Open Library - atvērta izglītības informācijas bibliotēka. Ūdens. Fizikālās īpašības Veidojas dzīvo organismu iekšējās vides pamats

ŠŪNU BIOLOĢIJA

neorganiskās vielas

Starp dzīvo organismu neorganiskiem savienojumiem īpaša loma ir ūdenim. Ūdens ir galvenā vide, kurā notiek vielmaiņas un enerģijas pārveides procesi. Lielākajā daļā dzīvo organismu ūdens saturs ir 60-70%. Ūdens veido dzīvo organismu iekšējās vides (asins, limfas, starpšūnu šķidruma) pamatu. Ūdens unikālās īpašības nosaka tā molekulu struktūra. Ūdens molekulā viens skābekļa atoms ir kovalenti saistīts ar diviem ūdeņraža atomiem. Ūdens molekula ir polāra (dipols). Pozitīvais lādiņš koncentrējas uz ūdeņraža atomiem, jo ​​skābeklis ir elektronnegatīvāks nekā ūdeņradis. Vienas ūdens molekulas negatīvi lādēts skābekļa atoms tiek piesaistīts citas molekulas pozitīvi lādētam ūdeņraža atomam, veidojot ūdeņraža saiti, kas ir 15-20 reizes vājāka par kovalento. Tātad ūdeņraža saites ir viegli saplēstas, kas tiek novērots, piemēram, ūdens iztvaikošanas laikā. Sakarā ar molekulu termisko kustību ūdenī dažas ūdeņraža saites tiek pārtrauktas, dažas veidojas. Tādējādi molekulas ir mobilas šķidrs stāvoklis kas ir ļoti svarīgi vielmaiņas procesiem. Ūdens molekulas viegli iekļūst šūnu membrānās. Molekulu augstās polaritātes dēļ ūdens ir šķīdinātājs citiem polāriem savienojumiem. Atkarībā no noteiktu savienojumu spējas šķīst ūdenī, tos nosacīti iedala hidrofilos jeb polāros un hidrofobos jeb nepolārajos. Ūdenī šķīstošie hidrofilie savienojumi ietver lielāko daļu sāļu. Hidrofobie savienojumi (gandrīz visi tauki, daži proteīni) satur nepolāras grupas, kas neveido ūdeņraža saites, tāpēc šie savienojumi ūdenī nešķīst. Tam ir augsta siltumietilpība un vienlaikus augsta siltumvadītspēja šķidrumiem. Šīs īpašības padara ūdeni ideāli piemērotu ķermeņa termiskā līdzsvara uzturēšanai.

Atbalstīt dzīvības procesus atsevišķās šūnās un organismā kopumā nozīmi satur minerālsāļus. Dzīvie organismi satur izšķīdušus sāļus (jonu veidā) un sāļus cietā stāvoklī. Jonus iedala pozitīvajos (metāla elementu katjoni K +, N a +, Ca 2+, M 2+ utt. e) un negatīvie (sālsskābes anjoni - C l - , sulfāts - H SO 4 - , S O 4 2-, karbonāts - HCO 3 -, fosfāts - H 2 RO 4 -, HPO 4 2- utt.). Dažādas koncentrācijas katjonu K + un N a + šūnā un starpšūnu šķidrumā izraisa potenciālu atšķirību uz šūnas membrānas; izmaiņas membrānas caurlaidībā uz K + un N a + kairinājuma ietekmē nodrošina nervu un muskuļu uzbudinājuma rašanos. Fosfātu skābes anjoni uztur neitrālu intracelulārās vides reakciju (pH = 6,9), karbonskābes anjoni atbalsta nedaudz sārmainu asins plazmas reakciju (pH = 7,4). Kalcija savienojumi (CaC O 3 ) ir daļa no gliemju un vienšūņu čaumalām, vēžu čaumalām. Hlorskābe rada skābu vidi kuņģīmugurkaulniekiem un cilvēkiem, nodrošina kuņģa sulas enzīmu darbību. Sērskābes atliekas, savienojot ūdenī nešķīstošos savienojumus, nodrošinot to šķīdību, kas veicina šo savienojumu izvadīšanu no šūnām un organisma.

Ūdens - visizplatītākā viela. Jūras un okeāni aizņem 71% no zemeslodes virsmas. Tomēr iekšā Nesen trūka saldūdens, jo. sāļus ūdeņus cilvēki izmanto maz, savukārt saldūdeni izmanto apūdeņošanai un rūpniecībai.

Blīvums. Ūdenī visu organismu svars ir atvieglots, un daudzi organismi peld ūdenī, nenogrimstot dibenā. Taču ūdens blīvums apgrūtina pārvietošanos, tāpēc organismiem jābūt labi attīstītiem muskuļiem ātrai peldēšanai. Ar dziļumu spiediens ievērojami palielinās - dziļjūras iedzīvotāji iztur spiedienu.

Gaisma. Iekļūst seklā dziļumā. Tāpēc augi pastāv tikai augšējos apvāršņos. Lielos dziļumos dzīvnieki dzīvo pilnīgā tumsā.

