Меню
ГлавнаяФерма

Обмен воды в организме животных. Обмен воды. Биохимия животных. Обмен воды в организме

ВОДНЫЙ ОБМЕН

во́дный обме́н , совокупность процессов всасывания воды из желудочно-кишечного тракта, образования воды в организме при окислении органических веществ, участия ее в физиологических и биохимических процессах распределения воды в организме и выведения.

Питьевая вода, вода корма и пищеварительных соков всасываются главным образом в тонких кишках. Всосавшаяся вода частично задерживается в печени, но в основном она депонируется в коже, соединительной ткани и мышцах. В обмене воды между кровью капилляров и тканями существенное значение имеет онкотическое давление крови. Общее содержание воды в организме взрослых животных (52% массы тела) ниже, чем у молодняка (у телят 72%). Вода в организме находится в трёх жидкостных фазах — внутриклеточной, внеклеточной и трансцеллюлярной. Наибольшее количество воды (40—45%) находится внутри клеток. Внеклеточная жидкость включает плазму крови, межклеточную жидкость и лимфу. Трансцеллюлярная жидкость (спинномозговая, внутриглазная, брюшной полости, плевры, перикарда, суставных сумок и желудочно-кишечного тракта) изолирована от сосудов слоем эпителия. В организме вода содержится в гидратационной, связанной и свободной формах. Вода способствует электролитической диссоциации растворённых в ней электролитов; она является средой, в которой протекают все химические и физико-химические реакции, связанные с жизнедеятельностью организма. Вода выполняет механическую роль и является фактором терморегуляции (испарения). В. о. тесно связан с обменом белков, липидов, углеводов и минеральных соединений. Выделение воды из организма происходит через почки (с мочой), кишечник (с каловыми массами), кожу и лёгкие (путём испарения), через молочную железу (у лактирующих животных). Регуляция В. о. в организме осуществляется центральной нервной системой (жажда), гормонами щитовидной железы, коры надпочечников, гипофиза, поджелудочной железы и половых желез.

Литература:
Афонский С. И., Биохимия животных, 3 изд., М., 1970.


Ветеринарный энциклопедический словарь. - М.: "Советская Энциклопедия" . Главный редактор В.П. Шишков . 1981 .

Смотреть что такое "ВОДНЫЙ ОБМЕН" в других словарях:

    Обмен (приток Чуса) - У этого термина существуют и другие значения, см. Обмен (значения). Обмен Характеристика Длина 36 км Бассейн Каспийское море Бассейн рек Кама Водоток … Википедия

    обмен водный - вид О., включающий процессы поступления, превращения в организме и выделения воды … Большой медицинский словарь

    Минеральный обмен, потребление неорганических (минеральных) веществ из внешней среды, их всасывание, распределение, использование в процессе жизнедеятельности организма и выделение. Минеральные вещества поступают в организм через желудочно… … Ветеринарный энциклопедический словарь

    Водно-солевой обмен - Роль воды для живого организма трудно преувеличить. Вода является единственным[источник не указан 397 дней] универсальным растворителем[неизвестный термин], благодаря которому молекулы, клетки и органы связаны в единое… … Википедия

    ОБЛИТЕРАЦИЯ - (лат. obliteratio уничтожение), термин, употребляемый для обозначений закрытия, уничтожения той или иной полости или просвета посредством разрастания^ ткани, идущего со стороны стенок данного полостного образования. Указанное разрастание чаще… …

    ПЕЧЕНЬ - ПЕЧЕНЬ. Содержание: I. Аштомия печени............... 526 II. Гистология печени.............. 542 III. Нормальная физиология печени...... 548 IV. Патологическая физиология печени..... 554 V. Патологическая анатомия печени...... 565 VІ.… … Большая медицинская энциклопедия

    ЭКСИКОЗ - (от лат. siccus сухой), высыхание, обезвоживание, пат. состояние, возникающее вследствие острой потери организмом значительных количеств воды и солей, обеднения водных депо организма и в случаях нарушенной способности клеток и тканей связывать… … Большая медицинская энциклопедия

    ДИАБЕТ НЕСАХАРНЫЙ - (diabetes insipi dus), заболевание, характеризующееся уси ленной жаждой и чрезмерным выделением прозрачной, не содержащей сахара мочи с низким удельным весом. Поводом к правильному разделению диабета на сахарный и несахарный было открытие… … Большая медицинская энциклопедия

    ГОРМОНЫ - органические соединения, вырабатываемые определенными клетками и предназначенные для управления функциями организма, их регуляции и координации. У высших животных есть две регуляторных системы, с помощью которых организм приспосабливается к… … Энциклопедия Кольера

