Додому Дитяча стоматологія Водно-сольовий обмін біохімія. Водно-сольовий обмін

Дитяча стоматологія

Водно-сольовий обмін біохімія. Водно-сольовий обмін

ГОУВПО УГМА Федерального агентства з охорони здоров'я та соціального розвитку
кафедра біохімії

КУРС ЛЕКЦІЙ
ЗА ЗАГАЛЬНОЮ БІОХІМІЇ

Модуль 8. Біохімія водно-сольового обміну.

Єкатеринбург,
2009р

Тема: Водно-сольовий та мінеральний обмін

Факультети: лікувально-профілактичний, медико-профілактичний, педіатричний.
2 курс.

Водно-сольовий обмін - обмін води та основних електролітів організму (Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , Cl - , HCO 3 - , H 3 PO 4).
Електроліти – речовини, що дисоціюють у розчині на аніони та катіони. Їх вимірюють у моль/л.
Неелектроліти – речовини, що недисоціюють у розчині (глюкоза, креатинін, сечовина). Їх вимірюють у г/л.
Біологічна роль води

внутрішнє середовище

хімічних реакцій

ЗАГАЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ РІДИНЬ ОРГАНІЗМУ
Усі рідини організму характеризуються загальними властивостями: об'ємом, осмотичним тиском та величиною рН.
Об `єм. У всіх наземних тварин рідина становить близько 70% від маси тіла.
Розподіл води в організмі залежить від віку, статі, м'язової маси, статури та кількості жиру. Вміст води в різних тканинах розподіляється таким чином: легені, серце та нирки (80%), скелетна мускулатура та мозок (75%), шкіра та печінка (70%), кістки (20%), жирова тканина (10%). В цілому, у поганих людейменше жиру та більше води. У чоловіків на воду припадає 60%, у жінок – 50% від маси тіла. У людей похилого віку більше жиру і менше м'язів. У середньому в організмі чоловіків та жінок старше 60 років міститься відповідно 50% та 45% води.
За повного позбавлення води смерть настає через 6-8 днів, коли кількість води в організмі знижується на 12%.
Вся рідина організму поділена на внутрішньоклітинний (67%) та позаклітинний (33%) басейни.
Позаклітинний басейн (екстрацелюлярний простір) складається з:

Між басейнами рідини інтенсивно обмінюються. Переміщення води з одного сектора до іншого відбувається при зміні осмотичного тиску.
Осмотичний тиск – це тиск, який утворюють всі розчинені у воді речовини. Осмотичний тиск позаклітинної рідини визначається головним чином концентрацією NaCl.
Позаклітинна та внутрішньоклітинна рідини значно відрізняються за складом та концентрацією окремих компонентів, але загальна сумарна концентрація осмотично активних речовин приблизно однакова.
рН – негативний десятковий логарифм концентрації протонів. Величина рН залежить від інтенсивності утворення в організмі кислот і основ, їх нейтралізації буферними системами і видаленням з організму з сечею, повітрям, що видихається, потім і калом.
Залежно від особливості обміну, величина рН може помітно відрізнятися як усередині клітин різних тканин, так і в різних відсіках однієї клітини (у цитозолі кислотність нейтральна, в лізосомах та міжмембранному просторі мітохондрій - сильно кисла). У міжклітинній рідині різних органів і тканин та плазмі крові величина рН, як і осмотичний тиск, відносно стала величина.
РЕГУЛЯЦІЯ ВОДНО-СОЛЬОВОГО БАЛАНСУ ОРГАНІЗМУ
В організмі водно-сольовий баланс внутрішньоклітинного середовища підтримується сталістю позаклітинної рідини. Водно-сольовий баланс позаклітинної рідини підтримується через плазму крові за допомогою органів і регулюється гормонами.
1. Органи, що регулюють водно-сольовий обмін
Надходження води та солей в організм відбувається через ШКТ, цей процес контролюється почуттям спраги та сольовим апетитом. Виведення надлишків води та солей з організму здійснюють нирки. Крім того, воду з організму виводять шкіра, легені та ШКТ.
Баланс води в організмі

Для ШКТ, шкіри та легень виведення води є побічним процесом, який відбувається в результаті виконання ними своїх основних функцій. Наприклад, ШКТ втрачає воду, при виділенні з організму неперетравлених речовин, продуктів метаболізму та ксенобіотиків. Легкі втрачають воду при диханні, а шкіра при терморегуляції.
Зміни у роботі нирок, шкіри, легенів та ШКТ можуть призвести до порушення водно-сольового гомеостазу. Наприклад, у спекотному кліматі, для підтримки температури тіла, шкіра посилює потовиділення, а при отруєннях з боку шлунково-кишкового тракту виникає блювота або діарея. Внаслідок посиленої дегідратації та втрати солей в організмі виникає порушення водно-сольового балансу.

2. Гормони, що регулюють водно-сольовий обмін
Вазопресин
Антидіуретичний гормон (АДГ) або вазопресин - пептид з молекулярною масою близько 1100 Д, що містить 9 АК, з'єднаних одним дисульфідним містком.
АДГ синтезується в нейронах гіпоталамуса, переноситься в нервові закінчення задньої частки гіпофіза (нейрогіпофіз).
Високий осмотичний тиск позаклітинної рідини активує осморецептори гіпоталамуса, в результаті виникають нервові імпульси, які передаються в задню частку гіпофіза та викликають вивільнення АДГ у кровотік.
АДГ діє через 2 типи рецепторів: V 1 і V 2 .
Головний фізіологічний ефект гормону, що реалізується через V 2 рецептори, які знаходяться на клітинах дистальних канальців та збиральних трубочок, які відносно непроникні для молекул води.
АДГ через V 2 рецептори стимулює аденілатциклазну систему, в результаті фосфорилуються білки, що стимулюють експресію гена мембранного білка – аквапорину-2. Аквапорин-2 вбудовується в апікальну мембрану клітин, утворюючи у ній водні канали. По цих каналах вода пасивною дифузією реабсорбується із сечі в інтерстиціальний простір і сеча концентрується.
За відсутності АДГ сеча не концентрується (щільність<1010г/л) и может выделяться в очень больших количествах (>20л/сут), що призводить до дегідратації організму. Цей стан називається не цукровий діабет.
Причиною дефіциту АДГ та нецукрового діабету є: генетичні дефекти синтезу препро-АДГ у гіпоталамусі, дефекти процесингу та транспорту проАДГ, пошкодження гіпоталамуса чи нейрогіпофіза (наприклад, внаслідок черепно-мозкової травми, пухлини, ішемії). Нефрогенний нецукровий діабет виникає внаслідок мутації гена рецептора АДГ типу V2.
Рецептори V1 локалізовані в мембранах ГМК судин. АДГ через рецептори V 1 активує инозитолтрифосфатную систему та стимулює вивільнення Са 2+ з ЕР, що стимулює скорочення ГМК судин. Судинозвужувальний ефект АДГ проявляється при високих концентраціях АДГ.
Натріуретичний гормон (передсердний натріуретичний фактор, ПНФ, атріопептин)
ПНФ - пептид, що містить 28 АК з 1 дисульфідним містком, синтезується, головним чином, у кардіоміоцитах передсердь.
Секрецію ПНФ стимулює в основному підвищення артеріального тиску, а також збільшення осмотичного тиску плазми, частоти серцебиття, концентрації катехоламінів та глюкокортикоїдів у крові.
ПНФ діє через гуанілатциклазну систему, активуючи протеїнкіназу G.
У нирках ПНФ розширює артеріол, що приносять, що збільшує нирковий кровотік, швидкість фільтрації та екскрецію Na + .
У периферичних артеріях ПНФ знижує тонус гладких м'язів, що розширює артеріоли та знижує артеріальний тиск. Крім того, ПНФ інгібує виділення реніну, альдостерону та АДГ.
Ренін-ангіотензин-альдостеронова система
Ренін
Ренін - протеолітичний фермент, що продукується юкстагломерулярними клітинами, розташованими вздовж аферентних (приносять) артеріол ниркового тільця. Секрецію реніну стимулює падіння тиску в артеріолах клубочка, що приносять, викликане зменшенням АТ і зниженням концентрації Na + . Секрецію реніну також сприяє зниженню імпульсації від барорецепторів передсердь та артерій внаслідок зменшення артеріального тиску. Секрецію реніну інгібує Ангіотензин II, високий артеріальний тиск.
У крові ренін діє ангіотензиноген.
Ангіотензиноген -? 2-глобулін, із 400 АК. Утворення ангіотензиногену відбувається в печінці та стимулюється глюкокортикоїдами та естрогенами. Ренін гідролізує пептидний зв'язок у молекулі ангіотензиногену, відщеплюючи від нього N-кінцевий декапептид - ангіотензин I, що не має біологічної активності.
Під дією антиотензин-перетворюючого ферменту (АПФ) (карбоксидипептидилпептидази) едотеліальних клітин, легень та плазми крові, з С-кінця ангіотензину I видаляються 2 АК і утворюється ангіотензин II (октапептид).
Ангіотензин II
Ангіотензин II функціонує через інозитолтрифосфатну систему клітин клубочкової зони кори надниркових залоз та ГМК. Ангіотензин II стимулює синтез та секрецію альдостерону клітинами клубочкової зони кори надниркових залоз. Високі концентрації ангіотензину II викликають сильне звуження судин периферичних артерій та підвищують артеріальний тиск. Крім цього, ангіотензин II стимулює центр спраги в гіпоталамусі та інгібує секрецію реніну в нирках.
Ангіотензин II під дією амінопептидаз гідролізується в ангіотензин III (гептапептид, з активністю ангіотензину II, але має в 4 рази нижчу концентрацію), який потім гідролізується ангіотензиназами (протеази) до АК.
Альдостерон
Альдостерон - активний мінералокортикостероїд, що синтезується клітинами клітинної зони кори надниркових залоз.
Синтез і секрецію альдостерону стимулюють ангіотензин II, низька концентрація Na+ та висока концентрація К+ у плазмі крові, АКТГ, простагландини. Секрецію альдостерону гальмує низька концентрація К+.
Рецептори альдостерону локалізовані як у ядрі, так і в цитозолі клітини. Альдостерон індукує синтез: а) білків-транспортерів Na+, що переносять Na+ з просвіту канальця в епітеліальну клітину ниркового канальця; б) Na + ,К + -АТФ-ази в) білків-транспортерів К + , що переносять К + з клітин ниркового канальця первинну сечу; г) мітохондріальних ферментів ЦТК, зокрема цитратсинтази, що стимулюють утворення молекул АТФ, необхідні активного транспорту іонів.
В результаті альдостерон стимулює реабсорбцію Na+ у нирках, що викликає затримку NaCl в організмі та підвищує осмотичний тиск.
Альдостерон стимулює секрецію К+, NH4+ у нирках, потових залозах, слизовій оболонці кишечника та слинних залозах.

