Wymiana soli mineralnych i wody. Wymiana wody i soli mineralnych Krótkotrwała wymiana soli mineralnych

Woda u osoby dorosłej wynosi 60%, a u noworodka - 75% masy ciała. Jest to środowisko, w którym zachodzą procesy metaboliczne w komórkach, narządach i tkankach. Ciągłe zaopatrzenie organizmu w wodę jest jednym z głównych warunków utrzymania jego aktywności życiowej. Około 70% całej wody w organizmie stanowi część protoplazmy komórek, tworząc tzw woda wewnątrzkomórkowa. Woda zewnątrzkomórkowa jest częścią tkanka Lub płyn śródmiąższowy(około 25%) i woda w osoczu krwi(około 5%). Na bilans wody składa się jej zużycie i wydalanie. Wraz z pożywieniem człowiek otrzymuje dziennie około 750 ml wody, w postaci napojów i czystej wody - około 630 ml. Około 320 ml wody powstaje w procesie metabolizmu podczas utleniania białek, węglowodanów i tłuszczów. Podczas parowania z powierzchni skóry i pęcherzyków płucnych uwalnia się dziennie około 800 ml wody. Taka sama ilość jest niezbędna do rozpuszczenia substancji czynnych osmotycznie wydalanych przez nerki przy maksymalnej osmolarności moczu. Z kałem wydalane jest 100 ml wody. Dlatego minimalne dzienne zapotrzebowanie to około 1700 ml wody.

Przepływ wody jest regulowany przez jej potrzebę, objawiającą się uczuciem pragnienia, które zależy od stężenia osmotycznego substancji w cieczach i ich objętości. To uczucie pojawia się, gdy ośrodek picia podwzgórza jest stymulowany.

Organizm potrzebuje stałego zaopatrzenia nie tylko w wodę, ale także w sole mineralne (regulacja gospodarki wodno-solnej opisana jest w rozdziale 8).

sole mineralne.Sód(Na+) jest głównym kationem w płynach zewnątrzkomórkowych. Jego zawartość w środowisku pozakomórkowym jest 6-12 razy większa niż w komórkach. Sód w ilości 3-6 g dziennie dostaje się do organizmu w postaci soli kuchennej i jest wchłaniany głównie w jelicie cienkim. Rola sodu w organizmie jest zróżnicowana. Bierze udział w utrzymaniu stanu kwasowo-zasadowego, ciśnieniu osmotycznym płynów pozakomórkowych i wewnątrzkomórkowych, bierze udział w tworzeniu potencjału czynnościowego, wpływa na aktywność niemal wszystkich układów organizmu; ma ogromne znaczenie w rozwoju wielu chorób. W szczególności uważa się, że sód pośredniczy w rozwoju nadciśnienia tętniczego zarówno poprzez zwiększanie objętości płynu pozakomórkowego, jak i zwiększanie oporu mikronaczyniowego. Równowaga sodu w organizmie jest utrzymywana głównie dzięki pracy nerek (patrz rozdział 8).

Najważniejszymi źródłami sodu są sól kuchenna, konserwy mięsne, sery, sery, pikle, pomidory, kapusta kiszona, solona ryba. Przy braku soli kuchennej dochodzi do odwodnienia, utraty apetytu, wymiotów, skurczów mięśni; przedawkowanie - pragnienie, depresja, wymioty. Stały nadmiar sodu zwiększa ciśnienie krwi.

Potas(K +) jest głównym kationem płynu wewnątrzkomórkowego. Komórki zawierają 98% potasu. Potas jest wchłaniany w jelicie cienkim i grubym. Potas ma szczególne znaczenie ze względu na swoją rolę potencjalotwórczą na poziomie utrzymania spoczynkowego potencjału błonowego. Potas bierze również czynny udział w regulacji równowagi kwasowo-zasadowej komórek. Jest czynnikiem utrzymującym ciśnienie osmotyczne w komórkach. Za regulację jego wydalania odpowiadają głównie nerki (patrz rozdział 8).

Najbogatsze w potas ziemniaki ze skórką, czosnkiem, pietruszką, dynią, cukinią, suszonymi morelami, morelami, rodzynkami, suszonymi śliwkami, bananami, morelami, roślinami strączkowymi, mięsem, rybami.

Przy niedoborze potasu dochodzi do utraty apetytu, arytmii, obniżenia ciśnienia krwi; w przypadku przedawkowania - osłabienie mięśni, zaburzenia rytmu serca i czynności nerek.

Wapń(Ca 2+) ma wysoką aktywność biologiczną. Jest głównym składnikiem budulcowym kości szkieletu i zębów, zawiera około 99% całkowitego Ca 2+. Dzieci potrzebują dużo wapnia ze względu na intensywny wzrost kości. Wapń jest wchłaniany głównie w dwunastnicy w postaci jednozasadowych soli kwasu fosforowego. Około 3/4 wapnia jest wydalane przez przewód pokarmowy, gdzie wapń endogenny dostaje się wraz z wydzielinami gruczołów trawiennych, a*/4 przez nerki. Rola wapnia w realizacji czynności życiowych organizmu jest ogromna. Wapń bierze udział w generowaniu potencjału czynnościowego, inicjacji skurczu mięśni, jest niezbędnym składnikiem układu krzepnięcia krwi, zwiększa pobudliwość odruchową rdzenia kręgowego oraz działa sympatykotropowo.

