GOUVPO UGMA Federalna agencija za zdravstvo i društveni razvoj
Odsjek za biohemiju
TEČAJ PREDAVANJA
U OPĆOJ BIOHEMIJI
Modul 8. Biohemija metabolizam vode i soli i acidobaznog statusa
Ekaterinburg,
PREDAVANJE br. 24
Tema: Vodeno-solni i mineralni metabolizam
Fakulteti: terapeutsko-preventivni, medicinsko-preventivni, pedijatrijski.
Metabolizam vode i soli– izmjena vode i osnovnih elektrolita organizma (Na+, K+, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4).
Elektroliti– supstance koje se u rastvoru disociraju na anjone i katjone. One se mjere u mol/l.
Neelektroliti– supstance koje se ne disociraju u rastvoru (glukoza, kreatinin, urea). One se mjere u g/l.
Mineralni metabolizam– razmjena bilo kojih mineralnih komponenti, uključujući i one koje ne utiču na osnovne parametre tečnog okruženja u tijelu.
Voda- glavna komponenta svih telesnih tečnosti.
Biološka uloga vode
- Voda je univerzalni rastvarač za većinu organskih (osim lipida) i neorganska jedinjenja.
- Voda i tvari otopljene u njoj stvaraju unutrašnje okruženje tijelo.
- Voda osigurava transport tvari i toplinske energije kroz tijelo.
- Značajan dio hemijske reakcije organizam se javlja u vodenoj fazi.
- Voda učestvuje u reakcijama hidrolize, hidratacije i dehidracije.
- Određuje prostornu strukturu i svojstva hidrofobnih i hidrofilnih molekula.
- U kombinaciji sa GAG-ovima, voda obavlja strukturnu funkciju.
OPŠTA SVOJSTVA TJELESNIH TEČNOSTI
Volume. Kod svih kopnenih životinja, tekućina čini oko 70% tjelesne težine. Raspodjela vode u tijelu zavisi od starosti, pola, mišićna masa,... Sa potpunom deprivacijom vode, smrt nastupa nakon 6-8 dana, kada se količina vode u organizmu smanji za 12%.REGULACIJA VODNO-SOLI BILANSA TIJELA
U tijelu se ravnoteža vode i soli unutarćelijske sredine održava konstantnošću ekstracelularne tekućine. Zauzvrat, ravnoteža vode i soli ekstracelularne tekućine održava se kroz krvnu plazmu uz pomoć organa i regulira je hormonima.
Organi koji regulišu metabolizam vode i soli
Ulazak vode i soli u organizam odvija se kroz gastrointestinalni trakt, a taj proces kontroliše osjećaj žeđi i apetit za slanom. Bubrezi uklanjaju višak vode i soli iz tijela. Osim toga, vodu iz tijela uklanjaju koža, pluća i gastrointestinalni trakt.
Balans vode u tijelu
Promjene u radu bubrega, kože, pluća i gastrointestinalnog trakta mogu dovesti do poremećaja homeostaze vode i soli. Na primjer, u vrućim klimama, za održavanje...Hormoni koji regulišu metabolizam vode i soli
Antidiuretski hormon (ADH), ili vazopresin, je peptid molekulske težine oko 1100 D, koji sadrži 9 AA povezanih jednim disulfidom... ADH se sintetiše u neuronima hipotalamusa, prenosi do nervnih završetaka... Visoko osmotski pritisak ekstracelularne tečnosti aktivira osmoreceptore hipotalamusa, što rezultira...Sistem renin-angiotenzin-aldosteron
Renin
Renin- proteolitički enzim koji proizvode jukstaglomerularne stanice smještene duž aferentnih (aferentnih) arteriola bubrežnog tjelešca. Sekrecija renina je stimulirana padom tlaka u aferentnim arteriolama glomerula, uzrokovanim smanjenjem krvnog tlaka i smanjenjem koncentracije Na+. Lučenje renina je također olakšano smanjenjem impulsa iz baroreceptora atrija i arterija kao rezultat smanjenja krvnog tlaka. Angiotenzin II, visoki krvni pritisak, inhibira lučenje renina.
U krvi renin djeluje na angiotenzinogen.
Angiotenzinogen- α 2 -globulin, od 400 AK. Stvaranje angiotenzinogena se dešava u jetri i stimulisano je glukokortikoidima i estrogenima. Renin hidrolizira peptidnu vezu u molekuli angiotenzinogena, odvajajući od nje N-terminalni dekapeptid - angiotenzin I , koji nema biološku aktivnost.
Pod dejstvom enzima koji konvertuje antiotenzin (ACE) (karboksidipeptidil peptidaze) edotelnih ćelija, pluća i krvne plazme, 2 AA se uklanjaju sa C-terminusa angiotenzina I i angiotenzin II (oktapeptid).
Angiotenzin II
Angiotenzin II funkcionira kroz inozitol trifosfatni sistem stanica glomerulozne zone korteksa nadbubrežne žlijezde i SMC. Angiotenzin II stimuliše sintezu i lučenje aldosterona ćelijama glomerulozne zone korteksa nadbubrežne žlezde. Visoke koncentracije angiotenzina II uzrokuju jaku vazokonstrikciju perifernih arterija i povećavaju krvni tlak. Osim toga, angiotenzin II stimulira centar za žeđ u hipotalamusu i inhibira lučenje renina u bubrezima.
Angiotenzin II se hidrolizira aminopeptidazama u angiotenzin III (heptapeptid sa aktivnošću angiotenzina II, ali ima 4 puta nižu koncentraciju), koji se zatim hidrolizuje angiotenzinazom (proteazom) u AA.
Aldosteron
Sintezu i lučenje aldosterona stimulišu angiotenzin II, niske koncentracije Na+ i visoke koncentracije K+ u krvnoj plazmi, ACTH, prostaglandini... Aldosteronski receptori su lokalizovani i u jezgru i u citosolu ćelije... Kao rezultat, aldosteron stimulira reapsorpciju Na+ u bubrezima, što uzrokuje zadržavanje NaCl u tijelu i povećava...Šema regulacije metabolizma vode i soli
Uloga RAAS sistema u razvoju hipertenzija
Prekomjerna proizvodnja RAAS hormona uzrokuje povećanje volumena cirkulirajuće tekućine, osmotske i krvni pritisak, te dovodi do razvoja hipertenzije.
Do povećanja renina dolazi, na primjer, kod ateroskleroze bubrežne arterije koji se javlja kod starijih osoba.
Hipersekrecija aldosterona - hiperaldosteronizam , nastaje kao rezultat nekoliko razloga.
Uzrok primarnog hiperaldosteronizma (Connov sindrom ) u približno 80% bolesnika postoji adenoma nadbubrežne žlijezde, u ostalim slučajevima postoji difuzna hipertrofija ćelija glomerulozne zone koje proizvode aldosteron.
Kod primarnog hiperaldosteronizma, višak aldosterona pojačava reapsorpciju Na+ u bubrežnih tubula, koji stimuliše lučenje ADH i zadržavanje vode u bubrezima. Osim toga, pojačano je izlučivanje K+, Mg 2+ i H+ jona.
Kao rezultat, razvijaju se: 1). hipernatremija, koja uzrokuje hipertenziju, hipervolemiju i edem; 2). hipokalemija koja dovodi do slabost mišića; 3). nedostatak magnezijuma i 4). blaga metabolička alkaloza.
Sekundarni hiperaldosteronizam javlja se mnogo češće nego primarni. Može biti povezano sa zatajenjem srca, hronične bolesti bubrega, kao i kod tumora koji luče renin. Pacijenti se posmatraju povećan nivo renin, angiotenzin II i aldosteron. Klinički simptomi manje izražen nego kod primarnog aldosteronizma.
METABOLIZAM KALCIJUMA, MAGNEZIJA, FOSFORA
Funkcije kalcijuma u organizmu:
- Intracelularni medijator brojnih hormona (inositol trifosfatni sistem);
- Učestvuje u stvaranju akcionih potencijala u nervima i mišićima;
- Učestvuje u zgrušavanju krvi;
- Pokreće kontrakciju mišića, fagocitozu, lučenje hormona, neurotransmitera itd.;
- Učestvuje u mitozi, apoptozi i nekrobiozi;
- Povećava propusnost ćelijske membrane za jone kalijuma, utiče na provodljivost natrijuma ćelija, rad jonskih pumpi;
- Koenzim nekih enzima;
Funkcije magnezijuma u organizmu:
- Koenzim je mnogih enzima (transketolaza (PFSH), glukoza-6ph dehidrogenaza, 6-fosfoglukonat dehidrogenaza, glukonolakton hidrolaza, adenilat ciklaza itd.);
- Neorganska komponenta kostiju i zuba.
Funkcije fosfata u tijelu:
- Neorganska komponenta kostiju i zuba (hidroksiapatit);
- Dio lipida (fosfolipidi, sfingolipidi);
- Dio nukleotida (DNK, RNA, ATP, GTP, FMN, NAD, NADP, itd.);
- Osigurava energetski metabolizam jer formira makroergijske veze (ATP, kreatin fosfat);
- Dio proteina (fosfoproteini);
- Dio ugljikohidrata (glukoza-6ph, fruktoza-6ph, itd.);
- Reguliše aktivnost enzima (reakcije fosforilacije/defosforilacije enzima, deo inozitol trifosfata - komponenta inozitol trifosfatnog sistema);
- Učestvuje u katabolizmu supstanci (reakcija fosfolize);
- Reguliše DZS jer formira fosfatni pufer. Neutralizira i uklanja protone u urinu.
Raspodjela kalcijuma, magnezijuma i fosfata u organizmu
Tijelo odrasle osobe sadrži oko 1 kg fosfora: Kosti i zubi sadrže 85% fosfora; Ekstracelularna tečnost – 1% fosfora. U serumu... Koncentracija magnezijuma u krvnoj plazmi je 0,7-1,2 mmol/l.Razmjena kalcijuma, magnezija i fosfata u tijelu
Uz hranu dnevno, kalcijum treba snabdjeti - 0,7-0,8 g, magnezijum - 0,22-0,26 g, fosfor - 0,7-0,8 g. Kalcijum se slabo apsorbuje 30-50%, fosfor se dobro apsorbuje 90%.
Osim u gastrointestinalni trakt, kalcijum, magnezij i fosfor ulaze u krvnu plazmu iz koštanog tkiva tokom procesa njegove resorpcije. Razmjena između krvne plazme i koštanog tkiva za kalcijum je 0,25-0,5 g/dan, za fosfor – 0,15-0,3 g/dan.
Kalcijum, magnezijum i fosfor se izlučuju iz organizma putem bubrega sa urinom, kroz gastrointestinalni trakt sa izmetom i kroz kožu sa znojem.
Regulacija razmene
Glavni regulatori metabolizma kalcijuma, magnezija i fosfora su paratiroidni hormon, kalcitriol i kalcitonin.