Роль системи РААС у розвитку гіпертонічної хвороби
Гіперпродукція гормонів РААС викликає підвищення обсягу циркулюючої рідини, осмотичного та артеріального тиску, і веде до розвитку гіпертонічної хвороби
Підвищення реніну виникає, наприклад, при атеросклерозі ниркових артерій, що виникає у людей похилого віку.
Гіперсекреція альдостерону – гіперальдостеронізм, що виникає внаслідок кількох причин.
Причиною первинного гіперальдостеронізму (синдром Конна) приблизно у 80% хворих є аденома надниркових залоз, в інших випадках - дифузна гіпертрофія клітин клубочкової зони, що виробляють альдостерон.
При первинному гіперальдостеронізмі надлишок альдостерону посилює реабсорбцію Na+ у ниркових канальцях, що служить стимулом до секреції АДГ та затримки води нирками. Крім того, посилюється виведення іонів К+, Mg2+ та Н+.
Через війну розвиваються: 1). гіпернатріємія, що викликає гіпертонію, гіперволемію та набряки; 2). гіпокаліємія, що веде до м'язової слабкості; 3). дефіцит магнію та 4). легкий метаболічний алкалоз.
Вторинний гіперальдостеронізм зустрічається набагато частіше, ніж первинний. Він може бути пов'язаний із серцевою недостатністю, хронічними захворюваннями нирок, а також з пухлинами, що секретують ренін. У хворих спостерігають підвищений рівеньреніну, ангіотензину II та альдостерону. Клінічні симптоми менш виражені, ніж при первинному альдостеронізі.

КАЛЬЦІЙ, МАГНІЙ, ФОСФОРНИЙ ОБМІН
Функції кальцію в організмі:

Функції магнію в організмі:

Функції фосфату в організмі:

Розподіл кальцію, магнію та фосфатів в організмі
У дорослої людини міститься в середньому 1000г кальцію:

У дорослому організмі міститься близько 1кг фосфору:

Концентрація магнію у плазмі крові 0,7-1,2 ммоль/л.

Обмін кальцію, магнію та фосфатів в організмі
З їжею на добу має надходити кальцію – 0,7-0,8г, магнію – 0,22-0,26г, фосфору – 0,7-0,8г. Кальцій поглинається погано на 30-50%, фосфор добре - на 90%.
Крім ШКТ, кальцій, магній та фосфор надходять у плазму крові з кісткової тканини, у процесі її резорбції. Обмін між плазмою крові та кістковою тканиною по кальцію становить 0,25-0,5г/добу, за фосфором – 0,15-0,3г/добу.
Виводиться кальцій, магній та фосфор з організму через нирки із сечею, через ШКТ із калом та через шкіру з потом.
Регуляція обміну
Основними регуляторами обміну кальцію, магнію та фосфору є паратгормон, кальцитріол та кальцитонін.
Паратгормон
Паратгормон (ПТГ) – поліпептид, з 84 АК (близько 9,5 кД), синтезується у паращитовидних залозах.
Секрецію паратгормону стимулює низька концентрація Са2+, Mg2+ та висока концентрація фосфатів, що інгібує вітамін Д3.
Швидкість розпаду гормону зменшується при низькій концентрації Са 2+ і збільшується, якщо концентрація Са 2+ висока.
Паратгормон діє на кістки та нирки. Він стимулює секрецію остеобластами інсуліноподібного фактора росту 1 та цитокінів, які підвищують метаболічну активність остеокластів. В остеокластах прискорюється утворення лужної фосфатази та колагенази, які викликають розпад кісткового матриксу, внаслідок чого відбувається мобілізація Са 2+ та фосфатів із кістки у позаклітинну рідину.
У нирках паратгормон стимулює реабсорбцію Са2+, Mg2+ у дистальних звивистих канальцях та зменшує реабсорбцію фосфатів.
Паратгормон індукує синтез кальцитріолу (1,25(OH) 2 D 3).
В результаті паратгормон у плазмі крові підвищує концентрацію Са 2+ та Mg 2+ і знижує концентрацію фосфатів.
Гіперпаратиреоз
При первинному гіперпаратиреозі (1:1000) порушується механізм придушення секреції паратгормону у відповідь на гіперкальціємію. Причинами може бути пухлина (80%), дифузна гіперплазія або рак (менше 2%) паращитовидної залози.
Гіперпаратиреоз викликає:

стегнових кісток

швидка стомлюваність

Вторинний гіперпаратиреоз виникає при хронічній нирковій недостатності та дефіциті вітаміну D 3 .
При ниркової недостатностіпригнічується утворення кальцитріолу, що порушує всмоктування кальцію в кишечнику та призводить до гіпокальціємії. Гіперпаратиреоз виникає у відповідь на гіпокальціємію, але паратгормон не може нормалізувати рівень кальцію в плазмі крові. Іноді виникає гіперфостатемія. Внаслідок підвищення мобілізації кальцію з кісткової тканинирозвивається остеопороз.
Гіпопаратиреоз
Гіпопаратиреоз обумовлений недостатністю паращитовидних залоз та супроводжується гіпокальціємією. Гіпокальціємія викликає підвищення нервово-м'язової провідності, напади тонічних судом, судоми дихальних м'язів та діафрагми, ларингоспазм.
Кальцитріол
Кальцитріол синтезується із холестеролу.

