Badan Federal untuk Kesehatan GOUVPO UGMA dan perkembangan sosial
Departemen Biokimia
KULIAH KULIAH
DALAM BIOKIMIA UMUM
Modul 8. Biokimia metabolisme air-garam dan status asam basa
Yekaterinburg,
KULIAH No.24
Topik: Metabolisme air-garam dan mineral
Fakultas: terapeutik dan preventif, medis dan preventif, pediatrik.
Metabolisme air-garam– pertukaran air dan elektrolit basa tubuh (Na+, K+, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4).
Elektrolit– zat yang berdisosiasi dalam larutan menjadi anion dan kation. Mereka diukur dalam mol/l.
Non-elektrolit– zat yang tidak terdisosiasi dalam larutan (glukosa, kreatinin, urea). Mereka diukur dalam g/l.
Metabolisme mineral– pertukaran komponen mineral apa pun, termasuk yang tidak mempengaruhi parameter dasar lingkungan cair dalam tubuh.
Air- komponen utama dari semua cairan tubuh.
Peran biologis air
- Air adalah pelarut universal untuk sebagian besar bahan organik (kecuali lipid) dan senyawa anorganik.
- Air dan zat terlarut di dalamnya tercipta lingkungan internal tubuh.
- Air memastikan pengangkutan zat dan energi panas ke seluruh tubuh.
- Bagian penting reaksi kimia organisme terjadi pada fase air.
- Air berpartisipasi dalam reaksi hidrolisis, hidrasi, dan dehidrasi.
- Menentukan struktur spasial dan sifat molekul hidrofobik dan hidrofilik.
- Dalam kombinasi dengan GAG, air menjalankan fungsi struktural.
SIFAT UMUM CAIRAN TUBUH
Volume. Pada semua hewan darat, cairan membentuk sekitar 70% berat badan. Distribusi air dalam tubuh tergantung pada usia, jenis kelamin, massa otot,... Dengan kekurangan air total, kematian terjadi setelah 6-8 hari, ketika jumlah air dalam tubuh berkurang 12%.PERATURAN KESEIMBANGAN AIR-GARAM TUBUH
Di dalam tubuh, keseimbangan air-garam dari lingkungan intraseluler dipertahankan karena keteguhan cairan ekstraseluler. Pada gilirannya, keseimbangan air-garam dalam cairan ekstraseluler dipertahankan melalui plasma darah dengan bantuan organ dan diatur oleh hormon.
Organ yang mengatur metabolisme air-garam
Masuknya air dan garam ke dalam tubuh terjadi melalui saluran cerna, proses ini dikendalikan oleh rasa haus dan nafsu makan garam. Ginjal membuang kelebihan air dan garam dari tubuh. Selain itu, air dikeluarkan dari tubuh melalui kulit, paru-paru, dan saluran pencernaan.
Keseimbangan air tubuh
Perubahan fungsi ginjal, kulit, paru-paru dan saluran pencernaan dapat menyebabkan terganggunya homeostasis air-garam. Misalnya saja di daerah beriklim panas, untuk menjaga...Hormon yang mengatur metabolisme air-garam
Hormon antidiuretik (ADH), atau vasopresin, adalah peptida dengan berat molekul sekitar 1100 D, mengandung 9 AA yang dihubungkan oleh satu disulfida... ADH disintesis di neuron hipotalamus, ditransfer ke ujung saraf... Tinggi Tekanan osmotik cairan ekstraseluler mengaktifkan osmoreseptor hipotalamus, menghasilkan...Sistem renin-angiotensin-aldosteron
Renin
Renin- enzim proteolitik yang diproduksi oleh sel juxtaglomerular yang terletak di sepanjang arteriol aferen (aferen) sel ginjal. Sekresi renin dirangsang oleh penurunan tekanan pada arteriol aferen glomerulus, yang disebabkan oleh penurunan tekanan darah dan penurunan konsentrasi Na+. Sekresi renin juga difasilitasi oleh penurunan impuls dari baroreseptor atrium dan arteri akibat penurunan tekanan darah. Sekresi renin dihambat oleh Angiotensin II, tekanan darah tinggi.
Di dalam darah, renin bekerja pada angiotensinogen.
Angiotensinogen- α 2 -globulin, dari 400 AK. Pembentukan angiotensinogen terjadi di hati dan dirangsang oleh glukokortikoid dan estrogen. Renin menghidrolisis ikatan peptida dalam molekul angiotensinogen, memisahkan dekapeptida terminal-N darinya - angiotensin I , yang tidak memiliki aktivitas biologis.
Di bawah aksi enzim pengonversi antiotensin (ACE) (carboxydipeptidyl peptidase) sel edotel, paru-paru dan plasma darah, 2 AA dikeluarkan dari terminal C angiotensin I dan angiotensin II (oktapeptida).
Angiotensin II
Angiotensin II berfungsi melalui sistem inositol trifosfat sel zona glomerulosa korteks adrenal dan SMC. Angiotensin II merangsang sintesis dan sekresi aldosteron oleh sel-sel zona glomerulosa korteks adrenal. Konsentrasi angiotensin II yang tinggi menyebabkan vasokonstriksi parah pada arteri perifer dan meningkatkan tekanan darah. Selain itu, angiotensin II merangsang pusat rasa haus di hipotalamus dan menghambat sekresi renin di ginjal.
Angiotensin II dihidrolisis oleh aminopeptidase menjadi angiotensin III (heptapeptida dengan aktivitas angiotensin II, tetapi memiliki konsentrasi 4 kali lebih rendah), yang kemudian dihidrolisis oleh angiotensinase (protease) menjadi AA.
Aldosteron
Sintesis dan sekresi aldosteron dirangsang oleh angiotensin II, konsentrasi Na+ yang rendah dan konsentrasi K+ yang tinggi dalam plasma darah, ACTH, prostaglandin... Reseptor aldosteron terlokalisasi di nukleus dan sitosol sel... Sebagai Akibatnya, aldosteron merangsang reabsorpsi Na+ di ginjal, yang menyebabkan retensi NaCl dalam tubuh dan meningkatkan...Skema pengaturan metabolisme air-garam
Peran sistem RAAS dalam pembangunan hipertensi
Produksi hormon RAAS yang berlebihan menyebabkan peningkatan volume cairan yang bersirkulasi, osmotik dan tekanan darah, dan mengarah pada perkembangan hipertensi.
Peningkatan renin terjadi, misalnya pada aterosklerosis arteri ginjal yang terjadi pada lansia.
Hipersekresi aldosteron – hiperaldosteronisme , muncul karena beberapa alasan.
Penyebab hiperaldosteronisme primer (Sindrom Conn ) pada sekitar 80% pasien terdapat adenoma adrenal, pada kasus lain terdapat hipertrofi difus sel zona glomerulosa yang menghasilkan aldosteron.
Pada hiperaldosteronisme primer, kelebihan aldosteron meningkatkan reabsorpsi Na+ ke dalam tubulus ginjal, yang merangsang sekresi ADH dan retensi air oleh ginjal. Selain itu, ekskresi ion K+, Mg2+ dan H+ ditingkatkan.
Akibatnya berkembang hal-hal sebagai berikut: 1). hipernatremia, menyebabkan hipertensi, hipervolemia dan edema; 2). hipokalemia yang menyebabkan kelemahan otot; 3). kekurangan magnesium dan 4). alkalosis metabolik ringan.
Hiperaldosteronisme sekunder terjadi lebih sering daripada primer. Hal ini mungkin berhubungan dengan gagal jantung, penyakit kronis ginjal, serta dengan tumor yang mengeluarkan renin. Pasien diamati peningkatan tingkat renin, angiotensin II dan aldosteron. Gejala klinis kurang menonjol dibandingkan dengan aldosteronisme primer.
METABOLISME KALSIUM, MAGNESIUM, FOSFOR
Fungsi kalsium dalam tubuh:
- Mediator intraseluler dari sejumlah hormon (sistem inositol trifosfat);
- Berpartisipasi dalam pembangkitan potensial aksi di saraf dan otot;
- Berpartisipasi dalam pembekuan darah;
- Memicu kontraksi otot, fagositosis, sekresi hormon, neurotransmiter, dll;
- Berpartisipasi dalam mitosis, apoptosis dan nekrobiosis;
- Meningkatkan permeabilitas membran sel terhadap ion kalium, mempengaruhi konduktivitas natrium sel, kerja pompa ion;
- Koenzim dari beberapa enzim;
Fungsi magnesium dalam tubuh:
- Ini adalah koenzim dari banyak enzim (transketolase (PFSH), glukosa-6ph dehidrogenase, 6-fosfoglukonat dehidrogenase, glukonolakton hidrolase, adenilat siklase, dll.);
- Komponen anorganik tulang dan gigi.
Fungsi fosfat dalam tubuh:
- Komponen anorganik tulang dan gigi (hidroksiapatit);
- Bagian dari lipid (fosfolipid, sphingolipid);
- Bagian dari nukleotida (DNA, RNA, ATP, GTP, FMN, NAD, NADP, dll);
- Memberikan metabolisme energi karena membentuk ikatan makroergik (ATP, kreatin fosfat);
- Bagian dari protein (fosfoprotein);
- Bagian dari karbohidrat (glukosa-6ph, fruktosa-6ph, dll);
- Mengatur aktivitas enzim (reaksi fosforilasi/defosforilasi enzim, bagian dari inositol trifosfat - komponen sistem inositol trifosfat);
- Berpartisipasi dalam katabolisme zat (reaksi fosfolisis);
- Mengatur CBS karena membentuk buffer fosfat. Menetralkan dan menghilangkan proton dalam urin.
Distribusi kalsium, magnesium dan fosfat dalam tubuh
Tubuh orang dewasa mengandung sekitar 1 kg fosfor: Tulang dan gigi mengandung 85% fosfor; Cairan ekstraseluler – 1% fosfor. Dalam serum... Konsentrasi magnesium dalam plasma darah adalah 0,7-1,2 mmol/l.Pertukaran kalsium, magnesium dan fosfat dalam tubuh
Dengan makanan per hari, kalsium harus disuplai - 0,7-0,8 g, magnesium - 0,22-0,26 g, fosfor - 0,7-0,8 g. Kalsium diserap dengan buruk sebesar 30-50%, fosfor diserap dengan baik sebesar 90%.
Selain saluran pencernaan, kalsium, magnesium dan fosfor masuk ke plasma darah dari jaringan tulang selama proses resorpsinya. Pertukaran antara plasma darah dan jaringan tulang untuk kalsium adalah 0,25-0,5 g/hari, untuk fosfor – 0,15-0,3 g/hari.
Kalsium, magnesium, dan fosfor dikeluarkan dari tubuh melalui ginjal melalui urin, melalui saluran pencernaan melalui feses, dan melalui kulit melalui keringat.
Peraturan pertukaran
Pengatur utama metabolisme kalsium, magnesium dan fosfor adalah hormon paratiroid, kalsitriol dan kalsitonin.