Paratiroidni hormon
Lučenje paratiroidnog hormona stimulisano je niskim koncentracijama Ca2+, Mg2+ i visokim koncentracijama fosfata, a inhibirano je vitaminom D3. Brzina razgradnje hormona se smanjuje pri niskim koncentracijama Ca2+ i... Paratiroidni hormon djeluje na kosti i bubrege. Stimuliše lučenje faktora rasta 1 sličnog insulinu od strane osteoblasta i...Hiperparatireoza
Hiperparatireoza uzrokuje: 1. destrukciju kostiju, uz mobilizaciju kalcijuma i fosfata iz njih... 2. hiperkalcemiju, sa povećanom reapsorpcijom kalcijuma u bubrezima. Hiperkalcemija dovodi do smanjenja neuromuskularnog...Hipoparatireoza
Hipoparatireoza je uzrokovana insuficijencijom paratireoidnih žlijezda i praćena je hipokalcemijom. Hipokalcemija uzrokuje pojačanu neuromišićnu provodljivost, napade toničnih konvulzija, konvulzije respiratornih mišića i dijafragma, laringospazam.
Calcitriol
1. U koži pod uticajem UV zračenja nastaje 7-dehidroholesterol... 2. U jetri 25-hidroksilaza hidroksilira holekalciferol u kalcidiol (25-hidroksiholekalciferol, 25(OH)D3)....kalcitonin
Kalcitonin je polipeptid koji se sastoji od 32 AA sa jednom disulfidnom vezom, koji luče parafolikularne K ćelije štitne žlijezde ili C ćelije paratireoidnih žlijezda.
Lučenje kalcitonina je stimulirano visokim koncentracijama Ca 2+ i glukagona, a potisnuto niskim koncentracijama Ca 2+.
kalcitonin:
1. potiskuje osteolizu (smanjenje aktivnosti osteoklasta) i inhibira oslobađanje Ca 2+ iz kostiju;
2. u tubulima bubrega inhibira reapsorpciju Ca 2+, Mg 2+ i fosfata;
3. inhibira probavu u gastrointestinalnom traktu,
Promene nivoa kalcijuma, magnezijuma i fosfata u različitim patologijama
Povećanje koncentracije Ca2+ u krvnoj plazmi opaža se kod: hiperfunkcije paratireoidnih žlijezda; frakture kostiju; poliartritis; višestruko... Smanjenje koncentracije fosfata u krvnoj plazmi se opaža kod: rahitisa; ... Povećanje koncentracije fosfata u krvnoj plazmi opaža se kod: hipofunkcije paratireoidnih žlijezda; predoziranje…Uloga mikroelemenata: Mg2+, Mn2+, Co, Cu, Fe2+, Fe3+, Ni, Mo, Se, J. Značaj ceruloplazmina, Konovalov-Wilsonova bolest.
mangan – kofaktor aminoacil-tRNA sintetaze.
Biološka uloga Na+, Cl-, K+, HCO3- - glavnih elektrolita, značaj u regulaciji CBS. Metabolizam i biološka uloga. Anionska razlika i njena korekcija.
Smanjen sadržaj hlorida u krvnom serumu: hipohloremična alkaloza (nakon povraćanja), respiratorna acidoza, prekomerno znojenje, nefritis sa... Pojačano lučenje hloridi u urinu: hipoaldosteronizam (Addisonova bolest),... Smanjeno izlučivanje hlorida u urinu: Gubitak hlorida kroz povraćanje, dijareju, Cushingova bolest, krajnja faza bubrega...PREDAVANJE br. 25
Tema: CBS
2. kurs. Kiselo-bazno stanje (ABS) - relativna konstantnost reakcije...Biološki značaj regulacije pH, posljedice kršenja
Odstupanje pH vrednosti od norme za 0,1 izaziva primetne poremećaje u respiratornom, kardiovaskularnom, nervnom i drugim sistemima organizma. Kod acidemije se javlja: 1. pojačano disanje do iznenadne kratkoće daha, otežano disanje kao posljedica bronhospazma;Osnovni principi regulacije PPOV
Regulacija DZS-a zasniva se na 3 glavna principa:
1. pH konstantnost . Regulatorni mehanizmi CBS-a održavaju konstantan pH.
2. izosmolarnost . Prilikom regulacije CBS, koncentracija čestica u međućelijskoj i ekstracelularnoj tekućini se ne mijenja.
3. električna neutralnost . Prilikom regulacije CBS-a, broj pozitivnih i negativnih čestica u međućelijskoj i ekstracelularnoj tekućini se ne mijenja.
MEHANIZMI REGULACIJE SPAT
U osnovi, postoje 3 glavna mehanizma za regulisanje DZS:
- Fizičko-hemijski mehanizam , to su puferni sistemi krvi i tkiva;
- Fiziološki mehanizam , to su organi: pluća, bubrezi, kost, jetra, koža, gastrointestinalni trakt.
- Metabolički (na ćelijskom nivou).
Postoje fundamentalne razlike u radu ovih mehanizama:
Fizičko-hemijski mehanizmi regulacije CBS-a
Buffer je sistem koji se sastoji od slabe kiseline i njene soli sa jakom bazom (konjugirani kiselinsko-bazni par).
Princip rada bafer sistema je da vezuje H + kada postoji višak i oslobađa H + kada postoji nedostatak: H + + A - ↔ AN. Dakle, puferski sistem ima tendenciju da se odupre bilo kakvoj promeni pH vrednosti, a jedna od komponenti puferskog sistema se troši i zahteva restauraciju.
Tampon sistemi karakterizira omjer komponenti kiselinsko-baznog para, kapacitet, osjetljivost, lokalizacija i pH vrijednost koju održavaju.
Postoji mnogo pufera unutar i izvan tjelesnih ćelija. Glavni puferski sistemi tijela uključuju bikarbonatni, fosfatni protein i njegovu raznolikost, hemoglobinski pufer. Oko 60% kiselinskih ekvivalenata je vezano za intracelularne pufer sisteme, a oko 40% za ekstracelularne.
Bikarbonatni (hidrokarbonatni) pufer
Sastoji se od H 2 CO 3 i NaHCO 3 u omjeru 1/20, a lokaliziran je uglavnom u međućelijskoj tekućini. U krvnom serumu pri pCO 2 = 40 mm Hg, koncentraciji Na + 150 mmol/l održava pH = 7,4. Bikarbonatni pufer osigurava enzim karboanhidraza i protein trake 3 crvenih krvnih zrnaca i bubrega.
Bikarbonatni pufer je jedan od najvažnijih pufera u tijelu, zbog svojih karakteristika:
- Unatoč malom kapacitetu - 10%, bikarbonatni pufer je vrlo osjetljiv, veže do 40% svih "dodatnih" H +;
- Bikarbonatni pufer integriše rad glavnih pufer sistema i fizioloških mehanizama regulacije CBS.
U tom smislu, bikarbonatni pufer je indikator CBS-a, a određivanje njegovih komponenti je osnova za dijagnosticiranje kršenja CBS-a.
Fosfatni pufer
Sastoji se od kiselih NaH 2 PO 4 i bazičnih Na 2 HPO 4 fosfata, lokalizovanih uglavnom u ćelijskoj tečnosti (14% fosfata u ćeliji, 1% u međućelijskoj tečnosti). Odnos kiselih i bazičnih fosfata u krvnoj plazmi je ¼, u urinu - 25/1.
Fosfatni pufer osigurava regulaciju CBS unutar ćelije, regeneraciju bikarbonatnog pufera u međućelijskoj tekućini i izlučivanje H+ u urinu.
Proteinski pufer
Prisustvo amino i karboksilnih grupa u proteinima daje im amfoterna svojstva - pokazuju svojstva kiselina i baza, formirajući puferski sistem.
Proteinski pufer se sastoji od proteina-H i proteina-Na, lokaliziran je uglavnom u stanicama. Najvažniji proteinski pufer u krvi je hemoglobin .
Hemoglobinski pufer
Hemoglobinski pufer se nalazi u crvenim krvnim zrncima i ima niz karakteristika:
- ima najveći kapacitet (do 75%);
- njegov rad je direktno povezan sa razmjenom plina;
- sastoji se ne od jednog, već od 2 para: HHb↔H + + Hb - i HHbO 2 ↔H + + HbO 2 -;
HbO 2 je relativno jaka kiselina, jača je čak i od ugljene kiseline. Kiselost HbO 2 u odnosu na Hb je 70 puta veća, stoga je oksihemoglobin prisutan uglavnom u obliku kalijeve soli (KHbO 2), a deoksihemoglobin u obliku nedisocirane kiseline (HHb).
Rad hemoglobina i bikarbonatnog pufera
Fiziološki mehanizmi regulacije CBS-a
Kiseline i baze koje se stvaraju u tijelu mogu biti isparljive ili neisparljive. Hlapljivi H2CO3, nastao iz CO2, krajnjeg produkta aerobnih... Nehlapljivih kiselina laktata, ketonskih tijela i masna kiselina akumuliraju se u... Hlapljive kiseline se iz organizma izlučuju uglavnom preko pluća sa izdahnutim vazduhom, neisparljive kiseline - bubrezima sa urinom.Uloga pluća u regulaciji CBS-a
Regulacija razmjene plinova u plućima i, shodno tome, oslobađanja H2CO3 iz organizma vrši se protokom impulsa iz hemoreceptora i... Normalno, pluća luče 480 litara CO2 dnevno, što je ekvivalentno 20 mola H2CO3.... Plućni mehanizmi za održavanje CBS-a su veoma efikasni, oni su u stanju da izravnaju kršenje CBS-a za 50-70%...Uloga bubrega u regulaciji CBS-a
Bubrezi regulišu CBS: 1. uklanjanjem H+ iz organizma u reakcijama acidogeneze, amonijageneze i... 2. zadržavanjem Na+ u organizmu. Na+,K+-ATPaza reapsorbuje Na+ iz urina, koji zajedno sa karboanhidrazom i acidogenezom...Uloga kostiju u regulaciji CBS-a
1. Ca3(PO4)2 + 2H2CO3 → 3 Ca2+ + 2HPO42- + 2HCO3- 2. 2HPO42- + 2HCO3- + 4HA → 2H2PO4- (u urinu) + 2H2O + 2CO2 + 4A- 3. A- + A ( Ca2+ u urinu)Uloga jetre u regulaciji CBS-a
Jetra reguliše CBS:
1. pretvaranje aminokiselina, keto kiselina i laktata u neutralnu glukozu;
2. pretvaranje jake amonijačne baze u slabo bazičnu ureu;
3. sintetiziranje krvnih proteina koji formiraju proteinski pufer;
4. sintetiše glutamin koji bubrezi koriste za amoniogenezu.
Zatajenje jetre dovodi do razvoja metaboličke acidoze.
