Definition des Wasserstoffwechsels. Der Einfluss von Wasser auf den Stoffwechsel im Körper. Faktoren der Wasserbewegung im Körper

Die Rolle von Wasser im Körper kann kaum überschätzt werden. Ein Mensch kann nicht länger als eine Woche ohne Wasser leben, da Wasser zu 60 % aus Wasser besteht. Der Großteil des Wassers befindet sich in den Zellen (71 % des gesamten Körperwassers) und in der interzellulären (Gewebe-)Flüssigkeit (21 %), der Rest ist Blutplasma. Wasser ist das Medium, in dem alle chemischen Stoffwechselreaktionen in Zellen, Organen und Geweben ablaufen, die Verbindung zwischen ihnen aufrechterhalten wird, es ist die Grundlage aller Flüssigkeiten im Körper. Wasser ist ein Lösungsmittel aller organischen und anorganischen Stoffe, die aus der äußeren Umgebung in den Körper gelangen und im Magen-Darm-Trakt absorbiert werden. Aufgrund seiner hohen Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit ist es an der Thermoregulation beteiligt und sorgt für die Abfuhr von Wärme aus dem Körper (Wärmeübertragung) durch Schwitzen, Schweißverdunstung und thermische Dyspnoe. Eine kontinuierliche Wasserversorgung des Körpers ist eine der Hauptvoraussetzungen für die Aufrechterhaltung seiner lebenswichtigen Funktionen.

Der Wasserhaushalt des Körpers besteht aus der täglichen Wasseraufnahme und -ausscheidung.

mit Nahrung - etwa 750 ml Wasser;
in Form von Getränken und reinem Wasser - ca. 630 ml;
Stoffwechselwasser - etwa 320 ml, wird im Körper bei der Oxidation von Proteinen, Kohlenhydraten und Fetten gebildet.

beim Verdunsten von der Hautoberfläche (Schweiß) und den Lungenbläschen (beim Atmen) - etwa 800 ml;
etwa 800 ml Wasser sind notwendig, um über die Nieren ausgeschiedene Schadstoffe aufzulösen;
100 ml Wasser werden mit dem Kot ausgeschieden.

Also das Minimum Tagesbedarf sind etwa 1700 ml Wasser. Um verlorenes Wasser wiederherzustellen, muss es dem Körper zugeführt werden.

In der heißen Jahreszeit kommt es bei intensiver körperlicher Aktivität zu großen Wasserverlusten im Körper durch Schweiß, sodass der Verbrauch auf 5 - 6 Liter pro Tag steigt. Da dabei viele Natriumsalze verloren gehen, ist es besser, den Flüssigkeitsmangel auszugleichen Mineralwasser. Eine unzureichende Wasseraufnahme des menschlichen Körpers führt zu einer Verringerung des Wassergehalts im Blut und in der Interzellularflüssigkeit. Dieser Zustand wird Dehydration genannt. Dehydrierung führt zu einer Verdickung des Blutes, einer Erhöhung seiner Viskosität und in der Folge zu einer schlechten Durchblutung. Eine Dehydrierung von bis zu 20 % des Körpergewichts kann tödlich sein.

Übermäßiger Wasserkonsum ist nicht sehr gut für den Körper, da er das Herz-Kreislauf-System zusätzlich belastet und die von den Nieren gefilterte Flüssigkeitsmenge erhöht.

Der Wasserstoffwechsel im Körper wird durch das Zentralnervensystem reguliert und steht in engem Zusammenhang mit dem Mineralstoffwechsel von Kalium- und Natriumsalzen. Bei einem großen Wasserverlust des Körpers durch Schweiß oder erhöhten Konsum von Kochsalz verändert sich der osmotische Druck des Blutplasmas, was zu einer Erregung in der Großhirnrinde führt und ein echtes Durstgefühl zur Folge hat, das den Wasserverbrauch des Menschen reguliert. Falscher Durst, der durch Mundtrockenheit verursacht wird, erfordert im Gegensatz zu echtem Durst nicht, dass Wasser in den Körper gelangt. Um dieses Gefühl zu lindern, reicht es aus, den Speichelfluss mit einem säurehaltigen Produkt zu steigern oder den Mund mit Wasser zu befeuchten.

Die Wasseraufnahme beginnt im Magen, am intensivsten erfolgt sie jedoch im Dünn- und insbesondere Dickdarm (ca. 8 Liter pro Tag). Bei einer akuten Darmfunktionsstörung (Durchfall oder Durchfall) kommt es zu einer starken und schnellen Dehydrierung, da dann Wasser nicht aufgenommen, sondern direkt aus dem Körper ausgeschieden wird. Es ist sehr gefährlich. In solchen Fällen ist es notwendig, Wasser und Salze nachzufüllen (leicht trinken). Salzwasser oder spezielle physiologisch ausgewogene Wasser-Salz-Lösungen).