Głównymi dostawcami wapnia są mleko i produkty mleczne, sery, wątroba, ryby, żółtka jaj, rodzynki, zboża, daktyle.

Przy niedoborze wapnia pojawiają się skurcze mięśni, ból, skurcze, sztywność, u dzieci - deformacja kości, u dorosłych - osteoporoza, u sportowców - drgawki, szum w uszach, niedociśnienie. W przypadku przedawkowania obserwuje się utratę apetytu, wagę, osłabienie, gorączkę i zaparcia. Regulację prowadzą głównie hormony – tyrokalcytonina, parathormon i witamina Z) 3 (patrz rozdział 10).

Magnez(Mg 2+) jest zawarty w stanie zjonizowanym w osoczu krwi, erytrocytach, w składzie tkanki kostnej w postaci fosforanów i wodorowęglanów. Magnez działa przeciwskurczowo i rozszerzająco na naczynia krwionośne, pobudza perystaltykę jelit i zwiększa wydzielanie żółci. Wchodzi w skład wielu enzymów, które uwalniają energię z glukozy, stymulując aktywność enzymów, działają uspokajająco na serce i układ nerwowy.

Magnez znajduje się w pełnoziarnistym pieczywie, płatkach zbożowych (kasza gryczana, pełnoziarnisty ryż, płatki owsiane), jajach kurzych, fasoli, grochu, bananach, szpinaku. W mleku i produktach mlecznych magnez jest zawarty w niewielkiej ilości, ale dobrze się wchłania.

W przypadku niedoboru magnezu obserwuje się drgawki, bóle mięśni, zawroty głowy, apatię i depresję. Niedobór magnezu zwiększa zawartość wapnia w sercu i mięśniach szkieletowych, co prowadzi do zaburzeń rytmu serca i innych chorób. W przypadku przedawkowania dochodzi do zahamowania czynności układu oddechowego i ośrodkowego układu nerwowego.

Chlor(SG) bierze udział w tworzeniu soku żołądkowego, wchodzi do organizmu człowieka w składzie soli kuchennej i wraz z sodem i potasem uczestniczy w tworzeniu potencjału błonowego i przewodzeniu impulsu nerwowego, utrzymuje równowagę kwasowo-zasadową i promuje transport dwutlenku węgla przez erytrocyty. Chlor może osadzać się w skórze i pozostawać w organizmie przy nadmiernym spożyciu.

Chlor występuje głównie w soli kuchennej, konserwach mięsnych, serze, serze.

Przy niedoborze chloru obserwuje się pocenie się, biegunkę, niewystarczające wydzielanie soku żołądkowego i rozwija się obrzęk. Wzrost zawartości chloru występuje w przypadku odwodnienia organizmu oraz upośledzenia funkcji wydalniczej nerek.

Fosfor(P) - substancja życiowa, która jest częścią tkanki kostnej i jest główną częścią jąder komórek układu nerwowego, zwłaszcza mózgu. Bierze czynny udział w metabolizmie białek, tłuszczów i węglowodanów; niezbędny do budowy kości i zębów, prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego i mięśnia sercowego; bierze udział w syntezie enzymów, białek i kwasów nukleinowych (DNA i RNA). Fosfor występuje w tkankach organizmu i produktach żywnościowych w postaci kwasu fosforowego oraz związków organicznych (fosforanów).

Fosfor występuje w produktach zwierzęcych: mleku, twarogu, serze, wątróbce, mięsie, jajach; w otrębach pszennych, pieczywie razowym, kiełkach pszenicy; różne zboża, ziemniaki, rośliny strączkowe, suszone owoce, orzechy, nasiona słonecznika, owoce morza, a zwłaszcza ryby są bogate w fosfor.

Niedobór fosforu stwierdza się podczas długotrwałego postu (organizm zużywa fosfor zawarty w tkankach). Objawy: osłabienie, dalsza utrata apetytu, bóle kości, zaburzenia metaboliczne w mięśniu sercowym. Przy nadmiarze fosforu dochodzi do obniżenia poziomu wapnia we krwi i możliwe jest naruszenie rytmu serca. Nadmiar fosforu może rozwinąć się u dzieci karmionych butelką. W regulacji biorą udział parathormon i tyrokalcytonina (patrz rozdział 10).

Siarka(S) wchodzi w skład białek, chrząstki, włosów, paznokci, bierze udział w syntezie kolagenu. Jest niezbędna do neutralizacji w wątrobie toksycznych substancji pochodzących z jelita grubego w wyniku gnicia.

Najważniejszym źródłem siarki są produkty białkowe: mięso, ryby, nabiał, jaja, rośliny strączkowe.

Dzienne zapotrzebowanie, niedobór i przedawkowanie nie zostały wiarygodnie ustalone. Uważa się, że dzienne zapotrzebowanie jest rekompensowane zwykłą dietą.