Temperatūras režīms. Temperatūras svārstības ūdenī tiek izlīdzinātas, ūdens iemītnieki nepielāgojas spēcīgam salam un karstumam.

Ierobežots skābeklis. Tā šķīdība nav ļoti augsta un samazinās līdz ar piesārņojumu vai karsēšanu. Tāpēc rezervuāros ir nāves gadījumi no skābekļa trūkuma.

Sāls sastāvs.

Molekulu polaritāte un spēja veidot ūdeņraža saites padara ūdeni par labu šķīdinātāju milzīgam daudzumam neorganisko un organisko vielu. Lielākā daļa ķīmisko reakciju ir mijiedarbība starp ūdenī šķīstošām vielām. Fermentu iedarbībā ūdens nonāk hidrolīzes reakcijās, kurās OH - un H + ūdens tiek pievienots dažādu molekulu brīvajām valencēm. Ūdens veido pamatu iekšējā vide dzīvie organismi. Ūdens nodrošina vielu ieplūšanu šūnā un to izvadīšanu caur šūnas ārējo membrānu (transporta funkcija). Ūdens ir siltuma regulators. Pateicoties labajai ūdens siltumvadītspējai un lielākai siltumietilpībai, mainoties videi t, t šūnas iekšienē paliek nemainīga vai arī tās svārstības izrādās daudz mazākas nekā vide. Ūdens ir elektronu un protonu donors enerģijas apmaiņā. Ūdens ir iesaistīts bioloģisko makromolekulu augstāku struktūru veidošanā. Šūnu vielmaiņa ir atkarīga no brīvā un saistītā ūdens līdzsvara. Ūdenim ir augsta siltuma jauda. Ūdens īpatnējā siltumietilpība ir siltuma daudzums, kas nepieciešams, lai 1 kg ūdens temperatūru paaugstinātu par 10. Ūdens ir vienīgā viela, kurai šķidrā stāvoklī ir lielāks blīvums nekā cietā stāvoklī. Uz ūdens virsmas ir virsmas spraigums.

Ūdens- kompleksa dzīvā sistēma, kurā dzīvo augi, dzīvnieki un mikroorganismi, kas pastāvīgi vairojas un mirst, kas nodrošina ūdenstilpju pašattīrīšanos.

Ūdenim ir augstākais blīvums pie t 4 0 C (1 g / cm 3), tāpēc ziemā rezervuāri nesasalst cauri. Ūdens molekulām ir polaritāte, un tās pievelk viena otrai ar pretējiem poliem, veidojot asociācijas ūdeņraža saišu dēļ. Visstabilākās ir divkāršas ūdens molekulas, kurām ir 2 ūdeņraža saites. Ūdens molekulas ir izturīgas pret karsēšanu, tikai pie t 1000 0 С tvaiki sāk sadalīties H un O 2. Savienojums dabīgais ūdens. 5 vielu grupas: 1. galvenie joni (katjoni: Na +, Ca 2+, Mg 2+, Mn 2+, Fe 2+, Fe 3+, K +), 2. anjoni (HCO 3-, SO 4 2- , Cl -, CO 3 2-, SO 3 2-, S 2 O 3-), 3. izšķīdušās gāzes (CO 2 O 2 N 2 H 2 S CH 4), 4. barības vielas (NH 3 - amonjaks, nitrīti , nitrāti, P, Si), 5. mikroelementi (I, F, Cu, Br, CO, Ni).Pēc anjonu satura dabiskos ūdeņus iedala karbonāta, bikarbonāta, sulfāta, hlorīda. Pēc katjonu satura: kalcija, magnija un nātrija ūdens. Sāļu saturs ūdenī ietekmē metāla, betona un akmens materiālu koroziju. Upju ūdens mineralizācija - 200-1000 mg/l, ezera ūdens - 15-300 mg/l, jūras ūdens - 3500 mg/l. Hlorīdi, amonjaks un nitrāti ir organisko vielu iekļūšanas ūdenī indikatori. Ūdens piesārņojumu ar organiskām vielām pavada anaerobo un aerobo baktēriju un sēnīšu pieaugums. Amonjaks (MPC - 2 mg/l) norāda uz saldūdens piesārņojumu. Dziļos pazemes ūdeņos iespējama amonjaka klātbūtne, kas veidojas nitrātu samazināšanās dēļ, ja nav O 2 . Purvainos un kūdrainos ūdeņos amonjaka saturs nav piesārņojuma rādītājs (augu izcelsmes amonjaks). Nitrīti (KNO 2 , HNO 2), amonjaka oksidēšanās produkti nitrifikācijas laikā, norāda uz piesārņojuma vecumu. Nitrāti (maksimālās koncentrācijas robeža - 10 mg/l) - mineralizācijas gala produkts. Ja vienlaikus atrodas amonjaks, nitrāti un nitrīti, ūdens ir bīstams epidēmiskā nozīmē. Nitrātus (Ca (NO 3) 2, NaNO 3, KNO 3) var saturēt augsnes sāļu, minerālmēslu, salpetra šķīdināšanas dēļ. Nitrāti ir kancerogēnu vielu - nitrozamīnu - veidošanās priekšteči. Tie samazina organisma izturību pret mutagēno un kancerogēnu faktoru ietekmi. Hlorīdi - sadzīves piesārņojuma indikators (MPC - 20-30 mg / l). Vietās ar sāļu augsni gruntsūdeņi satur sāļas izcelsmes hlorīdus. Akas un bedres nedrīkst būt piesārņotas organisko vielu. Tiem jābūt izvietotiem nepiesārņotās paaugstinātās vietās, vismaz 50 m attālumā no tualetēm, tualetēm, kanalizācijas tīkliem, noliktavām, kapsētām, mēslojuma un pesticīdu noliktavām.

