Вода является важнейшей составной частью и основной массой живого организма. Так, в организме человека содержится 65-70% воды, т. е. в среднем 2/3 массы тела. Это значит, что при среднем весе человека 70 кг примерно 50 кг приходится на воду. Вода входит в состав всех органов и тканей человека. Основное ее депо в организме - мышцы, кожа и печень. В мышцах содержится около половины всей воды, входящей в состав организма. Она является постоянным участником интенсивных биохимических процессов, происходящих в мышечной ткани. Ни один жизненный процесс не совершается без воды.
Вода прекрасный растворитель для многих веществ живого организма, среда, в которой протекает большинство химических реакций, связанных с обменом веществ. Только в жидкой водной среде совершаются процессы пищеварения и усвоения пищи в желудочно-кишечном тракте, происходит синтез живого вещества в организме. Обмен веществ в организме включает и водный обмен, сущность которого заключается во всасывании воды в желудке и кишечнике, распределении ее между тканями организма и выделении через почки, легкие и кожу.
С участием воды посредством водного обмена происходит теплорегуляция организма. При высокой температуре окружающего воздуха перегрев человеческого организма предотвращается путем отдачи избыточного тепла в основном за счет испарения пота. С водой выводятся из организма ненужные ему продукты обмена, иногда микробы и их токсины. В организме находится свободная вода (вода плазмы, крови, лимфы, межклеточной жидкости) и вода, связанная с другими веществами, так называемая гидратационная. Для организма неблагоприятно как избыточное, так и недостаточное поступление воды.
При излишнем поступлении воды возрастает функциональная нагрузка почек, происходит усиленное «вымывание» из организма необходимых ему солей. Недостаточное поступление воды приводит к затруднению работы сердца (вследствие увеличения вязкости крови) и к задержке в организме ядовитых конечных продуктов азотистого обмена. Организм человека очень чувствителен к нарушению водного баланса. Как указано выше, при утрате воды в размере 6-8% к весу человека он впадает в полуобморочное состояние. Потеря организмом 10% воды вызывает нарушение глотательного рефлекса и приводит к тяжелому состоянию, начинаются галлюцинации, человек глохнет и теряет сознание; в конце концов останавливается сердце - оно оказывается не в состоянии проталкивать по кровеносным сосудам сгустившуюся кровь. При потере организмом более 12% влаги наступает смерть.
Все клетки и ткани организма включают в себя в качестве составной части воду; колебания содержания воды в них приводят к изменению функций клеток и тканей. Лишение воды опасней, чем лишение пищи: без еды человек может прожить больше месяца, без воды - максимум несколько дней.
Физиологическая потребность человека в воде в нормальных условиях составляет в среднем 2,5 л/сутки, но она изменяется с изменением условий внешней среды, уровня обменных процессов и характера мышечной работы. Так, при средней физической работе потребность в воде может повышаться до 4 л в сутки и более, при высокой наружной температуре воздуха - до 3,5 л.
Из необходимых человеку в обычных нормальных условиях 2,5 л воды в сутки - 1 л приходится на питьевую воду, 1,2 л - на воду, которая поступает с пищей, и 0,3 л - на воду, образующуюся в самом организме в процессе обмена веществ.
В результате окисления различных органических соединений па каждые 100 кал энергии образуется около 12 мл воды; при окислении 100 г белков образуется 41 мл, 100 г углеводов - 55 мл и 100 г жиров - 107 мл воды.
В нормальных условиях из организма в сутки выделяется 2,5 л воды: через почки около 50%, через легкие 13%, через кишечник 5%; остальная часть воды (около 32%) выделяется кожей. При изменении условий, в которых находится организм, эти соотношения могут резко измениться. При работе в горячих цехах или в жаркую погоду масса воды, теряемой через кожу, может достигать 6-10 л за рабочую смену.
Несмотря на огромные масштабы водного обмена, содержание воды остается некоторой клеточной постоянной. Количество выделяемой воды должно, естественно, снижаться в строгом соответствии с количеством воды, поступающей в организм.
Количество потребляемой воды регулируется центральной нервной системой. Повышение осмотического давления крови и лимфы рефлекторно вызывает возбуждение определенных центров головного мозга, и это в свою очередь вызывает ощущение жажды. Выделение воды из организма также контролируется центральной нервной системой и железами внутренней секреции.
Поддержание водного обмена в нормальном состоянии осуществляется нервной системой посредством желез внутренней секреции (гипофиз, щитовидная железа, надпочечники, поджелудочная железа) и непосредственным воздействием центральной нервной системы на органы выделения (почки, половые железы, кишечник), а также на органы дыхания. Таким образом, регуляция водного обмена осуществляется нервной системой посредством эндокринных органов и путем воздействия ее на выделительные системы и на функциональное состояние различных тканей человеческого организма.