Адаптация водно-солевого баланса
Водно-солевой баланс — соотношение между количествами поступивших в организм и выведенных из него воды и солей.
ЖИДКОСТНЫЕ СЕКТОРЫ ОРГАНИЗМА, ИХ ОБЪЕМ И СОСТАВ: Общий объем жидкостей тела 60%массы тела, у мужчин по сравнению с женщинами содержание воды больше из—за меньшего количества жира. Из общего количества воды, принимаемого за 100%, внутри клеток находится 55%, во внеклеточной жидкости — 45%. Последняя включает воду, содержащуюся в плазме крови, межклеточной жидкости, в кости и плотной соединительной ткани. Часть воды входит в состав жидкостей, секретируемых специальными клетками. Это, например, цереброспинальная, внутриглазная жидкости, а также секреты, выделяемые железами в просвет желудочно— кишечного тракта.
ОБЪЕМ ЖИДКОСТНЫХ ФАЗ ТЕЛА У ВЗРОСЛОГО ЧЕЛОВЕКА, % ОТ МАССЫ ТЕЛА Жидкостные фазы тела Мужчины Женщины Общие содержание воды 60, 6 50, 2 Внутриклеточная жидкость 33, 0 27, 5 Внеклеточная жидкость 27, 0 22, 5 • межклеточная жидкость 12, 0 10, 0 • плазма крови 4, 5 3, 7 • внеклеточная жидкость плотной соединительной ткани 4, 5 3, 7 • внеклеточная жидкость кости 4, 5 3, 7 Жидкость ЖКТ, цереброспинальная, внутриглазная 1, 5 1, 3
КОНЦЕНТРАЦИЯ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ В ЖИДКОСТНЫХ ФАЗАХ У ЧЕЛОВЕКА, ММОЛЬ/Л Исследуемое вещество Плазма крови Межклеточная жидкость Внутриклеточная жидкость в скелетной мышце Катионы Натрий 142 145 10 Калий 4, 0 4, 1 159 Кальций 2, 5 1, 8 1, 5 Магний 0, 9 0, 7 13
КОНЦЕНТРАЦИЯ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ В ЖИДКОСТНЫХ ФАЗАХ У ЧЕЛОВЕКА, ММОЛЬ/Л Анионы плазма крови межкл. жид. внутрикл. жид. Хлор 104 117 3, 0 бикарбонат 26 28 7, 0 Анионные группы 21 белков, фосфаты, орг анические к- ты 8, 0 154
В плазме крови часть ионов связана с белками, часть — свободна. Белки остаются в плазме крови. Во внеклеточной жидкости содержание белка мало, поэтому в ней ниже концентрация ионов, связанных с белками (Са 2+, Mg 2+). Внутри клеток кальций связан, он находится в эндоплазматической сети, митохондриях. Концентрация свободных ионов Са 2+ в плазме крови составляет около 1, 3 ммоль/л, внутри клеток — в 10 000 раз меньше — < 1 х 10— 7 моль/л. Кальций играет важнейшую роль в регуляции функций клетки. Его внутриклеточная концентрация увеличивается некоторыми гормонами и медиаторами через вторичных посредников.
Общая концентрация всех растворенных в крови веществ у человека составляет около 290 мосмоль х л— 1(мосм/л), обычно колебания этого показателя в норме не превышают 1%. Очень точно регулируется и р. Н крови на уровне 7, 36.
Возникновение жидкостей внутренней среды сопровождалось развитием физиологических систем регуляции их объема (волюморегуляция), ионного состава, кислотно—основного равновесия. В океане кровь морских беспозвоночных имеет такое же осмотическое давление, как и морская вода. Когда происходила миграция живых существ в пресные воды, а затем и на сушу, потребовалось появление новой системы — осморегуляции, которая способствовала бы постоянству осмоляльности крови у живых существ, обитающих в пресных водоемах, на суше или вновь мигрирующих в море.
Итак, система регуляции водно—солевого обмена должна обеспечивать постоянство объема, ионного состава, р. Н и осмоляльности крови и других жидкостей внутренней среды.