Hidrobiontu dzīvības formas. Ūdens kolonnā (pelaģiāls): 1. planktons - organismi, kas nav spējīgi aktīvi kustēties (aļģes, vienšūņi, vēžveidīgie), nespēj izturēt ūdens straumes. Krioplanktons (flagellates) - kušanas ūdens populācija, veidojas zem saules stariem ledus plaisās un sniega tukšumos. 2. nektons - lieli dzīvnieki, kuru motoriskā aktivitāte ir pietiekama, lai pārvarētu ūdens straumes (zivis, kalmāri, zīdītāji). 3. pleustona - organismi, kuru ķermeņa daļa atrodas ūdenī, bet daļa virs virsmas (pīle, vēderkāji, zivis). 4. bentoss (baktērijas, aktinomicīti, aļģes un sēnes, vienšūņi, sūkļi, koraļļi, annelīdi, vēžveidīgie, adatādaiņi, kukaiņu kāpuri) dzīvo uz augsnes virsmas (epibentoss) un tās biezumā (endobentoss). Pelagobentoss atrodas ūdens staba un grunts saskares zonā. 5. perifitons - foulers - visi organismi, kas dzīvo uz blīviem substrātiem ārpus ūdens apakšējā slāņa (glivāli un sārņi, sūkļi). 6. neistons - ūdens virsmas slānī dzīvojoši organismi. Uz ūdens plēves virsmas - epineustona (ūdens striderblaktis, mušas) vai zem tās - hiponeustona (kopkāji, zivju mazuļi, kukaiņi, gliemju kāpuri).

Ūdens dzīvā organismā

Ūdens veido lielāko daļu jebkuras dzīvas radības uz Zemes. Pieaugušam cilvēkam ūdens veido vairāk nekā pusi no ķermeņa svara. Tā ir pieaugušam cilvēkam, jo ​​dažādos dzīves periodos ūdens saturs organismā mainās. Embrijā tas sasniedz 97%; uzreiz pēc piedzimšanas kopējais ūdens daudzums organismā strauji samazinās – jaundzimušajam tas jau ir tikai 77%. Turklāt ūdens saturs turpina pakāpeniski samazināties, līdz tas nonāk pilngadība salīdzinoši nemainīgs. Vidēji ūdens saturs organismā vīriešiem vecumā no 18 līdz 50 gadiem ir 61%, sieviešu - 54% no ķermeņa svara. Šī atšķirība ir saistīta ar faktu, ka pieaugušu sieviešu ķermenī ir vairāk tauku; nogulsnējoties taukiem, palielinās ķermeņa masa un samazinās ūdens īpatsvars tajā (cilvēkiem ar aptaukošanos ūdens saturs var samazināties līdz pat 40% no ķermeņa svara). Pēc 50 gadiem cilvēka ķermenis sāk “izžūt”: tajā ir mazāk ūdens.

Lielākā daļa ūdens - 70% no kopējā ķermeņa ūdens daudzuma - atrodas šūnu iekšpusē, kā daļa no šūnu protoplazmas. Pārējais ir ārpusšūnu ūdens: daļa no tā (apmēram 7%) atrodas asinsvadu iekšpusē un veido asins plazmu, bet daļa (apmēram 23%) mazgā šūnas - tas ir tā sauktais intersticiālais šķidrums.

Slavenais franču fiziologs Klods Bernārs tālajā 1858. gadā formulēja ķermeņa iekšējās vides noturības principu - kaut ko līdzīgu masas nezūdamības likumam - enerģija dzīvām būtnēm. Šis princips nosaka, ka dažādu vielu uzņemšanai organismā jābūt vienādai ar to izvadīšanu. Ir skaidrs, ka ūdens patēriņam jābūt vienādam ar plūsmu. Kā cilvēks lieto ūdeni?