    Лишайники - Полифилетическая группа грибов Эрнст Генрих Геккель … Википедия

Книги

  • Практикум по физиологии и биохимии растений , В. В. Рогожин , Т. В. Рогожина , В учебном пособии рассматриваются основные физиологические и биохимические методы (в том числе: изучение физиологии растительной клетки, водный обмен, дыхание, фотосинтез, элементы растений,… Категория: Ботаника Издатель: ГИОРД , Купить за 4113 руб
  • Физиология растений , В. В. Полевой , В книге отражено современное состояние знаний в области физиологии растений. В 14 главах учебника изложены основные разделы этой науки:строение и функции растительного организма, фотосинтез,… Категория:

Водный обмен - это совокупность процессов всасывания воды, введенной в организм при питье и с , распределения ее в организме, образования воды при окислении жиров, и белков в тканях и выделения воды почками, легкими, кожей и кишечником. Водный обмен - составная часть общего обмена веществ организма.

Общее содержание воды во взрослом организме составляет 65-70% (у достигает 97%), при этом находится в свободном и связанном состоянии. Свободная вода легко переходит из клеток во внеклеточное пространство, плазму крови, лимфу и обратно; связанная вода прочно удерживается главным образом белками. В здоровом организме взрослого человека сохраняется состояние водного равновесия (баланс), т. е. количество воды, потребляемой и образующейся в организме, равно количеству выделяемой воды. Общее количество потребляемой при питье и с пищевыми продуктами воды равно 2000-2500 мл, в том числе при питье - 1200-1500 мл в сутки. Выделение воды происходит главным образом через (50-60%), остальная часть выделяется через кожу, легкие и кишечник. Водный обмен регулируется центральной нервной системой и гормонами. Нарушение функции регуляторных систем может вызвать тяжелые нарушения водного обмена и водного баланса, например отеки при диабетах, нефритах и др.

Водный обмен у детей. У детей водный обмен имеет ряд особенностей, связанных с большей интенсивностью обменных процессов, недостаточной концентрационной способностью почек, потерей воды в результате неощутимой перспирации (выведение воды через кожу и органы дыхания) и несовершенством нейрогуморальной регуляции усвоения и выведения воды из организма.

В первые шесть месяцев после рождения содержание воды постепенно снижается и в дальнейшем остается в пределах 65% независимо от возраста и пола. В период у юношей наблюдается несколько большее содержание воды в организме, чем у девушек. Уменьшение общего содержания воды в процессе роста ребенка происходит исключительно за счет внеклеточной жидкости. Количество воды внутри клеток по отношению к весу тела практически не изменяется. Влияние возраста на водный обмен особенно интенсивно сказывается на первом году жизни. См. также Обмен веществ и энергии.

Обмен воды

Ткани и клетки используют два вида воды: экзо- и эндогенную. Экзогенная вода поступает в организм извне - с кормом и питьем. В общей массе она составляет 6 / 7 всей воды, необходимой для жизни организма. 1 / 7 общей массы воды образуется в тканях животного как конечный продукт окисления нуклеиновых кислот, белков, липидов, углеводов. Это эндогенная вода . Установлено, что при полном окислении

100 г жиров организм получает 107,1 г воды, углеводов - 55,6 и белков - 41,3 г воды. Эндогенный путь получения организмом воды имеет большое значение для обитателей безводных пустынь и степей, для животных, которым свойственна зимняя спячка.

Всасывание воды . Небольшое количество воды всасывается в ротовой полости и в пищеводе, часть - в желудке (у жвачных - преджелудках и сычуге), основная масса - в тонкой кишке, часть - в толстой кишке. У кур вода в основном всасывается слизистой оболочкой слепой кишки. Слизистые оболочки пищевого канала у крупного рогатого скота в течение суток всасывают около 100 л воды, причем 75% этой воды приходится на пищеварительные соки.

Частицы воды вместе с переваренными питательными веществами проникают в глубь эпителия слизистых оболочек в результате диффузии и осмоса, частично - пиноцитоза и активного транспортирования. По эндоплазматической сети они постепенно перемещаются от апикального края клетки к базальному, поступают в межклеточное пространство, а затем - в межклеточную жидкость, капилляры, венулы, подэпителиальную и подслизистую венозные сети кишечной ворсинки, вены брыжейки, воротную вену и печень и далее в большой круг кровообращения. Некоторое количество воды поступает через лимфатическую систему.

Промежуточный обмен воды . После всасывания вода транспортируется в различные органы, ткани и клетки. Транспортирование воды к тканям и клеткам в основном осуществляют белки крови - альбумины и глобулины. Вода проникает в клетки прямым (непосредственно) или косвенным (через межклеточную жидкость) путем. Обмен воды в организме является частью общего обмена веществ. Соли натрия, особенно хлориды, способствуют накоплению воды тканями, вызывая набухание коллоидов. Соли кальция, наоборот, уменьшают связывание воды белками, стимулируя ее удаление из организма. Поэтому больным при воспалительных процессах рекомендуют вводить хлорид кальция внутривенно, так как он уменьшает процессы экссудации.

