Водно-електролітний обмін

Водно-електролітного обміном називається сукупність процесів надходження води і електролітів в організм, розподілу їх у внутрішньому середовищі і виділення з організму.

Рідини організму не застоювалася в анатомічних просторах, в них постійно протікають інтенсивні процеси внутрішнього обігу:

фільтраційні;
секреторні;
дифузійні;
осмотичні.

Гідростатичний тиск крові витісняє з артеріальних капілярів рідина, яка через лімфатичні шляхи і венозні капіляри потрапляє знову в венозну систему. При різних впливах (температурні зрушення середовища, різний рівень фізичної активності, зміна характеру харчування) різні показники даного процесу може змінюватися.

За участю води формуються такі структури, як:

клітинні мембрани;
транспортні частинки крові;
макромолекулярні освіти;
надмолекулярні освіти.

У процесі обміну речовин і окислення водню утворюється «вода окислення», її кількість залежить від обміну речовин.

Особливості водно-електролітного обміну у дітей

Водно-електролітний обмін у дітей дуже нестійкий. У них дуже легко виникають стану гіпер- і дегідратації, легко змінюється концентрація речовин в рідині, що проявляється різними хворобами.

В цілому, сталість складу рідин в організмі пов'язано з надходженням їх з їжею і виведенням через видільні шляхи. Однак потрібно враховувати також воду, що утворюється в організмі в результаті обміну речовин. Наприклад, при окисленні 100 г жиру утворюється понад 100 мл води, 100 г білка близько 40 мл води, 100 г вуглеводів 55 мл води. Допустимим є утворення води в організмі дитини в кількості 12 мл / кг маси тіла.

Втрати води і електролітів

Вода і електроліти виводяться з організму трьома основними шляхами: з сечею, з калом, шляхом випаровування через легені і шкіру. Втрати рідини через шкіру, легені і з сечею становлять обов'язкові втрати і являють собою мінімальний обсяг рідини, який повинен споживати людина для підтримки водного балансу.

Втрати води шляхом випаровування

У маленьких дітей втрати води шляхом випаровування через легені і шкіру становить до 50-75% від загальної величини втрат води. Це до 45 мл / кг, з них 15 мл / кг втрачається через легені, 30 мл / кг - через шкіру. У дорослих втрати води шляхом випаровування складають всього 14 мл / кг на добу.

Втрати за рахунок випаровування пропорційні площі поверхні тіла і залежать від температури тіла і навколишнього середовища, частоти дихання, тиску водяної пари в повітрі.

Так, потовиділення незначно при температурі навколишнього повітря 26,5-29,5 ° С, починаючи з 30,5 ° С воно зростає на 30 мл / 100 ккал з кожним градусом. Але ці розрахунки є неприйнятними у недоношених дітей, яким необхідна більш висока температура навколишнього середовища.

Потовиділення частково контролюється вегетативною нервовою системою. Воно може бути знижено при теплових стресах, важких дефіцити рідин організму або збільшенні концентрації електролітів.

Легеневу віддачу води в значній мірі збільшує гіпервентиляція (глибоке дихання з видихами в кілька хвилин), яка може з'явитися через порушення кислотно-лужного балансу організму. Якщо обсяг дихання збільшиться в 5-6 разів у порівнянні з нормальним, добова втрата води легкими у немовляти може перевищити 100 мл / кг.

Втрати води з кишечником

Через кишечник дитина втрачає 40-80 мл води. Ці втрати завжди треба враховувати, т. К. Організм виділяє велику кількість води і електролітів з травними соками.

Дуже важливий кругообіг рідини між плазмою крові і кишковим трактом. У дорослої людини з плазми крові в верхні відділи травного тракту за добу виділяється 8 літрів солесодержащих рідин: слини, шлункового соку, жовчі, панкреатичного і кишкового соку. Ці рідини всмоктуються в нижніх відділах кишечника, не більше 100 г в день виділяється з фекаліями.

