4. Расскажите о значении обмена воды и минеральных солей.
Вода у взрослого человека составляет 60% от массы тела, а у новорожденного — 75%. Она является средой, в которой осуществляются процессы обмена веществ в клетках, органах и тканях. Непрерывное поступление воды в организм является одним из основных условий поддержания его жизнедеятельности. Основная масса (около 71 %) всей воды в организме входит в состав протоплазмы клеток, составляя так называемую внутриклеточную воду. Внеклеточная вода входит в состав тканевой, или интерстициалъной, жидкости (около 21%) и воды плазмы крови (около 8%). Баланс воды складывается из ее потребления и выделения. С пищей человек получает в сутки около 750 мл воды, в виде напитков и чистой воды — около 630 мл. Около 320 мл воды образуется в процессе метаболизма при окислении белков, углеводов и жиров. При испарении с поверхности кожи и альвеол легких в сутки выделяется около 800 мл воды. Столько же необходимо для растворения экскретируемых почкой осмотически активных веществ при максимальной осмолярности мочи. 100 мл воды выводится с фекалиями. Следовательно, минимальная суточная потребность составляет около 1700 мл воды.
Поступление воды регулируется ее потребностью, проявляющейся чувством жажды. Это чувство возникает при возбуждении питьевого центра гипоталамуса.
Организм нуждается в постоянном поступлении не только воды, но и минеральных солей. Наиболее важное значение имеют натрий, калий, кальций.
Натрий (Na+) является основным катионом внеклеточных жидкостей. Его содержание во внеклеточной среде в 6—12 раз превышает содержание в клетках. Натрий в количестве 3—6 г в сутки поступает в организм в виде NaCl и всасывается преимущественно в тонком отделе кишечника. Роль натрия в организме многообразна. Он участвует в поддержании равновесия кислотно-основного состояния, осмотического давления внеклеточных и внутриклеточных жидкостей, принимает участие в формировании потенциала действия, оказывает влияние на деятельность практически всех систем организма. Ему придается большое значение в развитии ряда заболеваний. В частности, считают, что натрий опосредует развитие артериальной гипертензии за счет как увеличения объема внеклеточной жидкости, так и повышения сопротивления микрососудов. Баланс натрия в организме в основном поддерживается деятельностью почек.
Калий (К+) является основным катионом внутриклеточной жидкости. В клетках содержится 98% калия. Суточная потребность человека в калии составляет 2—3 г. Основным источником калия в пище являются продукты растительного происхождения. Всасывается калий в кишечнике. Особое значение калий имеет благодаря своей потенциалобразующей роли как на уровне поддержания мембранного потенциала, так и в генерации потенциала действия (см. главу 2). Калий принимает также активное участие в регуляции равновесия кислотно-основного состояния. Он является фактором поддержания осмотического давления в клетках. Регуляция его выведения осуществляется преимущественно почками.
Кальций (Са2+) обладает высокой биологической активностью. Он является основным структурным компонентом костей скелета и зубов, где содержится около 99% всего Са2+. В сутки взрослый человек должен получать с пищей 800—1000 мг кальция. В большем количестве кальция нуждаются дети ввиду интенсивного роста костей. Всасывается кальций преимущественно в двенадцатиперстной кишке в виде одноосновных солей фосфорной кислоты. Примерно 3/4 кальция выводится пищеварительным трактом, куда эндогенный кальций поступает с секретами пищеварительных желез, и 1/4 — почками. Велика роль кальция в осуществлении жизнедеятельности организма. Кальций принимает участие в генерации потенциала действия, играет определенную роль в инициации мышечного сокращения, является необходимым компонентом свертывающей системы крови, повышает рефлекторную возбудимость спинного мозга и обладает симпатикотропным действием.
Кислород, углерод, водород, азот, кальций и фосфор составляют основную массу живого вещества.
В организме значительную роль в осуществлении жизнедеятельности играют и элементы, находящиеся в небольшом количестве. Их называют микроэлементами. К микроэлементам, имеющим высокую биологическую активность, относят железо, медь, цинк, кобальт, молибден, селен, хром, никель, олово, кремний, фтор, ванадий. Кроме того, в организме обнаруживается в незначительном количестве много других элементов, биологическая роль которых не установлена. Всего в организме животных и человека найдено около 70 элементов.