Hormon paratiroid
Sekresi hormon paratiroid dirangsang oleh rendahnya konsentrasi Ca2+, Mg2+ dan konsentrasi fosfat yang tinggi, serta dihambat oleh vitamin D3. Laju pemecahan hormon menurun pada konsentrasi rendah Ca2+ dan... Hormon paratiroid bekerja pada tulang dan ginjal. Ini merangsang sekresi faktor pertumbuhan seperti insulin 1 oleh osteoblas dan...Hiperparatiroidisme
Hiperparatiroidisme menyebabkan: 1. kerusakan tulang, dengan mobilisasi kalsium dan fosfat darinya... 2. hiperkalsemia, dengan peningkatan reabsorpsi kalsium di ginjal. Hiperkalsemia menyebabkan penurunan neuromuskular...Hipoparatiroidisme
Hipoparatiroidisme disebabkan oleh kekurangan kelenjar paratiroid dan disertai hipokalsemia. Hipokalsemia menyebabkan peningkatan konduksi neuromuskular, serangan kejang tonik, kejang otot pernapasan dan diafragma, laringospasme.
Kalsitriol
1. Di kulit, di bawah pengaruh radiasi UV, 7-dehidrokolesterol terbentuk... 2. Di hati, 25-hidroksilase hidroksilat kolekalsiferol menjadi kalsidiol (25-hidroksikolekalsiferol, 25(OH)D3)...Kalsitonin
Kalsitonin adalah polipeptida, terdiri dari 32 AA dengan satu ikatan disulfida, disekresikan oleh sel K parafollicular kelenjar tiroid atau sel C kelenjar paratiroid.
Sekresi kalsitonin dirangsang oleh konsentrasi Ca 2+ dan glukagon yang tinggi, dan ditekan oleh konsentrasi Ca 2+ yang rendah.
Kalsitonin:
1. menekan osteolisis (mengurangi aktivitas osteoklas) dan menghambat pelepasan Ca 2+ dari tulang;
2. di tubulus ginjal menghambat reabsorpsi Ca 2+, Mg 2+ dan fosfat;
3. menghambat pencernaan pada saluran cerna,
Perubahan kadar kalsium, magnesium dan fosfat pada berbagai patologi
Peningkatan konsentrasi Ca2+ dalam plasma darah diamati dengan: hiperfungsi kelenjar paratiroid; patah tulang; poliartritis; banyak... Penurunan konsentrasi fosfat dalam plasma darah diamati dengan: rakhitis; ... Peningkatan konsentrasi fosfat dalam plasma darah diamati dengan: hipofungsi kelenjar paratiroid; overdosis…Peran unsur mikro: Mg2+, Mn2+, Co, Cu, Fe2+, Fe3+, Ni, Mo, Se, J. Pentingnya ceruloplasmin, penyakit Konovalov-Wilson.
Mangan – kofaktor sintetase aminoasil-tRNA.
Peran biologis Na+, Cl-, K+, HCO3- - elektrolit utama, penting dalam regulasi CBS. Metabolisme dan peran biologis. Perbedaan anion dan koreksinya.
Penurunan kandungan klorida dalam serum darah: alkalosis hipokloremik (setelah muntah), asidosis respiratorik, keringat berlebih, nefritis dengan ... Peningkatan sekresi klorida dalam urin: hipoaldosteronisme (penyakit Addison),... Penurunan ekskresi klorida urin: Hilangnya klorida melalui muntah, diare, penyakit Cushing, ginjal fase akhir...KULIAH No.25
Topik: CBS
kursus ke-2. Keadaan asam-basa (ABS) - keteguhan relatif suatu reaksi...Signifikansi biologis dari pengaturan pH, konsekuensi pelanggaran
Penyimpangan pH dari norma sebesar 0,1 menyebabkan gangguan nyata pada sistem pernapasan, kardiovaskular, saraf, dan sistem tubuh lainnya. Dengan acidemia, hal-hal berikut terjadi: 1. peningkatan pernapasan sampai tiba-tiba sesak napas, gangguan pernapasan akibat bronkospasme;Prinsip dasar pengaturan IPAL
Pengaturan CBS didasarkan pada 3 prinsip utama:
1. keteguhan pH . Mekanisme pengaturan CBS mempertahankan pH konstan.
2. isosmolaritas . Dengan pengaturan CBS, konsentrasi partikel dalam cairan antar sel dan ekstra sel tidak berubah.
3. netralitas listrik . Ketika CBS diatur, jumlah partikel positif dan negatif dalam cairan antar sel dan ekstraseluler tidak berubah.
MEKANISME PERATURAN SPAT
Pada dasarnya, ada 3 mekanisme utama pengaturan CBS:
- Mekanisme fisika-kimia , ini adalah sistem penyangga darah dan jaringan;
- Mekanisme fisiologis , ini adalah organ: paru-paru, ginjal, tulang, hati, kulit, saluran pencernaan.
- Metabolik (di tingkat sel).
Terdapat perbedaan mendasar dalam cara kerja mekanisme ini:
Mekanisme fisikokimia regulasi CBS
Penyangga adalah sistem yang terdiri dari asam lemah dan garamnya dengan basa kuat (pasangan asam basa konjugasi).
Prinsip kerja sistem buffer adalah mengikat H+ bila berlebih dan melepaskan H+ bila kekurangan: H++A - ↔ AN. Dengan demikian, sistem buffer cenderung menolak perubahan pH apa pun, dan salah satu komponen sistem buffer dikonsumsi dan memerlukan pemulihan.
Sistem penyangga dicirikan oleh perbandingan komponen pasangan asam basa, kapasitas, sensitivitas, lokalisasi dan nilai pH yang dipertahankannya.
Ada banyak buffer baik di dalam maupun di luar sel tubuh. Sistem penyangga utama tubuh meliputi bikarbonat, protein fosfat dan variasinya, penyangga hemoglobin. Sekitar 60% setara asam diikat oleh sistem buffer intraseluler dan sekitar 40% oleh sistem buffer ekstraseluler.
Buffer bikarbonat (hidrokarbonat).
Terdiri dari H 2 CO 3 dan NaHCO 3 dengan perbandingan 1/20, dan terlokalisasi terutama di cairan antar sel. Dalam serum darah pada pCO 2 = 40 mm Hg, konsentrasi Na + 150 mmol/l mempertahankan pH = 7,4. Buffer bikarbonat disediakan oleh enzim karbonat anhidrase dan protein pita 3 sel darah merah dan ginjal.
Buffer bikarbonat merupakan salah satu buffer terpenting dalam tubuh, karena karakteristiknya:
- Meskipun kapasitasnya rendah - 10%, buffer bikarbonat sangat sensitif, ia mengikat hingga 40% dari semua H+ “ekstra”;
- Buffer bikarbonat mengintegrasikan kerja sistem buffer utama dan mekanisme fisiologis regulasi CBS.
Dalam hal ini buffer bikarbonat merupakan salah satu indikator CBS, penentuan komponen-komponennya menjadi dasar diagnosis pelanggaran CBS.
Buffer fosfat
Terdiri dari fosfat NaH 2 PO 4 yang bersifat asam dan fosfat Na 2 HPO 4 basa, terlokalisasi terutama di cairan sel (14% fosfat di dalam sel, 1% di cairan antar sel). Rasio fosfat asam dan basa dalam plasma darah adalah ¼, dalam urin - 25/1.
Buffer fosfat memastikan regulasi CBS di dalam sel, regenerasi buffer bikarbonat dalam cairan antar sel dan ekskresi H+ melalui urin.
Penyangga protein
Kehadiran gugus amino dan karboksil dalam protein memberi mereka sifat amfoter - mereka menunjukkan sifat asam dan basa, membentuk sistem buffer.
Buffer protein terdiri dari protein-H dan protein-Na, terlokalisasi terutama di dalam sel. Buffer protein terpenting dalam darah adalah hemoglobin .
Penyangga hemoglobin
Buffer hemoglobin ditemukan dalam sel darah merah dan memiliki sejumlah ciri:
- memiliki kapasitas tertinggi (hingga 75%);
- pekerjaannya berhubungan langsung dengan pertukaran gas;
- terdiri dari bukan satu, melainkan 2 pasang: HHb↔H + + Hb - dan HHbО 2 ↔H + + HbO 2 -;
HbO 2 merupakan asam yang relatif kuat, bahkan lebih kuat dari asam karbonat. Keasaman HbO 2 dibandingkan dengan Hb 70 kali lebih tinggi, oleh karena itu oksihemoglobin terdapat terutama dalam bentuk garam kalium (KHbO 2), dan deoksihemoglobin dalam bentuk asam tak terdisosiasi (HHb).
Kerja hemoglobin dan buffer bikarbonat
Mekanisme fisiologis regulasi CBS
Asam dan basa yang terbentuk di dalam tubuh dapat bersifat mudah menguap atau tidak mudah menguap. H2CO3 yang mudah menguap, terbentuk dari CO2, produk akhir aerobik... Asam laktat yang tidak mudah menguap, badan keton dan asam lemak terakumulasi di... Asam volatil dikeluarkan dari tubuh terutama oleh paru-paru dengan udara yang dihembuskan, asam non-volatil - oleh ginjal dengan urin.Peran paru-paru dalam regulasi CBS
Pengaturan pertukaran gas di paru-paru dan, karenanya, pelepasan H2CO3 dari tubuh dilakukan melalui aliran impuls dari kemoreseptor dan... Biasanya, paru-paru mengeluarkan 480 liter CO2 per hari, yang setara dengan 20 mol H2CO3.... Mekanisme paru untuk mempertahankan ABS sangat efektif, mampu meratakan pelanggaran ABS sebesar 50-70 %...Peran ginjal dalam regulasi CBS
Ginjal mengatur CBS: 1. dengan mengeluarkan H+ dari tubuh melalui reaksi asidogenesis, amoniagenesis dan... 2. dengan menahan Na+ di dalam tubuh. Na+,K+-ATPase menyerap kembali Na+ dari urin, yang bersama dengan karbonat anhidrase dan asidogenesis...Peran tulang dalam regulasi CBS
1. Ca3(PO4)2 + 2H2CO3 → 3 Ca2+ + 2HPO42- + 2HCO3- 2. 2HPO42- + 2HCO3- + 4HA → 2H2PO4- (dalam urin) + 2H2O + 2CO2 + 4A- 3. A- + Ca2+ → CaA ( dalam urin)Peran hati dalam regulasi CBS
Hati mengatur CBS:
1. konversi asam amino, asam keto dan laktat menjadi glukosa netral;
2. konversi basa amonia kuat menjadi urea basa lemah;
3. mensintesis protein darah yang membentuk buffer protein;
4. mensintesis glutamin, yang digunakan oleh ginjal untuk ammoniogenesis.
Gagal hati menyebabkan perkembangan asidosis metabolik.
Pada saat yang sama, hati mensintesis badan keton, yang, dalam kondisi hipoksia, puasa atau diabetes, berkontribusi terhadap asidosis.