Ir diezgan grūti ņemt vērā ķermeņa ūdens zudumus, jo ievērojama daļa no tiem ietilpst tā saukto nemanāmo zudumu daļā. Piemēram, ūdens tvaiku veidā atrodas izelpotajā gaisā - tas ir aptuveni 400 ml / dienā. No ādas virsmas iztvaiko apmēram 600 ml/dienā. Asaru dziedzeri izdala nedaudz ūdens (un ne tikai tad, kad mēs raudam: šķidrums, ko tie izdala, pastāvīgi peld acs ābolu); ūdens tiek zaudēts arī ar siekalu pilieniem runājot, klepojot utt. Pārējos ūdens izvadīšanas veidus ir vieglāk ņemt vērā: tas ir 800-1300 ml dienā, kas izdalās ar urīnu un aptuveni 200 ml ar izkārnījumiem. Ja mēs summējam visus iepriekš minētos skaitļus, mēs iegūstam apmēram 2–2,5 litrus; šis rādītājs ir vidējs, jo ūdens patēriņš var ievērojami atšķirties atkarībā no ārējiem apstākļiem, apmaiņas individuālajām īpašībām vai tā pārkāpumu rezultātā.

Saskaņā ar to pieauguša cilvēka ķermeņa ikdienas nepieciešamība ūdenī ir vidēji aptuveni 2,5 litri. Taču tas nebūt nenozīmē, ka cilvēkam katru dienu jāizdzer vismaz 10 glāzes ūdens: lielākā daļa no patērētā ūdens ir pārtikā. Daļa ūdens veidojas arī tieši organismā dzīvības procesā – olbaltumvielu, tauku un ogļhidrātu sadalīšanās laikā (endogēnais ūdens). Piemēram, oksidējoties 100 g tauku, rodas 107 ml ūdens, 100 g ogļhidrātu - 55 ml. Tāpēc tauki ir visizdevīgākie (no endogēnā ūdens iegūšanas viedokļa). Un nav nejaušība, ka ievērojamas tauku nogulsnes tiek novērotas tieši tiem dzīvniekiem, kuri ilgu laiku ir pielāgojušies iztikt bez ūdens no ārpuses, ražojot to savā ķermenī. Starp tiem ir liels tuksneša dzīvnieks - kamielis. Tauku rezerve tā kuprī pie pilnīgas oksidācijas ļauj iegūt aptuveni 40 litrus endogēna ūdens, kas ir dzīvnieka ikdienas nepieciešamība. Protams, stingrs tauku krājums pilnībā neaizstāj kamieļu dzeramais ūdens. Tauku nogulsnes - endogēnā ūdens avots, papildus kamieļiem, tuksnesī ir arī aitu šķirnes ar astes. Tauki uzkrājas dažu džerboju astēs, zem dzelteno un mazo zemes vāveru, ežu uc ādas. Austrālijas peles slāpes remdē tikai ar endogēnu ūdeni.

Neviens dzīvības process cilvēka vai dzīvnieka organismā nevar notikt bez ūdens, un neviena šūna nespēj iztikt bez ūdens vides. Piedaloties ūdenim, notiek gandrīz visas ķermeņa funkcijas. Tātad, iztvaikojot no ādas virsmas un elpošanas orgāniem, ūdens piedalās termoregulācijas procesos.

Gremošanas process ir vissvarīgākā ķermeņa funkcija. Gremošanas process kuņģa-zarnu traktā notiek tikai ūdens vidē. Šajā procesā ūdens ir labs šķīdinātājs gandrīz visiem pārtikas produktiem.

Dzeramais ūdens galvenokārt uzsūcas caur kuņģa un zarnu sieniņām asinīs un līdz ar to vienmērīgi sadalās pa visu ķermeni, no asinīm nonākot intersticiālajā šķidrumā un pēc tam šūnās. Šāda ūdens apmaiņa notiek diezgan intensīvi. Atrodoties savienojuma stāvoklī ar ūdeni, arī pārtikas produkti (olbaltumvielas, ogļhidrāti, tauki, minerālsāļi) viegli uzsūcas asinīs un nokļūst visos ķermeņa orgānos un pēc tam audos.

Ūdens pāreja no asinīm intersticiālajā šķidrumā ir pilnībā pakļauta fiziskajiem likumiem. Sirds darbība asinsvadu iekšienē rada hidrostatisko spiedienu, kam ir tendence izspiest šķidrumu caur asinsvadu sieniņām. Tam pretojas osmotiskais spiediens, ko rada asinīs izšķīdušās vielas. Precīzāk, galveno lomu šeit spēlē nevis osmotiskais spiediens, bet tikai tā mazā daļa (apmēram 1/220), ko veido asins plazmas olbaltumvielas - tas ir tā sauktais onkotiskais spiediens. Fakts ir tāds, ka gan ūdens, gan mazmolekulārās vielas, kas rada galveno osmotiskā spiediena daļu, brīvi iziet cauri kapilāru sieniņām, taču tās praktiski ir necaurlaidīgas olbaltumvielām. Un tieši proteīnu radītais onkotiskais spiediens uztur ūdeni kapilārā.

