У дома Детска стоматология Биохимия на водно-солевия метаболизъм. Водно-солев метаболизъм

Детска стоматология

Биохимия на водно-солевия метаболизъм. Водно-солев метаболизъм

GOUVPO UGMA Федерална агенция за здравеопазване и социално развитие
Катедра по биохимия

ЛЕКЦИОНЕН КУРС
ПО ОБЩА БИОХИМИЯ

Модул 8. Биохимия на водно-солевия метаболизъм.

Екатеринбург,
2009 г

Тема: Водно-солев и минерален обмен

Факултети: терапевтични и превантивни, медицински и превантивни, педиатрични.
2-ри курс.

Водно-солевият метаболизъм е обмяната на вода и основните електролити на тялото (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4).
Електролитите са вещества, които се разпадат в разтвор на аниони и катиони. Те се измерват в mol/l.
Неелектролитите са вещества, които не се дисоциират в разтвор (глюкоза, креатинин, урея). Те се измерват в g/l.
Биологична роля на водата

вътрешна среда

химична реакция

ОБЩИ СВОЙСТВА НА ТЕЛЕСНИТЕ ТЕЧНОСТИ
Всички телесни течности се характеризират с общи свойства: обем, осмотично налягане и стойност на pH.
Сила на звука. При всички сухоземни животни течността съставлява около 70% от телесното тегло.
Разпределението на водата в тялото зависи от възрастта, пола, мускулната маса, типа на тялото и количеството мазнини. Съдържанието на вода в различните тъкани се разпределя както следва: бели дробове, сърце и бъбреци (80%), скелетни мускули и мозък (75%), кожа и черен дроб (70%), кости (20%), мастна тъкан (10%) . като цяло, кльощави хорапо-малко мазнини и повече вода. При мъжете водата представлява 60%, при жените - 50% от телесното тегло. Възрастните хора имат повече мазнини и по-малко мускули. Средно тялото на мъжете и жените над 60 години съдържа съответно 50% и 45% вода.
При пълно лишаване от вода смъртта настъпва след 6-8 дни, когато количеството вода в тялото намалее с 12%.
Цялата телесна течност е разделена на вътреклетъчни (67%) и извънклетъчни (33%) басейни.
Извънклетъчният басейн (извънклетъчното пространство) се състои от:

Течностите се обменят интензивно между басейните. Движението на водата от един сектор в друг става при промяна на осмотичното налягане.
Осмотичното налягане е налягането, създадено от всички вещества, разтворени във вода. Осмотичното налягане на извънклетъчната течност се определя главно от концентрацията на NaCl.
Извънклетъчните и вътреклетъчните течности се различават значително по състав и концентрация на отделните компоненти, но общата обща концентрация на осмотично активните вещества е приблизително еднаква.
pH е отрицателният десетичен логаритъм на концентрацията на протони. Стойността на pH зависи от интензивността на образуване на киселини и основи в организма, тяхното неутрализиране чрез буферни системи и отстраняване от тялото с урина, издишан въздух, пот и изпражнения.
В зависимост от характеристиките на обмена, стойността на рН може да се различава значително както в клетките на различни тъкани, така и в различни части на една и съща клетка (в цитозола киселинността е неутрална, в лизозомите и в междумембранното пространство на митохондриите е силно кисела ). В междуклетъчната течност на различни органи и тъкани и кръвната плазма стойността на pH, подобно на осмотичното налягане, е относително постоянна стойност.
РЕГУЛИРАНЕ НА ВОДНО-СОЛЕВИЯ БАЛАНС НА ОРГАНИЗМА
В тялото водно-солевият баланс на вътреклетъчната среда се поддържа от постоянството на извънклетъчната течност. От своя страна водно-солевият баланс на извънклетъчната течност се поддържа чрез кръвната плазма с помощта на органи и се регулира от хормони.
1. Органи, регулиращи водно-солевия метаболизъм
Навлизането на вода и соли в тялото става през стомашно-чревния тракт; този процес се контролира от чувството на жажда и апетита за сол. Бъбреците отстраняват излишната вода и соли от тялото. Освен това водата се отстранява от тялото чрез кожата, белите дробове и стомашно-чревния тракт.
Воден баланс на тялото

За стомашно-чревния тракт, кожата и белите дробове отделянето на вода е страничен процес, който възниква в резултат на изпълнението на основните им функции. Например стомашно-чревният тракт губи вода, когато от тялото се отделят неусвоени вещества, метаболитни продукти и ксенобиотици. Белите дробове губят вода при дишане, а кожата при терморегулация.
Промените във функционирането на бъбреците, кожата, белите дробове и стомашно-чревния тракт могат да доведат до нарушаване на водно-солевата хомеостаза. Например, в горещ климат, за поддържане на телесната температура, кожата увеличава изпотяването, а в случай на отравяне се появява повръщане или диария от стомашно-чревния тракт. В резултат на повишена дехидратация и загуба на соли в организма настъпва нарушение на водно-солевия баланс.

2. Хормони, регулиращи водно-солевата обмяна
Вазопресин
Антидиуретичният хормон (ADH) или вазопресинът е пептид с молекулно тегло около 1100 D, съдържащ 9 AA, свързани с един дисулфиден мост.
ADH се синтезира в невроните на хипоталамуса и се транспортира до нервните окончания на задния дял на хипофизната жлеза (неврохипофиза).
Високото осмотично налягане на извънклетъчната течност активира осморецепторите в хипоталамуса, което води до нервни импулси, които се предават към задната хипофизна жлеза и причиняват освобождаването на ADH в кръвния поток.
ADH действа чрез 2 вида рецептори: V1 и V2.
Основният физиологичен ефект на хормона се осъществява чрез V 2 рецептори, които се намират върху клетките на дисталните тубули и събирателните канали, които са относително непроницаеми за водните молекули.
ADH, чрез V 2 рецептори, стимулира аденилатциклазната система, в резултат на което протеините се фосфорилират, стимулирайки експресията на гена на мембранния протеин - аквапорин-2. Аквапорин-2 е интегриран в апикалната мембрана на клетките, образувайки водни канали в нея. Чрез тези канали водата се реабсорбира от урината в интерстициалното пространство чрез пасивна дифузия и урината се концентрира.
При липса на ADH урината не се концентрира (плътност<1010г/л) и может выделяться в очень больших количествах (>20 l/ден), което води до дехидратация на организма. Това състояние се нарича диабет.
Причините за дефицит на ADH и безвкусен диабет са: генетични дефекти в синтеза на prepro-ADG в хипоталамуса, дефекти в обработката и транспорта на proADG, увреждане на хипоталамуса или неврохипофизата (например в резултат на травматично мозъчно увреждане, тумор, исхемия). Нефрогенният безвкусен диабет възниква поради мутация в ADH тип V2 рецепторен ген.
V1 рецепторите са локализирани в мембраните на SMC съдовете. ADH, чрез V 1 рецептори, активира инозитол трифосфатната система и стимулира освобождаването на Ca 2+ от ER, което стимулира свиването на съдовите SMCs. Вазоконстрикторният ефект на ADH възниква при високи концентрации на ADH.
Натриуретичен хормон (предсърден натриуретичен фактор, ANF, атриопептин)
PNP е пептид, съдържащ 28 AA с 1 дисулфиден мост, синтезиран главно в предсърдни кардиомиоцити.
Секрецията на PNP се стимулира главно от повишаване на кръвното налягане, както и от повишаване на плазменото осмотично налягане, сърдечната честота и концентрацията на катехоламини и глюкокортикоиди в кръвта.
PNP действа чрез гуанилат циклазната система, активирайки протеин киназа G.
В бъбреците PNF разширява аферентните артериоли, което увеличава бъбречния кръвен поток, скоростта на филтриране и екскрецията на Na+.
В периферните артерии PNF намалява тонуса на гладката мускулатура, което разширява артериолите и понижава кръвното налягане. В допълнение, PNF инхибира освобождаването на ренин, алдостерон и ADH.
Ренин-ангиотензин-алдостеронова система
Ренин
Ренинът е протеолитичен ензим, произвеждан от юкстагломерулни клетки, разположени по аферентните (аферентни) артериоли на бъбречното телце. Секрецията на ренин се стимулира от спадане на налягането в аферентните артериоли на гломерула, причинено от намаляване на кръвното налягане и намаляване на концентрацията на Na +. Секрецията на ренин се улеснява и от намаляване на импулсите от барорецепторите на предсърдията и артериите в резултат на понижаване на кръвното налягане. Секрецията на ренин се инхибира от ангиотензин II, високо кръвно налягане.
В кръвта ренинът действа върху ангиотензиногена.
ангиотензиноген - ? 2-глобулин, от 400 АК. Образуването на ангиотензиноген се случва в черния дроб и се стимулира от глюкокортикоиди и естрогени. Ренинът хидролизира пептидната връзка в молекулата на ангиотензиногена, отцепвайки от нея N-терминалния декапептид - ангиотензин I, който няма биологична активност.
Под действието на антиотензин-конвертиращия ензим (ACE) (карбоксидипептидил пептидаза) на едотелни клетки, бели дробове и кръвна плазма, 2 AA се отстраняват от С-края на ангиотензин I и се образува ангиотензин II (октапептид).
Ангиотензин II
Ангиотензин II функционира чрез инозитол трифосфатната система на клетките на зоната гломерулоза на надбъбречната кора и SMCs. Ангиотензин II стимулира синтеза и секрецията на алдостерон от клетките на зоната гломерулоза на надбъбречната кора. Високите концентрации на ангиотензин II причиняват тежка вазоконстрикция на периферните артерии и повишават кръвното налягане. В допълнение, ангиотензин II стимулира центъра на жаждата в хипоталамуса и инхибира секрецията на ренин в бъбреците.
Ангиотензин II се хидролизира от аминопептидази в ангиотензин III (хептапептид с активност на ангиотензин II, но с 4 пъти по-ниска концентрация), който след това се хидролизира от ангиотензиназа (протеаза) до АК.
Алдостерон
Алдостеронът е активен минералкортикостероид, синтезиран от клетките на зоната гломерулоза на надбъбречната кора.
Синтезът и секрецията на алдостерон се стимулират от ангиотензин II, ниски концентрации на Na + и високи концентрации на K + в кръвната плазма, ACTH и простагландини. Секрецията на алдостерон се инхибира от ниски концентрации на К+.
Алдостероновите рецептори са локализирани както в ядрото, така и в цитозола на клетката. Алдостеронът индуцира синтеза на: а) Na + транспортни протеини, които транспортират Na + от лумена на тубула до епителната клетка на бъбречния тубул; b) Na +, K + -ATPases c) K + транспортни протеини, които пренасят K + от клетките на бъбречните тубули в първичната урина; г) митохондриални ензими на ТСА цикъла, по-специално цитрат синтаза, които стимулират образуването на ATP молекули, необходими за активен транспорт на йони.
В резултат на това алдостеронът стимулира реабсорбцията на Na + в бъбреците, което води до задържане на NaCl в тялото и повишава осмотичното налягане.
Алдостеронът стимулира секрецията на K +, NH 4 + в бъбреците, потните жлези, чревната лигавица и слюнчените жлезио

