σώματος - νευρικού, καρδιαγγειακού, αναπνευστικού και άλλων. Ο εγκεφαλικός φλοιός, που περιέχει τη μεγαλύτερη ποσότητα νερού, υποφέρει περισσότερο από άλλους από την έλλειψή του. Ταυτόχρονα, στην υποξία προστίθεται και η ανεπάρκεια νερού και πόσης.

Υπάρχουν τρία μέρη στη διατήρηση της ισορροπίας νερού-αλατιού: η πρόσληψη νερού και αλάτων στο σώμα, η ανακατανομή τους μεταξύ ενδοκυτταρικών και εξωκυτταρικών συστημάτων και η απελευθέρωσή τους στο εξωτερικό περιβάλλον. Τα ιόντα νατρίου παίζουν πρωταγωνιστικό ρόλο στη διατήρηση της ομοιόστασης, επομένως είναι επιτακτική ανάγκη να παίρνετε αλάτι μαζί σας κατά την αναρρίχηση. το σώμα θα πρέπει να λαμβάνει έως και 15-20 g αλατιού καθημερινά. Η έλλειψη καλίου οδηγεί σε μυϊκή αδυναμία, διαταραχή του καρδιαγγειακού συστήματος και μειωμένη πνευματική και νοητική δραστηριότητα.

Ανταλλαγή νερού

Η δομή και οι διαστάσεις των υγρών τομέων του σώματος, δηλαδή των χώρων που είναι γεμάτοι με υγρό και χωρίζονται από κυτταρικές μεμβράνες, έχουν πλέον μελετηθεί αρκετά καλά. Ο συνολικός όγκος των σωματικών υγρών, που στα θηλαστικά αντιπροσωπεύει περίπου το 60% του σωματικού βάρους, κατανέμεται μεταξύ δύο μεγάλων τομέων: του ενδοκυτταρικού (40% του σωματικού βάρους) και του εξωκυττάριου (20% του σωματικού βάρους). Ο εξωκυτταρικός τομέας περιλαμβάνει τον όγκο του υγρού που βρίσκεται στον διάμεσο (διακυτταρικό) χώρο και το υγρό που κυκλοφορεί στην αγγειακή κλίνη. Ένας μικρός όγκος αποτελείται επίσης από το λεγόμενο διακυτταρικό υγρό, που βρίσκεται σε περιφερειακές κοιλότητες (εγκεφαλονωτιαία, ενδοφθάλμια, ενδοαρθρική, υπεζωκοτική κ.λπ.). Τα εξωκυτταρικά και ενδοκυτταρικά υγρά διαφέρουν σημαντικά ως προς τη σύνθεση και τη συγκέντρωση μεμονωμένα εξαρτήματα, αλλά η συνολική συνολική συγκέντρωση των οσμωτικά δραστικών ουσιών είναι περίπου η ίδια (Πίνακας 1). Η μετακίνηση του νερού από τον έναν τομέα στον άλλο συμβαίνει ακόμη και με μικρές αποκλίσεις στη συνολική οσμωτική συγκέντρωση. Δεδομένου ότι οι περισσότερες διαλυμένες ουσίες και μόρια νερού περνούν αρκετά εύκολα μέσα από το τριχοειδές επιθήλιο, η ταχεία ανάμειξη όλων των συστατικών (εκτός της πρωτεΐνης) συμβαίνει μεταξύ του πλάσματος του αίματος και του ενδιάμεσου υγρού. Πολλοί παράγοντες, όπως η πρόσληψη, η απώλεια ή ο περιορισμός της πρόσληψης νερού, η αυξημένη πρόσληψη αλατιού ή, αντίθετα, η ανεπάρκειά του, η μετατόπιση του μεταβολικού ρυθμού κ.λπ., μπορούν να αλλάξουν τον όγκο και τη σύνθεση των σωματικών υγρών. Η απόκλιση αυτών των παραμέτρων από ένα ορισμένο φυσιολογικό επίπεδο περιλαμβάνει μηχανισμούς που διορθώνουν τις διαταραχές στην ομοιόσταση νερού-αλατιού.

Γενικό σχήμα ισορροπίας νερού-αλατιού

Το σύστημα για τη ρύθμιση της ισορροπίας νερού-αλατιού έχει δύο αντισταθμιστικά συστατικά: 1) την πεπτική οδό, η οποία μπορεί να διορθώσει κατά προσέγγιση τις διαταραχές στην ισορροπία νερού-αλατιού λόγω δίψας και όρεξης για αλάτι. 2) νεφροί, ικανοί να παρέχουν επαρκή κατακράτηση ή απέκκριση νερού και αλάτων για τη διατήρηση της ισορροπίας. Στο Σχ. Το σχήμα 1 δείχνει ένα διάγραμμα των κύριων οδών εισόδου και απελευθέρωσης νερού και αλάτων. Ο κύριος δίαυλος για την είσοδο νερού και αλάτων στο πλάσμα του αίματος και σε άλλα σωματικά υγρά είναι ο γαστρεντερικός σωλήνας. Η ημερήσια κατανάλωση είναι περίπου 2,5 λίτρα νερού και 7 g χλωριούχου νατρίου. Σε αυτό μπορείτε να προσθέσετε 0,3 λίτρα μεταβολικού νερού που απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα οξειδωτικού νερού.

Πίνακας 1

Συγκέντρωση ηλεκτρολυτών και οργανικών συστατικών σε σωματικά υγρά στον άνθρωπο (μέση στοιχεία από διάφορες πηγές βιβλιογραφίας)

Συστατικά των σωματικών υγρών

Συγκέντρωση ουσιών σε κλάδους υγρών

πλάσμα αίματος

διάμεσο υγρό

ενδοκυτταρικό υγρό

Ηλεκτρολύτες, mM/l

Πρωτεΐνη, g/l

Γλυκόζη, g/l

Αμινοξέα, g/l

Χοληστερίνη, g/l

Φωσφολιπίδια, g/l

Ουδέτερα λίπη, g/l

Δεν είναι πολύ εύκολο να φανταστεί κανείς ότι ένα άτομο είναι περίπου 65% νερό. Με την ηλικία, η περιεκτικότητα σε νερό στο ανθρώπινο σώμα μειώνεται. Το έμβρυο αποτελείται από 97% νερό, το σώμα ενός νεογέννητου περιέχει το 75% και ένας ενήλικας περιέχει περίπου 60%.