Обмен воды характеризуется водным балансом - соотношением принятой и выделенной из организма воды. При водном равновесии количество поступившей в

организм воды равно количеству выделенной. Положительный водный баланс типичен для растущих животных, водное равновесие - для взрослых животных, отрицательный водный баланс - для стареющих организмов, а также для животных, которые не получают необходимого количества питьевой воды, особенно при транспортировке и перегонах.

Конечный обмен воды . Вода выделяется из организма с мочой (до 50%), потом и выдыхаемым воздухом (до 35%), с калом (до 15%). Доля участия органов выделения в водном обмене изменяется в зависимости от условий внешней среды, вида и возраста животного, его функционального состояния. Например, если в организм лошади за сутки поступает 14-18 л воды, то с мочой ее выделяется 4-8 л, через легкие и кожу -6-12, с калом - 4-5, а объем воды, циркулирующей через кишки, - 80-90 л.

Регуляция водного обмена. Регуляция водного обмена осуществляется нейрогуморальным путем, в частности различными отделами центральной нервной системы: корой больших полушарий, промежуточным и продолговатым мозгом, симпатическими и парасимпатическими ганглиями.

В регуляции водного обмена участвуют многие железы внутренней секреции. Часть гормонов обладает антидиуретическим действием: например, гормоны вазопрессин, альдостерон, дезоксикортикостерон. Другие гормоны стимулируют выделение воды почками: тироксин, паратгормон, андрогены и эстрогены.

Патология водного обмена. Водный обмен нарушается при многих болезнях. В основе этих нарушений лежат морфофункциональные изменения в органах, участвующих в общем водном обмене, и расстройства нейрогуморальной регуляции.

Часто причиной патологии водного обмена может быть общее и водное голодание организма. При этом развиваются голодные отеки. При некоторых болезнях (столбняк, ботулизм, бешенство, болезнь Ауэски) затрудняется прием воды и возникает отрицательный водный баланс. Отдельные болезни (холера, чума,

диабеты, гастриты и энтериты) приводят к мочеизнурению и чрезмерной потере тканями воды. При некоторых патологических состояниях в тканях и органах затруднена циркуляция воды и возникает положительный водный баланс, особенно при болезнях почек, сердца и др.

Часто причинами нарушений водного обмена являются поражения центров нервной системы и желез внутренней секреции.

Контрольные вопросы

1. Каково значение воды для организма животных?

2. Каковы основные этапы обмена воды в организме животных?

3. Как регулируется водный обмен?

4. Что вам известно о патологии водного обмена?

Ранее уже были рассмотрены биологические функции воды и ее содержание в организме человека. В настоящем разделе мы рассмотрим некоторые конкретные примеры участия воды в обмене веществ.

Потребность организма в воде зависит от многих факторов: температуры окружающей среды, характера деятельности, состава потребляемой пищи. Человек удовлетворяет потребность в воде за счет экзогенных и эндогенных источников. К экзогенным источникам относятся твердая и жидкая пища, питье. Потребление экзогенной воды регулируется чувством жажды, возникающим вследствие повышения осмотического давления плазмы крови и лимфы при усиленном выведении воды из организма, либо при ограничении поступления ее с пищей, а также при избыточном потреблении минеральных солей. Эндогенная вода образуется внутри организма при окислении биологических молекул. При окислении различных веществ синтезируется разное количество эндогенной воды: при окислении 100 г жира образуется 107 г воды; 100 г белка – 41 г; 100 г углеводов – 55 г. Образование эндогенной воды увеличивается во время мышечной работы, а также при охлаждении организма.

Перераспределение воды внутри организма происходит постоянно. Изменение распределения воды между плазмой крови, лимфой, меж- и внутриклеточными жидкостями происходит при интенсивной мышечной работе, требующей большого количества энергии в виде АТФ. Напряженная работа мышц приводит к увеличению в клетках и межклеточной жидкости концентрации молочной кислоты и катионов Ка+, что обуславливает усиленный приток воды в клетки и межклеточную жидкость, а содержание воды в плазме крови наоборот снижается.

Выделение воды из организма происходит с мочой (1,5–1,6 л в сутки), потом (0,5–0,6 л), выдыхаемым воздухом (0,4 л), калом (0,2 л). Потери воды с потом и выдыхаемым воздухом значительно увеличиваются при длительной мышечной работе. На состояние организма пагубно влияет как недостаток, так и избыток воды. При излишке воды увеличивается нагрузка на сердце и почки, происходит вымывание из организма необходимых органических и минеральных веществ. При недостатке воды повышается вязкость крови, что затрудняет работу сердца, может задерживаться выведение продуктов обмена, высокая концентрация которых приводит к нарушению метаболизма.

