Rumah Kedokteran gigi anak Biokimia metabolisme air-garam. Metabolisme air-garam

Kedokteran gigi anak

Biokimia metabolisme air-garam. Metabolisme air-garam

Badan Federal untuk Kesehatan dan Pembangunan Sosial GOUVPO UGMA
Departemen Biokimia

KULIAH KULIAH
DALAM BIOKIMIA UMUM

Modul 8. Biokimia metabolisme air-garam.

Yekaterinburg,
2009

Topik: Metabolisme air-garam dan mineral

Fakultas: terapeutik dan preventif, medis dan preventif, pediatrik.
kursus ke-2.

Metabolisme air-garam merupakan pertukaran air dan elektrolit utama tubuh (Na+, K+, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4).
Elektrolit adalah zat yang berdisosiasi dalam larutan menjadi anion dan kation. Mereka diukur dalam mol/l.
Nonelektrolit adalah zat yang tidak terdisosiasi dalam larutan (glukosa, kreatinin, urea). Mereka diukur dalam g/l.
Peran biologis air

lingkungan internal

reaksi kimia

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%). . Keseluruhan, orang kurus 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:

Cairan dipertukarkan secara intensif antar kolam. Perpindahan air dari satu sektor ke sektor lain terjadi ketika tekanan osmotik berubah.
Tekanan osmotik 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 adalah 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.
1. Organ yang mengatur metabolisme air-garam
Masuknya air dan garam ke dalam tubuh terjadi melalui saluran pencernaan, 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.

2. Hormon yang mengatur metabolisme air-garam
Vasopresin
Hormon antidiuretik (ADH), atau vasopresin, adalah 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 melalui 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 - aquaporin-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.
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.
Hormon natriuretik (faktor natriuretik atrium, ANF, atriopeptin)
PNP adalah peptida yang mengandung 28 AA dengan 1 jembatan disulfida, disintesis terutama di kardiomiosit atrium.
Sekresi PNP dirangsang terutama oleh peningkatan tekanan darah, serta peningkatan tekanan osmotik plasma, detak jantung, dan konsentrasi katekolamin dan glukokortikoid dalam darah.
PNP bekerja melalui sistem guanylate cyclase, mengaktifkan protein kinase G.
Di ginjal, PNF melebarkan arteriol aferen, yang meningkatkan aliran darah ginjal, laju filtrasi, dan ekskresi Na+.
Di arteri perifer, PNF mengurangi tonus otot polos, yang melebarkan arteriol dan menurunkan tekanan darah. Selain itu, PNF menghambat pelepasan renin, aldosteron dan ADH.
Sistem renin-angiotensin-aldosteron
Renin
Renin adalah 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 - ? 2-globulin, dari 400 AK. Pembentukan angiotensinogen terjadi di hati dan dirangsang oleh glukokortikoid dan estrogen. Renin menghidrolisis ikatan peptida dalam molekul angiotensinogen, memecah dekapeptida terminal-N - angiotensin I, yang tidak memiliki aktivitas biologis.
Di bawah aksi enzim pengonversi antiotensin (ACE) (karboksidipeptidil peptidase) sel edothelial, paru-paru dan plasma darah, 2 AA dikeluarkan dari terminal C angiotensin I dan angiotensin II (oktapeptida) terbentuk.
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 lipat lebih rendah), yang kemudian dihidrolisis oleh angiotensinase (protease) menjadi AK.
Aldosteron
Aldosteron adalah mineralokortikosteroid aktif yang disintesis oleh sel-sel zona glomerulosa korteks adrenal.
Sintesis dan sekresi aldosteron dirangsang oleh angiotensin II, konsentrasi Na+ yang rendah dan konsentrasi K+ yang tinggi dalam plasma darah, ACTH, dan prostaglandin. Sekresi aldosteron dihambat oleh konsentrasi K+ yang rendah.
Reseptor aldosteron terlokalisasi di inti dan sitosol sel. Aldosteron menginduksi sintesis: a) protein transpor Na+, yang mengangkut Na+ dari lumen tubulus ke sel epitel tubulus ginjal; b) Na+ , K+ -ATPase c) K+ mengangkut protein yang memindahkan K+ dari sel tubulus ginjal ke urin primer; d) enzim mitokondria dari siklus TCA, khususnya sitrat sintase, yang merangsang pembentukan molekul ATP yang diperlukan untuk transpor ion aktif.
Akibatnya, aldosteron merangsang reabsorpsi Na+ di ginjal, yang menyebabkan retensi NaCl dalam tubuh dan meningkatkan tekanan osmotik.
Aldosteron merangsang sekresi K+, NH4+ di ginjal, kelenjar keringat, mukosa usus dan kelenjar ludah Oh.