Синтез кальцитріолу стимулює паратгормон, низька концентрація фосфатів та Са 2+ (через паратгормон) у крові.
Синтез кальцитріолу інгібує гіперкальціємія, вона активує 24?-гідроксилазу, яка перетворює кальцидіол на неактивний метаболіт 24,25(OH) 2 Д 3 , при цьому відповідно активний кальцитріол не утворюється.
Кальцитріол впливає на тонкий кишечник, нирки та кістки.
Кальцитріол:

В результаті кальцитріол підвищує в плазмі концентрацію Са 2+ , Mg 2+ і фосфатів.
При дефіциті кальцитріолу порушується утворення аморфного фосфату кальцію та кристалів гідроксіапатитів у кістковій тканині, що призводить до розвитку рахіту та остеомаляції.
Рахіт – захворювання дитячого вікупов'язане недостатньою мінералізацією кісткової тканини
Причини рахіту: нестача вітаміну Д 3 , кальцію та фосфору в харчовому раціоні, порушення всмоктування вітаміну Д 3 тонкому кишечнику, зниженням синтезу холекальциферолу через дефіцит сонячного світла, дефект 1а-гідроксилази, дефект рецепторів кальцитріолу в клітинах-мішенях. Зниження концентрації в плазмі Са 2+ стимулює секрецію паратгормона, який через остеоліз викликає руйнування кісткової тканини.
При рахіті уражаються кістки черепа; грудна клітка разом із грудиною виступає вперед; деформуються трубчасті кістки та суглоби рук і ніг; збільшується та випинається живіт; затримується моторний розвиток. Основні способи попередження рахіту - правильне харчування та достатня інсоляція.
Кальцітонін
Кальцитонін - поліпептид, складається з 32 АК з одним дисульфідним зв'язком, секретується парафолікулярними К-клітинами щитовидної залози або С-клітинами паращитовидних залоз.
Секрецію кальцитоніну стимулює висока концентрація Са 2+ та глюкагону, пригнічує низька концентрація Са 2+ .
Кальцитонін:

Зміни рівня кальцію, магнію та фосфатів при різних патологіях
Зниження концентрації Са 2+ у плазмі крові спостерігається при:

Підвищення концентрації Са 2+ у плазмі крові спостерігається при:

злоякісних пухлин

Зниження концентрації фосфатів у плазмі крові спостерігається при:

Підвищення концентрації фосфатів у плазмі спостерігається при:

Концентрація магнію часто пропорційна концентрації калію та залежить від загальних причин.
Підвищення концентрації Mg 2+ у плазмі спостерігається при:

Роль мікроелементів: Mg 2+ , Mn 2+ , Co, Cu, Fe 2+ , Fe 3+ , Ni, Mo, Se, J. Значення церулоплазміну, хвороба Коновалова-Вільсона.

Марганець - кофактор аміноацил-тРНК синтетаз.

Біологічна роль Na + , Cl - , K + , HCO 3 - основних електролітів, значення в регуляції КОС. Обмін та біологічна роль. Аніонна різниця та її корекція.

Тяжкі метали (свинець, ртуть, мідь, хром та ін.), їх токсична дія.

Підвищення вмісту хлоридів у сироватці крові: зневоднення, гостра ниркова недостатність, метаболічний ацидоз після діареї та втрати бікарбонатів, респіраторний алкалоз, травма голови, гіпофункція надниркових залоз, при тривалому прийомі кортикостероїдів, тіазидний діуретік, гіпераль.
Зниження вмісту хлоридів у сироватці крові: алкалоз гіпохлоремічний (після блювоти), ацидоз респіраторний, надмірне потовиділення, нефрит із втратою солей (порушення реабсорбції), травма голови, стан із збільшенням об'єму позаклітинної рідинності, каліт виразковий, каліт виразковий.
Підвищене виділення хлоридів із сечею: гіпоальдостеронізм (хвороба Аддісона), нефрит із втратою солей, підвищений прийом солі, лікування діуретиками.
Зниження виведення хлоридів із сечею: Втрата хлоридів при блюванні, діареї, хвороба Кушинга, термінальна фаза ниркової недостатності, ретенція солі при утворенні набряків.
Вміст кальцію в сироватці в нормі 2,25- 2,75 ммоль/л.
Виділення кальцію із сечею в нормі 2,5-7,5 ммоль/добу.
Підвищення вмісту кальцію в сироватці крові: гіперпаратиреоз, метастази пухлин у кісткову тканину, мієломна хвороба, знижене виділення кальцитоніну, передозування вітаміну Д, тиреотоксикоз.
Зниження вмісту кальцію у сироватці крові: гіпопаратиреоз, збільшення виділення кальцитоніну, гіповітаміноз Д, порушення реабсорбції у нирках, масивна гемотрансфузія, гіпоальбунемія.
Підвищене виділення кальцію із сечею: тривала дія сонячних променів (гіпервітаміноз Д), гіперпаратиреоз, метастази пухлин у кісткову тканину, порушення реабсорбції у нирках, тиреотоксикоз, остеопороз, лікування глюкокортикоїдами.
Зниження виведення кальцію із сечею: гіпопаратиреоз, рахіт, гострий нефрит (порушення фільтрації у нирках), гіпотеріоз.
Вміст заліза в сироватці в нормі ммоль/л.
Підвищення вмісту заліза в сироватці крові: апластична та гемолітична анемії, гемохроматоз, гострий гепатит та стеатоз, цироз печінки, таласемія, повторні трансфузії.
Зниження вмісту заліза у сироватці крові: залозодефіцитна анемія, гострі та хронічні інфекції, пухлини, захворювання нирок, крововтрата, вагітність, порушення всмоктування заліза в кишечнику

Значення теми:Вода та розчинені в ній речовини створюють внутрішнє середовище організму. Найважливіші параметри водно-сольового гомеостазу – осмотичний тиск, рН та об'єм внутрішньоклітинної та позаклітинної рідини. Зміна цих параметрів може призвести до зміни артеріального тиску, ацидозу або алкалозу, дегідратації та набряків тканин. Основні гормони, що беруть участь у тонкого регулюванняводно-сольового обміну та діючі на дистальні канальці та збиральні трубочки нирок: антидіуретичний гормон, альдостерон та натріуретичний фактор; ренін-ангіотензивна система нирок. Саме в нирках відбувається остаточне формування складу та обсягу сечі, що забезпечує регуляцію та сталість внутрішнього середовища. Нирки відрізняються інтенсивним енергетичним обміном, що пов'язано з необхідністю активного трансмембранного транспорту значної кількості речовин при утворенні сечі.

Біохімічний аналіз сечі дає уявлення про функціональному станінирок, обміну речовин у різних органахта організмі в цілому, сприяє з'ясовуванню характеру патологічного процесудозволяє судити про ефективність проведеного лікування.

Мета заняття:вивчити характеристику параметрів водно-сольового обміну та механізми їх регуляції. Особливості метаболізму у нирках. Навчитися проводити та оцінювати біохімічний аналізсечі.

Студент повинен знати:

1. Механізм утворення сечі: клубочкова фільтрація, реабсорбція та секреція.

2. Характеристика водних компартментів організму.

3. Основні параметри рідкого середовища організму.

4. Чим забезпечується сталість параметрів внутрішньоклітинної рідини?

5.Системи (органи, речовини), що забезпечують сталість позаклітинної рідини.

6.Фактори (системи), що забезпечують осмотичний тиск позаклітинної рідини та її регуляцію.

7. Фактори (системи), що забезпечують сталість обсягу позаклітинної рідини та її регуляцію.

8. Фактори (системи), що забезпечують сталість кислотно-лужного стану позаклітинної рідини. Роль нирок у цьому процесі.

9. Особливості метаболізму у нирках: висока активність обміну речовин, початковий етап синтезу креатину, роль інтенсивного глюконеогенезу (ізоферменти), активація вітаміну Д3.

