Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Сентября 2014 в 06:35, реферат
Вода в физиологических процессах организма играет большую роль. Она составляет 65-70% массы тела (40-50 л). Общий баланс воды в организме определяется, с одной стороны, поступлением воды с пищей (2-3 л) и образованием эндогенной (внутренней) воды (200-300 мл), с другой - выделением ее через почки (600-1200 мл) и с калом (50-200 мл). Потребность человека в воде в обычных условиях составляет 2,5 л. В высокогорных условиях водный обмен резко изменяется. Значительно увеличивается отдача воды через кожу, легкие, наблюдается "высушивание" организма на больших высотах, уменьшается выделение мочи. Потребность организма в жидкости зависит от высоты, сухости воздуха, нагрузки, тренированности альпиниста. В период тренировочных и подготовительных восхождений она колеблется от 2 до 3 л в сутки.
Введение.......................................................................2 1.
Водный обмен................................................................4
Макроэлементы...............................................................7
Микроэлементы...............................................................9 Выводы........................................................................19
Список использованных источников..............................................20
Реферат: Водно-минеральный обмен
Реферат: Водно-минеральный обмен
Введение......................
Водный обмен.........................
Макроэлементы.................
Микроэлементы.................
Список использованных источников....................
Введение
Вода в физиологических процессах организма играет большую роль. Она составляет 65-70% массы тела (40-50 л). Общий баланс воды в организме определяется, с одной стороны, поступлением воды с пищей (2-3 л) и образованием эндогенной (внутренней) воды (200-300 мл), с другой - выделением ее через почки (600-1200 мл) и с калом (50-200 мл). Потребность человека в воде в обычных условиях составляет 2,5 л. В высокогорных условиях водный обмен резко изменяется. Значительно увеличивается отдача воды через кожу, легкие, наблюдается "высушивание" организма на больших высотах, уменьшается выделение мочи. Потребность организма в жидкости зависит от высоты, сухости воздуха, нагрузки, тренированности альпиниста. В период тренировочных и подготовительных восхождений она колеблется от 2 до 3 л в сутки. При высотных восхождениях надо придерживаться этой нормы, а по возможности довести ее до 3,5-4,5 л, что в полной мере обеспечит физиологические потребности организма. В экспедиции на Эверест(1953) потребление жидкости было в пределах 2,8-3,9 л на человека. Водный обмен тесно связан с минеральным, особенно с обменом натрия хлорида и калия хлорида. Поддержание водно-солевого гомеостаза (равновесия) сказывается и на деятельности других функциональных систем организма - нервной, сердечно- сосудистой, дыхательной и других. Кора большого мозга, содержащая наибольшее количество воды, сильнее других страдает от ее недостатка. При этом к гипоксии присоединяется также водно-питьевая недостаточночть. В поддержании водно-солевого равновесия выделяют три звена: поступление воды и солей в организм, перераспределение их между внутриклеточными и внеклеточными системами, выделение во внешнюю среду. Ведущую роль в поддержании гомеостаза играют ионы натрия, поэтому при восхождениях крайне необходимо брать с собой соль; организм должен ежедневно получать до 15-20 г соли. Недостаток калия ведет к мышечной слабости, расстройству деятельности сердечно-сосудистой системы, снижению умственной и психической деятельности.