Peran sistem RAAS dalam perkembangan 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 orang tua.
Hipersekresi aldosteron – hiperaldosteronisme – terjadi karena beberapa alasan.
Penyebab hiperaldosteronisme primer (sindrom Conn) pada sekitar 80% pasien adalah adenoma adrenal, dalam kasus lain adalah hipertrofi difus sel-sel zona glomerulosa yang menghasilkan aldosteron.
Pada hiperaldosteronisme primer, kelebihan aldosteron meningkatkan reabsorpsi Na+ di 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 menyebabkan kelemahan otot; 3). kekurangan magnesium dan 4). alkalosis metabolik ringan.
Hiperaldosteronisme sekunder lebih sering terjadi dibandingkan hiperaldosteronisme primer. Ini mungkin berhubungan dengan gagal jantung, penyakit ginjal kronis, dan tumor yang mensekresi renin. Pasien diamati peningkatan tingkat renin, angiotensin II dan aldosteron. Gejala klinisnya kurang terasa dibandingkan dengan aldosteronisme primer.

METABOLISME KALSIUM, MAGNESIUM, FOSFOR
Fungsi kalsium dalam tubuh:

Fungsi magnesium dalam tubuh:

Fungsi fosfat dalam tubuh:

Distribusi kalsium, magnesium dan fosfat dalam tubuh
Orang dewasa rata-rata mengandung 1000 g kalsium:

Tubuh orang dewasa mengandung sekitar 1 kg fosfor:

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
Hormon paratiroid (PTH) adalah polipeptida 84 AK (sekitar 9,5 kDa) yang disintesis di kelenjar paratiroid.
Sekresi hormon paratiroid dirangsang oleh rendahnya konsentrasi Ca2+, Mg2+ dan konsentrasi tinggi fosfat, serta dihambat oleh vitamin D3.
Laju pemecahan hormon menurun ketika konsentrasi Ca 2+ rendah dan meningkat ketika konsentrasi Ca 2+ tinggi.
Hormon paratiroid bekerja pada tulang dan ginjal. Ini merangsang sekresi faktor pertumbuhan seperti insulin 1 dan sitokin oleh osteoblas, yang meningkatkan aktivitas metabolisme osteoklas. Pada osteoklas, pembentukan alkali fosfatase dan kolagenase dipercepat, yang menyebabkan kerusakan matriks tulang, mengakibatkan mobilisasi Ca 2+ dan fosfat dari tulang ke dalam cairan ekstraseluler.
Di ginjal, hormon paratiroid merangsang reabsorpsi Ca 2+, Mg 2+ di tubulus kontortus distal dan mengurangi reabsorpsi fosfat.
Hormon paratiroid menginduksi sintesis kalsitriol (1,25(OH) 2 D 3).
Akibatnya hormon paratiroid dalam plasma darah meningkatkan konsentrasi Ca 2+ dan Mg 2+, serta menurunkan konsentrasi fosfat.
Hiperparatiroidisme
Pada hiperparatiroidisme primer (1:1000), mekanisme penekanan sekresi hormon paratiroid sebagai respons terhadap hiperkalsemia terganggu. Penyebabnya mungkin termasuk tumor (80%), hiperplasia difus, atau kanker (kurang dari 2%) pada kelenjar paratiroid.
Penyebab hiperparatiroidisme:

tulang paha

kelelahan yang cepat

Hiperparatiroidisme sekunder terjadi dengan gagal ginjal kronis dan defisiensi vitamin D3.
Pada gagal ginjal pembentukan kalsitriol terhambat, yang mengganggu penyerapan kalsium di usus dan menyebabkan hipokalsemia. Hiperparatiroidisme terjadi sebagai respons terhadap hipokalsemia, namun hormon paratiroid tidak mampu menormalkan kadar kalsium plasma. Terkadang hiperfostatemia terjadi. Karena peningkatan mobilisasi kalsium dari jaringan tulang osteoporosis berkembang.
Hipoparatiroidisme
Hipoparatiroidisme disebabkan oleh kekurangan kelenjar paratiroid dan disertai hipokalsemia. Hipokalsemia menyebabkan peningkatan konduksi neuromuskular, serangan kejang tonik, kejang otot pernafasan dan diafragma, serta spasme laring.
Kalsitriol
Kalsitriol disintesis dari kolesterol.

Sintesis kalsitriol dirangsang oleh hormon paratiroid, rendahnya konsentrasi fosfat dan Ca 2+ (melalui hormon paratiroid) dalam darah.
Sintesis kalsitriol dihambat oleh hiperkalsemia; ia mengaktifkan 24?-hidroksilase, yang mengubah kalsitriol menjadi metabolit tidak aktif 24,25(OH) 2 D 3, sedangkan kalsitriol aktif tidak terbentuk.
Calcitriol mempengaruhi usus kecil, ginjal dan tulang.
Kalsitriol:

Akibatnya kalsitriol meningkatkan konsentrasi Ca 2+, Mg 2+ dan fosfat dalam plasma darah.
Defisiensi kalsitriol mengganggu pembentukan kristal kalsium fosfat amorf dan hidroksiapatit di jaringan tulang, yang menyebabkan perkembangan rakhitis dan osteomalacia.
Rakhitis adalah suatu penyakit masa kecil terkait dengan mineralisasi jaringan tulang yang tidak mencukupi.
Penyebab rakhitis: kekurangan vitamin D3, kalsium dan fosfor dalam makanan, gangguan penyerapan vitamin D3 usus halus, penurunan sintesis kolekalsiferol karena kekurangan sinar matahari, cacat pada 1a-hidroksilase, cacat pada reseptor kalsitriol pada sel target. Penurunan konsentrasi Ca 2+ dalam plasma darah merangsang sekresi hormon paratiroid, yang melalui osteolisis menyebabkan kerusakan jaringan tulang.
Dengan rakhitis, tulang tengkorak terpengaruh; dada, bersama dengan tulang dada, menonjol ke depan; tulang berbentuk tabung dan sendi lengan dan kaki berubah bentuk; perut membesar dan menonjol; perkembangan motorik tertunda. Cara utama mencegah rakhitis adalah nutrisi yang tepat dan paparan sinar matahari yang cukup.
Kalsitonin
Kalsitonin adalah polipeptida yang 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:

Perubahan kadar kalsium, magnesium dan fosfat pada berbagai patologi
Penurunan konsentrasi Ca 2+ dalam plasma darah diamati ketika:

Peningkatan konsentrasi Ca 2+ dalam plasma darah diamati ketika:

tumor ganas

Penurunan konsentrasi fosfat dalam plasma darah diamati ketika:

Peningkatan konsentrasi fosfat dalam plasma darah diamati ketika:

Konsentrasi magnesium seringkali sebanding dengan konsentrasi kalium dan bergantung pada penyebab umum.
Peningkatan konsentrasi Mg 2+ dalam plasma darah diamati dengan:

Peran unsur mikro : Mg 2+, Mn 2+, Co, Cu, Fe 2+, Fe 3+, Ni, Mo, Se, J. Pentingnya ceruloplasmin, penyakit Konovalov-Wilson.

