Vandens-druskos ir mineralų apykaita. Hormonai, reguliuojantys vandens-druskos apykaitą Vandens-elektrolitų ir fosfato-kalcio apykaitos biochemija

Temos reikšmė: Vanduo ir jame ištirpusios medžiagos kuria vidinę organizmo aplinką. Svarbiausi vandens ir druskos homeostazės parametrai yra osmosinis slėgis, pH ir tarpląstelinių bei ekstraląstelinis skystis. Pakeitus šiuos nustatymus gali pasikeisti kraujo spaudimas, acidozė ar alkalozė, dehidratacija ir audinių patinimas. Pagrindiniai hormonai, dalyvaujantys smulkiajame reguliavime vandens-druskos metabolizmas ir veikiantys distalinius inkstų kanalėlius ir surinkimo latakus: antidiurezinis hormonas, aldosteronas ir natriuretinis faktorius; inkstų renino-angiotenzino sistema. Būtent inkstuose susidaro galutinis šlapimo sudėties ir tūrio susidarymas, užtikrinantis vidinės aplinkos reguliavimą ir pastovumą. Inkstams būdinga intensyvi energijos apykaita, kuri yra susijusi su aktyvaus transmembraninio didelio medžiagų kiekio transportavimo poreikiu formuojant šlapimą.

Šlapimo biocheminė analizė leidžia susidaryti vaizdą apie inkstų funkcinę būklę, medžiagų apykaitą įvairiuose organuose ir organizme apskritai, padeda išsiaiškinti patologinio proceso pobūdį, leidžia spręsti apie gydymo efektyvumą.

Pamokos tikslas: tirti vandens-druskų apykaitos parametrų charakteristikas ir jų reguliavimo mechanizmus. Metabolizmo ypatumai inkstuose. Išmok elgtis ir vertinti biocheminė analizėšlapimas.

Mokinys turi žinoti:

1. Šlapimo susidarymo mechanizmas: glomerulų filtracija, reabsorbcija ir sekrecija.

2. Kūno vandens skyrių charakteristikos.

3. Pagrindiniai organizmo skysčių aplinkos parametrai.

4. Kas užtikrina viduląstelinio skysčio parametrų pastovumą?

5. Sistemos (organai, medžiagos), užtikrinančios tarpląstelinio skysčio pastovumą.

6. Veiksniai (sistemos), užtikrinantys ekstraląstelinio skysčio osmosinį slėgį ir jo reguliavimą.

7. Tarpląstelinio skysčio tūrio pastovumą ir jo reguliavimą užtikrinantys veiksniai (sistemos).

8. Veiksniai (sistemos), užtikrinantys ekstraląstelinio skysčio rūgščių-šarmų būsenos pastovumą. Inkstų vaidmuo šiame procese.

9. Metabolizmo ypatumai inkstuose: didelis metabolinis aktyvumas, pradinė kreatino sintezės stadija, intensyvios gliukoneogenezės (izofermentų) vaidmuo, vitamino D3 aktyvinimas.

10. Bendrosios šlapimo savybės (kiekis per dieną – diurezė, tankis, spalva, skaidrumas), šlapimo cheminė sudėtis. Patologiniai šlapimo komponentai.

Studentas turi sugebėti:

1. Atlikti kokybinį pagrindinių šlapimo komponentų nustatymą.

2. Įvertinti biocheminę šlapimo analizę.

Mokinys turi turėti informacijos: apie kai kurie patologinės būklės kartu su šlapimo biocheminių parametrų pokyčiais (proteinurija, hematurija, gliukozurija, ketonurija, bilirubinurija, porfirinurija); Planavimo principai laboratoriniai tyrimaišlapimas ir rezultatų analizė, siekiant padaryti preliminarią išvadą apie biocheminius pokyčius, remiantis laboratorinio tyrimo rezultatais.

1.Inksto sandara, nefronas.

2. Šlapimo susidarymo mechanizmai.

Savarankiško darbo užduotys:

1. Žr. histologijos kursą. Prisiminkite nefrono struktūrą. Pažymėkite proksimalinį kanalėlį, distalinį vingiuotą kanalėlį, surinkimo kanalą, choroidinis glomerulas, jukstaglomerulinis aparatas.

2. Žiūrėkite įprastą fiziologijos kursą. Prisiminkite šlapimo susidarymo mechanizmą: filtracija glomeruluose, reabsorbcija kanalėliuose, kad susidarytų antrinis šlapimas ir sekrecija.

3. Osmosinio slėgio ir tarpląstelinio skysčio tūrio reguliavimas daugiausia susijęs su natrio ir vandens jonų kiekio reguliavimu tarpląsteliniame skystyje.

Nurodykite hormonus, susijusius su šiuo reglamentu. Apibūdinkite jų poveikį pagal schemą: hormono išsiskyrimo priežastis; organas taikinys (ląstelės); jų veikimo šiose ląstelėse mechanizmas; galutinis jų veiksmų poveikis.

Pasitikrink savo žinias:

A. Vazopresinas(visi teisingi, išskyrus vieną):

A. sintetinamas pagumburio neuronuose; b. išsiskiria padidėjus osmosiniam slėgiui; V. padidina vandens reabsorbcijos greitį iš pirminio šlapimo inkstų kanalėliuose; g) padidina natrio jonų reabsorbciją inkstų kanalėliuose; d) sumažina osmosinį slėgį, e. šlapimas tampa labiau koncentruotas.

B. Aldosteronas(visi teisingi, išskyrus vieną):

A. sintetinamas antinksčių žievėje; b. išsiskiria, kai sumažėja natrio jonų koncentracija kraujyje; V. inkstų kanalėliuose padidėja natrio jonų reabsorbcija; d) šlapimas tampa labiau koncentruotas.

d) pagrindinis sekrecijos reguliavimo mechanizmas yra inkstų arenino-angiotenzino sistema.

B. Natriuretinis faktorius(visi teisingi, išskyrus vieną):

A. sintetina pirmiausia prieširdžių ląstelėse; b. sekrecijos stimulas – padidėjęs kraujospūdis; V. padidina glomerulų filtravimo gebėjimą; g) padidina šlapimo susidarymą; d) šlapimas tampa mažiau koncentruotas.

4. Sudarykite diagramą, iliustruojančią renino-angiotenzino sistemos vaidmenį reguliuojant aldosterono ir vazopresino sekreciją.

5. Tarpląstelinio skysčio rūgščių ir šarmų pusiausvyros pastovumą palaiko kraujo buferinės sistemos; plaučių ventiliacijos pokyčiai ir rūgšties (H+) išsiskyrimo pro inkstus greitis.

Prisiminkite kraujo buferines sistemas (pagrindinį bikarbonatą)!

Pasitikrink savo žinias:

Gyvūninės kilmės maistas yra rūgštus (daugiausia dėl fosfatų, skirtingai nei augalinės kilmės maistas). Kaip keičiasi šlapimo pH žmogui, kuris valgo daugiausia gyvūninės kilmės maistą:

A. arčiau pH 7,0; b.pH apie 5; V. pH apie 8,0.

6. Atsakykite į klausimus:

A. Kaip paaiškinti didelę inkstų suvartojamo deguonies dalį (10 proc.);

B. Didelis gliukoneogenezės intensyvumas;????????????

B. Inkstų vaidmuo kalcio metabolizme.

7. Viena pagrindinių nefronų užduočių – reabsorbuoti iš kraujo reikiamą kiekį naudingų medžiagų ir iš kraujo pašalinti galutinius medžiagų apykaitos produktus.