1. Водный обмен
Структура и размеры жидкостных секторов организма, то есть пространств, заполненных жидкостью и разделенных клеточными мембранами, к настоящему времени достаточно хорошо изучены [1]. Общий объем жидкостей тела, составляющий у млекопитающих примерно 60% массы тела, распределен между двумя большими секторами: внутриклеточным (40% массы тела) и внеклеточным (20% массы тела). Внеклеточный сектор включает объем жидкости, находящейся в интерстициальном (межклеточном) пространстве, и жидкости, циркулирующей в сосудистом русле. Небольшой объем составляет и так называемая трансцеллюлярная жидкость, находящаяся в региональных полостях (цереброспинальная, внутриглазная, внутрисуставная, плевральная и т.д.). Внеклеточная и внутриклеточная жидкости значительно отличаются по составу и концентрации отдельных компонентов, но общая суммарная концентрация осмотически активных веществ примерно одинакова (табл. 1). Перемещение воды из одного сектора в другой происходит уже при небольших отклонениях общей осмотической концентрации. Поскольку большинство растворенных субстанций и молекулы воды довольно легко проходят через эпителий капилляров, происходит быстрое перемешивание всех компонентов (кроме белка) между плазмой крови и интерстициальной жидкостью. Многие факторы, такие, как прием, потеря или ограничение потребления воды, усиленное потребление соли или, наоборот, ее дефицит, смещение интенсивности метаболизма и т.д., способны изменять объем и состав жидкостей тела. Отклонение этих параметров от некоего нормального уровня включает механизмы, корригирующие нарушения водно-солевого гомеостаза. ОБЩАЯ СХЕМА ВОДНО-СОЛЕВОГО БАЛАНСА Система регуляции водно-солевого баланса имеет два компенсирующих компонента: 1) пищеварительный тракт, который может приблизительно корригировать нарушения водно-солевого баланса благодаря жажде и солевому аппетиту; 2) почки, способные обеспечить адекватную для сохранения баланса задержку в организме или экскрецию воды и солей. На рис. 1 представлена схема главных путей поступления и выделения воды и солей. Основным каналом поступления воды и солей в плазму крови и другие жидкости тела является желудочно-кишечный тракт. В сутки потребление составляет приблизительно 2,5 л воды и 7 г хлорида натрия. К этому же можно добавить 0,3 л метаболической воды, выделяющейся в результате окислительного Таблица 1. Концентрация электролитов и органических компонентов в жидкостях тела у человека (усредненные данные из разных литературных источников)
Компоненты жидкостей тела |
Концентрация веществ в жидкостных секторах | ||
плазма крови |
интерстициальная жидкость |
внутриклеточная жидкость | |
Электролиты, мМ/л |
|||
Na+ |
135 - 142 |
144 |
10 |
К+ |
3,5-5,4 |
4,0 |
140 - 160 |
Са2+ |
2,2-2,7 |
1,2 |
2 - 5 (• Ю-4) |
Mg2+ |
0,8-1,6 |
0,7-1,0 |
13,5-58 |
С1- |
110 |
114 |
2-25 |
НСОз |
27-29 |
30,5 |
8-10 |
НРО4 |
2,1-4,2 |
4,0-4,4 |
75-80 |
Н2РО4 |
2,1-4,2 |
4,0-4,4 |
75-80 |
SO4 |
1,1-2,2 |
2,0-2,4 |
4-40 |
Белок, г/л |
20-50 |
1,0 |
160 - 550 |
Глюкоза, г/л |
0,9 |
- |
0-0,2 |
Аминокислоты, г/л |
0,3 |
- |
2,0 (?) |
Холестерол, г/л |
5,0 |
- |
20 - 950 |
Фосфолипиды, г/л |
5,0 |
- |
20 - 950 |
Нейтральные жиры, г/л |
5,0 |
- |
20 - 950 |
рН |
7,36-7,4 |
- |
- |
Не очень легко представить, что человек примерно на 65% состоит из воды. С возрастом содержание воды в организме человека уменьшается. Эмбрион состоит из воды на 97%, в теле новорожденного содержится 75%, а у взрослого человека – около 60%. В здоровом организме взрослого человека наблюдается состояние водного равновесия или водного баланса. Оно заключается в том, что количество воды, потребляемое человеком, равно количеству воды, выводимой из организма. Водный обмен является важной составной частью общего обмена веществ живых организмов, в том числе и человека. Водный обмен включает процессы всасывания воды, которая поступает в желудок при питье и с пищевыми продуктами, распределение ее в организме, выделения через почки, мочевыводящие пути, легкие, кожу и кишечник. Следует отметить, что вода также образуется в организме вследствие окисления жиров, углеводов и белков, принятых с пищей. Такую воду называют метаболической. Слово метаболизм происходит от греческого, что означает перемена, превращение. В медицине и биологической науке метаболизмом называют процессы превращения веществ и энергии, лежащие в основе жизнедеятельности