Istovremeno, jetra sintetizira ketonska tijela koja u uvjetima hipoksije, posta ili dijabetesa doprinose acidozi.
Utjecaj gastrointestinalnog trakta na CBS
Gastrointestinalni trakt utiče na stanje CBS-a, jer koristi HCl i HCO 3 tokom procesa varenja. Prvo, HCl se luči u lumen želuca, dok se HCO 3 nakuplja u krvi i razvija se alkaloza. Tada HCO 3 - iz krvi sa sokom pankreasa ulazi u lumen crijeva i uspostavlja se ravnoteža CO2 u krvi. Pošto su hrana koja ulazi u organizam i feces koji se izlučuje iz organizma uglavnom neutralni, ukupni efekat na CBS je nula.
U prisustvu acidoze, više HCl se oslobađa u lumen, što doprinosi nastanku ulkusa. Povraćanje može nadoknaditi acidozu, a dijareja je može pogoršati. Dugotrajno povraćanje uzrokuje razvoj alkaloze, a kod djece je može imati teške posledicečak i smrt.
Ćelijski mehanizam regulacije CBS-a
Pored razmatranih fizičko-hemijskih i fizioloških mehanizama regulacije CBS, postoje i oni ćelijski mehanizam regulativa DZS. Princip njegovog rada je da se višak količine H+ može staviti u ćelije u zamjenu za K+.
INDIKATORI PPOV
1. pH - (power hydrogene - snaga vodonika) - negativan decimalni logaritam(-lg) Koncentracija H+. Norma u kapilarnoj krvi je 7,37 - 7,45,... 2. rSO2 – parcijalni pritisak ugljen-dioksida, koji je u ravnoteži sa... 3. rO2 – parcijalni pritisak kiseonika u punoj krvi. Norma u kapilarnoj krvi je 83 - 108 mmHg, u venskoj krvi –…KRŠENJA DAHA
Korekcija CBS je adaptivna reakcija na dijelu organa koji je uzrokovao kršenje CBS. Postoje dvije glavne vrste CBS poremećaja – acidoza i alkaloza.Acidoza
I. Gas (disanje) . Karakterizira ga nakupljanje CO 2 u krvi ( pCO 2 =, AB, SB, BB=N,).
1). poteškoće u oslobađanju CO 2, u slučaju kršenja spoljašnje disanje(hipoventilacija tokom bronhijalna astma, upala pluća, poremećaji cirkulacije sa zastojem u plućnoj cirkulaciji, plućni edem, emfizem, plućna atelektaza, depresija respiratornog centra pod uticajem niza toksina i lekova poput morfijuma i dr.) (pCO 2 =, pO 2 = ↓, AB, SB, BB=N,).
2). visoka koncentracija CO 2 in okruženje(zatvoreni prostori) (rSO 2 =, rO 2, AB, SB, BB=N,).
3). kvarovi anestezijsko-respiratorne opreme.
Kod gasne acidoze dolazi do nakupljanja u krvi. CO 2, H 2 CO 3 i smanjenje pH. Acidoza stimuliše reapsorpciju Na+ u bubrezima i nakon nekog vremena dolazi do povećanja AB, SB, BB u krvi i kao kompenzacija se razvija ekskretorna alkaloza.
Kod acidoze, H 2 PO 4 - se akumulira u krvnoj plazmi, koja se ne može reapsorbirati u bubrezima. Kao rezultat toga, intenzivno se oslobađa, uzrokujući fosfaturija .
Kako bi kompenzirali acidozu, bubrezi intenzivno izlučuju hloride u urinu, što dovodi do hipokroremija .
Višak H+ ulazi u ćelije, a zauzvrat K+ napušta ćelije, uzrokujući hiperkalemija .
Višak K+ se intenzivno izlučuje urinom, što u roku od 5-6 dana dovodi do hipokalemija .
II. Ne-gas. Karakterizirana akumulacijom nehlapljivih kiselina (pCO 2 =↓,N, AB, SB, BB=↓).
1). Metabolički. Razvija se uz poremećaj metabolizma tkiva, koji je praćen prekomjernim stvaranjem i nakupljanjem nehlapljivih kiselina ili gubitkom baza (pCO 2 =↓,N, AR = , AB, SB, BB=↓).
A). Ketoacidoza. At dijabetes melitus, gladovanje, hipoksija, groznica itd.
b). Laktacidoza. Za hipoksiju, disfunkciju jetre, infekcije itd.
V). Acidoza. Nastaje kao rezultat akumulacije organskih i neorganske kiseline sa opsežnim upalnih procesa, opekotine, povrede itd.
Kod metaboličke acidoze dolazi do akumulacije nehlapljivih kiselina, a pH se smanjuje. Puferski sistemi, neutralizirajući kiseline, se troše, zbog čega se koncentracija u krvi smanjuje. AB, SB, BB i diže se AR.
H + neisparljive kiseline, u interakciji sa HCO 3 - daju H 2 CO 3, koji se razlaže na H 2 O i CO 2, dok same neisparljive kiseline formiraju soli sa Na + bikarbonatima. Nizak pH i visok pCO 2 stimuliraju disanje; kao rezultat toga, pCO 2 u krvi se normalizira ili smanjuje s razvojem plinske alkaloze.
Višak H+ u krvnoj plazmi prelazi u ćeliju, a zauzvrat K+ napušta ćeliju, u krvnoj plazmi nastaje prolazno stanje hiperkalemija , i ćelije - hipokaligistija . K+ se intenzivno izlučuje urinom. U roku od 5-6 dana, sadržaj K+ u plazmi se normalizuje, a zatim postaje ispod normalnog ( hipokalemija ).
U bubrezima se intenziviraju procesi acidogeneze, amoniogeneze i nadopunjavanja nedostatka bikarbonata u plazmi. U zamjenu za HCO 3 - Cl - se aktivno izlučuje u urinu, razvijajući se hipohloremija .
Kliničke manifestacije metabolička acidoza:
- poremećaja mikrocirkulacije . Dolazi do smanjenja protoka krvi i razvoja zastoja pod utjecajem kateholamina, mijenjaju se reološka svojstva krvi, što doprinosi produbljivanju acidoze.
- oštećenja i povećane propusnosti vaskularni zid pod uticajem hipoksije i acidoze. Sa acidozom se povećava nivo kinina u plazmi i ekstracelularnoj tečnosti. Kinini uzrokuju vazodilataciju i dramatično povećavaju propusnost. Razvija se hipotenzija. Opisane promjene na krvnim žilama mikrovaskulature doprinose procesu stvaranja tromba i krvarenja.
Kada je pH krvi manji od 7,2, smanjen minutni volumen srca .
- Kussmaulov dah (kompenzacijska reakcija usmjerena na oslobađanje viška CO 2).
2. Izlučivanje. Nastaje kada su procesi acidogeneze i amonijageneze u bubrezima poremećeni ili kada dođe do prekomjernog gubitka bazičnih valencija u fecesu.
A). Zadržavanje kiseline na zatajenje bubrega(hronični difuzni glomerulonefritis, nefroskleroza, difuzni nefritis, uremija). Urin je neutralan ili alkalan.
b). Gubitak lužine: bubrežni (renalna tubularna acidoza, hipoksija, intoksikacija sulfonamidom), gastroenteralni (proljev, hipersalivacija).
3. Egzogeni.
Gutanje kisele hrane, lijekova (amonijum hlorid; transfuzija velikih količina rastvora za nadoknadu krvi i tečnosti za parenteralnu ishranu čiji je pH normalan<7,0) и при отравлениях (салицилаты, этанол, метанол, этиленгликоль, толуол и др.).
4. Kombinovano.
Na primjer, ketoacidoza + laktacidoza, metabolička + izlučivanje itd.
III. Miješano (gas + plin).
Javlja se kod asfiksije, kardiovaskularnog zatajenja itd.
Alkaloza
1). pojačano uklanjanje CO2, uz aktivaciju vanjskog disanja (hiperventilacija pluća sa kompenzacijskim otežanim disanjem, koja prati niz bolesti, uključujući... 2). Nedostatak O2 u udahnutom zraku uzrokuje hiperventilaciju pluća i... Hiperventilacija dovodi do smanjenja pCO2 u krvi i povećanja pH. Alkaloza inhibira bubrežnu reapsorpciju Na+,...Alkaloza bez gasa
Književnost
1. Serum ili plazma bikarbonati /R. Murray, D. Grenner, P. Mayes, V. Rodwell // Human Biochemistry: u 2 toma. T.2. Per. sa engleskog: - M.: Mir, 1993. - str. 370-371.
2. Krvni puferski sistemi i acidobazna ravnoteža / T.T. Berezov, B.F. Korovkin // Biološka hemija: Udžbenik / Ed. RAMS S.S. Debova. - 2nd ed. prerađeno i dodatne - M.: Medicina, 1990. - str. 452-457.
Šta ćemo sa primljenim materijalom:
Ako vam je ovaj materijal bio koristan, možete ga spremiti na svoju stranicu na društvenim mrežama:
Voda je medij u kojem se odvija većina metaboličkih reakcija. Direktno je uključen u metabolizam. Voda igra određenu ulogu u procesima termoregulacije organizma. Uz pomoć vode, hranjive tvari se dostavljaju tkivima i stanicama i iz njih se uklanjaju konačni produkti metabolizma.
Izlučivanje vode iz tijela vrše bubrezi - 1,2-1,5 l, koža - 0,5 l, pluća - 0,2-0,3 l. Razmjenu vode reguliše neurohormonski sistem. Zadržavanje vode u tijelu potiču hormoni kore nadbubrežne žlijezde (kortizon, aldosteron) i hormon stražnjeg režnja hipofize, vazopresin. Hormon štitnjače tiroksin povećava izlučivanje vode iz tijela.
^
MINERALNI METABOLIZAM
Mineralne soli spadaju u esencijalne prehrambene supstance. Mineralni elementi nemaju nutritivnu vrijednost, ali su potrebni organizmu kao tvari koje sudjeluju u regulaciji metabolizma, održavanju osmotskog tlaka i osiguravanju konstantnog pH intra- i ekstracelularne tekućine tijela. Mnogi mineralni elementi su strukturne komponente enzima i vitamina.
Sastav ljudskih i životinjskih organa i tkiva uključuje makroelemente i mikroelemente. Potonji se nalaze u tijelu u vrlo malim količinama. U različitim živim organizmima, kao iu ljudskom tijelu, kisik, ugljik, vodonik i dušik nalaze se u najvećim količinama. Ovi elementi, kao i fosfor i sumpor, dio su živih ćelija u obliku raznih jedinjenja. Makroelementi takođe uključuju natrijum, kalijum, kalcijum, hlor i magnezijum. U organizmu životinja pronađeni su sljedeći mikroelementi: bakar, mangan, jod, molibden, cink, fluor, kobalt itd. Gvožđe zauzima srednje mjesto između makro- i mikroelemenata.
