gazya.ru страница 1страница 2 ... страница 8страница 9
скачать файл

Серия «КАРМАННАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ

ЛАБОРАТОРНОЙ ДИАГНОСТИКИ»

под общей редакцией профессора Г.И.Козинца


А.А.Постников

ВОДНО-

МИНЕРАЛЬНЫЙ

ОБМЕН

Москва - 2004


А.А.Постников

доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник

отделения экстракорпорального очищения крови

Государственного учреждения Гематологический научный центр РАМН, доцент кафедры клинической трансфузиологии

факультета послевузовского профессионального образования

Московской медицинской академии им. И.М.Сеченова



Постников А.А. ВОДНО-МИНЕРАЛЬНЫЙ ОБМЕН.: М., 2004 – 123 с.


ISBN 5 …………..

Жизнь возникла в воде, на основе воды и поддерживается водой. Вода составляет не менее половины массы живых организмов. Являясь прекрасным растворителем, вода создает в организме условия для взаимодействия, преобразования, перемещения и распределения различных веществ. Жидкости организма состоят из сложных водных растворов различных веществ, включающих «электролиты», «неэлектролиты» - сравнительно малые не диссоциирующие молекулы и «коллоиды» - крупные биополимерные молекулы. Растворенные в воде вещества определяют важнейшие характеристики внутренней среды организма: осмолярность, коллоидно-осмотическое давление, кислотно-щелочное состояние; создающие благоприятные условия для протекания всех жизненных проявлений. При этом каждый химический элемент выполняет десятки, и даже сотни разнообразных партий в грандиозной симфонии под названием Жизнь. Рассмотрению вопросов физиологии и патологии водно-солевого обмена организма и посвящена эта книга, предназначенная для студентов медицинских вузов, врачей и курсантов послевузовского профессинального образования.
ISBN
© Постников А.А., 2004

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ………………………………………………………………………………………7

1. СВОЙСТВА ВОДЫ И ЕЕ РАСТВОРОВ ………………………………………………….8


1.1. Зависимость растворимости солей от температуры ………………………………..10

1.2. Водородный показатель воды ………………………………………………………..11


2. ВОДНО-СОЛЕВОЙ ОБМЕН ОРГАНИЗМА …………………………………………….12


2.1. Зависимость содержания воды в организме от возраста, телосложения и пола ….12