Żelazo(Fe) jest głównym składnikiem wielu tkanek organizmu i niektórych enzymów. Znaczna ilość żelaza znajduje się w erytrocytach, około 70% - w hemoglobinie. Głównym fizjologicznym znaczeniem żelaza jest udział w procesie hematopoezy, transporcie tlenu i dwutlenku węgla oraz zapewnieniu oddychania komórkowego. Żelazo może być odkładane w organizmie. Takimi „magazynami” są dla niego śledziona, wątroba i szpik kostny.

Żelazo jest szczególnie potrzebne dziewczętom wchodzącym w okres dojrzewania i małym dzieciom. Niedobór żelaza w organizmie może prowadzić do rozwoju anemii i osłabienia mechanizmów obronnych organizmu. Żelazo znajduje się w mięsie, wątrobie (zwłaszcza wieprzowej), sercu, mózgu, żółtku jajka, borowikach, fasoli, grochu, czosnku, chrzanie, burakach, marchwi, pomidorach, dyni, białej kapuście, sałacie, szpinaku.

Niedobór żelaza zmniejsza aktywność enzymów oddechowych, co może prowadzić do zakłócenia oddychania tkankowego, rozwoju niedokrwistości z niedoboru żelaza (anemii). Wiele modnych diet mających na celu szybką utratę wagi prowadzi do niedoboru żelaza. Nadmiar żelaza może upośledzać funkcje wątroby i przewodu pokarmowego.

Jod(I-) bierze udział w tworzeniu tyroksyny - hormonu tarczycy, pomaga obniżyć poziom cholesterolu we krwi, zwiększa wchłanianie wapnia i fosforu przez organizm.

Najwięcej jodu znajduje się w wodorostach (wodorosty), rybach morskich, jajach, mięsie, mleku, warzywach (buraki, marchew, sałata, kapusta, ziemniaki, cebula, seler, pomidory), owocach (jabłka, śliwki, winogrona). Należy pamiętać, że podczas długotrwałego przechowywania produktów spożywczych zawierających jod i ich obróbki cieplnej dochodzi do utraty nawet 60% jodu.

Brak jodu w organizmie prowadzi do niedoczynności tarczycy, powiększenia tarczycy (wole), w dzieciństwie do kretynizmu (zatrzymanie wzrostu i spadek inteligencji). Nadmiar jodu prowadzi do nadczynności tarczycy (wole toksyczne). W profilaktyce przyjmuje się sól jodowaną (patrz rozdział 10).

Miedź(Cu) bierze udział w tworzeniu wielu enzymów i hemoglobiny, wspomaga wchłanianie żelaza w jelicie, uwalnianie energii z tłuszczów i węglowodanów; jony miedzi biorą udział w reakcjach utleniania substancji w organizmie. Zawartość miedzi w organizmie człowieka związana jest z płcią, wiekiem, dobowymi i sezonowymi wahaniami temperatury oraz chorobami zapalnymi.

Miedź znajduje się w mięsie, wątróbce, owocach morza (kalmary, kraby, krewetki), we wszystkich warzywach, melonach i roślinach strączkowych, orzechach, zbożach (płatki owsiane, kasza gryczana, kasza jaglana itp.), grzybach, owocach (jabłka, gruszki, morele, śliwki) , jagody (truskawki, truskawki, żurawiny, agrest, maliny itp.).

Brak miedzi w chorobach szkarlatyny, błonicy, chorobie Botkina, gruźlicy płuc komplikuje ich przebieg. U kobiet w ciąży z niedoborem miedzi częściej występuje zatrucie. Brak miedzi w pożywieniu zmniejsza aktywność enzymów oksydacyjnych i prowadzi do różnych form niedokrwistości (anemii). Przedawkowanie miedzi prowadzi do zatrucia.

Fluor(F-) występuje w niewielkich ilościach we wszystkich tkankach organizmu, ale jego główną rolą jest udział w tworzeniu zębiny, szkliwa zębów i tkanki kostnej. Głównym źródłem fluoru jest woda pitna. Fluor występuje w wystarczających ilościach w żywności - rybach, wątrobie, jagnięcinie, orzechach, płatkach owsianych, herbacie i owocach. Spośród warzyw sałata, pietruszka, seler, ziemniaki, kapusta biała, marchew i buraki są bogate w fluor.

Gwałtowny spadek fluoru w wodzie pitnej prowadzi do próchnicy i próchnicy zębów, podwyższona zawartość działa depresyjnie na tarczycę i prowadzi do rozwoju fluorozy (plamistych zmian na zębach).

Cynk(Zn 2+) bierze udział w syntezie białek, RNA, w tworzeniu większości enzymów i hematopoezie, występuje w układzie kostnym, skórze i włosach, jest integralną częścią męskiego hormonu płciowego - testosteronu, wspomaga gojenie się ran , zwiększa odporność, bierze udział w mechanizmie podziału komórek, normalizuje gospodarkę węglowodanową. Przewlekły stres psycho-emocjonalny, alkohol, palenie papierosów upośledzają wchłanianie cynku. Niedobór cynku w diecie może prowadzić do bezpłodności, anemii, chorób skóry, opóźnionego wzrostu paznokci i wypadania włosów, zwiększonego wzrostu guza, opóźnionego rozwoju seksualnego i opóźnienia wzrostu w okresie dojrzewania.