Ein Teil des Wassers wird entlang des osmotischen Gradienten absorbiert, obwohl Wasser auch dann absorbiert wird, wenn kein Unterschied im osmotischen Druck besteht. Der Großteil des Wassers wird aus isotonischen Lösungen des Darmbrei aufgenommen, da im Darm hyper- und hypotonische Lösungen schnell konzentriert bzw. verdünnt werden. Die Aufnahme von Wasser aus isotonischen und hypertonischen Lösungen erfordert einen Energieaufwand. Gelöste Stoffe, die aktiv von den Darmzotten aufgenommen werden, „ziehen“ Wasser mit sich. Die entscheidende Rolle beim Wassertransport kommt den Ionen, insbesondere Na +, zu, daher verändern alle Faktoren, die den Wassertransport beeinflussen, auch die Wasseraufnahme. Durch die im Dünndarm bei der Glykolyse und oxidativen Prozessen freigesetzte Energie wird die Wasseraufnahme gefördert. Die intensivste Aufnahme von Natrium und Wasser im Darm erfolgt bei pH 6,8 (bei pH 3 stoppt die Wasseraufnahme).

Diäten verändern die Wasseraufnahme. Durch die Erhöhung des Proteinanteils erhöht sich die Aufnahmegeschwindigkeit von Wasser, Natrium und Chlor. Die Geschwindigkeit der Wasseraufnahme variiert je nach Hydratation des Körpers. Anästhesie (Ether und Chloroform) verlangsamt die Wasseraufnahme. Auch die Wasseraufnahme hat bedingten Reflexcharakter und wird durch Hormone reguliert.

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Wasseraustausch im Körper

Einführung

Wasser ist Bestandteil jede Zelle, flüssige Basis aus Blut und Lymphe. Im Körper führt es eine Reihe von Aufgaben aus wichtige Funktionen: Viele chemische Substanzen lösen sich darin auf, es beteiligt sich aktiv an Stoffwechselprozessen, mit seiner Hilfe werden Stoffwechselprodukte aus dem Körper ausgeschieden. Wasser ist für den Menschen ebenso lebenswichtig wie für unseren Planeten oder jedes Lebewesen auf ihm. Wasser ist die berühmteste, wenig erforschte und geheimnisvollste Substanz der Erde; sie ist die Grundlage des Lebens auf der Erde und die Grundlage für die Existenz aller Lebewesen auf dem Planeten. Durch die Aufnahme aus dem Verdauungstrakt wird der Körper ständig mit Wasser versorgt. Ein Mensch benötigt bei normaler Ernährung und normaler Umgebungstemperatur 2-2,5 Liter Wasser pro Tag. Diese Wassermenge stammt aus folgenden Quellen: Wasser, das beim Trinken verbraucht wird (ca. 1 l); in Lebensmitteln enthaltenes Wasser (ca. 1 l); Wasser, das im Körper beim Stoffwechsel von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten entsteht (300-350 Kubikzentimeter). Die wichtigsten Organe, die dem Körper Wasser entziehen, sind die Nieren, die Schweißdrüsen, die Lunge und der Darm. Die Nieren entziehen dem Körper pro Tag 1,2-1,5 Liter Wasser im Urin. Die Schweißdrüsen transportieren 500-700 Kubikmeter Schweiß in Form von Schweiß über die Haut ab. cm Wasser pro Tag. Bei normaler Temperatur und Luftfeuchtigkeit pro 1 qm. cm Haut wird alle 10 Minuten etwa 1 mg Wasser freigesetzt. Die Lunge entfernt 350 Kubikmeter Wasserdampf. cm Wasser; diese Menge steigt mit der Vertiefung und Beschleunigung der Atmung stark an, und dann können 700-800 Kubikmeter pro Tag freigesetzt werden. cm Wasser. Pro Tag werden 100-150 Kubikmeter über den Darm mit dem Kot ausgeschieden. cm Wasser; Wenn die Darmtätigkeit gestört ist, kann mehr Wasser ausgeschieden werden, was zu einem Wassermangel im Körper führt. Für eine normale Funktion des Körpers ist es wichtig, dass die Wasseraufnahme des Körpers seinen Verbrauch vollständig deckt. Wird dem Körper mehr Wasser entzogen als zugeführt, entsteht ein Durstgefühl. Das Verhältnis der verbrauchten Wassermenge zur abgegebenen Wassermenge ist die Wasserbilanz.

Wasser im menschlichen Körper

Wasser wird überall benötigt – im Alltag, in der Landwirtschaft und in der Industrie. Ein Mensch kann 3-4 Wochen ohne Nahrung leben, ohne Wasser jedoch nur wenige Tage. Wasser macht etwa 2/3 des Körpergewichts aus. Es hilft bei der Regulierung der Körpertemperatur und spielt eine wichtige Rolle beim Aufbau und der Reparatur von Körpergewebe. Bei Wassermangel im Körper wird der Mensch krank. Aber Wasser wird natürlich nicht nur zum Trinken benötigt: Es hilft dem Menschen auch dabei, seinen Körper, sein Zuhause und sein Wohnumfeld in einem guten hygienischen Zustand zu halten. Ohne Wasser ist persönliche Hygiene nicht möglich. Waschen, ein warmes Bad und Schwimmen vermitteln ein Gefühl von Kraft und Ruhe. Nach Luft ist Wasser der zweitwichtigste lebensnotwendige Bestandteil des Menschen. Wie wichtig Wasser ist, zeigt sich daran, dass sein Gehalt in verschiedenen Organen 70-90 % beträgt. Wasser ist in allen Geweben unseres Körpers vorhanden, allerdings in ungleichmäßiger Verteilung. Anhang 1. Der Wasseranteil im Körper. (Diagramm 1) Wasser bildet die Grundlage unseres Körpers, ein Kind ist in der Kindheit stärker mit Wasser gesättigt und im Alter kommt es im biologischen Sinne zu einem Feuchtigkeitsverlust. Wir „trocknen aus“, „säuern“ und sterben. Wasser dient dazu, Lebensenergie in unserem Körper zu transportieren. Mit Hilfe dieser Energie leben wir. Diese Energie im Wasser ist das LEBEN selbst.