2.2. Распределение жидкости в организме по секторам …………………………………13


2.3. Растворы в организме …………………………………………………………………15

2.3.1. Суммарные характеристики растворов электролитов и неэлектролитов ……16

2.3.2. Суммарные характеристики растворов коллоидов ……………………………18

2.4. Чрез мембранный обмен растворами …………………………………………………18


2.4.1.Механизмы чрез мембранного перетока растворов ……………………………18

2.5. Регуляция объема и осмолярности жидкостей организма …………………………...19


2.6. Суточный расход воды в организме …………………………………………………..22

2.7. Наружные потери жидкости через открытые раны, свищи и фистулы ……………..24

2.8. Внутреннее депонирование жидкости в имеющихся или возникших полостях …..24


2.9. Признаки нарушения водно-солевого обмена …………/…………………………….24

3. ЛАБОРАТОРНЫЙ КОНТРОЛЬ ВОДНО-СОЛЕВОГО ОБМЕНА ………………………28

3.1. Концентрация веществ в плазме и сыворотке крови …………………………………28

3.2. Осмолярность сыворотки ………………………………………………………………30

3.3. Гематокрит ………………………………………………………………………………31

3.4. Кислотно-щелочное состояние …………………………………………………………31

3.5. Молочная кислота ……………………………………………………………………….32

3.6. Лабораторные показатели мочи ………………………………………………………..32

4. НАРУШЕНИЕ ОБМЕНА ВОДЫ И СОЛЕЙ В ОРГАНИЗМЕ …………………………….35


4.1. Обезвоживание организма ………………………………………………………………35

4.1.1. Общее обезвоживание …………………………………………………………………35


4.1.2. Внеклеточное обезвоживание ………..……………………………………………….37

4.1.2.1. Острое внеклеточное обезвоживание …………………………………………….38

4.1.2.2. Хроническое внеклеточное обезвоживание …………..…………………………39

4.1.3. Внутрисосудистое обезвоживание ……………………………………….…………..40

4.1.3.1. Острое внутрисосудистое обезвоживание ………………………………………41

4.1.3.2. Хроническое внутрисосудистое обезвоживание …….………………………….44

4.2. Переводнение организма ………………………………………………………………….45


4.2.1. Общее переводнение …………………………………………………………………..45

4.2.2. Внеклеточное переводнение ……………………………………………….………….46

4.2.3. Внутрисосудистое переводнение ………………………………………….………….47

4.2.3.1. Острое внутрисосудистое переводнение ………………………………..…….……47


4.2.3.2. Хроническое внутрисосудистое переводнение ………………………………….48

4.3. Натрий ………………………………………………………………………………………49

4.3.1. Гтпонатриемия ……………………………………………………………………….50

4.3.1.1. Гипонатриемия с внеклеточным обезвоживанием ……………………………...50

4.3.1.2. Гипонатриемия с внеклеточным переводнением………………………………..51

4.3.2. Гипернатриемия …………….……………………………………………………….52

4.4. Калий ………………………………………………………………………………………53

4.4.1. Гипокалиемия …………………………………………………………………………54

4.4.2. Гиперкалиемия ………………………………………………………………………..56

4.5. Кальций ……………………………………………………………………………………58

4.5.1. Гипокальциемия……………………………………………………………………….58

4.5.2. Гиперкальциемия …………………………………………………………………..…60

4.6. Фосфор …………………………………………………………………………………….61

4.6.1. Гипофосфатемия ………………………………………………………………………62

4.6.2. Гиперфосфатемия ……………………………………………………………………..64

4.7. Магний …………………………………………………………………………………….64

4.7.1. Гипомагниемия ………………………………………………………………………..65

4.7.2. Гипермагниемия ………………………………………………………………………67

4.8. Железо ……………………………………………………………………………………..68

4.8.1. Нехватка железа в организме ………………………………………………………..68

4.8.2. Избыток железа в организме …………………………………………………………70

4.9. Цинк ………………………………………………………………………………………..71

4.9.1. Нехватка цинка в организме ………………………………………………………….71

4.9.2. Избыток цинка в организме ………………………………………………………….72


4.10. Медь ………………………………………………………………………………………73

4.10.1. Нехватка меди в организме …………………………………………………………73

4.10.2. Избыток меди в организме ………………………………………………………….74

4.11. Хром ………………………………………………………………………………………75

4.11.1. Нехватка хрома в организме ………………………………………………………..75

4.11.2. Избыток хрома в организме ………………………………………………………...76

4.12. Селен ……………………………………………………………………………………..76

4.12.1. Нехватка селена в организме ……………………………………………………….77

4.12.2. Избыток селена в организме ………………………………………………………..77

4.13. Кремний ………………………………………………………………………………….78

4.13.1. Нехватка кремния в организме ……………………………………………………..78

4.13.2. Избыток кремния в организме ……………………………………………………..79

4.14. Литий …………………………………………………………………………………….79

4.14.1. Нехватка лития в организме ………………………………………………………..79

4.14.2. Избыток лития в организме ………………………………………………………...80

4.15. Марганец …………………………………………………………………………………80

4.15.1. Нехватка марганца в организме …………………………………………………….81

4.15.2. Избыток марганца в организме ……………………………………………………..81

4.16. Молибден ………………………………………………………………………………..82

4.16.1. Нехватка молибдена в организме ………………………………………………….82