Ролята на системата RAAS в развитието на хипертония
Свръхпроизводството на RAAS хормони води до увеличаване на обема на циркулиращата течност, осмотичната и кръвно налягане, и води до развитие на хипертония.
Увеличаването на ренина възниква, например, при атеросклероза на бъбречните артерии, която се среща при възрастните хора.
Хиперсекрецията на алдостерон - хипералдостеронизъм - възниква в резултат на няколко причини.
Причината за първичен хипералдостеронизъм (синдром на Conn) при приблизително 80% от пациентите е аденом на надбъбречната жлеза, в други случаи това е дифузна хипертрофия на клетките на зоната гломерулоза, които произвеждат алдостерон.
При първичния хипералдостеронизъм излишъкът от алдостерон повишава реабсорбцията на Na + в бъбречните тубули, което стимулира секрецията на ADH и задържането на вода от бъбреците. Освен това се засилва екскрецията на K +, Mg 2+ и H + йони.
В резултат на това се развиват: 1). хипернатриемия, причиняваща хипертония, хиперволемия и оток; 2). хипокалиемия, водеща до мускулна слабост; 3). магнезиев дефицит и 4). лека метаболитна алкалоза.
Вторичният хипералдостеронизъм е много по-често срещан от първичния хипералдостеронизъм. Може да бъде свързано със сърдечна недостатъчност, хронично бъбречно заболяване и ренин-секретиращи тумори. Пациентите се наблюдават повишено ниворенин, ангиотензин II и алдостерон. Клиничните симптоми са по-слабо изразени, отколкото при първичния алдостеронизъм.

МЕТАБОЛИЗЪМ НА КАЛЦИЙ, МАГНЕЗИЙ, ФОСФОР
Функции на калция в организма:

Функции на магнезия в организма:

Функции на фосфата в организма:

Разпределение на калций, магнезий и фосфати в тялото
Един възрастен съдържа средно 1000 g калций:

Тялото на възрастен съдържа около 1 kg фосфор:

Концентрацията на магнезий в кръвната плазма е 0,7-1,2 mmol/l.

Обмяна на калций, магнезий и фосфати в организма
С храната на ден трябва да се доставя калций - 0,7-0,8 g, магнезий - 0,22-0,26 g, фосфор - 0,7-0,8 g. Калцият се усвоява слабо с 30-50%, фосфорът се усвоява добре с 90%.
В допълнение към стомашно-чревния тракт, калций, магнезий и фосфор навлизат в кръвната плазма от костната тъкан по време на процеса на нейната резорбция. Обменът между кръвната плазма и костната тъкан за калций е 0,25-0,5 g/ден, за фосфор – 0,15-0,3 g/ден.
Калцият, магнезият и фосфорът се отделят от тялото през бъбреците с урината, през стомашно-чревния тракт с изпражненията и през кожата с потта.
Регулиране на обмена
Основните регулатори на метаболизма на калций, магнезий и фосфор са паратироидният хормон, калцитриол и калцитонин.
Паратироиден хормон
Паратиреоидният хормон (PTH) е полипептид от 84 AK (около 9,5 kDa), синтезиран в паращитовидните жлези.
Секрецията на паратиреоиден хормон се стимулира от ниски концентрации на Ca 2+, Mg 2+ и високи концентрации на фосфати и се инхибира от витамин D 3.
Скоростта на разграждане на хормоните намалява при ниски концентрации на Ca 2+ и се увеличава, ако концентрациите на Ca 2+ са високи.
Паратироидният хормон действа върху костите и бъбреците. Стимулира секрецията на инсулиноподобен растежен фактор 1 и цитокини от остеобластите, които повишават метаболитната активност на остеокластите. В остеокластите се ускорява образуването на алкална фосфатаза и колагеназа, които причиняват разграждане на костния матрикс, което води до мобилизиране на Ca 2+ и фосфати от костта в извънклетъчната течност.
В бъбреците паратироидният хормон стимулира реабсорбцията на Ca 2+, Mg 2+ в дисталните извити тубули и намалява реабсорбцията на фосфатите.
Паратироидният хормон индуцира синтеза на калцитриол (1,25(OH) 2 D 3).
В резултат на това паратироидният хормон в кръвната плазма повишава концентрацията на Ca 2+ и Mg 2+ и намалява концентрацията на фосфати.
Хиперпаратироидизъм
При първичен хиперпаратиреоидизъм (1:1000) се нарушава механизмът на потискане на секрецията на паратиреоиден хормон в отговор на хиперкалциемия. Причините могат да включват тумор (80%), дифузна хиперплазия или рак (по-малко от 2%) на паращитовидната жлеза.
Хиперпаратироидизмът причинява:

бедрена кост

бърза уморяемост

Вторичният хиперпаратироидизъм възниква при хронична бъбречна недостатъчност и дефицит на витамин D3.
При бъбречна недостатъчностобразуването на калцитриол се инхибира, което нарушава абсорбцията на калций в червата и води до хипокалциемия. Хиперпаратироидизмът възниква в отговор на хипокалциемия, но паратиреоидният хормон не е в състояние да нормализира нивото на калций в кръвната плазма. Понякога се появява хиперфостатемия. Поради повишената мобилизация на калций от костна тъканразвива се остеопороза.
Хипопаратироидизъм
Хипопаратироидизмът се причинява от недостатъчност на паращитовидните жлези и е придружен от хипокалцемия. Хипокалциемията причинява повишена нервно-мускулна проводимост, пристъпи на тонични конвулсии, конвулсии на дихателните мускули и диафрагмата и ларингоспазъм.
Калцитриол
Калцитриолът се синтезира от холестерола.