Пойкилосмотические животные - водные животные, не способные сохранять более или менее постоянное осмотическое давление полостных и тканевых жидкостей при изменении солёности воды. Осмотическое давление внутренней среды у П. ж. равно внешнему или немного выше его. К П. ж. относятся низшие беспозвоночные, двустворчатые моллюски, многие кольчатые черви, иглокожие и др. П. ж. , в отличие от гомойосмотических животных, не способны поддерживать осмотическое давление ниже, чем во внешней среде. Гомойосмотические животные - водные животные, обладающие способностью сохранять более или менее постоянное осмотическое давление крови и тканевой жидкости, отличное от осмотического давления во внешней среде. Г. ж. противопоставляются пойкилосмотические животные.
У большинства многоклеточных животных сформированы органы выделения, которые удаляют избыток жидкости, отдельных ионов, конечные продукты обмена веществ. У пойкилоосмотических животных органы выделения не способны к осморегуляции, поэтому при изменении осмоляльности внешней среды осмотическое давление крови и внеклеточных жидкостей меняется. Вследствие того что плазматическая мембрана клеток проницаема для воды, происходит изменение объема клеток.
Гиперосмотическая регуляция, т. е. способность поддерживать более высокую концентрацию осмотически активных веществ в крови, чем в окружающей среде, присуща всем пресноводным, наземным организмам и морским хрящевым рыбам. У пресноводных животных часть солей сорбируется из внешней среды специальными клетками в жабрах или покровах тела, часть поступает с пищей, а избыток воды удаляется почкой. У наземных организмов потребности в воде и солях полностью обеспечиваются пищей и потреблением воды.
У беспозвоночных и позвоночных животных органы, участвующие в поддержании постоянства состава и объема жидкостей внутренней среды весьма разнообразны (нефридии, почки, солевые железы, жабры, потовые железы и др. ). Существующие данные позволяют представить гипотетическую схему возможной эволюции клеток выделительных органов.
Согласно современным представлениям, в плазматической мембране клеток функционируют специфические для отдельных ионов каналы, по которым ионы могут входить в клетку по градиенту электрохимического потенциала, и ионные насосы, с помощью которых удаляется избыток ионов из клетки против электрохимического градиента. В плазматических мембранах большинства клеток чередуются натриевые каналы и натриевые насосы, их функция и обеспечивает постоянство ионного состава внутриклеточной жидкости.
Основным выделительным органом у позвоночных служит почка. У некоторых животных (морские и проходные круглоротые, рыбы» рептилии и птицы) ее функция не может обеспечить осморегуляцию, тогда у них появляются хлоридэкскретирующие клетки в жабрах и солевые железы.
В зависимости от состояния водного баланса организма почки млекопитающих и птиц выделяют разведенную или концентрированну ю мочу. В процессе осмотического концентрирования мочи в почке принимают участие все отделы канальцев, сосуды мозгового вещества, межклеточная ткань
ПРОЦЕСС ОСМОТИЧЕСКОГО РАЗВЕДЕНИЯ (А) И КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ (Б) МОЧИ I — корковое вещество, II — наружное мозговое вещество, III — внутреннее мозговое вещество почки; 1 — клубочек, 2 — проксимальный извитой канадец, 3 — нисходящая тонкая ветвь, 4 — восходящая тонкая ветвь, 5 — восходящая толстая ветвь петли Генле, 6 — дистальный извитой канадец, 7 — собирательная трубка коркового слоя почки, 8 — собирательная трубка наружного мозгового вещества почки, 9 — собирательная трубка внутреннего мозгового вещества почки; цифрами указана осмоляльность жидкости просвета канальца и межклеточного вещества; стрелками из просвета канальца обозначена реабсорбция воды (Н 2 О), неэлектролитов (Нэ, электролитов (Э), мочевины (М); сплошными стрелками — активный транспорт; пунктирными — за счет диффузии.