Wasserhaushalt des Körpers

Große Wasserverluste treten bei vermehrtem Schwitzen, verstärkter Atmung ( Sportübung), Verbrennungen, Erbrechen usw. Eine erhöhte Körpertemperatur fördert die Wasserabgabe über die Haut. Ein Wassermangel im Körper ist für den Menschen schwer zu ertragen: Es treten Durstgefühl und Mundtrockenheit auf. Der Wasserstoffwechsel verläuft bei Kindern schneller als bei Erwachsenen

Krankheiten, die durch Wassermangel im Körper verursacht werden

Der Körper eines Kindes besteht zu 80 % aus Wasser, der eines Erwachsenen zu 70 %, bei einem alten Menschen sinkt der Wasseranteil auf 60 %. Das bedeutet, dass Wasser die Grundlage des Lebens ist. Wenn das Wasser verschwindet, verschwindet auch das Leben. Mit dem Alterungsprozess geht ein Wasserverlust – Dehydrierung – einher. Wenn der Körper 1-2 % dehydriert ist, verspürt eine Person ein Gefühl von Durst, Angst, Müdigkeit, Kopfschmerzen, es treten leichte Sprachschwierigkeiten auf und der Atem nimmt einen unangenehmen Geruch an. Vor allem Raucher befinden sich fast immer in diesem Stadium, da Rauchen den Körper austrocknet und dehydriert. Bei 4-5 % Dehydrierung treten Schwindel, Übelkeit, Reizbarkeit und unglaubliche Müdigkeit auf. Dieses Stadium wird bei Menschen beobachtet, die den ganzen Tag bei der Arbeit sitzen, beispielsweise am Computer, und wenig Flüssigkeit trinken (Tee und Kaffee zählen nicht, da der Körper saubere Flüssigkeit – Wasser) benötigt. Bei einer Dehydrierung von 6-8 % verändert sich das Aussehen und der Teint und es tritt Aggressivität auf. Der Zelltod beginnt bei 10 % Dehydrierung. All dies sind Anzeichen einer schnellen Dehydrierung, die bei akutem Mangel auftritt. Wasser trinken oder schneller Wasserverlust bei Überhitzung des Körpers oder bei intensiver körperlicher Anstrengung. Hinzu kommt eine chronische Dehydrierung, die zu Beschwerden und Krankheiten führt. Was sind die Ursachen für Dehydration? Das erste ist, dass Menschen kein Wasser trinken, weil sie möglicherweise keinen Durst verspüren. Zweitens erhält der Körper ständig Substanzen aus der Nahrung – Dehydratisierungsmittel: Kaffee, starker Tee, Alkohol, Kohlen- und Phosphorsäure aus verschiedenen Limonaden, Farbstoffe und aromatische Aromen, Bier, Konserven und geräuchertes Fleisch. Um all diese Dehydranten zu entfernen, benötigt der Körper eine zusätzliche Menge sauberes Wasser, und zwar insgesamt 4 bis 7 Liter sauberes Wasser pro Tag. Natürlich trinkt ein Mensch so viel Wasser fast nie, was zu einer chronischen Dehydrierung führt, die alle Stoffwechselprozesse in Mitleidenschaft zieht und zu Krankheiten und vorzeitigem Altern führt. Um dies zu vermeiden, müssen Sie einfache Lebensregeln befolgen: Trinken Sie täglich 2-3 Liter sauberes Wasser (zusätzlich zu Tee, Kaffee, Suppe) und schließen Sie künstliche chemische Produkte aus Ihrer Ernährung aus. Wasser Blut Lymphe

Wasserzusammensetzung

Daher muss das Wasser, das wir konsumieren, sauber sein, d. h. mäßig hartes Wasser ohne überschüssiges Eisen, Fluor, Schwermetalle, hygienische Standards erfüllend. Wenn eine Person verunreinigtes, hartes Wasser zu sich nimmt, wird sie häufig krank. Wenn du führen willst gesundes Bild Leben, dann müssen Sie zuerst mit sauberem Wasser beginnen. Die Qualität des Wassers wird durch das Vorhandensein chemischer Einschlüsse bestimmt. Bereits mit Hilfe des Geruchssinns und des Sehens kann ein Mensch die Qualität des Wassers bestimmen. Kein reines Kristallwasser und der verdächtige Geruch des Wassers verrät dem Menschen bereits, dass es nicht sauber ist. Anhand dieser Indikatoren können Sie feststellen, wie hochwertig und sauber das Wasser ist. Wasserqualitätsindikatoren. Organoleptische Indikatoren (Geschmack, Geruch, Farbe, Trübung) 2. Toxikologische Indikatoren (Aluminium, Blei, Arsen) 3. Indikatoren, die die organoleptischen Eigenschaften von Wasser beeinflussen (pH-Wert, Härte) 4. Chemische Substanzen, die bei der Wasseraufbereitung entstehen (Restchlor, Chloroform). und Silber). Ein bestimmter und konstanter Wassergehalt ist eine der notwendigen Voraussetzungen für die Existenz eines lebenden Organismus. Wenn sich die Menge des aufgenommenen Wassers und seine Salzzusammensetzung ändern, werden die Prozesse der Verdauung und Aufnahme von Nahrungsmitteln sowie der Hämatopoese gestört.

