Обем и състав на телесните течности

Водата в организма съставлява между 45 и 75% от телесната маса в зависимост от възрастта, пола и количеството мазнини. При новородените общото количество на водата представлява 70-75% от телесната маса. В края на втората година водата е 60-65%. За мъжете на средна възраст тя е около 60%, а при жените около 50%. Тази разлика се дължи на факта, че при жените обичайно се откриват пропорционално повече мазнини в сравнение с мъжете. Това се дължи на усиленото отлагане на масти в мастните депа под влияние на женските полови хормони. Процентното съдържание на вода в мастите е много ниско. То се увеличава при отслабване и намалява при затлъстяване. С възрастта съдържанието на водата в организма намалява. Това се дължи на промяна в тъкания метаболизъм. Намаляването на количеството на водата в организма е неотменен спътник на стареенето.

При човек на средна възраст с тегло 70 килограма, общото количество на водата в организма е около 40 литра. Тя се разпределя в две основни пространства – интрацелуларно и екстрацелуларно. Телесната вода, която се намира в клетките, се означава като интрацелуларна течност (ИЦТ). ИЦТ представлява приблизително 40% от телесната маса. Тя е водната фаза на клетките, в която се извършва обмяната на веществата. Интрацелуларната течност е разпределена неравномерно между отделните тъкани и органи – нерви 83%, бъбрек 83%, мускули 75%, кожа 70%, кости 22%, мастна тъкан 10%.

Останалата телесна вода се намира извън клетките. Тя се означава като ектрацелуларна течност (ЕЦТ) и съставлява 20% от телесната маса. Екстрацелуларната течност е съставена от интерстициалната течност, която се намира в междуклетъчното пространство, и от вътресъдовата (плазмена) течност, разположена в съдовете. Основната функция на ЕЦТ е да извършва обмяна между клетките и организма, както и между организма и околната среда. ЕЦТ непрекъснато се размесва, като по този начин създава относително еднакви условия за съществуването на всички клетки. Това размесване се дължи на постоянното движение на кръвта и на процесите на дифузия и осмоза между интерстициалната течност и плазмата. ЕЦТ се нарича още вътрешна течна среда на организма. Към нея спадат и лимфата и трансцелуларната течност. Лимфата се формира от интерстициалната течност, движи се по лимфните съдове, преминава през лимфните възли и се влива във вените. Трансцелуларната течност се състои от течности, които се секретират от специализирани клетки в пространства в организма. Към трансцелуларната течност спадат: цереброспинална, вътреочна течност, синовиална течност, перикардна, плерална и перитонеална течност.

Поддържането на оптималния обем и състав на телесните течности е от ключово значение за физиологията на организма. Биологичните и физико-химичните процеси се извършват във водна среда. Незначителни промени в количеството на водата водят до сериозни промени във функционирането на редица органи и системи. Човек не може да живее повече от няколко дни, ако е лишен напълно от вода. Водата в организма има следните функции:

• среда за извършване на химични реакции;
• среда за изхвърляне на отпадни продукти;
• разтворител на електролити и на неелектролити;
• осигурява слепване и свързване на твърди субстанции;
• терморегулаторна роля, която се дължи на голямата топлоемкост на водата;
• поддържане на размера и формата на клетките;
• среда за транспорт на хранителни вещества, хормони, ензими;
• голямото повърхностно напрежение на водата е една от причините за съществуването на капилярни сили, които са от значение за хемодинамиката.

Воден баланс

Всеки ден организмът обменя с околната среда големи количества течности. Въпреки това обемът на телесните течности остава непроменен. Съществува баланс между количеството приета и отделена от организма вода. Източниците за вода в организма са три:

• 50% чиста вода или други течности;
• 35% вода като съставна част на храната;
• образуваната оксидационна вода в резултат на метаболитните процеси в клетките.