Minerali ulaze u organizam samo hranom. Zatim kroz crijevnu sluznicu i krvne žile u portalnu venu i jetru. Jetra zadržava neke minerale: natrijum, gvožđe, fosfor. Gvožđe je deo hemoglobina, učestvuje u prenosu kiseonika, kao i u sastavu redoks enzima. Kalcijum je deo koštanog tkiva i daje mu snagu. Osim toga, igra važnu ulogu u zgrušavanju krvi. Fosfor, koji se pored slobodnog (anorganskog) nalazi u jedinjenjima sa proteinima, mastima i ugljenim hidratima, veoma je koristan za organizam. Magnezijum reguliše neuromišićnu ekscitabilnost i aktivira mnoge enzime. Kobalt je dio vitamina B12. Jod je uključen u stvaranje hormona štitnjače. Fluorid se nalazi u zubnim tkivima. Natrijum i kalij su od velike važnosti za održavanje osmotskog pritiska krvi.
Metabolizam minerala usko je povezan s metabolizmom organskih tvari (proteini, nukleinske kiseline, ugljikohidrati, lipidi). Na primjer, joni kobalta, mangana, magnezija i željeza neophodni su za normalan metabolizam aminokiselina. Joni hlora aktiviraju amilazu. Kalcijumovi joni imaju aktivirajući efekat na lipazu. Oksidacija masnih kiselina se odvija snažnije u prisustvu jona bakra i gvožđa.
^
POGLAVLJE 12. VITAMINI
Vitamini su niskomolekularna organska jedinjenja koja su esencijalna komponenta hrane. Ne sintetiziraju se kod životinja. Glavni izvor za ljudsko tijelo i životinje je biljna hrana.
Vitamini su biološki aktivne supstance. Njihov nedostatak ili nedostatak hrane prati nagli poremećaj vitalnih procesa, što dovodi do pojave ozbiljnih bolesti. Potreba za vitaminima je zbog činjenice da su mnogi od njih komponente enzima i koenzima.
Vitamini su veoma raznoliki po svojoj hemijskoj strukturi. Dijele se u dvije grupe: rastvorljive u vodi i rastvorljive u mastima.
^ VITAMINI RASPOREDIVI U VODI
1. Vitamin B 1 (tiamin, aneurin). Njegovu hemijsku strukturu karakteriše prisustvo aminske grupe i atoma sumpora. Prisustvo alkoholne grupe u vitaminu B1 omogućava stvaranje estera sa kiselinama. Kombinacijom sa dva molekula fosforne kiseline, tiamin formira ester tiamin difosfat, koji je koenzimski oblik vitamina. Tiamin difosfat je koenzim dekarboksilaza koji katalizuju dekarboksilaciju α-keto kiselina. U nedostatku ili nedovoljnom unosu vitamina B1 u organizam, metabolizam ugljikohidrata postaje nemoguć. Poremećaji se javljaju u fazi iskorišćenja pirogrožđane i α-ketoglutarne kiseline.
2. Vitamin B 2 (riboflavin). Ovaj vitamin je metilirani derivat izoaloksazina vezan za 5-hidrični alkohol ribitol.
U organizmu riboflavin u obliku estera sa fosfornom kiselinom je deo protetske grupe flavin enzima (FMN, FAD), koji kataliziraju biološke oksidacione procese, obezbeđujući prenos vodonika u respiratornom lancu, kao i reakcije sinteza i razgradnja masnih kiselina.
3. Vitamin B 3 (pantotenska kiselina). Pantotenska kiselina se sastoji od -alanina i dioksidimetilmaslačne kiseline, povezanih peptidnom vezom. Biološki značaj pantotenska kiselina je da je dio koenzima A, koji igra ogromnu ulogu u metabolizmu ugljikohidrata, masti i proteina.
4. Vitamin B 6 (piridoksin). Po hemijskoj prirodi, vitamin B 6 je derivat piridina. Fosforilirani derivat piridoksina je koenzim enzima koji katalizuju reakcije metabolizma aminokiselina.
5. Vitamin B 12 (kobalamin). Hemijska struktura vitamina je veoma složena. Sadrži četiri pirolna prstena. U centru se nalazi atom kobalta vezan za azot pirolnih prstenova.
Vitamin B 12 igra veliku ulogu u prijenosu metilnih grupa, kao i sintezi nukleinskih kiselina.
6. Vitamin PP (nikotinska kiselina i njen amid). Nikotinska kiselina je derivat piridina.
Amid nikotinske kiseline je sastavni dio koenzima NAD+ i NADP+, koji su dio dehidrogenaza.
7. Folna kiselina (vitamin B c). Izolirano iz listova spanaća (lat. folium - list). Folna kiselina sadrži para-aminobenzojevu kiselinu i glutaminsku kiselinu. Folna kiselina igra važnu ulogu u metabolizmu nukleinskih kiselina i sintezi proteina.
8. Para-aminobenzojeva kiselina. Ima veliku ulogu u sintezi folne kiseline.
9. Biotin (vitamin H). Biotin je dio enzima koji katalizira proces karboksilacije (dodavanje CO 2 u ugljikov lanac). Biotin je neophodan za sintezu masnih kiselina i purina.
10. Vitamin C (askorbinska kiselina). Hemijska struktura askorbinske kiseline je bliska heksozama. Posebna karakteristika ovog spoja je njegova sposobnost da se podvrgne reverzibilnoj oksidaciji kako bi se formirala dehidroaskorbinska kiselina. Oba ova spoja imaju vitaminsku aktivnost. Askorbinska kiselina učestvuje u redoks procesima organizma, štiti SH grupu enzima od oksidacije i ima sposobnost da dehidrira toksine.
^ VITAMINI OTVORENI U MASTI
U ovu grupu spadaju vitamini grupa A, D, E, K- itd.
1. Vitamini grupe A. Vitamin A 1 (retinol, antikseroftalmički) je po svojoj hemijskoj prirodi blizak karotenima. To je ciklični monohidrični alkohol .
2. Vitamini grupe D (antirahitični vitamin). Po svojoj hemijskoj strukturi vitamini grupe D su bliski steroli. Vitamin D 2 nastaje iz ergosterola u kvascu, a vitamin D 3 nastaje iz 7-dehidroholesterola u životinjskim tkivima pod uticajem ultraljubičastog zračenja.
3. Vitamini grupe E (, , -tokoferoli). Glavne promjene kod nedostatka vitamina E nastaju u reproduktivnom sistemu (gubitak sposobnosti rađanja fetusa, degenerativne promjene u spermi). U isto vrijeme, nedostatak vitamina E uzrokuje oštećenje širokog spektra tkiva.
4. Vitamini grupe K. Po svojoj hemijskoj strukturi vitamini ove grupe (K 1 i K 2) pripadaju naftokinonima. Karakterističan znak nedostatka vitamina K je pojava potkožnih, intramuskularnih i drugih krvarenja i poremećeno zgrušavanje krvi. Razlog za to je kršenje sinteze proteina protrombina, komponente sistema koagulacije krvi.
ANTIVITAMINI
Antivitamini su antagonisti vitamina: često su ove supstance po strukturi veoma bliske odgovarajućim vitaminima, a onda se njihovo delovanje zasniva na „kompetitivnom” izbacivanju odgovarajućeg vitamina iz njegovog kompleksa u enzimskom sistemu od strane antivitamina. Kao rezultat, formira se "neaktivan" enzim, poremeti se metabolizam i nastaje ozbiljna bolest. Na primjer, sulfonamidi su antivitamini para-aminobenzojeve kiseline. Antivitamin vitamina B1 je piritiamin.Postoje i strukturno različiti antivitamini koji su u stanju da vežu vitamine, uskraćujući im vitaminsku aktivnost.
^
POGLAVLJE 13. HORMONI
Hormoni su, kao i vitamini, biološki aktivne tvari i regulatori su metabolizma i fizioloških funkcija. Njihova regulatorna uloga svodi se na aktivaciju ili inhibiciju enzimskih sistema, promjenu permeabilnosti bioloških membrana i transporta supstanci kroz njih, stimulaciju ili pojačavanje različitih biosintetskih procesa, uključujući i sintezu enzima.
Hormoni se proizvode u endokrinim žlijezdama, koje nemaju izvodne kanale i izlučuju svoj sekret direktno u krvotok. Endokrine žlijezde uključuju štitnu žlijezdu, paratiroidnu (u blizini štitne žlijezde), gonade, nadbubrežne žlijezde, hipofizu, gušteraču i timus.
Bolesti koje nastaju kada su funkcije jedne ili druge endokrine žlijezde poremećene posljedica su ili njene hipofunkcije (smanjeno lučenje hormona) ili hiperfunkcije (pretjerano lučenje hormona).
Hormoni se mogu podeliti u tri grupe na osnovu njihove hemijske strukture: proteinski hormoni; hormoni izvedeni iz aminokiseline tirozin i hormoni sa steroidnom strukturom.
^ PROTEINSKI HORMONI
To uključuje hormone pankreasa, prednje hipofize i paratireoidnih žlijezda.
Hormoni pankreasa - inzulin i glukagon - uključeni su u regulaciju metabolizma ugljikohidrata. U svom djelovanju oni su jedni drugima antagonisti. Inzulin snižava, a glukagon povećava nivo šećera u krvi.
Hormoni hipofize regulišu aktivnost mnogih drugih endokrinih žlijezda. To uključuje:
Somatotropni hormon (GH) - hormon rasta, stimuliše rast ćelija, povećava nivo biosintetskih procesa;
Tireostimulirajući hormon (TSH) - stimuliše aktivnost štitne žlijezde;
Adrenokortikotropni hormon (ACTH) - reguliše biosintezu kortikosteroida u korteksu nadbubrežne žlijezde;
Gonadotropni hormoni reguliraju funkciju spolnih žlijezda.
^ HORMONI SERIJE TIROZINA
To uključuje hormone štitnjače i hormone srži nadbubrežne žlijezde. Glavni hormoni štitnjače su tiroksin i trijodtironin. Ovi hormoni su jodirani derivati aminokiseline tirozin. S hipofunkcijom štitne žlijezde, metabolički procesi se smanjuju. Hiperfunkcija štitne žlijezde dovodi do povećanja bazalnog metabolizma.
Srž nadbubrežne žlijezde proizvodi dva hormona, adrenalin i norepinefrin. Ove supstance povećavaju krvni pritisak. Adrenalin ima značajan utjecaj na metabolizam ugljikohidrata – povećava razinu glukoze u krvi.
^ STEROID HORMONS
Ova klasa uključuje hormone koje proizvodi korteks nadbubrežne žlijezde i gonade (jajnici i testisi). Po hemijskoj prirodi su steroidi. Kora nadbubrežne žlijezde proizvodi kortikosteroide, oni sadrže C 21 atom. Dijele se na mineralokortikoide, od kojih su najaktivniji aldosteron i deoksikortikosteron. i glukokortikoidi - kortizol (hidrokortizon), kortizon i kortikosteron. Glukokortikoidi imaju veliki utjecaj na metabolizam ugljikohidrata i proteina. Mineralokortikoidi uglavnom regulišu metabolizam vode i minerala.
