Водно-электролитный обмен включает в себя комплекс сбалансированных процессов поступления, распределения во внутренней среде и выделения из организма воды и электролитов.
Вода является одним из основных компонентов внутренней среды организма. Химический состав воды был установлен в 1805 г. Ж. Л. Гей-Люсаком и А. Гумбольтом, показавшими, что для ее образования необходимы 2 объема водорода и 1 объем кислорода. Позднее (в 1843 г.) Ж. Б. Дюма нашел точные весовые отношения между водородом и кислородом в молекуле воды. Химический символ воды - Н20 - был принят на конгрессе химиков в Карлсруэ в 1860 году. В 1931 г. Г. Юри сделал сообщение об открытии тяжелого изотопа водорода - дейтерия (D). В 1933 г. два американских ученых Г. Льюис и Р. Макдональд впервые выделили из природной воды практически чистую дейтериевую воду - D2O. Воду, состоящую из дейтерия и кислорода, стали называть тяжелой водой. После открытия сверхтяжелого изотопа водорода - трития (Т) была обнаружена сверхтяжелая вода. В 1980-е годы искусственно были получены изотопы водорода - терций (4Н) и квинтий (5Н). С учетом различных изотопов кислорода возможно образование 48 разновидностей воды, из которых 39 радиоактивны и всего лишь 9 стабильны. Разновидности воды с изотопами водорода терцием (4Н) и квинтием (5Н) в природе не встречаются.
Несмотря на обширные знания об атомарном составе воды, представления о ее структуре менее конкретны. При этом очевидно, что воде присуща структура неустойчивых кристаллов, зависящая от растворенных в ней веществ, однако конкретная модель структуры воды, в том числе и в биологических системах, является предметом дискуссий и гипотез.
Рис. 21.1. Распределение катионов и анионов на отдельные компоненты в ммоль-экв плазмы или интерстициальной жидкости и в ммоль-экв воды для внутриклеточной жидкости