Padarykite stalą Šlapimo biocheminiai parametrai:

Darbas klasėje.

Laboratoriniai darbai:

Atlikite kokybinių reakcijų seriją skirtingų pacientų šlapimo mėginiuose. Remdamiesi biocheminės analizės rezultatais, padarykite išvadą apie medžiagų apykaitos procesų būklę.

pH nustatymas.

Procedūra: 1-2 lašus šlapimo užlašinkite ant indikatoriaus popieriaus vidurio ir, atsižvelgiant į vienos iš spalvotų juostelių spalvos pasikeitimą, atitinkantį kontrolinės juostelės spalvą, nustatomas tiriamo šlapimo pH. . Normalus pH yra 4,6–7,0

2. Kokybinė reakcija į baltymus. Normaliame šlapime baltymų nėra (įprastų reakcijų pėdsakai neaptinkami). Kai kuriomis patologinėmis sąlygomis šlapime gali atsirasti baltymų - proteinurija.

Progresas: Į 1-2 ml šlapimo įlašinkite 3-4 lašus šviežiai paruošto 20% sulfasalicilo rūgšties tirpalo. Jei yra baltymų, atsiranda baltos nuosėdos arba drumstumas.

3. Kokybinė reakcija į gliukozę (Fehlingo reakcija).

Procedūra: į 10 lašų šlapimo įlašinkite 10 lašų Fehlingo reagento. Pakaitinkite iki užvirimo. Kai yra gliukozės, atsiranda raudona spalva. Palyginkite rezultatus su norma. Paprastai šlapime yra nedidelis gliukozės kiekis kokybines reakcijas neaptiktas. Visuotinai pripažįstama, kad šlapime paprastai nėra gliukozės. Esant kai kurioms patologinėms sąlygoms, gliukozė atsiranda šlapime gliukozurija.

Nustatyti galima naudojant bandymo juostelę (indikatorinį popierių) /

Ketoninių kūnų aptikimas

Procedūra: Ant stiklelio užlašinkite lašą šlapimo, lašą 10% natrio hidroksido tirpalo ir lašą šviežiai paruošto 10% natrio nitroprusido tirpalo. Pasirodo raudona spalva. Įlašinkite 3 lašus koncentruotos acto rūgšties – atsiranda vyšninė spalva.

Paprastai šlapime nėra ketoninių kūnų. Kai kuriomis patologinėmis sąlygomis šlapime atsiranda ketoninių kūnų - ketonurija.

Spręskite problemas savarankiškai ir atsakykite į klausimus:

1. Padidėjo ekstraląstelinio skysčio osmosinis slėgis. Diagrama aprašykite įvykių seką, dėl kurios ji bus sumažinta.

2. Kaip pasikeis aldosterono gamyba, jei dėl vazopresino gamybos pertekliaus labai sumažės osmosinis slėgis.

3. Nubrėžkite įvykių seką (schemos pavidalu), skirtą homeostazei atkurti, kai natrio chlorido koncentracija audiniuose mažėja.

4. Pacientas serga cukriniu diabetu, kurį lydi ketonemija. Kaip į rūgščių ir šarmų pusiausvyros pokyčius reaguos pagrindinė kraujo buferinė sistema – bikarbonatų sistema? Koks yra inkstų vaidmuo atkuriant CBS? Ar pasikeis šio paciento šlapimo pH.

5. Sportininkas, ruošdamasis varžyboms, intensyviai treniruojasi. Kaip gali pakisti gliukoneogenezės greitis inkstuose (atsakymo priežastis)? Ar galima sportininkui pakeisti šlapimo pH; nurodykite atsakymo priežastis)?

6. Pacientas turi medžiagų apykaitos sutrikimų požymių kauliniame audinyje, o tai turi įtakos ir dantų būklei. Kalcitonino ir prieskydinių liaukų hormono kiekis yra fiziologinės normos ribose. Pacientas gauna vitamino D (cholekalciferolio) reikiamu kiekiu. Spėkite apie galima priežastis medžiagų apykaitos sutrikimai.

7. Peržiūrėkite standartinę formą Bendra analizėšlapimas“ (daugiadisciplininė klinika Tiumenės valstybinė medicinos akademija) ir sugebėti paaiškinti fiziologinis vaidmuo ir biocheminėse laboratorijose nustatyta šlapimo biocheminių komponentų diagnostinė vertė. Atminkite, kad šlapimo biocheminiai parametrai yra normalūs.

27 pamoka. Seilių biochemija.

Temos reikšmė: Burnos ertmėje yra įvairių audinių ir mikroorganizmų. Jie yra tarpusavyje susiję ir turi tam tikrą pastovumą. Ir palaikant homeostazę burnos ertmė, ir visam organizmui, svarbiausias vaidmuo tenka burnos skysčiui ir, konkrečiai, seilėms. Burnos ertmė kaip pradinė dalis Virškinimo traktas, yra pirmojo kūno sąlyčio su maistu vieta, vaistinių medžiagų ir kiti ksenobiotikai, mikroorganizmai . Dantų ir burnos gleivinės formavimąsi, būklę ir funkcionavimą taip pat daugiausia lemia cheminė seilių sudėtis.

Seilės atlieka keletą funkcijų, kurias lemia fizikinės ir cheminės seilių savybės bei sudėtis. Žinios cheminė sudėtis seilės, funkcijos, seilių išsiskyrimo greitis, seilių santykis su burnos ertmės ligomis padeda nustatyti patologinių procesų ypatybes ir ieškoti naujų. veiksmingomis priemonėmis dantų ligų prevencija.

Kai kurie grynų seilių biocheminiai rodikliai koreliuoja su biocheminiais kraujo plazmos rodikliais, todėl seilių analizė yra patogus neinvazinis pastaraisiais metais naudojamas dantų ir somatinių ligų diagnostikos metodas.

Pamokos tikslas: Ištirti fizikines ir chemines seilių savybes bei sudedamąsias dalis, lemiančias pagrindines fiziologines jų funkcijas. Pagrindiniai veiksniai, lemiantys ėduonies vystymąsi ir dantų akmenų nusėdimą.

Mokinys turi žinoti:

1 . Seiles išskiriančios liaukos.

2.Seilių sandara (micelinė struktūra).

3. Mineralizuojanti seilių funkcija ir šią funkciją lemiantys bei įtakojantys veiksniai: seilių persisotinimas; išganymo apimtis ir greitis; pH.

4. Apsauginė funkcija seilių ir sistemos komponentų, lemiančių šią funkciją.

5. Seilių buferinės sistemos. pH vertės normalios. ABS (rūgščių-šarmų būklės) pažeidimų burnos ertmėje priežastys. CBS reguliavimo mechanizmai burnos ertmėje.

6. Seilių mineralinė sudėtis ir palyginimas su kraujo plazmos mineraline sudėtimi. Komponentų reikšmė.

7. Organinių seilių komponentų charakteristikos, seilėms būdingi komponentai, jų reikšmė.

8. Virškinimo funkcija ir tai lemiantys veiksniai.

9. Reguliavimo ir šalinimo funkcijos.

10. Pagrindiniai veiksniai, lemiantys ėduonies vystymąsi ir dantų akmenų nusėdimą.

Studentas turi sugebėti:

1. Atskirkite sąvokas „pačios seilės arba seilės“, „dantenų skystis“, „burnos skystis“.

2. Gebėti paaiškinti atsparumo ėduoniui pokyčio laipsnį, kai keičiasi seilių pH, seilių pH pokyčių priežastis.

3. Surinkite mišrias seiles analizei ir ištirkite seilių cheminę sudėtį.

Studentas turi turėti: informacija apie šiuolaikines idėjas apie seiles kaip neinvazinių biocheminių tyrimų objektą klinikinėje praktikoje.