Wasserverschmutzung

Gemäß den Hygienestandards muss jedes Wasser, das aus dem Wasserhahn fließt, den Trinkwasserstandards entsprechen. Um die Frage nach der Trinkwassereignung zu beantworten, ist es daher notwendig, die Probe zumindest nach den oben genannten Parametern zu bewerten. Heutzutage bezweifeln nur wenige Menschen, dass das Wasser, das wir trinken und im Alltag verwenden, einer zusätzlichen Reinigung bedarf, egal woher es kommt – aus einem Brunnen, einem artesischen Brunnen oder einem Wasserversorgungssystem. Laut Statistiken des Staatlichen Bauausschusses Russlands sind mittlerweile etwa 40 % des Wasserversorgungsnetzes der Stadt in einem schlechten Zustand, ganz zu schweigen von Land- und Sommerhäusern, in denen die Wasserqualität oft die Hygienestandards übersteigt – nicht nur Trinkwasser fließt aus ihnen unser Wasserhahn, aber nicht einmal „Haushaltswasser“ „Wasser“. In den letzten Jahrzehnten waren Oberflächen- und Grundwasserquellen in Russland einer starken Verschmutzung ausgesetzt. Die Verschlechterung der Wasserqualität in Wasserquellen hat dazu geführt, dass Trinkwasser in vielen Gebieten nicht den hygienischen Anforderungen entspricht. Das Problem der Versorgung der Bevölkerung Russische Föderation Wasser trinken Die Qualität der Regulierung ist zu einem der drängendsten Probleme geworden moderne Gesellschaft- ein nationales Sicherheitsproblem.

Abschluss

Ohne Übertreibung können wir sagen, dass hochwertiges Wasser, das den sanitären und hygienischen Anforderungen entspricht, eine der unabdingbaren Voraussetzungen für die Erhaltung der menschlichen Gesundheit ist. Damit es jedoch von Nutzen ist, muss es von allen schädlichen Verunreinigungen befreit und sauber an den Menschen abgegeben werden. Wir empfehlen dringend, hartes und verunreinigtes Wasser vollständig durch gereinigtes, gefiltertes Wasser zu ersetzen. Das Wasser, das wir in Flaschen kaufen, muss ohne Kohlensäure und ohne verschiedene Zusatzstoffe sein. Kohlensäurehaltiges Wasser ist schädlich für den Körper. Darüber hinaus ist nicht alles verkaufte Wasser wirklich sauber und entspricht den Standards für sauberes Wasser. Daher ist beim Kauf dieses Wassers Vorsicht geboten. Reines Wasser- der Schlüssel zu Gesundheit und Langlebigkeit!

Verweise

1. „Wasser und Leben auf der Erde“ Novikov Yu.V., Sayfutdinov M.M.

2. SanPiN 2.1.4.1074-01 „Hygieneanforderungen und Trinkwasserqualitätsstandards“

3. Monatliches wissenschaftliches, technisches und Produktionsmagazin „Wasserversorgung und Sanitärtechnik“, Artikel „Bürger Russlands über Trinkwasser“ Golovochev A.V., Kramar

Anwendungene

Der Wasseranteil im Körper. Diagramm 1.

Der Eintritt von Wasser in den Körper. Diagramm 2

Anhang 3. Wasserverlust des KörpersA.Diagramm 3.

Anhang 5. Indikatoren für die Wasserqualität. Diagramm 4.

Krankheiten, die durch toxische Einwirkung entstehen chemische Elemente, im Trinkwasser gefunden. Tabelle 1.

	Spannender Faktor
	Arsen, Bor, Fluor, Kupfer, Cyanid
Bronchialasthma
Leukämie	Chlorierte Phenole, Benzol
Erkrankungen des Verdauungstraktes:	Arsen, Beryllium, Bor, Chloroform, Quecksilber, Pestizide, Zink
Herzkrankheiten:	Bor, Zink, Fluor, Kupfer, Blei, Quecksilber, Chloroform, Cyanid
Dermatosen und Ekzeme	Arsen, Chlor, Erdöldestillationsprodukte (Öle), Kunststoffe, Quecksilber.
Skelettfluorose
Kahlheit	Bor, Quecksilber
Leberzirrhose	Chlor, Magnesium, Benzol, Chloroform, Kohlenstofftetrochlorid, Schwermetalle
Hypothyreose
Verdauungsstörungen im Magen und Darm	Fluor, Silizium, Kupfer
Bösartige Tumoren der Nieren, Blase, Lunge, Haut, Leber, Magen	Arsen, Chlor, Erdöldestillationsprodukte (Öle)

Hauptquellen der Trinkwasserverschmutzung. Diagramm 5.

