Водно-солевой обмен

Водно-солевой обмен, совокупность процессов всасывания, распределения, потребления и выделения воды и солей в организме животных и человека. В.-с. о. обеспечивает постоянство осмотические концентрации, ионного состава и кислотно-щелочного равновесия внутренней среды организма (гомеостаз).

Суточная потребность в воде человека весом 70 кг составляет около 2,5 л, из которых 1,2 л поступают в виде питьевой воды, 1 л - с пищей, 0,3 л образуется в организме (при окислении 1 г жира образуется 1,07 г, 1 г углеводов - 0,556 г и 1 г белков - 0,396 г воды). Общее содержание воды в теле человека свыше 60%, в том числе внутри клеток в виде гидратационной и иммобильной воды - 40%, внутри сосудов - 4,5%, в межклеточной жидкости - 16%. В состав организмов входят ионы Na⁺, К⁺, Са⁺⁺, Mg⁺⁺, Cl^-, сульфаты, фосфаты, бикарбонаты; они определяют характер физико-химических процессов в тканях. Организмам необходимы и микроэлементы - Fe, Zn, Со, Cu и др., которые участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, активируют ферменты, входят в состав витаминов и других биологически активных веществ. Всасывание электролитов в кишечнике происходит с участием ферментов и систем активного транспорта ионов. Всосавшиеся ионы поступают в кровь или лимфу и переносятся ко всем клеткам. По солевому составу вне- и внутриклеточные жидкости резко отличаются друг от друга: в клетках преобладают ионы К⁺, Mg⁺⁺ и фосфаты, вне клеток - ионы Na⁺, Ca⁺⁺ и Cl^-. Это различие поддерживается деятельностью биологических мембран и связыванием ионов химическими компонентами клетки (например, фосфолипидами мозга, мышц и печени больше поглощаются ионы натрия, чем калия). В организме имеются и солевые депо: в костной ткани содержится много Ca, в печени депонируются различные минеральные вещества, в том числе микроэлементы.

Пресноводные животные выделяют воду (поступающую через покровы и с пищей) почками или их аналогами (у беспозвоночных животных); соли они получают с пищей или извлекают из окружающей среды специальными клетками, расположенными в жабрах (у рыб), в коже (у земноводных) и др. Среди морских животных имеются организмы с такой же осмотической концентрацией крови, как и у морской воды (моллюски и др.), и животные, способные к осморегуляции (морские костистые рыбы, пресмыкающиеся и др.). Кровь этих животных содержит меньше солей, чем морская вода; они пьют богатую солями морскую воду и опресняют её, выделяя концентрированные растворы хлористого натрия солевыми железами (носовой железой - пресмыкающиеся и птицы, жабрами - костистые рыбы). Соли магния и кальция удаляются кишечником и почками. Акулы, скаты, некоторые другие морские животные имеют в крови и жидкостях тела высокую концентрацию мочевины, их организм получает воду главным образом через наружные покровы по осмотическому градиенту. У млекопитающих основной орган регуляции водного баланса - почки (см. Выделение, Выделительная система); при избытке воды почки выводят разведённую мочу, при дефиците воды - концентрированную.

Регуляция В.-с. о. происходит нервно-гормональным путём. При изменении осмотической концентрации крови возбуждаются специальные чувствительные образования (осморецепторы), информация от которых передаётся в центр, нервную систему, а от неё к задней доле гипофиза. При повышении осмотической концентрации крови увеличивается выделение антидиуретического гормона, который уменьшает выделение воды с мочой; при избытке воды в организме снижается секреция этого гормона и усиливается её выделение почками. Постоянство объёма жидкостей тела обеспечивается особой системой регуляции, рецепторы которой реагируют на изменение кровенаполнения крупных сосудов, полостей сердца и др.; в результате рефлекторно стимулируется секреция гормонов, под влиянием которых почки изменяют выделение воды и солей натрия из организма. Наиболее важны в регуляции обмена воды гормоны вазопрессин и глюкокортикоиды, натрия - альдостерон и ангиотензин, кальция - паратиреоидный гормон и кальцитонин. Центральная нервная система координирует деятельность различных органов и систем, обеспечивая водно-солевой гомеостаз. В процессе эволюции регуляция ионного и осмотического постоянства внутренней среды организма становится всё более точной.
Лит.: Гинецинский А. Г., Физиологические механизмы водно-солевого равновесия, М. - Л., 1963; Кравчинский Б. Д., Физиология водно-солевого обмена жидкостей тела, Л., 1963; Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967; Pitts R. F., Physiology of the kidney and body fluids, Chi., [1965].
? Ю. В. Наточин.