Pengaruh saluran cerna terhadap CBS
Saluran pencernaan mempengaruhi keadaan CBS, karena menggunakan HCl dan HCO 3 selama proses pencernaan. Pertama, HCl disekresi ke dalam lumen lambung, sementara HCO 3 terakumulasi dalam darah dan berkembanglah alkalosis. Kemudian HCO 3 - dari darah dengan jus pankreas memasuki lumen usus dan keseimbangan CO2 dalam darah dipulihkan. Karena makanan yang masuk ke dalam tubuh dan feses yang dikeluarkan dari tubuh sebagian besar bersifat netral, maka pengaruh total terhadap CBS adalah nol.
Dengan adanya asidosis, lebih banyak HCl dilepaskan ke dalam lumen, yang berkontribusi terhadap perkembangan tukak. Muntah dapat mengkompensasi asidosis, dan diare dapat memperparah asidosis. Muntah yang berkepanjangan menyebabkan perkembangan alkalosis; pada anak-anak mungkin terjadi konsekuensi yang parah, bahkan kematian.
Mekanisme seluler regulasi CBS
Selain mekanisme pengaturan fisikokimia dan fisiologis CBS, ada juga mekanisme seluler peraturan CBS. Prinsip kerjanya adalah bahwa jumlah H+ yang berlebih dapat ditempatkan ke dalam sel untuk ditukar dengan K+.
INDIKATOR IPAL
1. pH - (kekuatan hidrogen - kekuatan hidrogen) - negatif logaritma desimal(-lg) Konsentrasi H+. Norma dalam darah kapiler adalah 7,37 - 7,45,... 2. рСО2 – tekanan parsial karbon dioksida, yang berada dalam kesetimbangan dengan... 3. рО2 – tekanan parsial oksigen dalam seluruh darah. Norma dalam darah kapiler adalah 83 - 108 mmHg, dalam darah vena –…PELANGGARAN NAPAS
Koreksi CBS merupakan reaksi adaptif pada bagian organ yang menyebabkan terganggunya CBS. Ada dua jenis utama gangguan CBS – asidosis dan alkalosis.Asidosis
SAYA. Gas (bernafas) . Ditandai dengan penumpukan CO2 dalam darah ( pCO 2 =, AB, SB, BB=N,).
1). kesulitan dalam melepaskan CO 2, jika terjadi pelanggaran pernapasan eksternal(hipoventilasi selama asma bronkial, pneumonia, gangguan peredaran darah dengan stagnasi sirkulasi paru, edema paru, emfisema, atelektasis paru, depresi pusat pernapasan akibat pengaruh sejumlah racun dan obat-obatan seperti morfin, dll. (pCO 2 =, pO 2 =↓ , AB, SB, BB=N,).
2). konsentrasi CO 2 yang tinggi lingkungan(ruang tertutup) (рСО 2 =, рО 2, AB, SB, BB=N,).
3). kerusakan peralatan anestesi-pernapasan.
Pada asidosis gas, terjadi penumpukan di dalam darah. BERSAMA 2, H 2 CO 3 dan penurunan pH. Asidosis merangsang reabsorpsi Na+ di ginjal dan setelah beberapa waktu terjadi peningkatan AB, SB, BB dalam darah dan, sebagai kompensasi, berkembang alkalosis ekskretoris.
Dengan asidosis, H 2 PO 4 - terakumulasi dalam plasma darah, yang tidak dapat diserap kembali di ginjal. Akibatnya, ia dilepaskan secara intensif, menyebabkan fosfaturia .
Untuk mengkompensasi asidosis, ginjal secara intensif mengeluarkan klorida melalui urin, yang menyebabkan hipokromemia .
Kelebihan H+ masuk ke dalam sel, dan sebaliknya K+ meninggalkan sel, menyebabkan hiperkalemia .
Kelebihan K+ diekskresikan secara intensif melalui urin, yang dalam waktu 5-6 hari menyebabkan hipokalemia .
II. Non-gas. Ditandai dengan akumulasi asam yang tidak mudah menguap (pCO 2 =↓,N, AB, SB, BB=↓).
1). Metabolik. Berkembang dengan gangguan metabolisme jaringan, yang disertai dengan pembentukan dan akumulasi asam non-volatil yang berlebihan atau hilangnya basa (pCO 2 =↓,N, AR = , AB, SB, BB=↓).
A). Ketoasidosis. Pada diabetes mellitus, kelaparan, hipoksia, demam, dll.
B). Asidosis laktat. Untuk hipoksia, disfungsi hati, infeksi, dll.
V). Asidosis. Terjadi sebagai akibat dari akumulasi bahan organik dan asam anorganik dengan luas proses inflamasi, luka bakar, cedera, dll.
Dengan asidosis metabolik, asam non-volatil terakumulasi dan pH menurun. Sistem buffer yang menetralkan asam dikonsumsi, akibatnya konsentrasi dalam darah menurun. AB, SB, BB dan naik AR.
H + asam non-volatil, bila berinteraksi dengan HCO 3 - menghasilkan H 2 CO 3, yang terurai menjadi H 2 O dan CO 2, sedangkan asam non-volatil itu sendiri membentuk garam dengan Na + bikarbonat. PH rendah dan pCO 2 tinggi merangsang respirasi; sebagai hasilnya, pCO 2 dalam darah menjadi normal atau menurun seiring dengan berkembangnya alkalosis gas.
Kelebihan H+ dalam plasma darah berpindah ke dalam sel, dan sebagai imbalannya K+ meninggalkan sel, terjadi keadaan sementara di plasma darah hiperkalemia , dan sel - hipokalygistia . K+ diekskresikan secara intensif melalui urin. Dalam waktu 5-6 hari, kandungan K+ dalam plasma menjadi normal dan kemudian menjadi di bawah normal ( hipokalemia ).
Di ginjal, proses asidogenesis, ammoniogenesis dan pengisian kembali defisiensi bikarbonat plasma meningkat. Sebagai ganti HCO 3 - Cl - secara aktif diekskresikan ke dalam urin, berkembang hipokloremia .
Manifestasi klinis asidosis metabolik:
- gangguan mikrosirkulasi . Ada penurunan aliran darah dan perkembangan stasis di bawah pengaruh katekolamin, sifat reologi darah berubah, yang berkontribusi pada pendalaman asidosis.
- kerusakan dan peningkatan permeabilitas dinding pembuluh darah di bawah pengaruh hipoksia dan asidosis. Dengan asidosis, kadar kinin dalam plasma dan cairan ekstraseluler meningkat. Kinin menyebabkan vasodilatasi dan secara dramatis meningkatkan permeabilitas. Hipotensi berkembang. Perubahan yang dijelaskan pada pembuluh darah mikro berkontribusi pada proses pembentukan trombus dan perdarahan.
Ketika pH darah kurang dari 7,2, penurunan curah jantung .
- Nafas Kussmaul (reaksi kompensasi yang bertujuan melepaskan kelebihan CO2).
2. Ekskresi. Ini berkembang ketika proses asidogenesis dan amoniagenesis di ginjal terganggu atau ketika terjadi kehilangan valensi basa yang berlebihan dalam tinja.
A). Retensi asam di gagal ginjal(glomerulonefritis difus kronis, nefrosklerosis, nefritis difus, uremia). Urin bersifat netral atau basa.
B). Hilangnya alkali: ginjal (asidosis tubulus ginjal, hipoksia, intoksikasi sulfonamida), gastroenteral (diare, hipersalivasi).
3. Eksogen.
Menelan makanan asam, obat-obatan (amonium klorida; transfusi larutan dan cairan pengganti darah dalam jumlah besar untuk nutrisi parenteral, yang pH-nya normal<7,0) и при отравлениях (салицилаты, этанол, метанол, этиленгликоль, толуол и др.).
4. Gabungan.
Misalnya ketoasidosis + asidosis laktat, metabolik + ekskresi, dll.
AKU AKU AKU. Campuran (gas + non-gas).
Terjadi dengan asfiksia, gagal jantung, dll.
Alkalosis
1). peningkatan pembuangan CO2, dengan aktivasi pernapasan eksternal (hiperventilasi paru-paru dengan kompensasi sesak napas, yang menyertai sejumlah penyakit, termasuk... 2). Kekurangan O2 di udara yang dihirup menyebabkan hiperventilasi paru-paru dan... Hiperventilasi menyebabkan penurunan pCO2 dalam darah dan peningkatan pH. Alkalosis menghambat reabsorpsi Na+ di ginjal,...Alkalosis non-gas
literatur
1. Bikarbonat serum atau plasma /R. Murray, D. Grenner, P. Mayes, V. Rodwell // Biokimia Manusia: dalam 2 volume. T.2. Per. dari bahasa Inggris: - M.: Mir, 1993. - hlm.370-371.
2. Sistem penyangga darah dan keseimbangan asam basa / T.T. Berezov, B.F. Korovkin // Kimia biologi: Buku Teks / Ed. RAMS S.S. Debova. - edisi ke-2. dikerjakan ulang dan tambahan - M.: Kedokteran, 1990. - Hlm.452-457.
Apa yang akan kami lakukan dengan materi yang diterima:
Jika materi ini bermanfaat bagi Anda, Anda dapat menyimpannya ke halaman Anda di jejaring sosial:
Air adalah media di mana sebagian besar reaksi metabolisme berlangsung. Ini terlibat langsung dalam metabolisme. Air memainkan peran tertentu dalam proses termoregulasi tubuh. Dengan bantuan air, nutrisi dikirim ke jaringan dan sel dan produk akhir metabolisme dikeluarkan darinya.
Ekskresi air dari tubuh dilakukan oleh ginjal - 1,2-1,5 l, kulit - 0,5 l, paru-paru - 0,2-0,3 l. Pertukaran air diatur oleh sistem neurohormonal. Retensi air dalam tubuh dipromosikan oleh hormon korteks adrenal (kortison, aldosteron) dan hormon lobus posterior kelenjar pituitari, vasopresin. Hormon tiroid tiroksin meningkatkan ekskresi air dari tubuh.
^
METABOLISME MINERAL
Garam mineral merupakan salah satu zat makanan yang penting. Unsur mineral tidak memiliki nilai gizi, tetapi tubuh membutuhkannya sebagai zat yang terlibat dalam pengaturan metabolisme, menjaga tekanan osmotik, dan memastikan pH konstan cairan intra dan ekstraseluler tubuh. Banyak unsur mineral merupakan komponen struktural enzim dan vitamin.
Susunan organ dan jaringan manusia dan hewan meliputi unsur makro dan unsur mikro. Yang terakhir ini terkandung dalam tubuh dalam jumlah yang sangat kecil. Dalam berbagai organisme hidup, seperti dalam tubuh manusia, oksigen, karbon, hidrogen, dan nitrogen ditemukan dalam jumlah terbesar. Unsur-unsur tersebut, seperti halnya fosfor dan belerang, merupakan bagian dari sel hidup dalam bentuk berbagai senyawa. Unsur makro juga termasuk natrium, kalium, kalsium, klorin dan magnesium. Unsur mikro berikut ditemukan dalam tubuh hewan: tembaga, mangan, yodium, molibdenum, seng, fluor, kobalt, dll. Besi menempati posisi perantara antara unsur makro dan mikro.
