Баланс жидкости

Аспект гомеостаза, касающийся контроля количества воды в организме

Баланс жидкости — это аспект гомеостаза организмов , при котором количество воды в организме необходимо контролировать с помощью осморегуляции и поведения , так чтобы концентрации электролитов ( солей в растворе ) в различных жидкостях организма поддерживались в пределах нормы . Основной принцип баланса жидкости заключается в том, что количество воды , теряемой организмом, должно быть равно количеству потребляемой воды; например, у людей вывод (через дыхание , потоотделение , мочеиспускание , дефекацию и отхаркивание ) должен быть равен вводу (через еду и питье или парентеральное поступление). Эуволемия — это состояние нормального объема жидкости в организме, включая объем крови , объем интерстициальной жидкости и объем внутриклеточной жидкости ; гиповолемия и гиперволемия — это дисбалансы. Вода необходима для всей жизни на Земле. Люди могут выживать без пищи от 4 до 6 недель, но без воды — всего несколько дней.

Обильное потоотделение может увеличить потребность в восполнении электролитов. Водно-электролитный дисбаланс вызывает головную боль и усталость, если он легкий; болезнь , если умеренный, и иногда даже смерть, если он тяжелый. Например, водная интоксикация (которая приводит к гипонатриемии ), процесс потребления слишком большого количества воды слишком быстро, может быть фатальным. Дефицит воды в организме приводит к сокращению объема и обезвоживанию . Диарея представляет угрозу как для объема воды в организме , так и для уровня электролитов, поэтому заболевания, вызывающие диарею, представляют большую угрозу для баланса жидкости.

Подразумеваемое

Потребление воды

Рекомендуемое ежедневное количество питьевой воды для людей варьируется. ^[1] Оно зависит от активности, возраста, здоровья и окружающей среды. В Соединенных Штатах адекватное потребление для общего количества воды, основанное на медианном потреблении, составляет 4,0 литра (141 британская жидкая унция; 135 американских жидких унций) в день для мужчин старше 18 лет и 3,0 литра (106 британских жидких унций; 101 американская жидкая унция) в день для женщин старше 18 лет; предполагается, что около 80% из питья и 20% из пищи. ^[2] Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов рекомендует 2,0 литра (70 британских жидких унций; 68 американских жидких унций) общего количества воды в день для женщин и 2,5 литра (88 британских жидких унций; 85 американских жидких унций) в день для мужчин. ^[3]

Распространенный совет выпивать 8 стаканов (1900 мл или 64 жидких унции США) простой воды в день не является научным; жажда — лучший ориентир для определения того, сколько воды пить, чем определенное фиксированное количество. ^[4] Американцы в возрасте 21 года и старше в среднем выпивают 1043 мл (36,7 жидких унций США; 35,3 жидких унций США) питьевой воды в день, а 95% выпивают менее 2958 мл (104,1 жидких унций США; 100,0 жидких унций США) [чего?] в день. ^[5] Физические упражнения и воздействие тепла приводят к потере воды и, следовательно, могут вызывать жажду и большее потребление воды. ^[6] Активным людям в жарком климате может потребоваться 6,0 литров (211 жидких унций США; 203 жидких унции США) воды или больше в день. ^[6]

Неясно, насколько питьевая вода способствует потреблению минеральных питательных веществ. Неорганические минералы обычно попадают в поверхностные и грунтовые воды через ливневые стоки и через почву. Очистка воды также добавляет некоторые минералы, такие как кальций , цинк , марганец , фосфат , фторид и соединения натрия . ^[7] Вода, образующаяся в результате биохимического метаболизма питательных веществ, обеспечивает значительную часть суточной потребности в воде для некоторых членистоногих и пустынных животных, но обеспечивает лишь малую часть необходимого потребления человеком. Почти во всей питьевой воде есть микроэлементы; некоторые из них влияют на метаболизм, такие как натрий, калий и хлорид , которые в небольших количествах встречаются в большинстве видов воды. Другие элементы, такие как фторид , хотя и полезны в низких концентрациях, могут вызывать стоматологические и другие проблемы при высоких уровнях.