Синтезът на калцитриол се стимулира от паратиреоиден хормон, ниски концентрации на фосфати и Ca 2+ (чрез паратиреоиден хормон) в кръвта.
Синтезът на калцитриол се инхибира от хиперкалциемия, той активира 24β-хидроксилазата, която превръща калцидиола в неактивния метаболит 24,25(OH) 2 D 3, докато не се образува съответно активен калцитриол.
Калцитриолът засяга тънките черва, бъбреците и костите.
Калцитриол:

В резултат на това калцитриолът повишава концентрацията на Ca 2+, Mg 2+ и фосфати в кръвната плазма.
Дефицитът на калцитриол нарушава образуването на аморфни кристали калциев фосфат и хидроксиапатит в костната тъкан, което води до развитие на рахит и остеомалация.
Рахитът е заболяване детствосвързани с недостатъчна минерализация на костната тъкан.
Причини за рахит: липса на витамин D 3, калций и фосфор в храната, нарушена абсорбция на витамин D 3 тънко черво, намален синтез на холекалциферол поради дефицит на слънчева светлина, дефект на 1а-хидроксилазата, дефект на рецепторите за калцитриол в таргетните клетки. Намаляването на концентрацията на Ca 2+ в кръвната плазма стимулира секрецията на паратиреоиден хормон, който чрез остеолиза причинява разрушаване на костната тъкан.
При рахит се засягат костите на черепа; гърдите, заедно с гръдната кост, изпъкват напред; тръбните кости и ставите на ръцете и краката са деформирани; коремът се увеличава и изпъква; двигателното развитие се забавя. Основните начини за предпазване от рахит са правилното хранене и достатъчното излагане на слънце.
Калцитонин
Калцитонинът е полипептид, състоящ се от 32 АА с една дисулфидна връзка, секретиран от парафоликуларни К-клетки на щитовидната жлеза или С-клетки на паращитовидните жлези.
Секрецията на калцитонин се стимулира от високи концентрации на Ca 2+ и глюкагон и се потиска от ниски концентрации на Ca 2+.
Калцитонин:

Промени в нивата на калций, магнезий и фосфати при различни патологии
Намаляване на концентрацията на Ca 2+ в кръвната плазма се наблюдава, когато:

Повишаване на концентрацията на Ca 2+ в кръвната плазма се наблюдава, когато:

злокачествени тумори

Намаляване на концентрацията на фосфати в кръвната плазма се наблюдава, когато:

Повишаване на концентрацията на фосфати в кръвната плазма се наблюдава, когато:

Концентрацията на магнезий често е пропорционална на концентрацията на калий и зависи от често срещаните причини.
Повишаване на концентрацията на Mg 2+ в кръвната плазма се наблюдава, когато:

Ролята на микроелементите: Mg 2+, Mn 2+, Co, Cu, Fe 2+, Fe 3+, Ni, Mo, Se, J. Значението на церулоплазмина, болест на Коновалов-Уилсън.

Манганът е кофактор за аминоацил-тРНК синтетази.

Биологична роля на Na + , Cl - , K + , HCO 3 - - основни електролити, значение в регулацията на CBS. Метаболизъм и биологична роля. Анионна разлика и нейната корекция.

Тежки метали (олово, живак, мед, хром и др.), техните токсични ефекти.

Повишени нива на хлорид в кръвния серум: дехидратация, остра бъбречна недостатъчност, метаболитна ацидоза след диария и загуба на бикарбонати, респираторна алкалоза, травма на главата, надбъбречна хипофункция, при продължителна употреба на кортикостероиди, тиазидни диуретици, хипералдостеронизъм, болест на Кушинг.
Намалено съдържание на хлорид в кръвния серум: хипохлоремична алкалоза (след повръщане), респираторна ацидоза, прекомерно изпотяване, нефрит със загуба на соли (нарушена реабсорбция), нараняване на главата, състояние с увеличаване на обема на извънклетъчната гъвкавост, улцеративна язва, болест на Адисън заболяване (хипоалдостеронизъм).
Повишена екскреция на хлориди в урината: хипоалдостеронизъм (болест на Адисон), нефрит със загуба на сол, повишен прием на сол, лечение с диуретици.
Намалена екскреция на хлориди в урината: Загуба на хлориди поради повръщане, диария, болест на Кушинг, крайна фаза на бъбречна недостатъчност, задържане на сол поради оток.
Нормалното съдържание на калций в кръвния серум е 2,25-2,75 mmol/l.
Нормалната екскреция на калций в урината е 2,5-7,5 mmol/ден.
Повишени нива на калций в кръвния серум: хиперпаратироидизъм, туморни метастази в костната тъкан, мултиплен миелом, намалено освобождаване на калцитонин, предозиране на витамин D, тиреотоксикоза.
Намалени нива на калций в кръвния серум: хипопаратироидизъм, повишена секреция на калцитонин, хиповитаминоза D, нарушена реабсорбция в бъбреците, масивно кръвопреливане, хипоалбунемия.
Повишена екскреция на калций в урината: продължително излагане на слънчева светлина (хипервитаминоза D), хиперпаратироидизъм, туморни метастази в костната тъкан, нарушена реабсорбция в бъбреците, тиреотоксикоза, остеопороза, лечение с глюкокортикоиди.
Намалена екскреция на калций в урината: хипопаратироидизъм, рахит, остър нефрит (нарушена филтрация в бъбреците), хипотиреоидизъм.
Съдържанието на желязо в кръвния серум е нормално mmol/l.
Повишено съдържание на желязо в кръвния серум: апластична и хемолитична анемия, хемохроматоза, остър хепатит и стеатоза, цироза на черния дроб, таласемия, повтарящи се трансфузии.
Намалено съдържание на желязо в кръвния серум: Желязодефицитна анемия, остри и хронични инфекции, тумори, бъбречни заболявания, кръвозагуба, бременност, нарушена абсорбция на желязо в червата.

Значение на темата:Водата и разтворените в нея вещества създават вътрешната среда на тялото. Най-важните параметри на водно-солевата хомеостаза са осмотичното налягане, pH и обемът на вътреклетъчната и извънклетъчната течност. Промените в тези параметри могат да доведат до промени в кръвното налягане, ацидоза или алкалоза, дехидратация и оток на тъканите. Основните хормони, участващи в фина регулацияводно-солевия метаболизъм и действие върху дисталните тубули и събирателните каналчета на бъбреците: антидиуретичен хормон, алдостерон и натриуретичен фактор; ренин-ангиотензинова система на бъбреците. Именно в бъбреците се извършва окончателното формиране на състава и обема на урината, осигурявайки регулирането и постоянството на вътрешната среда. Бъбреците се характеризират с интензивен енергиен метаболизъм, който е свързан с необходимостта от активен трансмембранен транспорт на значителни количества вещества по време на образуването на урина.

Биохимичният анализ на урината дава представа за функционално състояниебъбреци, метаболизъм различни органии тялото като цяло, помага за изясняване на характера патологичен процес, ни позволява да преценим ефективността на лечението.

Цел на урока:изучаване на характеристиките на параметрите на водно-солевия метаболизъм и механизмите на тяхното регулиране. Характеристики на метаболизма в бъбреците. Научете се да провеждате и оценявате биохимичен анализурина.

Ученикът трябва да знае:

1. Механизъм на образуване на урина: гломерулна филтрация, реабсорбция и секреция.

2. Характеристики на водните отделения на тялото.

3. Основни параметри на течната среда на тялото.

4. Какво осигурява постоянството на параметрите на вътреклетъчната течност?

5. Системи (органи, вещества), които осигуряват постоянството на извънклетъчната течност.

6. Фактори (системи), осигуряващи осмотично налягане на извънклетъчната течност и неговата регулация.

7. Фактори (системи), осигуряващи постоянството на обема на извънклетъчната течност и нейното регулиране.

8. Фактори (системи), осигуряващи постоянството на киселинно-алкалното състояние на извънклетъчната течност. Ролята на бъбреците в този процес.