Mineral masuk ke dalam tubuh hanya dengan makanan. Kemudian melalui mukosa usus dan pembuluh darah menuju vena portal dan hati. Hati mempertahankan beberapa mineral: natrium, zat besi, fosfor. Besi adalah bagian dari hemoglobin, berpartisipasi dalam transfer oksigen, serta dalam komposisi enzim redoks. Kalsium adalah bagian dari jaringan tulang dan memberinya kekuatan. Selain itu, berperan penting dalam pembekuan darah. Fosfor yang selain bebas (anorganik) terdapat dalam senyawa dengan protein, lemak dan karbohidrat, sangat bermanfaat bagi tubuh. Magnesium mengatur rangsangan neuromuskular dan mengaktifkan banyak enzim. Cobalt adalah bagian dari vitamin B12. Yodium terlibat dalam pembentukan hormon tiroid. Fluorida ditemukan di jaringan gigi. Natrium dan kalium sangat penting dalam menjaga tekanan osmotik darah.
Metabolisme mineral erat kaitannya dengan metabolisme zat organik (protein, asam nukleat, karbohidrat, lipid). Misalnya, ion kobalt, mangan, magnesium, dan besi diperlukan untuk metabolisme asam amino normal. Ion klorin mengaktifkan amilase. Ion kalsium memiliki efek pengaktifan pada lipase. Oksidasi asam lemak terjadi lebih cepat dengan adanya ion tembaga dan besi.
^
BAB 12. VITAMIN
Vitamin adalah senyawa organik dengan berat molekul rendah yang merupakan komponen penting dalam makanan. Mereka tidak disintesis pada hewan. Sumber utama bagi tubuh manusia dan hewan adalah makanan nabati.
Vitamin adalah zat aktif biologis. Ketidakhadiran atau kekurangan makanan mereka disertai dengan gangguan tajam pada proses vital, yang menyebabkan terjadinya penyakit serius. Kebutuhan vitamin karena banyak di antaranya merupakan komponen enzim dan koenzim.
Vitamin sangat beragam dalam struktur kimianya. Mereka dibagi menjadi dua kelompok: larut dalam air dan larut dalam lemak.
^ VITAMIN LARUT AIR
1. Vitamin B 1 (tiamin, aneurin). Struktur kimianya ditandai dengan adanya gugus amina dan atom belerang. Kehadiran gugus alkohol dalam vitamin B1 memungkinkan terbentuknya ester dengan asam. Dengan menggabungkan dua molekul asam fosfat, tiamin membentuk ester tiamin difosfat, yang merupakan bentuk koenzim vitamin. Tiamin difosfat adalah koenzim dekarboksilase yang mengkatalisis dekarboksilasi asam α-keto. Dengan tidak adanya atau tidak mencukupinya asupan vitamin B1 ke dalam tubuh, metabolisme karbohidrat menjadi tidak mungkin. Pelanggaran terjadi pada tahap pemanfaatan asam piruvat dan α-ketoglutarat.
2. Vitamin B2 (riboflavin). Vitamin ini merupakan turunan termetilasi dari isoalloxazine yang terikat pada ribitol alkohol 5-hidrat.
Di dalam tubuh, riboflavin dalam bentuk ester dengan asam fosfat merupakan bagian dari kelompok prostetik enzim flavin (FMN, FAD), yang mengkatalisis proses oksidasi biologis, memastikan transfer hidrogen dalam rantai pernapasan, serta reaksi dari sintesis dan pemecahan asam lemak.
3. Vitamin B3 (asam pantotenat). Asam pantotenat terdiri dari -alanin dan asam dioksidimetilbutirat, dihubungkan oleh ikatan peptida. Signifikansi biologis asam pantotenat merupakan bagian dari koenzim A, yang berperan besar dalam metabolisme karbohidrat, lemak dan protein.
4. Vitamin B6 (piridoksin). Secara kimiawi, vitamin B6 merupakan turunan piridin. Turunan piridoksin terfosforilasi adalah koenzim enzim yang mengkatalisis reaksi metabolisme asam amino.
5. Vitamin B12 (kobalamin). Struktur kimia vitamin ini sangat kompleks. Ini berisi empat cincin pirol. Di tengahnya terdapat atom kobalt yang terikat pada nitrogen pada cincin pirol.
Vitamin B 12 berperan penting dalam transfer gugus metil, serta sintesis asam nukleat.
6. Vitamin PP (asam nikotinat dan Amidanya). Asam nikotinat adalah turunan piridin.
Amida asam nikotinat merupakan bagian integral dari koenzim NAD + dan NADP +, yang merupakan bagian dari dehidrogenase.
7. Asam folat (Vitamin B c). Diisolasi dari daun bayam (Latin folium - daun). Asam folat mengandung asam para-aminobenzoat dan asam glutamat. Asam folat berperan penting dalam metabolisme asam nukleat dan sintesis protein.
8. Asam para-aminobenzoat. Ini memainkan peran penting dalam sintesis asam folat.
9. Biotin (vitamin H). Biotin merupakan bagian dari enzim yang mengkatalisis proses karboksilasi (penambahan CO2 pada rantai karbon). Biotin diperlukan untuk sintesis asam lemak dan purin.
10. Vitamin C (asam askorbat). Struktur kimia asam askorbat mirip dengan heksosa. Ciri khusus senyawa ini adalah kemampuannya untuk mengalami oksidasi reversibel membentuk asam dehidroaskorbat. Kedua senyawa ini mempunyai aktivitas vitamin. Asam askorbat berperan dalam proses redoks tubuh, melindungi enzim golongan SH dari oksidasi, dan memiliki kemampuan untuk dehidrasi racun.
^ VITAMIN LEMAK LEMAK
Kelompok ini termasuk vitamin golongan A, D, E, K-, dll.
1. Vitamin golongan A. Vitamin A 1 (retinol, antixerophthalmic) memiliki sifat kimia yang mirip dengan karoten. Ini adalah alkohol monohidrat siklik .
2. Vitamin golongan D (vitamin antirakitik). Berdasarkan struktur kimianya, vitamin golongan D mirip dengan sterol. Vitamin D 2 terbentuk dari ergosterol dalam ragi, dan Vitamin D 3 terbentuk dari 7-de-hidrokolesterol dalam jaringan hewan di bawah pengaruh radiasi ultraviolet.
3. Vitamin golongan E (, , -tokoferol). Perubahan utama akibat kekurangan vitamin E terjadi pada sistem reproduksi (kehilangan kemampuan melahirkan janin, perubahan degeneratif sperma). Pada saat yang sama, kekurangan vitamin E menyebabkan kerusakan pada berbagai jaringan.
4. Vitamin golongan K. Berdasarkan struktur kimianya, vitamin golongan ini (K 1 dan K 2) termasuk dalam naftokuinon. Tanda khas kekurangan vitamin K adalah terjadinya perdarahan subkutan, intramuskular dan lainnya serta gangguan pembekuan darah. Alasannya adalah pelanggaran sintesis protein protrombin, salah satu komponen sistem pembekuan darah.
ANTIVITAMIN
Antivitamin adalah antagonis vitamin: Seringkali zat ini memiliki struktur yang sangat mirip dengan vitamin yang bersangkutan, dan kemudian tindakannya didasarkan pada perpindahan “kompetitif” vitamin yang bersangkutan dari kompleksnya dalam sistem enzim oleh antivitamin. Akibatnya, enzim yang “tidak aktif” terbentuk, metabolisme terganggu dan timbul penyakit serius. Misalnya, sulfonamid adalah antivitamin asam para-aminobenzoat. Antivitamin vitamin B 1 adalah piritiamine.Ada juga antivitamin yang berbeda secara struktural yang mampu mengikat vitamin, sehingga menghilangkan aktivitas vitaminnya.
^
BAB 13. HORMON
Hormon, seperti vitamin, adalah zat aktif biologis dan merupakan pengatur metabolisme dan fungsi fisiologis. Peran pengaturannya direduksi menjadi aktivasi atau penghambatan sistem enzim, perubahan permeabilitas membran biologis dan pengangkutan zat melaluinya, stimulasi atau peningkatan berbagai proses biosintetik, termasuk sintesis enzim.
Hormon diproduksi di kelenjar endokrin, yang tidak memiliki saluran ekskresi dan mengeluarkan sekresinya langsung ke aliran darah. Kelenjar endokrin meliputi tiroid, paratiroid (dekat tiroid), gonad, kelenjar adrenal, kelenjar pituitari, pankreas, dan kelenjar timus.
Penyakit yang terjadi ketika fungsi kelenjar endokrin tertentu terganggu, merupakan akibat dari hipofungsinya (berkurangnya sekresi hormon) atau hiperfungsi (sekresi hormon yang berlebihan).
Hormon dapat dibagi menjadi tiga kelompok berdasarkan struktur kimianya: hormon protein; hormon yang berasal dari asam amino tirosin, dan hormon dengan struktur steroid.
^ HORMON PROTEIN
Ini termasuk hormon pankreas, kelenjar hipofisis anterior dan kelenjar paratiroid.
Hormon pankreas - insulin dan glukagon - terlibat dalam pengaturan metabolisme karbohidrat. Dalam aksinya mereka saling bermusuhan. Insulin menurunkan dan glukagon meningkatkan kadar gula darah.
Hormon hipofisis mengatur aktivitas banyak kelenjar endokrin lainnya. Ini termasuk:
Hormon somatotropik (GH) - hormon pertumbuhan, merangsang pertumbuhan sel, meningkatkan tingkat proses biosintesis;
Hormon perangsang tiroid (TSH) - merangsang aktivitas kelenjar tiroid;
Hormon adrenokortikotropik (ACTH) - mengatur biosintesis kortikosteroid oleh korteks adrenal;
Hormon gonadotropik mengatur fungsi gonad.
^ HORMON SERI TYROSIN
Ini termasuk hormon tiroid dan hormon medula adrenal. Hormon tiroid utama adalah tiroksin dan triiodothyronine. Hormon-hormon ini merupakan turunan beryodium dari asam amino tirosin. Dengan hipofungsi kelenjar tiroid, proses metabolisme menurun. Hiperfungsi kelenjar tiroid menyebabkan peningkatan metabolisme basal.
Medula adrenal menghasilkan dua hormon, adrenalin dan norepinefrin. Zat-zat ini meningkatkan tekanan darah. Adrenalin memiliki pengaruh signifikan pada metabolisme karbohidrat - meningkatkan kadar glukosa darah.