Kapilāra sākotnējā, arteriālajā daļā hidrostatiskais spiediens ir augsts - tas ir daudz lielāks par onkotisko. Tāpēc ūdens kopā ar tajā izšķīdinātām zemas molekulmasas vielām caur kapilāra sieniņām tiek izspiests starpšūnu telpā. Kapilāra pēdējā, venozajā daļā hidrostatiskais spiediens ir daudz mazāks, jo šeit kapilārs paplašinās. Olbaltumvielu veidotais onkotiskais spiediens šeit, gluži pretēji, palielinās, jo daļa ūdens jau ir atstājusi kapilāru un plazmas tilpums ir samazinājies, savukārt olbaltumvielu koncentrācija tajā ir palielinājusies. Tagad onkotiskais spiediens kļūst lielāks par hidrostatisko spiedienu, un šeit ūdens, nesot sev līdzi šūnu dzīvībai svarīgās aktivitātes produktus, no starpšūnu telpas ieplūst atpakaļ asinsvadu gultnē.

Šis ir vispārējs ūdens apmaiņas attēls starp asinīm un audiem. Tiesa, šis mehānisms nav piemērojams visos gadījumos; ar tās palīdzību, piemēram, nav iespējams izskaidrot šķidruma apmaiņu aknās. Hidrostatiskais spiediens aknu kapilāros nav pietiekams, lai izraisītu šķidruma pāreju no tiem intersticiālajā telpā. Šeit lomu spēlē ne tik daudz fizikālie likumi, bet gan fermentatīvie procesi.

No intersticiālā šķidruma šūnās nonāk ūdens. Arī šo procesu nosaka ne tikai osmozes likumi, bet arī šūnas membrānas īpašības. Šādai membrānai papildus pasīvajai caurlaidībai, atkarībā no konkrētas vielas koncentrācijas tās pretējās pusēs, ir arī īpašība aktīvi pārnest noteiktas vielas pat pret koncentrācijas gradientu, t.i., no atšķaidītāka šķīduma uz mazāk atšķaidītu. Citiem vārdiem sakot, membrāna darbojas kā "bioloģiskais sūknis". Šādi regulējot osmotisko spiedienu, šūnas membrāna kontrolē arī ūdens procesus, kas caur to iet no starpšūnu telpas šūnā un atpakaļ.

Galvenais ūdens izvadīšanas veids no organisma ir nieres; apmēram puse ūdens, kas iziet no ķermeņa, iziet caur tiem. Nieres ir viens no enerģētiski visvairāk strādājošajiem orgāniem, enerģijas patēriņš uz svara vienību šeit ir lielāks nekā jebkurā citā. No visa cilvēka uzņemtā skābekļa vismaz 8-10% tiek izmantoti nierēs, lai gan to svars ir tikai 1/200 no ķermeņa svara. Tas viss liecina par tajos notiekošo procesu nozīmi.

Dienā caur nierēm iziet vairāk nekā 1000 litru asiņu, kas nozīmē, ka katra asins pile dienā šeit viesosies vismaz divsimt reižu. Šeit asinis tiek attīrītas no nevajadzīgiem vielmaiņas produktiem, ko tās atnes no visiem orgāniem un audiem, kas izšķīdināti plazmā, tas ir, galu galā, atkal ūdenī.

Asinīm izejot cauri nieru kapilāra sākotnējai, arteriālajai daļai, apmēram 20% no tā augstā hidrostatiskā spiediena dēļ (nieru kapilāros tas ir divreiz augstāks nekā parastajos) iziet cauri kapilāra sieniņai. nieres glomerulu dobumā - tas ir tā sauktais primārais urīns. Šajā gadījumā, tāpat kā visos citos ķermeņa kapilāros, visas plazmā izšķīdušās vielas iziet cauri nieru kapilāra sieniņai, izņemot olbaltumvielas. To vidū bez atkritumiem, kas jāizvada no organisma, ir arī nepieciešamās vielas, kuru izdalīšana būtu bezjēdzīga izšķērdība. Organisms to nevar atļauties, un tāpēc nieru kanāliņos, kur primārais urīns nonāk no nieru glomeruliem, tiek veikta rūpīga šķirošana. Uzturvielas, dažādi sāļi, citi savienojumi tiek pastāvīgi reabsorbēti – tie caur kanāliņu sieniņām nonāk atpakaļ asinīs, kapilārā, kas atrodas blakus kanāliņiem. Vadošo lomu šajā reabsorbcijas procesā spēlē sarežģītas fermentatīvās reakcijas.

Kopā ar lietderīgām vielām atstāj primāro urīnu un ūdeni. Nieru kanāliņu sākotnējā daļā ūdens reabsorbējas pasīvi: tas nonāk asinīs pēc aktīvi reabsorbētā nātrija, glikozes un citām vielām, izlīdzinot radušos osmotiskā spiediena starpību.