4.16.2. Избыток молибдена в организме …………………………………………………..83


4.17. Кобальт …………………………………………………………………………………..83

4.17.1. Нехватка кобальта в организме …………………………………………………….83

4.17.2. Избыток кобальта в организме ……………………………………………………..84

4.18. Йод ……………………………………………………………………………………….84

4.18.1. Нехватка йода в организме …………………………………………………………85

4.18.2. Избыток йода в организме ………………………………………………………….85

4.19. Ванадий ………………………………………………………………………………….86

4.19.1. Нехватка ванадия в организме ……………………………………………………..86

4.19.2. Избыток ванадия в организме ……………………………………………………..87

4.20. Бор ……………………………………………………………………………………….87

4.20.1. Нехватка бора в организме …………………………………………………………87

4.20.2. Избыток бора в организме ………………………………………………………….88

4.21. Фтор ……………………………………………………………………………………..88

4.21.1. Нехватка фтора в организме ……………………………………………………….89

4.21.1. Избыток фтора в организме ………………………………………………………..89

4.22. Германий ………………………………………………………………………………..90

4.22.1. Нехватка германия в организме ……………………………………………………90

4.22.2. Избыток германия в организме …………………………………………………….90

4.23. Сера ………………………………………………………………………………………91

4.23.1. Нехватка серы в организме …………………………………………………………91

4.23.2. Избыток серы в организме ………………………………………………………….91

5. ЗДОРОВЬЕ И МИНЕРАЛЫ ……………………………………………………………………92

6. СОСТОЯНИЯ, СОПРОВОЖДАЮЩИЕСЯ НАРУШЕНИЕМ ОБМЕНА ВОДЫ И СОЛЕЙ …………………………………………………..99


6.1. Нарушение обмена жидкостей в пищеварительном тракте ……………………………..98

6.1.1. Потери содержимого из верхнего отдела пищеварительного тракта ……………….98

6.1.2. Потери содержимого из нижнего отдела пищеварительного тракта ………………99

6.2. Почечная недостаточность ……………………………………………………………….100

6.3. Недостаточность кровообращения ………………………………………………………102

6.4 Сахарный диабет …………………………………………………………………………..103

6.4.1. Гиперосмолярный гипергликемический некетоацидотический синдром …………103

6.4.2. Диабетический кетоацидоз …………………………………………………………....104


6.5. Нарушение секреции антидиуретического гормона ……………………………………104

6.5.1. Несахарный диабет …………………………………………………………………….104


6.5.2. Синдром избыточной секреции антидиуретического гормона ……….…………….105

6.6. Дисфункция надпочечников ……………………………………………………………..106


6.6.1. Острая надпочечниковая недостаточность ………………………………………….106

6.6.2. Избыточная адреналовая гормональная активность ………………………………..107


6.7. Остеопороз …………………………………………………………………………………..108

6.8. Ожоговая болезнь …………………………………………………………………………...111

6.9. Лечебный плазмаферез …………….……………………………………………………..…114

6.10. Состав пищевой соли и артериальное давление …………………………………………116

Заключение ……………………………………………………………………………………….119

Список литературы ……………………………………………………………………………….120


Сокращения:
АДГ – антидиуретический гормон

ГГНКАС – гиперосмотический гипергликемический некетоацидотический синдром

ДЗЛА - давление заклинивания легочной артерии

ДКА – диабетический кетоацидоз

ККЧ - количество коллоидных частиц

КОД - коллоидно-осмотическое давление

ЛПА – лечебный плазмаферез

НСД - несахарный диабет

О - осмолярность

ОБ - общий белок

ОЦК – объем циркулирующей крови

ОЦП – объем циркулирующей плазмы

ПНФ – предсердный натрийуретический фактор

ПТГ - паратиреоидный гормон

СИСАДГ – синдром избыточной секреции антидиуретического гормона

D - deficit (нехватка)

DHS - dose of hypertonicus solution (доза гипертонического раствора)

Ht - haematocrit (гематокрит)

Gl - glucosa (глюкоза)

pH - водородный показатель

S - surplus (излишек)

Ur - urea (мочевина)

TBW - total body warter (общая вода организма)

Wp - weight of pacient (вес пациента)

Введение
"Начало всего есть вода"

Фалес (VI в. до н.э.)


Жизнь без воды немыслима. Это очевидно каждому и не нуждается в доказательствах. Еще более 2,5 тысячелетий тому назад один из семи мудрецов древности Фалес пришел к убеждению, что вода есть начало всех явлений природы: "Все из воды: во-первых, начало всех животных - сперма, а она влажная; во-вторых, все растения влагой питаются и от влаги плодоносят, а лишенные ее засыхают; в-третьих, и сам огонь Солнца и звезд питается влажными испарениями, равно как и сам космос"

Однако вода - один из определяющих, но не единственный фактор жизни. Современник Фалеса – Анаксимен ведущее место в мироздании отводил воздуху, утверждая, что "Начало всех вещей - воздух". А в V в. до н.э. Мелисс выделяет в основе мироздания уже несколько начал: "В основании четырех элементов - воды, земли, огня, воздуха - лежит некая общая сущность, не возникшая и не уничтожаемая, которую следует назвать всеединым".