Баланс жидкости важен для здоровья. Обильное потоотделение может увеличить потребность в восполнении электролитов (солей). Водная интоксикация (потребление слишком большого количества воды слишком быстро) вызывает гипонатриемию , которая может привести к смерти в течение нескольких минут или часов. ^[8] Вода составляет около 60% веса тела у мужчин и 55% веса у женщин. ^[9] Младенец состоит примерно на 70–80% из воды; пожилые люди состоят примерно на 45% из воды. ^[10]

Медицинское применение

Последствия болезни

Когда человек болен, жидкость может также теряться через рвоту , диарею и кровотечение . В этих случаях человек подвергается повышенному риску обезвоживания, так как почкам будет сложнее компенсировать потерю жидкости за счет снижения диуреза (почки должны вырабатывать по крайней мере некоторое количество мочи, чтобы выводить отходы метаболизма).

Пероральная регидратационная терапия

Оральная регидратационная терапия (ОРТ) — это тип замены жидкости, используемый для лечения обезвоживания. В условиях острой больницы тщательно контролируется баланс жидкости. Это дает информацию о состоянии гидратации пациента, функции почек и сердечно-сосудистой функции.

• Если потеря жидкости превышает ее прирост (например, если у пациента рвота и диарея), говорят, что у пациента отрицательный баланс жидкости . В этом случае жидкость часто вводят внутривенно, чтобы компенсировать потерю.
• С другой стороны, положительный баланс жидкости (когда прирост жидкости превышает ее потерю) может указывать на проблемы с почками или сердечно-сосудистой системой.

Если артериальное давление низкое ( гипотония ), скорость фильтрации в почках снижается, что приводит к снижению реабсорбции жидкости и, следовательно, к уменьшению выделения мочи.

Поэтому точное измерение баланса жидкости является важным диагностическим инструментом и позволяет быстро принять меры для устранения дисбаланса.

Пути потери и поступления жидкости

Жидкость может покидать тело многими способами. Жидкость может поступать в тело в виде предварительно сформированной воды, съеденной пищи и питья и в меньшей степени в виде метаболической воды, которая вырабатывается как побочный продукт аэробного дыхания ( клеточного дыхания ) и синтеза дегидратации. ^[11]

Вход

Постоянный запас необходим для восполнения жидкости, потерянной в результате нормальной физиологической деятельности, такой как дыхание, потоотделение и мочеиспускание . Вода, образующаяся в результате биохимического метаболизма питательных веществ, обеспечивает значительную часть суточной потребности в воде для некоторых членистоногих и пустынных животных, но обеспечивает лишь малую часть необходимого потребления человеком.

В нормальном состоянии покоя поступление воды через потребляемые жидкости составляет приблизительно 1200 мл/день, через потребляемую пищу – 1000 мл/день и через аэробное дыхание – 300 мл/день, что в сумме составляет 2500 мл/день. ^[12]

Регулирование ввода

Поступление воды регулируется в основном через потребляемые жидкости, что, в свою очередь, зависит от жажды . Недостаток воды приводит к повышению осмолярности внеклеточной жидкости . Это ощущается осморецепторами в organum vasculosum терминальной пластинки , которые вызывают жажду. Жажду можно в некоторой степени сознательно подавлять, как при ограничении жидкости .

Почки человека обычно приспосабливаются к разным уровням потребления воды. Почкам потребуется время, чтобы приспособиться к новому уровню потребления воды. Это может привести к тому, что тот, кто пьет много воды, будет легче обезвоживаться , чем тот, кто обычно пьет меньше.

Выход

• Большая часть жидкости выводится с мочой , приблизительно 1500 мл/день (примерно 1,59 кварты/день) в нормальном состоянии покоя у взрослого человека. ^{[12] [13]}
• Часть жидкости теряется через потоотделение (часть механизма контроля температуры тела) и в виде водяного пара в выдыхаемом воздухе . Это называется «неощутимыми потерями жидкости», поскольку их нелегко измерить. Некоторые источники говорят, что неощутимые потери составляют от 500 до 650 мл/день (от 0,5 до 0,6 кварты) воды у взрослых, ^{[12] [14],} в то время как другие источники называют минимальное значение в 800 мл (0,8 кварты). ^[15] У детей один из расчетов, используемых для неощутимой потери жидкости, составляет 400 мл/м ² площади поверхности тела .
• Кроме того, взрослый человек теряет около 100 мл/день жидкости через кал . ^{[12] [16]}
• У женщин дополнительные 50 мл/день теряются через вагинальные выделения.