Nieru kanāliņu beigu daļā, kad lietderīgo vielu reabsorbcija jau būtībā ir pabeigta, ūdens atgriešanās asinīs tiek regulēta ar citu mehānismu un ir atkarīga tikai no tā, cik ļoti šis ūdens ir nepieciešams organismam. Asinsvadu sieniņās ir izkaisīti nervu receptori, kas ļoti smalki reaģē uz ūdens satura izmaiņām asinīs. Tiklīdz ūdens ir mazāk nekā nepieciešams, nervu impulsi no šiem receptoriem nonāk hipofīzē, kur sāk izdalīties hormons vazopresīns. Tās ietekmē tiek ražots enzīms hialuronidāze. Enzīms padara nieru kanāliņu sienas ūdens caurlaidīgas, iznīcinot ūdensnecaurlaidīgos polimēru kompleksus, kas veido to sastāvu - it kā atverot krānu, lai ūdens izietu caur kanāliņu sieniņu. Rezultātā ūdens, kas tagad seko osmozes likumiem, nokļūst asinīs. Jo mazāk ūdens organismā, jo vairāk vazopresīna izdalās, jo vairāk tiek ražots hialuronidāzes, jo vairāk ūdens uzsūcas atpakaļ asinīs.

Galu galā tikai mazāk nekā 1% no visa primārā urīna izdalās caur nierēm "īstā" urīna veidā, kas tagad satur tikai dzīvībai svarīgās aktivitātes atkritumus un tikai ūdeni, kas ķermenim nav nepieciešams.

Eksperimentāli ir noskaidrots, ka ik dienas nepieciešams vismaz 500 ml urīna, lai no cilvēka organisma izvadītu atkritumus. Ja cilvēks dzer daudz ūdens, tas atšķaida urīnu, kura īpatnējais svars samazinās. Ar nepietiekamu ūdens uzņemšanu organismā, kad pēc tā zudumu papildināšanas caur ādu un plaušām nierēs paliek mazāk par 500 ml, daļa no dzīvībai svarīgās darbības atkritumiem paliek organismā un var izraisīt saindēšanos. Tam ūdens bads ir bīstams.

Īpaši grūti paciest dehidratāciju. Ja ūdens zudumi netiek papildināti, tad fizioloģisko procesu pārkāpumu rezultātā pasliktinās veselība, pazeminās efektivitāte, pie augstām gaisa temperatūrām tiek traucēta termoregulācija un var rasties organisma pārkaršana. Līdz ar mitruma zudumu, kas ir 6-8% no ķermeņa svara, cilvēkam paaugstinās ķermeņa temperatūra, āda kļūst sarkana, paātrinās sirdsdarbība, kļūst biežāka elpošana, pārvēršoties elpas trūkumā, muskuļu vājums, reibonis, galvassāpes un. rodas ģīboņa stāvoklis. Zaudējot 10% ūdens, organismā var rasties neatgriezeniskas izmaiņas. Jau nāvējošs ir ūdens zudums 15–20% apmērā gaisa temperatūrā virs 30°, un 25% ūdens zudums ir nāvējošs arī zemākā temperatūrā.

Ar sviedriem izdalās arī cilvēka atkritumi. Vidēji cilvēka ķermeņa virsma aizņem 1,5 m 2.

Cilvēks lielā karstumā ļoti svīst. Pa dienu viņš burtiski “izdod” spaini sviedru: gaiss būtu sauss.

Galvenā šķidruma sastāvdaļa šādā spainī ir parasts, neievērojams ūdens. Tas satur negaistošas ​​un gaistošas ​​sastāvdaļas. Ir viegli iepazīties ar negaistošajiem - sāļie sviedri: apmēram 1% NaCl, un pat fosfāti un sulfāti. Daudz sviedru un kreatinīna. Bet pat eksperti nav pazīstami ar gaistošām sastāvdaļām, taču kaut kas joprojām ir zināms: kosmobiologi ir nonākuši pie secinājuma, ka pat nedaudz svīstošs cilvēks caur ādu izdala tik daudz vielu, ka trīs kubu slēgtā atmosfēra būs piesātināta ar kaitīgiem savienojumiem. dienā virs maksimāli pieļaujamās normas. Uz Zemes tā nav problēma, bet kosmosā nevar atvērt logu.

Lai astronauti paši neslāpētu sviedrus, nepieciešami speciāli absorbētāji un dažādi - no sasvīdušas sejas vai slapjas plaukstas iztvaiko tādas nepatīkamas vielas kā metanols, acetaldehīds, etanols, acetons, izopropanols, etiķskābe. Šajā maisījumā dominē etiķskābe.

Ūdens loma dzīvā organismā ir liela. Ūdens ir gan vide, gan tiešs fizioloģisko un bioķīmisko reakciju dalībnieks. Ar ūdeni no organisma izdalās dažādas vielmaiņas rezultātā radušās vielas.

<<< Назад

Uz priekšu >>>

Literatūras pamati

1. Cilvēka fizioloģija. V. M. Pokrovska, G. F. Korotko redakcijā. - Medicīna, 2003 (2007) - 229.-237.lpp.

2. Cilvēka fizioloģija Divos sējumos. I sējums V. M. Pokrovska, G. F. Korotko redakcijā. - Medicīna, 1997 (1998, 2000, 2001) 276.-284.lpp.

