РУҚА
Задания № 7, 20 · ЕГЭ

Водно-солевой обмен

Как организм поддерживает постоянство внутренней среды с помощью воды, солей, почек и гормонов
6 мин чтенияСложность: Обновлено 29 сентября 2026

Водно-солевой обмен — это поступление, распределение и выведение воды и минеральных солей, а также поддержание их относительно постоянного содержания в организме. От этого зависят объём крови, давление, работа клеток, нервной системы и мышц.

Значение воды и солей

Вода составляет в среднем около 60–70% массы тела взрослого человека, но её доля зависит от возраста, пола и количества жировой ткани. У детей воды обычно больше, чем у взрослых. Вода входит в состав клеток и межклеточного вещества, является растворителем и средой для химических реакций, помогает переносить вещества и участвует в терморегуляции.

В организме вода распределена между внутриклеточной жидкостью и внеклеточной жидкостью. К внеклеточной относятся плазма крови и тканевая жидкость. Через стенки капилляров вода и растворённые вещества переходят между кровью и тканями, поэтому состав внутренней среды должен оставаться достаточно стабильным.

D
Водно-солевой обмен

Водно-солевой обмен — совокупность процессов поступления, распределения, использования и выведения воды и минеральных солей, обеспечивающих постоянство внутренней среды организма.

Минеральные соли поступают главным образом с пищей и водой. Минеральные соли существуют в виде ионов. Ионы натрия и хлора важны для состава внеклеточной жидкости, калий — для работы клеток и проведения нервного импульса, кальций — для сокращения мышц, свёртывания крови и прочности костей, фосфаты — для костной ткани и энергетического обмена.

Ион или веществоОсновные функцииЧто может нарушиться при недостатке
Натрий и хлорОсмотическое давление, объём внеклеточной жидкости, проведение возбужденияСлабость, нарушение давления и работы нервной системы
КалийВозбудимость клеток, работа мышц и сердцаМышечная слабость, нарушения ритма сердца
КальцийКости, мышцы, свёртывание кровиСудороги, хрупкость костей
ФосфатыКости, АТФ и другие соединенияНарушение энергетического обмена
ВодаРастворитель, транспорт, терморегуляцияОбезвоживание или отёки

Поступление и выведение воды

Вода поступает с напитками, пищей и образуется в небольшом количестве при окислении органических веществ. Выводится она с мочой, потом, выдыхаемым воздухом и калом. Главный орган, регулирующий объём и состав внутренней среды, — почки. Их работу удобно повторить по странице Функции почек.

\[V_{поступившей воды}=V_{напитков}+V_{пищи}+V_{метаболической воды}\]
\[V_{выведенной воды}=V_{мочи}+V_{пота}+V_{выдыхаемого воздуха}+V_{кала}\]
T
Водный баланс

При устойчивом состоянии организма количество поступившей воды примерно равно количеству выведенной: \(V_{поступившей}\approx V_{выведенной}\). При положительном балансе вода накапливается, при отрицательном организм теряет воду.

Потребность в воде увеличивается при высокой температуре окружающей среды, физической нагрузке, лихорадке, рвоте и диарее. Потеря около 1–2% воды уже вызывает жажду и снижает работоспособность. Более значительное обезвоживание нарушает кровообращение, терморегуляцию и работу мозга.

−3−2−11230.511.522.533.544.5избыток или дефицит водыизменение выделения воды0условная зависимость
Условная схема: при избытке воды её выделение увеличивается, а при дефиците уменьшается.

Роль почек и гормонов

Почки фильтруют кровь, образуют мочу и изменяют её состав в канальцах. Нужные организму вода, глюкоза, часть ионов и другие вещества возвращаются в кровь благодаря канальцевой реабсорбции. Излишки воды и солей остаются в моче.

При обезвоживании осмотическое давление крови повышается. Рецепторы воспринимают это изменение, а гипоталамус формирует чувство жажды и усиливает выделение антидиуретического гормона. Подробнее общие принципы действия гормонов разобраны на странице Гормоны. Антидиуретический гормон увеличивает проницаемость стенок собирательных трубочек почек для воды. Поэтому вода сильнее возвращается в кровь, а мочи образуется меньше; она становится более концентрированной.

При избытке воды выделение антидиуретического гормона уменьшается. Реабсорбция воды ослабевает, объём мочи возрастает, а её концентрация снижается. Так работает отрицательная обратная связь: изменение показателя запускает ответ, который уменьшает это изменение. Принцип можно сопоставить с материалом Обратная связь.