Σε ένα υγιές ενήλικο σώμα, παρατηρείται μια κατάσταση υδατικής ισορροπίας ή ισορροπίας νερού. Βρίσκεται στο γεγονός ότι η ποσότητα νερού που καταναλώνει ένα άτομο είναι ίση με την ποσότητα νερού που αφαιρείται από το σώμα. Η ανταλλαγή νερού είναι σημαντική αναπόσπαστο μέροςγενικό μεταβολισμό των ζωντανών οργανισμών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Ο μεταβολισμός του νερού περιλαμβάνει τις διαδικασίες απορρόφησης του νερού που εισέρχεται στο στομάχι όταν πίνετε και προϊόντα διατροφής, η κατανομή του στο σώμα, η απέκκριση μέσω των νεφρών, του ουροποιητικού συστήματος, των πνευμόνων, του δέρματος και των εντέρων. Πρέπει να σημειωθεί ότι το νερό σχηματίζεται και στον οργανισμό λόγω της οξείδωσης των λιπών, των υδατανθράκων και των πρωτεϊνών που λαμβάνονται με την τροφή. Αυτό το είδος νερού ονομάζεται μεταβολικό νερό. Η λέξη μεταβολισμός προέρχεται από τα ελληνικά, που σημαίνει αλλαγή, μεταμόρφωση. Στην ιατρική και τη βιολογική επιστήμη, ο μεταβολισμός αναφέρεται στις διαδικασίες μετασχηματισμού ουσιών και ενέργειας που αποτελούν τη βάση της ζωής των οργανισμών. Οι πρωτεΐνες, τα λίπη και οι υδατάνθρακες οξειδώνονται στο σώμα για να σχηματίσουν νερό H 2 O και διοξείδιο του άνθρακα (διοξείδιο του άνθρακα) CO 2. Η οξείδωση 100 g λίπους παράγει 107 g νερού και η οξείδωση 100 g υδατανθράκων παράγει 55,5 g νερού. Μερικοί οργανισμοί αρκούνται μόνο σε μεταβολικό νερό και δεν το καταναλώνουν από έξω. Ένα παράδειγμα είναι οι σκώροι χαλιών. Δεν χρειάζεται νερό μέσα φυσικές συνθήκες jerboas, που βρίσκονται στην Ευρώπη και την Ασία, και τον αμερικανικό αρουραίο καγκουρό. Πολλοί άνθρωποι γνωρίζουν ότι σε ένα εξαιρετικά ζεστό και ξηρό κλίμα, η καμήλα έχει μια εκπληκτική ικανότητα για πολύ καιρόπάει χωρίς φαγητό και νερό. Για παράδειγμα, με μάζα 450 κιλών, κατά τη διάρκεια μιας οκταήμερης διαδρομής στην έρημο, μια καμήλα μπορεί να χάσει 100 κιλά σε μάζα και στη συνέχεια να την αποκαταστήσει χωρίς συνέπειες για το σώμα. Έχει διαπιστωθεί ότι το σώμα του χρησιμοποιεί νερό που περιέχεται στα υγρά των ιστών και των συνδέσμων και όχι αίμα, όπως συμβαίνει με έναν άνθρωπο. Επιπλέον, οι καμπούρες της καμήλας περιέχουν λίπος, το οποίο χρησιμεύει τόσο ως αποθήκη τροφίμων όσο και ως πηγή μεταβολικού νερού.

Ο συνολικός όγκος νερού που καταναλώνει ένα άτομο την ημέρα όταν πίνει και μαζί με το φαγητό είναι 2...2,5 λίτρα. Χάρη στο ισοζύγιο νερού, η ίδια ποσότητα νερού απομακρύνεται από το σώμα. Περίπου το 50...60% του νερού απομακρύνεται μέσω των νεφρών και του ουροποιητικού συστήματος. Όταν το ανθρώπινο σώμα χάνει το 6...8% της υγρασίας πάνω από το φυσιολογικό, η θερμοκρασία του σώματος αυξάνεται, το δέρμα κοκκινίζει, ο καρδιακός παλμός και η αναπνοή επιταχύνονται, εμφανίζεται μυϊκή αδυναμία και ζάλη και αρχίζει πονοκέφαλος. Η απώλεια 10% του νερού μπορεί να οδηγήσει σε μη αναστρέψιμες αλλαγές στο σώμα και η απώλεια 15...20% οδηγεί σε θάνατο, αφού το αίμα γίνεται τόσο πηχτό που η καρδιά δεν μπορεί να αντεπεξέλθει στην άντλησή του. Η καρδιά πρέπει να αντλεί περίπου 10.000 λίτρα αίματος την ημέρα. Ένα άτομο μπορεί να ζήσει χωρίς φαγητό για περίπου ένα μήνα, αλλά χωρίς νερό - μόνο λίγες μέρες. Η αντίδραση του οργανισμού στην έλλειψη νερού είναι η δίψα. Σε αυτή την περίπτωση, το αίσθημα δίψας εξηγείται από ερεθισμό της βλεννογόνου μεμβράνης του στόματος και του φάρυγγα λόγω μεγάλης μείωσης της υγρασίας. Υπάρχει μια άλλη άποψη για τον μηχανισμό σχηματισμού αυτής της αίσθησης. Σύμφωνα με αυτό, ένα σήμα σχετικά με τη μείωση της συγκέντρωσης του νερού στο αίμα αποστέλλεται στα κύτταρα του εγκεφαλικού φλοιού από τα νευρικά κέντρα που είναι ενσωματωμένα στα αιμοφόρα αγγεία.

Ο μεταβολισμός του νερού στο ανθρώπινο σώμα ρυθμίζεται από το κεντρικό νευρικό σύστημα και τις ορμόνες. Η δυσλειτουργία αυτών των ρυθμιστικών συστημάτων προκαλεί διαταραχή του μεταβολισμού του νερού, που μπορεί να οδηγήσει σε οίδημα του σώματος. Φυσικά, διαφορετικοί ιστοί του ανθρώπινου σώματος περιέχουν διαφορετικές ποσότητες νερού. Ο πλουσιότερος ιστός σε νερό είναι το υαλοειδές σώμα του ματιού, που περιέχει 99%. Το φτωχότερο είναι το σμάλτο των δοντιών. Περιέχει μόνο 0,2% νερό. Υπάρχει πολύ νερό στην ύλη του εγκεφάλου.

Μακροθρεπτικά συστατικά

Τα μακροστοιχεία περιλαμβάνουν K, Na, Ca, Cl. Για παράδειγμα, εάν ένα άτομο ζυγίζει 70 κιλά, περιέχει (σε ​​γραμμάρια): ασβέστιο - 1700, κάλιο - 250, νάτριο - 70.

Η υψηλή περιεκτικότητα σε ασβέστιο στο ανθρώπινο σώμα εξηγείται από το γεγονός ότι περιέχεται σε σημαντικές ποσότητες στα οστά με τη μορφή υδροξυφωσφορικού ασβεστίου - Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2 και η ημερήσια πρόσληψη του για έναν ενήλικα είναι 800-1200 mg.

Η συγκέντρωση των ιόντων ασβεστίου στο πλάσμα του αίματος διατηρείται με μεγάλη ακρίβεια στο επίπεδο των 9-11 mg% και σε ένα υγιές άτομο σπάνια κυμαίνεται περισσότερο από 0,5 mg% πάνω από το φυσιολογικό επίπεδο, αποτελώντας έναν από τους πιο ακριβείς ρυθμιζόμενους παράγοντες του εσωτερικού περιβάλλο. Τα στενά όρια εντός των οποίων κυμαίνεται η περιεκτικότητα σε ασβέστιο στο αίμα οφείλονται στην αλληλεπίδραση δύο ορμονών - της παραθυρεοειδούς ορμόνης και της θυρεοκαλσιτονίνης. Η πτώση του επιπέδου του ασβεστίου στο αίμα οδηγεί σε αυξημένη εσωτερική έκκριση των παραθυρεοειδών αδένων, η οποία συνοδεύεται από αύξηση της ροής ασβεστίου στο αίμα από τις αποθήκες των οστών του. Αντίθετα, η αύξηση της περιεκτικότητας αυτού του ηλεκτρολύτη στο αίμα αναστέλλει την απελευθέρωση της παραθυρεοειδούς ορμόνης και ενισχύει το σχηματισμό θυρεοκαλσιτονίνης από τα παραθυλακιώδη κύτταρα του θυρεοειδούς αδένα, με αποτέλεσμα τη μείωση της ποσότητας ασβεστίου στο αίμα. Στον άνθρωπο, με ανεπαρκή ενδοεκκριτική λειτουργία των παραθυρεοειδών αδένων, αναπτύσσεται υποπαρατηρίωση με πτώση του επιπέδου του ασβεστίου στο αίμα. Αυτό προκαλεί απότομη αύξηση της διεγερσιμότητας του κεντρικού νευρικού συστήματος, η οποία συνοδεύεται από επιληπτικές κρίσεις και μπορεί να οδηγήσει σε θάνατο. Η υπερλειτουργία των παραθυρεοειδών αδένων προκαλεί αύξηση του ασβεστίου στο αίμα και μείωση των ανόργανων φωσφορικών αλάτων, η οποία συνοδεύεται από καταστροφή του οστικού ιστού (οστεοπόρωση), μυϊκή αδυναμία και πόνο στα άκρα.