Informacija iš pagrindinių disciplinų, reikalinga temai studijuoti:

1. Seilių liaukų anatomija ir histologija; seilėtekio ir jo reguliavimo mechanizmai.

Savarankiško darbo užduotys:

Išstudijuokite temos medžiagą pagal tikslinius klausimus („mokinys turėtų žinoti“) ir raštu atlikite šias užduotis:

1. Užsirašykite veiksnius, lemiančius seilėtekio reguliavimą.

2.Schemiškai nupieškite seilių micelę.

3. Sudarykite lentelę: Seilių ir kraujo plazmos mineralinės sudėties palyginimas.

Išstudijuokite išvardytų medžiagų reikšmę. Užrašykite kitas neorganines medžiagas, esančias seilėse.

4. Sudarykite lentelę: Pagrindiniai organiniai seilių komponentai ir jų reikšmė.

6. Užsirašykite veiksnius, lemiančius pasipriešinimo sumažėjimą ir padidėjimą.

(atitinkamai) į kariesą.

Darbas klasėje

Laboratoriniai darbai: Kokybinė seilių cheminės sudėties analizė

PASKAITŲ KURSAS

BENDROJI BIOCHEMIJA

8 modulis. Vandens-druskų apykaitos ir rūgščių-šarmų būklės biochemija

Jekaterinburgas,

PASKAITA Nr.24

Tema: Vandens-druskos ir mineralų apykaita

Fakultetai: terapinis ir profilaktinis, medicininis ir profilaktinis, pediatrinis.

Vandens-druskos apykaita – vandens ir pagrindinių organizmo elektrolitų (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4 ) mainai.

Elektrolitai – medžiagos, kurios tirpale disocijuoja į anijonus ir katijonus. Jie matuojami mol/l.

Ne elektrolitai– tirpale nesiskiriančios medžiagos (gliukozė, kreatininas, šlapalas). Jie matuojami g/l.

Mineralų apykaita – keitimasis bet kokiais mineraliniais komponentais, įskaitant tuos, kurie neturi įtakos pagrindiniams organizmo skystosios aplinkos parametrams.

Vanduo – pagrindinis visų kūno skysčių komponentas.

Biologinis vandens vaidmuo

Vanduo yra universalus tirpiklis daugumai organinių (išskyrus lipidus) ir neorganinių junginių.

Vanduo ir jame ištirpusios medžiagos kuria vidinę organizmo aplinką.

Vanduo užtikrina medžiagų ir šiluminės energijos transportavimą visame kūne.

Reikšminga dalis cheminės reakcijos organizmas atsiranda vandeninėje fazėje.

Vanduo dalyvauja hidrolizės, hidratacijos ir dehidratacijos reakcijose.

Nustato hidrofobinių ir hidrofilinių molekulių erdvinę struktūrą ir savybes.

Kartu su GAG vanduo atlieka struktūrinę funkciją.

Bendrosios kūno skysčių savybės

Visi kūno skysčiai yra charakterizuojami bendrosios savybės: tūris, osmosinis slėgis ir pH vertė.

Apimtis. Visiems sausumos gyvūnams skysčiai sudaro apie 70% kūno svorio.

Vandens pasiskirstymas organizme priklauso nuo amžiaus, lyties, raumenų masė, kūno tipas ir riebalų kiekis. Vandens kiekis įvairiuose audiniuose pasiskirsto taip: plaučiuose, širdyje ir inkstuose (80%), skeleto raumenyse ir smegenyse (75%), odoje ir kepenyse (70%), kauluose (20%), riebaliniame audinyje (10%). . Paprastai liekni žmonės turi mažiau riebalų ir daugiau vandens. Vyrams vanduo sudaro 60%, moterų - 50% kūno svorio. Vyresnio amžiaus žmonės turi daugiau riebalų ir mažiau raumenų. Vidutiniškai vyresnių nei 60 metų vyrų ir moterų organizme vandens yra atitinkamai 50% ir 45%.

Visiškai netekus vandens, mirtis ištinka po 6-8 dienų, kai vandens kiekis organizme sumažėja 12%.

Visas kūno skystis yra padalintas į tarpląstelinius (67%) ir tarpląstelinius (33%) telkinius.

Ekstraląstelinis baseinas (tarpląstelinė erdvė) susideda iš:

Intravaskulinis skystis;

Intersticinis skystis (tarpląstelinis);

Transląstelinis skystis (pleuros, perikardo, pilvaplėvės ertmių ir sinovijos ertmės skystis, likvoras ir akies skystis, prakaito, seilių ir ašarų liaukų sekrecija, kasos, kepenų, tulžies pūslės, virškinimo trakto ir kvėpavimo takų sekrecija).

Tarp baseinų intensyviai keičiasi skysčiai. Vanduo juda iš vieno sektoriaus į kitą, kai keičiasi osmosinis slėgis.

Osmoso slėgis - Tai slėgis, kurį sukuria visos vandenyje ištirpusios medžiagos. Ekstraląstelinio skysčio osmosinį slėgį daugiausia lemia NaCl koncentracija.

Ekstraląsteliniai ir tarpląsteliniai skysčiai labai skiriasi sudėtimi ir atskirų komponentų koncentracija, tačiau bendra bendra koncentracija yra osmosinė. veikliosios medžiagos maždaug toks pat.

pH– neigiamas dešimtainis protonų koncentracijos logaritmas. PH reikšmė priklauso nuo rūgščių ir bazių susidarymo organizme intensyvumo, jų neutralizavimo buferinėmis sistemomis ir pašalinimo iš organizmo su šlapimu, iškvepiamu oru, prakaitu ir išmatomis.

Priklausomai nuo mainų ypatybių, pH vertė gali labai skirtis tiek skirtingų audinių ląstelėse, tiek skirtinguose tos pačios ląstelės skyriuose (citozolyje rūgštingumas neutralus, lizosomose ir tarpmembraninėje mitochondrijų erdvėje labai rūgštus). ). Įvairių organų ir audinių tarpląsteliniame skystyje bei kraujo plazmoje pH reikšmė, kaip ir osmosinis slėgis, yra santykinai pastovi reikšmė.

Vanduo yra terpė, kurioje vyksta dauguma medžiagų apykaitos reakcijų. Jis tiesiogiai dalyvauja metabolizme. Vanduo vaidina tam tikrą vaidmenį kūno termoreguliacijos procesuose. Vanduo tiekia jį į audinius ir ląsteles maistinių medžiagų ir galutinių medžiagų apykaitos produktų pašalinimas iš jų.

Vandenį iš organizmo išskiria inkstai – 1,2–1,5 l, oda – 0,5 l, plaučiai – 0,2–0,3 l. Vandens mainus reguliuoja neurohormoninė sistema. Vandens susilaikymą organizme skatina antinksčių žievės hormonai (kortizonas, aldosteronas) ir užpakalinės hipofizės skilties hormonas vazopresinas. Skydliaukės hormonas tiroksinas padidina vandens išsiskyrimą iš organizmo.
^

MINERALŲ MEDŽIAGOS

Žmogaus ir gyvūnų organų ir audinių sudėtis apima makroelementus ir mikroelementus. Pastarųjų organizme yra labai mažais kiekiais. Įvairiuose gyvuose organizmuose, kaip ir žmogaus organizme, daugiausia deguonies, anglies, vandenilio ir azoto randama. Šie elementai, taip pat fosforas ir siera, yra gyvų ląstelių dalis įvairių junginių pavidalu. Makroelementai taip pat yra natris, kalis, kalcis, chloras ir magnis. Gyvūnų organizme buvo rasti šie mikroelementai: varis, manganas, jodas, molibdenas, cinkas, fluoras, kobaltas ir kt. Geležis užima tarpinę padėtį tarp makro ir mikroelementų.