Mangan adalah kofaktor untuk sintetase aminoasil-tRNA.

Peran biologis Na + , Cl - , K + , HCO 3 - - elektrolit basa, penting dalam pengaturan CBS. Metabolisme dan peran biologis. Perbedaan anion dan koreksinya.

Logam berat (timbal, merkuri, tembaga, kromium, dll.), efek toksiknya.

Peningkatan kadar klorida dalam serum darah: dehidrasi, gagal ginjal akut, asidosis metabolik setelah diare dan kehilangan bikarbonat, alkalosis pernafasan, trauma kepala, hipofungsi adrenal, dengan penggunaan kortikosteroid jangka panjang, diuretik thiazide, hiperaldosteronisme, penyakit Cushing.
Penurunan kandungan klorida dalam serum darah: alkalosis hipokloremik (setelah muntah), asidosis respiratorik, keringat berlebih, nefritis dengan kehilangan garam (gangguan reabsorpsi), cedera kepala, kondisi peningkatan volume fleksibilitas ekstraseluler, tukak lambung, penyakit Addison penyakit (hipoaldosteronisme).
Peningkatan ekskresi klorida dalam urin: hipoaldosteronisme (penyakit Addison), nefritis kehilangan garam, peningkatan asupan garam, pengobatan dengan diuretik.
Penurunan ekskresi klorida urin: Hilangnya klorida karena muntah, diare, penyakit Cushing, gagal ginjal fase akhir, retensi garam karena edema.
Kandungan kalsium normal dalam serum darah adalah 2,25-2,75 mmol/l.
Ekskresi normal kalsium melalui urin adalah 2,5-7,5 mmol/hari.
Peningkatan kadar kalsium dalam serum darah: hiperparatiroidisme, metastasis tumor ke jaringan tulang, multiple myeloma, penurunan pelepasan kalsitonin, overdosis vitamin D, tirotoksikosis.
Penurunan kadar kalsium dalam serum darah: hipoparatiroidisme, peningkatan sekresi kalsitonin, hipovitaminosis D, gangguan reabsorpsi di ginjal, transfusi darah masif, hipoalbunemia.
Peningkatan ekskresi kalsium dalam urin: paparan sinar matahari dalam waktu lama (hipervitaminosis D), hiperparatiroidisme, metastasis tumor ke jaringan tulang, gangguan reabsorpsi di ginjal, tirotoksikosis, osteoporosis, pengobatan dengan glukokortikoid.
Penurunan ekskresi kalsium dalam urin: hipoparatiroidisme, rakhitis, nefritis akut (gangguan filtrasi pada ginjal), hipotiroidisme.
Kandungan zat besi dalam serum darah normal mmol/l.
Peningkatan kandungan zat besi dalam serum darah: anemia aplastik dan hemolitik, hemokromatosis, hepatitis akut dan steatosis, sirosis hati, talasemia, transfusi berulang.
Penurunan kandungan zat besi dalam serum darah: Anemia defisiensi besi, infeksi akut dan kronis, tumor, penyakit ginjal, kehilangan darah, kehamilan, gangguan penyerapan zat besi di usus.

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 di dalamnya peraturan yang baik 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 berbagai organ dan tubuh secara keseluruhan, membantu memperjelas karakter proses patologis, memungkinkan kita untuk menilai efektivitas pengobatan.

Tujuan pelajaran: mempelajari karakteristik parameter metabolisme air-garam dan mekanisme pengaturannya. Fitur metabolisme di ginjal. Belajarlah untuk melakukan dan mengevaluasi analisis biokimia air seni.

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 air seni. 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 perencanaan penelitian laboratorium urin dan analisis 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 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 asal 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 dari darah bahan yang bermanfaat dalam jumlah yang dibutuhkan dan mengeluarkan 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. Buatlah kesimpulan tentang kondisi tersebut proses metabolisme sesuai dengan 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 kontrol, 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 konsentrat asam asetat– muncul warna cherry.