ΝΑΤΡΙΟ και ΚΑΛΙΟ

Ζωτικός απαραίτητα στοιχείαλειτουργία νατρίου και καλίου σε ζεύγη. Έχει διαπιστωθεί αξιόπιστα ότι ο ρυθμός διάχυσης των ιόντων Na και K μέσω της μεμβράνης σε ηρεμία είναι μικρός, η διαφορά στις συγκεντρώσεις τους έξω από το κύτταρο και μέσα θα πρέπει τελικά να εξισορροπηθεί εάν δεν υπήρχε ειδικός μηχανισμός στο κύτταρο που να εξασφαλίζει ενεργή απέκκριση ("άντληση") από το πρωτόπλασμα ιόντων νατρίου που διεισδύουν σε αυτό και την εισαγωγή ("άντληση") ιόντων καλίου. Αυτός ο μηχανισμός ονομάζεται αντλία νατρίου - καλίου.

Προκειμένου να διατηρηθεί η ιοντική ασυμμετρία, η αντλία νατρίου-καλίου πρέπει να αντλεί ιόντα νατρίου έξω από το κύτταρο έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης και να αντλεί ιόντα καλίου σε αυτό και, επομένως, να κάνει μια ορισμένη ποσότητα εργασίας.

Η άμεση πηγή ενέργειας για την αντλία είναι η διάσπαση των πλούσιων σε ενέργεια ενώσεων φωσφόρου - ATP, που συμβαίνει υπό την επίδραση του ενζύμου - τριφωσφατάση αδενοσίνης, που εντοπίζεται στη μεμβράνη και ενεργοποιείται από ιόντα νατρίου και καλίου. Η αναστολή της δραστηριότητας αυτού του ενζύμου, που προκαλείται από ορισμένες ουσίες, οδηγεί σε διακοπή της αντλίας. Είναι ενδιαφέρον ότι καθώς το σώμα γερνάει, η βαθμίδα συγκέντρωσης των ιόντων καλίου και νατρίου στα όρια των κυττάρων μειώνεται, και όταν επέρχεται θάνατος, εξουδετερώνεται.

Μικροστοιχεία

Αυτά περιλαμβάνουν την προαναφερθείσα σειρά των 22 χημικών στοιχείων που υπάρχουν απαραίτητα στο ανθρώπινο σώμα. Σημειώστε ότι τα περισσότερα από αυτά είναι μέταλλα και το κύριο μέταλλο είναι ο σίδηρος.

Παρά το γεγονός ότι η περιεκτικότητα σε σίδηρο σε ένα άτομο βάρους 70 κιλών δεν ξεπερνά τα 5 g και η ημερήσια πρόσληψη είναι 10 - 15 mg, παίζει ιδιαίτερο ρόλο στη ζωή του οργανισμού.

Ο σίδηρος κατέχει πολύ ιδιαίτερη θέση, αφού δεν επηρεάζεται από το εκκριτικό σύστημα. Η συγκέντρωση του σιδήρου ρυθμίζεται αποκλειστικά με την απορρόφηση και όχι με την απέκκριση. Στο σώμα των ενηλίκων, περίπου το 65% του συνόλου του σιδήρου περιέχεται στην αιμοσφαιρίνη και τη μυοσφαιρίνη, το μεγαλύτερο μέρος του υπόλοιπου αποθηκεύεται σε ειδικές πρωτεΐνες (φερριτίνη και αιμοσιδερίνη) και μόνο ένα πολύ μικρό μέρος βρίσκεται σε διάφορα ένζυμα και συστήματα μεταφοράς.

Αιμοσφαιρίνη και μυοσφαιρίνη

Η αιμοσφαιρίνη παίζει σημαντικό ρόλο στο σώμα ως φορέας οξυγόνου και συμμετέχει στη μεταφορά του διοξειδίου του άνθρακα. Γενικό περιεχόμενοΗ αιμοσφαιρίνη είναι 700 g και το αίμα των ενηλίκων περιέχει κατά μέσο όρο περίπου 14 - 15%.

Η αιμοσφαιρίνη είναι ένα σύμπλεγμα χημική ένωση(μορ. βάρος 68.800). Αποτελείται από την πρωτεΐνη σφαιρίνη και τέσσερα μόρια αίμης. Το μόριο αίμης, που περιέχει ένα άτομο σιδήρου, έχει την ικανότητα να προσκολλάται και να δίνει ένα μόριο οξυγόνου. Στην περίπτωση αυτή, το σθένος του σιδήρου στον οποίο προστίθεται οξυγόνο δεν αλλάζει, δηλ. ο σίδηρος παραμένει δισθενής.

Η οξυαιμοσφαιρίνη είναι ελαφρώς διαφορετική στο χρώμα από την αιμοσφαιρίνη, επομένως το αρτηριακό αίμα που περιέχει οξυαιμοσφαιρίνη είναι έντονο κόκκινο. Επιπλέον, όσο πιο φωτεινό γινόταν, τόσο πιο πλήρως κορεσμένο με οξυγόνο. Φλεβικό αίμα που περιέχει μεγάλο αριθμόμειωμένη αιμοσφαιρίνη, έχει σκούρο κερασί χρώμα.

Η μεθαιμοσφαιρίνη είναι μια οξειδωτική αιμοσφαιρίνη, κατά τον σχηματισμό της οποίας αλλάζει το σθένος του σιδήρου: ο δισθενής σίδηρος, που αποτελεί μέρος του μορίου της αιμοσφαιρίνης, μετατρέπεται σε τρισθενή σίδηρο. Εάν υπάρχει μεγάλη συσσώρευση μεθαιμοσφαιρίνης στον οργανισμό, η παροχή οξυγόνου στους ιστούς καθίσταται αδύνατη και επέρχεται θάνατος από ασφυξία.

Η καρβοξυαιμοσφαιρίνη είναι μια ένωση της αιμοσφαιρίνης με μονοξείδιο του άνθρακα. Αυτή η σύνδεση είναι περίπου 150 - 300 φορές ισχυρότερη από τη σύνδεση της αιμοσφαιρίνης με το οξυγόνο. Επομένως, η ανάμειξη ακόμη και 0,1% μονοξειδίου του άνθρακα στον εισπνεόμενο αέρα οδηγεί στο γεγονός ότι το 80% της αιμοσφαιρίνης σχετίζεται με μονοξείδιο του άνθρακα και δεν προσδίδει οξυγόνο, κάτι που είναι απειλητικό για τη ζωή.

Μυοσφαιρίνη. Η μυοσφαιρίνη βρίσκεται στους σκελετικούς και καρδιακούς μυς. Είναι ικανό να δεσμεύει έως και το 14% της συνολικής ποσότητας οξυγόνου στο σώμα. Αυτή η ιδιότητα παίζει σημαντικό ρόλο στην παροχή οξυγόνου στους εργαζόμενους μύες. Εάν, όταν ένας μυς συστέλλεται, τα τριχοειδή του αίματος συμπιέζονται και η ροή του αίματος σε ορισμένες περιοχές του μυός σταματήσει, η παροχή οξυγόνου στις μυϊκές ίνες διατηρείται για κάποιο χρονικό διάστημα.