Эти выходы находятся в равновесии с поступлением ~2500 мл/день. ^[12]

Регулирование выпуска

Механизмы гомеостатического контроля организма , которые поддерживают постоянную внутреннюю среду, обеспечивают поддержание баланса между притоком и потерей жидкости. Антидиуретические гормоны вазопрессин (АДГ) и альдостерон играют в этом важную роль.

• Если в организме наблюдается дефицит жидкости , секреция этих гормонов увеличивается, что приводит к задержке жидкости в почках и снижению выделения мочи.
• И наоборот, если уровень жидкости избыточный , секреция этих гормонов подавляется, что приводит к меньшей задержке жидкости в почках и последующему увеличению объема вырабатываемой мочи.

Антидиуретический гормон

Если организм становится дефицитным по жидкости , это будет ощущаться осморецепторами в сосудистом органе терминальной пластинки и субфорникальном органе . ^[17] Эти области проецируются в супраоптическое ядро ​​и паравентрикулярное ядро , которые содержат нейроны, секретирующие антидиуретический гормон, вазопрессин, из своих нервных окончаний в задней доле гипофиза . Таким образом, будет происходить увеличение секреции антидиуретического гормона, что приведет к задержке жидкости в почках и снижению диуреза.

Альдостерон

Недостаток жидкости вызывает снижение перфузии юкстагломерулярного аппарата в почках. Это активирует ренин-ангиотензиновую систему. Среди прочего, это заставляет почечные канальцы (т. е. дистальные извитые канальцы и кортикальные собирательные трубочки ) реабсорбировать больше натрия и воды из мочи. Калий секретируется в канальцы в обмен на натрий, который реабсорбируется. Активированная ренин-ангиотензиновая система стимулирует клубочковую зону коры надпочечников, которая, в свою очередь, секретирует гормон альдостерон. Этот гормон стимулирует реабсорбцию ионов натрия из дистальных канальцев и собирательных трубочек . Вода в просвете канальцев не может следовать за реабсорбцией натрия осмотически, так как эта часть почки непроницаема для воды; высвобождение АДГ (вазопрессина) требуется для увеличения экспрессии аквапориновых каналов в кортикальных собирательных трубочках, что позволяет реабсорбировать воду.

Влияние на потерю веса

Стакан воды на пустой тарелке

Пост — это акт воздержания от еды , а иногда и питья. Однако с чисто физиологической точки зрения «пост» может относиться к метаболическому статусу человека, который не ел всю ночь (перед « завтраком »), или к метаболическому состоянию, достигнутому после полного переваривания и усвоения пищи. ^[18] Метаболические изменения в состоянии голодания начинаются после усвоения пищи (обычно через 3–5 часов после еды). Диагностическое голодание относится к длительному голоданию от 1 до 100 часов (в зависимости от возраста), проводимому под наблюдением, чтобы облегчить исследование осложнения здоровья (обычно гипогликемии ). Многие люди также могут голодать в рамках медицинской процедуры или проверки , например, перед колоноскопией или операцией , или перед определенными медицинскими тестами. Прерывистое голодание — это метод, иногда используемый для снижения веса или других преимуществ для здоровья, который включает регулярное голодание в диетический график человека . Пост может также быть частью религиозного ритуала, часто связанного с определенными запланированными днями поста, как определено религией, или применяться в качестве публичной демонстрации по определенной причине в практике, известной как голодовка .