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Bei vielen Krankheiten ist der Wasserstoffwechsel im Körper von entscheidender Bedeutung. So kommt es meist bei chronischer Herzinsuffizienz, Bluthochdruck, fortgeschrittener Arteriosklerose, Erkrankungen des Urogenitalsystems, Wasser- und Wasser-Salz-Stoffwechsel vor

ist gestört und es treten Schwellungen auf.

Daher ist die Regulierung des Wasser-Salz-Stoffwechsels bei der Behandlung eines Patienten wichtig.

Betrachten wir zunächst die Frage des normalen Wasserstoffwechsels im menschlichen Körper.

Wasser im menschlichen Körper kann sowohl im freien als auch im gebundenen Zustand vorliegen. Im freien Zustand gelangt es leicht von den Zellen in den Interzellularraum, in die Lymphe und in das Blutplasma. Wird Wasser durch Proteine gebunden, bleibt es fest in Zellen und Geweben verankert. Bei einem gesunden Menschen hält der Körper ständig ein Wasser-Salz-Gleichgewicht aufrecht, also ein bestimmtes Gleichgewicht von Wasser und Salzen, sowohl im gebundenen als auch im freien Zustand. Wenn dieses Gleichgewicht gestört ist, kommt es zu Krankheiten.

Der Wasserstoffwechsel ist eine Reihe von Prozessen der Aufnahme von Trinkwasser, der Bildung von Wasser bei der Oxidation von Fetten, Proteinen und Kohlenhydraten, seiner Verteilung zwischen dem intrazellulären und extrazellulären Raum einerseits und der Freisetzung von Wasser durch die Nieren. Lunge, Haut und Darm andererseits.

Bei einem 70 kg schweren Erwachsenen beträgt der Gesamtwassergehalt im Körper 50 kg. Davon bestehen nur 15 % aus Blutplasma und Lymphe, die restlichen 50 % sind Wasser, das sich im Inneren der Zellen gebunden befindet. Im Zustand des Wassergleichgewichts ist die verbrauchte Wassermenge gleich der abgegebenen Wassermenge.

Die Wasserbilanz setzt sich aus folgenden Werten zusammen: Trinkwassermenge - 1000 ml; Wasser eindringt

Verbindung Lebensmittel- 720 ml; Wasser, das bei der Oxidation von Fetten, Proteinen und Kohlenhydraten entsteht - 320 ml.

Unter normalen Bedingungen verbraucht ein Mensch bis zu 2,5 Liter Wasser. Davon werden etwa 1100 ml über die Nieren, 400–450 ml über die Haut, 300–350 ml über die Lunge und etwa 150 ml über den Kot ausgeschieden. Wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern (Temperatur, Druck, Lebensmitteleigenschaften), können diese Daten in die eine oder andere Richtung stark variieren. Allerdings stellt sich das Wasser-Salz-Gleichgewicht im Körper sehr schnell wieder her, da es ein lebenswichtiger Faktor ist.

Die Regulatoren des Wasserstoffwechsels sind das zentrale Nervensystem und das endokrine System. Eine Störung der Regulierung des Wasser-Salz-Stoffwechsels kann zu schwerwiegenden Veränderungen im Stoffwechsel führen und entweder zu einer Wassereinlagerung im Körper oder umgekehrt zu einer erhöhten Ausscheidung führen, was zu einer Dehydrierung führt.

Sehr wichtig zur Aufrechterhaltung des Wasserhaushalts des Körpers, des Zustands des Herz-Kreislauf-Systems und des Proteingehalts im Blutplasma. Der Grad der Wasserretention im Gewebe wird maßgeblich vom Gehalt an Natrium- und Kaliumsalzen in Zellen und extrazellulärer Flüssigkeit beeinflusst. Durch diese Salze entsteht in den Zellen ein gewisser osmotischer Druck. Die Salzzusammensetzung von intra- und extrazellulärer Flüssigkeit ist unterschiedlich. Wenn die extrazelluläre Flüssigkeit sehr ähnlich ist Meerwasser und das Vorhandensein von Salzen darin kann stark variieren, die Zusammensetzung der intrazellulären Flüssigkeit ist fast immer konstant und behält ihre chemische Individualität. Dies ist auf das Vorhandensein von Zellmembranen zurückzuführen, die zwar Kalium zurückhalten, aber Natrium und Kalzium abweisen. In Zellen überwiegen normalerweise Magnesium-, Kalium- und Sulfatgruppen, außerhalb von Zellen überwiegen Chlor-, Natrium-, Kalzium- und Proteinfraktionen.

Im Körper verteilt sich Wasser innerhalb und außerhalb der Zellen. Extrazelluläre Flüssigkeit enthält etwa 1/3 des gesamten Wassers, sie enthält viele Natriumionen, Chloride und Bicarbonate; In der intrazellulären Flüssigkeit, die 2/3 der Wasserreserven umfasst, sind Kalium, Phosphatesteranionen und Proteine konzentriert.