Postoje muški (androgeni) i ženski (estrogeni) polni hormoni. Prvi su C 19 -, a drugi C 18 -steroidi. Androgeni uključuju testosteron, androstendion, itd., a estrogeni uključuju estradiol, estron i estriol. Najaktivniji su testosteron i estradiol. Spolni hormoni određuju normalan seksualni razvoj, formiranje sekundarnih polnih karakteristika i utiču na metabolizam.
^ POGLAVLJE 14. BIOHEMIJSKE OSNOVE RACIONALNE PREHRANE
U problemu ishrane mogu se izdvojiti tri međusobno povezana dijela: racionalna ishrana, terapijska i terapeutsko-profilaktička. Osnova je takozvana racionalna ishrana, budući da je izgrađena uzimajući u obzir potrebe zdrave osobe, zavisno od starosti, zanimanja, klimatskih i drugih uslova. Osnova uravnotežene prehrane je ravnoteža i pravilna ishrana. Racionalna prehrana je sredstvo za normalizaciju stanja tijela i održavanje njegove visoke radne sposobnosti.
Ugljikohidrati, proteini, masti, aminokiseline, vitamini i minerali ulaze u ljudski organizam hranom. Potreba za ovim supstancama varira i određena je fiziološkim stanjem organizma. Telo koje raste treba više hrane. Osoba koja se bavi sportom ili fizičkim radom troši veliku količinu energije, pa je stoga potrebna i više hrane nego osoba koja sedi.
U ishrani ljudi količina proteina, masti i ugljenih hidrata treba da bude u omjeru 1:1:4, odnosno potrebna je za 1 g proteina.Unosi se 1 g masti i 4 g ugljenih hidrata. Proteini treba da obezbede oko 14% dnevnog unosa kalorija, masti oko 31%, a ugljeni hidrati oko 55%.
U sadašnjoj fazi razvoja nauke o ishrani nije dovoljno polaziti samo od ukupne potrošnje nutrijenata. Veoma je važno uspostaviti udio esencijalnih sastojaka hrane u ishrani (esencijalne aminokiseline, nezasićene masne kiseline, vitamini, minerali itd.). Savremeno učenje o ljudskim potrebama za hranom izraženo je u konceptu uravnotežene prehrane. Prema ovom konceptu, osiguravanje normalne životne aktivnosti moguće je ne samo snabdijevanjem tijela adekvatnom količinom energije i proteina, već i promatranjem prilično složenih odnosa između brojnih nezamjenjivih nutritivnih faktora koji su u stanju da ispolje maksimum svojih korisnih bioloških učinaka. u telu. Zakon uravnotežene ishrane zasniva se na idejama o kvantitativnim i kvalitativnim aspektima procesa asimilacije hrane u organizmu, odnosno celokupnom zbiru metaboličkih enzimskih reakcija.
Institut za ishranu Akademije medicinskih nauka SSSR-a razvio je prosječne podatke o prehrambenim potrebama odrasle osobe. Uglavnom, u određivanju optimalnih omjera pojedinih nutrijenata, upravo je taj omjer nutrijenata u prosjeku neophodan za održavanje normalnog funkcioniranja odrasle osobe. Stoga je pri izradi općih dijeta i procjeni pojedinačnih proizvoda potrebno usredotočiti se na ove omjere. Važno je zapamtiti da ne samo da je nedostatak pojedinih bitnih faktora štetan, već je i njihov višak opasan. Razlog toksičnosti viška esencijalnih nutrijenata vjerovatno je povezan s neravnotežom u ishrani, što zauzvrat dovodi do narušavanja biohemijske homeostaze (konstantnosti sastava i svojstava unutrašnje sredine) organizma i poremećaja ćelijskog rada. ishrana.
Zadati nutritivni balans teško se može preneti bez promene nutritivne strukture ljudi u različitim uslovima rada i života, ljudi različite starosti i pola itd. Na osnovu činjenice da se razlike u energetskim i nutritivnim potrebama zasnivaju na karakteristikama toka metaboličkih procesa i njihove hormonske i nervne regulacije, potrebno je da osobe različite dobi i spola, kao i osobe sa značajnim odstupanjima od prosječnih pokazatelja normalnog enzimskog statusa, izvrše određene prilagodbe uobičajenoj prezentaciji formule uravnotežene ishrane. .
Institut za ishranu Akademije medicinskih nauka SSSR-a predložio je standarde za
izračunavanje optimalne ishrane za stanovništvo naše zemlje.
Ove dijete se razlikuju u odnosu na tri klimatska uslova
zone: sjeverna, centralna i južna. Međutim, noviji naučni podaci ukazuju da takva podjela danas ne može biti zadovoljavajuća. Najnovija istraživanja su pokazala da se sjever unutar naše zemlje mora podijeliti na dvije zone: evropsku i azijsku. Ove zone se značajno razlikuju jedna od druge u klimatskim uslovima. Na Institutu za kliničku i eksperimentalnu medicinu Sibirskog ogranka Akademije medicinskih nauka SSSR-a (Novosibirsk), kao rezultat dugotrajnih studija, pokazalo se da u uslovima azijskog severa metabolizam proteina, masti, ugljikohidrata, vitamina, makro- i mikroelemenata se restrukturira, te stoga postoji potreba da se razjasne ljudski standardi prehrane uzimajući u obzir promjene u metabolizmu. Trenutno se u velikoj mjeri provode istraživanja u oblasti racionalizacije ishrane stanovništva Sibira i Dalekog istoka. Primarnu ulogu u proučavanju ove problematike imaju biohemijska istraživanja.
Odsjek za biohemiju
Ja odobravam
Glava odjelu prof., doktor medicinskih nauka
Meščaninov V.N.
___''_____________2006
PREDAVANJE br. 25
Tema: Vodeno-solni i mineralni metabolizam
Fakulteti: terapeutsko-preventivni, medicinsko-preventivni, pedijatrijski.
Metabolizam vode i soli– izmjena vode i osnovnih elektrolita organizma (Na+, K+, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4).
Elektroliti– supstance koje se u rastvoru disociraju na anjone i katjone. One se mjere u mol/l.
Neelektroliti– supstance koje se ne disociraju u rastvoru (glukoza, kreatinin, urea). One se mjere u g/l.
Mineralni metabolizam– razmjena bilo kojih mineralnih komponenti, uključujući i one koje ne utiču na osnovne parametre tečnog okruženja u tijelu.
Voda- glavna komponenta svih telesnih tečnosti.
Biološka uloga vode
- Voda je univerzalni rastvarač za većinu organskih (osim lipida) i neorganskih spojeva.
- Voda i materije rastvorene u njoj stvaraju unutrašnje okruženje tela.
- Voda osigurava transport tvari i toplinske energije kroz tijelo.
- Značajan dio tjelesnih hemijskih reakcija odvija se u vodenoj fazi.
- Voda učestvuje u reakcijama hidrolize, hidratacije i dehidracije.
- Određuje prostornu strukturu i svojstva hidrofobnih i hidrofilnih molekula.
- U kombinaciji sa GAG-ovima, voda obavlja strukturnu funkciju.
OPŠTA SVOJSTVA TJELESNIH TEČNOSTI
Sve tjelesne tečnosti karakterišu zajednička svojstva: zapremina, osmotski pritisak i pH vrednost.
Volume. Kod svih kopnenih životinja, tekućina čini oko 70% tjelesne težine.
Raspodjela vode u tijelu zavisi od starosti, pola, mišićne mase, tipa tijela i količine masti. Sadržaj vode u različitim tkivima je raspoređen na sljedeći način: pluća, srce i bubrezi (80%), skeletni mišići i mozak (75%), koža i jetra (70%), kosti (20%), masno tkivo (10%) . Generalno, mršavi ljudi imaju manje masti i više vode. Kod muškaraca voda čini 60%, kod žena - 50% tjelesne težine. Stariji ljudi imaju više masti i manje mišića. U prosjeku, tijelo muškaraca i žena starijih od 60 godina sadrži 50% i 45% vode, respektivno.
Sa potpunom deprivacijom vode, smrt nastupa nakon 6-8 dana, kada se količina vode u tijelu smanji za 12%.
Sva tjelesna tekućina podijeljena je na intracelularne (67%) i ekstracelularne (33%) bazene.
Ekstracelularni bazen(vanćelijski prostor) sastoji se od:
1. Intravaskularna tečnost;
2. Intersticijska tečnost (međućelijska);
3. Transcelularna tečnost (tečnost pleuralne, perikardne, peritonealne šupljine i sinovijalnog prostora, cerebrospinalna i intraokularna tečnost, sekret znojnih, pljuvačnih i suznih žlezda, sekret pankreasa, jetre, žučne kese, gastrointestinalnog trakta i respiratornog trakta).
Tečnosti se intenzivno razmenjuju između bazena. Kretanje vode iz jednog sektora u drugi nastaje kada se osmotski tlak promijeni.
Osmotski pritisak - To je pritisak koji stvaraju sve tvari otopljene u vodi. Osmotski pritisak ekstracelularne tečnosti određen je uglavnom koncentracijom NaCl.
Ekstracelularne i intracelularne tečnosti značajno se razlikuju po sastavu i koncentraciji pojedinih komponenti, ali je ukupna ukupna koncentracija osmotski aktivnih supstanci približno ista.
pH– negativni decimalni logaritam koncentracije protona. pH vrednost zavisi od intenziteta stvaranja kiselina i baza u organizmu, njihove neutralizacije puferskim sistemima i uklanjanja iz organizma urinom, izdahnutim vazduhom, znojem i izmetom.
U zavisnosti od karakteristika razmene, pH vrednost može značajno da se razlikuje kako unutar ćelija različitih tkiva, tako iu različitim delovima iste ćelije (u citosolu je kiselost neutralna, u lizosomima i u intermembranskom prostoru mitohondrija je visoko kisela ). U međućelijskoj tekućini različitih organa i tkiva i krvnoj plazmi pH vrijednost je, kao i osmotski tlak, relativno konstantna vrijednost.
REGULACIJA VODNO-SOLI BILANSA TIJELA
U tijelu se ravnoteža vode i soli unutarćelijske sredine održava konstantnošću ekstracelularne tekućine. Zauzvrat, ravnoteža vode i soli ekstracelularne tekućine održava se kroz krvnu plazmu uz pomoć organa i regulira je hormonima.
Organi koji regulišu metabolizam vode i soli
Ulazak vode i soli u organizam odvija se kroz gastrointestinalni trakt, a taj proces kontroliše osjećaj žeđi i apetit za slanom. Bubrezi uklanjaju višak vode i soli iz tijela. Osim toga, vodu iz tijela uklanjaju koža, pluća i gastrointestinalni trakt.