Ilgu laiku asinis tika atzītas par spēcīgu un ārkārtēju spēku: svētie zvēresti tika apzīmogoti ar asinīm; priesteri lika saviem koka elkiem "raudāt asinis"; Senie grieķi upurēja asinis saviem dieviem[Mt1]. Daži senās Grieķijas filozofi uzskatīja, ka asinis ir dvēseles nesējs. Sengrieķu ārsts Hipokrāts garīgi slimajiem izrakstīja veselu cilvēku asinis. Viņš domāja, ka veselu cilvēku asinīs - vesela dvēsele[Mt2].

Asins kustīgums ir vissvarīgākais nosacījums organisma dzīvībai [Mf3] .

Turpinām mācīties asinsrites sistēma . Atcerieties, kas veido asinsrites sistēmu? Taisnība! Sirds un asinsvadu sistēma + asinis .

Ja sirds un asinsvadu sistēmu var saukt par transportsistēmu, tad asinis ir transportējama vide.

Tāpat kā nav iespējams iedomāties valsti bez transporta saziņas līnijām, tāpat nav iespējams saprast cilvēka vai dzīvnieka eksistenci bez asiņu kustības pa asinsvadiem, kad skābeklis, ūdens, olbaltumvielas un citas vielas tiek nogādātas visi orgāni un audi.[Mt4]

Asinis ir vissvarīgākā cilvēka ķermeņa iekšējās vides sastāvdaļa, tāpēc, pirms ķerties pie asiņu īpašībām, ir jāiepazīstas ar iekšējās vides fizioloģijas galvenajiem jautājumiem.

1. Jēdziens "ķermeņa iekšējā vide[Mf5]"

Primārie organismi attīstījās okeānos. Ūdens viņus atnesa barības vielas un pieņemtie vielmaiņas produkti [B6] . Daudzšūnu organismos lielākā daļa šūnu ir zaudējušas kontaktu ar ārējā vide, un šī vide ir būtiski (!) mainījusies no ūdens izlīdušajām radībām. Bija ūdens, kļuva sauss un ne vienmēr ērts. Bet daļiņa no tā okeāna mūsos šļakatas arī tagad, būdama organisma iekšējās vides pamatā.

Ķermeņa iekšējā vide[Mf7] - komplekts šķidrumi tieši iesaistīti vielmaiņas procesos un organisma homeostāzes uzturēšanā [Mf8] . [a]

koncepcija ķermeņa iekšējā vide ieviesa fizioloģijā C. Bernard 1854-1857. [b]

Iekšējo vidi raksturo dinamiska noturība[Mf9] .

Lai aprakstītu šo stāvokli 1929. gadā, V. Kanons ieviesa šo terminu homeostāze [Mt10] [c].

Saistībā ar bioritmu lomas noteikšanu dzīva organisma darbībā hronobioloģija sāka darboties ar terminu nevis " homeostāze ", a" homeokinēze "vai" homeorēze ”, kas nozīmē ne tikai parametru vērtību, bet arī to maiņas procesu laika gaitā.

Tomēr literatūrā biežāk tiek lietots termins "homeostāze", kas nozīmē, ka iekšējās vides noturība ir relatīva[Mf11] .

Homeostāzes robežas var būt stingras un plastiskas. To rādītāji ir atkarīgi no sugas, indivīda, dzimuma un citiem apstākļiem. Cietās konstantes ir iekšējās vides parametri , kas nosaka enzīmu optimālo aktivitāti, t.i. vielmaiņas procesu īstenošanas iespēja [Mf12] .--162- C.13]

Vispārējais ūdens, ķermeņa šķidrumi un iekšējās vides šķidrumi

Cilvēka ķermenis galvenokārt sastāv no ūdens.

Tā relatīvais saturs mainās līdz ar vecumu no 75% jaundzimušajiem līdz 55% gados vecākiem cilvēkiem [B14]].

Sievietēm relatīvais ūdens saturs ir par 5% mazāks nekā vīriešiem.

Ūdens bilance (pieplūde, veidošanās, cirkulācija, līdzdalība vielmaiņā, izvadīšana) ir citu lekciju tēma par ūdens-sāļu metabolismu.

Ūdens ir visu šķidro vielu pamatā[Mt15].

Ķermeņa šķidrumi ir sadalīti šādos nodalījumos [d]:

Intracelulārs (intracelulārs[B16]) šķidrums

Ekstracelulārs (ārpusšūnu) šķidrums

intravazāls šķidrums

asins plazma

Ekstravazāls šķidrums

Starpšūnušķidrums (sin.: audi, intersticiāls)

Kaulu un skrimšļu kristalizācijas (strukturētais) ūdens (15% no kopējā ķermeņa ūdens daudzuma[B17])

Transcelulāri [B18] (specializēti) šķidrumi

Slēgtu dobumu šķidrumi (t.i., kam nav tiešas saskarsmes ar ārējo vidi). [Mf19]

Alkohols (sinonīmi - cerebrospinālais vai cerebrospinālais šķidrums)

Sinoviāls (intraartikulārs [B20]) šķidrums

Serozo membrānu (vēderplēves, pleiras, perikarda) eļļošana [B21]

Acs ābola šķidrums

Šķidrās iekšējās auss vide

Atvērta dobuma šķidrumi[B22]

Gremošanas dziedzeru noslēpumi (siekalas, kuņģa sula, žults, aizkuņģa dziedzera sula, zarnu sula)

Mitrinoši šķidrumi (elpceļi, vidusauss un ārējā auss).

