การแลกเปลี่ยนน้ำและแร่ธาตุ การแลกเปลี่ยนน้ำและเกลือแร่ วิตามินและความสำคัญ

ความหมายของน้ำและเกลือ- การเปลี่ยนแปลงของสารในร่างกายทั้งหมดเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมทางน้ำ ละลายอาหารเข้าสู่ร่างกาย เมื่อใช้ร่วมกับแร่ธาตุ มีส่วนในการสร้างเซลล์และปฏิกิริยาเมแทบอลิซึมหลายอย่าง

มีส่วนร่วมในการควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย การระเหยทำให้ร่างกายเย็นลงปกป้องจากความร้อนสูงเกินไป การขนส่งละลาย

และเกลือแร่สร้างสภาพแวดล้อมภายในร่างกายเป็นหลัก โดยเป็นส่วนประกอบหลักของพลาสมาในเลือด น้ำเหลือง และของเหลวในเนื้อเยื่อ มีส่วนเกี่ยวข้องในการรักษาความดันออสโมซิสและปฏิกิริยาของพลาสมาในเลือดและของเหลวในเนื้อเยื่อ เกลือบางชนิดที่ละลายในส่วนของเหลวของเลือดเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนก๊าซในเลือด

น้ำและเกลือแร่เป็นส่วนหนึ่งของน้ำย่อยซึ่งส่วนใหญ่เป็นตัวกำหนดความสำคัญของกระบวนการย่อยอาหาร แม้ว่าน้ำหรือเกลือแร่จะไม่เป็นแหล่งพลังงานในร่างกาย แต่การบริโภคและขับออกจากร่างกายตามปกติถือเป็นเงื่อนไขในการทำงานตามปกติ ก็เพียงพอที่จะชี้ให้เห็นว่าน้ำในผู้ใหญ่คิดเป็นประมาณ 65% ของน้ำหนักตัวและในเด็ก - ประมาณ 80%

การกีดกันคนขาดน้ำเป็นเวลาหลายวันเป็นอันตรายถึงชีวิต

การสูญเสียน้ำในร่างกายนำไปสู่ความผิดปกติที่ร้ายแรงมาก ตัวอย่างเช่น ภาวะอาหารไม่ย่อยในทารก สิ่งที่อันตรายที่สุดคือภาวะขาดน้ำ ซึ่งนำไปสู่การชักและหมดสติ

การแลกเปลี่ยนน้ำในร่างกาย

ร่างกายได้รับการเติมน้ำอย่างต่อเนื่องโดยการดูดซึมจากทางเดินอาหาร บุคคลต้องการน้ำ 2-2.5 ลิตรต่อวันโดยรับประทานอาหารตามปกติและอุณหภูมิแวดล้อมปกติ น้ำปริมาณนี้มาจากแหล่งต่อไปนี้: 1) น้ำที่ใช้เมื่อดื่ม (ประมาณ 1 ลิตร); 2) น้ำที่มีอยู่ในอาหาร (ประมาณ 1 ลิตร) 3) น้ำซึ่งเกิดขึ้นในร่างกายระหว่างการเผาผลาญโปรตีนไขมันและคาร์โบไฮเดรต (300-350 ซม. 3)

อวัยวะหลักที่ขับน้ำออกจากร่างกาย ได้แก่ ไต ต่อมเหงื่อ ปอด และลำไส้ ไตจะกำจัดน้ำในปัสสาวะออกจากร่างกายประมาณ 1.2-1.5 ลิตรต่อวัน ต่อมเหงื่อจะกำจัดน้ำ 500-700 ซม. 3 ต่อวันผ่านทางผิวหนังในรูปของเหงื่อ ที่อุณหภูมิและความชื้นในอากาศปกติ น้ำประมาณ 1 มิลลิกรัมต่อผิวหนังขนาด 1 ซม. 2 ทุกๆ 10 นาที

ปอดขับถ่ายน้ำขนาด 350 ซม. 3 ในรูปของไอน้ำ ปริมาณนี้จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อหายใจลึกและเร็วขึ้น และสามารถปล่อยน้ำได้ 700-800 ซม. 3 ต่อวัน น้ำ 100-150 ซม. 3 ถูกขับออกทางลำไส้พร้อมอุจจาระต่อวัน หากลำไส้หยุดชะงัก น้ำอาจถูกขับออกทางอุจจาระมากขึ้น (ท้องเสีย) ส่งผลให้ร่างกายขาดน้ำ เพื่อการทำงานตามปกติของร่างกาย สิ่งสำคัญคือปริมาณน้ำที่เข้าสู่ร่างกายต้องครอบคลุมการบริโภคทั้งหมด

อัตราส่วนของปริมาณน้ำที่ใช้ต่อปริมาณที่ปล่อยออกมาคือ ความสมดุลของน้ำ

หากน้ำถูกขับออกจากร่างกายมากกว่าที่เข้าสู่ร่างกาย จะเกิดความรู้สึกกระหายน้ำ ผลจากความกระหายทำให้คนเราดื่มน้ำอย่างหนัก

การแลกเปลี่ยนเกลือในร่างกาย

เมื่อแร่ธาตุถูกแยกออกจากอาหารของสัตว์ จะเกิดความผิดปกติร้ายแรงในร่างกายและอาจถึงขั้นเสียชีวิตได้ การมีอยู่ของแร่ธาตุนั้นสัมพันธ์กับปรากฏการณ์ของความตื่นเต้นง่ายซึ่งเป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลักของสิ่งมีชีวิต การเจริญเติบโตและพัฒนาการของกระดูก องค์ประกอบของเส้นประสาท และกล้ามเนื้อ ขึ้นอยู่กับปริมาณแร่ธาตุ ตรวจสอบปฏิกิริยาของเลือด (pH) มีส่วนช่วยในการทำงานปกติของหัวใจและระบบประสาทและใช้สำหรับการสร้างเฮโมโกลบิน () กรดไฮโดรคลอริกของน้ำย่อย ()