Przy braku cynku rany źle się goją, obserwuje się utratę apetytu, osłabia się wrażliwość smakowa i węchowa, pojawiają się owrzodzenia w jamie ustnej, na języku, a na skórze tworzą się krosty. Przedawkowanie zwiększa ryzyko zatrucia. W dużych ilościach cynk ma działanie rakotwórcze, dlatego nie zaleca się przechowywania wody i żywności w naczyniach ocynkowanych.

Cynk znajduje się w orzechach włoskich, owocach morza, mięsie, drobiu, wszystkich warzywach, zwłaszcza czosnku i cebuli, roślinach strączkowych, zbożach (zwłaszcza płatkach owsianych). Strawność cynku z produktów zwierzęcych wynosi ponad 40%, a roślinnych - do 10%.

Regulacja większości pierwiastków śladowych praktycznie nie jest badana.

Metabolizm mineralny (metabolizm solny) to zespół procesów wchłaniania, dystrybucji, przemiany i uwalniania soli nieorganicznych zachodzących w organizmie.

Główną część soli nieorganicznych stanowią chlorki, siarczany i węglany, sód i magnez. Metabolizm mineralny pełni rolę regulatora szeregu procesów fizykochemicznych zachodzących w organizmie, np. w utrzymaniu stałego ciśnienia osmotycznego płynów ustrojowych, stabilizacji pH krwi i tkanek, regulacji błon komórkowych itp. Jony niektórych soli służą jako aktywatory i inhibitory (patrz). Wchłanianie substancji nieorganicznych zachodzi głównie w jelicie cienkim; są transportowane do różnych narządów przez krew i limfę. Głównym magazynem wapnia i magnezu jest tkanka kostna, sód i potas - skóra, większość soli -. Uwalnianie soli nieorganicznych z organizmu następuje przez jelita i skórę. Naruszenie metabolizmu minerałów, na przykład z powodu braku niektórych soli w żywności, prowadzi do poważnych zjawisk patologicznych w organizmie.

Zobacz także Pierwiastki śladowe, Minerały, Metabolizm i energia.

Metabolizm mineralny - zespół procesów wchłaniania, dystrybucji, przemiany i wydalania związków nieorganicznych z organizmu. Główną częścią tych związków u ludzi są sole chlorkowe, siarczanowe, fosforanowe i węglanowe potasu, sodu, wapnia i magnezu. U dorosłych (o wadze około 70 kg) całkowita ilość popiołu w organizmie wynosi około 3 kg, z czego wapń stanowi 39%, fosfor - 22%, siarka - 4%, chlor - 3%, potas - 5%, sód – 2% i magnez – 0,7%. Stosunkowo wysoką zawartość wapnia i fosforu w popiele tłumaczy fakt, że pierwiastki te w postaci różnych soli fosforanowych wapnia stanowią dominującą część szkieletu kostnego. Zawartość powyższych pierwiastków w pełnej krwi jest równa (w mg%): sód - 175, potas - 210, wapń - 5, magnez - 4,3, chlor - 280, fosfor nieorganiczny - 3,5, siarka nieorganiczna - 1; w surowicy krwi dorosłych odpowiednie wartości są równe: sód - 335 ± 10, potas - 20 ± 2, wapń - 10 ± 0,3, magnez - 2,4 ± 0,7, chlor - 365 ± 15, fosfor nieorganiczny - 3 . 7 ± 0,8, siarka nieorganiczna - 1,3 ± 0,5. Oprócz powyższych pierwiastków, które zwykle określa się jako makroskładniki odżywcze, prawie wszystkie inne pierwiastki chemiczne można znaleźć w organizmie człowieka, ale znajdują się one w gęstych tkankach i krwi tylko w bardzo małych ilościach (ułamki mg%) i tylko niewielka ich część to prawdziwe biopierwiastki, czyli pierwiastki niezbędne do prawidłowego przebiegu procesów życiowych organizmu. Żelazo, miedź, cynk, mangan, kobalt, molibden, jod i fluor należą do szeregu pierwiastków określanych jako pierwiastki śladowe (patrz). Dla innych (rtęć, arsen, glin, nikiel, tytan) nie ma jak dotąd danych, które wskazywałyby, że mają one jakiekolwiek znaczenie fizjologiczne. Niektóre pierwiastki śladowe dostają się do organizmu wraz z wdychanym powietrzem.