Организмът губи вода с урината, потта, издишания въздух, изпражненията и чрез невидимото изпарение на вода от кожата:

• загуба на вода през кожата – тя е около 700-800 ml/ден. Чрез невидимото изпарение през кожата се губят соли и вода. Секретът, образуван от потните жлези, е хипотоничен. Той съдържа електролити и урея с променлив състав. Количеството на образуваната пот се увеличава при покачване на температурата на околната среда, на телесната температура и при физическа работа. Основният механизъм на увеличаване на загубата на вода в организма е стимулиране на потоотделянето.;
• загуба на вода чрез издишания въздух – тя е около 300-400 милилитра на ден. Увеличава се при горещ и сух въздух на околната среда и при физическа работа.;
• загуба на вода с урината – с урината се отделя най-много вода около 1500 милилитра/24 часа. За изхвърлянето на отпадните продукти и в частност на разпадните продукти от обмяната на белтъците е необходимо образуването на минимум 500 милилитра урина за едно денонощие.;
• загуба на вода с изпражненията – с тях се губят около 100-150 ml/ден. При новородените процентната загуба е по-голяма. Тя може бързо да нарасне и да предизвика дехидратация и ацидоза.

Всички тези пътища формират постоянната загуба на вода от организма. При увеличаване на телесната температура с 1^оС, водната загуба се увеличава с 100-150 мл на ден. Поддържането на водния баланс в организма е от ключово значение за функционирането на клетките. От множеството начини за прием и загуба на вода само два са подложени на регулация. Количеството на приетата вода се регулира по механизма на жаждата, а количеството на отделената вода зависи от дейността на бъбреците. Някои от начините не са подложени на регулация, като например образуването на оксидационна вода и невидимото изпарение през кожата. Приемът на течности с храната се регулира с цел запазване на енергийния баланс. Дейността на потните жлези се контролира с цел запазване на телесната температура. Основните фактори, които участват в поддържането на водния баланс, са възникването на чувството за жажда в резултат на стимулиране на центъра на жаждата в хипоталамуса и регулация на секрецията на антидиуретичен хормон, който повлиява реабсорбция на вода в дисталните и събирателните тубули и по този начин контролира количеството съхранена вода в организма. Ежедневният прием на вода при хората често е повлиян от навиците и от социални фактори, отколкото от реалната нужда за поддържане на водния баланс.

Състав на телесните течности

Плазмената и интерстициалната течност са разделени от стените на капилярите. Водата и всички съставки на плазмата освен плазмените белтъци постоянно и свободно се обменят между тези пространства. Съставът на плазмата и на интерстициалната течност е почти еднакъв, с тази разлика, че в интерстициалната течност съдържанието на белтъците е много ниско. Всяка промяна в обема и състава на едно от тези пространства се отразява на обема и състава на друго.

Съставът на ектрацелуларната течност (ЕЦТ) значително се различава от този на интрацелуларната течност (ИЦТ). Тази разлика се дължи на избирателната пропускливост за отделните йони на мембраните на клетките. В резултат на наличието на активен транспорт срещу концентрационния градиент, редица йони се разпределят несиметрично от двете страни на мембраната. Основните разлики в състава на ЕЦТ и на ИЦТ са:

• високо съдържание на белтъци в клетките и ниско в ЕЦТ;
• неравномерно разпределение на електролитите в резултат на действието на натриево-калиевата помпа, която придвижва натрия извън клетките, а калия вътре в клетките;
• високо съдържание на фосфати и фосфатсъдържащи съединения в ИЦТ.

Основният извънклетъчен катион е Na⁺, а вътреклетъчен – K⁺. От анийоните Cl^- е най-голяма концентрация в ЕЦТ, следван от HCO₃^-. Фосфатните анийони преобладават в интрацелуларната течност. Уреята преминава свободно през клетъчните мембрани. По тази причина концентрацията и е еднаква във всички пространства. ЕЦТ съдържа големи количества натриеви и хлорни йони, умерени количества хидрогенкарбонатни и малки количества калциеви, фосфатни, сулфатни и органични йони. Интрацелуларната течност съдържа големи количества калиеви и фосфатни йони и умерени количества магнезиеви и сулфатни йони. В клетките съдържат около 4 пъти повече белтъци, отколкото в плазмата. Съществуват значителни разлики в концентрациите на разтворените вещества в ИЦТ и ЕЦТ. Въпреки това, осмотичното налягане в тези пространства е еднакво. Мембраните, които ги разделят, са свободно проницаеми за вода. Ако общата концентрация на разтворените вещества стане висока, възникналата разлика в осмотичното налягане се коригира чрез придвижване на вода от съседното пространство и се установява равновесие.

