Вода входит в состав молекул белков, жиров и углеводов. Это конституционная вода. Она освобождается при окислении. На 100 г окисленного белка выделяется 41 мл воды. При окислении такого же количества жиров выделяется 107 мл, а при окислении крахмала — 55 мл воды.
Вода выделяется преимущественно с мочой, потом и выдыхаемым воздухом. Часть воды удаляется через желудочно-кишечный тракт. С мочой выводится 1,5 л воды в сутки, с потом — 500—600 мл, с выдыхаемым воздухом — 350—400 мл. При высокой температуре воздуха потоотделение резко увеличивается. Так, при работе в горячих цехах с потом выводится до 6—8 л воды в сутки. Такие потери компенсируются обильным питьем.
Содержание воды в организме взрослого человека составляет в среднем 73,2±3% от массы тела. Водный баланс в организме поддерживается за счет равенства объемов потерь воды и ее поступления в организм. Суточная потребность в воде колеблется от 21 до 43 мл/кг (в среднем 2400 мл) и удовлетворяется за счет поступления воды при питье (~1200 мл), с пищей (~900 мл) и воды, образующейся в организме в ходе обменных процессов (эндогенной воды (~300 мл). Такое же количество воды выводится в составе мочи (~1400 мл), кала (~100 мл), посредством испарения с поверхности кожи и дыхательных путей (~900 мл). Потребность организма в воде зависит от характера питания. При питании преимущественно углеводной и жирной пищей и при небольшом поступлении NaCI потребности в воде меньше. Пища, богатая белками, а также повышенный прием соли обусловливают большую потребность в воде, которая необходима для экскреции осмотически ктивных веществ (мочевины и минеральных ионов). Недостаточное поступление в организм воды или ее избыточная потеря приводят к дегидратации, что сопровождается сгущением крови, ухудшением ее реологических свойств и нарушением гемодинамики. Недостаток в организме воды в объеме 20% от массы тела ведет к летальному исходу. Избыточное поступление воды в организм или снижение ее объемов, выводимых организма, приводит к водной интоксикации. В результате повышенной чувствительности нервных клеток и нервных центров к уменьшению осмолярности водная интоксикация может сопровождаться мышечными судорогами. Обмен воды и минеральных ионов в организме тесно взаимосвязаны, что обусловлено необходимостью поддержания осмотического давления на относительно постоянном уровне во внеклеточной среде и в клетках. Осуществление ряда физиологических процессов (возбуждения, синоптической передачи, сокращения мышцы) невозможно без поддержания в клетке и во внеклеточной среде определенной концентрации Na+, K+, Са2+ и других минеральных ионов. Все они должны поступать в организм с пищей.
6. Минеральный обмен и микроэлементы.
В тканях организма обнаружено свыше 70 неорганических элементов, из них около 50 жизненно необходимых. Особенно важны кальций, магний, фосфор, калий, натрий, хлор, сера и микроэлементы — железо, марганец, цинк, медь, селен, молибден, кобальт, йод, фтор, никель, олово, ванадий. Соли неорганических веществ участвуют во многих ферментативных и обменных процессах, они — основные составные части скелета человека. Медицине известен целый ряд эндемических заболеваний, связанных с недостатком или избытком поступления в организм минеральных веществ. Например, в районе Забайкалья встречаются населенные пункты, где питьевая вода содержит недостаточно солей кальция. При длительном употреблении такой воды могут появиться боли в суставах и костях, которые связывают с нарушением кальциевого обмена. Недостаток кальция можно восполнить, принимая местные минеральные воды (курорт Дарасун и др.) и увеличивая прием овощей. Недостаток другого элемента — йода вызывает увеличение щитовидной железы и ее заболевание (эндемический зоб). Большое значение имеют ионы железа: попадая с пищей в организм, они проходят сложный путь всасывания и участвуют в образовании гемоглобина крови. Железо, входящее в гемоглобин, осуществляет перенос кислорода и обеспечивает окислительные процессы во всех тканях организма. Интересна зависимость между жесткостью воды и распространением среди населения атеросклероза, гипертонии, инфаркта миокарда. Многие ученые отмечают особенности обмена хрома и кадмия в организме людей, проживающих в различных географических зонах. Так, в США у групп населения, подверженных атеросклерозу и инфаркту миокарда, обнаружено снижение содержания хрома в тканях организма по сравнению с жителями ряда стран Азии и Африки, где поражение коронарных сосудов сердца встречается реже. В крови больных ишемической болезнью сердца, атеросклерозом спектрографическим методом выявлено увеличение концентрации марганца и железа при снижении содержания никеля, хрома, меди, бария, стронция и ванадия. Степень выраженности этих изменений имеет ряд особенностей в зависимости от стадии течения ишемической болезни сердца. Эти изменения носят стойкий характер и свидетельствуют о нарушениях обмена микроэлементов и вне стадии обострения атеросклеротического процесса. Одна из главных функций организма — поддерживать неизменным солевой состав крови, от которого в значительной мере зависит количество воды, удерживаемое в тканях. Свойство удерживать воду различно у разных элементов. Ионы натрия усиливают эту способность, а калий и кальций, напротив, способствуют выведению воды. Потребность человека в поваренной соли удовлетворяется за счет соли, содержащейся в натуральных продуктах (примерно 3-5 г в день), в хлебе (3-5 г), добавляемой в процессе кулинарной обработки и за счет подсаливания пищи во время еды (примерно 3-5 г). При значительных физических нагрузках, особенно в жаркое время, спортсменам, пробегающим длинные дистанций, солдатам, совершающим марш-бросок, суточное потребление соли необходимо повысить в 2 раза и более. Зачастую в рацион без надобности добавляют много соли, перца, горчицы и т.