Balans vode u tijelu
Za gastrointestinalni trakt, kožu i pluća, izlučivanje vode je sporedni proces koji nastaje kao rezultat obavljanja njihovih glavnih funkcija. Na primjer, gastrointestinalni trakt gubi vodu kada se neprobavljene tvari, produkti metabolizma i ksenobiotici oslobađaju iz tijela. Pluća gube vodu tokom disanja, a koža tokom termoregulacije.
Promjene u radu bubrega, kože, pluća i gastrointestinalnog trakta mogu dovesti do poremećaja homeostaze vode i soli. Na primjer, u vrućim klimama, za održavanje tjelesne temperature, koža se pojačava znojenjem, a u slučaju trovanja dolazi do povraćanja ili proljeva iz gastrointestinalnog trakta. Kao rezultat povećane dehidracije i gubitka soli u tijelu dolazi do narušavanja ravnoteže vode i soli.
Hormoni koji regulišu metabolizam vode i soli
vazopresin
Antidiuretski hormon (ADH) ili vazopresin- peptid molekulske težine od oko 1100 D, koji sadrži 9 AA povezanih jednim disulfidnim mostom.
ADH se sintetiše u neuronima hipotalamusa i transportuje do nervnih završetaka zadnjeg režnja hipofize (neurohipofize).
Visok osmotski pritisak ekstracelularne tečnosti aktivira osmoreceptore u hipotalamusu, što dovodi do nervnih impulsa koji se prenose u zadnju hipofizu i izazivaju oslobađanje ADH u krvotok.
ADH djeluje preko 2 tipa receptora: V1 i V2.
Glavni fiziološki efekat hormona ostvaruju V 2 receptori, koji se nalaze na ćelijama distalnih tubula i sabirnih kanala, koji su relativno nepropusni za molekule vode.
ADH, preko V 2 receptora, stimuliše sistem adenilat ciklaze, kao rezultat toga, proteini se fosforiliraju, stimulišući ekspresiju gena membranskog proteina - aquaporina-2 . Akvaporin-2 se integriše u apikalnu membranu ćelija, formirajući u njoj vodene kanale. Kroz ove kanale, voda se reapsorbuje iz urina u intersticijski prostor pasivnom difuzijom i urin se koncentriše.
U nedostatku ADH, urin se ne koncentriše (gustina<1010г/л) и может выделяться в очень больших количествах (>20 l/dan), što dovodi do dehidracije organizma. Ovo stanje se zove dijabetes insipidus .
Uzroci nedostatka ADH i dijabetes insipidusa su: genetski defekti u sintezi prepro-ADG u hipotalamusu, defekti u procesuiranju i transportu proADG, oštećenje hipotalamusa ili neurohipofize (na primjer, kao posljedica traumatske ozljede mozga, tumor, ishemija). Nefrogeni dijabetes insipidus nastaje zbog mutacije gena za ADH tip V2 receptora.
V 1 receptori su lokalizovani u membranama SMC krvnih sudova. ADH, preko V 1 receptora, aktivira inozitol trifosfatni sistem i stimuliše oslobađanje Ca 2+ iz ER, što stimuliše kontrakciju vaskularnih SMC. Vazokonstriktorski efekat ADH javlja se pri visokim koncentracijama ADH.
Jedan od najčešće poremećenih tipova metabolizma u patologiji je metabolizam vode i soli. Povezan je sa stalnim kretanjem vode i minerala iz spoljašnje sredine tela u unutrašnju, i obrnuto.
U tijelu odraslog čovjeka voda čini 2/3 (58-67%) tjelesne težine. Otprilike polovina njegovog volumena koncentrirana je u mišićima. Potreba za vodom (osoba dnevno prima do 2,5-3 litre tečnosti) pokriva se uzimanjem u obliku pića (700-1700 ml), pripremljene vode uključene u hranu (800-1000 ml) i vode koja se formira u organizmu tokom metabolizma - 200-300 ml (sa sagorevanjem 100 g masti, proteina i ugljenih hidrata nastaje 107,41 i 55 g vode, respektivno). Endogena voda se sintetiše u relativno velikim količinama kada se aktivira proces oksidacije masti, što se uočava u različitim, posebno dugotrajnim stresnim uslovima, stimulaciji simpatičko-nadbubrežnog sistema i rasterećenju dijeta (često se koristi za lečenje gojaznih pacijenata).
Zbog stalno nastalih obaveznih gubitaka vode, unutrašnji volumen tečnosti u organizmu ostaje nepromenjen. Takvi gubici uključuju bubrežne (1,5 l) i ekstrarenalne, povezane sa oslobađanjem tečnosti kroz gastrointestinalni trakt (50-300 ml), respiratorni trakt i kožu (850-1200 ml). Općenito, volumen obaveznih gubitaka vode je 2,5-3 litre, u velikoj mjeri ovisi o količini toksina koji se uklanjaju iz tijela.
Učešće vode u životnim procesima je veoma raznoliko. Voda je rastvarač mnogih jedinjenja, direktna komponenta brojnih fizičko-hemijskih i biohemijskih transformacija i transporter endo- i egzogenih supstanci. Osim toga, obavlja mehaničku funkciju, slabi trenje ligamenata, mišića i površine hrskavice zglobova (time olakšava njihovu pokretljivost), te sudjeluje u termoregulaciji. Voda održava homeostazu u zavisnosti od osmotskog pritiska plazme (izosmija) i zapremine tečnosti (izovolemija), funkcionisanja mehanizama koji regulišu kiselo-bazno stanje i pojave procesa koji obezbeđuju konstantnu temperaturu (izotermija).
U ljudskom tijelu voda postoji u tri glavna fizičko-hemijska stanja, prema kojima se razlikuju: 1) slobodna ili pokretna voda (čini glavninu unutarćelijske tečnosti, kao i krv, limfu, intersticijsku tečnost); 2) voda, vezana hidrofilnim koloidima, i 3) konstitucijska, uključena u strukturu molekula proteina, masti i ugljenih hidrata.
U tijelu odrasle osobe težine 70 kg, zapremina slobodne vode i vode vezane hidrofilnim koloidima iznosi približno 60% tjelesne težine, tj. 42 l. Ova tečnost je predstavljena intracelularnom vodom (28 litara, ili 40% telesne težine), koja čini unutarćelijski sektor, i ekstracelularnom vodom (14 litara, ili 20% telesne težine), koja čini ekstracelularni sektor. Potonji sadrži intravaskularnu (intravaskularnu) tečnost. Ovaj intravaskularni sektor formiraju plazma (2,8 l), koja čini 4-5% tjelesne težine, i limfa.
Intersticijska voda obuhvata samu međućelijsku vodu (slobodna međućelijska tečnost) i organizovanu vanćelijsku tečnost (koja čini 15-16% telesne težine, odnosno 10,5 l), tj. voda ligamenata, tetiva, fascije, hrskavice itd. Osim toga, ekstracelularni sektor uključuje vodu koja se nalazi u nekim šupljinama (trbušne i pleuralne šupljine, perikard, zglobovi, ventrikule mozga, očne komore, itd.), kao i u gastrointestinalnom traktu. Tečnost ovih šupljina ne učestvuje aktivno u metaboličkim procesima.
Voda ljudskog tijela ne stagnira u svojim različitim dijelovima, već se stalno kreće, neprestano se razmjenjujući s drugim sektorima tekućine i s vanjskim okruženjem. Kretanje vode je najvećim dijelom posljedica lučenja probavnih sokova. Dakle, sa pljuvačkom i sokom pankreasa dnevno se u crijevnu cijev šalje oko 8 litara vode, ali se ta voda praktički ne gubi zbog apsorpcije u donjim dijelovima probavnog trakta.
Vitalni elementi se dijele na makroelemente (dnevne potrebe >100 mg) i mikroelemente (dnevne potrebe<100 мг). К макроэлементам относятся натрий (Na), калий (К), кальций (Ca), магний (Мg), хлор (Cl), фосфор (Р), сера (S) и иод (I). К жизненно важным микроэлементам, необходимым лишь в следовых количествах, относятся железо (Fe), цинк (Zn), марганец (Мn), медь (Cu), кобальт (Со), хром (Сr), селен (Se) и молибден (Мо). Фтор (F) не принадлежит к этой группе, однако он необходим для поддержания в здоровом состоянии костной и зубной ткани. Вопрос относительно принадлежности к жизненно важным микроэлементам ванадия, никеля, олова, бора и кремния остается открытым. Такие элементы принято называть условно эссенциальными.
Budući da se mnogi elementi mogu pohraniti u tijelu, odstupanja od dnevne norme se vremenom nadoknađuju. Kalcijum u obliku apatita se skladišti u koštanom tkivu, jod se skladišti u tireoglobulinu u štitnoj žlezdi, gvožđe se skladišti u feritinu i hemosiderinu u koštanoj srži, slezeni i jetri. Jetra je mjesto skladištenja mnogih mikroelemenata.
Metabolizam minerala kontrolišu hormoni. To se, na primjer, odnosi na potrošnju H2O, Ca2+, PO43-, vezivanje Fe2+, I-, izlučivanje H2O, Na+, Ca2+, PO43-.
Količina minerala koja se apsorbuje iz hrane obično zavisi od metaboličkih potreba organizma i, u nekim slučajevima, od sastava hrane. Kao primjer utjecaja sastava hrane, razmotrite kalcij. Apsorpciju Ca2+ jona pospješuju mliječna i limunska kiselina, dok fosfatni joni, oksalatni joni i fitinska kiselina inhibiraju apsorpciju kalcija zbog kompleksiranja i stvaranja slabo topljivih soli (fitin).
Nedostatak minerala nije rijetka pojava: javlja se iz raznih razloga, na primjer, zbog jednolične prehrane, poremećene apsorpcije i raznih bolesti. Nedostatak kalcijuma može nastati tokom trudnoće, kao i kod rahitisa ili osteoporoze. Nedostatak hlora nastaje zbog velikog gubitka Cl-iona tokom jakog povraćanja.
Zbog nedovoljnog sadržaja joda u prehrambenim proizvodima, nedostatak joda i gušavost postali su uobičajeni u mnogim područjima srednje Evrope. Manjak magnezija može nastati zbog dijareje ili zbog monotone prehrane zbog alkoholizma. Nedostatak mikroelemenata u organizmu često se manifestuje kao poremećaj hematopoeze, odnosno anemija.
Posljednja kolona navodi funkcije koje u tijelu obavljaju ovi minerali. Iz podataka iz tabele jasno je da gotovo svi makroelementi funkcionišu u organizmu kao strukturne komponente i elektroliti. Signalne funkcije obavljaju jod (u sastavu jodotironina) i kalcij. Većina mikroelemenata su kofaktori proteina, uglavnom enzima. Kvantitativno, tijelom dominiraju proteini koji sadrže željezo hemoglobin, mioglobin i citokrom, kao i više od 300 proteina koji sadrže cink.