Баланс натрия и воды также регулирует гормон альдостерон. Он усиливает обратное всасывание ионов натрия в почечных канальцах. Вода следует за натрием, поэтому увеличивается объём крови. При снижении давления активируется ренин-ангиотензин-альдостероновая система. Натрий и вода задерживаются сильнее, а давление поддерживается.

Запомните

Антидиуретический гормон прежде всего регулирует возврат воды в кровь. Альдостерон усиливает возврат натрия, вслед за которым удерживается вода.

Микро-проверка

Что произойдёт с мочой при недостатке воды в организме?

Осмотическое давление и отёки

Осмотическое давление зависит от количества растворённых частиц. В крови особенно важны ионы натрия, хлора и другие электролиты. Если концентрация солей снаружи клетки увеличивается, вода выходит из клетки, и она сморщивается. Если раствор становится слишком разбавленным, вода входит в клетку, и она набухает.

\[\pi\approx iCRT\]

В этой формуле \(\pi\) — осмотическое давление, \(i\) — число частиц, образующихся из одной формульной единицы вещества, \(C\) — концентрация, \(R\) — газовая постоянная, \(T\) — абсолютная температура. В школьных задачах чаще сравнивают концентрации растворов качественно, без вычисления \(\pi\).

Отёк — избыточное накопление жидкости в тканях. Он может возникнуть при избытке натрия, нарушении работы сердца или почек, повышении проницаемости сосудов, воспалении или недостатке белков плазмы. Белки удерживают воду в кровеносном русле, поэтому нарушения белкового обмена тоже могут влиять на водный баланс.

T
Осмотическое правило

Вода перемещается через полупроницаемую мембрану в сторону раствора с большей концентрацией растворённых частиц, пока разность осмотического давления не уменьшится.

Разобранный пример

Человек в жаркую погоду сильно потел и потерял много воды и солей. Объясните, как изменятся концентрация крови, жажда, действие гормонов и мочеотделение.

№
Решение по шагам

Сначала определяем последствия потоотделения: организм теряет воду и электролиты. Если воды потеряно относительно больше, чем солей, концентрация растворённых веществ в крови возрастает. Это раздражает осморецепторы и вызывает жажду. Далее усиливается выделение антидиуретического гормона, поэтому почки возвращают больше воды в кровь. Объём мочи уменьшается, а концентрация мочи увеличивается. Потеря натрия дополнительно влияет на объём внеклеточной жидкости, поэтому организм стремится восстановить солевой баланс с пищей и питьём.

1
Потеря воды повышает относительное количество растворённых частиц в крови.
\(\displaystyle C_{крови}=\frac{m_{растворённых\ веществ}}{V_{воды}}\ \uparrow\)
2
Повышение концентрации воспринимают осморецепторы.
\(\displaystyle C_{крови}\uparrow\Rightarrow\text{жажда}\uparrow\)
3
Усиливается действие антидиуретического гормона.
\(\displaystyle АДГ\uparrow\Rightarrow\text{реабсорбция воды}\uparrow\)
4
В результате вода удерживается, а мочи выделяется меньше.
\(\displaystyle V_{мочи}\downarrow,\quad C_{мочи}\uparrow\)
!
Частые ошибки

Не путайте жажду с голодом: жажда связана прежде всего с водным балансом и осмотическим давлением. Не утверждайте, что при обезвоживании мочи становится больше: обычно она концентрируется и её объём уменьшается. Нельзя считать, что все соли одинаково действуют: натрий, калий и кальций выполняют разные функции. Антидиуретический гормон регулирует главным образом воду, а не непосредственно весь солевой состав.

Как сохраняется равновесие

  1. Изменение содержания воды или солей меняет объём и осмотическое давление внутренней среды.
  2. Рецепторы обнаруживают отклонение, а нервная и гормональная системы формируют ответ.
  3. Почки изменяют реабсорбцию воды и ионов, регулируя состав мочи.
  4. Жажда и пищевое поведение помогают восполнить воду и минеральные соли.
  5. После восстановления показателя действие регулирующих механизмов ослабевает.
Q
Быстрый тест по теме

Проверь себя

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · органы
Какой орган играет главную роль в регулировании водно-солевого обмена?
Главное за минуту

Главное

  • Вода служит растворителем, транспортной средой и участвует в терморегуляции.
  • Минеральные соли существуют в виде ионов и выполняют разные функции: от поддержания осмотического давления до работы мышц и нервной системы.
  • Почки регулируют водно-солевой обмен, изменяя реабсорбцию воды и ионов и состав мочи.
  • Антидиуретический гормон усиливает возврат воды, а альдостерон — натрия; оба механизма помогают поддерживать постоянство внутренней среды.
  • При обезвоживании усиливаются жажда и действие антидиуретического гормона, мочи становится меньше, а её концентрация увеличивается.