9. Характеристики на метаболизма в бъбреците: висока метаболитна активност, начален етап на синтез на креатин, роля на интензивна глюконеогенеза (изоензими), активиране на витамин D3.

10. Общи свойства на урината (дневно количество – диуреза, плътност, цвят, прозрачност), химичен съставурина. Патологични компоненти на урината.

Студентът трябва да може да:

1. Извършете качествено определяне на основните компоненти на урината.

2. Оценете биохимичен анализ на урината.

Студентът трябва да има информация: занякои патологични състоянияпридружени от промени в биохимичните параметри на урината (протеинурия, хематурия, глюкозурия, кетонурия, билирубинурия, порфиринурия); Принципи на планиране лабораторни изследванияурина и анализ на резултатите, за да се направи предварително заключение за биохимични промени въз основа на резултатите от лабораторно изследване.

1.Структура на бъбрека, нефрон.

2. Механизми на образуване на урина.

Задачи за самоподготовка:

1. Обърнете се към курса по хистология. Спомнете си структурата на нефрона. Обозначете проксималния тубул, дисталния извит тубул, събирателния канал, хороидалния гломерул, юкстагломеруларния апарат.

2. Обърнете се към нормалния курс по физиология. Спомнете си механизма на образуване на урина: филтрация в гломерулите, реабсорбция в тубулите за образуване на вторична урина и секреция.

3. Регулирането на осмотичното налягане и обема на извънклетъчната течност е свързано с регулирането главно на съдържанието на натриеви и водни йони в извънклетъчната течност.

Назовете хормоните, участващи в тази регулация. Опишете действието им по схемата: причината за отделянето на хормона; целеви орган (клетки); механизмът на тяхното действие в тези клетки; крайния ефект от тяхното действие.

Тествайте знанията си:

А. Вазопресин(всички са верни освен едно):

А. синтезиран в невроните на хипоталамуса; b. секретира се при повишаване на осмотичното налягане; V. увеличава скоростта на реабсорбция на вода от първичната урина в бъбречните тубули; g. повишава реабсорбцията на натриеви йони в бъбречните тубули; г. намалява осмотичното налягане д. урината става по-концентрирана.

Б. Алдостерон(всички са верни освен едно):

А. синтезиран в надбъбречната кора; b. секретира се при намаляване на концентрацията на натриеви йони в кръвта; V. в бъбречните тубули увеличава реабсорбцията на натриеви йони; г. урината става по-концентрирана.

г. основният механизъм за регулиране на секрецията е аренин-ангиотензиновата система на бъбреците.

Б. Натриуретичен фактор(всички са верни освен едно):

А. синтезиран предимно от предсърдни клетки; b. секреционен стимул – повишено кръвно налягане; V. подобрява филтриращата способност на гломерулите; g) увеличава образуването на урина; г. урината става по-малко концентрирана.

4. Направете диаграма, илюстрираща ролята на ренин-ангиотензиновата система в регулацията на секрецията на алдостерон и вазопресин.

5. Постоянността на киселинно-алкалния баланс на извънклетъчната течност се поддържа от кръвни буферни системи; промени в белодробната вентилация и скоростта на отделяне на киселина (Н+) от бъбреците.

Помнете буферните системи на кръвта (основен бикарбонат)!

Тествайте знанията си:

Храната от животински произход е киселинна по природа (основно поради фосфати, за разлика от храната растителен произход). Как се променя pH на урината при човек, който яде предимно храна от животински произход:

А. по-близо до pH 7,0; b.pH около 5.; V. pH около 8,0.

6. Отговорете на въпросите:

А. Как да обясним високия дял на кислород, консумиран от бъбреците (10%);

B. Висока интензивност на глюконеогенезата;????????????????

Б. Ролята на бъбреците в калциевия метаболизъм.

7. Една от основните задачи на нефроните е реабсорбирането от кръвта полезен материалв необходимото количество и премахва крайните метаболитни продукти от кръвта.

Направете маса Биохимични показатели на урината:

Работа в клас.

Лабораторна работа:

Извършете серия от качествени реакции в проби от урина от различни пациенти. Направете заключение за състоянието метаболитни процесиспоред резултатите от биохимичния анализ.

Определяне на pH.

Ход на работа: Нанесете 1-2 капки урина в средата на индикаторната хартия и въз основа на промяната в цвета на една от цветните ленти, която съвпада с цвета на контролната лента, pH на тестовата урина е определен. Нормалното pH е 4,6 – 7,0

2. Качествена реакция към протеин. Нормалната урина не съдържа протеин (следи от нея не се откриват при нормални реакции). При някои патологични състояния може да се появи белтък в урината - протеинурия.

Напредък: Добавете 3-4 капки прясно приготвен 20% разтвор на сулфасалицилова киселина към 1-2 ml урина. Ако има протеин, се появява бяла утайка или мътност.

3. Качествена реакция на глюкоза (реакция на Fehling).

Процедура: Добавете 10 капки реагент на Fehling към 10 капки урина. Загрейте до кипене. Когато има глюкоза, се появява червен цвят. Сравнете резултатите с нормата. Обикновено следи от глюкоза в урината не се откриват чрез качествени реакции. Общоприето е, че нормално в урината няма глюкоза. При някои патологични състояния в урината се появява глюкоза глюкозурия.

Определянето може да се извърши с помощта на тест лента (индикаторна хартия) /

Откриване на кетонни тела

Процедура: Поставете капка урина, капка 10% разтвор на натриев хидроксид и капка прясно приготвен 10% разтвор на натриев нитропрусид върху предметно стъкло. Появява се червен цвят. Добавете 3 капки концентрат оцетна киселина– появява се черешово оцветяване.

Обикновено в урината няма кетонови тела. При някои патологични състояния в урината се появяват кетонни тела - кетонурия.

Решете проблеми самостоятелно и отговорете на въпроси:

1. Повишено е осмотичното налягане на извънклетъчната течност. Опишете в схематична форма последователността от събития, които ще доведат до неговото намаляване.

2. Как ще се промени производството на алдостерон, ако излишното производство на вазопресин води до значително намаляване на осмотичното налягане.

3. Очертайте последователността от събития (под формата на диаграма), насочени към възстановяване на хомеостазата, когато концентрацията на натриев хлорид в тъканите намалява.

4. Пациентът има захарен диабет, който е придружен от кетонемия. Как ще реагира основната буферна система на кръвта, бикарбонатната система, на промените в киселинно-алкалния баланс? Каква е ролята на бъбреците при възстановяването на CBS? Ще се промени ли pH на урината при този пациент.

5. Спортист, който се подготвя за състезание, преминава интензивна подготовка. Как може да се промени скоростта на глюконеогенезата в бъбреците (обосновайте отговора си)? Възможно ли е спортист да промени pH на урината; обосновете отговора)?

6. Пациентът има признаци на метаболитни нарушения в костната тъкан, което се отразява и на състоянието на зъбите. Нивата на калцитонин и паратироиден хормон са в рамките физиологична норма. Пациентът получава витамин D (холекалциферол) в необходимите количества. Направете предположение за възможна причинаметаболитни нарушения.

7. Прегледайте стандартния формуляр " Общ анализурина" ( многопрофилна клиникаТюменска държавна медицинска академия) и да може да обясни физиологичната роля и диагностична стойностбиохимични компоненти на урината, определени в биохимични лаборатории. Не забравяйте, че биохимичните параметри на урината са нормални.

Урок 27. Биохимия на слюнката.

Значение на темата:Устната кухина съдържа различни тъкани и е дом на микроорганизми. Те са взаимосвързани и имат известно постоянство. И в поддържането на хомеостазата устната кухина, и на организма като цяло, най-важната роля принадлежи на орална течности по-специално слюнката. Устната кухина, като начална част на храносмилателния тракт, е мястото на първия контакт на тялото с храната, лекарствени веществаи други ксенобиотици, микроорганизми . Формирането, състоянието и функционирането на зъбите и устната лигавица също до голяма степен се определят от химичния състав на слюнката.

Слюнката изпълнява няколко функции, обусловени от физикохимичните свойства и състава на слюнката. Познаването на химичния състав на слюнката, функциите, скоростта на слюноотделяне, връзката на слюнката със заболяванията на устната кухина помага да се идентифицират характеристиките на патологичните процеси и да се търсят нови. ефективни средствапрофилактика на зъбни заболявания.