У здорової дитини в калі міститься 75-85% води, т. Е. Така ж кількість, як і у дорослого.

В середньому у людини:

у віці 2-3 місяців утворюється в добу 6-30 г калу;
у віці 6-12 місяців - 10-40 г;
у віці 1-5 років - 15-75 г;
у віці 6-15 років - 70-120 г;
у дорослого - 100-250 м

При шлунково-кишкових розладах кількість калових мас і рідини зростає.

Втрати води через нирки

Через нирки дитина втрачає 90-100 мл води на 1 кг маси тіла, що пояснюється незрілістю нирок і великою поверхнею тіла.

Втрати води з сечею у дітей в 2 рази вище, ніж у дорослих. Вони складають в середньому 1 мл / кг маси тіла на годину, тоді як у дорослих 0,45 мл / кг на годину.

На процес утворення і виділення сечі впливають швидкість клубочкової фільтрації, стан епітелію ниркових канальців, концентрація в крові надниркових стероїдів.

Існує особливість в швидкості утворення сечі. Так, зниження концентрації активних речовин в крові є наслідком надмірного насичення організму водою. Тоді відбувається виділення великого обсягу сечі. І навпаки, коли концентрація речовин в плазмі вище норми, обсяг виділеної сечі зменшується.

Також обсяг сечі може залежати і від характеру харчування, т. К. Для розчинення різноманітних виведених речовин потрібно різну кількість сечі.

Якщо вода не надходить в організм, то в нирках утворюється мінімальна кількість максимально концентрованої сечі. У дітей старше 2-х місяців максимальна концентрація сечі становить 1400 мосм / л, у віці менше 2 місяців вона досягає 700 мосм / л.

Виведення сечі у немовлят щодо маси тіла більше, ніж у дорослих. У них також на виведення одного і того ж кількості сечовини, сечової кислоти, креатиніну, іонів витрачається в 2-3 рази більше води, ніж у дорослих.

Добове утворення та виведення сечі у дітей старше року можна приблизно розрахувати за формулою 600 100 (п-1), де п - вік в роках.

Потреба дітей у воді

Добова потреба дітей у воді більше, ніж у дорослих. При припиненні надходження рідини новонароджений втратив би повністю весь обсяг позаклітинної рідини протягом 3-х, а дорослий протягом 7 діб.

У новонароджених і грудних дітей не розвинене почуття спраги, цим пояснюється їх схильність до дегідратації.

Потреба дітей у воді

Регуляція водно-електролітного обміну

Система регуляції водного балансу забезпечує два основні процеси:

підтримання сталості загального обсягу рідини в організмі;
оптимальний розподіл води між водними просторами і секторами організму.

До факторів підтримання водного балансу відносяться

осмотичний і онкотичний тиск рідин водних просторів;
гідростатичний і гідродинамічний тиск крові;
проникність гістогематичні бар'єрів та інших мембран;
активний транспорт електролітів і неелектролітів;
нейроендокринні механізми регуляції діяльності нирок та інших органів виділення;
питне поведінка і спрага.

Для підтримки балансу електролітів необхідна взаємодія декількох процесів:

надходження їх в організм: залежить від складу і властивостей харчових продуктів і води, особливостей їх всмоктування в шлунково-кишковому тракті, стану ентерального бар'єру;
перерозподіл і депонування в клітинах і їх мікрооточенні;
виділення з організму.

Незважаючи на різноманітність кількості і складу в організм харчових речовин і води, водно-сольовий баланс в здоровому організмі неухильно підтримується за рахунок змін виділення. Основну роль в цьому відіграють нирки.

Хімічна будова просторів організму таке, що на навантаження вони перш за все реагують «згладжуванням», і «включають» складні регуляторні процеси, спрямовані на відновлення рівноваги.