Regulacija metabolizma vode i soli. Uloga vazopresina, aldosterona i renin-angiotenzin sistema
Glavni parametri homeostaze vode i soli su osmotski pritisak, pH i zapremina intracelularne i ekstracelularne tečnosti. Promjene ovih parametara mogu dovesti do promjena krvnog tlaka, acidoze ili alkaloze, dehidracije i edema. Glavni hormoni uključeni u regulaciju ravnoteže vode i soli su ADH, aldosteron i atrijalni natriuretski faktor (ANF).
ADH ili vazopresin je peptid koji sadrži 9 aminokiselina povezanih jednim disulfidnim mostom. Sintetiše se kao prohormon u hipotalamusu, zatim se transportuje do nervnih završetaka zadnjeg režnja hipofize, odakle se luči u krvotok uz odgovarajuću stimulaciju. Kretanje duž aksona povezano je sa specifičnim proteinom nosačem (neurofizinom)
Stimulus koji izaziva lučenje ADH je povećanje koncentracije jona natrijuma i povećanje osmotskog pritiska ekstracelularne tečnosti.
Najvažnije ciljne ćelije za ADH su ćelije distalnih tubula i sabirnih kanala bubrega. Ćelije ovih kanala su relativno nepropusne za vodu, a u nedostatku ADH, urin nije koncentriran i može se izlučiti u količinama većim od 20 litara dnevno (norma je 1-1,5 litara dnevno).
Postoje dvije vrste receptora za ADH - V1 i V2. V2 receptor se nalazi samo na površini epitelnih ćelija bubrega. Vezivanje ADH za V2 povezano je sa sistemom adenilat ciklaze i stimuliše aktivaciju protein kinaze A (PKA). PKA fosforiliše proteine koji stimulišu ekspresiju gena membranskog proteina, akvaporina-2. Aquaporin 2 se kreće do apikalne membrane, ugrađuje se u nju i formira vodene kanale. Oni obezbeđuju selektivnu propusnost ćelijske membrane za vodu. Molekuli vode slobodno difundiraju u bubrežne tubularne ćelije, a zatim ulaze u intersticijski prostor. Kao rezultat, voda se reapsorbuje iz bubrežnih tubula. Receptori tipa V1 su lokalizirani u membranama glatkih mišića. Interakcija ADH sa V1 receptorom dovodi do aktivacije fosfolipaze C, koja hidrolizuje fosfatidilinozitol-4,5-bifosfat u IP-3. IF-3 izaziva oslobađanje Ca2+ iz endoplazmatskog retikuluma. Rezultat djelovanja hormona preko V1 receptora je kontrakcija sloja glatkih mišića krvnih žila.
Nedostatak ADH uzrokovan disfunkcijom stražnjeg režnja hipofize, kao i poremećajem u hormonskom sistemu prijenosa signala, može dovesti do razvoja dijabetesa insipidusa. Glavna manifestacija dijabetesa insipidusa je poliurija, tj. izlučivanje velike količine urina niske gustine.
Aldosteron, najaktivniji mineralokortikosteroid, sintetizira se u korteksu nadbubrežne žlijezde iz kolesterola.
Sintezu i lučenje aldosterona ćelijama glomerulozne zone stimulišu angiotenzin II, ACTH i prostaglandin E. Ovi procesi se takođe aktiviraju pri visokim koncentracijama K+ i niskim koncentracijama Na+.
Hormon prodire u ciljnu ćeliju i stupa u interakciju sa specifičnim receptorom koji se nalazi i u citosolu i u jezgru.
U bubrežnim tubularnim stanicama aldosteron stimulira sintezu proteina koji obavljaju različite funkcije. Ovi proteini mogu: a) povećati aktivnost natrijumskih kanala u ćelijskoj membrani distalnih bubrežnih tubula, čime se promoviše transport jona natrijuma iz urina u ćelije; b) biti enzimi TCA ciklusa i, prema tome, povećati sposobnost Krebsovog ciklusa da generiše ATP molekule neophodne za aktivni transport jona; c) aktivirati K+, Na+-ATPazu pumpu i stimulirati sintezu novih pumpi. Sveukupni rezultat djelovanja proteina koji su inducirani aldosteronom je povećanje reapsorpcije jona natrijuma u tubulima nefrona, što uzrokuje zadržavanje NaCl u tijelu.
Glavni mehanizam za regulaciju sinteze i lučenja aldosterona je sistem renin-angiotenzin.
Renin je enzim koji proizvode jukstaglomerularne ćelije aferentnih arteriola bubrega. Položaj ovih stanica čini ih posebno osjetljivim na promjene krvnog tlaka. Smanjenje krvnog tlaka, gubitak tekućine ili krvi i smanjenje koncentracije NaCl stimuliraju oslobađanje renina.
Angiotenzinogen --2 je globulin koji se proizvodi u jetri. Služi kao supstrat za renin. Renin hidrolizuje peptidnu vezu u molekulu angiotenzinogena i odvaja N-terminalni dekapeptid (angiotenzin I).
Angiotenzin I služi kao supstrat za enzim karboksidipeptidil peptidazu koji konvertuje antiotenzin, koji se nalazi u endotelnim ćelijama i krvnoj plazmi. Dvije terminalne aminokiseline se cijepaju od angiotenzina I i formiraju oktapeptid, angiotenzin II.
Angiotenzin II stimuliše proizvodnju aldosterona, uzrokujući stezanje arteriola, što povećava krvni pritisak i izaziva žeđ. Angiotenzin II aktivira sintezu i lučenje aldosterona kroz inozitol fosfatni sistem.
PNP je peptid koji sadrži 28 aminokiselina s jednim disulfidnim mostom. PNP se sintetiše i skladišti kao preprohormon (koji se sastoji od 126 aminokiselinskih ostataka) u kardiocitima.
Glavni faktor koji reguliše lučenje PNP je povećanje krvnog pritiska. Ostali stimulansi: povećan osmolarnost plazme, povećan broj otkucaja srca, povećani kateholamini i glukokortikoidi u krvi.
Glavni ciljni organi PNF-a su bubrezi i periferne arterije.
Mehanizam djelovanja PNF-a ima niz karakteristika. PNP receptor plazma membrane je protein sa aktivnošću gvanilat ciklaze. Receptor ima strukturu domena. Ligand vezujući domen je lokalizovan u ekstracelularnom prostoru. U odsustvu PNP, intracelularni domen PNP receptora je u fosforilisanom stanju i neaktivan je. Kao rezultat vezivanja PNP za receptor, povećava se aktivnost gvanilat ciklaze receptora i dolazi do formiranja cikličkog GMP iz GTP. Kao rezultat djelovanja PNF-a, inhibira se stvaranje i lučenje renina i aldosterona. Neto efekat PNF-a je povećanje izlučivanja Na+ i vode i smanjenje krvnog pritiska.
PNF se obično smatra fiziološkim antagonistom angiotenzina II, jer njegov utjecaj ne uzrokuje sužavanje lumena krvnih žila i (regulacijom lučenja aldosterona) zadržavanje natrijuma, već, naprotiv, vazodilataciju i gubitak soli.
Značenje teme: Voda i materije rastvorene u njoj stvaraju unutrašnje okruženje tela. Najvažniji parametri homeostaze vode i soli su osmotski pritisak, pH i zapremina intracelularne i ekstracelularne tečnosti. Promjene ovih parametara mogu dovesti do promjena krvnog tlaka, acidoze ili alkaloze, dehidracije i edema tkiva. Glavni hormoni uključeni u finu regulaciju metabolizma vode i soli i djeluju na distalne tubule i sabirne kanale bubrega: antidiuretski hormon, aldosteron i natriuretski faktor; renin-angiotenzin sistem bubrega. Upravo u bubrezima dolazi do konačnog formiranja sastava i volumena urina, čime se osigurava regulacija i postojanost unutrašnjeg okruženja. Bubrege karakteriše intenzivan energetski metabolizam, koji je povezan sa potrebom za aktivnim transmembranskim transportom značajnih količina supstanci tokom formiranja urina.
Biohemijska analiza urina daje predstavu o funkcionalnom stanju bubrega, metabolizmu u različitim organima i tijelu u cjelini, pomaže u razjašnjavanju prirode patološkog procesa i omogućava procjenu učinkovitosti liječenja.
Svrha lekcije: proučavaju karakteristike parametara metabolizma vode i soli i mehanizme njihove regulacije. Osobine metabolizma u bubrezima. Naučite provoditi i procjenjivati biohemijsku analizu urina.
Učenik mora znati:
1. Mehanizam stvaranja urina: glomerularna filtracija, reapsorpcija i sekrecija.
2. Karakteristike vodenih odjeljaka tijela.
3. Osnovni parametri tjelesnog okruženja.
4. Šta osigurava konstantnost parametara intracelularne tečnosti?
5. Sistemi (organi, supstance) koji obezbeđuju postojanost ekstracelularne tečnosti.
6. Faktori (sistemi) koji obezbeđuju osmotski pritisak ekstracelularne tečnosti i njegovu regulaciju.
7. Faktori (sistemi) koji obezbeđuju konstantnost zapremine ekstracelularne tečnosti i njenu regulaciju.
8. Faktori (sistemi) koji osiguravaju postojanost kiselinsko-baznog stanja ekstracelularne tečnosti. Uloga bubrega u ovom procesu.
9. Osobine metabolizma u bubrezima: visoka metabolička aktivnost, početna faza sinteze kreatina, uloga intenzivne glukoneogeneze (izoenzima), aktivacija vitamina D3.
10. Opšta svojstva urina (dnevna količina - diureza, gustina, boja, providnost), hemijski sastav urina. Patološke komponente urina.
Učenik mora biti sposoban da:
1. Izvršite kvalitativno određivanje glavnih komponenti urina.
2. Procijeniti biohemijsku analizu urina.
Student mora imati informacije: o neka patološka stanja praćena promjenama biohemijskih parametara urina (proteinurija, hematurija, glukozurija, ketonurija, bilirubinurija, porfirinurija); Principi planiranja laboratorijskog testa urina i analize rezultata za donošenje preliminarnog zaključka o biohemijskim promjenama na osnovu rezultata laboratorijske pretrage.
1.Struktura bubrega, nefron.
2. Mehanizmi stvaranja urina.
Zadaci za samostalno učenje:
1. Pogledajte kurs histologije. Zapamtite strukturu nefrona. Označite proksimalni tubul, distalni uvijeni tubul, sabirni kanal, horoidalni glomerul, jukstaglomerularni aparat.
2. Uputite se na kurs normalne fiziologije. Zapamtite mehanizam stvaranja urina: filtracija u glomerulima, reapsorpcija u tubulima da bi se formirao sekundarni urin i sekrecija.