เกลือแร่สร้างปริมาณที่จำเป็นต่อการทำงานของเซลล์

เมื่อรับประทานอาหารแบบผสม ผู้ใหญ่จะได้รับแร่ธาตุทั้งหมดที่ต้องการในปริมาณที่เพียงพอ จะมีการเติมเกลือแกงลงในอาหารของมนุษย์ระหว่างการปรุงอาหารเท่านั้น ร่างกายของเด็กที่กำลังเติบโตต้องการแร่ธาตุจำนวนมากเป็นพิเศษ

แร่ธาตุมีผลกระทบสำคัญต่อพัฒนาการของเด็ก การแลกเปลี่ยนแคลเซียมและฟอสฟอรัสสัมพันธ์กับการเจริญเติบโตของกระดูก ระยะเวลาของขบวนการสร้างกระดูกของกระดูกอ่อน และสถานะของกระบวนการออกซิเดชั่นในร่างกาย หากได้รับแคลเซียมจากอาหารไม่เพียงพอหรือร่างกายสูญเสียแคลเซียมด้วยเหตุผลบางประการ เนื้อเยื่อกระดูกจะถูกปล่อยเข้าสู่ร่างกายเพื่อรักษาสภาวะสมดุล ส่งผลต่อความตื่นเต้นง่ายของระบบประสาท การแข็งตัวของเลือด การเผาผลาญโปรตีนและไขมันในร่างกาย จำเป็นไม่เพียงแต่สำหรับการเจริญเติบโตและการพัฒนาของเนื้อเยื่อกระดูกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการทำงานปกติของระบบประสาท ต่อมส่วนใหญ่ และอวัยวะอื่น ๆ ด้วย

เป็นส่วนประกอบของฮีโมโกลบินในเลือด

ร่างกายจะสูญเสียเกลือแร่จำนวนหนึ่งอย่างต่อเนื่องในปัสสาวะ เหงื่อ และอุจจาระ ดังนั้นเกลือแร่เช่นน้ำจึงต้องถูกป้อนเข้าสู่ร่างกายอย่างต่อเนื่อง เนื้อหาของแต่ละองค์ประกอบในร่างกายมนุษย์ไม่เหมือนกัน (ตารางที่ 18)

โต๊ะ 18

เนื้อหาของธาตุในร่างกายมนุษย์

องค์ประกอบ	เนื้อหาในร่างกาย (เป็น%)	องค์ประกอบ	เนื้อหาในร่างกาย (เป็น%)
	1,5		ปริมาณเล็กน้อย
	1.0		ปริมาณเล็กน้อย
	0,35		»
	0,25		»
	0,15		»
	0,15		»
	0,05		»
	0,004		»
	0,00004		»
			»

การควบคุมการเผาผลาญเกลือน้ำ

ความคงตัวของออสโมติกความดันของสภาพแวดล้อมภายในร่างกายซึ่งกำหนดโดยปริมาณน้ำและเกลือนั้นถูกควบคุมโดยร่างกาย

เมื่อร่างกายขาดน้ำ ของเหลวในเนื้อเยื่อจะเพิ่มขึ้น สิ่งนี้นำไปสู่การระคายเคืองของตัวรับพิเศษที่อยู่ในเนื้อเยื่อ - ตัวรับออสมอร์ แรงกระตุ้นจากพวกมันจะถูกส่งผ่านเส้นประสาทพิเศษไปยังสมองไปยังศูนย์กลางเพื่อควบคุมการเผาผลาญเกลือของน้ำ จากนั้นการกระตุ้นจะถูกส่งไปยังต่อมไร้ท่อ - ต่อมใต้สมองซึ่งหลั่งฮอร์โมนพิเศษที่ทำให้เกิดการเก็บปัสสาวะ การลดการขับน้ำในปัสสาวะจะช่วยคืนสมดุลที่ถูกรบกวน ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงปฏิสัมพันธ์ของกลไกทางประสาทและร่างกายที่ควบคุมการทำงานทางสรีรวิทยา

น้ำในผู้ใหญ่คือ 60% ของน้ำหนักตัวและในทารกแรกเกิด - 75% เป็นสภาพแวดล้อมที่กระบวนการเผาผลาญเกิดขึ้นในเซลล์ อวัยวะ และเนื้อเยื่อ การจ่ายน้ำเข้าสู่ร่างกายอย่างต่อเนื่องเป็นหนึ่งในเงื่อนไขหลักในการรักษาหน้าที่ที่สำคัญของมัน ปริมาณน้ำทั้งหมดในร่างกายจำนวนมาก (ประมาณ 71%) เป็นส่วนหนึ่งของโปรโตพลาสซึมของเซลล์ ซึ่งประกอบขึ้นเป็นน้ำที่เรียกว่าภายในเซลล์ น้ำนอกเซลล์เป็นส่วนหนึ่งของเนื้อเยื่อหรือของเหลว (ประมาณ 21%) และน้ำพลาสมาในเลือด (ประมาณ 8%) ความสมดุลของน้ำประกอบด้วยการใช้และการขับถ่าย คนเราจะได้รับน้ำประมาณ 750 มล. ต่อวันพร้อมอาหาร และประมาณ 630 มล. ในรูปของเครื่องดื่มและน้ำสะอาด ในระหว่างกระบวนการเผาผลาญน้ำประมาณ 320 มล. จะเกิดขึ้นระหว่างการออกซิเดชันของโปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมัน เมื่อระเหยออกจากผิวหนังและถุงลมปอด จะมีการปล่อยน้ำประมาณ 800 มิลลิลิตรต่อวัน ในปริมาณที่เท่ากันเป็นสิ่งจำเป็นในการละลายสารออกฤทธิ์ออสโมติกที่ถูกขับออกทางไตด้วยออสโมลาริตีของปัสสาวะสูงสุด น้ำ 100 มล. ถูกขับออกทางอุจจาระ ดังนั้นความต้องการน้ำขั้นต่ำต่อวันคือประมาณ 1,700 มิลลิลิตร