10. Загальні властивості сечі (кількість за добу – діурез, щільність, колір, прозорість), хімічний складсечі. Патологічні складові сечі.

Студент повинен вміти:

1. Провести якісне визначення основних компонентів сечі.

2.Оцінити біохімічний аналіз сечі.

Студент повинен володіти інформацією:деяких патологічних станах, що супроводжуються зміною біохімічних параметрів сечі (протеїнурія, гематурія, глюкозурія, кетонурія, білірубінурія, порфіринурія); Принципами планування лабораторного дослідженнясечі та аналізу результатів для постановки попереднього висновку про біохімічні зрушення на підставі результатів лабораторного обстеження.

1. Будова нирки, нефрону.

2. Механізми формування сечі.

Завдання для самопідготовки:

1. Зверніться до курсу гістології. Згадайте будову нефрону. Позначте проксимальний каналець, дистальний звивистий каналець, збірну трубку, судинний клубочок, юкстагломерулярний апарат.

2. Зверніться до нормальної фізіології. Згадайте механізм утворення сечі: фільтрація у клубочках, реабсорбція у канальцях з утворенням вторинної сечі та секреція.

3. Регуляція осмотичного тиску та обсягу позаклітинної рідини пов'язана з регуляцією, головним чином, вмісту іонів натрію та води у позаклітинній рідині.

Назвіть гормони, що беруть участь у цій регуляції. Опишіть їхній ефект за схемою: причина секреції гормону; орган (клітини) -мішені; механізм їх дії в цих клітинах; кінцевий ефект їхньої дії.

Перевірте свої знання:

А.Вазопресин(все вірно, крім одного):

а. синтезується у нейронах гіпоталамуса; б. секретується у разі підвищення осмотичного тиску; в. збільшує швидкість реабсорбції води з первинної сечі в ниркових канальцях; р. збільшує реабсорбцію ниркових канальцях іонів натрію; д. знижує осмотичний тиск е. сеча стає більш концентрованою.

Б. Альдостерон(все вірно, крім одного):

а. синтезується у корі надниркових залоз; б. секретується при зниженні концентрації іонів натрію у крові; в. у ниркових канальцях збільшує реабсорбцію іонів натрію; р. сеча стає більш концетрованою.

д. головним механізмом регуляції секреції аренін-ангіотензивна система нирок.

В. Натріуретичний фактор(все вірно, крім одного):

а. синтезується в основ клітинами передсердя; б. стимул секреції – підвищення артеріального тиску; в. посилює фільтруючу здатність клубочків; р. збільшує утворення сечі; д. сеча стає менш концентрованою.

4. Складіть схему, що ілюструє роль ренін-ангіотензивної системи у регуляції секреції альдостерону та вазопресину.

5. Постійність кислотно-основної рівноваги позаклітинної рідини підтримується буферними системами крові; зміною легеневої вентиляції та швидкості виділення нирками кислот(Н+).

Згадайте буферні системи крові (основна бікарбонатна)!

Перевірте свої знання:

Їжа тваринного походження має кислий характер (переважно за рахунок фосфатів, на відміну від їжі рослинного походження). Як зміниться рН сечі у людини, яка використовує переважно їжу тваринного походження:

а. ближче до рН 7,0; б.рН близько 5.; в. рН близько 8,0.

6. Дайте відповідь на запитання:

А. Чим пояснити високу частку кисню, що споживається нирками (10%);

Б. Високу інтенсивність глюконеогенезу;??????????

В. Роль нирок в обміні кальцію.

7. Одне з головних завдань нефронів реабсорбувати з крові корисні речовиниу потрібній кількості і видалити з крові кінцеві продукти обміну.

Складіть таблицю Біохімічні показники сечі:

Аудиторна робота.

Лабораторна робота:

Провести низку якісних реакцій у пробах сечі різних пацієнтів. Зробити висновок про стан обмінних процесівза наслідками біохімічного аналізу.

Визначення рН.

На середину індикаторного паперу наносять 1-2 краплі сечі і по зміні кольору однієї з пофарбованих смужок, що збігається з забарвленням контрольної смуги, встановлюють рН сечі, що досліджується. У нормі рН 4,6 - 7,0

2. Якісна реакція на білок. Нормальна сеча білка не містить (наслідкові кількості не відкриваються звичайними реакціями). При деяких патологічних станах у сечі може з'явитись білок. протеїнурія.

Хід роботи: До 1-2 мл сечі додати 3-4 краплі свіжоприготовленого 20% розчину сульфасаліцилової кислоти. За наявності білка з'являється білий осад або каламут.

3. Якісна реакція на глюкозу (реакція Фелінга).

До 10 крапель сечі додати 10 крапель реактиву Фелінга. Нагріти до кипіння. За наявності глюкози з'являється червоне забарвлення. Результати можна порівняти з нормою. У нормі в сечі слідова кількість глюкози якісними реакціями не виявляється. Прийнято рахувати в нормі глюкози в сечі немає. При деяких патологічних станах у сечі з'являється глюкоза. глюкозурія.

Визначення можна провести за допомогою тест-смужки (індикаторного паперу)/

Виявлення кетонових тіл

На предметне скло нанести краплю сечі, краплю 10% розчину їдкого натрію і краплю свіжоприготовленого 10% розчину нітропрусиду натрію. З'являється червоне фарбування. Прилити 3 краплі концентрованою оцтової кислоти- З'являється вишневе фарбування.

У нормі кетонові тіла у сечі відсутні. При деяких патологічних станах у сечі з'являються кетонові тіла. кетонурія.

Самостійно вирішити завдання, відповісти на запитання:

1. Збільшився осмотичний тиск позаклітинної рідини. Опишіть у вигляді схеми послідовність подій, які призведуть до його зниження.

2. Як зміниться продукція альдостерону, якщо надлишкова продукція вазопресину призведе до значного зниження осмотичного тиску.

3. Викладіть послідовність подій (у вигляді схеми), спрямованих на відновлення гомеостазу при зниженні концентрації натрію хлориду в тканинах.

4. У пацієнта цукровий діабет, що супроводжується кетонемією. Як головна буферна система крові – бікарбонатна – відповість на зміну кислотно-основної рівноваги? Яка роль нирок у відновленні КОС? Чи зміниться рН сечі у пацієнта.

5. Спортсмен, готуючись до змагань, проходить посилене тренування. Як змінити швидкість глюконеогенезу в нирках (відповідь аргументувати)? Чи можлива зміна рН сечі у спортсмена; відповідь аргументувати)?

6. У пацієнта відзначено ознаки порушення метаболізму в кістковій тканині, що відбивається і на стані зубів. Рівень кальцитоніну та паратгормону в межах фізіологічної норми. Пацієнт отримує вітамін Д (холекальциферол) у необхідних кількостях. Зробіть припущення про можливу причинупорушення метаболізму.

7. Розгляньте стандартний бланк « Загальний аналізсечі» ( багатопрофільна клінікаТюмГМА) і вмійте пояснити фізіологічну роль і діагностичне значеннябіохімічних компонентів сечі, що визначаються у біохімічних лабораторіях. Запам'ятайте біохімічні показники сечі у нормі.

Заняття 27. Біохімія слини.

Значення теми:У порожнині рота поєднуються різні тканини та мешкають мікроорганізми. Вони знаходяться у взаємозв'язку та певній сталості. І у підтримці гомеостазу ротової порожнини, і організму в цілому, найважливіша роль належить ротової рідиниі, конкретно, слині. Порожнина рота, як початковий відділ травного тракту, є місцем першого контакту організму з їжею, лікарськими речовинамита іншими ксенобіотиками, мікроорганізмами . Формування, стан та функціонування зубів та слизової оболонки порожнини рота також багато в чому визначається хімічним складом слини.