W przeciwieństwie do wymiany związków organicznych metabolizm minerałów nie ma wartości energetycznej, a jego wartość plastyczna (poza rolą wapnia, fosforu i magnezu w tworzeniu układu kostnego) jest bardzo ograniczona. Mimo to głód mineralny zwierząt, czyli brak pożywienia jednego lub wielu prawdziwych biopierwiastków, szybko powoduje pojawienie się ciężkich zjawisk patologicznych, a następnie śmierć zwierząt. Wynika to z faktu, że związki nieorganiczne tkanek i płynów ustrojowych odgrywają ważną rolę jako bioregulatory głównych procesów metabolicznych w organizmie. Na przykład jony sodu, potasu i chloru są głównymi regulatorami ciśnienia osmotycznego krwi, płynu mózgowo-rdzeniowego, limfy, płynów tkankowych zewnątrz i wewnątrzkomórkowych, a każde naruszenie ich normalnych proporcji powoduje znaczne zmiany w dystrybucji wody między gęste tkanki i płyny ustrojowe. Stosunek całkowitej ilości nieorganicznych kationów i anionów w dużej mierze determinuje pH tkanek i krwi oraz możliwość jego zmiany w jednym lub drugim kierunku w różnych stanach patologicznych. Równie ważny jest fakt, że jony wapnia, potasu, sodu, manganu, magnezu itp. są silnymi aktywatorami, aw niektórych przypadkach inhibitorami wielu enzymów. Wiele pierwiastków śladowych (miedź, molibden, cynk) wchodzi w skład centrum aktywnego wielu enzymów, a żelazo jest niezbędnym składnikiem hemoglobiny i cytochromów. Wapń i fosfor są niezbędne w procesach kostnienia; ponadto fosfor nieorganiczny jest głównym źródłem powstawania kwasu adenozynotrójfosforowego (ATP) oraz wielu organicznych związków fosforu, które są najważniejszymi nośnikami energii, a siarka nieorganiczna jest źródłem powstawania szeregu związków organicznych zawierających siarkę .

Zatem utrzymanie stałego stężenia związków nieorganicznych w narządach i tkankach jest niezbędnym warunkiem prawidłowej wymiany związków organicznych.

Zobacz także Metabolizm i energia.

regulacja metabolizmu tłuszczów.

Zwiększenie stężenia glukozy we krwi zmniejsza rozpad lipidów i aktywuje ich syntezę. Przeciwnie, spadek stężenia glukozy we krwi hamuje syntezę lipidów i nasila ich rozpad. Tak więc związek między metabolizmem tłuszczów i węglowodanów ma na celu zaspokojenie potrzeb energetycznych organizmu.

Hormon rdzenia nadnerczy adrenalina, somatotropowy hormon przysadki, hormon tarczycy tyroksyna przy długotrwałym działaniu zmniejsza się magazyn tłuszczu.

Na metabolizm wpływa współczulny układ nerwowy (hamuje syntezę lipidów i nasila ich rozpad) oraz przywspółczulny układ nerwowy (sprzyja odkładaniu się tłuszczu).

Nerwowe wpływy na metabolizm tłuszczów są kontrolowane przez podwzgórze.

Woda jest integralną częścią wszystkich ludzkich komórek i tkanek. Woda u osoby dorosłej stanowi 60% masy ciała, a u noworodka - 75%. Jest to środowisko, w którym zachodzą procesy metaboliczne w komórkach, narządach i tkankach. Ciągłe zaopatrzenie organizmu w wodę jest jednym z głównych warunków utrzymania jego aktywności życiowej.

Większość - 71% całej wody w organizmie - jest częścią protoplazmy komórek, tworząc woda wewnątrzkomórkowa.

Woda zewnątrzkomórkowa jest częścią płyn tkankowy(około 21%) i woda w osoczu krwi (około 8%).

Magazyn wody - tkanka podskórna.

Na bilans wody składa się jej zużycie i wydalanie. Wraz z pożywieniem człowiek otrzymuje dziennie około 750 ml wody, w postaci napojów i czystej wody - około 630 ml. Około 320 ml wody powstaje w procesie metabolizmu podczas utleniania białek, węglowodanów i tłuszczów. Podczas parowania z powierzchni skóry i pęcherzyków płucnych uwalnia się dziennie około 800 ml wody. Z kałem wydalane jest 100 ml wody. Dlatego minimalne dzienne zapotrzebowanie to około 1700 ml wody.

Przepływ wody reguluje jej potrzeba, objawiająca się uczuciem pragnienia. To uczucie pojawia się, gdy ośrodek picia podwzgórza jest stymulowany.

Organizm potrzebuje stałego dopływu nie tylko wody, ale także sole mineralne. Najważniejsze to sód, potas i wapń.

Sód (Na+) jest głównym kationem płynów zewnątrzkomórkowych. Jego zawartość w środowisku pozakomórkowym jest 6-12 razy większa niż w komórkach. Sód w ilości 3-6 g dziennie dostaje się do organizmu w postaci NaCl i jest wchłaniany głównie w jelicie cienkim. Rola sodu w organizmie jest zróżnicowana. Bierze udział w utrzymaniu ciśnienia osmotycznego płynów pozakomórkowych i wewnątrzkomórkowych, bierze udział w tworzeniu potencjału czynnościowego oraz wpływa na aktywność niemal wszystkich układów organizmu. Równowaga sodu w organizmie jest utrzymywana głównie dzięki pracy nerek.