^ HORMON STEROID
Golongan ini mencakup hormon yang diproduksi oleh korteks adrenal dan gonad (ovarium dan testis). Secara kimiawi mereka adalah steroid. Korteks adrenal menghasilkan kortikosteroid, mengandung atom C 21. Mereka dibagi menjadi mineralokortikoid, yang paling aktif adalah aldosteron dan deoksikortikosteron. dan glukokortikoid - kortisol (hidrokortison), kortison dan kortikosteron. Glukokortikoid mempunyai pengaruh yang besar terhadap metabolisme karbohidrat dan protein. Mineralokortikoid terutama mengatur metabolisme air dan mineral.
Ada hormon seks pria (androgen) dan wanita (estrogen). Yang pertama adalah C 19 -, dan yang terakhir adalah C 18 -steroid. Androgen termasuk testosteron, androstenedion, dll., dan estrogen termasuk estradiol, estron, dan estriol. Yang paling aktif adalah testosteron dan estradiol. Hormon seks menentukan perkembangan seksual normal, pembentukan ciri-ciri seksual sekunder, dan mempengaruhi metabolisme.
^ BAB 14. LANDASAN BIOKIMIA GIZI RASIONAL
Dalam masalah gizi dapat dibedakan tiga bagian yang saling berkaitan: gizi rasional, terapeutik dan terapeutik-profilaksis. Dasarnya adalah apa yang disebut nutrisi rasional, karena dibangun dengan mempertimbangkan kebutuhan orang yang sehat, tergantung pada usia, profesi, iklim, dan kondisi lainnya. Dasar dari pola makan seimbang adalah keseimbangan dan nutrisi yang tepat. Nutrisi rasional merupakan sarana untuk menormalkan kondisi tubuh dan mempertahankan kapasitas kerjanya yang tinggi.
Karbohidrat, protein, lemak, asam amino, vitamin, dan mineral masuk ke dalam tubuh manusia melalui makanan. Kebutuhan zat-zat tersebut berbeda-beda dan ditentukan oleh keadaan fisiologis tubuh. Tubuh yang sedang tumbuh membutuhkan lebih banyak makanan. Seseorang yang terlibat dalam olahraga atau pekerjaan fisik menghabiskan banyak energi, dan oleh karena itu juga membutuhkan lebih banyak makanan daripada orang yang tidak banyak bergerak.
Dalam nutrisi manusia, jumlah protein, lemak dan karbohidrat harus dengan perbandingan 1:1:4, yaitu diperlukan untuk 1 g protein, Konsumsilah 1 g lemak dan 4 g karbohidrat. Protein harus menyediakan sekitar 14% dari asupan kalori harian, lemak sekitar 31%, dan karbohidrat sekitar 55%.
Pada tahap perkembangan ilmu gizi saat ini, tidak cukup hanya bersumber dari total konsumsi zat gizi saja. Sangat penting untuk menetapkan proporsi komponen makanan esensial dalam makanan (asam amino esensial, asam lemak tak jenuh, vitamin, mineral, dll). Ajaran modern tentang kebutuhan manusia akan pangan diungkapkan dalam konsep gizi seimbang. Menurut konsep ini, memastikan aktivitas kehidupan normal dimungkinkan tidak hanya dengan memasok tubuh dengan jumlah energi dan protein yang cukup, tetapi juga dengan mengamati hubungan yang agak kompleks antara banyak faktor nutrisi yang tak tergantikan yang mampu memberikan efek biologis yang bermanfaat secara maksimal. di dalam tubuh. Hukum gizi seimbang didasarkan pada gagasan tentang aspek kuantitatif dan kualitatif dari proses asimilasi makanan dalam tubuh, yaitu keseluruhan reaksi enzimatik metabolik.
Institut Nutrisi dari Akademi Ilmu Kedokteran Uni Soviet telah mengembangkan data rata-rata tentang kebutuhan nutrisi orang dewasa. Terutama, ketika menentukan rasio optimal nutrisi individu, rasio nutrisi inilah yang rata-rata diperlukan untuk mempertahankan fungsi normal orang dewasa. Oleh karena itu, ketika menyiapkan diet umum dan mengevaluasi produk individual, perlu untuk fokus pada rasio ini. Penting untuk diingat bahwa tidak hanya kekurangan faktor-faktor esensial tertentu yang berbahaya, tetapi kelebihannya juga berbahaya. Alasan toksisitas kelebihan nutrisi penting mungkin terkait dengan ketidakseimbangan pola makan, yang pada gilirannya menyebabkan terganggunya homeostasis biokimia (keteguhan komposisi dan sifat lingkungan internal) tubuh dan gangguan seluler. nutrisi.
Keseimbangan gizi yang diberikan hampir tidak dapat ditransfer tanpa mengubah struktur gizi orang-orang dalam kondisi kerja dan kehidupan yang berbeda, orang-orang dari berbagai usia dan jenis kelamin, dll. Berdasarkan kenyataan bahwa perbedaan kebutuhan energi dan gizi didasarkan pada karakteristik perjalanan hidup. proses metabolisme dan regulasi hormonal dan sarafnya, perlu bagi orang-orang dari berbagai usia dan jenis kelamin, serta bagi orang-orang dengan penyimpangan signifikan dari indikator rata-rata status enzimatik normal, untuk melakukan penyesuaian tertentu terhadap penyajian formula gizi seimbang yang biasa. .
Institut Nutrisi dari Akademi Ilmu Kedokteran Uni Soviet telah mengusulkan standar untuk
menghitung pola makan yang optimal untuk penduduk negara kita.
Pola makan ini dibedakan berdasarkan tiga kondisi iklim
zona: utara, tengah dan selatan. Namun, data ilmiah terkini menunjukkan bahwa pembagian tersebut tidak dapat memuaskan saat ini. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa di negara kita, wilayah Utara harus dibagi menjadi dua zona: Eropa dan Asia. Zona-zona ini berbeda secara signifikan satu sama lain dalam kondisi iklim. Di Institut Kedokteran Klinis dan Eksperimental Cabang Siberia dari Akademi Ilmu Kedokteran Uni Soviet (Novosibirsk), sebagai hasil penelitian jangka panjang, ditunjukkan bahwa dalam kondisi Asia Utara, metabolisme protein, lemak, karbohidrat, vitamin, unsur makro dan mikro mengalami restrukturisasi, oleh karena itu perlu diperjelas standar gizi manusia dengan mempertimbangkan perubahan metabolisme. Saat ini sedang dilakukan penelitian besar-besaran di bidang rasionalisasi gizi penduduk Siberia dan Timur Jauh. Peran utama dalam studi masalah ini diberikan pada penelitian biokimia.
Departemen Biokimia
saya setuju
Kepala departemen prof., doktor ilmu kedokteran
Meshchaninov V.N.
_____''______________2006
KULIAH No.25
Topik: Metabolisme air-garam dan mineral
Fakultas: terapeutik dan preventif, medis dan preventif, pediatrik.
Metabolisme air-garam– pertukaran air dan elektrolit basa tubuh (Na+, K+, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4).
Elektrolit– zat yang berdisosiasi dalam larutan menjadi anion dan kation. Mereka diukur dalam mol/l.
Non-elektrolit– zat yang tidak terdisosiasi dalam larutan (glukosa, kreatinin, urea). Mereka diukur dalam g/l.
Metabolisme mineral– pertukaran komponen mineral apa pun, termasuk yang tidak mempengaruhi parameter dasar lingkungan cair dalam tubuh.
Air- komponen utama dari semua cairan tubuh.
Peran biologis air
- Air adalah pelarut universal untuk sebagian besar senyawa organik (kecuali lipid) dan anorganik.
- Air dan zat terlarut di dalamnya menciptakan lingkungan internal tubuh.
- Air memastikan pengangkutan zat dan energi panas ke seluruh tubuh.
- Sebagian besar reaksi kimia tubuh terjadi pada fase air.
- Air berpartisipasi dalam reaksi hidrolisis, hidrasi, dan dehidrasi.
- Menentukan struktur spasial dan sifat molekul hidrofobik dan hidrofilik.
- Dalam kombinasi dengan GAG, air menjalankan fungsi struktural.
SIFAT UMUM CAIRAN TUBUH
Semua cairan tubuh dicirikan oleh sifat-sifat umum: volume, tekanan osmotik, dan nilai pH.
Volume. Pada semua hewan darat, cairan membentuk sekitar 70% berat badan.
Distribusi air dalam tubuh bergantung pada usia, jenis kelamin, massa otot, tipe tubuh, dan jumlah lemak. Kandungan air pada berbagai jaringan tersebar sebagai berikut: paru-paru, jantung dan ginjal (80%), otot rangka dan otak (75%), kulit dan hati (70%), tulang (20%), jaringan adiposa (10%). . Secara umum, orang kurus memiliki lebih sedikit lemak dan lebih banyak air. Pada pria, air menyumbang 60%, pada wanita - 50% dari berat badan. Orang yang lebih tua memiliki lebih banyak lemak dan lebih sedikit otot. Rata-rata tubuh pria dan wanita berusia di atas 60 tahun masing-masing mengandung 50% dan 45% air.
Dengan kekurangan air total, kematian terjadi setelah 6-8 hari, ketika jumlah air dalam tubuh berkurang 12%.
Semua cairan tubuh dibagi menjadi kumpulan intraseluler (67%) dan ekstraseluler (33%).
Kolam ekstraseluler(ruang ekstraseluler) terdiri dari:
1. Cairan intravaskular;
2. Cairan interstitial (antar sel);
3. Cairan transeluler (cairan rongga pleura, perikardial, peritoneum dan ruang sinovial, cairan serebrospinal dan intraokular, sekresi keringat, kelenjar ludah dan lakrimal, sekresi pankreas, hati, kandung empedu, saluran cerna dan saluran pernafasan).
Cairan dipertukarkan secara intensif antar kolam. Perpindahan air dari satu sektor ke sektor lain terjadi ketika tekanan osmotik berubah.
Tekanan osmotik – Ini adalah tekanan yang diciptakan oleh semua zat yang terlarut dalam air. Tekanan osmotik cairan ekstraseluler ditentukan terutama oleh konsentrasi NaCl.
Cairan ekstraseluler dan intraseluler berbeda secara signifikan dalam komposisi dan konsentrasi komponen individu, namun konsentrasi total zat aktif osmotik kira-kira sama.
pH– logaritma desimal negatif konsentrasi proton. Nilai pH tergantung pada intensitas pembentukan asam dan basa dalam tubuh, netralisasinya oleh sistem buffer dan pengeluarannya dari tubuh melalui urin, udara yang dihembuskan, keringat dan feses.
Bergantung pada karakteristik pertukaran, nilai pH dapat sangat berbeda baik di dalam sel dari jaringan yang berbeda maupun di kompartemen berbeda dari sel yang sama (di sitosol keasamannya netral, di lisosom dan di ruang antar membran mitokondria sangat asam. ). Dalam cairan antar sel berbagai organ dan jaringan serta plasma darah, nilai pH, seperti halnya tekanan osmotik, merupakan nilai yang relatif konstan.