Смотрите также

• Питьевая вода

Ссылки

1. Энн К. Гранджин (август 2004 г.). "3" (PDF) . Потребности в воде, факторы воздействия и рекомендуемые нормы потребления . Всемирная организация здравоохранения. стр. 25–34. Архивировано (PDF) из оригинала 22 февраля 2016 г.В статье 2004 года основное внимание уделяется ситуации в США и используются данные, полученные от вооруженных сил США.
2. "Ежедневные референтные значения потребления в США". Iom.edu. Архивировано из оригинала 6 октября 2011 г. Получено 5 декабря 2011 г.
3. Группа экспертов EFSA по диетическим продуктам, питанию и аллергии (2010). «Научное мнение о диетических референтных значениях для воды». Журнал EFSA . 8 (3): 1459. doi : 10.2903/j.efsa.2010.1459 .{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
4. Х. Валтин, Пейте не менее восьми стаканов воды в день. Серьёзно? Есть ли научные доказательства для «8 × 8»? Архивировано 20 апреля 2010 г. в Wayback Machine Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 283: R993-R1004, 2002.
5. Справочник по факторам воздействия: издание 2011 г. (PDF) . Национальный центр оценки окружающей среды. Сентябрь 2011 г. Архивировано из оригинала (PDF) 24 сентября 2015 г. Получено 24 мая 2015 г.
6. "Отчет устанавливает уровни потребления воды, соли и калия в рационе для поддержания здоровья и снижения риска хронических заболеваний". Институт медицины США, Совет по продовольствию и питанию. 11 февраля 2004 г. Получено 13 сентября 2017 г.
7. Всемирная организация здравоохранения. Архивировано 19 января 2011 г. в Wayback Machine ( ВОЗ ). Женева, Швейцария. Джойс Моррисси Донохью, Чарльз О. Абернати, Питер Ласовски, Джордж Холлберг. «Вклад питьевой воды в общее потребление отдельных микроэлементов в рационе в Соединенных Штатах». Черновик, август 2004 г.
8. Ноукс, Тимоти Д.; Гудвин, Нил; Рейнер, Брайан Л.; Бранкен, Тревор; Тейлор, Роберт КН (2005). «Водная интоксикация: возможное осложнение во время упражнений на выносливость☆». Дикая природа и экологическая медицина . 16 (4): 221–227. doi :10.1580/1080-6032(2005)16[221:WIAPCD]2.0.CO;2. PMID  16366205. S2CID  28370290.
9. Миллер, Томас А. (2006). Современная хирургическая помощь: физиологические основы и клинические приложения (3-е изд.). Нью-Йорк: Informa Healthcare. стр. 34. ISBN 978-1-4200-1658-1. Архивировано из оригинала 1 сентября 2017 года.
10. Неотложная помощь Нэнси Кэролайн на улицах (7-е изд.). [Sl]: Jones And Bartlett Learning. 2012. стр. 340. ISBN 978-1-4496-4586-1. Архивировано из оригинала 1 сентября 2017 года.
11. Саладин, Кеннет С. Вода, электролиты и кислотно-щелочной баланс (Нью-Йорк: McGraw-Hill Companies, Inc., 2010), 943-944.
12. Борон, Уолтер Ф. (2005). Медицинская физиология: клеточный и молекулярный подход . Elsevier/Saunders. стр. 829. ISBN 1-4160-2328-3.
13. Носек, Томас М. "Раздел 7/7ch08/7ch08p33". Основы физиологии человека . Архивировано из оригинала 2015-05-12.
14. Носек, Томас М. "Раздел 7/7ch08/7ch08p28". Основы физиологии человека . Архивировано из оригинала 24.03.2016.
15. 3.2 Незаметная потеря воды
16. Носек, Томас М. "Раздел 7/7ch08/7ch08p32". Основы физиологии человека . Архивировано из оригинала 24.03.2016.
17. МакКинли, М. Дж.; Джонсон, А. К. (2004). «Физиологическая регуляция жажды и потребления жидкости». Новости физиологических наук . 19 (1): 1–6. doi :10.1152/nips.01470.2003. PMID  14739394. Получено 2006-06-02 .
18. "голодание | Определение, описание, типы, преимущества и факты". Encyclopedia Britannica . Получено 28.10.2021 .