Wasser gelangt in zwei Formen in den menschlichen Körper: in flüssiger Form – 48 % und als Bestandteil fester Nahrung – 40 %. Die restlichen 12 % entstehen im Stoffwechsel von Nährstoffen. Der Prozess der Wassererneuerung im Körper erfolgt mit hoher Geschwindigkeit: Beispielsweise werden 70 % des Wassers im Blutplasma in 1 Minute erneuert. Am Wasseraustausch sind alle Gewebe des Körpers beteiligt, am intensivsten jedoch die Nieren, die Haut, die Lunge und der Magen-Darm-Trakt. Das wichtigste Organ, das den Wasser-Salz-Stoffwechsel reguliert, sind die Nieren, allerdings ist zu bedenken, dass Menge und Zusammensetzung des ausgeschiedenen Urins stark variieren können. Abhängig von den Betriebsbedingungen und der Zusammensetzung der aufgenommenen Flüssigkeit und Nahrung kann die Urinmenge zwischen 0,5 und 2,5 Liter pro Tag liegen. Der Wasserverlust über die Haut erfolgt durch Schwitzen und direkte Verdunstung. Im letzteren Fall werden in der Regel 200–300 ml Wasser pro Tag ausgeschieden, wobei die Schweißmenge eher von den Umgebungsbedingungen und der Art der körperlichen Aktivität abhängt. Mit der ausgeatmeten Luft werden bis zu 500 ml Wasser in Form von Dampf über die Lunge abgegeben. Diese Menge steigt mit zunehmender körperlicher Belastung des Körpers. Typischerweise enthält die eingeatmete Luft 1,5 % Wasser, während die ausgeatmete Luft etwa 6 % enthält. Eine aktive Rolle bei der Regulierung des Wasser-Salz-Stoffwechsels spielt der Magen-Darm-Trakt, in den kontinuierlich Verdauungssäfte ausgeschieden werden, deren Gesamtmenge 8 Liter pro Tag erreichen kann. Großer Teil Diese Säfte werden wieder aufgenommen und nicht mehr als 4 % werden vom Körper über den Kot ausgeschieden. Zu den Organen, die an der Regulierung des Wasser-Salz-Stoffwechsels beteiligt sind, gehört die Leber, die große Flüssigkeitsmengen speichern kann.

Wenn eine Person, insbesondere ein Sportler, Flüssigkeit verliert, treten bestimmte Symptome auf. Der Verlust von 1 % Wasser verursacht Durst; 2 % – Abnahme der Ausdauer; 3 % – Abnahme der Kraft; 5 % – verminderter Speichelfluss und Urinbildung, schneller Puls, Apathie, Muskelschwäche, Übelkeit. Durch intensive körperliche Aktivität laufen im Körper von Sportlern zwei Prozesse gleichzeitig ab: die Bildung von Wärme und deren Abgabe durch Strahlung an die Umgebung sowie durch Verdunstung von Schweiß von der Körperoberfläche und Erwärmung der eingeatmeten Luft. Beim Schwitzen und Verdunsten von 1 Liter Schweiß setzt der Körper 600 kcal frei. Dieser Vorgang geht mit einer Abkühlung der Haut einher. Dadurch wird die Körpertemperatur reguliert. Zusammen mit dem Schweiß werden Mineralsalze freigesetzt (normalerweise sagen Sportler, dass Schweiß salzig ist und in den Augen brennt). Unter dem Einfluss des Trainings passt sich der Körper an die Bedingungen sowohl des wärmenden als auch des kühlenden Mikroklimas an. Die Thermoregulation eines Sportlers während der Muskelarbeit hängt eng mit dem Zustand des Wasser-Salz-Stoffwechsels zusammen und erfordert eine erhöhte Flüssigkeitsaufnahme in Form spezieller Getränke.

Wasser macht etwa 75 % der Biomasse der Erde aus, aber sein Inhalt ist es verschiedene Typen lebender Organismen, ihrer verschiedenen Gewebe und Organe schwankt in weiten Grenzen. So enthalten biologische Flüssigkeiten (Blut, Lymphe, Speichel, Baumsaft) 88–99 % Wasser, während es im Knochengewebe von Tieren und Pflanzenholz viel weniger ist – 20–45 %, in Getreidekörnern (luftgetrockneter Zustand). -- 12--14%. Quallen sind eine Art Rekordhalter für den Wassergehalt – bis zu 99,8 %.

Bei Bakterien macht Wasser 75-85 % der Zellmasse aus, bei Sporen 40 % oder weniger. Je jünger der Organismus oder das Organ ist, desto höher ist sein Wassergehalt. Beispielsweise enthält ein 4 Monate altes menschliches Emryon 94 % Wasser, ein neugeborenes Kind – 74 %, ein Erwachsener – etwa 67 %

In jungen Blättern krautiger Pflanzen schwankt der Wassergehalt zwischen 85 und 90 %, in alten Blättern zwischen 70 und 80 %.

Der größte Teil des Wassers im Körper (beim Menschen bis zu 2/3) ist intrazelluläres Wasser; der kleinere Teil (beim Menschen etwa 1/3) ist extrazelluläres Wasser, das in Unterkompartimente unterteilt ist: interstitielle, synoviale usw. Die Wasserverteilung im menschlichen Körper ist ungleichmäßig, die kleinste Menge ist in den Knochen enthalten (45 % und Fettgewebe, das größte im Blut (92 %), Urin (83 %), Speichel 99 %, Schweiß (97 %).