Potas (K+) jest głównym kationem płynu wewnątrzkomórkowego. Komórki zawierają 98% potasu. Dzienne zapotrzebowanie na potas wynosi 2-3 g. Głównym źródłem potasu w żywności są produkty pochodzenia roślinnego. Potas jest wchłaniany w jelitach. Potas ma ogromne znaczenie w życiu organizmu, ponieważ utrzymuje potencjał błonowy i generuje potencjał czynnościowy. Bierze również udział w regulacji równowagi kwasowo-zasadowej oraz utrzymaniu ciśnienia osmotycznego w komórkach. Regulacja jego wydalania odbywa się głównie przez nerki.

Wapń (Ca2+) ma wysoką aktywność biologiczną. Jest głównym składnikiem strukturalnym kości szkieletu i zębów, który zawiera około 99% całego wapnia. Osoba dorosła powinna otrzymywać 800-1000 mg wapnia dziennie z pożywieniem. Dzieci potrzebują dużo wapnia ze względu na intensywny wzrost kości. Wapń jest wchłaniany głównie w dwunastnicy. Około ¾ wapnia jest wydalane przez przewód pokarmowy, a ¼ przez nerki. Wapń bierze udział w generowaniu potencjałów czynnościowych, bierze udział w skurczu mięśni, jest niezbędnym składnikiem układu krzepnięcia krwi, zwiększa pobudliwość odruchową rdzenia kręgowego.

W organizmie istotną rolę odgrywają również pierwiastki występujące w małych ilościach. Nazywają się pierwiastki śladowe. Należą do nich: żelazo, miedź, cynk, kobalt, molibden, selen, chrom, nikiel, cyna, krzem, fluor, wanad. Większość biologicznie istotnych pierwiastków śladowych jest częścią enzymów, witamin, hormonów.

Woda i sole mineralne nie są źródłem energii, ale ich prawidłowe pobieranie i wydalanie z organizmu jest warunkiem jego prawidłowego funkcjonowania. Tworzą środowisko wewnętrzne organizmu, będąc głównym składnikiem osocza krwi, limfy i płynu tkankowego. Wszystkie przemiany substancji w organizmie zachodzą w środowisku wodnym. Woda rozpuszcza i transportuje rozpuszczone składniki odżywcze, które dostały się do organizmu. Wraz z minerałami bierze udział w budowie komórek oraz w wielu reakcjach metabolicznych. Woda bierze udział w regulacji temperatury ciała; parując, chłodzi organizm, chroniąc go przed przegrzaniem. W organizmie człowieka woda jest rozprowadzana między komórkami i przestrzeniami międzykomórkowymi (tab. 12.8).

Woda jest wchłaniana w przewodzie pokarmowym. Minimalne dzienne zapotrzebowanie na wodę dla osoby ważącej 70 kg to 2-2,5 litra. Spośród nich tylko 350 ml powstaje w procesach oksydacyjnych, około 1 litr dostaje się do organizmu z pożywieniem, a około 1 litr z płynem, który pijesz. Około 60% wody jest wydalane z organizmu przez nerki, 33% przez skórę i płuca, 6% przez jelita, a tylko 2% płynu jest zatrzymywane.

Ciało noworodka zawiera stosunkowo dużą ilość wody (ryc. 12.11; tab. 12.9). U niemowlęcia stanowi 75% masy ciała, a u osoby dorosłej 50-60%. Z wiekiem objętość płynu wewnątrzkomórkowego wzrasta, natomiast ilość wody w substancji międzykomórkowej maleje. Ze względu na większą powierzchnię ciała dziecka i intensywniejszy metabolizm niż u dorosłego, woda jest wydalana przez płuca i skórę intensywniej u dzieci niż u dorosłych. Na przykład dziecko ważące 7 kg dziennie uwalnia 1/2 płynu pozakomórkowego, a dorosły - 1/7. Woda w jelitach u dzieci wchłania się znacznie szybciej niż u dorosłych. Ze względu na słabo rozwinięte poczucie pragnienia i małą wrażliwość osmoreceptorów dzieci są bardziej podatne na odwodnienie niż dorośli.

antydiuretyczny hormon tylnego płata przysadki mózgowej (ADH) zwiększa wchłanianie zwrotne wody z moczu pierwotnego

Tabela 12.8

Dystrybucja płynów w organizmie osoby dorosłej

Dystrybucja płynów w organizmie dzieci w różnym wieku,

% od masy ciała

Ryż. 12.11.Ilość wody (w% od masy ciała) w organizmie człowieka w różnym wieku

Tabela 12.9

w kanalikach nerkowych (w wyniku czego zmniejsza się ilość moczu), a także wpływa na skład soli krwi. Wraz ze spadkiem ilości ADH we krwi rozwija się moczówka prosta, w której dziennie wydalane jest do 10-20 litrów moczu. Wraz z hormonami kory nadnerczy ADH reguluje gospodarkę wodno-solną organizmu.

Sole rozpuszczalne w wodzie są niezbędne do utrzymania systemów buforowych i pH płynów ustrojowych człowieka. Najważniejsze z nich to chlorki i fosforany sodu, potasu, wapnia, magnezu. Przy braku lub nadmiarze w pożywieniu niektórych soli, zwłaszcza sodu i potasu, dochodzi do naruszenia równowagi wodno-solnej, co prowadzi do odwodnienia, obrzęków i zaburzeń ciśnienia krwi.