Слина виконує кілька функцій, що визначаються фізико-хімічними властивостями та складом слини. Знання хімічного складу слини, функцій, швидкості слиновиділення, взаємозв'язку слини з хворобами порожнини рота сприяє виявленню особливостей патологічних процесів та пошуку нових ефективних засобівпрофілактики стоматологічних захворювань

Деякі біохімічні показники чистої слини корелюються з біохімічними показниками плазми крові, у зв'язку з цим аналіз слини є зручним неінвазивним методом, що використовується в Останніми рокамидля діагностики стоматологічних та соматичних захворювань.

Мета заняття:Вивчити фізико-хімічні властивості, складові компоненти слини, які зумовлюють її основні фізіологічні функції. Провідні фактори, що ведуть до розвитку карієсу, відкладення зубного каменю.

Студент повинен знати:

1 . Заліза, що секретує слину.

2.Структура слини (міцелярна будова).

3. Мінералізуюча функція слини та фактори, що зумовлюють та впливають на цю функції: перенасиченість слини; обсяг та швидкість сальвації; рН.

4. Захисна функціяслини та компоненти системи, що зумовлюють цю функцію.

5. Буферні системи слини. Показники рН у нормі. Причини порушення КОС (кислотно-основний стан) у ротовій порожнині. Механізми регуляції КОС у порожнині рота.

6. Мінеральний склад слини та порівняно з мінеральним складом плазми крові. значення компонентів.

7. Характеристика органічних компонентів слини, специфічні для слини компоненти, їх значення.

8. Травна функція та фактори, що її зумовлюють.

9. Регуляторна та видільна функції.

10. Провідні фактори, що ведуть до розвитку карієсу, відкладення зубного каменю.

Студент повинен вміти:

1. Розрізняти поняття «власне слина чи слина», «ясенна рідина», «ротова рідина».

2. Вміти пояснити ступінь зміни резистентності до карієсу за зміни рН слини, причини зміни рН слини.

3. Зібрати змішану слину для аналізу та провести аналіз хімічного складу слини.

Студент повинен володіти:інформацією про сучасні уявлення про слину як об'єкт неінвазивних біохімічних досліджень у клінічній практиці.

Відомості з базових дисциплін, необхідні вивчення теми:

1. Анатомія та гістологія слинних залоз; механізми слиновиділення та його регуляція.

Завдання для самопідготовки:

Вивчіть матеріал теми відповідно до цільових питань («студент повинен знати») і письмово виконайте наступні завдання:

1.Запишіть фактори, що визначають регуляцію слиновиділення.

2. Зобразіть схематично міцеллу слини.

3. Складіть таблицю: Мінеральний склад слини та плазми у порівнянні.

Вивчіть значення перелічених речовин. Запишіть інші неорганічні речовини, що містяться у слині.

4. Складіть таблицю: Основні органічні компоненти слини та їх значення.

6. Запишіть фактори, що ведуть до зниження та підвищення резистентності

(відповідно) до карієсу.

Аудиторна робота

Лабораторна робота:Якісний аналіз хімічного складу слини

Вода - найважливіша складова живого організму. Організми без води існувати що неспроможні. Без води людина гине менш ніж через тиждень, тоді як без їжі, але отримуючи воду, вона може прожити більше місяця. Втрата організмом 20% води призводить до загибелі. В організмі вміст води становить 2/3 від маси тіла та змінюється з віком. Кількість води в різних тканинах по-різному. Добова потреба людини у воді становить приблизно 2,5 л. Ця потреба у воді покривається за рахунок введення в організм рідин та харчових продуктів. Цю воду вважають екзогенною. Воду, що утворюється в результаті окислювального розпаду в організмі білків, жирів та вуглеводів, називають ендогенною.

Вода є середовищем, у якому протікає більшість реакцій обміну. Вона бере безпосередню участь в обміні речовин. Певна роль належить воді у процесах теплорегуляції організму. За допомогою води відбувається доставка тканин та клітин поживних речовинта видалення з них кінцевих продуктів обміну.

Виділення води з організму здійснюється нирками – 1,2-1,5 л, шкірою – 0,5 л, легкими – 0,2-0,3 л. Обмін води регулюється нервово-гормональною системою. Затримці води в організмі сприяють гормони кори надниркових залоз (кортизон, альдостерон) та гормон задньої частки гіпофіза вазопресин. Гормон щитовидної залозитироксин посилює виведення води із організму.
^

ОБМІН МІНЕРАЛЬНИХ РЕЧОВИН

Мінеральні солі належать до харчових незамінних речовин. Мінеральні елементи не мають поживною цінністюАле вони потрібні організму як речовини, що беруть участь у регуляції обміну речовин, у підтримці осмотичного тиску, для забезпечення сталості рН внутрішньо- та позаклітинної рідини організму. Багато мінеральних елементів є структурними компонентамиферментів та вітамінів.

До складу органів і тканин людини та тварин входять макроелементи та мікроелементи. Останні містяться в організмі дуже незначних кількостях. У різних живих організмах, як й у тілі людини, найбільше зустрічаються кисень, вуглець, водень, азот. Ці елементи, а також фосфор та сірка, входять до складу живих клітин у вигляді різних сполук. До макроелементів слід віднести також натрій, калій, кальцій, хлор та магній. З мікроелементів в організмі тварин виявлено такі:мідь, марганець, йод, молібден, цинк, фтор, кобальт та ін. Залізо займає проміжне положення між макро-і мікроелементами.

Мінеральні речовини в організм надходять лише з їжею. Потім через слизову оболонку кишечника та кровоносні судини- ворітну венута в печінку. У печінці відбувається затримка деяких мінеральних речовин: натрію, заліза, фосфору. Залізо входить до складу гемоглобіну, беручи участь у перенесенні кисню, а також до складу окисно-відновних ферментів. Кальцій входить до складу кісткової тканини та надає їй міцності. Крім того, відіграє важливу роль при згортанні крові. Дуже для організму фосфор, який зустрічається окрім вільного (неорганічного) у сполуках із білками, жирами та вуглеводами. Магній регулює нервово-м'язову збудливість, активізує багато ферментів. Кобальт входить до складу вітаміну В12. Йод бере участь у освіті гормонів щитовидної залози. Фтор зустрічається у тканинах зубів. Натрій та калій мають велике значення у підтримці осмотичного тиску крові.

Обмін мінеральних речовин був із обміном органічних речовин(Білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів, ліпідів). Наприклад, іони кобальту, марганцю, магнію, заліза необхідні нормального обміну амінокислот. Іони хлору активують амілазу. Іони кальцію мають активуючу дію на ліпазу. Окислення жирних кислот йде більш енергійно у присутності іонів міді та заліза.
^

РОЗДІЛ 12. ВІТАМІНИ

Вітаміни-це низькомолекулярні органічні сполукиє обов'язковим компонентом їжі. Вони не синтезуються у тваринному організмі. Основним джерелом для організму людини та тварин є рослинна їжа.

Вітаміни є біологічно активними речовинами. Їхня відсутність або нестача в їжі супроводжується різким порушенням процесів життєдіяльності, що призводить до виникнення тяжких хвороб. Необхідність у вітамінах обумовлена тим, що з них є складовими частинами ферментів і коферментів.

По своєму хімічної будовивітаміни дуже різноманітні. Їх ділять на дві групи: водорозчинні та жиророзчинні.

^ Водорозчинні вітаміни

1. Вітамін B 1 (тіамін, аневрин). Його хімічна структура характеризується наявністю амінної групи та атома сірки. Наявність спиртової групи у вітаміні B 1 дає можливість утворювати із кислотами складні ефіри. Поєднуючись із двома молекулами фосфорної кислоти, тіамін утворює складний ефір тіаміндифосфат, який є коферментною формою вітаміну. Тіаміндифосфат є коферментом декарбоксилаз, які каталізують декарбоксилювання -кетокислот. За відсутності або недостатнього надходження в організм вітаміну B 1 стає неможливим здійснення вуглеводного обміну. Порушення відбуваються на стадії утилізації піровиноградної та -кетоглютарової кислот.

2. Вітамін В 2 (рибофлавін). Цей вітамін є метильованим похідним ізоаллоксазину, пов'язаного з 5-атомним спиртом рибітолом.