Mineralai į organizmą patenka tik su maistu. Tada per žarnyno gleivinę ir kraujagysles į vartų veną ir kepenis. Kepenys išlaiko kai kurias mineralines medžiagas: natrį, geležį, fosforą. Geležis yra hemoglobino dalis, dalyvaujanti deguonies pernešime, taip pat redokso fermentų sudėtyje. Kalcis yra kaulinio audinio dalis ir suteikia jam stiprumo. Be to, jis vaidina svarbų vaidmenį kraujo krešėjimui. Fosforas, kurio be laisvo (neorganinio) yra junginiuose su baltymais, riebalais ir angliavandeniais, labai naudingas organizmui. Magnis reguliuoja nervų ir raumenų jaudrumą ir aktyvina daugelį fermentų. Kobaltas yra vitamino B12 dalis. Jodas dalyvauja skydliaukės hormonų formavime. Fluoras randamas dantų audiniuose. Natris ir kalis turi didelę reikšmę palaikant kraujo osmosinį slėgį.

Mineralų metabolizmas yra glaudžiai susijęs su medžiagų apykaita organinės medžiagos(baltymai, nukleino rūgštys, angliavandeniai, lipidai). Pavyzdžiui, kobalto, mangano, magnio ir geležies jonai būtini normaliai aminorūgščių apykaitai. Chloro jonai aktyvina amilazę. Kalcio jonai aktyvina lipazę. Riebalų rūgščių oksidacija vyksta intensyviau, kai yra vario ir geležies jonų.
^

12 SKYRIUS. VITAMINAI

Vitaminai yra biologiškai aktyvios medžiagos. Jų nebuvimą ar maisto trūkumą lydi staigus gyvybinių procesų sutrikimas, dėl kurio atsiranda rimtų ligų. Vitaminų poreikį lemia tai, kad daugelis jų yra fermentų ir kofermentų komponentai.

Vitaminai yra labai įvairūs savo chemine struktūra. Jie skirstomi į dvi grupes: vandenyje tirpius ir riebaluose tirpius.

^ VANDENYJE TIRPUS VITAMINAI

1. Vitaminas B 1 (tiaminas, aneurinas). Jo cheminei struktūrai būdinga aminų grupė ir sieros atomas. Alkoholio grupės buvimas vitamine B1 leidžia sudaryti esterius su rūgštimis. Tiaminas, susijungęs su dviem fosforo rūgšties molekulėmis, sudaro esterio tiamino difosfatą, kuris yra vitamino kofermento forma. Tiamino difosfatas yra dekarboksilazių kofermentas, kuris katalizuoja α-keto rūgščių dekarboksilinimą. Trūkstant arba nepakankamai patekus į organizmą vitamino B1, angliavandenių apykaita tampa neįmanoma. Pažeidimai atsiranda piruvo ir α-ketoglutaro rūgščių panaudojimo stadijoje.

2. Vitaminas B 2 (riboflavinas). Šis vitaminas yra metilintas izoaloksazino darinys, prijungtas prie 5-hidroksilio alkoholio ribitolio.

Organizme riboflavinas esterio su fosforo rūgštimi pavidalu yra dalis flavino fermentų protezinės grupės (FMN, FAD), kurie katalizuoja biologinius oksidacijos procesus, užtikrindami vandenilio pernešimą kvėpavimo grandinėje, taip pat riebalų rūgščių sintezė ir skaidymas.

3. Vitaminas B 3 (pantoteno rūgštis). Pantoteno rūgštis susideda iš -alanino ir dioksidimetilsviesto rūgšties, sujungtos peptidine jungtimi. Biologinė reikšmė pantoteno rūgštis yra tai, kad jis yra kofermento A dalis, kuris vaidina didžiulį vaidmenį angliavandenių, riebalų ir baltymų apykaitoje.

4. Vitaminas B 6 (piridoksinas). Pagal cheminę prigimtį vitaminas B6 yra piridino darinys. Fosforilintas piridoksino darinys yra fermentų, katalizuojančių aminorūgščių apykaitos reakcijas, kofermentas.

5. Vitaminas B 12 (kobalaminas). Vitamino cheminė struktūra yra labai sudėtinga. Jame yra keturi pirolio žiedai. Centre yra kobalto atomas, prijungtas prie pirolio žiedų azoto.

Vitaminas B12 vaidina svarbų vaidmenį perduodant metilo grupes, taip pat nukleino rūgščių sintezę.

6. Vitaminas PP (nikotino rūgštis ir jos amidas). Nikotino rūgštis yra piridino darinys.

Nikotino rūgšties amidas yra neatskiriama kofermentų NAD + ir NADP +, kurie yra dehidrogenazių dalis, dalis.

7. Folio rūgštis (vitaminas B c). Išskirtas iš špinatų lapų (lot. folium – lapas). Folio rūgštyje yra para-aminobenzenkarboksirūgšties ir glutamo rūgšties. Folio rūgštis vaidina svarbų vaidmenį nukleorūgščių metabolizme ir baltymų sintezėje.

8. Para-aminobenzenkarboksirūgštis. Jis vaidina svarbų vaidmenį folio rūgšties sintezėje.

9. Biotinas (vitaminas H). Biotinas yra fermento, katalizuojančio karboksilinimo (CO 2 pridėjimo prie anglies grandinės) procesą, dalis. Biotinas būtinas riebalų rūgščių ir purinų sintezei.

10. Vitaminas C (askorbo rūgštis). Askorbo rūgšties cheminė struktūra yra artima heksozėms. Ypatinga šio junginio savybė yra jo gebėjimas grįžtamai oksiduotis, kad susidarytų dehidroaskorbo rūgštis. Abu šie junginiai turi vitaminų aktyvumą. Askorbo rūgštis dalyvauja organizmo redokso procesuose, saugo SH grupės fermentus nuo oksidacijos, turi savybę dehidratuoti toksinus.

^ RIEBALUS TIRPUS VITAMINAI

Šiai grupei priklauso A, D, E, K ir kt.

1. A grupės vitaminai. Vitaminas A 1 (retinolis, antikseroftalminis) savo chemine prigimtimi artimas karotinams. Tai ciklinis monohidroksis alkoholis .

2. D grupės vitaminai (antirachitinis vitaminas). D grupės vitaminai savo chemine struktūra yra artimi steroliams. Vitaminas D 2 susidaro iš ergosterolio mielėse, o vitaminas D 3 susidaro iš 7-dehidrocholesterolio gyvūnų audiniuose, veikiant ultravioletiniams spinduliams.

3. E grupės vitaminai (, , -tokoferoliai). Pagrindiniai vitamino E trūkumo pokyčiai atsiranda reprodukcinėje sistemoje (netenkama vaisiaus gimdymo, degeneraciniai pokyčiai spermoje). Tuo pačiu metu vitamino E trūkumas daro žalą įvairiems audiniams.