организмов. Белки, жиры и углеводы окисляются в организме с образованием воды H2О и углекислого газа (диоксида углерода) CO2. При окислении 100 г жиров образуется 107 г воды, а при окислении 100 г углеводов – 55,5 г воды. Некоторые организмы обходятся лишь метаболической водой и не потребляют ее извне. Примером является ковровая моль. Не нуждаются в воде в природных условиях тушканчики, которые водятся в Европе и Азии, и американская кенгуровая крыса. Многие знают, что в условиях исключительно жаркого и сухого климата верблюд обладает феноменальной способностью долгое время обходиться без пищи и воды. Например, при массе 450 кг за восьмидневный переход по пустыне верблюд может потерять 100 кг в массе, а потом восстановить их без последствий для организма. Установлено, что его организм использует воду, содержащуюся в жидкостях тканей и связок, а не крови, как это происходит с человеком. Кроме того, в горбах верблюда содержится жир, который служит одновременно запасом пищи и источником метаболической воды. Общий объем воды, потребляемый человеком в сутки при питье и с пищей, составляет 2...2,5 л. Благодаря водному балансу столько же воды и выводится из организма. Через почки и мочевыводящие пути удаляется около 50...60% воды. При потере организмом человека 6...8% влаги сверх обычной нормы повышается температура тела, краснеет кожа, учащается сердцебиение и дыхание, появляется мышечная слабость и головокружение, начинается головная боль. Потеря 10% воды может привести к необратимым изменениям в организме, а потеря 15...20% приводит к смерти, поскольку кровь настолько густеет, что с ее перекачкой не справляется сердце. В сутки сердцу приходится перекачивать около 10000 л крови. Без пищи человек может прожить около месяца, а без воды – всего лишь несколько суток. Реакцией организма на нехватку воды является жажда. В этом случае ощущение жажды объясняют раздражением слизистой оболочки рта и глотки из-за большого понижения влажности. Существует и другая точка зрения на механизм формирования этого ощущения. В соответствии с ней сигнал о понижении концентрации воды в крови на клетки коры головного мозга подают нервные центры, заложенные в кровеносных сосудах. Водный обмен в организме человека регулируется центральной нервной системой и гормонами. Нарушение функции этих регуляторных систем вызывает нарушение водного обмена, что может приводить к отекам тела. Конечно, различные ткани человеческого организма содержат различное количество воды. Самая богатая водой ткань – стекловидное тело глаза, содержащее 99%. Самая же бедная – эмаль зуба. В ней воды всего лишь 0,2%. Много воды содержится в веществе мозга.
2. Макроэлементы
К макроэлементам относятся K, Na, Ca, Cl. Например, при весе человека 70 кг, в нём содержится (в граммах ): кальция – 1700, калия – 250, натрия– 70. КАЛЬЦИЙ Большое содержание кальция в организме человека объясняется тем, что он в значительном количестве содержится в костях в виде гидроксофосфат кальция – Ca 10(PO4)6(OH)2 и его суточное потребление составляет для взрослого человека 800-1200мг. Концентрация ионов кальция в плазме крови поддерживается очень точно на уровне 9-11мг% и у здорового человека редко колеблется больше чем на 0,5мг% выше или нормального уровня, являясь одним из наиболее точно регулируемых факторов внутренней среды. Узкие границы, в пределах которых колеблется содержание кальция в крови, обусловлены взаимодействием двух гормонов – паратгормона и тирокальцитонина. Падение уровня кальция в крови приводит к усилению внутренней секреции околощитовидных желез, что сопровождается увеличением поступления кальция в кровь из его костных депо. Наоборот, повышение содержания этого электролита в крови угнетает выделение паратгормона и усиливает образование тирокальцитонина из парафолликулярных клеток щитовидной железы, в результате чего снижается количество кальция в крови. У человека при недостаточной внутрисекретрной функции околощитовидных желез развивается гипопаратериоз с падением уровня кальция в крови. Это вызывает резкое повышение возбудимости центральной нервной системы, что сопровождается приступами судорог и может привести к смерти. Гиперфункция околощитовидных желез вызывает увеличение содержания кальция в крови и уменьшение неорганического фосфата, что сопровождается разрушением костной ткани (остеопороз), слабостью в мышцах и болями в конечностях.