Wasser in einem lebenden Organismus kann in freier und gebundener Form vorliegen. Wenn eine wässrige Lösung Ionen eines beliebigen Elektrolyten enthält, sind die Wasserdipole um sie herum ausgerichtet, da die Ionen eine Ladung haben. Um Kationen herum befinden sich Wasserdipole mit negativ geladenen Enden, um Anionen herum – mit positiv geladenen Enden. Diese Bindung von Wasser wird als elektrostatische Hydratation bezeichnet.

Auch hochmolekulare Verbindungen hydratisieren, wenn sie polare, ionische Gruppen (Carboxyl-, Aldehyd-, Alkohol-, Aminogruppen etc.) enthalten. In diesem Fall ist die Hydratationshülle möglicherweise nicht kontinuierlich, sondern nur um polare Gruppen herum. Der Hydratationsgrad verschiedener Ionen und Moleküle ist nicht gleich und hängt von der Größe der Partikel und der Größe ihrer Ladung ab. Der höhere spezifisches Gewicht Ladung (mehr Ladung und kleinere Größe), desto stärker ist die Hydratation. Während der Hydratation ordnen sich die Wassermoleküle in drei Schichten an:

1) direkt in der Nähe des Ions, streng geordnet und durch ein starkes elektrisches Feld ausgerichtet;

2) eine Wasserschicht in einiger Entfernung vom Ion, die Orientierung der Wassermoleküle ist geringer;

3) Wassermoleküle, die weit vom Ion entfernt sind und eine regelmäßige Struktur haben

Durch die Hydratation von Ionen und Molekülen befindet sich ein Teil des Wassers im Körper in gebundenem Zustand. Wasserstoffbrückenbindungen von Makromolekülen halten einige Wassermoleküle fest.

Um Proteinmoleküle herum beispielsweise erreicht eine Schicht aus streng strukturiertem Wasser eine Dicke von 1–2 nm und macht bis zu 30 % der Masse eines hydratisierten Proteinmoleküls aus. Die nächste Hydratationswasserschicht ist bis zu 10 nm dick und das Wasser behält darin noch eine gewisse Orientierung. Darüber hinaus ist Wasser in der Tertiärstruktur einer Reihe von Makromolekülen und supramolekularen Strukturen enthalten. Neben der direkten Bindung von Wasser auf molekularer Ebene ist es auch Bestandteil subzellulärer Ribosomen, Lysosomen, Mitochondrienmembranen, des endoplasmatischen Retikulums und der Kernmembran. Durch subzelluläre Formationen gebundenes Wasser wird als unbewegliches Wasser bezeichnet. Schwach gebundenes Wasser kann als Lösungsmittel dienen und gefriert bei Temperaturen nahe 0°C. Stark gebundenes Wasser ist kaum lösungsfähig, es gefriert bei Temperaturen deutlich unter 0°C.

Die Rolle des Wassers im Leben eines jeden Organismus ist groß und vielfältig. Erstens liegt es daran, dass Wasser das Hauptmedium für Lebensprozesse ist. In diesem Zusammenhang sind die einzigartigen Eigenschaften von Wasser als Lösungsmittel sehr wichtig. Das Vorhandensein von zwei Wasserstoffatomen und zwei nicht gemeinsam genutzten Elektronenpaaren in einem Wassermolekül führt zur Bildung von vier Wasserstoffbrückenbindungen, die dem Wasser eine außergewöhnliche Auflösungsfähigkeit verleihen. Diese Eigenschaft ermöglichte es Wasser, ein universelles und dominantes Dispersionsmedium in biologischen Systemen zu werden. Eine weitere wichtige Eigenschaft von Wasser ist die Polarität seiner Moleküle, die Fähigkeit zur Dissoziation. Dank dieser Eigenschaft aktiviert es die Dissoziation anderer Substanzen, insbesondere schwacher Elektrolyte, die in biologischen Systemen weit verbreitet sind. In ihrer reinen Form liegen schwache Elektrolyte in einem nicht dissoziierten Zustand vor. Wenn sie in Wasser gelöst werden, dissoziieren sie und werden reaktiv, was oft eine Voraussetzung für ihre biologische Aktivität ist.

Als Grundlage der inneren Umgebung von Zellen und direkt an der Bildung zellulärer Strukturen beteiligt, bestimmt Wasser maßgeblich deren Aktivität. So hängt die Intensität der in ihnen ablaufenden oxidativen Phosphorylierungsprozesse vom Schwellungsgrad der Mitochondrien und die Aktivität der Proteinbiosynthese von der Sättigung der Ribosomen mit Wasser ab. Die Austrocknung der Pflanzenblätter verringert die Intensität der Photosynthese aufgrund ungünstiger Konformationsänderungen der Chloroplastenenzyme, die an der Dunkelphase der Photosynthese beteiligt sind (ein weiterer Grund ist das Schließen der Spaltöffnungen). Erst ab einem bestimmten Hydratationsgrad entfalten Proteine und Nukleinsäuren ihre volle biologische Aktivität.