Вода играет значительную роль в метаболизме углеводов, липидов и белков. Как было показано выше, основным путем распада белков, полисахаридов и липидов является гидролиз, протекающий при участии соответствующих ферментов, относящихся к классу гидролаз. Для аминокислот характерно гидролитическое дезаминирование с образованием оксикислот, а гидролиз аспарагина и глугамина приводит к образованию аспарагановой и глутаминовой кислот, соответственно. Основополагающее значение в энергетическом обмене имеет гидролиз макроэргической связи в молекуле АТФ (в трансляции – гидролиз ГТФ).

Второй процесс, где вода играет роль субстрата – это реакции гидратации, связанные сприсоединением воды по месту разрыва двойной связи. Примеры реакций гидратации можно найти в любом виде обмена. Не обходятся без участия воды и некоторые биосинтетические процессы. Например, прямое аминирование оксикетокислот, прежде всего a-кетоглутаровой кислоты, синтез высших жирных кислот и другие процессы.

Некоторые катионы оказывают специфическое влияние на задержку и выведение воды из клеток и тканей организма. Катионы Nа+, например, вызывают задержку воды, а катионы К+ и Са2+, наоборот – выведение воды из клеток и тканей организма.

Почки – орган, на уровне которого происходит гормональная регуляция водного обмена. С одной стороны, диуретический гормон, выделяемый передней долей гипофиза, способствует усиленному выведению воды из организма с мочой (диурез), с другой – антидиуретический гормон (вазопрессин), образуемый задней долей гипофиза, повышает всасывание воды в почечных канальцах, сокращая тем самым диурез.

С водным обменом очень тесно связан минеральный обмен, к рассмотрению которого мы обратимся в следующем разделе.

Составляет 275-290 мосм/кг. Осмоляльность плазмы сохраняется постоянной благодаря механизмам, способным реагировать на изменения, равные 1-2% ее исходной величины. Чтобы поддержать водно-осмотическое равновесие, поступление воды в организм должно быть равно ее выделению. Нарушения этого равновесия приводят к гипонатриемии или гипернатриемии .

В норме вода теряется с мочой, калом, через кожу и легкие. В отсутствие тонкокишечного свища , поноса или рвоты потери воды через ЖКТ минимальны. Испарение воды с кожи важно для регуляции температуры тела. Обязательные потери воды через почки определяются минимальным количеством осмотически активных веществ, которое необходимо вывести из организма для поддержания осмотического баланса (600 мосм/сут). Поскольку же максимальная осмоляльность мочи составляет 1200 мосм/кг, для поддержания осмотического баланса минимальный диурез должен составлять 500 мл/сут.

Потребление. Главный стимул для потребления воды - жажда . Она возникает при повышении осмоляльности либо снижении ОЦК или АД. Осмотический порог жажды достаточно индивидуален, в среднем он составляет 295 мосм/кг. Превышение этого порога стимулирует осморецепторы гипоталамуса , в результате чего и возникает жажда.

Повышение концентрации в крови веществ, не создающих эффективной осмоляльности ( мочевины и глюкозы), не вызывает жажду.

В норме потребление воды превышает физиологические потребности.

Выведение. В отличие от потребления, выведение воды находится под жестким контролем. Главный его регулятор - АДГ ( вазопрессин , аргинин-вазопрессин). Он представляет собой полипептид, синтезируемый в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах гипоталамуса . После синтеза АДГ поступает в нейрогипофиз , откуда и выделяется в кровь. Связывание АДГ с рецепторами типа V2 базолатеральной мембраны главных клеток собирательных трубочек активирует аденилатциклазу и запускает встраивание в апикальную мембрану этих клеток водных каналов - структур, образованных белком аквапорином-2 . В результате становится возможным пассивное перемещение воды по осмотическому градиенту из просвета собирательных трубочек в интерстициальную ткань мозгового вещества почек. Основной стимул для секреции АДГ - повышение осмоляльности внеклеточной жидкости , а поскольку ее основным катионом является натрий , осмоляльность внеклеточной жидкости определяется главным образом его концентрацией.

Изменение осмоляльности внеклеточной жидкости приводит к изменению объема осморецепторных нейронов гипоталамуса, что и сопровождается их активацией.

Осмотический порог секреции АДГ составляет 280-290 мосм/кг.

Регуляторные механизмы очень чувствительны, поэтому колебания осмоляльности плазмы не превышают 1-2%.

Секреция АДГ повышается при снижении ОЦК , снижении АД , тошноте , боли , стрессе , гипогликемии , беременности , применении целого ряда лекарственных средств. Изменения ОЦК и АД воспринимаются соответственно