Obecność składników mineralnych wiąże się ze zjawiskiem pobudliwości (sód, potas, chlor), wzrostem i rozwojem kości (wapń, fosfor), elementów nerwowych, mięśni. Przyczyniają się do prawidłowego funkcjonowania serca i układu nerwowego, są wykorzystywane do tworzenia hemoglobiny (żelazo), solnego kwasu żołądkowego (chlor).

Wraz ze wzrostem dziecka gromadzi się ilość soli w organizmie: u noworodka sole stanowią 2,55% masy ciała, u osoby dorosłej - 5%. Rosnący organizm dziecka szczególnie potrzebuje dodatkowej dawki wielu składników mineralnych. Szczególnie wysokie u dzieci jest zapotrzebowanie na wapń i fosfor, które są niezbędne do tworzenia tkanki kostnej. Największe zapotrzebowanie na wapń występuje w pierwszym roku życia oraz w okresie dojrzewania. W pierwszym roku życia zapotrzebowanie na wapń jest osiem razy większe niż w drugim, a 13 razy większe niż w trzecim roku, wtedy zapotrzebowanie na wapń maleje. W wieku przedszkolnym i szkolnym dzienne zapotrzebowanie na wapń wynosi 0,68-2,36 g.

U dorosłych, wraz ze spadkiem przyjmowania wapnia do organizmu, jest on wypłukiwany z tkanki kostnej do krwi, zapewniając stałość jego składu (ryc. 12.12). Przeciwnie, u dzieci z niedoborem wapnia w pożywieniu jest on zatrzymywany przez tkankę kostną, co prowadzi do jeszcze większego spadku jego ilości we krwi.

Ryż. 12.12.

w I. Dla prawidłowego procesu kostnienia u dzieci w wieku przedszkolnym stosunek spożycia wapnia i fosforu powinien być równy jeden. W wieku 8-10 lat zapotrzebowanie na wapń jest nieco mniejsze niż na fosfor, w stosunku 1:1,5. W wieku maturalnym stosunek ten zmienia się w kierunku wzrostu zawartości fosforu i powinien wynosić 1:2. Dzienne zapotrzebowanie na fosfor wynosi 1,5-4,0 g.

U ludzi produkują przytarczyce hormon przytarczyc(PtH), regulujący wymianę wapnia i fosforu w organizmie. Przy niedoczynności przytarczyc dochodzi do obniżenia zawartości wapnia we krwi, co prowadzi do konwulsyjnych skurczów mięśni nóg, ramion, tułowia i twarzy, tzw. Tężyczka. Zjawiska te są związane ze wzrostem pobudliwości tkanki nerwowo-mięśniowej z powodu braku wapnia we krwi, aw konsekwencji w cytoplazmie komórek. Przy niewystarczającym uwalnianiu PTH kości stają się mniej mocne, złamania goją się słabo, a zęby łatwo się łamią. Dzieci i matki karmiące są szczególnie wrażliwe na niewydolność funkcji hormonalnej przytarczyc. Metabolizm wapnia obejmuje również estrogeny wytwarzane przez gruczoły płciowe – jajniki oraz hormon tarczycy – kalcytoninę.

Pytania i zadania do samokontroli

• 1. Opowiedz nam o metabolizmie i jego etapach.
• 2. Jakie znasz metody szacowania kosztów energetycznych organizmu?
• 3. Podaj charakterystykę ogólnej wymiany. Jakie są różnice w metabolizmie kobiet i mężczyzn?
• 4. Co to jest wymiana podstawowa? Jakie jest jego znaczenie? Jakie są metody ewaluacji? Jak zmienia się podstawowa przemiana materii z wiekiem?
• 5. Co wiesz o wymianie energii? Jak zmienia się z wiekiem?
• 6. Opisz specyficzne dynamiczne działanie niszy.
• 7. Jak zmienia się metabolizm niezbędnych składników odżywczych z wiekiem?
• 8. Opowiedz nam o wymianie wody i minerałów. Jakie jest zapotrzebowanie na wodę dla dzieci i dorosłych?
• 9. Jak przebiega hormonalna regulacja metabolizmu białek, tłuszczów, węglowodanów, minerałów? Jak zmienia się z wiekiem?

Organizm potrzebuje stałego dopływu nie tylko wody, ale także sole mineralne. Dostają się do organizmu wraz z pożywieniem i wodą, z wyjątkiem soli kuchennej, która jest specjalnie dodawana do żywności. W sumie w organizmie zwierząt i ludzi znaleziono około 70 pierwiastków chemicznych, z czego 43 uważa się za niezbędne (niezbędne; łac. essentia - esencja).

Zapotrzebowanie organizmu na różne minerały nie jest takie samo. Niektóre elementy tzw makroelementy, są wprowadzane do organizmu w znacznych ilościach (w gramach i dziesiątych częściach grama dziennie). Do makroelementów zalicza się sód, magnez, potas, wapń, fosfor, chlor. Inne elementy - pierwiastki śladowe(żelazo, mangan, kobalt, cynk, fluor, jod itp.) są potrzebne organizmowi w bardzo małych ilościach (w mikrogramach - tysięcznych części miligrama).