В організмі рибофлавін у вигляді складного ефіру з фосфорною кислотою входить до складу простетичної групи флавінових ферментів (ФМН, ФАД), що каталізують процеси біологічного окислення, забезпечуючи перенесення водню в дихальному ланцюзі, а також реакції синтезу та розпаду жирних кислот.

3. Вітамін В3 (пантотенова кислота). Пантотенова кислота побудована з -аланіну та діоксидиметилмасляної кислоти, з'єднаних пептидним зв'язком. Біологічне значення пантотенової кислотиполягає в тому, що вона входить до складу коферменту А, що грає величезну роль в обміні вуглеводів, жирів та білків.

4. Вітамін B 6 (піридоксин). За хімічною природою вітамін B 6 є похідним піридину. Фосфорильоване виробне піридоксину є коферментом ферментів, що каталізують реакції обміну амінокислот.

5. Вітамін B 12 (кобаламін). Хімічна структура вітаміну відрізняється великою складністю. До його складу, входить, чотири піррольні кільця. У центрі знаходиться атом кобальту, пов'язаний із азотом піррольних кілець.

Вітаміну B 12 належить велика роль переносі метильних груп, і навіть синтезі нуклеїнових кислот.

6. Вітамін РР (нікотинова кислота та її амід). Нікотинова кислота є похідним піридину.

Амід нікотинової кислотиє складовою коферментів НАД+і НАДФ + , що входять до складу дегідрогеназу.

7. Фолієва кислота (Вітамін В с). Виділено з листя шпинату (латинське folium-лист). До складу фолієвої кислоти входить пара-амінобензойна кислота та глютамінова кислота. Фолієвої кислотиналежить важлива роль обміні нуклеїнових кислот і синтезі білка.

8. Пара-амінобензойна кислота. Їй належить велика роль синтезі фолієвої кислоти.

9. Біотин (вітамін Н). Біотин входить до складу ферменту, що каталізує процес карбоксилювання (приєднання CO 2 до вуглецевого ланцюга). Біотин необхідний синтезу жирних кислот і пуринів.

10. Вітамін С (аскорбінова кислота). За хімічною структурою аскорбінова кислота близька до гексоз. Особливістю цієї сполуки є її здатність до оборотного окиснення з утворенням дегідроаскорбінової кислоти. Обидві ці сполуки мають вітамінну активність. Аскорбінова кислота бере участь в окисно-відновних процесах організму, оберігає від окислення SH-групи ферментів, має здатність зневоднювати токсини.

^ Жиророзчинні вітаміни

До цієї групи належать вітаміни груп А, Д, Е, К- та ін.

1. Вітаміни групи А. Вітамін A 1 (ретинол, антиксерофтальмічний) за своєю хімічною природою близький до каротинів. Являє собою циклічний одноатомний спирт .

2. Вітаміни групи Д (антирахітичний вітамін). За своєю хімічною структурою вітаміни групи Д близькі до стерину. Вітамін Д 2 утворюється з ергостерину дріжджів, а Д 3 - з 7-де-гідрохолестерину в тваринних тканинах під впливом ультрафіолетового опромінення.

3. Вітаміни групи Е (, , -токофероли). Основні зміни при авітамінозі Е відбуваються у статевій системі (втрата здатності до виношування плода, дегенеративні зміни сперматозоїдів). Разом з цим недостатність вітаміну Е викликає ураження найрізноманітніших тканин.

4. Вітаміни групи К. За своєю хімічною будовою вітаміни цієї групи (K1 і К2) відносяться до нафтохінонів. Характерною ознакоюАвітаміноз К є виникнення підшкірних, внутрішньом'язових та інших крововиливів і порушення згортання крові. Причиною є порушення синтезу білка протромбіну-компонента системи згортання крові.

АНТИВІТАМІНИ

Антивітаміни є антагоністами вітамінів: Часто ці речовини дуже близькі за структурою відповідних вітамінів, і тоді в основі їх дії лежить «конкурентне» витіснення антивітаміном відповідного вітаміну з його комплексу в ферментній системі. Внаслідок цього утворюється «недіяльний» фермент, порушується обмін і виникає тяжке захворювання. Наприклад, сульфаніламіди є антивітамінами параамінобензойної кислоти. Антивітаміном вітаміну B 1 є пірітіамін.

Розрізняють також структурорізні антивітаміни, які здатні пов'язувати вітаміни, позбавляючи їх вітамінної активності.
^

РОЗДІЛ 13. ГОРМОНИ

Гормони так само, як і вітаміни, відносяться до біологічно активним речовинамі є регуляторами обміну речовин та фізіологічних функцій. Їх регулююча роль зводиться до активації або інгібування ферментних систем, зміни проникності біологічних мембран і транспорту речовин через них, збудження або посилення різних біосинтетичних процесів, у тому числі синтезу ферментів.

Гормони виробляються у залозах внутрішньої секреції (ендокринних залозах), які не мають вивідних протокі свій секрет виділяють безпосередньо в кровотік. До ендокринних залоз відносяться щитовидна, паращитовидні (близько щитовидні), статеві залози, надниркові залози, гіпофіз, підшлункова, зобна (вилочкова) залози.

Захворювання, що виникають при порушенні функцій тієї чи іншої ендокринної залози, є наслідком її гіпофункції (зниженої секреції гормону), або гіперфункції (надлишкового виділення гормону).

Гормони за хімічною структурою можна поділити на три групи: гормони білкової природи; гормони, похідні амінокислоти тирозину, та гормони стероїдної структури.

^ ГОРМОНИ БІЛКОВОЇ ПРИРОДИ

До них відносяться гормони підшлункової залози, передньої гіпофізу і паращитовидних залоз.

Гормони підшлункової залози-інсулін і глюкагон-беруть участь у регуляції вуглеводного обміну. За своєю дією є антагоністами між собою. Інсулін знижує, а глюкагон збільшує рівень цукру на крові.

Гормони гіпофіза регулюють діяльність багатьох інших ендокринних залоз. До них відносяться:

Соматотропний гормон (СТГ) – гормон росту, стимулює ріст клітин, підвищує рівень біосинтетичних процесів;

Тиреотропний гормон (ТТГ) -стимулює діяльність щитовидної залози;

Адренокортикотропний гормон (АКТГ) – регулює біосинтез кортикостероїдів корою надниркових залоз;

Гонадотропні гормони регулюють функцію статевих залоз.

^ ГОРМОНИ РЯДУ ТИРОЗИНУ

До них відносяться гормони щитовидної залози та гормони мозкового шару надниркових залоз. Основними гормонами щитовидної залози є тироксин та трийодтиронін. Ці гормони є йодованими похідними амінокислоти тирозину. При гіпофункції щитовидної залози знижуються обмінні процеси. Гіперфункція щитовидної залози призводить до підвищення основного обміну.

Мозкова речовина надниркових залоз виробляє два гормони-адреналін і норадреналін. Ці речовини підвищують кров'яний тиск. Адреналін значно впливає на обмін вуглеводів - підвищує рівень глюкози в крові.

^ СТЕРОЇДНІ ГОРМОНИ

До цього класу відносяться гормони, що виробляються кірковим шаром надниркових залоз і статевими залозами (яєчниками та сім'яниками). За хімічною природою вони є стероїдами. Кора надниркових залоз виробляє кортикостероїди, вони містять 21 -атом. Їх ділять на мінералокортикоїди, з яких найбільш активними є альдостерон та дезоксикортикостерон. і глюкокортикоїди-кортизол (гідрокортизон), кортизон та кортикостерон. Глюкокортикоїди дуже впливають на обмін вуглеводів і білків. Мінералокортикоїди регулюють в основному обмін води та мінеральних речовин.

Розрізняють чоловічі (андрогени) та жіночі (естрогени) статеві гормони. Перші є 19 -, а другі C 18 -стероїдами. До андрогенів відносяться тестостерон, андростендіон та ін, до естрогенів - естрадіол, естрон та естріол. Найбільш активними є тестостерон та естрадіол. Статеві гормони зумовлюють нормальне статевий розвиток, формування вторинних статевих ознак, впливають обмін речовин.