การจัดหาน้ำถูกควบคุมโดยความต้องการซึ่งแสดงออกมาด้วยความรู้สึกกระหาย ความรู้สึกนี้เกิดขึ้นเมื่อศูนย์กลางการดื่มของไฮโปทาลามัสถูกกระตุ้น

ร่างกายต้องการไม่เพียงแต่น้ำเท่านั้น แต่ยังต้องการเกลือแร่ด้วย ที่สำคัญที่สุดคือโซเดียม โพแทสเซียม แคลเซียม

โซเดียมเป็นไอออนบวกหลักในของเหลวนอกเซลล์ เนื้อหาในสภาพแวดล้อมนอกเซลล์สูงกว่าเนื้อหาในเซลล์ 6-12 เท่า โซเดียมในปริมาณ 3-6 กรัมต่อวันเข้าสู่ร่างกายในรูปของ NaCl และถูกดูดซึมในลำไส้เล็กเป็นหลัก บทบาทของโซเดียมในร่างกายมีความหลากหลาย มีส่วนเกี่ยวข้องในการรักษาสมดุลของสถานะกรด-เบส ความดันออสโมติกของของเหลวนอกเซลล์และของเหลวในเซลล์ มีส่วนร่วมในการก่อตัวของศักยภาพในการออกฤทธิ์ และมีอิทธิพลต่อกิจกรรมของระบบเกือบทั้งหมดของร่างกาย มีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาโรคต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เชื่อกันว่าโซเดียมจะเป็นสื่อกลางในการพัฒนาความดันโลหิตสูงโดยการเพิ่มปริมาตรของเหลวนอกเซลล์และเพิ่มความต้านทานต่อหลอดเลือดขนาดเล็ก ความสมดุลของโซเดียมในร่างกายได้รับการดูแลโดยการทำงานของไตเป็นหลัก

โพแทสเซียมเป็นไอออนบวกหลักในของเหลวในเซลล์ เซลล์มีโพแทสเซียม 98% DV ของมนุษย์ในโพแทสเซียมคือ 2-3 กรัม แหล่งที่มาหลักของโพแทสเซียมในอาหารคือผลิตภัณฑ์จากพืช โพแทสเซียมถูกดูดซึมเข้าสู่ลำไส้ โพแทสเซียมมีความสำคัญเป็นพิเศษเนื่องจากมีบทบาทในการสร้างศักยภาพทั้งในระดับการรักษาศักยภาพของเมมเบรนและในการสร้างศักยภาพในการออกฤทธิ์ โพแทสเซียมยังมีส่วนร่วมในการควบคุมความสมดุลของกรดเบส เป็นปัจจัยในการรักษาแรงดันออสโมติกในเซลล์ การควบคุมการขับถ่ายส่วนใหญ่ดำเนินการโดยไต

แคลเซียมมีฤทธิ์ทางชีวภาพสูง เป็นองค์ประกอบโครงสร้างหลักของกระดูกและฟันที่มีแคลเซียมประมาณ 99% ของ Ca 2+ ทั้งหมด ผู้ใหญ่ควรได้รับแคลเซียมจากอาหาร 800-1,000 มก. ต่อวัน เด็กต้องการแคลเซียมมากขึ้นเนื่องจากกระดูกเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว แคลเซียมถูกดูดซึมส่วนใหญ่ในลำไส้เล็กส่วนต้นในรูปของเกลือ monobasic ของกรดฟอสฟอริก แคลเซียมประมาณ 3/4 ถูกขับออกทางทางเดินอาหาร โดยที่แคลเซียมจากภายนอกจะเข้าไปพร้อมกับการหลั่งของต่อมย่อยอาหาร และอีก 1/4 ทางไต บทบาทของแคลเซียมต่อการทำงานของร่างกายนั้นมีมาก แคลเซียมมีส่วนร่วมในการสร้างศักย์การออกฤทธิ์ มีบทบาทบางอย่างในการเริ่มต้นการหดตัวของกล้ามเนื้อ เป็นองค์ประกอบที่จำเป็นของระบบการแข็งตัวของเลือด เพิ่มความตื่นเต้นง่ายของการสะท้อนกลับของไขสันหลัง และมีฤทธิ์เห็นอกเห็นใจ

ออกซิเจน คาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน แคลเซียม และฟอสฟอรัส ประกอบขึ้นเป็นสิ่งมีชีวิตจำนวนมาก

ในร่างกายองค์ประกอบที่พบในปริมาณเล็กน้อยก็มีบทบาทสำคัญในการดำเนินกิจกรรมของชีวิตเช่นกัน พวกเขาถูกเรียกว่า องค์ประกอบขนาดเล็กองค์ประกอบจุลภาคที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพสูง ได้แก่ เหล็ก ทองแดง สังกะสี โคบอลต์ โมลิบดีนัม ซีลีเนียม โครเมียม นิกเกิล ดีบุก ซิลิคอน ฟลูออรีน วานาเดียม นอกจากนี้ยังพบองค์ประกอบอื่น ๆ อีกมากมายในร่างกายในปริมาณเล็กน้อยซึ่งยังไม่ได้กำหนดบทบาททางชีววิทยา โดยรวมแล้วพบธาตุประมาณ 70 ธาตุในร่างกายของสัตว์และมนุษย์

องค์ประกอบจุลภาคที่มีนัยสำคัญทางชีวภาพส่วนใหญ่จะรวมอยู่ในเอนไซม์ วิตามิน ฮอร์โมน และเม็ดสีในระบบทางเดินหายใจ