Τρανσφερρίνη

Η τρανσφερρίνη είναι μια κατηγορία μορίων που δεσμεύουν τον σίδηρο. Η πιο μελετημένη - η τρανσφερρίνη ορού - είναι μια πρωτεΐνη μεταφοράς που μεταφέρει σίδηρο από θραύσματα αιμοσφαιρίνης του σπλήνα και του ήπατος στον μυελό των οστών, όπου η αιμοσφαιρίνη συντίθεται ξανά σε ειδικές περιοχές. Όλη η τρανσφερίνη ορού, που δεσμεύει μόνο 4 mg σιδήρου τη φορά, μεταφέρει περίπου 40 mg σιδήρου καθημερινά στον μυελό των οστών - πολύ σημαντική απόδειξη της αποτελεσματικότητάς της ως πρωτεΐνη μεταφοράς. Οι ασθενείς με γενετικά καθορισμένες διαταραχές σύνθεσης τρανσφερίνης υποφέρουν από σιδηροπενική αναιμία, διαταραχές του ανοσοποιητικού συστήματος και μέθη από περίσσεια σιδήρου!

Η τρανσφερίνη είναι μια γλυκοπρωτεΐνη με μοριακό βάρος περίπου 80.000 Αποτελείται από μία πολυπεπτιδική αλυσίδα, διπλωμένη έτσι ώστε να σχηματίζει δύο συμπαγή τμήματα, καθένα από τα οποία είναι ικανό να δεσμεύει ένα ιόν σιδήρου (III). Είναι αλήθεια ότι η δέσμευση του σιδήρου είναι δυνατή μόνο με τη σύνδεση ενός ανιόντος. Απουσία κατάλληλου ανιόντος, το κατιόν σιδήρου δεν προσκολλάται στην τρανσφερίνη. Στις περισσότερες περιπτώσεις, το ανθρακικό χρησιμοποιείται για αυτό στη φύση, αν και άλλα ανιόντα, όπως το οξαλικό, το μηλονικό και το κιτρικό, είναι επίσης ικανά να ενεργοποιήσουν τη θέση δέσμευσης μετάλλου.

Η υψηλή σταθερότητα του συμπλέγματος σιδήρου με την τρανσφερίνη το καθιστά εξαιρετικό φορέα, αλλά θέτει και το πρόβλημα της απελευθέρωσης του σιδήρου από το σύμπλεγμα. Πολλοί από τους καλούς χηλικούς παράγοντες χρησιμοποιούνται ελάχιστα ως μεσολαβητές απελευθέρωσης σιδήρου. Το πιο αποτελεσματικό από αυτά ήταν το πυροφωσφορικό. Δεδομένου του ουσιαστικού ρόλου της δέσμευσης του σιδήρου με την τρανσφερρίνη, θα ήταν λογικό να προταθεί ότι η δέσμευση ανιόντων πρέπει να αποτελεί τη βάση οποιουδήποτε μηχανισμού απελευθέρωσης σιδήρου, αλλά δεν βρέθηκε καμία συσχέτιση μεταξύ της ικανότητας εκτόπισης ανθρακικού στο σύμπλεγμα τρανσφερίνης και της αποτελεσματικότητάς τους ως μεσολαβητής σιδήρου. ελευθέρωση. Στο σύστημα μεταφοράς μικροβίων, η απελευθέρωση ιόντων σιδήρου από τον φορέα προκαλείται από την αναγωγή τους σε Fe (II), αλλά, όπως έχει αποδειχθεί αξιόπιστα, ο σίδηρος απελευθερώνεται από την τρανσφερρίνη με τη μορφή Fe (III).

Η πρόσληψη σιδήρου λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της καταλυτικής οξείδωσης του Fe (II) σε Fe (III) από την αποφερριτίνη και η απελευθέρωση συμβαίνει κατά τη διάρκεια της αναγωγής του Fe (II) με μειωμένες φλαβίνες. Στα περισσότερα κύτταρα, η σύνθεση φερριτίνης επιταχύνεται σημαντικά παρουσία σιδήρου. στα ηπατικά κύτταρα αρουραίου, η σύνθεση των υπομονάδων λαμβάνει χώρα σε 2 - 3 λεπτά.

Η έλλειψη χαλκού στο σώμα οδηγεί σε καταστροφή αιμοφόρα αγγεία, παθολογική ανάπτυξη των οστών, ελαττώματα στους συνδετικούς ιστούς. Επιπλέον, η έλλειψη χαλκού πιστεύεται ότι είναι μία από τις αιτίες του καρκίνου. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι γιατροί συσχετίζουν τον καρκίνο του πνεύμονα σε άτομα μεγαλύτερης ηλικίας με μια μείωση του χαλκού στο σώμα που σχετίζεται με την ηλικία. Πολλά είναι γνωστά για τη μεταφορά χαλκού στο σώμα. Ένα σημαντικό μέρος του χαλκού έχει τη μορφή σερουλοπλασμίνης. Η περιεκτικότητα σε χαλκό στο σώμα κυμαίνεται από 100 έως 150 mg με την υψηλότερη συγκέντρωση στο εγκεφαλικό στέλεχος. Η υψηλή κατανάλωση χαλκού οδηγεί σε ανεπάρκεια και είναι δυσμενής για τον άνθρωπο. Μια προοδευτική εγκεφαλική νόσος στα παιδιά (σύνδρομο Menkes) σχετίζεται με ανεπάρκεια χαλκού, καθώς η νόσος στερείται ενζύμου που περιέχει χαλκό. Ορισμένες βελτιώσεις στην κατάσταση αυτών των ασθενών επιτεύχθηκαν με την εισαγωγή του χαλκού. Οι υπερβολικές ποσότητες χαλκού στο σώμα είναι επίσης δυσμενείς και οδηγούν στην ανάπτυξη σοβαρές ασθένειες. Με τη νόσο του Wilson, η περιεκτικότητα σε χαλκό αυξάνεται σχεδόν 100 φορές σε σύγκριση με το φυσιολογικό. Ο χαλκός βρίσκεται σε πολλούς ιστούς, αλλά είναι ιδιαίτερα άφθονος στο ήπαρ, τα νεφρά και τον εγκέφαλο. Μπορεί να φανεί στον κερατοειδή χιτώνα με τη μορφή καφέ ή πράσινου κύκλου. Έχει πλέον διαπιστωθεί ότι αρχικά οι υπερβολικές συγκεντρώσεις χαλκού εμφανίζονται στο ήπαρ και μετά στο νευρικό σύστημα, εκδηλώσεις διαταραχών αυτών των οργάνων εμφανίζονται με την ίδια σειρά. Τα συμπτώματα της νόσου του Wilson περιλαμβάνουν κίρρωση του ήπατος, απώλεια συντονισμού, σοβαρό τρόμο και προοδευτική τερηδόνα. Η σοβαρότητα των συμπτωμάτων εξαρτάται από την ποσότητα της περιεκτικότητας σε χαλκό. Η μείωση των κλινικών συμπτωμάτων μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση χηλικών παραγόντων που απομακρύνουν τα υπερβολικά αποθέματα χαλκού. Το ίδιο το γεγονός ότι τα συμπτώματα εξαφανίζονται μετά από μια τέτοια θεραπεία σημαίνει ότι η καταστροφή του εγκεφάλου είναι περισσότερο μια βιολογική διαδικασία παρά μια δομική.