По существу, Мелиссом перечислены основные условия поддержания жизни. К этим условиям относятся: вода, земля (минеральные соли), огонь (энергия, тепло) и воздух (кислород, азот и другие газы). При этом вода объединяет остальные начала, растворяя минеральные соли и различные газы, поглощая и перенося тепло, создавая условия обмена веществ – основу жизнедеятельности.

Таким образом, возникновение и развитие живых организмов стало возможным в результате стечения на Земле в определенное время множества условий, важнейшими из которых явились: достижение на поверхности Земли "подходящей" для жизнедеятельности температуры, поддерживаемой поступлением солнечной энергии; наличие в атмосфере углекислого газа, кислорода, азота и др.; присутствие воды и жизненно важных химических элементов, таких как углерод, азот, кальций, фосфор и множества других, совершенно незаменимых для жизнедеятельности.

И всё же жизнь возникла в воде, на основе воды и поддерживается водой. Вода составляет не менее половины массы живых организмов. Являясь прекрасным растворителем, вода создает в организме условия для взаимодействия, преобразования, перемещения и распределения различных веществ. Высокая теплоемкость воды позволяет осуществлять внутри организменную терморегуляцию.

Ежедневное потребление около 2 литров воды представляет наибольшую часть пищевого рациона человека. В связи с этим отсутствие воды является тяжелым испытанием. Без воды человек может существовать не более недели, тогда как без продуктов питания он в состоянии прожить около месяца.

На основе воды с растворенными солями, белками и газами создаются условия для оптимального протекания жизненных процессов, функционирования многочисленных ферментов в организме за счет поддержания определенной осмолярности, коллоидно-осмотического давления, кислотно-основного состояния. При этом каждый химический элемент выполняет десятки, и даже сотни разнообразных партий в грандиозной симфонии под названием Жизнь.

1. СВОЙСТВА ВОДЫ И ЕЕ РАСТВОРОВ

"От многой мудрости, много скорби"

Соломон (Х в. до н.э.)
Через всякий живой организм постоянно проходит поток разнообразных веществ, принимающих участие в обменных процессах и выделяемых во внешнюю среду в виде конечных продуктов обмена. Этот постоянный поток газов, жидкостей, минеральных и питательных веществ в виде водного раствора перемещается внутри организма, достигая клеток различных органов, где, благодаря биохимическим реакциям, происходят различные пластические и энергетические превращения, затем осуществляется перенос и перераспределение полученных продуктов и энергии внутри организма и, наконец, - удаление отработанных веществ. В этом сложнейшем процессе вода является не только растворителем и переносчиком продуктов обмена, но и сама принимает участие в многих биохимических преобразованиях.

Благодаря потоку веществ, организм постоянно обновляется. К примеру, мужчина массой 70 кг, имеющий в организме около 40 литров воды, за счет ежедневного поступления и выделения 2 литров воды менее чем за месяц способен полностью обновить свою внутреннюю водную среду. Всё живое на Земле сосуществует как бы в одном общем "аквариуме", из которого мы получаем воду и куда её затем выделяем. Эти водные потоки разных организмов перемешиваются и молекулы воды, покинувшие один организм, поступают в другие живые существа. Не исключено, что в некоторых из нас имеются молекулы воды, некогда поддерживавшие жизнь Сократа, Александра Македонского или Юлия Цезаря. Одним словом, все живые существа на Земле – родственны по воде, обеспечивающей их жизнедеятельность.

На этот естественный природный и биологический процесс в наше время возрастающее неблагоприятное воздействие оказывает хозяйственная деятельность, приводящая к засорению атмосферы и воды ядовитыми промышленными и транспортными отходами. Виновные в загрязнении нашей общей среды обитания должны понять, что от ядовитого бумеранга, запущенного ими, невозможно уберечься и рано или поздно беда настигнет их вместе с миллионами обитателей нашей маленькой планеты. Ради сохранения нашего общего дома уже сейчас необходим строжайший экологический контроль всей хозяйственной деятельности в планетарном масштабе.