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 norma fisiologis. Pasien menerima vitamin D (kolekalsiferol) dalam jumlah yang dibutuhkan. Coba tebak kemungkinan alasan gangguan metabolisme.

7. Tinjau formulir standar” Analisis umum urin" ( klinik multidisiplin Akademi Kedokteran Negeri Tyumen) dan mampu menjelaskan peranan fisiologis dan nilai diagnostik komponen biokimia urin ditentukan di laboratorium biokimia. Ingat parameter biokimia urin normal.

Pelajaran 27. Biokimia air liur.

Arti tema: Rongga mulut mengandung berbagai jaringan dan mikroorganisme. Mereka saling berhubungan dan memiliki keteguhan tertentu. Dan dalam menjaga homeostatis rongga mulut, dan organisme secara keseluruhan, memiliki peran yang paling penting cairan mulut dan, khususnya, air liur. Rongga mulut sebagai bagian awal saluran pencernaan merupakan tempat kontak pertama tubuh dengan makanan, zat obat 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 rongga mulut membantu mengidentifikasi ciri-ciri proses patologis dan mencari yang baru. cara yang efektif pencegahan penyakit gigi.

Beberapa parameter biokimia air liur murni berkorelasi dengan parameter biokimia plasma darah; oleh karena itu, analisis air liur adalah metode non-invasif yang mudah digunakan 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 ini.

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 diselesaikan secara tertulis tugas berikutnya:

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 yang lain zat anorganik 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

Air adalah komponen terpenting dari organisme hidup. Organisme tidak dapat hidup tanpa air. Tanpa air, seseorang meninggal dalam waktu kurang dari seminggu, sedangkan tanpa makanan, tetapi menerima air, ia dapat hidup lebih dari sebulan. Hilangnya 20% air dalam tubuh menyebabkan kematian. Di dalam tubuh, kandungan air mencapai 2/3 dari berat badan dan berubah seiring bertambahnya usia. Jumlah air di berbagai jaringan berbeda-beda. Kebutuhan air sehari-hari seseorang kurang lebih 2,5 liter. Kebutuhan air ini dipenuhi dengan memasukkan cairan ke dalam tubuh dan produk makanan. Air ini dianggap eksogen. Air yang terbentuk sebagai hasil pemecahan oksidatif protein, lemak dan karbohidrat di dalam tubuh disebut endogen.

Air adalah media di mana sebagian besar reaksi metabolisme berlangsung. Ini terlibat langsung dalam metabolisme. Air memainkan peran tertentu dalam proses termoregulasi tubuh. Air mengirimkannya ke jaringan dan sel nutrisi dan pembuangan produk metabolisme akhir 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 kelenjar tiroid tiroksin meningkatkan pembuangan air dari tubuh.
^

METABOLISME MINERAL

Garam mineral merupakan salah satu zat makanan yang penting. Unsur mineral tidak dimiliki nilai gizi, tetapi tubuh membutuhkannya sebagai zat yang terlibat dalam pengaturan metabolisme, dalam menjaga tekanan osmotik, untuk memastikan pH konstan cairan intra dan ekstraseluler tubuh. Banyak unsur mineralnya 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 - masuk vena portal dan masuk ke 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 bahan 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 memiliki berat molekul rendah senyawa organik, yang merupakan komponen penting dari 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.

Di jalanku sendiri struktur kimia vitamin sangat beragam. Mereka dibagi menjadi dua kelompok: larut dalam air dan larut dalam lemak.