PERATURAN KESEIMBANGAN AIR-GARAM TUBUH
Di dalam tubuh, keseimbangan air-garam dari lingkungan intraseluler dipertahankan karena keteguhan cairan ekstraseluler. Pada gilirannya, keseimbangan air-garam dalam cairan ekstraseluler dipertahankan melalui plasma darah dengan bantuan organ dan diatur oleh hormon.
Organ yang mengatur metabolisme air-garam
Masuknya air dan garam ke dalam tubuh terjadi melalui saluran cerna, proses ini dikendalikan oleh rasa haus dan nafsu makan garam. Ginjal membuang kelebihan air dan garam dari tubuh. Selain itu, air dikeluarkan dari tubuh melalui kulit, paru-paru, dan saluran pencernaan.
Keseimbangan air tubuh
Bagi saluran cerna, kulit dan paru-paru, ekskresi air merupakan proses sampingan yang terjadi sebagai akibat dari pelaksanaan fungsi utamanya. Misalnya, saluran pencernaan kehilangan air ketika zat-zat yang tidak tercerna, produk metabolisme, dan xenobiotik dikeluarkan dari tubuh. Paru-paru kehilangan air saat bernafas, dan kulit selama termoregulasi.
Perubahan fungsi ginjal, kulit, paru-paru dan saluran pencernaan dapat menyebabkan terganggunya homeostasis air-garam. Misalnya, di daerah beriklim panas, untuk menjaga suhu tubuh, keringat meningkat pada kulit, dan jika terjadi keracunan, muntah atau diare terjadi pada saluran cerna. Akibat meningkatnya dehidrasi dan hilangnya garam dalam tubuh, terjadi pelanggaran keseimbangan air-garam.
Hormon yang mengatur metabolisme air-garam
Vasopresin
Hormon antidiuretik (ADH), atau vasopresin- peptida dengan berat molekul sekitar 1100 D, mengandung 9 AA yang dihubungkan oleh satu jembatan disulfida.
ADH disintesis di neuron hipotalamus dan diangkut ke ujung saraf lobus posterior kelenjar hipofisis (neurohypophysis).
Tekanan osmotik yang tinggi pada cairan ekstraseluler mengaktifkan osmoreseptor di hipotalamus, sehingga terjadi impuls saraf yang diteruskan ke kelenjar hipofisis posterior dan menyebabkan pelepasan ADH ke dalam aliran darah.
ADH bekerja melalui 2 jenis reseptor: V 1 dan V 2.
Efek fisiologis utama hormon diwujudkan oleh reseptor V2, yang terletak di sel tubulus distal dan saluran pengumpul, yang relatif kedap terhadap molekul air.
ADH, melalui reseptor V2, merangsang sistem adenilat siklase, sebagai akibatnya, protein terfosforilasi, merangsang ekspresi gen protein membran - aquaporina-2 . Aquaporin-2 diintegrasikan ke dalam membran apikal sel, membentuk saluran air di dalamnya. Melalui saluran ini, air diserap kembali dari urin ke ruang interstisial melalui difusi pasif dan urin dipekatkan.
Dengan tidak adanya ADH, urin tidak terkonsentrasi (kepadatan<1010г/л) и может выделяться в очень больших количествах (>20 l/hari), yang menyebabkan dehidrasi pada tubuh. Kondisi ini disebut diabetes insipidus .
Penyebab defisiensi ADH dan diabetes insipidus adalah: kelainan genetik pada sintesis prepro-ADG di hipotalamus, kelainan pada pemrosesan dan pengangkutan proADG, kerusakan hipotalamus atau neurohipofisis (misalnya akibat cedera otak traumatis, tumor, iskemia). Diabetes insipidus nefrogenik terjadi karena mutasi pada gen reseptor ADH tipe V2.
Reseptor V 1 terlokalisasi di membran pembuluh darah SMC. ADH, melalui reseptor V1, mengaktifkan sistem inositol trifosfat dan merangsang pelepasan Ca2+ dari RE, yang merangsang kontraksi SMC vaskular. Efek vasokonstriktor ADH terjadi pada konsentrasi ADH yang tinggi.
Salah satu jenis metabolisme yang paling sering terganggu pada patologi adalah metabolisme air-garam. Hal ini terkait dengan pergerakan air dan mineral yang konstan dari lingkungan eksternal tubuh ke lingkungan internal, dan sebaliknya.
Pada tubuh manusia dewasa, air menyumbang 2/3 (58-67%) dari berat badan. Sekitar setengah volumenya terkonsentrasi di otot. Kebutuhan air (seseorang menerima cairan hingga 2,5-3 liter setiap hari) dipenuhi dengan meminumnya (700-1700 ml), air yang sudah dimasukkan ke dalam makanan (800-1000 ml), dan air yang terbentuk. dalam tubuh selama metabolisme - 200-300 ml (dengan pembakaran 100 g lemak, protein dan karbohidrat, masing-masing 107,41 dan 55 g air terbentuk). Air endogen disintesis dalam jumlah yang relatif besar ketika proses oksidasi lemak diaktifkan, yang diamati dalam berbagai, terutama kondisi stres yang berkepanjangan, stimulasi sistem simpatis-adrenal, dan terapi diet pembongkaran (sering digunakan untuk mengobati pasien obesitas).
Karena kehilangan air wajib yang terus-menerus terjadi, volume internal cairan dalam tubuh tetap tidak berubah. Kehilangan tersebut antara lain ginjal (1,5 l) dan ekstrarenal, berhubungan dengan pelepasan cairan melalui saluran cerna (50-300 ml), saluran pernafasan dan kulit (850-1200 ml). Secara umum, volume kehilangan air wajib adalah 2,5-3 liter, sangat bergantung pada jumlah racun yang dikeluarkan dari tubuh.
Partisipasi air dalam proses kehidupan sangat beragam. Air adalah pelarut bagi banyak senyawa, komponen langsung dari sejumlah transformasi fisikokimia dan biokimia, dan pengangkut zat endo dan eksogen. Selain itu, ia melakukan fungsi mekanis, melemahkan gesekan ligamen, otot, dan permukaan tulang rawan sendi (sehingga memfasilitasi mobilitasnya), dan berpartisipasi dalam termoregulasi. Air mempertahankan homeostasis, tergantung pada tekanan osmotik plasma (isosmia) dan volume cairan (isovolemia), berfungsinya mekanisme yang mengatur keadaan asam basa, dan terjadinya proses yang memastikan suhu konstan (isotermia).
Dalam tubuh manusia, air ada dalam tiga keadaan fisikokimia utama, yang menurutnya mereka membedakan: 1) air bebas, atau bergerak (itu merupakan sebagian besar cairan intraseluler, serta darah, getah bening, cairan interstisial); 2) air, terikat oleh koloid hidrofilik, dan 3) konstitusional, termasuk dalam struktur molekul protein, lemak, dan karbohidrat.
Dalam tubuh orang dewasa dengan berat badan 70 kg, volume air bebas dan air yang terikat oleh koloid hidrofilik kira-kira 60% dari berat badan, yaitu. 42 liter. Cairan ini diwakili oleh air intraseluler (terhitung 28 liter, atau 40% berat badan), yang merupakan sektor intraseluler, dan air ekstraseluler (14 liter, atau 20% berat badan), yang membentuk sektor ekstraseluler. Yang terakhir berisi cairan intravaskular (intravaskular). Sektor intravaskular ini dibentuk oleh plasma (2,8 l), yang menyumbang 4-5% berat badan, dan getah bening.
Air interstisial mencakup air antar sel itu sendiri (cairan antar sel bebas) dan cairan ekstraseluler terorganisir (merupakan 15-16% dari berat badan, atau 10,5 l), yaitu. air ligamen, tendon, fasia, tulang rawan, dll. Selain itu, sektor ekstraseluler meliputi air yang terdapat di beberapa rongga (rongga perut dan pleura, perikardium, sendi, ventrikel otak, bilik mata, dll), serta di saluran pencernaan. Cairan rongga ini tidak berpartisipasi aktif dalam proses metabolisme.
Air dalam tubuh manusia tidak tergenang di berbagai bagiannya, tetapi terus bergerak, terus menerus bertukar dengan bagian cairan lain dan dengan lingkungan luar. Pergerakan air sebagian besar disebabkan oleh sekresi cairan pencernaan. Jadi, dengan air liur dan jus pankreas, sekitar 8 liter air per hari dikirim ke saluran usus, namun air ini praktis tidak hilang karena penyerapan di saluran pencernaan bagian bawah.
Unsur vital dibagi menjadi unsur makro (kebutuhan harian >100 mg) dan unsur mikro (kebutuhan harian<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.
Karena banyak elemen dapat disimpan di dalam tubuh, penyimpangan dari norma harian akan dikompensasi seiring waktu. Kalsium dalam bentuk apatit disimpan di jaringan tulang, yodium disimpan dalam tiroglobulin di kelenjar tiroid, besi disimpan dalam feritin dan hemosiderin di sumsum tulang, limpa dan hati. Hati adalah tempat penyimpanan banyak unsur mikro.
Metabolisme mineral dikendalikan oleh hormon. Hal ini berlaku misalnya pada konsumsi H2O, Ca2+, PO43-, pengikatan Fe2+, I-, ekskresi H2O, Na+, Ca2+, PO43-.
Jumlah mineral yang diserap dari makanan biasanya bergantung pada kebutuhan metabolisme tubuh dan, dalam beberapa kasus, pada komposisi makanan. Sebagai contoh pengaruh komposisi makanan, perhatikan kalsium. Penyerapan ion Ca2+ didorong oleh asam laktat dan sitrat, sedangkan ion fosfat, ion oksalat dan asam fitat menghambat penyerapan kalsium karena kompleksasi dan pembentukan garam yang sukar larut (fitin).
Kekurangan mineral bukanlah kejadian langka: terjadi karena berbagai sebab, misalnya karena pola makan yang monoton, gangguan penyerapan, dan berbagai penyakit. Kekurangan kalsium dapat terjadi selama kehamilan, rakhitis, atau osteoporosis. Defisiensi klorin terjadi karena hilangnya ion Cl- dalam jumlah besar selama muntah parah.
Karena kandungan yodium yang tidak mencukupi dalam produk makanan, kekurangan yodium dan penyakit gondok telah menjadi hal yang umum di banyak wilayah di Eropa Tengah. Kekurangan magnesium dapat terjadi karena diare atau karena pola makan yang monoton akibat alkoholisme. Kekurangan unsur mikro dalam tubuh seringkali bermanifestasi sebagai gangguan hematopoiesis, yaitu anemia.
Kolom terakhir mencantumkan fungsi yang dilakukan mineral ini dalam tubuh. Dari data tabel terlihat bahwa hampir semua unsur makro dalam tubuh berfungsi sebagai komponen struktural dan elektrolit. Fungsi sinyal dilakukan oleh yodium (dalam komposisi iodothyronine) dan kalsium. Kebanyakan unsur mikro merupakan kofaktor protein, terutama enzim. Secara kuantitatif, tubuh didominasi oleh protein yang mengandung zat besi, hemoglobin, mioglobin dan sitokrom, serta lebih dari 300 protein yang mengandung seng.