^ РОЗДІЛ 14. БІОХІМІЧНІ ОСНОВИ РАЦІОНАЛЬНОГО ХАРЧУВАННЯ

У проблемі харчування можна виділити три взаємопов'язані розділи: раціональне харчування, лікувальне та лікувально-профілактичне. Основою є так зване раціональне харчування, оскільки воно будується з урахуванням потреб здорової людини, Залежно від віку, професії, кліматичних та інших умов. Основа раціонального харчування - збалансованість та правильний режимживлення. Раціональне харчування є засобом нормалізації стану організму та підтримки його високої працездатності.

З їжею в організм людини надходять вуглеводи, білки, жири, амінокислоти, вітаміни, мінеральні речовини. Потреба цих речовин різна і визначається фізіологічним станоморганізму. Зростаючий організм потребує більшої кількості їжі. Людина, яка займається спортом або фізичною працею, витрачає велику кількість енергії, а тому також потребує більшої кількості їжі, ніж людина малорухлива.

У харчуванні людини кількість білків, жирів та вуглеводів має бути у співвідношенні 1:1:4, тобто необхідно на 1 г білка. вживати 1 г жиру та 4 г вуглеводів. Білки повинні забезпечувати близько 14% калорійності добового раціону, жири – близько 31%, а вуглеводи – близько 55%.

на сучасному етапірозвитку науки про харчування недостатньо виходити лише із загального споживання харчових речовин. Дуже важливо встановити питома вагау харчуванні незамінних компонентів їжі (незамінних амінокислот, ненасичених жирних кислот, вітамінів, мінеральних речовин та ін.). Сучасне вчення про потреби людини в їжі набуло виразу в концепції збалансованого харчування. Відповідно до цієї концепції, забезпечення нормальної життєдіяльності можливе не лише за умови постачання організму адекватною кількістю енергії та білка, але й за дотримання досить складних взаємин між численними незамінними факторами харчування, здатними виявляти в організмі максимум своєї корисної біологічної дії. В основі закону збалансованого харчування лежать уявлення про кількісні та якісні аспекти процесів асиміляції їжі в організмі, тобто вся сума обмінних ензиматичних реакцій.

В Інституті харчування АМН СРСР розроблено середні дані про величини потреби дорослої людини у харчових речовинах. Головним чином, у визначенні оптимальних співвідношень окремих харчових речовин, саме таке співвідношення харчових речовин необхідне в середньому для підтримки нормальної життєдіяльності дорослої людини. Тому при підготовці загальних раціонів харчування та оцінці окремих продуктів необхідно орієнтуватися на ці співвідношення. Важливо пам'ятати, що шкідлива як недостатність окремих есенціальних чинників, але небезпечний та його надлишок. Причина токсичності надлишку незамінних харчових речовин, ймовірно, пов'язана з розбалансованістю раціону харчування, яке призводить до порушення біохімічного гомеостазу (постійності складу і властивостей внутрішнього середовища) організму, до порушення клітинного харчування.

Наведена збалансованість харчування навряд чи може бути перенесена без зміни до структури харчування людей, які перебувають у різних умовах праці та побуту, людей. різного вікуі статі і т. п. Виходячи з того, що в основі відмінностей у потребах в енергії та харчових речовинах лежать особливості протікання обмінних процесів та їх гормональної та нервової регуляції, необхідно для осіб різного віку та статі, а також для осіб із значними відхиленнями від середніх показників нормального ензиматичного статусу до звичайного представлення формули збалансованого харчування внести певні коригування.

Інститутом харчування АМН СРСР запропоновано нормативи для

розрахунку оптимальних раціонів харчування населення нашої країни

Ці раціони диференційовані щодо трьох кліматичних

зон: північної, центральної та південної. Однак останні наукові дані говорять про те, що такий поділ сьогодні не може задовольняти. Останні дослідження показали, що в межах нашої країни Північ необхідно поділяти на дві зони: європейську та азіатську. Ці зони між собою суттєво відрізняються за кліматичним умовам. В інституті клінічної та експериментальної медицини СО АМН СРСР (м. Новосибірськ) в результаті тривалих досліджень показано, що в умовах азіатської Півночі перебудовується обмін білків, жирів, вуглеводів, вітамінів, макро- та мікроелементів, у зв'язку з чим виникає необхідність уточнення норм харчування людини з урахуванням зрушень обміну речовин. В даний час у широких масштабах ведуться дослідження в галузі раціоналізації харчування населення Сибіру та Далекого Сходу. Першочергова роль вивчення цього питання відводиться біохімічним дослідженням.

Значення теми:Вода та розчинені в ній речовини створюють внутрішнє середовище організму. Найважливіші параметри водно-сольового гомеостазу – осмотичний тиск, рН та об'єм внутрішньоклітинної та позаклітинної рідини. Зміна цих параметрів може призвести до зміни артеріального тиску, ацидозу або алкалозу, дегідратації та набряків тканин. Основні гормони, що беруть участь у тонкій регуляції водно-сольового обміну та діють на дистальні канальці та збиральні трубочки нирок: антидіуретичний гормон, альдостерон та натріуретичний фактор; ренін-ангіотензивна система нирок. Саме в нирках відбувається остаточне формування складу та обсягу сечі, що забезпечує регуляцію та сталість внутрішнього середовища. Нирки відрізняються інтенсивним енергетичним обміном, що пов'язано з необхідністю активного трансмембранного транспорту значної кількості речовин при утворенні сечі.

Біохімічний аналіз сечі дає уявлення про функціональний стан нирок, обміну речовин у різних органах та організмі в цілому, сприяє з'ясуванню характеру патологічного процесу, дозволяє судити про ефективність лікування, що проводиться.

Студент повинен знати:

1. Механізм утворення сечі: клубочкова фільтрація, реабсорбція та секреція.

2. Характеристика водних компартментів організму.

3. Основні параметри рідкого середовища організму.

4. Чим забезпечується сталість параметрів внутрішньоклітинної рідини?

5.Системи (органи, речовини), що забезпечують сталість позаклітинної рідини.

6.Фактори (системи), що забезпечують осмотичний тиск позаклітинної рідини та її регуляцію.

7. Фактори (системи), що забезпечують сталість обсягу позаклітинної рідини та її регуляцію.

10. Загальні властивості сечі (кількість за добу – діурез, щільність, колір, прозорість), хімічний склад сечі. Патологічні складові сечі.

Студент повинен вміти:

1. Провести якісне визначення основних компонентів сечі.

2.Оцінити біохімічний аналіз сечі.

Студент повинен отримати подання:

Про деякі патологічні стани, що супроводжуються зміною біохімічних параметрів сечі (протеїнурія, гематурія, глюкозурія, кетонурія, білірубінурія, порфіринурія) .

Відомості з базових дисциплін, необхідні вивчення теми:

1. Будова нирки, нефрону.

2. Механізми формування сечі.

Завдання для самопідготовки:

Вивчіть матеріал теми відповідно до цільових питань («студент повинен знати») і письмово виконайте такі завдання:

Перевірте свої знання:

А.Вазопресин(все вірно, крім одного):

Б. Альдостерон(все вірно, крім одного):

д. головним механізмом регуляції секреції аренін-ангіотензивна система нирок.

В. Натріуретичний фактор(все вірно, крім одного):

Згадайте буферні системи крові (основна бікарбонатна)!

Перевірте свої знання:

а. ближче до рН 7,0; б.рН близько 5.; в. рН близько 8,0.

6. Дайте відповідь на запитання:

А. Чим пояснити високу частку кисню, що споживається нирками (10%);

Б. Високу інтенсивність глюконеогенезу;

В. Роль нирок в обміні кальцію.

7. Одне з головних завдань нефронів реабсорбувати з крові корисні речовини у потрібній кількості та видалити з крові кінцеві продукти обміну.

Складіть таблицю Біохімічні показники сечі:

Аудиторна робота.