В условиях дефицита воды в организме гипофиз усиливает секрецию антидиуретического гормона, что увеличивает проницаемость стенок конечных частей дистального сегмента и собирательных трубок воды
РОЛЬ ПОЧЕК В ОСМОРЕГУЛЯЦИИ И ВОЛЮМОРЕГУЛЯЦИИ Почки являются основным эффекторным органом системы осморегуляции. Они обеспечивают выделение избытка воды в виде гипотонической мочи при поступлении воды в организм или экономят воду и экскретируют мочу, гипертоническую по отношению к плазме крови, при обезвоживании. При избыточном содержании воды в организме концентрация растворенных осмотически активных веществ в крови снижается и ее осмотическое давление падает. Это уменьшает активностьцентральных осморецепторов, расположенных в области супраоптического ядра гипоталамуса, а такжепериферических осморецепторов, имеющихся в печени, почке, селезенке и ряде других органов. Уменьшение активности осморецепторов снижает секрецию антидиуретического гормона (АДГ) нейрогипофизом и приводит к возрастанию выделения воды почкой
у человека в норме при осмоляльности крови около 280 мосм/кг H 2 O полностью прекращается секреция АДГ и почка выделяет наибольшие количества воды. При обезвоживании когда осмоляльность крови возрастает до 295 мосм/кг Н 2 О, секреция АДГ достигает максимума и обнаруживается пик осмотического концентрирования мочи в почке. В эксперименте показано, что секреция АДГ возрастает при раздражении не только осморецепторов, но и специфических натриорецепторов. После введения в область III желудочка мозга гипертонического раствора Na. Сl наступает антидиурез, а после введения в ту же область гипертонических растворов сахара мочеотделение не уменьшается.
Помимо информации от осморецепторов и натриорецепторов уровень секреции АДГ зависит и от активности волюморецепторов, реагирующих на изменение объема внутрисосудистой и внеклеточной жидкости. Ведущее значение в регуляции секреции АДГ имеют те волюморецепторы, которые реагируют на изменение напряжения сосудистой стенки. В первую очередь это рецепторы левого предсердия, импульсы от которых передаются в ЦНС по афферентным волокнам блуждающего нерва. При увеличении кровенаполнения левого предсердия активируются волюморецепторы и угнетается секреция АДГ, тем самым усиливается мочеотделение. В предсердии вырабатывается гормон, увеличивающий выделение ионов Na+ почкой и получивший название атриальный натрийуретический пептид.
Рассмотрим особенности реакции почки при возбуждении волюморецепторов и осморецепторов. Активация только волюморецепторов возникает в ответ на увеличение объема внутрисосудистой жидкости при неизмененной концентрации в ней осмотически активных веществ. Это приводит к повышению экскреции солей натрия и воды. Одновременная активация волюморецепторов и осморецепторов может наступить при потреблении больших количеств воды, в этом случае в основном усиливается выведение воды. Ведущую роль в изолированном осморегулирующем рефлексе играет уменьшение секреции АДГ, в результате снижается реабсорбция воды и усиливается ее экскреция.
ЖАЖДА И СОЛЕВОЙ АППЕТИТ Стимулы жажды: - Уменьшение внутри- и внеклеточных жидкостных пространств при потери воды - Чувство жажды возникает при уменьшение объема циркулирующей крови импульсы от рецепторов интегративный центр жажды промежуточный мозг ( гипоталамус)
СОЛЕВОЙ АППЕТИТ Поддержание нормальной концентрации натрия во внеклеточной жидкости может осуществляться не только путём контроля экскреции этого иона почками, но частично и благодаря контролю его потребления.
Жажда и солевой аппетит, побуждая к поиску воды и натрия и стимулируя их потребление, могут частично восстановить водно-солевой баланс. Основную роль в обеспечении постоянства водно-солевых констант плазмы крови играют специальные системы, регулирующие выделение воды и натрия почками в точном соответствии с потребностями организма.
Скачать презентацию Адаптация водно-солевого баланса Водно-солевой баланс соотношение
адаптация водно-солевого баланса.pptx