4. K grupės vitaminai. Pagal savo cheminę struktūrą šios grupės vitaminai (K 1 ir K 2) priklauso naftochinonams. Būdingas vitamino K trūkumo požymis – po oda, į raumenis ir kiti kraujavimai bei sutrikęs kraujo krešėjimas. To priežastis yra baltymo protrombino, kraujo krešėjimo sistemos komponento, sintezės pažeidimas.

ANTIVITAMINAI

Taip pat yra struktūriškai skirtingų antivitaminų, kurie gali surišti vitaminus, atimdami jiems vitaminų aktyvumą.
^

13 SKYRIUS. HORMONAI

Hormonai gaminasi endokrininėse liaukose, kurios neturi šalinimo latakų ir išskiria savo išskyras tiesiai į kraują. Endokrininės liaukos apima skydliaukę, prieskydinę liauką (šalia skydliaukės), lytines liaukas, antinksčius, hipofizę, kasą ir užkrūčio liaukas.

Ligos, atsirandančios sutrikus vienos ar kitos endokrininės liaukos funkcijoms, yra arba jos hipofunkcijos (sumažėjusios hormonų sekrecijos), arba hiperfunkcijos (per didelės hormonų sekrecijos) pasekmė.

Pagal cheminę struktūrą hormonai gali būti suskirstyti į tris grupes: baltyminiai hormonai; hormonai, gauti iš aminorūgšties tirozino, ir steroidinės struktūros hormonai.

^ BALTYMINIAI HORMONAI

Tai apima kasos, priekinės hipofizės ir prieskydinių liaukų hormonus.

Kasos hormonai – insulinas ir gliukagonas – dalyvauja reguliuojant angliavandenių apykaitą. Savo veiksmu jie yra vienas kito antagonistai. Insulinas mažina, o gliukagonas padidina cukraus kiekį kraujyje.

Hipofizės hormonai reguliuoja daugelio kitų endokrininių liaukų veiklą. Jie apima:

Somatotropinis hormonas (GH) – augimo hormonas, skatina ląstelių augimą, didina biosintezės procesų lygį;

Skydliaukę stimuliuojantis hormonas (TSH) – skatina skydliaukės veiklą;

Adrenokortikotropinis hormonas (AKTH) – reguliuoja kortikosteroidų biosintezę antinksčių žievėje;

Gonadotropiniai hormonai reguliuoja lytinių liaukų veiklą.

^ TIROZINO SERIJOS HORMONAI

Tai apima skydliaukės hormonus ir antinksčių smegenų hormonus. Pagrindiniai skydliaukės hormonai yra tiroksinas ir trijodtironinas. Šie hormonai yra joduoti aminorūgšties tirozino dariniai. Sumažėjus skydliaukės funkcijai, sumažėja medžiagų apykaitos procesai. Skydliaukės hiperfunkcija padidina bazinį metabolizmą.

Antinksčių šerdis gamina du hormonus – adrenaliną ir norepinefriną. Šios medžiagos didina kraujospūdį. Adrenalinas turi didelę įtaką angliavandenių apykaitai – padidina gliukozės kiekį kraujyje.

^ STEROIDINIAI HORMONAI

Šiai klasei priklauso antinksčių žievės ir lytinių liaukų (kiaušidžių ir sėklidžių) gaminami hormonai. Pagal cheminę prigimtį jie yra steroidai. Antinksčių žievė gamina kortikosteroidus, juose yra C 21 atomo. Jie skirstomi į mineralokortikoidus, iš kurių aktyviausi yra aldosteronas ir deoksikortikosteronas. ir gliukokortikoidai – kortizolis (hidrokortizonas), kortizonas ir kortikosteronas. Gliukokortikoidai turi didelę įtaką angliavandenių ir baltymų apykaitai. Mineralokortikoidai daugiausia reguliuoja vandens ir mineralų apykaitą.

Yra vyriški (androgenai) ir moteriški (estrogenai) lytiniai hormonai. Pirmieji yra C19-, o antrieji C18-steroidai. Androgenai yra testosteronas, androstenedionas ir kt., o estrogenai – estradiolis, estronas ir estriolis. Aktyviausi yra testosteronas ir estradiolis. Lytiniai hormonai lemia normalų seksualinis vystymasis, antrinių lytinių požymių formavimasis, veikia medžiagų apykaitą.

^ 14 SKYRIUS. RACIONALIOS MITYBOS BIOCHEMINIAI PAGRINDAI

Mitybos problemoje galima išskirti tris tarpusavyje susijusias dalis: racionalią mitybą, gydomąją ir gydomąją-profilaktinę. Pagrindas yra vadinamoji racionali mityba, nes ji sukurta atsižvelgiant į poreikius sveikas žmogus, priklausomai nuo amžiaus, profesijos, klimato ir kitų sąlygų. Racionalios mitybos pagrindas yra pusiausvyra ir teisingas režimas mityba. Subalansuota mityba yra priemonė normalizuoti organizmo būklę ir palaikyti aukštą jo darbingumą.

Su maistu į žmogaus organizmą patenka angliavandeniai, baltymai, riebalai, aminorūgštys, vitaminai, mineralai. Šių medžiagų poreikis skiriasi ir yra nulemtas fiziologinės organizmo būklės. Augančiam organizmui reikia daugiau maisto. Sportuojantis ar fizinį darbą dirbantis žmogus išeikvoja daug energijos, todėl jam taip pat reikia daugiau maisto nei sėdinčiam žmogui.

Žmogaus mityboje baltymų, riebalų ir angliavandenių kiekis turi būti santykiu 1:1:4, t.y., reikia 1 g baltymų Suvartoti 1 g riebalų ir 4 g angliavandenių. Baltymai turėtų sudaryti apie 14% dienos kalorijų normos, riebalai apie 31%, o angliavandeniai - apie 55%.

Įjungta moderni scena Plėtojant mitybos mokslą, neužtenka pasikliauti vien bendru maistinių medžiagų suvartojimu. Labai svarbu nustatyti būtinų maisto komponentų proporciją racione (nepakeičiamos aminorūgštys, nesočiosios riebalų rūgštys, vitaminai, mineralai ir kt.). Šiuolaikinis mokymas apie žmogaus poreikius maistui išreiškiamas subalansuotos mitybos samprata. Pagal šią koncepciją normalią gyvenimo veiklą galima užtikrinti ne tik aprūpinant organizmą pakankamu energijos ir baltymų kiekiu, bet ir stebint gana sudėtingus ryšius tarp daugybės nepakeičiamų mitybos veiksnių, galinčių daryti didžiausią naudingą biologinį poveikį. organizme. Subalansuotos mitybos dėsnis grindžiamas idėjomis apie kiekybinius ir kokybinius maisto asimiliacijos procesų organizme aspektus, tai yra, visa metabolinių fermentinių reakcijų suma.

SSRS medicinos mokslų akademijos Mitybos institutas parengė vidutinius duomenis apie suaugusio žmogaus mitybos poreikius. Daugiausia, nustatant optimalius atskirų maisto medžiagų santykius, būtent toks maistinių medžiagų santykis yra vidutiniškai reikalingas normaliai suaugusio žmogaus veiklai palaikyti. Todėl ruošiant bendras dietas ir vertinant atskirus produktus, reikia orientuotis į šiuos santykius. Svarbu atminti, kad žalingas ne tik atskirų esminių veiksnių trūkumas, bet ir jų perteklius. Būtinų maistinių medžiagų pertekliaus toksiškumo priežastis tikriausiai siejama su mitybos disbalansu, o tai savo ruožtu sukelia organizmo biocheminės homeostazės (vidinės aplinkos sudėties ir savybių pastovumo) sutrikimą ir ląstelių funkcionavimą. mityba.