Лабораторна робота:

Провести низку якісних реакцій у пробах сечі різних пацієнтів. Зробити висновок стан обмінних процесів за результатами біохімічного аналізу.

Визначення рН.

3. Якісна реакція на глюкозу (реакція Фелінга).

Визначення можна провести за допомогою тест-смужки (індикаторного паперу)/

Виявлення кетонових тіл

На предметне скло нанести краплю сечі, краплю 10% розчину їдкого натрію і краплю свіжоприготовленого 10% розчину нітропрусиду натрію. З'являється червоне фарбування. Налити 3 краплі концентрованої оцтової кислоти – утворюється вишневе фарбування.

Самостійно вирішити завдання, відповісти на запитання:

7. Розгляньте стандартний бланк «Загальний аналіз сечі» (багатопрофільна клініка ТюмГМА) та вмійте пояснити фізіологічну роль та діагностичне значення біохімічних компонентів сечі, що визначаються у біохімічних лабораторіях. Запам'ятайте біохімічні показники сечі у нормі.

Регуляція водного обміну здійснюється нейрогуморальним шляхом, зокрема, різними відділами центральної нервової системи: корою великих півкуль, проміжним та довгастим мозком, симпатичними та парасимпатичними гангліями. Також беруть участь багато залоз внутрішньої секреції. Дія гормонів у даному випадкузводиться до того, що вони змінюють проникність клітинних мембран для води, забезпечуючи її виділення або реадсорбцію. Потреба організму у воді регулюється почуттям спраги. Вже за перших ознаках згущення крові внаслідок рефлекторного збудження певних ділянок кори мозку виникає спрага. Вода, що споживається при цьому, всмоктується через стінку кишечника, причому її надлишок не викликає розрідження крові. . З крові вона швидко переходить у міжклітинні простори пухкої сполучної тканини, печінки, шкіри та ін. Зазначені тканини служать депо води в організмі. На надходження та виділення води з тканин певний вплив мають окремі катіони. Іони Na+ сприяють зв'язуванню колоїдними частинками білків, іони К+ та Са2+ стимулюють виділення води з організму.

Так, вазопресин нейрогіпофіза (антидіуретичний гормон) сприяє реадсорбції з первинної сечі води, зменшуючи виділення останньої з організму. Гормони кори надниркових залоз - альдостерон, дезоксикортикостерол - сприяє затримці натрію в організмі, а так як катіони натрію підвищують гідратацію тканин, то в них затримується вода. Інші гормони стимулюють виділення води нирками: тироксин – гормон щитовидної залози, параттгормон – гормон паращитовидної залози, андрогени та естрогени – гормони статевих залоз. Гормони щитовидної залози стимулюють виділення води через потові залози. нирок, порушення функції серцево-судинної системи, при білковому голодуванні, порушення функції печінки (цироз). Збільшення вмісту води у міжклітинних просторах призводить до набряків. Недостатнє утворення вазопресину призводить до збільшення діурезу, захворювання на нецукровий діабет. Зневоднення організму також спостерігається при недостатньому утворенні кори надниркових залоз альдостерону.

Вода та розчинені в ній речовини, у тому числі мінеральні солі, створюють внутрішнє середовище організму, властивості якого зберігаються постійними або змінюються закономірним чином при зміні функціонального стану органів та клітин. Основними параметрами рідкого середовища організму є осмотичний тиск,рНі Об `єм.

Осмотичний тиск позаклітинної рідини значною мірою залежить від солі (NaCl), яка в цій рідині міститься у найбільшій концентрації. Тому основний механізм регуляції осмотичного тиску пов'язаний із зміною швидкості виділення або води, або NaCl, внаслідок чого змінюється концентрація NaCl в рідинах тканин, а отже, змінюється і осмотичний тиск. Регуляція об'єму відбувається шляхом одночасної зміни швидкості виділення і води, і NaCl. Крім того, механізм спраги регулює споживання води. Регуляція рН забезпечується вибірковим виділенням кислот або лугів із сечею; рН сечі, залежно від цього, може змінюватися в межах від 4,6 до 8,0. З порушенням водно-сольового гомеостазу пов'язані такі патологічні стани, як дегідратація тканин чи набряки, підвищення чи зниження кров'яного тиску, шок, ацидоз, алкалоз.

Регуляція осмотичного тиску та об'єму позаклітинної рідини.Виділення води та NaCl нирками регулюється антидіуретичним гормоном та альдостероном.

Антидіуретичний гормон (вазопресин).Вазопресин синтезується у нейронах гіпоталамуса. Осморецептори гіпоталамуса у разі підвищення осмотичного тиску тканинної рідини стимулюють звільнення вазопресину з секреторних гранул. Вазопресин збільшує швидкість реабсорбції води з первинної сечі і тим самим зменшує діурез. Сеча стає більш концентрованою. Таким шляхом антидіуретичний гормон зберігає необхідний об'єм рідини в організмі, не впливаючи на кількість NaCl, що виділяється. При деяких хворобах, що ушкоджують гіпоталамус або гіпофіз (пухлини, травми, інфекції), синтез і секреція вазопресину зменшується і розвивається. нецукровий діабет.

Крім зниження діурезу вазопресин викликає також звуження артеріол та капілярів (звідси і назва), а, отже, підвищення кров'яного тиску.

Альдостерон.Цей стероїдний гормон виробляється у корі надниркових залоз. Секреція збільшується при зниженні концентрації NaCl у крові. У нирках альдостерон збільшує швидкість реабсорбції Na + (а разом з ним і С1) у канальцях нефронів, що спричиняє затримку NaCl в організмі. Тим самим усувається стимул, який викликав секрецію альдостерону. Надлишкова секреція альдостерону призводить, відповідно, до надмірної затримки NaCl та підвищення осмотичного тиску позаклітинної рідини. А це є сигналом звільнення вазопресину, який прискорює реабсорбцію води в нирках. В результаті в організмі накопичується і NaCl, вода; обсяг позаклітинної рідини збільшується за збереження нормального осмотичного тиску.

Система ренін-ангіотензин.Ця система є головним механізмом регуляції секреції альдостерону; від неї залежить також і секреція вазопресину. Ренін являє собою протеолітичний фермент, що синтезується в юкстагломерулярних клітинах, що оточують артеріолу ниркового клубочка, що приносить.

Ренін-ангіотензинова система відіграє важливу роль при відновленні об'єму крові, який може зменшитися внаслідок кровотечі, рвоти, проносу (діарея), потіння. Звуження судин під дією ангіотензину II відіграє роль екстреної міридля підтримки артеріального тиску. Потім надходять з питом і їжею вода і NaCl затримуються в організмі більшою мірою, ніж у нормі, що забезпечує відновлення об'єму та тиску крові. Після цього ренін перестає виділятися, вже наявні в крові речовини-регулятори руйнуються і система входить у вихідний стан.

Значне зменшення об'єму циркулюючої рідини може спричинити небезпечне порушення кровопостачання тканин, перш ніж регуляторні системи відновлять тиск і об'єм крові. При цьому порушуються функції всіх органів, і насамперед головного мозку; виникає стан, який називають шоком. У розвитку шоку (а також набряків) істотна роль належить зміні нормального розподілу рідини і альбуміну між кровоносним руслом і міжклітинним простором.

Водно-сольовий обмін та секреція травних соків.Обсяг добової секреції всіх травних залоз досить великий. У нормальних умовахвода цих рідин знову всмоктується у кишечнику; рясне блювання і діарея можуть бути причиною значного зниження обсягу позаклітинної рідини та дегідратації тканин. Значна втрата рідини з травними соками спричиняє підвищення концентрації альбуміну в плазмі крові та міжклітинної рідини, оскільки альбумін із секретами не виводиться; з цієї причини підвищується осмотичний тиск міжклітинної рідини, вода з клітин починає переходити до міжклітинної рідини та функції клітин порушуються. Високий осмотичний тиск позаклітинної рідини призводить також до зниження або навіть припинення утворення сечі. , і якщо вода та солі не надходять ззовні, у тварини розвивається коматозний стан.