Pengaturan metabolisme air-garam. Peran vasopresin, aldosteron dan sistem renin-angiotensin
Parameter utama homeostasis air-garam adalah tekanan osmotik, pH dan volume cairan intraseluler dan ekstraseluler. Perubahan parameter tersebut dapat menyebabkan perubahan tekanan darah, asidosis atau alkalosis, dehidrasi dan edema. Hormon utama yang terlibat dalam pengaturan keseimbangan air-garam adalah ADH, aldosteron dan atrial natriuretic factor (ANF).
ADH, atau vasopresin, adalah peptida yang mengandung 9 asam amino yang dihubungkan oleh satu jembatan disulfida. Ini disintesis sebagai prohormon di hipotalamus, kemudian diangkut ke ujung saraf lobus posterior kelenjar hipofisis, dari mana ia disekresikan ke dalam aliran darah dengan stimulasi yang tepat. Pergerakan sepanjang akson berhubungan dengan protein pembawa tertentu (neurophysin)
Rangsangan yang menyebabkan keluarnya ADH adalah peningkatan konsentrasi ion natrium dan peningkatan tekanan osmotik cairan ekstraseluler.
Sel target terpenting ADH adalah sel tubulus distal dan saluran pengumpul ginjal. Sel-sel saluran ini relatif kedap air, dan tanpa adanya ADH, urin tidak pekat dan dapat dikeluarkan dalam jumlah melebihi 20 liter per hari (normanya adalah 1-1,5 liter per hari).
Ada dua jenis reseptor ADH - V1 dan V2. Reseptor V2 hanya ditemukan pada permukaan sel epitel ginjal. Pengikatan ADH ke V2 berhubungan dengan sistem adenilat siklase dan merangsang aktivasi protein kinase A (PKA). PKA memfosforilasi protein yang merangsang ekspresi gen protein membran, aquaporin-2. Aquaporin 2 bergerak ke membran apikal, tertanam di dalamnya dan membentuk saluran air. Ini memberikan permeabilitas selektif membran sel terhadap air. Molekul air berdifusi bebas ke dalam sel tubulus ginjal dan kemudian memasuki ruang interstisial. Akibatnya, air diserap kembali dari tubulus ginjal. Reseptor tipe V1 terlokalisasi di membran otot polos. Interaksi ADH dengan reseptor V1 menyebabkan aktivasi fosfolipase C, yang menghidrolisis fosfatidilinositol-4,5-bifosfat untuk membentuk IP-3. IF-3 menyebabkan pelepasan Ca2+ dari retikulum endoplasma. Hasil kerja hormon melalui reseptor V1 adalah kontraksi lapisan otot polos pembuluh darah.
Defisiensi ADH yang disebabkan oleh disfungsi lobus posterior kelenjar pituitari, serta terganggunya sistem transmisi sinyal hormonal, dapat menyebabkan berkembangnya diabetes insipidus. Manifestasi utama diabetes insipidus adalah poliuria, yaitu. ekskresi urin dengan kepadatan rendah dalam jumlah besar.
Aldosteron, mineralokortikosteroid paling aktif, disintesis di korteks adrenal dari kolesterol.
Sintesis dan sekresi aldosteron oleh sel-sel zona glomerulosa dirangsang oleh angiotensin II, ACTH, dan prostaglandin E. Proses ini juga diaktifkan pada konsentrasi K+ yang tinggi dan konsentrasi Na+ yang rendah.
Hormon menembus sel target dan berinteraksi dengan reseptor spesifik yang terletak di sitosol dan nukleus.
Dalam sel tubulus ginjal, aldosteron merangsang sintesis protein yang melakukan berbagai fungsi. Protein ini dapat: a) meningkatkan aktivitas saluran natrium di membran sel tubulus distal ginjal, sehingga meningkatkan pengangkutan ion natrium dari urin ke dalam sel; b) menjadi enzim dalam siklus TCA dan, oleh karena itu, meningkatkan kemampuan siklus Krebs untuk menghasilkan molekul ATP yang diperlukan untuk transpor ion aktif; c) mengaktifkan pompa K+, Na+-ATPase dan merangsang sintesis pompa baru. Hasil keseluruhan dari kerja protein yang diinduksi oleh aldosteron adalah peningkatan reabsorpsi ion natrium di tubulus nefron, yang menyebabkan retensi NaCl dalam tubuh.
Mekanisme utama pengaturan sintesis dan sekresi aldosteron adalah sistem renin-angiotensin.
Renin adalah enzim yang diproduksi oleh sel juxtaglomerular arteriol aferen ginjal. Lokasi sel-sel ini membuatnya sangat sensitif terhadap perubahan tekanan darah. Penurunan tekanan darah, kehilangan cairan atau darah, dan penurunan konsentrasi NaCl merangsang pelepasan renin.
Angiotensinogen --2 adalah globulin yang diproduksi di hati. Ini berfungsi sebagai substrat untuk renin. Renin menghidrolisis ikatan peptida dalam molekul angiotensinogen dan memotong dekapeptida terminal-N (angiotensin I).
Angiotensin I berfungsi sebagai substrat untuk enzim pengubah antiotensin karboksidipeptidil peptidase, yang ditemukan dalam sel endotel dan plasma darah. Dua asam amino terminal dibelah dari angiotensin I untuk membentuk oktapeptida, angiotensin II.
Angiotensin II merangsang produksi aldosteron, menyebabkan penyempitan arteriol, yang meningkatkan tekanan darah dan menyebabkan rasa haus. Angiotensin II mengaktifkan sintesis dan sekresi aldosteron melalui sistem inositol fosfat.
PNP adalah peptida yang mengandung 28 asam amino dengan jembatan disulfida tunggal. PNP disintesis dan disimpan sebagai preprohormon (terdiri dari 126 residu asam amino) dalam kardiosit.
Faktor utama yang mengatur sekresi PNP adalah peningkatan tekanan darah. Rangsangan lain: peningkatan osmolaritas plasma, peningkatan denyut jantung, peningkatan katekolamin darah dan glukokortikoid.
Organ target utama PNF adalah ginjal dan arteri perifer.
Mekanisme kerja PNF memiliki sejumlah ciri. PNP reseptor membran plasma adalah protein dengan aktivitas guanylate cyclase. Reseptor memiliki struktur domain. Domain pengikatan ligan terlokalisasi di ruang ekstraseluler. Dengan tidak adanya PNP, domain intraseluler dari reseptor PNP berada dalam keadaan terfosforilasi dan tidak aktif. Akibat pengikatan PNP ke reseptor, aktivitas guanilat siklase reseptor meningkat dan terjadi pembentukan GMP siklik dari GTP. Akibat kerja PNF, pembentukan dan sekresi renin dan aldosteron terhambat. Efek bersih dari PNF adalah peningkatan ekskresi Na+ dan air serta penurunan tekanan darah.
PNF biasanya dianggap sebagai antagonis fisiologis angiotensin II, karena pengaruhnya tidak menyebabkan penyempitan lumen pembuluh darah dan (melalui pengaturan sekresi aldosteron) retensi natrium, namun sebaliknya, vasodilatasi dan kehilangan garam.
Arti tema: Air dan zat terlarut di dalamnya menciptakan lingkungan internal tubuh. Parameter terpenting dari homeostasis air-garam adalah tekanan osmotik, pH dan volume cairan intraseluler dan ekstraseluler. Perubahan parameter tersebut dapat menyebabkan perubahan tekanan darah, asidosis atau alkalosis, dehidrasi dan edema jaringan. Hormon utama yang terlibat dalam pengaturan halus metabolisme air-garam dan bekerja pada tubulus distal dan saluran pengumpul ginjal: hormon antidiuretik, aldosteron dan faktor natriuretik; sistem renin-angiotensin ginjal. Di ginjallah pembentukan akhir komposisi dan volume urin terjadi, memastikan pengaturan dan keteguhan lingkungan internal. Ginjal dicirikan oleh metabolisme energi yang intens, yang berhubungan dengan kebutuhan transpor transmembran aktif sejumlah besar zat selama pembentukan urin.
Analisis biokimia urin memberikan gambaran tentang keadaan fungsional ginjal, metabolisme di berbagai organ dan tubuh secara keseluruhan, membantu memperjelas sifat proses patologis, dan memungkinkan seseorang untuk menilai efektivitas pengobatan.
Tujuan pelajaran: mempelajari karakteristik parameter metabolisme air-garam dan mekanisme pengaturannya. Fitur metabolisme di ginjal. Belajar melakukan dan mengevaluasi analisis urin biokimia.
Siswa harus mengetahui:
1. Mekanisme pembentukan urin : filtrasi glomerulus, reabsorpsi dan sekresi.
2. Ciri-ciri kompartemen air pada tubuh.
3. Parameter dasar lingkungan cairan tubuh.
4. Apa yang menjamin keteguhan parameter cairan intraseluler?
5. Sistem (organ, zat) yang menjamin keteguhan cairan ekstraseluler.
6. Faktor (sistem) yang memberikan tekanan osmotik cairan ekstraseluler dan pengaturannya.
7. Faktor (sistem) yang menjamin keteguhan volume cairan ekstraseluler dan pengaturannya.
8. Faktor (sistem) yang menjamin keteguhan keadaan asam basa cairan ekstraseluler. Peran ginjal dalam proses ini.
9. Ciri-ciri metabolisme di ginjal: aktivitas metabolisme tinggi, tahap awal sintesis kreatin, peran glukoneogenesis intensif (isoenzim), aktivasi vitamin D3.
10. Sifat umum urin (jumlah per hari - diuresis, kepadatan, warna, transparansi), komposisi kimia urin. Komponen patologis urin.
Siswa harus mampu:
1. Melakukan penentuan kualitatif komponen utama urin.
2. Kaji analisis biokimia urin.
Siswa harus memiliki informasi: tentang beberapa kondisi patologis disertai perubahan parameter biokimia urin (proteinuria, hematuria, glukosuria, ketonuria, bilirubinuria, porfirinuria); Prinsip merencanakan pemeriksaan laboratorium urin dan menganalisis hasilnya untuk membuat kesimpulan awal tentang perubahan biokimia berdasarkan hasil pemeriksaan laboratorium.
1.Struktur ginjal, nefron.
2. Mekanisme pembentukan urin.
Tugas belajar mandiri:
1. Merujuk pada mata kuliah histologi. Ingat struktur nefron. Beri label pada tubulus proksimal, tubulus berbelit-belit distal, saluran pengumpul, glomerulus koroid, dan aparatus juxtaglomerular.
2. Merujuk pada mata kuliah fisiologi normal. Ingat mekanisme pembentukan urin: filtrasi di glomeruli, reabsorpsi di tubulus untuk membentuk urin sekunder, dan sekresi.