วิตามินไม่มีนัยสำคัญของพลาสติกและมีพลัง และไม่มีลักษณะทางเคมีทั่วไป พบได้ในผลิตภัณฑ์อาหารในปริมาณเล็กน้อย แต่มีผลเด่นชัดต่อสถานะทางสรีรวิทยาของร่างกาย ซึ่งมักเป็นส่วนประกอบของโมเลกุลของเอนไซม์ แหล่งที่มาของวิตามินสำหรับมนุษย์คือผลิตภัณฑ์อาหารจากพืชและสัตว์ซึ่งพบได้ทั้งในรูปแบบสำเร็จรูปหรือในรูปของโปรวิตามินซึ่งวิตามินจะเกิดขึ้นในร่างกาย วิตามินบางชนิดถูกสังเคราะห์โดยจุลินทรีย์ในลำไส้ ในกรณีที่ไม่มีวิตามินหรือสารตั้งต้นจะเกิดภาวะทางพยาธิวิทยาที่เรียกว่า avitaminosis ในรูปแบบที่เด่นชัดน้อยกว่าจะสังเกตได้ว่าขาดวิตามิน - ภาวะ hypovitaminosis การขาดหรือขาดวิตามินบางชนิดทำให้เกิดโรคเฉพาะในกรณีที่ไม่มีวิตามินนี้ Avitaminosis และ hypovitaminosis สามารถเกิดขึ้นได้ไม่เพียง แต่ในกรณีที่ไม่มีวิตามินในอาหารเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นเมื่อการดูดซึมบกพร่องเนื่องจากโรคของระบบทางเดินอาหาร ภาวะ hypovitaminosis อาจเกิดขึ้นได้จากการรับประทานวิตามินจากอาหารตามปกติ แต่ด้วยการบริโภคที่เพิ่มขึ้น (ในระหว่างตั้งครรภ์การเจริญเติบโตอย่างเข้มข้น) รวมถึงในกรณีของการปราบปรามจุลินทรีย์ในลำไส้ด้วยยาปฏิชีวนะ

ขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลาย วิตามินทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: ที่ละลายในน้ำ (วิตามิน B, วิตามินซี และวิตามิน P) และที่ละลายในไขมัน (วิตามิน A, D, E และ K)

ร่างกายมนุษย์มีน้ำ 60% เนื้อเยื่อไขมันประกอบด้วยน้ำ 20% (ของมวลของมัน), กระดูก - 25%, ตับ - 70%, กล้ามเนื้อโครงร่าง - 75%, เลือด - 80%, สมอง - 85%

สำหรับการทำงานปกติของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง ความคงตัวของสภาพแวดล้อมภายในของสิ่งมีชีวิตเป็นสิ่งสำคัญมาก มันถูกสร้างขึ้นโดยพลาสมาในเลือด ของเหลวในเนื้อเยื่อ น้ำเหลือง ซึ่งส่วนหลักคือน้ำ โปรตีน และเกลือแร่ น้ำและเกลือแร่ไม่ได้ทำหน้าที่เป็นสารอาหารหรือแหล่งพลังงาน แต่หากไม่มีน้ำ กระบวนการเผาผลาญก็ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ น้ำทำหน้าที่สำคัญในร่างกายดังนี้ 1) ทำหน้าที่เป็นตัวทำละลายอาหารและการเผาผลาญ; 2) ขนส่งสารที่ละลายอยู่ในนั้น 3) ลดแรงเสียดทานระหว่างพื้นผิวสัมผัสในร่างกายมนุษย์ 4) มีส่วนร่วมในการควบคุมอุณหภูมิของร่างกายเนื่องจากมีค่าการนำความร้อนสูงและการระเหยความร้อนสูง

บุคคลสามารถอยู่ได้ไม่เกิน 7 - 10 วันโดยไม่มีน้ำ ในขณะที่ไม่มีอาหารอยู่ได้ 30 - 40 วัน น้ำจะถูกกำจัดออกพร้อมกับปัสสาวะผ่านทางไต (1,700 มล.) โดยเหงื่อจะผ่านทางผิวหนัง (500 มล.) และด้วยอากาศที่หายใจออกทางปอด (300 มล.)

อัตราส่วนของปริมาณของเหลวทั้งหมดที่ใช้ต่อปริมาณของเหลวที่ถูกขับออกมาทั้งหมดเรียกว่า ความสมดุลของน้ำ .

น้ำเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ในรูปแบบ "บริสุทธิ์" และเป็นส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ซึ่งได้รับองค์ประกอบที่ต้องการด้วย ความต้องการน้ำรายวันของบุคคลคือ 2.0 - 2.5 ลิตร ความต้องการรายวันของร่างกายมนุษย์สำหรับองค์ประกอบขนาดเล็กมีดังนี้: โพแทสเซียม 2.7 - 5.9 กรัม, โซเดียม 4 - 5 กรัม, แคลเซียม 0.5 กรัม, แมกนีเซียม 70 - 80 มก., เหล็ก 10 - 15 มก., แมงกานีส - มากถึง 100 มก., คลอรีน 2-4 กรัม ไอโอดีน 100 - 150 มก.

เป็นเรื่องปกติที่จะแบ่งน้ำออกเป็นภายในเซลล์, ภายในเซลล์ (72%) และนอกเซลล์, ภายนอกเซลล์ (28%) น้ำที่อยู่นอกเซลล์จะอยู่ภายในเตียงหลอดเลือด (ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเลือด น้ำเหลือง น้ำไขสันหลัง) และในพื้นที่ระหว่างเซลล์

เมื่อมีน้ำมากเกินไปในร่างกายจะสังเกตเห็นภาวะขาดน้ำโดยทั่วไป (พิษจากน้ำ) เมื่อมีการขาดน้ำการเผาผลาญจะหยุดชะงัก การสูญเสียน้ำ 10% ทำให้เกิดภาวะขาดน้ำ (dehydration) หากสูญเสียน้ำ 20% ก็อาจถึงแก่ชีวิตได้

แร่ธาตุเป็นส่วนหนึ่งของโครงกระดูก โครงสร้างของโปรตีน ฮอร์โมน และเอนไซม์ ปริมาณแร่ธาตุทั้งหมดในร่างกายมีประมาณ 4-5% ของน้ำหนักตัว บุคคลได้รับแร่ธาตุจำนวนมากจากอาหารและน้ำ อย่างไรก็ตามเนื้อหาในอาหารไม่เพียงพอเสมอไป คนส่วนใหญ่ต้องเติมโซเดียมคลอไรด์ (NaCL - เกลือแกง) ในอาหารเป็นปริมาณ 10 - 12 กรัมต่อวัน การขาดแร่ธาตุในอาหารเรื้อรังอาจทำให้การทำงานของร่างกายหยุดชะงัก