3. Regulacija osmotskog pritiska i zapremine ekstracelularne tečnosti povezana je sa regulacijom, uglavnom, sadržaja jona natrijuma i vode u ekstracelularnoj tečnosti.
Navedite hormone uključene u ovaj propis. Opišite njihov učinak prema shemi: razlog lučenja hormona; ciljni organ (ćelije); mehanizam njihovog djelovanja u ovim stanicama; krajnji efekat njihovog delovanja.
Testirajte svoje znanje:
A. Vasopresin(sve su tačne osim jednog):
A. sintetizira se u neuronima hipotalamusa; b. izlučuje se kada se osmotski pritisak poveća; V. povećava brzinu reapsorpcije vode iz primarnog urina u bubrežnim tubulima; g. povećava reapsorpciju jona natrijuma u bubrežnim tubulima; d) smanjuje osmotski pritisak e. urin postaje koncentrisaniji.
B. Aldosteron(sve su tačne osim jednog):
A. sintetizira se u korteksu nadbubrežne žlijezde; b. izlučuje se kada se koncentracija natrijevih iona u krvi smanji; V. u bubrežnim tubulima povećava reapsorpciju natrijevih jona; d. urin postaje koncentrisaniji.
d) glavni mehanizam za regulaciju sekrecije je arenin-angiotenzin sistem bubrega.
B. Natriuretski faktor(sve su tačne osim jednog):
A. sintetiziraju prvenstveno atrijske ćelije; b. stimulans sekrecije – povišen krvni pritisak; V. poboljšava sposobnost filtriranja glomerula; g. povećava stvaranje urina; d. urin postaje manje koncentriran.
4. Napravite dijagram koji ilustruje ulogu sistema renin-angiotenzin u regulaciji lučenja aldosterona i vazopresina.
5. Konstantnost acido-bazne ravnoteže ekstracelularne tečnosti održava se pomoću sistema pufera krvi; promjene u plućnoj ventilaciji i brzini izlučivanja kiseline (H+) putem bubrega.
Zapamtite sistem pufera krvi (glavni bikarbonat)!
Testirajte svoje znanje:
Hrana životinjskog porijekla je kisele prirode (uglavnom zbog fosfata, za razliku od hrane biljnog porijekla). Kako se mijenja pH urina kod osobe koja jede prvenstveno hranu životinjskog porijekla:
A. bliže pH 7,0; b.pH oko 5.; V. pH oko 8,0.
6. Odgovorite na pitanja:
A. Kako objasniti visok udio kiseonika koji troše bubrezi (10%);
B. Visok intenzitet glukoneogeneze;????????????
B. Uloga bubrega u metabolizmu kalcijuma.
7. Jedan od glavnih zadataka nefrona je reapsorbirati korisne tvari iz krvi u potrebnoj količini i ukloniti krajnje produkte metabolizma iz krvi.
Napravite sto Biohemijski parametri urina:
Rad u učionici.
Laboratorijski radovi:
Provesti niz kvalitativnih reakcija u uzorcima urina različitih pacijenata. Na osnovu rezultata biohemijske analize doneti zaključak o stanju metaboličkih procesa.
Određivanje pH.
Postupak: Na sredinu indikatorskog papira nanijeti 1-2 kapi urina i na osnovu promjene boje jedne od obojenih traka, koja odgovara boji kontrolne trake, određuje se pH urina koji se ispituje . Normalan pH je 4,6 – 7,0
2. Kvalitativna reakcija na protein. Normalan urin ne sadrži proteine (količine u tragovima se ne otkrivaju normalnim reakcijama). U nekim patološkim stanjima, protein se može pojaviti u urinu - proteinurija.
Napredak: Dodajte 3-4 kapi svježe pripremljenog 20% rastvora sulfasalicilne kiseline u 1-2 ml urina. Ako je prisutan protein, pojavljuje se bijeli talog ili zamućenje.
3. Kvalitativna reakcija na glukozu (Fehlingova reakcija).
Postupak: Dodajte 10 kapi Fehlingovog reagensa u 10 kapi urina. Zagrijte do ključanja. Kada je glukoza prisutna, pojavljuje se crvena boja. Uporedite rezultate sa normom. Normalno, količine glukoze u tragovima u urinu se ne otkrivaju kvalitativnim reakcijama. Općenito je prihvaćeno da normalno nema glukoze u urinu. U nekim patološkim stanjima glukoza se pojavljuje u urinu glukozurija.
Određivanje se može izvršiti pomoću test trake (indikator papira) /
Detekcija ketonskih tijela
Postupak: Kap urina, kap 10% rastvora natrijum hidroksida i kap sveže pripremljenog 10% rastvora natrijum nitroprusida naneti na staklo. Pojavljuje se crvena boja. Dodajte 3 kapi koncentrirane octene kiseline - pojavljuje se boja trešnje.
Normalno, nema ketonskih tijela u urinu. U nekim patološkim stanjima, ketonska tijela se pojavljuju u urinu - ketonurija.
Samostalno rješavajte probleme i odgovarajte na pitanja:
1. Osmotski pritisak ekstracelularne tečnosti je povećan. Opišite, u dijagramskom obliku, slijed događaja koji će dovesti do njegovog smanjenja.
2. Kako će se promijeniti proizvodnja aldosterona ako višak proizvodnje vazopresina dovede do značajnog smanjenja osmotskog tlaka.
3. Navedite redoslijed događaja (u obliku dijagrama) usmjerenih na obnavljanje homeostaze kada se koncentracija natrijum hlorida u tkivima smanji.
4. Pacijent ima dijabetes melitus, koji je praćen ketonemijom. Kako će glavni puferski sistem krvi, bikarbonatni sistem, reagovati na promene u acido-baznoj ravnoteži? Koja je uloga bubrega u obnavljanju CBS-a? Hoće li se pH urina promijeniti kod ovog pacijenta.
5. Sportista, koji se priprema za takmičenje, prolazi intenzivan trening. Kako se brzina glukoneogeneze može promijeniti u bubrezima (razlozi za vaš odgovor)? Da li je moguće da sportista promeni pH urina; dati razloge za odgovor)?
6. Pacijent ima znakove metaboličkih poremećaja u koštanom tkivu, što utiče i na stanje zuba. Nivo kalcitonina i paratiroidnog hormona je unutar fiziološke norme. Pacijent prima vitamin D (kolekalciferol) u potrebnim količinama. Pogodite mogući uzrok metaboličkog poremećaja.
7. Pregledati standardni obrazac „Opšta analiza urina“ (multidisciplinarna klinika Tjumenske državne medicinske akademije) i biti u stanju da objasni fiziološku ulogu i dijagnostički značaj biohemijskih komponenti urina utvrđenih u biohemijskim laboratorijama. Zapamtite da su biohemijski parametri urina normalni.
Lekcija 27. Biohemija pljuvačke.
Značenje teme: Usna šupljina sadrži različita tkiva i mikroorganizme. Oni su međusobno povezani i imaju određenu postojanost. A u održavanju homeostaze usne šupljine, ali i organizma u cjelini, najvažnija uloga ima oralna tekućina i, konkretno, pljuvačka. Usna šupljina, kao početni dio digestivnog trakta, mjesto je prvog kontakta organizma sa hranom, lijekovima i drugim ksenobioticima, mikroorganizmima. . Formiranje, stanje i funkcioniranje zuba i usne sluznice također je u velikoj mjeri determinisano hemijskim sastavom pljuvačke.
Pljuvačka obavlja nekoliko funkcija, koje su određene fizičko-hemijskim svojstvima i sastavom pljuvačke. Poznavanje hemijskog sastava pljuvačke, funkcija, brzine lučenja, odnosa pljuvačke sa oralnim oboljenjima pomaže u prepoznavanju karakteristika patoloških procesa i traženju novih efikasnih sredstava za prevenciju bolesti zuba.
Neki biohemijski pokazatelji čiste pljuvačke su u korelaciji sa biohemijskim pokazateljima krvne plazme, stoga je analiza pljuvačke pogodna neinvazivna metoda koja se poslednjih godina koristi za dijagnostiku zubnih i somatskih bolesti.
Svrha lekcije: Proučiti fizičko-hemijska svojstva i sastavne komponente pljuvačke koje određuju njene osnovne fiziološke funkcije. Vodeći faktori koji dovode do razvoja karijesa i taloženja kamenca.
Učenik mora znati:
1 . Žlijezde koje luče pljuvačku.
2.Struktura pljuvačke (micelarna struktura).
3. Mineralizujuća funkcija pljuvačke i faktori koji određuju i utiču na ovu funkciju: prezasićenost pljuvačke; obim i brzina spasenja; pH.
4. Zaštitna funkcija pljuvačke i komponente sistema koje određuju ovu funkciju.
5. Pufer sistemi za pljuvačku. pH vrednosti su normalne. Uzroci kršenja ABS (acid-baznog statusa) u usnoj šupljini. Mehanizmi regulacije CBS u usnoj duplji.
6. Mineralni sastav pljuvačke iu poređenju sa mineralnim sastavom krvne plazme. Značenje komponenti.
7. Karakteristike organskih komponenti pljuvačke, komponente specifične za pljuvačku, njihov značaj.
8. Probavna funkcija i faktori koji je određuju.
9. Regulatorne i ekskretorne funkcije.
10. Vodeći faktori koji dovode do razvoja karijesa i taloženja kamenca.
Učenik mora biti sposoban da:
1. Napravite razliku između pojmova “sama pljuvačka ili pljuvačka”, “gingivalna tekućina”, “oralna tekućina”.
2. Znati objasniti stepen promjene otpornosti na karijes kada se promijeni pH pljuvačke, razloge za promjenu pH pljuvačke.
3. Sakupite miješanu pljuvačku za analizu i analizirajte hemijski sastav pljuvačke.
Student mora posjedovati: informacije o savremenim idejama o pljuvački kao objektu neinvazivnih biohemijskih istraživanja u kliničkoj praksi.
Informacije iz osnovnih disciplina neophodne za proučavanje teme:
1. Anatomija i histologija pljuvačnih žlijezda; mehanizama salivacije i njene regulacije.
Zadaci za samostalno učenje:
Proučite tematski materijal u skladu sa ciljnim pitanjima („učenik treba da zna“) i pismeno obavite sljedeće zadatke:
1. Zapišite faktore koji određuju regulaciju salivacije.
2. Šematski nacrtajte micelu sline.
3. Napravite tabelu: Poređenje mineralnog sastava pljuvačke i krvne plazme.
Proučite značenje navedenih supstanci. Zapišite ostale neorganske tvari sadržane u pljuvački.
4. Napravite tabelu: Glavne organske komponente pljuvačke i njihov značaj.
6. Zapišite faktore koji dovode do smanjenja i povećanja otpora.
(odnosno) do karijesa.
Rad u učionici
Laboratorijski radovi: Kvalitativna analiza hemijskog sastava pljuvačke