Ранее считалось, что вода представляет собой простейший неделимый элемент. Лишь в конце XXVIII века французскому ученому Лавуазье удалось опытным путем получить 2,5 грамма воды от сжигания водорода в смеси с кислородом и доказать, что её молекула состоит из соединения этих газов. В наши дни любому образованному человеку известна химическая формула воды – H2O и её основные физические свойства.

Дальнейшие научные поиски обнаружили химическую неоднородность воды. Так, в 30-е годы ХХ столетия американскому физику Гарольду Юри удалось доказать, что небольшая часть воды имеет формулу D2O, в которой водород представлен своим изотопом – дейтерием. Это соединение было названо тяжелой водой. Тяжелая вода имеет более высокую плотность, температуру замерзания и кипения по сравнению с обычной водой. В литре речной воды содержится около 150 мг тяжелой, а в литре морской - 165 мг. Тяжелая вода отличается от обычной не только физическими, но и биологическими свойствами. Она подавляет жизнедеятельность, замедляя биохимические процессы в организме. Сниженное содержание тяжелой воды в горных источниках считается одним из условий более частых случаев долго жительства у горцев Кавказа. Вместе с тем высокому содержанию тяжелой воды приписывается исчезновение с лица Земли некоторых оазисов и даже цивилизаций.

Водород и кислород составляют в общей сложности 75% массы организма человека. Причем на кислород приходится 65%, а на водород - 10%. Углерод составляет 18% массы тела, азот - 3%, кальций - 1,5%, фосфор - 0,7%, а все остальные химические элементы - 1,8%. В порядке убывания доли в организме эти элементы располагаются следующим образом: калий - 0,35% (245 г), сера - 0,25% (175 г), натрий и хлор - по 0,15% (по 105 г), магний - 0,05% (35 г), железо - 0,004% (3 г), марганец - 0,0003% (0,2 г), медь - 0,00014% (0,1 г), иод - 0,00004% (0,03 г). Кроме того, в состав организма человека входят такие элементы, как хром, кобальт, фтор, цинк, литий, молибден, селен, кремний, ванадий, бор, германий и, вероятно, этот список еще не окончательный.

Все эти химические элементы организм получает из окружающей среды, где их соотношение совсем иное. Исключение составляет кислород, который как и в организме является преобладающим, составляя около половины массы земной коры. Второе место занимает кремний - 25%, затем идет алюминий - 7,5%, далее железо - 5,08%, кальций - 3,39%, натрий - 2,63%, калий - 2,4%, магний - 1,93%, водород находится на девятом месте - 0,97%, титан на десятом - 0,62%, а углерод лишь на одиннадцатом - 0,1%.

Таким образом, если кислород в организме человека и земной коре составляет в равной степени значительную долю, то углерод в организме по сравнению с земной корой сконцентрирован в 180 раз, водород - в 10 раз. Почему же основными жизнеобразующими элементами стали именно те а не иные. Нетрудно заметить, что каждый сам по себе или в соединениях может находиться в газообразном состоянии или хорошо растворим в воде, что создает условия их активного участия в обмене веществ как внутри организма, так и с окружающей средой.

Одним из ценных физических свойств воды является ее высокая теплоемкость, почти в два раза превышающая таковую спиртов и масел. Это качество придает устойчивость живых систем к перепадам температуры, позволяя сохранять постоянство внутренней среды. Причем, наименьшая теплоемкость воды проявляется при температуре 37oC, что позволяет теплокровному организму малыми затратами энергии воспроизводить защитную гипертермию при инфекционных заболеваниях.

Но все же наиболее важным качеством, сделавшим ее фундаментом жизни, является то, что вода - непревзойденный универсальный растворитель. В силу этого химически чистая вода в природе не встречается. В ней всегда растворены те или иные газы и соли. Следовательно, любая природная вода - это газо-солевой раствор различной насыщенности. Не составляет исключения пресная питьевая вода, содержащая в литре 200-500 мг минеральных солей.