โซเดียมช่วยให้มั่นใจถึงความคงที่ของแรงดันออสโมติกของของเหลวนอกเซลล์ มีส่วนร่วมในการสร้างศักยภาพของเมมเบรนไฟฟ้าชีวภาพ และในการควบคุมสถานะกรดเบส

โพแทสเซียมให้แรงดันออสโมติกของของเหลวในเซลล์กระตุ้นการสร้างอะซิติลโคลีน การขาดโพแทสเซียมไอออนจะยับยั้งกระบวนการอะนาโบลิกในร่างกาย

คลอรีนนอกจากนี้ยังเป็นประจุลบที่สำคัญที่สุดในของเหลวนอกเซลล์อีกด้วย ทำให้มั่นใจได้ถึงแรงดันออสโมติกคงที่

แคลเซียมและฟอสฟอรัสพบมากในเนื้อเยื่อกระดูก (มากกว่า 90%) ปริมาณแคลเซียมในพลาสมาและเลือดเป็นหนึ่งในค่าคงที่ทางชีวภาพ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงระดับไอออนแม้เพียงเล็กน้อยก็สามารถส่งผลร้ายแรงต่อร่างกายได้ การลดลงของระดับแคลเซียมในเลือดทำให้เกิดการหดตัวของกล้ามเนื้อโดยไม่สมัครใจ อาการชัก และการเสียชีวิตเกิดขึ้นเนื่องจากการหยุดหายใจ การเพิ่มขึ้นของปริมาณแคลเซียมในเลือดจะมาพร้อมกับการลดลงของความตื่นเต้นง่ายของเนื้อเยื่อประสาทและกล้ามเนื้อ, การปรากฏตัวของอัมพฤกษ์, อัมพาตและการก่อตัวของนิ่วในไต แคลเซียมจำเป็นต่อการสร้างกระดูก ดังนั้นจึงต้องให้แคลเซียมแก่ร่างกายในปริมาณที่เพียงพอผ่านทางอาหาร

ฟอสฟอรัสมีส่วนร่วมในการเผาผลาญสารหลายชนิดเนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบพลังงานสูง (เช่น ATP) การสะสมของฟอสฟอรัสในกระดูกมีความสำคัญอย่างยิ่ง

เหล็กเป็นส่วนหนึ่งของฮีโมโกลบินและไมโอโกลบินซึ่งมีหน้าที่ในการหายใจของเนื้อเยื่อตลอดจนเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยารีดอกซ์ ปริมาณธาตุเหล็กเข้าสู่ร่างกายไม่เพียงพอจะขัดขวางการสังเคราะห์ฮีโมโกลบิน การสังเคราะห์ฮีโมโกลบินที่ลดลงทำให้เกิดภาวะโลหิตจาง (โรคโลหิตจาง) ความต้องการธาตุเหล็กในแต่ละวันของผู้ใหญ่คือ 10--30มคก.

ไอโอดีนพบได้ในร่างกายในปริมาณเล็กน้อย อย่างไรก็ตามความสำคัญของมันนั้นยิ่งใหญ่ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าไอโอดีนเป็นส่วนหนึ่งของฮอร์โมนไทรอยด์ซึ่งมีผลเด่นชัดต่อกระบวนการเผาผลาญการเจริญเติบโตและการพัฒนาของร่างกาย

วิตามิน (ละติน vita - ชีวิต) ความสำคัญของวิตามินก็คือ การมีอยู่ในร่างกายในปริมาณเพียงเล็กน้อย จะควบคุมปฏิกิริยาการเผาผลาญ เมื่อร่างกายขาดวิตามินจะเกิดภาวะที่เรียกว่าภาวะ hypovitaminosis

โรคที่เกิดขึ้นในกรณีที่ไม่มีวิตามินอย่างใดอย่างหนึ่งเรียกว่าการขาดวิตามิน

จนถึงปัจจุบันมีการค้นพบสารมากกว่า 20 ชนิดที่เป็นของวิตามิน:

วิตามินเอเมื่อขาดวิตามินเอกระบวนการเจริญเติบโตของร่างกายจะล่าช้าการเผาผลาญจะหยุดชะงักและยังมีโรคทางตาพิเศษที่เรียกว่า xerophthalmia (ตาบอดกลางคืน)

วิตามินดีเรียกว่า วิตามินต้านเชื้อรา การขาดมันนำไปสู่ความผิดปกติของการเผาผลาญฟอสฟอรัสและแคลเซียม

วิตามินบีการขาดวิตามินเหล่านี้นำไปสู่ความผิดปกติของการเผาผลาญและความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลาง ซึ่งจะช่วยลดความต้านทานของร่างกายต่อโรคติดเชื้อ

วิตามินซีเรียกว่าแอนติสคอร์บิวติก หากมีการขาดในอาหาร (และส่วนใหญ่พบในผักและผลไม้สด) จะเกิดโรคเฉพาะขึ้น - เลือดออกตามไรฟันซึ่งเหงือกมีเลือดออกและฟันจะหลวมและหลุดออก ความอ่อนแอทางร่างกาย ความเหนื่อยล้า และความกังวลใจเกิดขึ้น

วิตามินอีและเค- มีความสำคัญต่อร่างกายและเป็นวิตามินที่รู้จักกันดี

การควบคุมการเผาผลาญไขมัน

การเพิ่มความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดจะช่วยลดการสลายตัวของไขมันและกระตุ้นการสังเคราะห์ ในทางกลับกันความเข้มข้นของน้ำตาลในเลือดลดลงจะยับยั้งการสังเคราะห์ไขมันและเพิ่มการสลายตัว ดังนั้นความสัมพันธ์ระหว่างการเผาผลาญไขมันและคาร์โบไฮเดรตจึงมีจุดมุ่งหมายเพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานของร่างกาย