Някои биохимични параметри на чистата слюнка са свързани с биохимичните параметри на кръвната плазма; следователно анализът на слюнката е удобен неинвазивен метод, използван при последните годиниза диагностика на зъбни и соматични заболявания.

Цел на урока:Изучаване на физикохимичните свойства и съставните компоненти на слюнката, които определят нейните основни физиологични функции. Водещи фактори, водещи до развитие на кариес и отлагане на зъбен камък.

Ученикът трябва да знае:

1 . Жлези, които отделят слюнка.

2.Структура на слюнката (мицеларна структура).

3. Минерализираща функция на слюнката и фактори, които определят и влияят на тази функция: пренасищане на слюнката; обем и скорост на спасение; pH.

4. Защитна функцияслюнка и компоненти на системата, които определят тази функция.

5. Буферни системи за слюнка. pH стойностите са нормални. Причини за нарушения на ABS (киселинно-базово състояние) в устната кухина. Механизми на регулиране на CBS в устната кухина.

6. Минерален състав на слюнката и в сравнение с минералния състав на кръвната плазма. Значението на компонентите.

7. Характеристика на органичните компоненти на слюнката, специфични за слюнката компоненти, тяхното значение.

8. Храносмилателна функция и фактори, които я обуславят.

9. Регулаторни и отделителни функции.

10. Водещи фактори, водещи до развитие на кариес и отлагане на зъбен камък.

Студентът трябва да може да:

1. Разграничаване на понятията „самата слюнка или слюнка“, „гингивална течност“, „орална течност“.

2. Да може да обясни степента на промяна на резистентността към кариес при промяна на рН на слюнката, причините за промените в рН на слюнката.

3. Съберете смесена слюнка за анализ и анализирайте химичния състав на слюнката.

Студентът трябва да притежава:информация за съвременните представи за слюнката като обект на неинвазивни биохимични изследвания в клиничната практика.

Информация от основните дисциплини, необходима за изучаване на темата:

1. Анатомия и хистология на слюнчените жлези; механизми на слюноотделяне и неговото регулиране.

Задачи за самоподготовка:

Проучете материала по темата в съответствие с целевите въпроси („ученикът трябва да знае“) и попълнете писмено следващи задачи:

1. Запишете факторите, които определят регулацията на слюноотделянето.

2.Начертайте схематично слюнчен мицел.

3. Направете таблица: Сравнение на минералния състав на слюнката и кръвната плазма.

Проучете значението на изброените вещества. Запишете други неорганични веществасъдържащи се в слюнката.

4. Направете таблица: Основните органични съставки на слюнката и тяхното значение.

6. Запишете факторите, водещи до намалена и повишена устойчивост.

(съответно) до кариес.

Работа в клас

Лабораторна работа:Качествен анализ на химичния състав на слюнката

Водата е най-важният компонент на живия организъм. Организмите не могат да съществуват без вода. Без вода човек умира за по-малко от седмица, докато без храна, но приемайки вода, може да живее повече от месец. Загубата на 20% вода от тялото води до смърт. Съдържанието на вода в тялото съставлява 2/3 от телесното тегло и се променя с възрастта. Количеството вода в различните тъкани варира. Дневната нужда на човек от вода е приблизително 2,5 литра. Тази нужда от вода се задоволява чрез внасяне на течности в тялото и хранителни продукти. Тази вода се счита за екзогенна. Водата, която се образува в резултат на окислителното разграждане на протеини, мазнини и въглехидрати в организма, се нарича ендогенна.

Водата е средата, в която протичат повечето метаболитни реакции. Той участва пряко в метаболизма. Водата играе определена роля в процесите на терморегулация на тялото. Водата го доставя до тъканите и клетките хранителни веществаи отстраняване на крайните метаболитни продукти от тях.

Екскрецията на вода от тялото се извършва от бъбреците - 1,2-1,5 l, кожата - 0,5 l, белите дробове - 0,2-0,3 l. Водният обмен се регулира от неврохормоналната система. Задържането на вода в тялото се подпомага от хормоните на надбъбречната кора (кортизон, алдостерон) и хормона на задния дял на хипофизната жлеза, вазопресин. Хормон щитовидната жлезатироксинът подобрява отстраняването на вода от тялото.
^

МИНЕРАЛЕН МЕТАБОЛИЗЪМ

Минералните соли са сред основните хранителни вещества. Минералните елементи нямат хранителна стойност, но тялото се нуждае от тях като вещества, участващи в регулацията на метаболизма, в поддържането на осмотичното налягане, за осигуряване на постоянно pH на вътре- и извънклетъчната течност на тялото. Много минерални елементи са структурни компонентиензими и витамини.

Съставът на органите и тъканите на човека и животните включва макроелементи и микроелементи. Последните се съдържат в тялото в много малки количества. В различни живи организми, както и в човешкото тяло, в най-големи количества се намират кислород, въглерод, водород и азот. Тези елементи, както и фосфорът и сярата, влизат в състава на живите клетки под формата на различни съединения. Макроелементите включват също натрий, калий, калций, хлор и магнезий. В организма на животните са открити следните микроелементи: мед, манган, йод, молибден, цинк, флуор, кобалт и др. Желязото заема междинно положение между макро- и микроелементите.

Минералите влизат в тялото само с храната. След това през чревната лигавица и кръвоносните съдове – в портална венаи в черния дроб. Черният дроб запазва някои минерали: натрий, желязо, фосфор. Желязото е част от хемоглобина, участва в преноса на кислород, както и в състава на редокс ензимите. Калцият е част от костната тъкан и й придава здравина. Освен това играе важна роля в съсирването на кръвта. Фосфорът, който освен свободен (неорганичен) се съдържа в съединения с протеини, мазнини и въглехидрати, е много полезен за организма. Магнезият регулира нервно-мускулната възбудимост и активира много ензими. Кобалтът е част от витамин B12. Йодът участва в образуването на хормони на щитовидната жлеза. Флуоридът се намира в зъбните тъкани. Натрият и калият са от голямо значение за поддържане на кръвното осмотично налягане.

Метаболизмът на минералите е тясно свързан с метаболизма органична материя(протеини, нуклеинови киселини, въглехидрати, липиди). Например кобалтови, манганови, магнезиеви и железни йони са необходими за нормалния метаболизъм на аминокиселините. Хлорните йони активират амилазата. Калциевите йони имат активиращ ефект върху липазата. Окисляването на мастните киселини протича по-интензивно в присъствието на медни и железни йони.
^

ГЛАВА 12. ВИТАМИНИ

Витамините са с ниско молекулно тегло органични съединения, които са основен компонент на храната. Те не се синтезират в животните. Основният източник за човешкото и животинското тяло е растителната храна.

Витамините са биологично активни вещества. Тяхното отсъствие или липса на храна е придружено от рязко нарушаване на жизнените процеси, което води до появата на сериозни заболявания. Необходимостта от витамини се дължи на факта, че много от тях са компоненти на ензими и коензими.

По мой собствен начин химическа структуравитамините са много разнообразни. Те се делят на две групи: водоразтворими и мастноразтворими.

^ ВОДОРАЗТВОРИМИ ВИТАМИНИ

1. Витамин B 1 (тиамин, аневрин). Неговата химическа структура се характеризира с наличието на аминова група и серен атом. Наличието на алкохолна група във витамин В1 прави възможно образуването на естери с киселини. Чрез комбиниране с две молекули фосфорна киселина тиаминът образува естера тиамин дифосфат, който е коензимна форма на витамина. Тиамин дифосфатът е коензим на декарбоксилазите, които катализират декарбоксилирането на α-кето киселини. При липса или недостатъчен прием на витамин В1 в организма става невъзможно да се извърши въглехидратния метаболизъм. Нарушенията възникват на етапа на използване на пирогроздена и α-кетоглутарова киселина.

2. Витамин B 2 (рибофлавин). Този витамин е метилирано производно на изоалоксазин, свързан с 5-воден алкохол рибитол.

В организма рибофлавинът под формата на естер с фосфорна киселина е част от протетичната група на флавиновите ензими (FMN, FAD), които катализират процесите на биологично окисление, осигурявайки преноса на водород в дихателната верига, както и реакции на синтез и разграждане на мастни киселини.