д. Так появляется вредная привычка есть пищу более соленой, чем это требуется для удовлетворения физиологических потребностей организма. Если в рацион включено достаточное количество овощей, то дополнительно должна вводиться единственная соль — поваренная (в количестве 3-5 г). Ежедневное потребление поваренной соли не должно превышать 10-15 г. Избыток соли способствует удержанию воды и тем самым перегружает работу сердца. Больное сердце не в состоянии обеспечить выведение избыточного количества жидкости через почки, соли в организме задерживаются, а это приводит к накоплению жидкости и появлению отеков. Исключительную роль в жизнедеятельности организма играет кальций. Суточная потребность в кальции для взрослого человека равна 800-1000 мг, а фосфора — 1200-1500 мг. В соединении с фосфором и фтором кальций составляет основу костной ткани. Растущий организм ребенка, подростка и организм беременной женщины и кормящей матери нуждается в повышенном количестве кальция. Недостаточное его потребление вызывает такие, заболевания, как рахит и остеопороз. Кальций необходим также для нормальной возбудимости нервной системы и сократимости мышц. Резкое понижение содержания его в крови обусловливает приступы судорог, например, при заболевании паращитовидных желез, энтерите, болезни спру и др. Кальций активирует также ряд ферментов. Прекрасным источником кальция является коровье молоко, в котором его в 4 раза больше, чем в женском. Не менее важным элементом, необходимым организму, является фосфор. Фосфор поступает в организм с продуктами животного и растительного происхождения. Фосфорные соединения, получаемые с такими продуктами, как печень, мозги, яйца, молоко, творог и сыр, усваиваются организмом лучше. Из продуктов растительного происхождения фосфор содержится в гречневой, и овсяной крупах, горохе, фасоли, хлебе и др. При недостаточном поступлении в организм кальция и фосфора нарушаются процессы свертывания крови, понижается активность некоторых пищеварительных ферментов. Такие желые, заболевания, как панкреатит и энтерит, протекают с нарушением кальциевого обмена. Суточную потребность взрослого человека в кальции удовлетворяют 1/2 л молока или 100 г сыра. Органические соединения фосфора — аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) и креатинфосфат — являются подлинными аккумуляторами энергии, освобождающейся в процессе биологического окисления. Недостаток меди в организме приводит к анемии. Потребность взрослого человека в меди равна 2 мг в день. Кобальт содержится в печени животных, пшенице, ржи. Суточная потребность — 0.1-0.2 мг. Кобальт, входит в состав витамина B12. Марганец является активатором многих ферментов, поэтому, значение, его для человека многообразно. Он положительно влияет на рост, половое развитие, деятельность желез внутренней секреции и окислительно-восстановительные процессы. Введение марганца в организм повышает интенсивность обмена белков и вызывает липотропный эффект. При недостаточности этого элемента в пище у животных нарушается костеобразование. Потребность человека в марганце не превышает 5-10 мг. Велика роль в организме калия, который участвует в обмене белков и углеводов — калий необходим для их синтеза. Ведущую роль калий играет в сокращении мышц. И еще одна функция калия: он способствует выведению из организма жидкости. Калий содержится в продуктах животного и растительного происхождения, но лучше усваивается из растений. Богаты калием капуста, картофель, морковь, огурцы, сухофрукты. Богатая калием пища назначается при слабости сердечной деятельности, сердечно-сосудистой недостаточности в целях нормализации работы сердца и выведения из организма избытка воды, а также при отеках почечного происхождения. Калиевая диета оказывает и противовоспалительное действие. Дефицит калия в организме приводит к мышечной слабости, уменьшению мочеотделения, аритмии сердца, а у детей — к приостановке роста. В естественных условиях избытка калия не возникает, но к этому может привести заболевание надпочечников, прием некоторых препаратов, например спиронолактона. В этих случаях наблюдается возбуждение, бледность, неприятные ощущения (парастезии) в руках и ногах, усиленное мочеотделение. Значительное влияние на обмен белков и углеводов оказывает магний, так как он активизирует целый ряд ферментов. Магний успокаивающе действует на центральную нервную систему, стимулирует выделение желчи и перистальтику кишечника, он благотворно, влияет на сердечную деятельность, входит в состав слизистых оболочек и кожи, усиливая их защитные свойства. При таких заболеваниях, как холецистит (воспаление желчного пузыря), гипертоническая болезнь, атеросклероз, рекомендуется так называемая «магниевая» диета. Богаты магнием горох, фасоль, овсяная и гречневая крупы, значительно беднее — мясо (например, в овсяной крупе магния содержится 110- 170 мг%, а в мясе только 10-30 мг%). Очень полезна обогащенная магнием диета пожилым.