3. Pengaturan tekanan osmotik dan volume cairan ekstraseluler terutama berhubungan dengan pengaturan kandungan ion natrium dan air dalam cairan ekstraseluler.
Sebutkan hormon yang terlibat dalam peraturan ini. Jelaskan efeknya sesuai dengan skema: alasan pelepasan hormon; organ sasaran (sel); mekanisme kerjanya dalam sel-sel ini; efek akhir dari tindakan mereka.
Uji pengetahuan Anda:
A.vasopresin(semuanya benar kecuali satu):
A. disintesis di neuron hipotalamus; B. disekresikan ketika tekanan osmotik meningkat; V. meningkatkan laju reabsorpsi air dari urin primer di tubulus ginjal; g.meningkatkan reabsorpsi ion natrium di tubulus ginjal; d.menurunkan tekanan osmotik e.urin menjadi lebih pekat.
B.Aldosteron(semuanya benar kecuali satu):
A. disintesis di korteks adrenal; B. disekresikan ketika konsentrasi ion natrium dalam darah menurun; V. di tubulus ginjal meningkatkan reabsorpsi ion natrium; d. urin menjadi lebih pekat.
d.mekanisme utama pengaturan sekresi adalah sistem arenin-angiotensin ginjal.
B. Faktor natriuretik(semuanya benar kecuali satu):
A. disintesis terutama oleh sel-sel atrium; B. rangsangan sekresi – peningkatan tekanan darah; V. meningkatkan kemampuan penyaringan glomeruli; g.meningkatkan pembentukan urin; d. urin menjadi kurang pekat.
4. Buatlah diagram yang menggambarkan peran sistem renin-angiotensin dalam pengaturan sekresi aldosteron dan vasopresin.
5. Keteguhan keseimbangan asam-basa cairan ekstraseluler dipertahankan oleh sistem penyangga darah; perubahan ventilasi paru dan laju ekskresi asam (H+) oleh ginjal.
Ingat sistem penyangga darah (bikarbonat utama)!
Uji pengetahuan Anda:
Makanan yang berasal dari hewan bersifat asam (terutama karena fosfat, tidak seperti makanan yang berasal dari tumbuhan). Bagaimana perubahan pH urin pada seseorang yang terutama makan makanan hewani:
A. mendekati pH 7,0; b.pH sekitar 5.; V. pH sekitar 8,0.
6. Jawablah pertanyaan:
A. Bagaimana menjelaskan tingginya proporsi oksigen yang dikonsumsi oleh ginjal (10%);
B. Intensitas glukoneogenesis yang tinggi;????????????
B. Peran ginjal dalam metabolisme kalsium.
7. Salah satu tugas utama nefron adalah menyerap kembali zat-zat bermanfaat dari darah dalam jumlah yang dibutuhkan dan membuang produk akhir metabolisme dari darah.
Buatlah tabel Parameter biokimia urin:
Pekerjaan kelas.
Pekerjaan laboratorium:
Lakukan serangkaian reaksi kualitatif pada sampel urin dari pasien yang berbeda. Membuat kesimpulan tentang keadaan proses metabolisme berdasarkan hasil analisis biokimia.
Penentuan pH.
Prosedur: Teteskan 1-2 tetes urine pada bagian tengah kertas indikator dan berdasarkan perubahan warna salah satu garis berwarna yang sesuai dengan warna strip kendali, tentukan pH urine yang diuji. . PH normalnya adalah 4,6 – 7,0
2. Reaksi kualitatif terhadap protein. Urin normal tidak mengandung protein (jumlah kecil tidak terdeteksi oleh reaksi normal). Dalam beberapa kondisi patologis, protein mungkin muncul dalam urin - proteinuria.
Kemajuan: Tambahkan 3-4 tetes larutan asam sulfasalisilat 20% yang baru disiapkan ke dalam 1-2 ml urin. Jika terdapat protein, akan muncul endapan putih atau kekeruhan.
3. Reaksi kualitatif terhadap glukosa (reaksi Fehling).
Prosedur: Tambahkan 10 tetes reagen Fehling ke dalam 10 tetes urin. Panaskan hingga mendidih. Ketika glukosa hadir, warna merah muncul. Bandingkan hasilnya dengan norma. Biasanya, sejumlah kecil glukosa dalam urin tidak terdeteksi oleh reaksi kualitatif. Secara umum diterima bahwa biasanya tidak ada glukosa dalam urin. Dalam beberapa kondisi patologis, glukosa muncul dalam urin glukosuria.
Penentuan dapat dilakukan dengan menggunakan strip tes (kertas indikator) /
Deteksi badan keton
Prosedur: Teteskan setetes urin, setetes larutan natrium hidroksida 10% dan setetes larutan natrium nitroprusida 10% yang baru disiapkan ke dalam kaca objek. Warna merah muncul. Tambahkan 3 tetes asam asetat pekat - warna ceri muncul.
Biasanya, tidak ada badan keton dalam urin. Dalam beberapa kondisi patologis, badan keton muncul dalam urin - ketonuria.
Selesaikan masalah secara mandiri dan jawab pertanyaan:
1. Tekanan osmotik cairan ekstraseluler meningkat. Jelaskan, dalam bentuk diagram, urutan peristiwa yang akan mengarah pada pengurangannya.
2. Bagaimana produksi aldosteron akan berubah jika produksi vasopresin berlebih menyebabkan penurunan tekanan osmotik yang signifikan.
3. Uraikan urutan kejadian (dalam bentuk diagram) yang bertujuan memulihkan homeostasis ketika konsentrasi natrium klorida dalam jaringan menurun.
4. Pasien menderita penyakit diabetes melitus yang disertai ketonemia. Bagaimana sistem penyangga utama darah, sistem bikarbonat, merespons perubahan keseimbangan asam basa? Apa peran ginjal dalam pemulihan CBS? Akankah pH urin berubah pada pasien ini.
5. Seorang atlet yang sedang mempersiapkan suatu pertandingan menjalani latihan intensif. Bagaimana laju perubahan glukoneogenesis di ginjal (alasan jawaban Anda)? Apakah mungkin bagi seorang atlet untuk mengubah pH urin; berikan alasan jawabannya)?
6. Pasien mempunyai tanda-tanda gangguan metabolisme pada jaringan tulang yang juga mempengaruhi kondisi gigi. Kadar kalsitonin dan hormon paratiroid berada dalam batas normal fisiologis. Pasien menerima vitamin D (kolekalsiferol) dalam jumlah yang dibutuhkan. Tebak kemungkinan penyebab gangguan metabolisme tersebut.
7. Tinjau formulir standar “Analisis urin umum” (klinik multidisiplin Akademi Kedokteran Negeri Tyumen) dan mampu menjelaskan peran fisiologis dan signifikansi diagnostik komponen biokimia urin yang ditentukan di laboratorium biokimia. Ingat parameter biokimia urin normal.
Pelajaran 27. Biokimia air liur.
Arti tema: Rongga mulut mengandung berbagai jaringan dan merupakan rumah bagi mikroorganisme. Mereka saling berhubungan dan memiliki keteguhan tertentu. Dan dalam menjaga homeostasis rongga mulut, dan tubuh secara keseluruhan, peran terpenting adalah cairan mulut dan, khususnya, air liur. Rongga mulut sebagai bagian awal saluran pencernaan merupakan tempat kontak pertama tubuh dengan makanan, obat-obatan dan xenobiotik lainnya, mikroorganisme. . Pembentukan, kondisi dan fungsi gigi dan mukosa mulut juga sangat ditentukan oleh komposisi kimiawi air liur.
Air liur melakukan beberapa fungsi, ditentukan oleh sifat fisikokimia dan komposisi air liur. Pengetahuan tentang komposisi kimia air liur, fungsi, laju air liur, hubungan air liur dengan penyakit mulut membantu mengidentifikasi ciri-ciri proses patologis dan mencari cara baru yang efektif untuk mencegah penyakit gigi.
Beberapa indikator biokimia air liur murni berkorelasi dengan indikator biokimia plasma darah, sehingga analisis air liur adalah metode non-invasif yang mudah digunakan dalam beberapa tahun terakhir untuk diagnosis penyakit gigi dan somatik.
Tujuan pelajaran: Untuk mempelajari sifat fisikokimia dan komponen penyusun air liur yang menentukan fungsi fisiologis dasar. Faktor utama yang menyebabkan berkembangnya karies dan pengendapan karang gigi.
Siswa harus mengetahui:
1 . Kelenjar yang mengeluarkan air liur.
2.Struktur air liur (struktur misel).
3. Fungsi mineralisasi air liur dan faktor-faktor yang menentukan dan mempengaruhi fungsi ini: saturasi air liur yang berlebihan; volume dan kecepatan penyelamatan; pH.
4. Fungsi pelindung air liur dan komponen sistem yang menentukan fungsi tersebut.
5. Sistem penyangga air liur. Nilai pH normal. Penyebab pelanggaran ABS (status asam basa) pada rongga mulut. Mekanisme regulasi CBS di rongga mulut.
6. Komposisi mineral air liur dan perbandingannya dengan komposisi mineral plasma darah. Arti dari komponen.
7. Ciri-ciri komponen organik air liur, komponen khusus air liur, maknanya.
8. Fungsi pencernaan dan faktor yang menentukannya.
9. Fungsi pengaturan dan ekskresi.
10. Faktor utama yang menyebabkan berkembangnya karies dan pengendapan karang gigi.
Siswa harus mampu:
1. Membedakan konsep “air liur itu sendiri atau air liur”, “cairan gingiva”, “cairan mulut”.
2. Mampu menjelaskan derajat perubahan resistensi karies ketika pH air liur berubah, penyebab perubahan pH air liur.
3. Kumpulkan air liur yang tercampur untuk dianalisis dan dianalisis komposisi kimia air liurnya.
Siswa harus memiliki: informasi tentang gagasan modern tentang air liur sebagai objek penelitian biokimia non-invasif dalam praktik klinis.
Informasi dari disiplin ilmu dasar yang diperlukan untuk mempelajari topik:
1. Anatomi dan histologi kelenjar ludah; mekanisme air liur dan pengaturannya.
Tugas belajar mandiri:
Pelajari materi topik sesuai dengan sasaran pertanyaan (“siswa harus tahu”) dan selesaikan tugas-tugas berikut secara tertulis:
1. Tuliskan faktor-faktor yang menentukan pengaturan air liur.
2. Gambarlah misel air liur secara skematis.
3. Buatlah tabel: Perbandingan komposisi mineral air liur dan plasma darah.
Pelajari arti dari zat-zat yang terdaftar. Tuliskan zat anorganik lain yang terkandung dalam air liur.
4. Buatlah tabel: Komponen organik utama air liur dan maknanya.
6. Tuliskan faktor-faktor yang menyebabkan penurunan dan peningkatan resistensi.
(masing-masing) terhadap karies.
Pekerjaan kelas
Pekerjaan laboratorium: Analisis kualitatif komposisi kimia air liur