Παρά τη γενετικά εξαρτώμενη φύση της νόσου, η εναπόθεση χαλκού στους ιστούς δεν παρατηρείται πάντα. Ο χαλκός εναποτίθεται σε ορισμένες πρωτεΐνες χαλκού στο ήπαρ στη νόσο του Wilson, η σύνθεση της αποκερουλοπλασμίνης διαταράσσεται με τέτοιο τρόπο που ο χαλκός δεν μπορεί να συνδεθεί με αυτές τις πρωτεΐνες και αρχίζει να εναποτίθεται σε άλλα μέρη. Είναι σαφές ότι αυτό δεν μπορεί να χρησιμεύσει ως η μόνη εξήγηση, καθώς σε αρκετούς ασθενείς το επίπεδο της σερουλοπλασμίνης είναι ελαφρώς μειωμένο. Επιπλέον, ο χαλκός βρίσκεται σε μεγάλες ποσότητες στο συκώτι των νεογνών, με το 2% του συνολικού χαλκού να συνδέεται με την πρωτεΐνη. Μετά από τρεις μήνες, η συγκέντρωση μειώνεται σε φυσιολογικά επίπεδα, οπότε το ήπαρ είναι σε θέση να συνθέσει την πρωτεΐνη κιρουλοπλασμίνη. Υπάρχει μια άλλη άποψη για τη νόσο του Wilson: η δομή της πρωτεΐνης μεταλλοτεονίνης στη νόσο του Wilson διαταράσσεται, και αυτό οδηγεί σε αυξημένη σύνδεση ιόντων χαλκού, η οποία με τη σειρά της οδηγεί σε διαταραχή των αποθεμάτων χαλκού και της μεταφοράς στο σώμα. Αυξημένη δέσμευση χαλκού από τη μεταλλοθειονεΐνη έχει αποδειχθεί σε ασθενείς με νόσο του Wilson.

Κατά τη θεραπεία της νόσου του Wilson, να τρώτε τροφές με χαμηλή περιεκτικότητα σε χαλκό και να χρησιμοποιείτε χηλικούς παράγοντες, ιδιαίτερα πενισιλλαμίνη.

Σε πολλές άλλες ασθένειες, παρατηρείται αύξηση του χαλκού ορού: για παράδειγμα, στη λοιμώδη ηπατίτιδα, παρατηρείται αύξηση του χαλκού ορού 3 φορές σε σύγκριση με τον κανόνα - 350 μg/100 ml. αυτό οφείλεται στη συσσώρευση σερουλοπλασμίνης. Αύξηση του χαλκού στο αίμα εμφανίζεται σε ασθένειες όπως η λευχαιμία, το λέμφωμα, η ρευματοειδής αρθρίτιδα, η κίρρωση και η νεφρίτιδα. Τα υψηλά επίπεδα χαλκού μπορούν να συσχετιστούν με μια ποικιλία συμβάντων και η ανίχνευση υψηλών συγκεντρώσεων χαλκού στον ορό έχει διαγνωστική αξία μόνο όταν εξετάζεται σε συνδυασμό με άλλες μελέτες. Πρέπει να πραγματοποιηθεί ανάλυση της συγκέντρωσης των ιόντων χαλκού για να εκτιμηθεί η αποτελεσματικότητα της θεραπείας, καθώς το επίπεδο του χαλκού είναι ευθέως ανάλογο με τη σοβαρότητα της νόσου. Αυτή η κατάσταση ισχύει για την ηπατίτιδα και τις κακοήθεις ασθένειες.

Ο ψευδάργυρος έχει μεγάλη σημασία για τον ανθρώπινο οργανισμό κατά μέσο όρο, ο οργανισμός περιέχει περίπου 3g και η ημερήσια πρόσληψη είναι 15mg. Η ανεπάρκεια ψευδαργύρου στον άνθρωπο εκφράζεται σε απώλεια όρεξης, διαταραχές του σκελετού και της τριχοφυΐας, βλάβη του δέρματος και καθυστερημένη εφηβεία. Σε αρκετές περιπτώσεις, η ανεπάρκεια ψευδαργύρου έχει οδηγήσει σε σοβαρές διαταραχές στον αισθητήριο μηχανισμό των ανθρώπων, που εκφράζονται σε διαστρέβλωση της γεύσης και της όσφρησης. Σε αυτούς τους ασθενείς, τα συμπτώματα της ανορεξίας και της μειωμένης φυσιολογικής τοξικότητας μπορούν να ανακουφιστούν με διαιτητικά συμπληρώματα ψευδαργύρου. Ο ψευδάργυρος παίζει σημαντικό ρόλο στην επούλωση των πληγών. Με ανεπάρκεια ψευδαργύρου, αυτή η διαδικασία είναι αργή λόγω της μείωσης της σύνθεσης πρωτεϊνών και κολλαγόνου. Ως εκ τούτου, για να βελτιωθεί η επούλωση των πληγών, θα πρέπει να προστίθεται ψευδάργυρος στη διατροφή των ασθενών με ανεπάρκεια του στοιχείου.

Δώσαμε μεγάλη σημασία στον ρόλο των μετάλλων. Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι ορισμένα αμέταλλα είναι επίσης απολύτως απαραίτητα για τη λειτουργία του σώματος.

Το πυρίτιο είναι επίσης απαραίτητο ιχνοστοιχείο. Αυτό έχει επιβεβαιωθεί από προσεκτικές μελέτες διατροφής αρουραίων χρησιμοποιώντας διαφορετικές δίαιτες. Οι αρουραίοι κέρδισαν σημαντικό βάρος όταν προστέθηκε στη διατροφή τους μεταπυριτικό νάτριο (Na2 (SiO) 3. 9H2O) (50 mg ανά 100 g). Τα κοτόπουλα και οι αρουραίοι χρειάζονται πυρίτιο για ανάπτυξη και σκελετική ανάπτυξη. Η έλλειψη πυριτίου οδηγεί σε διαταραχή της δομής των οστών και του συνδετικού ιστού. Όπως αποδείχθηκε, το πυρίτιο υπάρχει σε εκείνες τις περιοχές του οστού όπου συμβαίνει ενεργή ασβεστοποίηση, για παράδειγμα, σε κύτταρα που σχηματίζουν οστά, οστεοβλάστες. Με την ηλικία, η συγκέντρωση του πυριτίου στα κύτταρα μειώνεται.

Λίγα είναι γνωστά για τις διαδικασίες στις οποίες εμπλέκεται το πυρίτιο σε ζωντανά συστήματα. Εκεί έχει τη μορφή πυριτικού οξέος και πιθανότατα συμμετέχει σε αντιδράσεις διασύνδεσης άνθρακα. Στους ανθρώπους, η πλουσιότερη πηγή πυριτίου αποδείχθηκε ότι ήταν το υαλουρονικό οξύ από τον ομφάλιο λώρο. Περιέχει 1,53 mg ελεύθερου και 0,36 mg δεσμευμένου πυριτίου ανά γραμμάριο.