ฮอร์โมนไขกระดูกต่อมหมวกไต - อะดรีนาลีน, โซมาโตโทรปิก ฮอร์โมนต่อมใต้สมอง, ฮอร์โมนไทรอยด์ - ไทรอกซีนด้วยอิทธิพลระยะยาวจะช่วยลดคลังไขมัน

เมแทบอลิซึมได้รับอิทธิพลจากระบบประสาทซิมพาเทติก (ยับยั้งการสังเคราะห์ไขมันและเพิ่มการสลายตัว) และระบบประสาทพาราซิมพาเทติก (ส่งเสริมการสะสมไขมัน)

อิทธิพลของระบบประสาทต่อการเผาผลาญไขมันถูกควบคุมโดยไฮโปทาลามัส

น้ำเป็นส่วนสำคัญของเซลล์และเนื้อเยื่อของมนุษย์ น้ำในผู้ใหญ่คิดเป็น 60% ของน้ำหนักตัว และในทารกแรกเกิด - 75% เป็นสภาพแวดล้อมที่กระบวนการเผาผลาญเกิดขึ้นในเซลล์ อวัยวะ และเนื้อเยื่อ การจ่ายน้ำเข้าสู่ร่างกายอย่างต่อเนื่องเป็นหนึ่งในเงื่อนไขหลักในการรักษาหน้าที่ที่สำคัญของมัน

น้ำส่วนใหญ่ - 71% ของน้ำทั้งหมดในร่างกาย - เป็นส่วนหนึ่งของโปรโตพลาสซึมของเซลล์ที่ประกอบขึ้น น้ำในเซลล์

น้ำนอกเซลล์รวมอยู่ใน ของเหลวในเนื้อเยื่อ(ประมาณ 21%) และ น้ำพลาสมาในเลือด (ประมาณ 8%)

คลังน้ำเป็นเนื้อเยื่อใต้ผิวหนัง

ความสมดุลของน้ำประกอบด้วยการใช้และการขับถ่าย คนเราจะได้รับน้ำประมาณ 750 มล. ต่อวันพร้อมอาหาร และประมาณ 630 มล. ในรูปของเครื่องดื่มและน้ำสะอาด ในระหว่างกระบวนการเผาผลาญน้ำประมาณ 320 มล. จะเกิดขึ้นระหว่างการออกซิเดชันของโปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมัน เมื่อระเหยออกจากผิวหนังและถุงลมปอด จะมีการปล่อยน้ำประมาณ 800 มิลลิลิตรต่อวัน น้ำ 100 มล. ถูกขับออกมาพร้อมกับอุจจาระ ดังนั้นความต้องการน้ำขั้นต่ำต่อวันคือประมาณ 1,700 มิลลิลิตร

การจัดหาน้ำถูกควบคุมโดยความต้องการซึ่งแสดงออกมาด้วยความรู้สึกกระหาย ความรู้สึกนี้เกิดขึ้นเมื่อศูนย์กลางการดื่มของไฮโปทาลามัสถูกกระตุ้น

ร่างกายต้องการน้ำอย่างต่อเนื่องไม่เพียงแต่เท่านั้น แต่ยังต้องการอีกด้วย เกลือแร่ที่สำคัญที่สุดคือโซเดียม โพแทสเซียม และแคลเซียม

โซเดียม (นา+)เป็นไอออนบวกหลักในของเหลวนอกเซลล์ เนื้อหาในสภาพแวดล้อมนอกเซลล์สูงกว่าเนื้อหาในเซลล์ 6-12 เท่า โซเดียมในปริมาณ 3 - 6 กรัมต่อวันเข้าสู่ร่างกายในรูปของ NaCl และถูกดูดซึมในลำไส้เล็กเป็นหลัก บทบาทของโซเดียมในร่างกายมีความหลากหลาย มีส่วนเกี่ยวข้องในการรักษาแรงดันออสโมติกของของเหลวนอกเซลล์และของเหลวในเซลล์ มีส่วนร่วมในการก่อตัวของศักย์การออกฤทธิ์ และมีอิทธิพลต่อการทำงานของระบบร่างกายเกือบทั้งหมด ความสมดุลของโซเดียมในร่างกายจะคงอยู่โดยการทำงานของไตเป็นหลัก

โพแทสเซียม (K+)เป็นไอออนบวกหลักในของเหลวในเซลล์ เซลล์มีโพแทสเซียม 98% ความต้องการโพแทสเซียมรายวันคือ 2-3 กรัม แหล่งที่มาหลักของโพแทสเซียมในอาหารคือผลิตภัณฑ์จากพืช โพแทสเซียมถูกดูดซึมเข้าสู่ลำไส้ โพแทสเซียมมีความสำคัญอย่างยิ่งในชีวิตของร่างกายเนื่องจากจะรักษาศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์และสร้างศักยภาพในการดำเนินการ นอกจากนี้ยังมีส่วนร่วมในการควบคุมความสมดุลของกรดเบสและรักษาแรงดันออสโมติกในเซลล์ การควบคุมการขับถ่ายส่วนใหญ่ดำเนินการโดยไต

แคลเซียม (Ca 2+)มีฤทธิ์ทางชีวภาพสูง เป็นองค์ประกอบโครงสร้างหลักของกระดูกและฟันซึ่งมีแคลเซียมประมาณ 99% ผู้ใหญ่ควรได้รับแคลเซียมจากอาหาร 800-1,000 มก. ต่อวัน เด็กต้องการแคลเซียมจำนวนมากเนื่องจากมีการเจริญเติบโตของกระดูกอย่างรวดเร็ว แคลเซียมถูกดูดซึมในลำไส้เล็กส่วนต้นเป็นหลัก แคลเซียมประมาณ 3/4 ถูกขับออกทางทางเดินอาหารและ 1/4 ของไต แคลเซียมมีส่วนร่วมในการสร้างศักยะงาน มีบทบาทบางอย่างในการหดตัวของกล้ามเนื้อ เป็นองค์ประกอบที่จำเป็นของระบบการแข็งตัวของเลือด และเพิ่มความตื่นเต้นง่ายในการสะท้อนกลับของไขสันหลัง