3. Витамин B 3 (пантотенова киселина). Пантотеновата киселина се състои от -аланин и диоксидиметилмаслена киселина, свързани с пептидна връзка. Биологично значение пантотенова киселинае, че е част от коензим А, който играе огромна роля в метаболизма на въглехидратите, мазнините и протеините.

4. Витамин B 6 (пиридоксин). По химическа природа витамин B 6 е производно на пиридин. Фосфорилираното производно на пиридоксин е коензим от ензими, които катализират реакциите на метаболизма на аминокиселините.

5. Витамин B 12 (кобаламин). Химическата структура на витамина е много сложна. Съдържа четири пиролови пръстена. В центъра има кобалтов атом, свързан с азота на пироловите пръстени.

Витамин B 12 играе голяма роля в преноса на метилови групи, както и в синтеза на нуклеинови киселини.

6. Витамин РР (никотинова киселина и нейния амид). Никотиновата киселина е производно на пиридин.

Амид никотинова киселинае неразделна част от коензимите NAD + и NADP +, които са част от дехидрогеназите.

7. Фолиева киселина (Витамин B c). Изолиран от листа от спанак (лат. folium - лист). Фолиевата киселина съдържа пара-аминобензоена киселина и глутаминова киселина. Фолиева киселинаиграе важна роля в метаболизма на нуклеиновите киселини и протеиновия синтез.

8. Пара-аминобензоена киселина. Играе голяма роля в синтеза на фолиева киселина.

9. Биотин (витамин Н). Биотинът е част от ензим, който катализира процеса на карбоксилиране (добавянето на CO 2 към въглеродната верига). Биотинът е необходим за синтеза на мастни киселини и пурини.

10. Витамин С (аскорбинова киселина). Химическата структура на аскорбиновата киселина е близка до хексозите. Специална характеристика на това съединение е способността му да претърпи обратимо окисление, за да образува дехидроаскорбинова киселина. И двете съединения имат витаминна активност. Аскорбиновата киселина участва в окислително-възстановителните процеси в организма, предпазва SH групата от ензими от окисляване и има способността да дехидратира токсините.

^ МАСТНОРАЗТВОРИМИ ВИТАМИНИ

Тази група включва витамини от групи A, D, E, K- и др.

1. Витамини от група А. Витамин А 1 (ретинол, антиксерофталмичен) е близък по своята химична природа до каротините. Това е цикличен едновалентен алкохол .

2. Витамини от група D (антирахитичен витамин). По своята химическа структура витамините от група D са близки до стеролите. Витамин D 2 се образува от ергостерол в дрожди, а витамин D 3 се образува от 7-де-хидрохолестерол в животински тъкани под въздействието на ултравиолетово лъчение.

3. Витамини от група Е (, , -токофероли). Основните промени при дефицит на витамин Е настъпват в репродуктивната система (загуба на способността за носене на плода, дегенеративни промени в спермата). В същото време дефицитът на витамин Е причинява увреждане на голямо разнообразие от тъкани.

4. Витамини от група К. Според химическата си структура витамините от тази група (К 1 и К 2) принадлежат към нафтохиноните. Характерна особеностДефицитът на витамин К е появата на подкожни, мускулни и други кръвоизливи и нарушено съсирване на кръвта. Причината за това е нарушение на синтеза на протеина протромбин, компонент на системата за коагулация на кръвта.

АНТИВИТАМИНИ

Антивитамините са антагонисти на витамини: Често тези вещества са много близки по структура до съответните витамини и тогава тяхното действие се основава на „конкурентното“ изместване на съответния витамин от неговия комплекс в ензимната система от антивитамина. В резултат на това се образува "неактивен" ензим, метаболизмът се нарушава и възниква сериозно заболяване. Например сулфонамидите са антивитамини на пара-аминобензоената киселина. Антивитаминът на витамин B 1 е пиритиамин.

Съществуват и структурно различни антивитамини, които са способни да свързват витамините, лишавайки ги от витаминна активност.
^

ГЛАВА 13. ХОРМОНИ

Хормоните, както и витамините, са биологични активни веществаи са регулатори на метаболизма и физиологичните функции. Тяхната регулаторна роля се свежда до активиране или инхибиране на ензимни системи, промени в пропускливостта на биологичните мембрани и транспорта на вещества през тях, стимулиране или усилване на различни биосинтетични процеси, включително синтеза на ензими.

Хормоните се произвеждат в жлезите с вътрешна секреция, които нямат отделителните каналии освобождават техните секрети директно в кръвния поток. Ендокринните жлези включват щитовидната жлеза, паращитовидната жлеза (близо до щитовидната жлеза), половите жлези, надбъбречните жлези, хипофизната жлеза, панкреаса и тимусните жлези.

Заболяванията, възникващи при нарушаване на функциите на една или друга жлеза с вътрешна секреция, са следствие или на нейната хипофункция (намалена секреция на хормони), или на хиперфункция (прекомерна секреция на хормони).

Хормоните могат да бъдат разделени на три групи въз основа на тяхната химична структура: протеинови хормони; хормони, получени от аминокиселината тирозин, и хормони със стероидна структура.

^ ПРОТЕИНОВИ ХОРМОНИ

Те включват хормони на панкреаса, предната хипофизна жлеза и паращитовидните жлези.

Хормоните на панкреаса - инсулин и глюкагон - участват в регулацията на въглехидратния метаболизъм. В действията си те са антагонисти един на друг. Инсулинът понижава, а глюкагонът повишава нивата на кръвната захар.

Хипофизните хормони регулират дейността на много други ендокринни жлези. Те включват:

Соматотропен хормон (GH) - растежен хормон, стимулира растежа на клетките, повишава нивото на биосинтетичните процеси;

Тиреостимулиращ хормон (TSH) - стимулира дейността на щитовидната жлеза;

Адренокортикотропен хормон (ACTH) - регулира биосинтезата на кортикостероиди от надбъбречната кора;

Гонадотропните хормони регулират функцията на половите жлези.

^ ХОРМОНИ ОТ ТИРОЗИНОВАТА СЕРИЯ

Те включват хормони на щитовидната жлеза и хормони на надбъбречната медула. Основните хормони на щитовидната жлеза са тироксин и трийодтиронин. Тези хормони са йодирани производни на аминокиселината тирозин. При хипофункция на щитовидната жлеза метаболитните процеси намаляват. Хиперфункцията на щитовидната жлеза води до повишаване на основния метаболизъм.

Надбъбречната медула произвежда два хормона, адреналин и норепинефрин. Тези вещества повишават кръвното налягане. Адреналинът оказва значително влияние върху метаболизма на въглехидратите - повишава нивото на глюкозата в кръвта.

^ СТЕРОИДНИ ХОРМОНИ

Този клас включва хормони, произвеждани от надбъбречната кора и половите жлези (яйчници и тестиси). По химическа природа те са стероиди. Надбъбречната кора произвежда кортикостероиди, те съдържат С 21 атом. Те се делят на минералкортикоиди, от които най-активни са алдостерон и дезоксикортикостерон. и глюкокортикоиди - кортизол (хидрокортизон), кортизон и кортикостерон. Глюкокортикоидите имат голямо влияние върху метаболизма на въглехидратите и протеините. Минералокортикоидите регулират основно метаболизма на водата и минералите.

Има мъжки (андрогени) и женски (естрогени) полови хормони. Първите са C 19 -, а вторите C 18 -стероиди. Андрогените включват тестостерон, андростендион и др., а естрогените включват естрадиол, естрон и естриол. Най-активни са тестостеронът и естрадиолът. Половите хормони определят нормата половото развитие, формирането на вторични полови белези, влияят върху метаболизма.

^ ГЛАВА 14. БИОХИМИЧНИ ОСНОВИ НА РАЦИОНАЛНОТО ХРАНЕНЕ

В проблема за храненето могат да се разграничат три взаимосвързани раздела: рационално хранене, терапевтично и терапевтично-профилактично. Основата е така нареченото рационално хранене, тъй като е изградено, като се вземат предвид нуждите здрав човек, в зависимост от възрастта, професията, климатичните и други условия. Основата на рационалното хранене е балансът и правилен режимхранене. Рационалното хранене е средство за нормализиране на състоянието на организма и поддържане на неговата висока работоспособност.