Прекрасная способность воды к растворению различных веществ связывается с пространственной структурой ее молекулы. Считается, что молекула воды представляет собой диполь. Положительный полюс этого диполя представлен двумя атомами водорода, отдавшими свои электроны. Кислород же, получивший эти два электрона, смещен к отрицательному полюсу диполя. Молекулы воды, ориентируясь к каждому иону минеральной соли противоположным его заряду полюсом создают электростатические силы, способные отделить этот ион от кристаллической решетки. После отделения каждый ион оказывается окружен гидратной оболочкой, ориентированных к нему противоположным его электрическому заряду полюсом молекул воды. В итоге на поверхности гидратной оболочки оказывается тот же электрический знак, как и у окруженного иона. Наличие гидратных оболочек, предотвращающих прямой контакт катионов и анионов, определяет стабильность раствора.

Такие растворы, в которых вещества находятся в ионной форме считаются истинными. При этом растворенные частицы имеют размер около 10-10 м., т.е. близок к размеру атомов и молекул.

Растворы, содержащие частички вещества размером от 10-9 до 10-7 м во взвешенном (не ионизированном) состоянии называют коллоидными. Коллоидные растворы бывают трех видов: суспензоидные, мицелярные и молекулярные.

Суспензоидные растворы или золи состоят из низкомолекулярных неорганических веществ, представленных металлами, окислами химических элементов и разных солей. Препятствием к слипанию и укрупнению разно великих частичек в этих растворах служит их одинаковый знак электрического заряда. Золи относят к необратимым коллоидным растворам, т. к. после выпаривания или выпадения осадка добавление растворителя не переводит осажденные частицы вновь в суспензоидный раствор

Мицелярные или ассоциативные растворы состоят из мицелл, включающих до 109 атомов и представляющих собой агрегаты низкомолекулярных веществ, окруженные двойным слоем ионов. Внутренний или потенциал образующий слой ионов окружен противоионами, часть из которых при многочисленных соударениях выбивается с поверхности мицеллы, в которой начинает преобладать электрический заряд внутреннего слоя. Наличие этого заряда позволяет сохраняться этим растворам достаточно продолжительное время.

Молекулярные коллоидные растворы состоят из природных или синтетических макромолекул с массой от 104 до 107. При коагуляции эти растворы переходят в состояние студня или геля. Добавление воды к высушенным студням приводит к повторному их набуханию. Это качество лежит в основе приготовления и использования в клинической практике различных белковых лиофилизированных препаратов.


1.1. Зависимость растворимости солей в воде от температуры
Температурная зависимость растворимости в воде различных солей указывает на преимущества теплокровных над холоднокровными животными. Доказательством этому служит близкая к максимальной растворимость солей в интервале температур, свойственному теплокровным животным (табл. 1).

скачать файл


следующая страница >>
Смотрите также:
Серия «карманная энциклопедия лабораторной диагностики» под общей редакцией профессора Г. И. Козинца
2199.66kb.
Настоящая программа разработана Московским государственным лингвистическим университетом под общей редакцией академика рао, доктора педагогических наук, профессора И. И
132.97kb.
Под редакцией профессора В. П. Колесова и профессора М. Н
7027.47kb.
Бургасова Ольга Александровна Клинико-патогенетические аспекты поражений суставов возбудителями бактериальной природы, совершенствование лабораторной диагностики, подходы к терапии
741.77kb.
1. Краткие сведения но английской фонетике
33.92kb.
Методические указания мук 735-99 "Паразитологические методы лабораторной диагностики гельминтозов и протозоозов"
820.37kb.
Ю. Н. Чередниченко (Сибирское Отделение Российской Академии Медицинских наук. Нии общей патологии и экологии человека. Лаборатория клинической диагностики и терапии)
981.58kb.
Рабочая программа по литературе
238.38kb.
Учебник для 6 класса общеобразовательных учреждений «География. Природа и люди» под редакцией А. И. Алексеева, страницы 74 164
112.9kb.
Рабочая программа по географии составлена на основе программ для специальных (коррекционных) школ VIII вида под редакцией В. В. Воронковой
102.4kb.
Рабочая учебная программа разработана на основе программы под редакцией Б. М. Неменского «Изобразительное искусство и художественный труд 1-9 классы», М.:«Просвещение» 2011
119.07kb.
Атмосферные осадки
85.52kb.