Η ανεπάρκεια σεληνίου προκαλεί θάνατο των μυϊκών κυττάρων και οδηγεί σε μυϊκή ανεπάρκεια, ιδιαίτερα καρδιακή ανεπάρκεια. Η βιοχημική μελέτη αυτών των καταστάσεων οδήγησε στην ανακάλυψη του ενζύμου υπεροξειδάση της γλουταθειόνης, το οποίο καταστρέφει τα υπεροξείδια Η έλλειψη σεληνίου οδηγεί σε μείωση της συγκέντρωσης αυτού του ενζύμου, το οποίο με τη σειρά του προκαλεί οξείδωση των λιπιδίων. Η ικανότητα του σεληνίου να προστατεύει από τη δηλητηρίαση από υδράργυρο είναι γνωστή. Πολύ λιγότερο γνωστό είναι το γεγονός ότι υπάρχει συσχέτιση μεταξύ του υψηλού σεληνίου στη διατροφή και της χαμηλής θνησιμότητας από καρκίνο. Το σελήνιο περιλαμβάνεται στην ανθρώπινη διατροφή σε ποσότητα 55 - 110 mg ετησίως και η συγκέντρωση του σεληνίου στο αίμα είναι 0,09 - 0,29 μg/cm. Όταν λαμβάνεται από το στόμα, το σελήνιο συγκεντρώνεται στο ήπαρ και τα νεφρά. Ένα άλλο παράδειγμα της προστατευτικής δράσης του σεληνίου έναντι της δηλητηρίασης με ελαφρά μέταλλα είναι η ικανότητά του να προστατεύει από δηλητηρίαση από ενώσεις καδμίου. Αποδείχθηκε ότι, όπως και στην περίπτωση του υδραργύρου, το σελήνιο αναγκάζει αυτά τα τοξικά ιόντα να συνδεθούν με ιοντικά ενεργά κέντρα, με εκείνα στα οποία βρίσκονται τοξική επίδρασηκανένα αποτέλεσμα.

Χλώριο και βρώμιο

Τα ανιόντα αλογόνου διαφέρουν από όλα τα άλλα στο ότι είναι απλά, παρά οξο, ανιόντα. Το χλώριο είναι εξαιρετικά διαδεδομένο, μπορεί να περάσει μέσα από τη μεμβράνη και παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της οσμωτικής ισορροπίας. Το χλώριο υπάρχει με τη μορφή υδροχλωρικού οξέος στο γαστρικό υγρό. Η συγκέντρωση του υδροχλωρικού οξέος στο ανθρώπινο γαστρικό υγρό είναι 0,4-0,5%.

Υπάρχουν κάποιες αμφιβολίες για τον ρόλο του βρωμίου ως ιχνοστοιχείου, αν και η ηρεμιστική του δράση είναι αξιόπιστα γνωστή.

Το φθόριο είναι απολύτως απαραίτητο για τη φυσιολογική ανάπτυξη και η έλλειψή του οδηγεί σε αναιμία. Πολλή προσοχήκαταβλήθηκε στον μεταβολισμό του φθορίου σε σχέση με το πρόβλημα της τερηδόνας, αφού το φθόριο προστατεύει τα δόντια από την τερηδόνα.

Η οδοντική τερηδόνα έχει μελετηθεί με αρκετή λεπτομέρεια. Ξεκινά με το σχηματισμό λεκέ στην επιφάνεια του δοντιού. Τα οξέα που παράγονται από βακτήρια διαλύουν το σμάλτο των δοντιών κάτω από το λεκέ, αλλά, παραδόξως, όχι από την επιφάνειά του. Συχνά η επάνω επιφάνεια παραμένει ανέπαφη μέχρι να καταστραφούν εντελώς οι περιοχές από κάτω. Υποτίθεται ότι σε αυτό το στάδιο, το ιόν φθορίου μπορεί να διευκολύνει το σχηματισμό του απατίτη. Με αυτόν τον τρόπο, η ζημιά που έχει ξεκινήσει ανανεώνεται.

Το φθόριο χρησιμοποιείται για την πρόληψη της καταστροφής του σμάλτου των δοντιών. Μπορείτε να προσθέσετε φθόριο στην οδοντόκρεμα ή να περιποιηθείτε απευθείας τα δόντια σας με αυτό. Η συγκέντρωση φθορίου που απαιτείται για την πρόληψη της τερηδόνας είναι πόσιμο νερόπερίπου 1 mg/l, αλλά το επίπεδο κατανάλωσης δεν εξαρτάται μόνο από αυτό. Η χρήση υψηλών συγκεντρώσεων φθορίου (πάνω από 8 mg/l) μπορεί να επηρεάσει δυσμενώς τις λεπτές διαδικασίες ισορροπίας του σχηματισμού οστικού ιστού. Η υπερβολική απορρόφηση φθορίου οδηγεί σε φθόριο. Το φθόριο οδηγεί σε δυσλειτουργία του θυρεοειδούς, αναστολή της ανάπτυξης και νεφρική βλάβη. Η μακροχρόνια έκθεση στο φθόριο στο σώμα οδηγεί σε ανοργανοποίηση του σώματος. Ως αποτέλεσμα, τα οστά παραμορφώνονται, τα οποία μπορούν ακόμη και να αναπτυχθούν μαζί, και εμφανίζεται ασβεστοποίηση των συνδέσμων.

Ο κύριος φυσιολογικός ρόλος του ιωδίου είναι η συμμετοχή του στο μεταβολισμό του θυρεοειδούς αδένα και των εγγενών ορμονών του. Η ικανότητα του θυρεοειδούς αδένα να συσσωρεύει ιώδιο είναι επίσης εγγενής στους σιελογόνους και τους μαστικούς αδένες. Και επίσης σε κάποια άλλα όργανα. Επί του παρόντος, ωστόσο, πιστεύεται ότι το ιώδιο παίζει πρωταγωνιστικό ρόλο μόνο στη ζωή του θυρεοειδούς αδένα.

Η έλλειψη ιωδίου οδηγεί σε χαρακτηριστικά συμπτώματα: αδυναμία, κιτρίνισμα του δέρματος, αίσθηση κρύου και ξηρότητας. Η θεραπεία με θυρεοειδικές ορμόνες ή ιώδιο εξαλείφει αυτά τα συμπτώματα. Η έλλειψη θυρεοειδικών ορμονών μπορεί να οδηγήσει σε μεγέθυνση του θυρεοειδούς αδένα. Σε σπάνιες περιπτώσεις (επιβάρυνση στο σώμα διαφόρων ενώσεων που παρεμβαίνουν στην απορρόφηση ιωδίου, για παράδειγμα θειοκυανικό ή ο αντιθυρεοειδικός παράγοντας goitrin, που βρίσκεται σε διάφορους τύπους λάχανου), σχηματίζεται βρογχοκήλη. Η έλλειψη ιωδίου έχει ιδιαίτερα ισχυρό αντίκτυπο στην υγεία των παιδιών - υστερούν σε σωματικές και νοητική ανάπτυξη. Μια δίαιτα με έλλειψη ιωδίου κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης οδηγεί στη γέννηση υποθυρεοειδών παιδιών (κρετινών).

Η περίσσεια θυρεοειδικών ορμονών οδηγεί σε εξάντληση, νευρικότητα, τρόμο, απώλεια βάρους και υπερβολική εφίδρωση. Αυτό οφείλεται σε αύξηση της δραστηριότητας της υπεροξειδάσης και, κατά συνέπεια, σε αύξηση της ιωδίωσης των θυρεοσφαιρινών. Η περίσσεια ορμονών μπορεί να είναι συνέπεια ενός όγκου του θυρεοειδούς. Κατά τη διάρκεια της θεραπείας χρησιμοποιούνται ραδιενεργά ισότοπα ιωδίου, τα οποία απορροφώνται εύκολα από τα κύτταρα του θυρεοειδούς.

