Физиология водного обмена

Физиология водного обмена

Природа не наделила наземных животных способностью резервировать воду. Но резерв все же существует в форме жиров, которые при окислении распадаются до Н₂О и СО₂с выделением энергии. Эта метаболическая вода может поддерживать водный обмен некоторых обитателей пустыни, верблюдов, коз, овец, в течение нескольких дней. Двугорбые верблюды способны в караванных переходах обходиться без воды около недели. Однако, достигнув источника в оазисе, они в течение десяти минут выпивают 70 – 80 л. Верблюды не потеют при жаре, так как температура их тела может подниматься до 45°С без угрозы для их жизни. Ночью она, наоборот, опускается ниже нормальной, чтобы избежать расхода жиров на энергию. Мигрирующие животные пустынь и степей могут поддерживать свой водный баланс за счет листьев и плодов растений. Арбузы и дыни для этой же цели используются и человеком.

Существует определенный оптимальный водный баланс, наиболее благоприятный для физиологических функций в условиях умеренного климата и современного образа жизни людей, не обремененных физическими нагрузками. Люди теряют воду в основном в результате деятельности легких и почек. Немного воды испаряется через кожу и выводится через кишечник. Женщины в среднем теряют в сутки около 2 л, мужчины – около 2,5 л. Потеря воды через легкие – величина постоянная и составляет около 1 л в сутки.

У животных и человека общий объем потребления воды регулируется сложными системами нейрогуморального контроля и особыми осмотическими рецепторами, расположенными в гипоталамусе, печени, сосудах мозга и других органах. Повышение осмотического давления приводит к появлению жажды, которая нарастает по мере роста концентрации ионов в крови. Дополнительная регуляция отключает секрецию слюны. Высыхание ротовой полости – четкий сигнал. Даже глоток воды уменьшит жажду – это условный рефлекс на короткий срок. Жажда быстро исчезает, если выпить нужный объем воды, но задолго до того, как уже выпитая вода всосется в кровь. Это тоже рефлекс и приспособление. Животные в природе часто пьют холодную воду природных водоемов. Она всасывается в кровь только после того, как температура воды в желудке и в кишечнике сравняется с температурой крови. Это требует минут пять-де сять. Рефлекс на объем защищает организм от избыточной воды, так как лишняя влага вредна. Если осмотическое давление в крови падает ниже нормы, то это включает мочегонные стимулы. Выделение воды почками – активный процесс, при котором происходит реабсорбция ионов и необходимых организму органических веществ: аминокислот, глюкозы, пептидов, гормонов и других. Лишняя вода – дополнительная работа для почек. Животные и в природе, и в лабораторных условиях не пьют больше своих физиологических потребностей.

Периодичность выделения воды с мочой зависит прежде всего от объема мочевого пузыря. У человека он варьирует от 300 до 600 мл. Стенки мочевого пузыря эластичны и могут растягиваться. С возрастом гормональные механизмы регулирования водного объема слабеют, слабеет и чувство жажды. Но рефлекс высыхания ротовой полости сохраняется до глубокой старости. Если человек потребляет воду независимо от жажды и условных рефлексов, то эти важные системы, не получая регулярных стимулов и упражнений, начинают атрофироваться раньше времени. Это элементарный закон физиологии.

Лишняя вода создает проблемы для почек. За одну минуту в почках человека образуется в среднем 125 мл фильтрата плазмы крови. Но в мочу из него выделяется лишь 1 мл. Остальная вода реабсорбируется и возвращается в кровоток. То же самое происходит и с другими полезными компонентами фильтрата. Вредные аммоний, мочевина, мочевая кислота, нитраты и токсины, напротив, концентрируются. Способность почек концентрировать мочу регулируется нейрогуморальными факторами. Лишняя вода, поглощенная независимо от жажды, приводит к увеличению выделения воды в почечных канальцах. Вода становится не растворителем вредных веществ, а сама выделяется как оное. Это происходит в результате блокады синтеза антидиуретического гормона гипофиза – вазопрессина. Происходит не очистка организма от токсинов, а избавление от токсической воды. Моча будет лишь более разбавленной. Кроме того, не происходит полной реабсорбции полезных компонентов фильтрата крови. Излишняя вода повышает и кровяное давление. Если почки не могут справляться с удалением избыточной воды, то наступает состояние, известное в научной литературе как отравление водой (water intoxication). В научной литературе описаны случаи водной интоксикации у младенцев, которым дают слишком много жидкостей, у спортсменов, которые, теряя воду и соли с потом, удовлетворяют жажду пресной водой, и у участников нелепых соревнований «кто больше выпьет». Иногда такие отравления водой имели летальный исход.