Значение на основните електролити

Основните електролити, влизащи в състава на телесните течности, са:

• натрий – приблизително 65% от Na⁺ в организма се намира в екстрацелуларната течност, където концентрацията му е 144-146 mmol/L. 25% от натрия се намира в костите и по-малко от 10% се намира в клетките. Концентрацията му в клетките е 14-16 mmol/L. Натрият се намира под две форми. Първата форма е обменящ се натрий. Той е представен от натрия в телесните течности и от половината от този, намиращ се в костите. Втората форма е необменящ се натрий. Той се намира предимно в костите. Na⁺ има изключително значение за организма. Той обуславя транспорта на органични и неорганични вещества през клетъчната мембрана, възникването на акционния потенциал, активността на някои ензими. Този йон в голяма степен определя осмоларитета на ЕЦТ и участва в поддържането на алкално-киселинното равновесие в организма. Дневната нужда от натрий е 2-8 грама. Тя се набавя с храната. Na⁺ се реабсорбира по хода на целия храносмилателен канал, но най-голяма част от него се реабсорбира в проксималната част на дебелото черво срещу концентрационния градиент. Резорбцията в този отдел на храносмилателния тракт се стимулира от алдостерона. Отделянето на натрий от организма се осъществява с потта и урината. Централна роля в регулацията на натриевата хомеостаза има бъбрекът. Реабсорбцията на Na⁺ в бъбречните тубули се повлиява от алдостерона, от натриуретичния хормон, от простагландините. При намаляване на вноса на натрий с храната, количествата, отделени с урината силно намаляват.
• калий – той е основният вътреклетъчен катион. Само 2% от калия в организма се намира в ЕЦТ, където концентрацията му е 3,5-5,2 mmol/L. Останалите 98% се намират в клетките, главно в мускулните, където концентрацията му е 140-150 mmol/L. K⁺ в клетките се открива в две форми. Около 10% от него е свързан, докато останалите 90% представлява обменящ се калий. Калият участва в поддържане на рН на клетката и регулира нейната електрическа активност (мембранен и акционен потенциал). Дори малки промени в калиевата концентрация могат да доведат до сериозни последствия. Промени в концентрацията на K⁺ в ЕЦТ по-големи от 2 mmol/L водят до тежки смущения в дейността на миокарда. Дневната нужда на организма от калий е около 50-150 mmol/L. Тя се задоволява с консумация на плодове и зеленчуци. 90-95% от дневния прием се екскретира с урината, а останала част с изпражненията. Алдостеронът увеличава секрецията на K⁺ в дисталните и събирателните бъбречни тубули. Диуретиците с изключение на калий-съхраняващите водят до голяма загуба на K⁺. Инсулинът улеснява навлизането на K⁺ в мускулните клетки, а адреналинът повлиява навлизането в чернодробните и в мускулните клетки чрез повлияване на бета-адренергичните рецептори.;
• магнезий – той също е основен електролит. Количеството му в организма е 27 mg/kg телесна маса. 60% от него се намират в костите, 1% в ЕЦТ, а останала част вътреклетъчно, където играе роля на активатор на ензими. Mg⁺ в плазмата се намира в три изоформи – йонизиран магнезий, свързан с различни анийони, свързан с плазмените белтъци (албумини). Нoрмалната концентрация в плазмата е 0,7-1,2 mmol/L. При намалено съдържание на този електролит се наблюдава повишена невромускулна възбудимост, вазодилатация, нарушения в ритъма на сърдечната дейност.;
• хлор – той е основният екстрацелуларен анион. 70% от общото съдържание на Cl^- в организма се намира в ЕЦТ. Количеството му при възрастни хора е 1 g/kg телесна маса. Концентрацията му в плазмата е около 104-110 mmol/L. Обмяната на Cl^- зависи от тази на натрия и е свързана с дейността на бъбреците и потните жлези. Промените в съдържанието на хлора се повлияват от същите фактори, които регулират съдържанието на натрий. При промени в алкално-киселинното равновесие в организма се наблюдават промени. При ацидоза с урината се отделя повече Cl^-, отколкото Na⁺, а при алкалоза е обратното. При обилно повръщане се губи повече хлор.