^ VITAMIN LARUT AIR

1. Vitamin B1 (tiamin, aneurin). Struktur kimianya ditandai dengan adanya gugus amina dan atom belerang. Kehadiran gugus alkohol dalam vitamin B1 memungkinkan terbentuknya ester dengan asam. Dengan bergabung dengan 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, hal tersebut menjadi tidak mungkin dilakukan metabolisme karbohidrat. 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 adalah bahwa itu adalah bagian dari koenzim A, yang memainkan peran 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 memainkan peran 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). Dalam 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. Sebuah ciri khas Defisiensi 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, bersifat biologis zat aktif 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 dimilikinya saluran ekskresi dan melepaskan sekresi mereka 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 normal perkembangan seksual, pembentukan ciri-ciri seksual sekunder, 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 nutrisi rasional adalah keseimbangan dan modus yang benar nutrisi. 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 bervariasi dan ditentukan 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 dalam perbandingan 1:1:4, yaitu 1 g protein diperlukan. Protein harus menyediakan sekitar 14% dari asupan kalori harian, lemak sekitar 31%, dan karbohidrat sekitar 55%.

Pada panggung modern Dalam perkembangan ilmu gizi, tidak cukup hanya mengandalkan asupan zat gizi total saja. Sangat penting untuk menginstal berat jenis dalam nutrisi komponen makanan esensial (asam amino esensial, asam lemak tak jenuh, vitamin, mineral, dll). Doktrin modern tentang kebutuhan manusia akan pangan diungkapkan dalam konsep tersebut nutrisi 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 nilai 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 esensial tertentu saja 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 nutrisi yang diberikan hampir tidak dapat ditransfer tanpa mengubah struktur nutrisi orang-orang dalam kondisi kerja dan kehidupan yang berbeda dari berbagai usia dan jenis kelamin, dll. Berdasarkan kenyataan bahwa perbedaan kebutuhan energi dan zat gizi didasarkan pada kekhasan proses metabolisme dan pengaturan hormonal dan sarafnya, hal ini diperlukan bagi orang-orang dari berbagai usia dan jenis kelamin, serta bagi orang-orang dengan penyimpangan yang signifikan dari rata-rata status enzimatik normal, penyesuaian tertentu harus dilakukan terhadap penyajian formula gizi seimbang.

Institut Nutrisi dari Akademi Ilmu Kedokteran Uni Soviet telah mengusulkan standar untuk

perhitungan 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 seperti itu 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 hal 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 skala besar di bidang rasionalisasi gizi penduduk Siberia dan Timur Jauh. Peran utama dalam studi masalah ini diberikan pada penelitian biokimia.

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 memperoleh pemahaman tentang:

Tentang beberapa kondisi patologis yang disertai perubahan parameter biokimia urin (proteinuria, hematuria, glukosuria, ketonuria, bilirubinuria, porfirinuria) .

Informasi dari disiplin ilmu dasar yang diperlukan untuk mempelajari topik:

1.Struktur ginjal, nefron.

2. Mekanisme pembentukan urin.

Tugas belajar mandiri:

Pelajari materi topik sesuai dengan sasaran pertanyaan (“siswa harus tahu”) dan selesaikan tugas-tugas berikut secara tertulis:

1. Merujuk pada mata kuliah histologi. Ingat struktur nefron. Beri label 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.

Uji pengetahuan Anda:

A.vasopresin(semuanya benar kecuali satu):

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):

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 tepat 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.

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).

Penentuan dapat dilakukan dengan menggunakan strip tes (kertas indikator) /

Deteksi badan keton

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.

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.

Pengaturan metabolisme air dilakukan secara neurohumoral, khususnya oleh berbagai bagian sistem saraf pusat: korteks serebral, diensefalon dan medula oblongata, ganglia simpatis dan parasimpatis. Banyak kelenjar endokrin juga terlibat. Aksi hormon di pada kasus ini bermuara pada fakta bahwa mereka mengubah permeabilitas membran sel terhadap air, memastikan pelepasan atau penyerapan kembali air tersebut diatur oleh rasa haus. Sudah pada tanda-tanda pertama pengentalan darah, rasa haus muncul sebagai akibat dari eksitasi refleks pada area tertentu di korteks serebral. Air yang dikonsumsi diserap melalui dinding usus, dan kelebihannya tidak menyebabkan pengenceran darah . Dari darah, dengan cepat masuk ke ruang antar sel jaringan ikat longgar, hati, kulit, dll. Jaringan-jaringan ini berfungsi sebagai depot air dalam tubuh. Kation individu memiliki pengaruh tertentu pada aliran dan pelepasan air dari jaringan. Ion Na+ mendorong pengikatan protein dengan partikel koloid, ion K+ dan Ca2+ merangsang pelepasan air dari tubuh.