Nurodytas mitybos balansas vargu ar gali būti perkeltas nepakeitus žmonių mitybos struktūros skirtingos sąlygos darbas ir buitis, įvairaus amžiaus ir lyties žmonės ir kt.. Atsižvelgiant į tai, kad energijos ir maistinių medžiagų poreikių skirtumai priklauso nuo medžiagų apykaitos procesų ypatumų ir jų hormoninės bei nervų sistemos reguliavimo, būtina įvairaus amžiaus žmonėms. ir lytis, taip pat asmenims, turintiems reikšmingų nukrypimų nuo vidutinių normalios fermentinės būklės verčių, reikia atlikti tam tikrus įprastinio subalansuotos mitybos formulės pateikimo pakeitimus.

SSRS medicinos mokslų akademijos Mitybos institutas pasiūlė standartus

apskaičiuojant optimalias dietas mūsų šalies gyventojams.

Šios dietos skiriasi pagal tris klimato sąlygas

zonos: šiaurinė, centrinė ir pietinė. Tačiau naujausi moksliniai duomenys rodo, kad toks skirstymas šiandien negali būti patenkinamas. Naujausi tyrimai parodė, kad mūsų šalyje šiaurė turi būti padalinta į dvi zonas: Europos ir Azijos. Šios zonos labai skiriasi viena nuo kitos klimato sąlygomis. SSRS medicinos mokslų akademijos Sibiro filialo Klinikinės ir eksperimentinės medicinos institute (Novosibirskas) atlikus ilgalaikius tyrimus, buvo įrodyta, kad Azijos šiaurės sąlygomis baltymų apykaita, riebalai, angliavandeniai, vitaminai, makro- ir mikroelementai pertvarkomi, todėl reikia patikslinti žmogaus mitybos normas, atsižvelgiant į medžiagų apykaitos pokyčius. Šiuo metu plataus masto tyrimai atliekami Sibiro ir Tolimųjų Rytų gyventojų mitybos racionalizavimo srityje. Pagrindinis vaidmuo tiriant šią problemą skiriamas biocheminiams tyrimams.

Biochemijos katedra

Patvirtinu

Galva skyrius prof., medicinos mokslų daktaras

Meshchaninovas V.N.

_''_________________ 2006 m

PASKAITA Nr.25

Tema: Vandens-druskos ir mineralų apykaita

Fakultetai: terapinis ir profilaktinis, medicininis ir profilaktinis, pediatrinis.

Vandens-druskos apykaita– vandens ir pagrindinių organizmo elektrolitų (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4) keitimas.

Elektrolitai– medžiagos, kurios tirpale disocijuoja į anijonus ir katijonus. Jie matuojami mol/l.

Ne elektrolitai– tirpale nesiskiriančios medžiagos (gliukozė, kreatininas, šlapalas). Jie matuojami g/l.

Mineralų apykaita– keitimasis bet kokiais mineraliniais komponentais, įskaitant tuos, kurie neturi įtakos pagrindiniams organizmo skystosios aplinkos parametrams.

Vanduo– pagrindinis visų kūno skysčių komponentas.

Biologinis vandens vaidmuo

1. Vanduo yra universalus tirpiklis daugumai organinių (išskyrus lipidus) ir neorganinių junginių.
2. Vanduo ir jame ištirpusios medžiagos kuria vidinę organizmo aplinką.
3. Vanduo užtikrina medžiagų ir šiluminės energijos transportavimą visame kūne.
4. Didelė dalis organizmo cheminių reakcijų vyksta vandeninėje fazėje.
5. Vanduo dalyvauja hidrolizės, hidratacijos ir dehidratacijos reakcijose.
6. Nustato hidrofobinių ir hidrofilinių molekulių erdvinę struktūrą ir savybes.
7. Kartu su GAG vanduo atlieka struktūrinę funkciją.

BENDROSIOS KŪNO SKYSČIŲ SAVYBĖS

Visiems kūno skysčiams būdingos bendros savybės: tūris, osmosinis slėgis ir pH vertė.

Apimtis. Visiems sausumos gyvūnams skysčiai sudaro apie 70% kūno svorio.

Vandens pasiskirstymas organizme priklauso nuo amžiaus, lyties, raumenų masės, kūno tipo ir riebalų kiekio. Vandens kiekis įvairiuose audiniuose pasiskirsto taip: plaučiuose, širdyje ir inkstuose (80%), skeleto raumenyse ir smegenyse (75%), odoje ir kepenyse (70%), kauluose (20%), riebaliniame audinyje (10%). . Paprastai liekni žmonės turi mažiau riebalų ir daugiau vandens. Vyrams vanduo sudaro 60%, moterų - 50% kūno svorio. Vyresnio amžiaus žmonės turi daugiau riebalų ir mažiau raumenų. Vidutiniškai vyresnių nei 60 metų vyrų ir moterų organizme vandens yra atitinkamai 50% ir 45%.

Visiškai netekus vandens, mirtis ištinka po 6-8 dienų, kai vandens kiekis organizme sumažėja 12%.

Visas kūno skystis yra padalintas į tarpląstelinius (67%) ir tarpląstelinius (33%) telkinius.

Ekstraląstelinis baseinas(tarpląstelinė erdvė) susideda iš:

1. Intravaskulinis skystis;

2. Intersticinis skystis (tarpląstelinis);

3. Transląstelinis skystis (pleuros, perikardo, pilvaplėvės ertmių ir sinovinės erdvės skystis, smegenų ir stuburo bei intraokulinis skystis, prakaito, seilių ir ašarų liaukų sekrecija, kasos, kepenų, tulžies pūslės, virškinimo trakto ir kvėpavimo takų sekrecija).

Tarp baseinų intensyviai keičiasi skysčiai. Vanduo juda iš vieno sektoriaus į kitą, kai keičiasi osmosinis slėgis.

Osmoso slėgis - Tai slėgis, kurį sukuria visos vandenyje ištirpusios medžiagos. Ekstraląstelinio skysčio osmosinį slėgį daugiausia lemia NaCl koncentracija.

Ekstraląsteliniai ir tarpląsteliniai skysčiai labai skiriasi sudėtimi ir atskirų komponentų koncentracija, tačiau bendra osmosiškai aktyvių medžiagų bendra koncentracija yra maždaug vienoda.

pH– neigiamas dešimtainis protonų koncentracijos logaritmas. PH reikšmė priklauso nuo rūgščių ir bazių susidarymo organizme intensyvumo, jų neutralizavimo buferinėmis sistemomis ir pašalinimo iš organizmo su šlapimu, iškvepiamu oru, prakaitu ir išmatomis.

Priklausomai nuo mainų ypatybių, pH vertė gali labai skirtis tiek skirtingų audinių ląstelėse, tiek skirtinguose tos pačios ląstelės skyriuose (citozolyje rūgštingumas neutralus, lizosomose ir tarpmembraninėje mitochondrijų erdvėje labai rūgštus). ). Įvairių organų ir audinių tarpląsteliniame skystyje bei kraujo plazmoje pH reikšmė, kaip ir osmosinis slėgis, yra santykinai pastovi reikšmė.

ORGANIZMO VANDENS IR DRUSKŲ balanso REGULIAVIMAS

Organizme vandens ir druskos balansas Tarpląstelinę aplinką palaiko tarpląstelinio skysčio pastovumas. Savo ruožtu tarpląstelinio skysčio vandens ir druskos balansas palaikomas per kraujo plazmą organų pagalba ir reguliuojamas hormonų.