Большинство биологически значимых микроэлементов входит в состав ферментов, витаминов, гормонов, дыхательных пигментов.
5. Рассмотрите потребность человека в воде в зависимости от условий внутренней и внешней среды.
Если человек может прожить без пищи около 40 дней, то без воды — не больше недели. Вода считается важнейшей составляющей частью нашего пищевого рациона, поскольку она обеспечивает нормальное течение обменных процессов, пищеварение, выведение с мочой продуктов обмена веществ, теплорегуляцию. Но при этом надо знать, как правильно её употреблять.
Потребность в воде зависит от характера питания и труда, климата, состояния здоровья и других факторов. Средняя суточная потребность в воде взрослого человека, живущего в умеренном климате, — 2,5 л. Из них 1–1,5 л воды должны поступать в организм в виде свободной жидкости (суп, чай, компот и т. д.), 1–1,5 л — из пищевых продуктов и 0,3–0,4 л образуется в самом организме в ходе обменных процессов.
Одинаково вредны для организма, как излишнее потребление, так и нехватка воды. Например, установлено, что обезвоживание, потеря организмом более 10% воды, угрожает его жизнедеятельности, в то время как чрезмерное поступление жидкости в организм затрудняет работу почек, сердца, становится причиной отёков.
Принято считать, что при избыточном употреблении воды создаётся повышенная нагрузка на сердце и почки, из организма выводятся минеральные вещества и витамины. При ограничении же воды увеличивается концентрация мочи, в ней могут выпадать осадки солей, уменьшается выделение из крови продуктов обмена веществ. В целом эти положения верны, но не для всех людей. Многое зависит от индивидуальных особенностей конкретного человека и характера его питания.
Нет смысла без медицинских показаний резко увеличивать или резко ограничивать употребление воды в надежде на особые оздоровительные результаты. Увеличение жидкости в рационе рекомендуется при интоксикациях, инфекционных заболеваниях, высокой температуре тела, пиелонефритах и циститах, мочекаменной болезни, подагре, заболеваниях печени и желчных путей. Количество жидкости уменьшают (вместе с ограничением поваренной соли) при заболеваниях сердечно-сосудистой системы, особенно сопровождающихся отёками, а также при ожирении, болезнях почек с нарушением выделительной функции.
Потеря организмом большого количества жидкости сопровождается сгущением крови, из-за чего возникает чувство жажды. Однако это ощущение иногда не совпадает с действительной потребностью в воде, а вызывается сухостью во рту от уменьшения слюноотделения. В таких случаях бывает достаточно прополоскать рот.
Усилению слюноотделения способствуют лимонная, яблочная и другие органические кислоты. Поэтому лучше утоляют жажду вода, подкислённая лимонной или аскорбиновой кислотой, вода с лимоном или добавлением кислых соков фруктов и ягод, газированная вода. Хорошо утоляют жажду неподслащённые отвары сухих фруктов и шиповника, морсы, зелёный чай, обезжиренные кисломолочные напитки. Для утоления жажды в воде не должно быть более 1–2% сахара. При температуре выше 15 градусов вода не даёт освежающего эффекта.
Холодная вода, выпитая после приёма жирной пищи, ведёт к тому, что пища задерживается в желудке, а употребление холодной воды сразу же после съеденных сырых фруктов и ягод обычно вызывает усиленное газообразование и вздутие кишечника. Питьё воды или других жидкостей во время еды теоретически должно несколько замедлить пищеварение в желудке за счёт разбавления желудочного сока. Однако недавние исследования, проведённые в США, не подтвердили это положение. Очевидно, многое зависит от характера желудочной секреции (концентрации соляной кислоты и ферментов) и состава пищи.