Jadi, vasopresin dari neurohipofisis (hormon antidiuretik) mendorong penyerapan kembali air dari urin primer, mengurangi ekskresi urin primer dari tubuh. Hormon korteks adrenal - aldosteron, deoksikortikosterol - berkontribusi terhadap retensi natrium dalam tubuh, dan karena kation natrium meningkatkan hidrasi jaringan, air juga tertahan di dalamnya. Hormon lain merangsang sekresi air oleh ginjal: tiroksin - hormon kelenjar tiroid, hormon paratiroid - hormon kelenjar paratiroid, androgen dan estrogen - hormon kelenjar seks merangsang sekresi air melalui keringat kelenjar. Jumlah air dalam jaringan, terutama air bebas, meningkat seiring dengan penyakit ginjal, gangguan fungsi sistem kardiovaskular, kelaparan protein, gangguan fungsi hati (sirosis). Peningkatan kadar air di ruang antar sel menyebabkan edema. Pembentukan vasopresin yang tidak mencukupi menyebabkan peningkatan diuresis dan diabetes insipidus. Dehidrasi tubuh juga diamati dengan produksi aldosteron yang tidak mencukupi di korteks adrenal.

Air dan zat-zat terlarut di dalamnya, termasuk garam mineral, menciptakan lingkungan internal tubuh, yang sifat-sifatnya tetap konstan atau berubah secara alami ketika keadaan fungsional organ dan sel berubah tubuh adalah tekanan osmotik,pH Dan volume.

Tekanan osmotik cairan ekstraseluler sangat bergantung pada garam (NaCl), yang terkandung dalam konsentrasi tertinggi dalam cairan tersebut. Oleh karena itu, mekanisme utama pengaturan tekanan osmotik dikaitkan dengan perubahan laju pelepasan air atau NaCl, akibatnya konsentrasi NaCl dalam cairan jaringan berubah, dan oleh karena itu tekanan osmotik juga berubah. Pengaturan volume terjadi dengan mengubah laju pelepasan air dan NaCl secara bersamaan. Selain itu, mekanisme haus mengatur konsumsi air. Pengaturan pH dipastikan melalui pelepasan asam atau basa secara selektif dalam urin; Tergantung pada ini, pH urin dapat bervariasi dari 4,6 hingga 8,0. Gangguan homeostasis air-garam berhubungan dengan kondisi patologis seperti dehidrasi atau edema jaringan, peningkatan atau penurunan tekanan darah, syok, asidosis, dan alkalosis.

Pengaturan tekanan osmotik dan volume cairan ekstraseluler. Ekskresi air dan NaCl oleh ginjal diatur oleh hormon antidiuretik dan aldosteron.

Hormon antidiuretik (vasopresin). Vasopresin disintesis di neuron hipotalamus. Osmoreseptor hipotalamus, ketika tekanan osmotik cairan jaringan meningkat, merangsang pelepasan vasopresin dari butiran sekretori. Vasopresin meningkatkan laju reabsorpsi air dari urin primer dan dengan demikian mengurangi diuresis. Urine menjadi lebih pekat. Dengan cara ini, hormon antidiuretik mempertahankan volume cairan yang dibutuhkan dalam tubuh tanpa mempengaruhi jumlah NaCl yang dilepaskan. Tekanan osmotik cairan ekstraseluler menurun, yaitu rangsangan yang menyebabkan pelepasan vasopresin dihilangkan. Pada beberapa penyakit yang merusak hipotalamus atau kelenjar pituitari (tumor, cedera, infeksi), sintesis dan sekresi vasopresin menurun dan berkembang. diabetes insipidus.