Organai, reguliuojantys vandens-druskos apykaitą

Vanduo ir druskos į organizmą patenka per virškinamąjį traktą, šį procesą kontroliuoja troškulio jausmas ir druskos apetitas. Inkstai pašalina iš organizmo vandens ir druskų perteklių. Be to, vandenį iš organizmo pašalina oda, plaučiai ir virškinimo traktas.

Kūno vandens balansas

Vandens išskyrimas virškinimo trakte, odoje ir plaučiuose yra šalutinis procesas, atsirandantis dėl jų pagrindinių funkcijų atlikimo. Pavyzdžiui, virškinimo traktas netenka vandens, kai iš organizmo išsiskiria nesuvirškintos medžiagos, medžiagų apykaitos produktai, ksenobiotikai. Kvėpuodami plaučiai netenka vandens, o termoreguliacijos metu – oda.

Inkstų, odos, plaučių ir virškinimo trakto veiklos pokyčiai gali sutrikdyti vandens ir druskos homeostazę. Pavyzdžiui, karštame klimate, norint palaikyti kūno temperatūrą, padidėja odos prakaitavimas, o apsinuodijus vemiama ar viduriuojama iš virškinamojo trakto. Dėl padidėjusios dehidratacijos ir druskų praradimo organizme pažeidžiamas vandens ir druskos balansas.

Hormonai, reguliuojantys vandens-druskos apykaitą

Vazopresinas

Antidiurezinis hormonas (ADH) arba vazopresinas- peptidas, kurio molekulinė masė yra apie 1100 D, turintis 9 AA, sujungtas vienu disulfidiniu tilteliu.

ADH sintetinamas pagumburio neuronuose ir pernešamas į užpakalinės hipofizės skilties nervinius galus (neurohipofizė).

Aukštas ekstraląstelinio skysčio osmosinis slėgis aktyvina pagumburio osmoreceptorius, todėl nerviniai impulsai perduodami į užpakalinę hipofizės dalį ir sukelia ADH išsiskyrimą į kraują.

ADH veikia per 2 receptorių tipus: V1 ir V2.

Pagrindinį fiziologinį hormono poveikį realizuoja V 2 receptoriai, išsidėstę ant distalinių kanalėlių ląstelių ir surinkimo kanalų, kurie yra santykinai nepralaidūs vandens molekulėms.

ADH per V 2 receptorius stimuliuoja adenilato ciklazės sistemą, todėl baltymai fosforilinami, skatinant membraninio baltymo geno ekspresiją - akvaporina-2 . Aquaporin-2 yra integruotas į viršūninę ląstelių membraną, sudarydamas joje vandens kanalus. Šiais kanalais pasyvios difuzijos būdu vanduo iš šlapimo reabsorbuojamas į intersticinę erdvę ir šlapimas koncentruojamas.

Jei nėra ADH, šlapimas nesikoncentruoja (tankis<1010г/л) и может выделяться в очень больших количествах (>20 l/d.), dėl to organizmas dehidratuoja. Ši sąlyga vadinama cukrinis diabetas insipidus .

ADH trūkumo ir cukrinio diabeto priežastys yra šios: genetiniai prepro-ADG sintezės hipotalamyje defektai, proADG apdorojimo ir transportavimo defektai, pagumburio ar neurohipofizės pažeidimas (pavyzdžiui, dėl trauminio smegenų pažeidimo, navikas, išemija). Nefrogeninis cukrinis diabetas atsiranda dėl ADH V 2 tipo receptorių geno mutacijos.

V 1 receptoriai yra lokalizuoti SMC kraujagyslių membranose. ADH per V 1 receptorius aktyvina inozitolio trifosfato sistemą ir skatina Ca 2+ išsiskyrimą iš ER, o tai skatina kraujagyslių SMC susitraukimą. Kraujagysles sutraukiantis ADH poveikis pasireiškia esant didelėms ADH koncentracijoms.

GOUVPO UGMA federalinė sveikatos agentūra ir Socialinis vystymasis

Biochemijos katedra

PASKAITŲ KURSAS

BENDROJI BIOCHEMIJA

8 modulis. Vandens-druskų apykaitos ir rūgščių-šarmų būklės biochemija

Jekaterinburgas,

PASKAITA Nr.24

Tema: Vandens-druskos ir mineralų apykaita

Fakultetai: terapinis ir profilaktinis, medicininis ir profilaktinis, pediatrinis.

Vandens-druskos apykaita– vandens ir pagrindinių organizmo elektrolitų (Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4) keitimas.

Elektrolitai– medžiagos, kurios tirpale disocijuoja į anijonus ir katijonus. Jie matuojami mol/l.

Ne elektrolitai– tirpale nesiskiriančios medžiagos (gliukozė, kreatininas, šlapalas). Jie matuojami g/l.

Mineralų apykaita– keitimasis bet kokiais mineraliniais komponentais, įskaitant tuos, kurie neturi įtakos pagrindiniams organizmo skystosios aplinkos parametrams.

Vanduo– pagrindinis visų kūno skysčių komponentas.

Biologinis vandens vaidmuo

1. Vanduo yra universalus tirpiklis daugumai organinių (išskyrus lipidus) ir neorganinių junginių.
2. Vanduo ir jame ištirpusios medžiagos kuria vidinę organizmo aplinką.
3. Vanduo užtikrina medžiagų ir šiluminės energijos transportavimą visame kūne.
4. Didelė dalis organizmo cheminių reakcijų vyksta vandeninėje fazėje.
5. Vanduo dalyvauja hidrolizės, hidratacijos ir dehidratacijos reakcijose.
6. Nustato hidrofobinių ir hidrofilinių molekulių erdvinę struktūrą ir savybes.
7. Kartu su GAG vanduo atlieka struktūrinę funkciją.

BENDROSIOS KŪNO SKYSČIŲ SAVYBĖS

ORGANIZMO VANDENS IR DRUSKŲ balanso REGULIAVIMAS

Organizme tarpląstelinės aplinkos vandens ir druskos balansą palaiko tarpląstelinio skysčio pastovumas. Savo ruožtu tarpląstelinio skysčio vandens ir druskos balansas palaikomas per kraujo plazmą organų pagalba ir reguliuojamas hormonų.

Organai, reguliuojantys vandens-druskos apykaitą

Vanduo ir druskos į organizmą patenka per virškinamąjį traktą, šį procesą kontroliuoja troškulio jausmas ir druskos apetitas. Inkstai pašalina iš organizmo vandens ir druskų perteklių. Be to, vandenį iš organizmo pašalina oda, plaučiai ir virškinimo traktas.

Kūno vandens balansas

Hormonai, reguliuojantys vandens-druskos apykaitą

Renino-angiotenzino-aldosterono sistema

Reninas

Reninas- proteolitinis fermentas, kurį gamina jukstaglomerulinės ląstelės, esančios palei aferentines (aferentines) inkstų korpuso arterioles. Renino sekreciją skatina slėgio kritimas glomerulų aferentinėse arteriolėse, kurį sukelia kraujospūdžio sumažėjimas ir Na + koncentracijos sumažėjimas. Renino sekreciją taip pat palengvina sumažėję impulsai iš prieširdžių ir arterijų baroreceptorių dėl kraujospūdžio sumažėjimo. Renino sekreciją slopina angiotenzinas II, aukštas kraujospūdis.