Οι ανόργανες ενώσεις, που αποτελούν μόνο το 6% του συνολικού βάρους ενός ατόμου, είναι βασικές ουσίες που διασφαλίζουν την ομοιόσταση του οργανισμού. Ολοι χημικά στοιχείαχωρίζονται σε μακρο-, μικρο- και υπερμικρο-στοιχεία. Οποιαδήποτε αλλαγή περιεχομένου χημικάτόσο προς την κατεύθυνση της αύξησης όσο και της μείωσης οδηγεί σε μεταβολικές διαταραχές.

Μεταξύ των πολυάριθμων σειρών κανονισμών που χαρακτηρίζουν τα ανώτερα ζώα και τους ανθρώπους, αυτοί που διασφαλίζουν τη σταθερότητα της ανόργανης σύνθεσης του πλάσματος του αίματος λειτουργούν με την μεγαλύτερη ακρίβεια. Ήδη στα πρωτότυπα του ζωικού κόσμου, στα πολύ πρώιμα στάδια της εξέλιξης, κύτταρα και όλες οι πολύπλοκες ενδοκυτταρικές βιοχημικές διεργασίες που εξασφαλίζουν ζωή προσαρμοσμένη σε μια ορισμένη αναλογία ιόντων στο εξωτερικό περιβάλλον. Η βιολογική εξέλιξη έλαβε χώρα υπό τη συνεχή επίδραση αλλαγών στην άψυχη φύση. Για ορισμένα πλάσματα, συνίστατο σε μια αναδιάρθρωση των κυτταρικών διεργασιών μετά από μια αλλαγή στη σύνθεση αλάτων του υδάτινου περιβάλλοντος. Άλλοι, που προκάλεσαν έναν προοδευτικά αναπτυσσόμενο κλάδο του ζωικού κόσμου, ανέπτυξαν ειδικούς φυσιολογικούς μηχανισμούς που επέτρεψαν τη διατήρηση της σταθερότητας της σύνθεσης του μεσοκυττάριου υγρού και του πλάσματος του αίματος (το λεγόμενο εσωτερικό περιβάλλον του σώματος) και έτσι προμηθεύω βέλτιστες συνθήκεςγια τη λειτουργία όλων των κυττάρων του σώματος, ιδιαίτερα των εγκεφαλικών. Δεδομένου ότι το κύτταρο διαχωρίζεται από το εξωκυττάριο υγρό με μια μεμβράνη, η οποία διεισδύει από πρωτεϊνικές δομές - πόρους που είναι εύκολα διαπερατοί στο νερό, αλλά όχι στα περισσότερα άλλα συστατικά, τότε εάν υπάρχει διαφορά στις συγκεντρώσεις των ουσιών, το νερό κινείται σε έναν τομέα με υψηλότερη συγκέντρωση του διαλύματος σύμφωνα με τους νόμους της όσμωσης. Οποιαδήποτε αλλαγή στον όγκο των κυττάρων (πρήξιμο κατά την είσοδο του νερού ή συρρίκνωση όταν χάνεται) θα συνοδεύεται από διαταραχή των βιοχημικών ενδοκυτταρικών διεργασιών.

Στο σώμα, το νερό κατανέμεται μέσα και έξω από τα κύτταρα. Το εξωκυτταρικό υγρό περιέχει περίπου το 1/3 του συνόλου του νερού, περιέχει πολλά ιόντα νατρίου, χλωριούχα και διττανθρακικά άλατα. Στο ενδοκυτταρικό υγρό, που περιλαμβάνει τα 2/3 των αποθεμάτων νερού, συγκεντρώνονται ανιόντα καλίου, φωσφορικών εστέρων και πρωτεΐνες.

Το νερό εισέρχεται στο ανθρώπινο σώμα με δύο μορφές: με τη μορφή υγρού - 48%, και ως μέρος της στερεάς τροφής - 40%. Το υπόλοιπο 12% σχηματίζεται στις διαδικασίες μεταβολισμού των θρεπτικών συστατικών. Η διαδικασία ανανέωσης του νερού στο σώμα γίνεται με μεγάλη ταχύτητα: για παράδειγμα, το 70% του νερού στο πλάσμα του αίματος ανανεώνεται σε 1 λεπτό. Όλοι οι ιστοί του σώματος συμμετέχουν στην ανταλλαγή νερού, αλλά πιο εντατικά - τα νεφρά, το δέρμα, οι πνεύμονες και η γαστρεντερική οδός. Το κύριο όργανο που ρυθμίζει το μεταβολισμό νερού-αλατιού είναι τα νεφρά, αλλά θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η ποσότητα και η σύνθεση των ούρων που απεκκρίνονται μπορεί να ποικίλλει σημαντικά. Ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας και τη σύνθεση του υγρού και της τροφής που καταναλώνεται, η ποσότητα των ούρων μπορεί να κυμαίνεται από 0,5 έως 2,5 λίτρα την ημέρα. Η απώλεια νερού μέσω του δέρματος συμβαίνει μέσω της εφίδρωσης και της άμεσης εξάτμισης. ΣΕ η τελευταία περίπτωσηΣυνήθως απελευθερώνονται 200-300 ml νερού την ημέρα, ενώ η ποσότητα του ιδρώτα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις περιβαλλοντικές συνθήκες και τη φύση της φυσικής δραστηριότητας. Με τον εκπνεόμενο αέρα, απελευθερώνονται έως και 500 ml νερού μέσω των πνευμόνων με τη μορφή ατμού. Αυτή η ποσότητα αυξάνεται καθώς αυξάνεται το σωματικό στρες στο σώμα. Τυπικά, ο εισπνεόμενος αέρας περιέχει 1,5% νερό, ενώ ο εκπνεόμενος αέρας περιέχει περίπου 6%. Ο γαστρεντερικός σωλήνας παίζει ενεργό ρόλο στη ρύθμιση του μεταβολισμού νερού-αλατιού, στον οποίο εκκρίνονται συνεχώς πεπτικοί υγροί και η συνολική τους ποσότητα μπορεί να φτάσει τα 8 λίτρα την ημέρα. Οι περισσότεροι από αυτούς τους χυμούς απορροφώνται ξανά και όχι περισσότερο από το 4% αποβάλλεται από τον οργανισμό με τα κόπρανα. Τα όργανα που εμπλέκονται στη ρύθμιση του μεταβολισμού του νερού-αλατιού περιλαμβάνουν το ήπαρ, το οποίο είναι ικανό να συγκρατεί μεγάλες ποσότητες υγρών.

Όταν ένα άτομο, ειδικά ένας αθλητής, χάνει υγρά, εμφανίζονται ορισμένα συμπτώματα. Η απώλεια 1% του νερού προκαλεί δίψα. 2% – μείωση της αντοχής. 3% - μείωση της δύναμης. 5% – μειωμένη σιελόρροια και σχηματισμός ούρων, γρήγορος παλμός, απάθεια, μυϊκή αδυναμία, ναυτία. Ως αποτέλεσμα της έντονης σωματικής δραστηριότητας, δύο διεργασίες συμβαίνουν ταυτόχρονα στο σώμα των αθλητών: ο σχηματισμός θερμότητας και η απελευθέρωσή της από την ακτινοβολία στο περιβάλλοκαι με την εξάτμιση του ιδρώτα από την επιφάνεια του σώματος και τη θέρμανση του εισπνεόμενου αέρα. Κατά την εφίδρωση και την εξάτμιση 1 λίτρου ιδρώτα, το σώμα απελευθερώνει 600 kcal. Αυτή η διαδικασία συνοδεύεται από ψύξη του δέρματος. Ως αποτέλεσμα, η θερμοκρασία του σώματος ρυθμίζεται. Μαζί με τον ιδρώτα απελευθερώνονται και μεταλλικά άλατα (συνήθως οι αθλητές λένε ότι ο ιδρώτας είναι αλμυρός και καίει τα μάτια). Υπό την επίδραση της προπόνησης, το σώμα προσαρμόζεται στις συνθήκες τόσο του μικροκλίματος θέρμανσης όσο και ψύξης. Η θερμορύθμιση ενός αθλητή κατά τη διάρκεια της μυϊκής εργασίας σχετίζεται στενά με την κατάσταση του μεταβολισμού νερού-αλατιού και απαιτεί αυξημένη κατανάλωση υγρών με τη μορφή ειδικών ροφημάτων.