Регуляторні процеси включаються автоматично, як тільки з'являється стимул, т. Е. Найменше відхилення від нормальних величин. Цей стимул вловлюється рецепторами, які збуджують діяльність посередників (в більшості випадків гормонів) у виконавчому органі, наприклад в ниркових канальцях. За усунення стимулу рецептор отримує про це «повідомлення», і припиняє діяльність посередників.

За даним принципом функціонують осморегулірующей, іонорегулірующая і волюморегулірующіе рефлекторні механізми, які забезпечують сталість концентрації, іонного складу і обсягу рідин внутрішнього середовища. Особливо інтенсивні вікові зміни цих механізмів відбуваються протягом 1-го року життя.

осморегуляція

Осмотичний тиск залежить від концентрації натрію в крові, і регулюється спеціальним гормоном, що зупиняє процес утворення і виділення сечі. Гормон знаходиться під управлінням спеціальних центрів в гіпотоламуса.

При навіть найменшому зміні концентрації натрію починається регуляція, і в першу чергу порушується гипоталамический центр спраги. Т. о. при гіпернатріємії підвищується споживання води і знижується виділення сечі. І навпаки, при гіпонатріємії виділення сечі підвищується, а відчуття спраги зменшується і знижується споживання рідини. Ці процеси тривають до тих пір, поки не встановиться фізіологічна концентрація натрію, про що рецептори отримують інформацію.

У новонароджених збільшення мочеобразования при надмірному надходженні води здійснюється клубочкового апарату нирок. Мочеобразованіе зростає відповідно до зміни швидкості клубочкової фільтрації.

У перші місяці після народження нервова система регулює величину мочеобразования. Дія спеціального гормону, що зменшує виведення води і натрію, розвивається з часом, що знижує ефективність осморегуляции в перші місяці після народження.

Новонароджені значно повільніше, ніж дорослі, виводять калій при його надлишку. Це обумовлено низькою секрецією калію в дистальних канальцях нирок.

Коли посилення виведення калію ще тільки з'являється, воно має особливість: посилено виводяться іони не тільки калію, а й натрію. Виборче і ефективне виведення надлишку лише калію розвивається лише у підлітків.

У новонароджених значно повільніше виводяться надлишки іонів кальцію і магнію, ніж у дорослих.

У перші дні після народження значну роль в регуляції водно-сольового балансу грають еферентні нерви нирок. У новонароджених еферентні нерви впливають на харчування нирок. Зрив в роботі еферентних нервів тягне за собою атрофію нирки, особливо мозкової речовини.

Волюморегуляція або регуляція об'єму рідини

Зменшення кількості крові, що притікає до серця, викликає зниження освіти і виділення сечі, зменшує виділення натрію. І навпаки.

Роздратування спеціальних рецепторів правого передсердя посилює виділення натрію. Роздратування рецепторів лівого передсердя навпаки.

У новонароджених волюморегулірующій рефлекс відсутній. Це пов'язано з особливостями стану ренінангіотензін-альдостеронової системи (бере участь в регуляції рівня артеріального тиску, функції нирок і водно-сольового обміну організму).

Вже у плода 5 місяців нирки містять ренін. На час народження концентрація реніну в плазмі крові в 30 разів вище, ніж у дорослих. Цим визначається високий рівень зворотного всмоктування натрію в дистальних сегментах нефрона нирок.

Збільшення об'єму крові, що притікає до серця, в ранньому віці не знижує секрецію реніну і альдостерону.

Регуляція кислотно-лужної рівноваги

У новонароджених і грудних дітей низька концентрація бікарбонатів в позаклітинній рідині. Нирки дітей не здатні до ефективного зворотного всмоктування бікарбонатів.

Аміак і іони водню секретируются епітелієм канальців повільніше і в меншій кількості, ніж у дорослих.

Таким чином, ефективність нирок в регуляції кислотно-лужної рівноваги невисока. Це слід враховувати при харчуванні дітей коров'ячим молоком, що приводить до утворення кислих продуктів.