องค์ประกอบที่พบในปริมาณน้อยก็มีบทบาทสำคัญในร่างกายเช่นกัน พวกเขาถูกเรียกว่า องค์ประกอบขนาดเล็กซึ่งรวมถึง: เหล็ก, ทองแดง, สังกะสี, โคบอลต์, โมลิบดีนัม, ซีลีเนียม, โครเมียม, นิกเกิล, ดีบุก, ซิลิคอน, ฟลูออรีน, วานาเดียม องค์ประกอบรองที่มีความสำคัญทางชีวภาพส่วนใหญ่จะรวมอยู่ในเอนไซม์ วิตามิน และฮอร์โมน

น้ำและเกลือแร่ไม่ใช่แหล่งพลังงาน แต่การบริโภคและการขับถ่ายออกจากร่างกายตามปกติถือเป็นเงื่อนไขในการทำงานตามปกติ พวกมันสร้างสภาพแวดล้อมภายในร่างกายซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของพลาสมาในเลือด น้ำเหลือง และของเหลวในเนื้อเยื่อ การเปลี่ยนแปลงของสารในร่างกายทั้งหมดเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมทางน้ำ น้ำละลายและขนส่งสารอาหารที่ละลายเข้าสู่ร่างกาย เมื่อใช้ร่วมกับแร่ธาตุ มีส่วนในการสร้างเซลล์และปฏิกิริยาเมแทบอลิซึมหลายอย่าง น้ำมีส่วนร่วมในการควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย การระเหยจะทำให้ร่างกายเย็นลงและปกป้องจากความร้อนสูงเกินไป ในร่างกายมนุษย์ น้ำจะถูกกระจายระหว่างเซลล์และช่องว่างระหว่างเซลล์ (ตารางที่ 12.8)

น้ำถูกดูดซึมในทางเดินอาหาร ความต้องการน้ำขั้นต่ำรายวันสำหรับผู้ที่มีน้ำหนัก 70 กก. คือ 2-2.5 ลิตร ในจำนวนนี้มีเพียง 350 มล. เท่านั้นที่เกิดขึ้นในกระบวนการออกซิเดชั่นประมาณ 1 ลิตรเข้าสู่ร่างกายพร้อมอาหารและและประมาณ 1 ลิตรด้วยของเหลวที่เมา น้ำประมาณ 60% ถูกขับออกจากร่างกายโดยไต, 33% ผ่านทางผิวหนังและปอด, 6% ผ่านทางลำไส้ และของเหลวเพียง 2% เท่านั้นที่ยังคงอยู่

ร่างกายของทารกแรกเกิดมีน้ำปริมาณค่อนข้างมาก (รูปที่ 12.11; ตารางที่ 12.9) ในทารกจะมีประมาณ 75% ของน้ำหนักตัว และในผู้ใหญ่จะมีประมาณ 50-60% เมื่ออายุมากขึ้น ปริมาตรของของเหลวในเซลล์จะเพิ่มขึ้น ในขณะที่ปริมาณน้ำในสารระหว่างเซลล์ลดลง เนื่องจากพื้นที่ผิวที่ใหญ่กว่าของร่างกายเด็กและการเผาผลาญที่รุนแรงกว่าผู้ใหญ่ เด็กจึงขับถ่ายน้ำผ่านทางปอดและผิวหนังได้เข้มข้นกว่าผู้ใหญ่ ตัวอย่างเช่น เด็กที่มีน้ำหนัก 7 กก. จะหลั่งของเหลวนอกเซลล์ 1/2 ต่อวัน และผู้ใหญ่ - 1/7 น้ำในลำไส้ของเด็กจะถูกดูดซึมได้เร็วกว่าผู้ใหญ่มาก เนื่องจากความรู้สึกกระหายน้ำพัฒนาได้ไม่ดีและมีความไวต่อตัวรับออสโมเรเตอร์ต่ำ เด็กจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดภาวะขาดน้ำมากกว่าผู้ใหญ่

ยาแก้ขับปัสสาวะฮอร์โมน (ADH) ของต่อมใต้สมองส่วนหลังช่วยเพิ่มการดูดซึมน้ำจากปัสสาวะปฐมภูมิกลับคืนมา

ตารางที่ 12.8

การแพร่กระจายของของเหลวในร่างกายของผู้ใหญ่

การแพร่กระจายของของเหลวในร่างกายของเด็กในวัยต่างๆ

% ตามน้ำหนักตัว

ข้าว. 12.11.ปริมาณน้ำ (ซม% จากน้ำหนักตัว) ในร่างกายมนุษย์ในวัยต่างๆ

ตารางที่ 12.9

ในท่อไต (ส่งผลให้ปริมาณปัสสาวะลดลง) และยังส่งผลต่อองค์ประกอบเกลือของเลือดอีกด้วย เมื่อปริมาณ ADH ในเลือดลดลงทำให้เกิดโรคเบาจืดซึ่งขับปัสสาวะออกมามากถึง 10-20 ลิตรต่อวัน เมื่อใช้ร่วมกับฮอร์โมนของต่อมหมวกไต ADH จะควบคุมการเผาผลาญเกลือของน้ำในร่างกาย

เกลือที่ละลายน้ำได้จำเป็นต่อการรักษาระบบบัฟเฟอร์และ pH ของของเหลวในร่างกายมนุษย์ สิ่งสำคัญที่สุดคือคลอไรด์และฟอสเฟตของโซเดียม โพแทสเซียม แคลเซียม และแมกนีเซียม เนื่องจากเกลือบางชนิดในอาหารขาดหรือมากเกินไป โดยเฉพาะโซเดียมและโพแทสเซียม จะทำให้สมดุลของเกลือและน้ำเกิดการรบกวน ซึ่งนำไปสู่ภาวะขาดน้ำ อาการบวมน้ำ และความผิดปกติของความดันโลหิต