Въглехидрати, протеини, мазнини, аминокиселини, витамини и минерали влизат в човешкото тяло с храната. Нуждата от тези вещества варира и се определя физиологично състояниетяло. Растящото тяло се нуждае от повече храна. Човек, занимаващ се със спорт или физически труд, изразходва голямо количество енергия и следователно също се нуждае от повече храна, отколкото заседнал човек.

В храненето на човека количеството протеини, мазнини и въглехидрати трябва да бъде в съотношение 1:1:4, т.е. на 1 g протеин трябва да се консумират 1 g мазнини и 4 g въглехидрати. Протеините трябва да осигуряват около 14% от дневния прием на калории, мазнините около 31%, а въглехидратите около 55%.

На модерен етапВ развитието на науката за храненето не е достатъчно да се разчита единствено на общия прием на хранителни вещества. Много е важно да се инсталира специфично теглов храненето на основни хранителни компоненти (есенциални аминокиселини, ненаситени мастни киселини, витамини, минерали и др.). Съвременното учение за потребностите на човека от храна намира израз в концепцията балансирано хранене. Според тази концепция осигуряването на нормална жизнена активност е възможно не само чрез снабдяване на организма с достатъчно енергия и протеини, но и чрез спазване на доста сложни взаимоотношения между многобройни незаменими хранителни фактори, които са в състояние да упражнят максимално своите полезни биологични ефекти. в тялото. Законът за балансираното хранене се основава на идеи за количествените и качествените аспекти на процесите на усвояване на храната в организма, т.е. цялата сума от метаболитни ензимни реакции.

Институтът по хранене на Академията на медицинските науки на СССР е разработил средни данни за хранителните нужди на възрастен. Основно, при определяне на оптималните съотношения на отделните хранителни вещества, именно това съотношение на хранителните вещества е необходимо средно за поддържане на нормалното функциониране на възрастен. Ето защо, когато се изготвят общи диети и се оценяват отделните продукти, е необходимо да се съсредоточите върху тези съотношения. Важно е да запомните, че не само дефицитът на отделни основни фактори е вреден, но и излишъкът им също е опасен. Причината за токсичността на излишните основни хранителни вещества вероятно е свързана с дисбаланс в диетата, което от своя страна води до нарушаване на биохимичната хомеостаза (постоянството на състава и свойствата на вътрешната среда) на тялото и нарушаване на клетъчната хранене.

Даденият хранителен баланс трудно може да се прехвърли, без да се промени структурата на хранене на хора в различни условия на труд и живот, хора на различни възрастии пол и т.н. Въз основа на факта, че различията в потребностите от енергия и хранителни вещества се основават на особеностите на метаболитните процеси и тяхната хормонална и нервна регулация, той е необходим на хора от различна възраст и пол, както и на хора с значителни отклонения от средните показатели за нормален ензимен статус, трябва да се направят определени корекции в обичайното представяне на формулата за балансирано хранене.

Институтът по хранене на Академията на медицинските науки на СССР предложи стандарти за

изчисляване на оптималните диети за населението на нашата страна.

Тези диети се диференцират в зависимост от три климатични условия

зони: северна, централна и южна. Последните научни данни обаче показват, че такова разделение не може да бъде задоволително днес. Последните проучвания показват, че в рамките на нашата страна Северът трябва да бъде разделен на две зони: европейска и азиатска. Тези зони се различават значително една от друга по отношение на климатични условия. В Института по клинична и експериментална медицина на Сибирския клон на Академията на медицинските науки на СССР (Новосибирск) в резултат на дългосрочни изследвания беше показано, че в условията на азиатския север метаболизмът на протеините, мазнини, въглехидрати, витамини, макро- и микроелементи се преструктурира и следователно е необходимо да се изяснят стандартите за хранене на хората, като се вземат предвид промените в метаболизма. В момента се провеждат широкомащабни изследвания в областта на рационализирането на храненето на населението на Сибир и Далеч на изток. Основна роля в изучаването на този въпрос се дава на биохимичните изследвания.

Значение на темата:Водата и разтворените в нея вещества създават вътрешната среда на тялото. Най-важните параметри на водно-солевата хомеостаза са осмотичното налягане, pH и обемът на вътреклетъчната и извънклетъчната течност. Промените в тези параметри могат да доведат до промени в кръвното налягане, ацидоза или алкалоза, дехидратация и оток на тъканите. Основните хормони, участващи във фината регулация на водно-солевия метаболизъм и действащи върху дисталните тубули и събирателните канали на бъбреците: антидиуретичен хормон, алдостерон и натриуретичен фактор; ренин-ангиотензинова система на бъбреците. Именно в бъбреците се извършва окончателното формиране на състава и обема на урината, осигурявайки регулирането и постоянството на вътрешната среда. Бъбреците се характеризират с интензивен енергиен метаболизъм, който е свързан с необходимостта от активен трансмембранен транспорт на значителни количества вещества по време на образуването на урина.

Биохимичният анализ на урината дава представа за функционалното състояние на бъбреците, метаболизма в различни органи и тялото като цяло, помага да се изясни естеството на патологичния процес и позволява да се прецени ефективността на лечението.

Ученикът трябва да знае:

1. Механизъм на образуване на урина: гломерулна филтрация, реабсорбция и секреция.

2. Характеристики на водните отделения на тялото.

3. Основни параметри на течната среда на тялото.

4. Какво осигурява постоянството на параметрите на вътреклетъчната течност?

5. Системи (органи, вещества), които осигуряват постоянството на извънклетъчната течност.

6. Фактори (системи), осигуряващи осмотично налягане на извънклетъчната течност и неговата регулация.

7. Фактори (системи), осигуряващи постоянството на обема на извънклетъчната течност и нейното регулиране.

10. Общи свойства на урината (дневно количество - диуреза, плътност, цвят, прозрачност), химичен състав на урината. Патологични компоненти на урината.

Студентът трябва да може да:

1. Извършете качествено определяне на основните компоненти на урината.

2. Оценете биохимичен анализ на урината.

Ученикът трябва да придобие разбиране за:

За някои патологични състояния, придружени от промени в биохимичните параметри на урината (протеинурия, хематурия, глюкозурия, кетонурия, билирубинурия, порфиринурия) .

Информация от основните дисциплини, необходима за изучаване на темата:

1.Структура на бъбрека, нефрон.

2. Механизми на образуване на урина.

Задачи за самоподготовка:

Проучете материала по темата в съответствие с целевите въпроси („ученикът трябва да знае“) и изпълнете писмено следните задачи:

Тествайте знанията си:

А. Вазопресин(всички са верни освен едно):

Б. Алдостерон(всички са верни освен едно):

г. основният механизъм за регулиране на секрецията е аренин-ангиотензиновата система на бъбреците.

Б. Натриуретичен фактор(всички са верни освен едно):

Помнете буферните системи на кръвта (основен бикарбонат)!

Тествайте знанията си:

Храната от животински произход е киселинна по природа (основно поради фосфати, за разлика от храната от растителен произход). Как се променя pH на урината при човек, който яде предимно храна от животински произход:

А. по-близо до pH 7,0; b.pH около 5.; V. pH около 8,0.

6. Отговорете на въпросите:

А. Как да обясним високия дял на кислород, консумиран от бъбреците (10%);

Б. Висока интензивност на глюконеогенезата;

Б. Ролята на бъбреците в калциевия метаболизъм.

7. Една от основните задачи на нефроните е реабсорбирането на полезни вещества от кръвта в правилните количества и отстраняването на крайните метаболитни продукти от кръвта.

Направете маса Биохимични показатели на урината:

Работа в клас.

Лабораторна работа:

Извършете серия от качествени реакции в проби от урина от различни пациенти. Направете заключение за състоянието на метаболитните процеси въз основа на резултатите от биохимичния анализ.

Определяне на pH.

3. Качествена реакция на глюкоза (реакция на Fehling).

Определянето може да се извърши с помощта на тест лента (индикаторна хартия) /

Откриване на кетонни тела

Процедура: Поставете капка урина, капка 10% разтвор на натриев хидроксид и капка прясно приготвен 10% разтвор на натриев нитропрусид върху предметно стъкло. Появява се червен цвят. Добавете 3 капки концентрирана оцетна киселина - появява се черешов цвят.