Selain mengurangi diuresis, vasopresin juga menyebabkan penyempitan arteriol dan kapiler (sesuai namanya), dan akibatnya, peningkatan tekanan darah.

Aldosteron. Hormon steroid ini diproduksi di korteks adrenal. Sekresi meningkat seiring dengan menurunnya konsentrasi NaCl dalam darah. Di ginjal, aldosteron meningkatkan laju reabsorpsi Na+ (dan juga C1) di tubulus nefron, yang menyebabkan retensi NaCl dalam tubuh. Hal ini menghilangkan rangsangan yang menyebabkan sekresi aldosteron. Sekresi aldosteron yang berlebihan menyebabkan retensi NaCl yang berlebihan dan peningkatan tekanan osmotik cairan ekstraseluler. Dan ini berfungsi sebagai sinyal pelepasan vasopresin, yang mempercepat reabsorpsi air di ginjal. Akibatnya, NaCl dan air menumpuk di dalam tubuh; volume cairan ekstraseluler meningkat sambil mempertahankan tekanan osmotik normal.

Sistem renin-angiotensin. Sistem ini berfungsi sebagai mekanisme utama untuk mengatur sekresi aldosteron; Sekresi vasopresin juga bergantung padanya. Renin adalah enzim proteolitik yang disintesis dalam sel juxtaglomerular yang mengelilingi arteriol aferen glomerulus ginjal.

Sistem renin-angiotensin berperan penting dalam memulihkan volume darah yang dapat menurun akibat perdarahan, muntah berlebihan, diare, dan berkeringat. Vasokonstriksi oleh angiotensin II berperan tindakan darurat untuk menjaga tekanan darah. Kemudian air dan NaCl yang berasal dari minuman dan makanan ditahan di dalam tubuh lebih banyak dari biasanya, yang memastikan pemulihan volume dan tekanan darah. Setelah itu, renin berhenti dilepaskan, zat pengatur yang sudah ada di dalam darah dihancurkan dan sistem kembali ke keadaan semula.

Penurunan volume cairan yang bersirkulasi secara signifikan dapat menyebabkan gangguan berbahaya pada suplai darah ke jaringan sebelum sistem pengaturan memulihkan tekanan dan volume darah. Dalam hal ini, fungsi semua organ, dan terutama otak, terganggu; terjadi suatu kondisi yang disebut syok. Dalam perkembangan syok (serta edema), peran penting dimainkan oleh perubahan distribusi normal cairan dan albumin antara aliran darah dan ruang antar sel. Vasopresin dan aldosteron terlibat dalam pengaturan keseimbangan air-garam, bertindak pada tingkat tubulus nefron - mereka mengubah laju reabsorpsi komponen urin primer.

Metabolisme air-garam dan sekresi cairan pencernaan. Volume sekresi harian seluruh kelenjar pencernaan cukup besar. DI DALAM kondisi normal air dari cairan ini diserap kembali di usus; muntah dan diare yang banyak dapat menyebabkan penurunan volume cairan ekstraseluler dan dehidrasi jaringan secara signifikan. Kehilangan cairan yang signifikan dengan cairan pencernaan menyebabkan peningkatan konsentrasi albumin dalam plasma darah dan cairan antar sel, karena albumin tidak diekskresikan melalui sekresi; Oleh karena itu, tekanan osmotik cairan antar sel meningkat, air dari sel mulai masuk ke cairan antar sel dan fungsi sel terganggu. Tekanan osmotik cairan ekstraseluler yang tinggi juga menyebabkan penurunan atau bahkan terhentinya pembentukan urin , dan jika air dan garam tidak disuplai dari luar, hewan tersebut akan mengalami koma.