Водно-солевой обмен, совокупность процессов потребления, использования и выделения воды и солей в организме животных. Обеспечивает относительное постоянство концентрации, ионного состава, кислотно-щелочного равновесия и объёма жидкостей внутренней среды организма, необходимых для его нормального функционирования.
Вода составляет основу всех биологических жидкостей: крови, лимфы, спинномозговой жидкости, мочи, соков пищеварительного аппарата, межклеточной жидкости.
Организм животных состоит на 60—70% из воды, которая подразделяется на внутриклеточную и внеклеточную. Наибольшее количество воды содержится внутри клеток. Внеклеточная жидкость включает плазму крови, межклеточную жидкость и лимфу. Основу внеклеточной и внутриклеточной воды составляет свободная вода. Вода, входящая в состав коллоидных систем, называется связанной. Благодаря действию ферментов вода включается в многочисленные биохимические реакции: гидролиз, гидратацию, синтез всех органических веществ, процессы клеточного дыхания. Вода служит средой, в которой происходят все биохимические реакции организма. Вода используется в организме для образования различных секретов и теряется с потом, фекалиями, парами выдыхаемого воздуха, мочой.
У здорового животного в организме существует водное равновесие. В водном обмене принимают участие почки, легкие, кожа, желудочно-кишечный тракт, эндокринные железы. Почки служат главным органом регуляции водного обмена. В условиях недостатка воды они выделяют мало мочи, но она сильно концентрирована. При избытке воды почки выводят большое количество разбавленной мочи. Способность почек изменять концентрацию мочи нарушается при тяжелых почечных заболеваниях.
Легкие выделяют воду в виде водяного пара. Это происходит в результате того, что воздух в альвеолах при температуре тела насыщен водяными парами. Количество воды, выводимой через легкие, зависит от обмена, частоты дыхания и температуры тела. При усиленной мышечной деятельности, лихорадках, возбуждении увеличивается объем дыхания и соответственно возрастает количество выводимой воды.
Через кожу потеря воды происходит путем испарения и выделения пота. Испарение воды кожей зависит от разницы температур тела и внешней среды. Пот представляет собой секрет потовых желез. Потоотделение происходит периодически и связано с повышением температуры воздуха. Способность организма выделять пот разного состава является приспособительной реакцией. При высокой температуре окружающего воздуха у животных с недостаточной акклиматизацией выделяется пот, состав которого приближается к составу плазмы крови.
Определенное количество воды образуется в организме в процессе окисления некоторых веществ. Например, при окислении 100 г жира образуется 87 мл воды. Лошади потребляют в сутки в среднем 40—50 л воды, крупный рогатый скот — 40-90 л, свиньи — 10—20 л.
Регуляцию водно-солевого обмена осуществляет гипоталамус, находящийся в промежуточном мозге. В гипоталамусе находятся центр жажды и специальные рецепторы. Эти структуры связаны с осморецепторами. Осморецепторы — это клетки, высокочувствительные к изменениям осмотического давления внутренней среды. Осморецепторы расположены в гипоталамусе, а также в кровеносных сосудах печени, почек, селезенке, пищеварительном тракте, в сино- каротидной рефлексогенной зоне. Часть осморецепторов относится к механорецепторам, так как они реагируют на изменение объема клетки при поступлении или выходе из нее жидкости в случае изменения осмотического давления среды. Другие осморецепторы являются хеморецепторами и регистрируют концентрацию определенных ионов. Среди таких рецепторов важное значение имеют специализированные Na-рецепторы, а также кальций- и магний-рецепторы. Осморецепторы, воспринимая изменения осмотического давления, передают информацию в гипоталамус, регулирующий секрецию гормонов гипофизом.
Информация об осмотическом давлении поступает в гипоталамус не только от осморецепторов, но и от волюморецепторов — рецепторов, реагирующих на изменение объема внутрисосудистой и внутриклеточной жидкости. Эти рецепторы локализуются в предсердиях, правом желудочке, полых венах. Импульсы от волюморецепторов поступают в ЦНС по афферентным волокнам блуждающего нерва.
Осмотическое давление — диффузионное давление, обеспечивающее движение растворителя через полупроницаемую мембрану. В норме оно у животных и человека составляет 7,6 атм (7,6 • 105Па). Отклонение значения этого параметра от нормы опасно для жизни. Поэтому в организме сформировались надежные механизмы регуляции осмотического давления, количества солей и воды.
При обезвоживании организма увеличивается концентрация осмотически активных веществ в плазме крови, повышается осмотическое давление, возбуждаются осморецепторы и тормозится продукция адренокортикотропного гормона (АКТГ), усиливается секреция антидиуретического гормона. Данный гормон повышает реабсорбцию воды в петле Генле, тормозит процессы обратного всасывания солей, одновременно повышая фильтрацию в мальпигиевых клубочках. Это приводит к удержанию воды в тканях, выведению солей из организма и нормализации осмотического давления жидкостей.
При избыточном содержании воды в организме (гипергидратация) концентрация растворенных осмотически активных веществ в крови снижается и ее осмотическое давление падает. Образование антидиуретического гормона (АДГ) уменьшается, а АКТГ, наоборот, усиливается. Адренокортикотропный гормон стимулирует функцию клубочковой зоны коры надпочечников, где вырабатываются мине- ралокортикоиды, а также пучковой зоны, продуцирующей глюкокортикоиды.
Из минералокортикоидов наиболее активным является альдостерон, а из глюкокортикоидов — кортизон. Эти гормоны сужают просвет выносящих сосудов, тормозят реабсорбцию воды и повышают реабсорбцию солей.
Поддержание оптимального осмотического давления крови связано с определенным питьевым поведением, вызванным жаждой.
Жажда у животных возникает при уменьшении содержания воды в организме или при увеличении концентрации натрия и связана с раздражением многих рецепторов. Во время питья вода очень быстро уменьшает жажду вследствие уменьшения потока импульсов от осморецепторов желудочно-кишечного тракта в питьевой центр. Затем вода всасывается и попадает в общий кровоток, внутренняя среда вновь становится изотоничной и возникает истинное водное насыщение.