Το νερό δεν είναι πηγή ενέργειας, αλλά η είσοδός του στον οργανισμό είναι προαπαιτούμενοτην κανονική του δραστηριότητα. Η ποσότητα νερού σε έναν ενήλικα είναι 65% του συνολικού σωματικού βάρους, σε ένα παιδί είναι 7580%. Είναι αναπόσπαστο μέρος του εσωτερικού περιβάλλοντος του σώματος, ένας παγκόσμιος διαλύτης και συμμετέχει στη ρύθμιση της θερμοκρασίας του σώματος. Το μεγαλύτερο μέρος του νερού στο αίμα είναι 92%, σε εσωτερικά όργαναΗ περιεκτικότητά του είναι 7686%, στους μύες - 70%, λιγότερο στον λιπώδη ιστό - 30% και στα οστά - 22%.

Η ημερήσια απαίτηση σε νερό ενός ενήλικα είναι 2-2,5 λίτρα. Αυτή η ποσότητα αποτελείται από νερό που καταναλώνεται όταν πίνει (1 l), περιέχεται στα τρόφιμα (1 λίτρο) και σχηματίζεται κατά τον μεταβολισμό (300-350 ml). Τα κύρια όργανα που εκκρίνουν νερό από το σώμα είναι τα νεφρά, οι ιδρωτοποιοί αδένες, οι πνεύμονες και τα έντερα. Τα νεφρά εκκρίνουν 1,21,5 λίτρα νερού στα ούρα την ημέρα. Οι ιδρωτοποιοί αδένες αφαιρούν 500-700 ml νερού στον ιδρώτα. Οι πνεύμονες αφαιρούν 350 ml νερού με τη μορφή υδρατμών με βαθιά και γρήγορη αναπνοή, η ποσότητα αυτή αυξάνεται στα 700-800 ml. 100-150 ml απεκκρίνονται μέσω των εντέρων με τα κόπρανα. Όταν εμφανίζεται εντερική δυσλειτουργία (διάρροια), το σώμα μπορεί να χάσει μεγάλες ποσότητες νερού, γεγονός που οδηγεί σε αφυδάτωση.

Η φυσιολογική δραστηριότητα του σώματος χαρακτηρίζεται από τη διατήρηση της ισορροπίας του νερού, δηλ. η ποσότητα του νερού που εισέρχεται είναι ίση με την ποσότητα του νερού που βγαίνει. Εάν αφαιρεθεί περισσότερο νερό από το σώμα από αυτό που εισέρχεται, εμφανίζεται ένα αίσθημα δίψας. Το σώμα του παιδιού συσσωρεύεται γρήγορα και χάνει γρήγορα νερό. Αυτό οφείλεται στην εντατική ανάπτυξη, στη φυσιολογική ανωριμότητα των νεφρών και στους νευροενδοκρινικούς μηχανισμούς για τη ρύθμιση του μεταβολισμού του νερού. Ταυτόχρονα, η απώλεια νερού και η αφυδάτωση στα παιδιά είναι πολύ μεγαλύτερη από ότι στους ενήλικες και εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την απελευθέρωση νερού μέσω των πνευμόνων και του δέρματος. Η απελευθέρωση νερού την ημέρα μπορεί να φτάσει το 50% του όγκου του υγρού που λαμβάνεται, ειδικά όταν το παιδί είναι υπερθερμασμένο. Οι απώλειες νερού στα παιδιά φτάνουν τα 1,3 g/kg την ώρα, ενώ στους ενήλικες είναι 0,5 g/kg την ώρα. Μια τόσο σημαντική απώλεια νερού προκαλεί μεγαλύτερη ανάγκη στα παιδιά από ό,τι στους ενήλικες να το αναπληρώσουν. Το να μην πίνετε αρκετό νερό μπορεί να οδηγήσει σε «πυρετό του αλατιού», δηλ. σε αύξηση της θερμοκρασίας του σώματος. Η ανάγκη για νερό ανά 1 κιλό σωματικού βάρους μειώνεται με την ηλικία. Στους 3 μήνες, ένα παιδί χρειάζεται 150-170 g νερό ανά 1 κιλό βάρους, στα 2 χρόνια - 95 g, στα 13 χρόνια - 45 g.

Η ρύθμιση του μεταβολισμού του νερού πραγματοποιείται μέσω της νευροχυμικής οδού. Το κέντρο της δίψας βρίσκεται στον υποθάλαμο. Η ισορροπία του νερού ρυθμίζεται από τα μεταλλοκορτικοειδή (φλοιός των επινεφριδίων) και την αντιδιουρητική ορμόνη (υποθάλαμος).

Ανταλλαγή ενέργειας. Δαπάνες ενέργειας για την ανάπτυξη και την ανάπτυξη του σώματος του παιδιού. Θερμορύθμιση, χαρακτηριστικά που σχετίζονται με την ηλικία

Η ενέργεια απελευθερώνεται όταν τα θρεπτικά συστατικά διασπώνται και οξειδώνονται σε τελικά προϊόντα. Ένας από τους σημαντικότερους δείκτες της έντασης των μεταβολικών διεργασιών στο σώμα είναι ο βασικός μεταβολικός ρυθμός, ο οποίος αναφέρεται στο επίπεδο των μεταβολικών αντιδράσεων σε θερμοκρασία δωματίου και σε πλήρη ανάπαυση. Καθορίζεται ξαπλωμένος, με άδειο στομάχι, σε άνετη θερμοκρασία. Η ποσότητα του βασικού μεταβολισμού εξαρτάται από την ηλικία, το φύλο και το λίπος. Κατά μέσο όρο, για τους άνδρες είναι 71.407.560 kJ την ημέρα, για τις γυναίκες - 64.206.800 kJ. Για κάθε άτομο, ο βασικός μεταβολικός ρυθμός είναι σταθερός.

Υπό κανονικές συνθήκες διαβίωσης, η ένταση του μεταβολισμού επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες, και κυρίως από τη μυϊκή δραστηριότητα. Επομένως, το επίπεδο μεταβολισμού σε φυσικές συνθήκες - ολικός μεταβολισμός - υπερβαίνει σημαντικά το βασικό.

Εάν υπάρχει έλλειψη ενεργειακά πολύτιμης τροφής, το σώμα χρησιμοποιεί πρώτα αποθεματικούς υδατάνθρακες και λίπη, και στη συνέχεια μυϊκές πρωτεΐνες. Η ανταλλαγή ενέργειας ρυθμίζεται από τον υποθάλαμο και τα αντίστοιχα κέντρα του εγκεφαλικού φλοιού. Η ρύθμιση του χυμού παρέχεται από τη θυροξίνη και την τριιωδοθυρονίνη (θυρεοειδής αδένας) και την αδρεναλίνη (μυελός των επινεφριδίων).