У народов разных стран издавна практикуется питьё жидкостей во время еды. Различия заключаются лишь в употребляемых жидкостях: вода, разбавленное или неразбавленное вино, квас, пиво, чай, разбавленные кисломолочные напитки. Например, французы пьют во время еды столовое вино, органические кислоты которого стимулируют пищеварение, а американцы — холодную воду. В Японии принято пить чай до и во время еды.
Вопрос об употреблении воды или иных жидкостей во время еды должен решаться индивидуально. Исключение составляют лишь щелочные минеральные воды, пить которые до, во время и сразу же после еды здоровым людям не следует.
Холодная вода, выпитая натощак, усиливает двигательную функцию кишечника, что используют при запорах. Поэтому тем, кто страдает этим недугом, каждое утро за несколько минут до завтрака полезно выпивать по стакану холодной воды.
6. Приведите потребность организма в основных минеральных веществах.
Содержание, метаболические характеристики и потребность человека в минеральных веществах:
| Элементы | Метаболические характеристики | Содержание и распределение в организме | Наличие в пищевых продуктах | Суточная потребность, мг | |
| М и к р о э л е м е н т ы | Кальций (Са) | Возбуждение нервных и мышечных клеток, свертывание крови, активация ферментов, строительный материал для зубов и костей | 1000-1500 г, 99% в костях и зубах, 1% в свободной форме | Молоко, молочные продукты, овощи, орехи, фрукты | 0,8-1,0 г |
| Фосфор (Р) | Составная часть богатых энергией фосфорных соединений, нуклеиновых кислот, строительный материал для зубов и костей | 500-800 г, 80% в скелете | Молоко, молочные продукты, мясо, рыба, яйца, орехи, бобовые | 1,2 г | |
| Магний (Mg) | Активация ферментов, возбуждение нервов и мышц | 20-30 г, 50% в скелете | Зеленые овощи, картофель, орехи, бобовые, фрукты | 0,4-0,5 г | |
| Натрий (Na) | Регуляция, осмотического давления, активация ферментов | 70-100 г, 60% во внеклеточной жидкости | Поваренная соль, копченые продукты, колбасы, сыр | 4-5 г | |
| Калий (К) | Регуляция, осмотического давления, возбуждение нервных и мышечных клеток, активация ферментов, синтез коллагена | 150 г, 90% во внутриклеточной жидкости | Овощи, картофель, орехи, бобовые, фрукты | 3-5 г | |
| Хлор (Cl) | Регуляция, осмотического давления, образование кислоты желудочного сока | 80-100 г, 90% во внутриклеточной жидкости | Поваренная соль, копченые продукты, колбасы, сыр | 5-7 г | |
| М а к р о э л е м е н т ы | Железо (Fe) | Составная часть гемоглобина и миоглобина, ряда ферментов, транспорт кислорода | 4-5 г, 69% в гемоглобине и миоглобине | Печень, мясо, яйуа, ржаные продукты, бобовые, лук, шпинат, пивные дрожжи | 10-18 мг |
| Йод (I) | Составная часть гормонов щитовидной железы | 10-15 мг, 99% в щитовидной железе | Морская рыба, молоко, йодированная столовая соль | 100-200 мкг | |
| Фтор (F) | Предотвращение кариеса зубов | 2-3 г, 96% в скелете | Растительные продукты, чай, питьевая вода | 2-4 мг | |
| Медь (Cu) | Составная часть белков крови и ряда ферментов | 80-100 мг, 45% в мышцах, 20% в печени, 20% в скелете | Рыба, яйца, картофель, орехи, бобовые | 2 мг | |
| Цинк (Zn) | Активатор ферментов | 1-2 г, 90% в эритроцитах | Говядина, печень, горох, хлебные злаки | 10-15 мг | |
| Марганец (Mn) | Составная часть ферментов и скелета | 10-40 мг. Распределен в скелете, печени, железах и других органах | Печень, хлебные злаки, соя, фрукты, бобовые шпинат | 5-10 мг | |
| Кобальт (Co) | Составная часть витамина В12, эритроцитов | 1-2 мг. Распределен в почках и других органах | Печень, орехи, овощи, фрукты, дрожжи | 100-200 мкг |
7. Какие микроэлементы относятся к микро биогенным?