НАТРИЙ и КАЛИЙ
Жизненно необходимые элементы натрий и калий функционируют в паре. Надёжно установлено что скорость диффузии ионов Na, и K через мембрану в покое мала, разность их концентрации вне клетки и внутри должна была в конечном итоге выровняться, если бы в клетке не существовало специального механизма, который обеспечивает активное выведение («выкачивание») из протоплазмы проникающих в неё ионов натрия и введение («нагнетание») ионов калия. Этот механизм получил название натрий – калиевого насоса. Для того чтобы сохранялась ионная асимметрия, натрий - калиевый насос должен выкачивать против градиента концентрации из клетки ионы натрия и нагнетать в неё ионы калия и, следовательно, совершать определённую работу. Непосредственным источником энергии для работы насоса является расщепление богатых энергией фосфорных соединений – АТФ, которое происходит под влиянием фермента – аденозинтрифосфатазы, локализованной в мембране и активируемой ионами натрия и калия. Торможение активности этого фермента, вызываемое некоторыми веществами и приводит к нарушению работы насоса. Интересно, что по мере старения организма градиент концентрации ионов калия и натрия на границе клеток падает, а при наступление смерти выравнивается
3. Микроэлементы
К ним относится отмеченный выше ряд
22 химических элементов, обязательно присутствующих
в организме человека. Заметим, что большинство
из них металлы, а из металлов основным
является железо. ЖЕЛЕЗО Несмотря на то,
что содержание железа в человеке массой
70кг не превышает 5г и суточное потребление
10 – 15мг, оно играет особую роль в жизни
деятельности организма Железо занимает
совершенно особое место, так как на него
не распространяется действие секреторной
системы. Концентрация железа регулируется
исключительно его поглощением, а не выделением.
В организме взрослого человека около
65% всего железа содержится в гемоглобине
и миоглобине, большая часть оставшегося
запасается в специальных белках (ферритине
и гемосидерине), и только очень небольшая
часть находится в различных ферментах
и системах транспорта. Гемоглобин и миоглобин.Гемоглобин выполняет в организме важную
роль переносчика кислорода и принимает
участие в транспорте углекислоты. Общее
содержание гемоглобина равно 700г, а кровь
взрослых людей содержит в среднем около
14 – 15%. Гемоглобин представляет собой
сложное химическое соединение (мол. вес.
68 800). Он состоит из белка глобина и четырёх
молекул гема. Молекула гема, содержащая
атом железа, обладает способностью присоединять
и отдавать молекулу кислорода. При этом
валентность железа, к которому присоединяется
кислород, не изменяется, т. е. железо остаётся
двухвалентным. Оксигемоглобин несколько
отличается по цвету от гемоглобина, поэтому
артериальная кровь, содержащая оксигемоглобин,
имеет ярко - алый цвет. Притом тем более
яркий, чем полнее произошло её насыщение
кислородом. Венозная кровь, содержащая
большое количество восстановленного
гемоглобина, имеет тёмно – вишнёвый цвет.
Метгемоглобин является окислительным
гемоглобином, при образование которого
меняется валентность железа: двухвалентное
железо, входящее в молекулу гемоглобина,
превращается в трёх валентное. В случае
большого накопление в организме метгемоглобина
отдача кислорода тканям становится невозможной
и наступает смерть от удушения. Карбоксигемоглобин
представляет собой соединение гемоглобина
с угарным газом. Это соединение примерно
в 150 – 300 раз прочнее, чем соединение гемоглобина
с кислородом. Поэтому примесь даже 0,1%
угарного газа во вдыхаемом воздухе ведёт
к тому, что 80% гемоглобина оказываются
связанными с окисью углерода и не присоединяют
кислород, что является опасным для жизни.
Миоглобин. В скелетной и сердечной мышце
находится миоглобин. Он способен связывать
до 14% общего количества кислорода в организме.
Это его свойство играет важную роль в
снабжение кислородом работающих мышц.
Если при сокращение мышцы кровеносные
капилляры её сжимаются и кровоток в некоторых
участках мышцы прекращается, в течение
некоторого времени сохраняется снабжение
мышечных волокон кислородом. Трансферрин. Транс