การมีอยู่ของแร่ธาตุนั้นสัมพันธ์กับปรากฏการณ์ความตื่นเต้นง่าย (โซเดียม โพแทสเซียม คลอรีน) การเจริญเติบโตและการพัฒนาของกระดูก (แคลเซียม ฟอสฟอรัส) องค์ประกอบของเส้นประสาท และกล้ามเนื้อ มีส่วนช่วยในการทำงานปกติของหัวใจและระบบประสาทใช้สำหรับการสร้างฮีโมโกลบิน (เหล็ก) กรดไฮโดรคลอริกของน้ำย่อย (คลอรีน)

เมื่อเด็กโตขึ้น ปริมาณเกลือในร่างกายจะสะสม: ในทารกแรกเกิด เกลือคิดเป็น 2.55% ของน้ำหนักตัว ในผู้ใหญ่ - 5% ร่างกายของเด็กที่กำลังเติบโตต้องการแร่ธาตุจำนวนมากเป็นพิเศษ เด็กมีความต้องการแคลเซียมและฟอสฟอรัสสูงเป็นพิเศษ ซึ่งจำเป็นต่อการสร้างเนื้อเยื่อกระดูก ความต้องการแคลเซียมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดนั้นเกิดขึ้นในปีแรกของชีวิตและในช่วงวัยแรกรุ่น ในปีแรกของชีวิต แคลเซียมจำเป็นมากกว่าในปีที่สองถึงแปดเท่า และมากกว่าในปีที่สามถึง 13 เท่า ความต้องการแคลเซียมจึงลดลง ในวัยก่อนเรียนและวัยเรียน ความต้องการแคลเซียมรายวันคือ 0.68-2.36 กรัม

ในผู้ใหญ่ เมื่อปริมาณแคลเซียมเข้าสู่ร่างกายลดลง แคลเซียมจะถูกชะออกจากเนื้อเยื่อกระดูกเข้าสู่กระแสเลือด เพื่อให้แน่ใจว่าองค์ประกอบจะคงที่ (รูปที่ 12.12) ในเด็กที่ขาดแคลเซียมในอาหาร ในทางกลับกัน แคลเซียมจะถูกเก็บรักษาไว้โดยเนื้อเยื่อกระดูก ซึ่งทำให้ปริมาณแคลเซียมในเลือดลดลงมากยิ่งขึ้น

ข้าว. 12.12.

ในและ. สำหรับกระบวนการสร้างกระดูกตามปกติในเด็กก่อนวัยเรียน อัตราส่วนของการบริโภคแคลเซียมและฟอสฟอรัสควรเท่ากับหนึ่ง อายุ 8-10 ปี ต้องการแคลเซียมน้อยกว่าฟอสฟอรัสเล็กน้อย ในอัตราส่วน 1:1.5 ในวัยมัธยมศึกษาตอนปลาย อัตราส่วนนี้จะเปลี่ยนไปเป็นการเพิ่มปริมาณฟอสฟอรัส และควรเท่ากับ 1:2 ความต้องการฟอสฟอรัสรายวันคือ 1.5-4.0 กรัม

ในมนุษย์ ต่อมพาราไธรอยด์จะผลิต ฮอร์โมนพาราไธรอยด์(PtG) ซึ่งควบคุมการแลกเปลี่ยนแคลเซียมและฟอสฟอรัสในร่างกาย ด้วยภาวะ hypofunction ของต่อมพาราไธรอยด์ ระดับแคลเซียมในเลือดจึงลดลง ซึ่งนำไปสู่การหดตัวของกล้ามเนื้อบริเวณขา แขน ลำตัว และใบหน้า เรียกว่า โรคบาดทะยักปรากฏการณ์เหล่านี้เกี่ยวข้องกับการเพิ่มความตื่นเต้นง่ายของเนื้อเยื่อประสาทและกล้ามเนื้อเนื่องจากการขาดแคลเซียมในเลือด และผลที่ตามมาคือในไซโตพลาสซึมของเซลล์ ด้วยการหลั่ง PTH ไม่เพียงพอ กระดูกจะแข็งแรงน้อยลง กระดูกหักหายได้ไม่ดี และฟันหักได้ง่าย เด็กและมารดาที่ให้นมบุตรมีความอ่อนไหวเป็นพิเศษต่อการทำงานของฮอร์โมนของต่อมพาราไธรอยด์ไม่เพียงพอ เอสโตรเจนที่ผลิตโดยต่อมเพศ - รังไข่และฮอร์โมนไทรอยด์ calcitonin ก็มีส่วนร่วมในการเผาผลาญแคลเซียมเช่นกัน

คำถามและงานเพื่อการควบคุมตนเอง

• 1. บอกเราเกี่ยวกับการเผาผลาญและระยะของมัน
• 2. คุณรู้วิธีการประเมินการใช้พลังงานของร่างกายด้วยวิธีใดบ้าง?
• 3. อธิบายการแลกเปลี่ยนทั่วไป อะไรคือความแตกต่างในการเผาผลาญระหว่างชายและหญิง?
• 4. เมแทบอลิซึมพื้นฐานคืออะไร? ความสำคัญของมันคืออะไร? มีวิธีการประเมินอย่างไร? อัตราการเผาผลาญพื้นฐานเปลี่ยนแปลงตามอายุอย่างไร
• 5. คุณรู้อะไรเกี่ยวกับการแลกเปลี่ยนพลังงานบ้าง? มันเปลี่ยนไปตามอายุอย่างไร?
• 6. อธิบายการกระทำแบบไดนามิกเฉพาะของคนขอทาน
• 7. เมแทบอลิซึมของสารอาหารที่จำเป็นเปลี่ยนแปลงไปตามอายุอย่างไร?
• 8. บอกเราเกี่ยวกับการแลกเปลี่ยนน้ำและแร่ธาตุ ความต้องการน้ำสำหรับเด็กและผู้ใหญ่คืออะไร?
• 9. ควบคุมฮอร์โมนในการเผาผลาญโปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต และแร่ธาตุอย่างไร? มันเปลี่ยนไปตามอายุอย่างไร?

กลับ