Ķermeņa šķidrumi [Mf23] (urīns, sviedri, asaras, piens)

Piezīme! Veidoto asins elementu šķidrums ir intracelulārais ūdens, tāpēc asins plazma, nevis visas asinis, pieder ārpusšūnu šķidrumam.

Ķermeņa šķidrumos ietilpst:

audu (starpšūnu) šķidrums.

Tomēr šajā komplektā jāiekļauj arī specializētie šķidrumi [B24].

Plašāku informāciju par alkoholiskajiem dzērieniem skatiet [++601++] C.129-130.

Smadzenēs izšķir cerebrospinālo šķidrumu un starpšūnu šķidrumu (smadzeņu ārpusšūnu telpas [B25]). Nelieciet šos jēdzienus vienādības zīmi!

Specializētie šķidrumi bieži attiecas uz šķidrumiem slēgtos ķermeņa dobumos. Nedrīkst aizmirst arī par atvērto ķermeņa dobumu šķidrumiem. Visi šie šķidrumi ir iesaistīti ķermeņa homeostāzes uzturēšanā. Kā tu jutīsies, atbildot, ja mute ir sausa?

Kā likums, uzsveriet īpašo lomu audu šķidrums , jo tikai tā ir saskarē ar ķermeņa šūnām [B26] . Viņi viņu sauc taisnība [B27] ķermeņa iekšējā vide. Pastāv viedoklis, ka pamata iekšējā vide ir asinis , un tiešā barības vide ir audu šķidrums [B28]

Dažreiz būris tieši (bez audu šķidruma starpniecības) kontakti un apmaiņa ar citiem iekšējās vides šķidrumiem. Piemēram, asinis, tiešā saskarē ar endokardu un asinsvadu endotēliju, nodrošina to vitālo aktivitāti[Mf29] .

Interstitijs (intersticiālā telpa) (lat. Interstitium gap, gap) ir saistaudu neatņemama sastāvdaļa [Mf30] un tai ir diezgan sarežģīta struktūra [Mf31] .

Ir lietderīgi atcerēties šādas attiecības:

[B32]

Ūdens sadalījums organismā atkarībā no vecuma % no ķermeņa svara [B33]

Ūdens sadalījums organismā atkarībā no dzimuma ar vidējo ķermeņa svaru 70 kg [B34]

Ūdens sadalījums sievietes ķermenī 38-40 grūtniecības nedēļā % no ķermeņa svara [B35]

3. Histohematiskās barjeras [Mf36]

Uz šķidruma nodalījumi atdalītas ar ārējām un iekšējām barjerām[Mt37] .

Ārējās barjeras- āda, nieres, elpošanas orgāni, gremošanas trakts, aknas (!).

Iekšējās barjeras- histohematisks.

Izolācija (specializēta):

Hematoencefāla

Hematoneuronāls

Hematotestikulārs

Hematooftalmoloģija

Daļēji izolējošs:

Hematoholisks

Hematokortikosuprarenāls

Hematotireoze

Hematopankreatisks

Neizolējoši:

Miohematisks

Hematoparatireoze

Hematomedullosuprarenāls

Histohematisko barjeru strukturālais pamats ir kapilārais endotēlijs [B38] . Barjera starp intracelulāro un ārpusšūnu šķidruma nodalījumiem ir bioloģiskā membrāna. Šūnu organellu bioloģiskās membrānas (intracelulārās barjeras sadala šķidrumus intracelulāros nodalījumos [B39] .[B40]

Arī ūdens, kas nav atdalīts ar bioloģiskām barjerām, tiek sadalīts. Tiek saukts ūdens, kas saistīts ar olbaltumvielām, citiem organiskiem savienojumiem, joniem (veido hidratācijas apvalkus). hidratācija.

Ūdens saistāms, gandrīz neiesaistīts vispārējā ūdens ciklā organismā sauc nekustīgs (nekustīgs).Ūdeni, kas nav saistīts, viegli iesaistās kopējā ūdens ciklā organismā sauc mobilais .

Ārpusšūnušķidrumiem ir diezgan līdzīgi [B42]savienojums , kas ir saistīta ar pastāvīgu apmaiņu starp asins plazmu, limfu, intersticiālu šķidrumu. Intracelulārs šķidrie mediji ir ļoti savādāk savā starpā [B43] .

Šķidruma nodalījumu sastāva atšķirība nosaka vielmaiņas intensitāti starp tiem.

Līdzīga informācija.