Wasser ist direkt an einer Reihe biochemischer Reaktionen beteiligt, vor allem an hydrolytischen. Es spielt eine wichtige Rolle bei den Prozessen der Thermoregulation; seine Verdunstung durch die Körperoberfläche von Tieren und Pflanzen senkt die Temperatur und verhindert eine Überhitzung. Wasser zeichnet sich durch eine sehr hohe Verdampfungswärme und Wärmekapazität aus, die eine zuverlässige Stabilisierung der Körpertemperatur gewährleistet. Wasser bestimmt die Leichtigkeit der Austauschprozesse zwischen Körper und Umwelt: So fördert beispielsweise der Feuchtigkeitsgehalt der Zellwände von Wurzelhaaren die Auflösung und Aufnahme von Nährsalzen durch die Wurzeln. Die niedrige Viskosität des Wassers sorgt für eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit durch Blut- und Lymphgefäße sowie durch das Phloem und Xylem von Pflanzen. Die große Bedeutung von Wasser in Lebensprozessen erklärt, warum Tiere die Abwesenheit von Wasser schlechter tolerieren als die Abwesenheit von Nahrung. Beispielsweise sterben Tauben ohne Futter nach 2 Wochen und ohne Wasser nach 5 Tagen; Mäuse ohne Wasser sterben zehnmal schneller als ohne Futter.

Unter normalen Bedingungen verliert ein Erwachsener täglich 1500 ml Wasser, 600 ml werden über die Haut in Form von Schweiß, 500 ml über den Urin und 400 ml über die Ausatemluft ausgeschieden. Der Großteil des Wassers wird mit der Nahrung aufgenommen. Da bei der vollständigen Oxidation von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten in Mengen, die die Energiefreisetzung von 8400 kJ/Tag gewährleisten, 350 ml Wasser entstehen, sollte der Wasserverbrauch 1150 ml betragen. Das beim Stoffwechsel von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten entstehende Wasser wird als körpereigenes Wasser bezeichnet.

Der Wasseraustausch findet bei Pflanzen sehr intensiv statt: An einem heißen Tag fließt die doppelte Wassermenge durch ein Blatt. Die Grenze des Wasserverlusts, bei der es zu keinen sichtbaren starken Störungen der Lebensprozesse kommt, hängt von der Art des Organismus ab.

So kann das Muskelgewebe eines Frosches ohne nennenswerte negative Auswirkungen 80 bis 20 % Wasser verlieren.

Der menschliche Körper verträgt eine Verringerung des Wassergehalts um maximal 10 %. Pflanzen reagieren außerdem sehr empfindlich auf Wasserverlust; Nur in Samen und Sporen bleibt das Leben bei einem sehr geringen Wassergehalt (ca. 10 %) erhalten –

Das Eindringen von Wasser in die Zelle und zurück erfolgt durch die Poren der Zellmembranen. Der Mechanismus dieses Prozesses ist nicht ausreichend untersucht. Es gibt verschiedene Standpunkte zu diesem Prozess. Nach Ansicht einiger Wissenschaftler erfolgt der Wassertransfer durch freie Diffusion, andere legen entscheidenden Wert auf osmotische Phänomene und wieder andere halten diesen Prozess für aktiv, der auf der Wechselwirkung von Dipolmolekülen mit polaren Substanzen von Membranen beruht.

Bei der Regulierung des Wasserstoffwechsels bei Mensch und Tier sind Impulse, die in der Großhirnrinde entstehen, von größter Bedeutung. Der Wasserfluss in den Körper wird durch das Durstgefühl reguliert; es entsteht durch reflektorische Erregung der entsprechenden Bereiche der Großhirnrinde bei den ersten Anzeichen einer Veränderung des osmotischen Drucks des Blutplasmas.

Die Forschungen der herausragenden sowjetischen Physiologen L. A. Orbeli und K. M. Bykov bewiesen die regulierende Rolle der höheren Teile des Zentralorgans nervöses System in den Prozessen des Wasser- und Mineralstoffwechsels: Beim imaginären Trinken eines Tieres mit einer Fistel in der Speiseröhre gelangt kein Wasser in den Magen, jedoch trägt der Akt des Trinkens dazu bei, Wasser aus dem Blutkreislauf zu entfernen, was bei normaler Wasseraufnahme beobachtet wird . Starke emotionale Erlebnisse gehen oft mit einer erhöhten Urinausscheidung einher und führen manchmal im Gegenteil zu Anurie – Harnverhalt.

Hypophysenhormone haben einen erheblichen Einfluss auf den Wasserhaushalt. Das harntreibende Hormon des Hypophysenvorderlappens sorgt für die Ausscheidung von Wasser, sein Antagonist Vasopressin (Hormon des Hypophysenhinterlappens) hält Wasser zurück und sorgt so für dessen Rückresorption in den Nierentubuli. Na-Kationen halten Wasser in Zellen und Geweben zurück, K und Ca fördern dessen Ausscheidung. Die Aufnahme von Wasser beginnt im Magen, der Großteil davon wird jedoch im Darm aufgenommen. Als Wasserdepot können eine Reihe von Geweben und Organen mit einem Überschuss an Wasser dienen. Bei Menschen und Tieren sind dies Haut und Leber, bei Pflanzen der Interzellularraum. Der Grad der Wasserverdunstung in Pflanzen wird hauptsächlich durch den Spaltöffnungsapparat reguliert.