Funkcje soli mineralnych:

1) są biologicznymi stałymi homeostazy;

2) wytworzyć i utrzymać ciśnienie osmotyczne we krwi i tkankach (równowaga osmotyczna);

3) utrzymać stałość aktywnej reakcji krwi

(pH=7,36-7,42);

4) biorą udział w reakcjach enzymatycznych;

5) uczestniczą w metabolizmie wody i soli;

6) jony sodu, potasu, wapnia, chloru odgrywają ważną rolę w procesach pobudzenia i hamowania, skurczu mięśni, krzepnięcia krwi;

7) są integralną częścią kości (fosfor, wapń), hemoglobiny (żelazo), hormonu tyroksyny (jod), soku żołądkowego (kwas solny) itp.;

8) są integralnymi składnikami wszystkich soków trawiennych, które są wydalane w dużych ilościach.

Rozważ krótko wymianę sodu, potasu, chloru, wapnia, fosforu, żelaza i jodu.

1) Sód dostaje się do organizmu głównie w postaci soli kuchennej (stołowej). Jest to jedyna sól mineralna dodawana do żywności. Pokarmy roślinne są ubogie w sól kuchenną. Dzienne zapotrzebowanie na sól kuchenną dla osoby dorosłej wynosi 10-15 g. Sód bierze czynny udział w utrzymaniu równowagi osmotycznej i objętości płynów w organizmie oraz wpływa na wzrost organizmu. Wraz z potasem sód reguluje czynność mięśnia sercowego, znacząco zmieniając jego pobudliwość. Objawy niedoboru sodu: osłabienie, apatia, drżenie mięśni, utrata właściwości kurczliwych mięśni.

2) Potas wchodzi do organizmu z warzywami, mięsem, owocami. Jej dzienna norma to 1 g. Wraz z sodem uczestniczy w tworzeniu bioelektrycznego potencjału błonowego (pompa potasowo-sodowa), utrzymuje ciśnienie osmotyczne płynu wewnątrzkomórkowego, stymuluje powstawanie acetylocholiny. Przy braku potasu obserwuje się zahamowanie procesów asymilacji (anabolizm), osłabienie, senność, hiporefleksję (zmniejszenie odruchów).

3) Chlor dostaje się do organizmu w postaci soli. Aniony chloru wraz z kationami sodu biorą udział w tworzeniu ciśnienia osmotycznego osocza krwi i innych płynów ustrojowych. Chlor jest również częścią kwasu solnego soku żołądkowego. Nie ma objawów niedoboru chloru u ludzi.

4) Wapń wchodzi do organizmu z produktami mlecznymi, warzywami (zielone liście). Jest zawarty w kościach wraz z fosforem i jest jedną z najważniejszych stałych biologicznych krwi. Zawartość wapnia w ludzkiej krwi wynosi zwykle 2,25-2,75 mmol / l (9-11 mg%). Spadek poziomu wapnia prowadzi do mimowolnych skurczów mięśni (tężyczka wapniowa) i śmierci z powodu zatrzymania oddechu. Wapń jest niezbędny do krzepnięcia krwi. Dzienne zapotrzebowanie na wapń wynosi 0,8 g.

5) Fosfor wchodzi do organizmu z produktami mlecznymi, mięsem, zbożami. Dzienne zapotrzebowanie na nią to 1,5 g. Wraz z wapniem znajduje się w kościach i zębach, wchodzi w skład związków wysokoenergetycznych (ATP, fosforan kreatyny itp.). Odkładanie fosforu w kościach jest możliwe tylko w obecności witaminy D. Przy braku fosforu w organizmie obserwuje się demineralizację kości.

6) Żelazo wchodzi do organizmu z mięsem, wątrobą, fasolą, suszonymi owocami. Dzienne zapotrzebowanie wynosi 12-15 mg. Jest integralną częścią hemoglobiny krwi i enzymów oddechowych. Ciało ludzkie zawiera 3 g żelaza, z czego 2,5 g znajduje się w erytrocytach jako integralna część hemoglobiny, pozostałe 0,5 g jest częścią komórek ciała. Niedobór żelaza zaburza syntezę hemoglobiny i w efekcie prowadzi do anemii.

7) Jod dostarczana jest z wodą pitną wzbogaconą w nią przy przepływaniu przez skały lub z solą kuchenną z dodatkiem jodu. Dzienne zapotrzebowanie wynosi 0,03 mg. Uczestniczy w syntezie hormonów tarczycy. Brak jodu w organizmie prowadzi do wola endemicznego - wzrostu tarczycy (niektóre obszary Uralu, Kaukazu, Pamiru itp.).

Naruszenie metabolizmu mineralnego może prowadzić do choroby, w której w miseczkach nerkowych, miedniczkach i moczowodach tworzą się kamienie o różnej wielkości, strukturze i składzie chemicznym (kamica nerkowa). Może również przyczyniać się do powstawania kamieni w pęcherzyku żółciowym i drogach żółciowych (kamica żółciowa).