Решете проблеми самостоятелно и отговорете на въпроси:

6. Пациентът има признаци на метаболитни нарушения в костната тъкан, което се отразява и на състоянието на зъбите. Нивото на калцитонин и паратиреоиден хормон е в рамките на физиологичната норма. Пациентът получава витамин D (холекалциферол) в необходимите количества. Направете предположение за възможната причина за метаболитното нарушение.

7. Прегледайте стандартния формуляр „Общ анализ на урината“ (мултидисциплинарна клиника на Тюменската държавна медицинска академия) и можете да обясните физиологичната роля и диагностичното значение на биохимичните компоненти на урината, определени в биохимичните лаборатории. Не забравяйте, че биохимичните параметри на урината са нормални.

Регулирането на водния метаболизъм се извършва неврохуморално, по-специално от различни части на централната нервна система: кората на главния мозък, диенцефалона и продълговатия мозък, симпатиковите и парасимпатиковите ганглии. Много ендокринни жлези също участват. Действието на хормоните в в такъв случайсе свежда до факта, че те променят пропускливостта на клетъчните мембрани за вода, осигурявайки нейното освобождаване или ресорбция на тялото се регулира от чувството на жажда. Още при първите признаци на сгъстяване на кръвта възниква жажда в резултат на рефлексно възбуждане на определени области на мозъчната кора. Консумираната вода се абсорбира през чревната стена и излишъкът й не предизвиква разреждане на кръвта . от кръв, бързо преминава в междуклетъчните пространства на свободната съединителна тъкан, черния дроб, кожата и др. Тези тъкани служат като депо на вода в тялото. Отделните катиони оказват известно влияние върху потока и отделянето на вода от тъканите. Na + йони насърчават свързването на протеини от колоидни частици, K + и Ca 2+ йони стимулират освобождаването на вода от тялото.

Така вазопресинът на неврохипофизата (антидиуретичен хормон) насърчава обратната абсорбция на вода от първичната урина, намалявайки отделянето на последната от тялото. Хормоните на надбъбречната кора - алдостерон, дезоксикортикостерол - допринасят за задържането на натрий в организма и тъй като натриевите катиони повишават хидратацията на тъканите, водата също се задържа в тях. Други хормони стимулират отделянето на вода от бъбреците: тироксин - хормонът на щитовидната жлеза, паратироидният хормон - хормонът на паращитовидната жлеза, андрогените и естрогените - хормоните на половите жлези. Тиреоидните хормони стимулират отделянето на вода чрез потта жлези.Количеството вода в тъканите, предимно свободна, се увеличава при заболяване на бъбреците, нарушена функция на сърдечно-съдовата система, белтъчно гладуване, нарушена чернодробна функция (цироза). Увеличаването на водното съдържание в междуклетъчните пространства води до оток. Недостатъчното образуване на вазопресин води до повишена диуреза и безвкусен диабет. Дехидратацията на тялото се наблюдава и при недостатъчно производство на алдостерон в надбъбречната кора.

Водата и разтворените в нея вещества, включително минерални соли, създават вътрешната среда на тялото, чиито свойства остават постоянни или се променят по естествен начин, когато се променят основните параметри на течната среда на органите и клетките тялото са осмотичното налягане,pHИ сила на звука.

Осмотичното налягане на извънклетъчната течност до голяма степен зависи от солта (NaCl), която се съдържа в най-висока концентрация в тази течност. Следователно основният механизъм за регулиране на осмотичното налягане е свързан с промяна в скоростта на освобождаване на вода или NaCl, в резултат на което се променя концентрацията на NaCl в тъканните течности и следователно се променя и осмотичното налягане. Регулирането на обема става чрез едновременна промяна на скоростта на освобождаване както на водата, така и на NaCl. Освен това механизмът за жажда регулира консумацията на вода. Регулирането на pH се осигурява чрез селективно освобождаване на киселини или основи в урината; В зависимост от това pH на урината може да варира от 4,6 до 8,0. Нарушенията във водно-солевата хомеостаза са свързани с патологични състояния като тъканна дехидратация или оток, повишено или понижено кръвно налягане, шок, ацидоза и алкалоза.

Регулиране на осмотичното налягане и обема на извънклетъчната течност.Екскрецията на вода и NaCl от бъбреците се регулира от антидиуретичен хормон и алдостерон.

Антидиуретичен хормон (вазопресин).Вазопресинът се синтезира в невроните на хипоталамуса. Осморецепторите на хипоталамуса, когато осмотичното налягане на тъканната течност се повишава, стимулират освобождаването на вазопресин от секреторни гранули. Вазопресинът повишава скоростта на реабсорбция на вода от първичната урина и по този начин намалява диурезата. Урината става по-концентрирана. По този начин антидиуретичният хормон поддържа необходимия обем течност в тялото, без да влияе на количеството отделен NaCl. Осмотичното налягане на извънклетъчната течност намалява, т.е. стимулът, който е причинил освобождаването на вазопресин, се елиминира при някои заболявания, които увреждат хипоталамуса или хипофизната жлеза (тумори, наранявания, инфекции), синтезът и секрецията на вазопресин намаляват и се развиват. безвкусен диабет.

В допълнение към намаляването на диурезата, вазопресинът също причинява свиване на артериолите и капилярите (оттук и името) и следователно повишаване на кръвното налягане.

Алдостерон.Този стероиден хормон се произвежда в надбъбречната кора. Секрецията се увеличава, когато концентрацията на NaCl в кръвта намалява. В бъбреците алдостеронът увеличава скоростта на реабсорбция на Na + (и с него C1) в тубулите на нефрона, което причинява задържане на NaCl в тялото. Това премахва стимула, който е причинил секрецията на алдостерон, съответно води до прекомерно задържане на NaCl и повишаване на осмотичното налягане на извънклетъчната течност. А това служи като сигнал за освобождаване на вазопресин, който ускорява реабсорбцията на вода в бъбреците. В резултат на това в тялото се натрупват както NaCl, така и вода; обемът на извънклетъчната течност се увеличава при поддържане на нормално осмотично налягане.

Ренин-ангиотензинова система.Тази система служи като основен механизъм за регулиране на секрецията на алдостерон; Секрецията на вазопресин също зависи от него. Ренинът е протеолитичен ензим, синтезиран в юкстагломерулните клетки, обграждащи аферентната артериола на бъбречния гломерул.

Системата ренин-ангиотензин играе важна роля при възстановяването на кръвния обем, който може да намалее в резултат на кървене, прекомерно повръщане, диария (диария) и изпотяване. Вазоконстрикцията от ангиотензин II играе роля извънредна мярказа поддържане на кръвното налягане. Тогава водата и NaCl, които идват с пиенето и храната, се задържат в тялото в по-голяма степен от нормалното, което осигурява възстановяване на кръвния обем и налягане. След това ренинът спира да се освобождава, регулаторните вещества, които вече присъстват в кръвта, се унищожават и системата се връща в първоначалното си състояние.

Значително намаляване на обема на циркулиращата течност може да причини опасно нарушаване на кръвоснабдяването на тъканите, преди регулаторните системи да възстановят кръвното налягане и обема. В този случай функциите на всички органи и най-вече на мозъка са нарушени; възниква състояние, наречено шок. В развитието на шока (както и на отока) значителна роля играят промените в нормалното разпределение на течността и албумина между кръвния поток и междуклетъчното пространство, които участват в регулирането на водно-солевия баланс на нивото на тубулите на нефрона - те променят скоростта на реабсорбция на компонентите на първичната урина.

Водно-солев метаболизъм и секреция на храносмилателни сокове.Обемът на дневната секреция на всички храносмилателни жлези е доста голям. IN нормални условияводата от тези течности се реабсорбира в червата; обилното повръщане и диарията могат да причинят значително намаляване на обема на извънклетъчната течност и дехидратация на тъканите. Значителна загуба на течност с храносмилателни сокове води до повишаване на концентрацията на албумин в кръвната плазма и междуклетъчната течност, тъй като албуминът не се екскретира със секрети; поради тази причина се повишава осмотичното налягане на междуклетъчната течност, водата от клетките започва да преминава в междуклетъчната течност и функциите на клетките се нарушават. Високото осмотично налягане на извънклетъчната течност също води до намаляване или дори спиране на образуването на урина , и ако вода и соли не се доставят отвън, животното развива кома.