Kraujyje reninas veikia angiotenzinogeną.

Angiotenzinogenas- α 2 -globulinas, nuo 400 AK. Angiotenzinogeno susidarymas vyksta kepenyse, jį skatina gliukokortikoidai ir estrogenai. Reninas hidrolizuoja peptidinį ryšį angiotenzinogeno molekulėje, atskirdamas nuo jos N-galinį dekapeptidą. angiotenzinas I , kuris neturi biologinio aktyvumo.

Veikiant edotelio ląstelių, plaučių ir kraujo plazmos antiotenziną konvertuojančiam fermentui (AKF) (karboksidipeptidilpeptidazei), 2 AA pasišalina iš angiotenzino I C-galo ir angiotenzinas II (oktapeptidas).

Angiotenzinas II

Angiotenzinas II veikia per antinksčių žievės ir SMC glomerulinės zonos ląstelių inozitolio trifosfato sistemą. Angiotenzinas II stimuliuoja aldosterono sintezę ir sekreciją antinksčių žievės glomerulinės zonos ląstelėse. Didelė angiotenzino II koncentracija sukelia stiprų periferinių arterijų vazokonstrikciją ir padidina kraujospūdį. Be to, angiotenzinas II stimuliuoja troškulio centrą pagumburyje ir slopina renino sekreciją inkstuose.

Angiotenziną II hidrolizuoja aminopeptidazės į angiotenzinas III (angiotenzino II aktyvumo, bet 4 kartus mažesnės koncentracijos heptapeptidas), kurį vėliau angiotenzinazė (proteazė) hidrolizuoja į AA.

Aldosteronas

Vandens-druskos apykaitos reguliavimo schema

RAAS sistemos vaidmuo kuriant hipertenzija

Perteklinė RAAS hormonų gamyba sukelia cirkuliuojančio skysčio tūrio, osmosinio ir kraujospūdžio padidėjimą, todėl išsivysto hipertenzija.

Renino padidėjimas atsiranda, pavyzdžiui, sergant inkstų arterijų ateroskleroze, kuri pasireiškia vyresnio amžiaus žmonėms.

Aldosterono hipersekrecija - hiperaldosteronizmas , atsiranda dėl kelių priežasčių.

Pirminio hiperaldosteronizmo priežastis (Conno sindromas ) maždaug 80 % pacientų yra antinksčių adenoma, kitais atvejais – difuzinė glomerulinės zonos ląstelių, gaminančių aldosteroną, hipertrofija.

Pirminio hiperaldosteronizmo atveju aldosterono perteklius padidina Na + reabsorbciją inkstų kanalėliuose, o tai skatina ADH sekreciją ir vandens susilaikymą inkstuose. Be to, sustiprėja K +, Mg 2+ ir H + jonų išsiskyrimas.

Dėl to išsivysto: 1). hipernatremija, sukelianti hipertenziją, hipervolemiją ir edemą; 2). hipokalemija, sukelianti raumenų silpnumą; 3). magnio trūkumas ir 4). lengva metabolinė alkalozė.

Antrinis hiperaldosteronizmas pasitaiko daug dažniau nei pirminis. Jis gali būti susijęs su širdies nepakankamumu, lėtinės ligos inkstus, taip pat su reniną išskiriančiais navikais. Pacientai stebimi padidintas lygis reninas, angiotenzinas II ir aldosteronas. Klinikiniai simptomai mažiau ryškus nei sergant pirminiu aldosteronizmu.

KALcio, MAGNEZIO, FOSFORO MEDŽIAGA

Kalcio funkcijos organizme:

1. Daugelio hormonų tarpląstelinis tarpininkas (inozitolio trifosfato sistema);
2. Dalyvauja generuojant nervų ir raumenų veikimo potencialą;
3. Dalyvauja kraujo krešėjimo procese;
4. Sukelia raumenų susitraukimą, fagocitozę, hormonų, neuromediatorių ir kt. sekreciją;
5. Dalyvauja mitozėje, apoptozėje ir nekrobiozėje;
6. Didina ląstelės membranos pralaidumą kalio jonams, turi įtakos ląstelių natrio laidumui, jonų siurblių darbui;
7. Kai kurių fermentų kofermentas;

Magnio funkcijos organizme:

1. Tai daugelio fermentų (transketolazės (PFSH), gliukozės-6ph dehidrogenazės, 6-fosfogliukonato dehidrogenazės, gliukonolaktono hidrolazės, adenilato ciklazės ir kt.) kofermentas;
2. Neorganinis kaulų ir dantų komponentas.

Fosfato funkcijos organizme:

1. Neorganinis kaulų ir dantų komponentas (hidroksiapatitas);
2. Dalis lipidų (fosfolipidų, sfingolipidų);
3. Nukleotidų dalis (DNR, RNR, ATP, GTP, FMN, NAD, NADP ir kt.);
4. Suteikia energijos apykaitą, nes formuoja makroerginius ryšius (ATP, kreatino fosfatas);
5. Baltymų (fosfoproteinų) dalis;
6. Dalis angliavandenių (gliukozė-6ph, fruktozė-6ph ir kt.);
7. Reguliuoja fermentų aktyvumą (fermentų fosforilinimo/defosforilinimo reakcijos, dalis inozitolio trifosfato – inozitolio trifosfato sistemos komponento);
8. Dalyvauja medžiagų katabolizme (fosfolizės reakcija);
9. Reguliuoja CBS, nes sudaro fosfatinį buferį. Neutralizuoja ir pašalina protonus iš šlapimo.

Kalcio, magnio ir fosfatų pasiskirstymas organizme

Kalcio, magnio ir fosfatų mainai organizme

Su maistu per dieną reikia gauti kalcio – 0,7–0,8 g, magnio – 0,22–0,26 g, fosforo – 0,7–0,8 g. Kalcis prastai pasisavinamas 30-50%, fosforas gerai pasisavinamas 90%.

Be virškinimo trakto, jo rezorbcijos metu iš kaulinio audinio į kraujo plazmą patenka kalcis, magnis ir fosforas. Kalcio mainai tarp kraujo plazmos ir kaulinio audinio yra 0,25–0,5 g per parą, fosforo – 0,15–0,3 g per dieną.

Kalcis, magnis ir fosforas iš organizmo išsiskiria per inkstus su šlapimu, per virškinamąjį traktą su išmatomis ir per odą su prakaitu.

Mainų reguliavimas

Pagrindiniai kalcio, magnio ir fosforo apykaitos reguliatoriai yra prieskydinės liaukos hormonas, kalcitriolis ir kalcitoninas.

Parathormonas

Hiperparatiroidizmas

Hipoparatiroidizmas

Hipoparatiroidizmą sukelia prieskydinių liaukų nepakankamumas ir kartu su hipokalcemija. Hipokalcemija sukelia padidėjusį nervų ir raumenų laidumą, tonizuojančių traukulių priepuolius, kvėpavimo raumenų ir diafragmos traukulius bei laringospazmą.

Kalcitriolis

Kalcitoninas

Kalcitoninas yra polipeptidas, susidedantis iš 32 AA su viena disulfidine jungtimi, kurią išskiria skydliaukės parafolikulinės K ląstelės arba prieskydinių liaukų C ląstelės.

Kalcitonino sekreciją skatina didelės Ca 2+ ir gliukagono koncentracijos, o slopina mažos Ca 2+ koncentracijos.

Kalcitoninas:

1. slopina osteolizę (mažina osteoklastų aktyvumą) ir slopina Ca 2+ išsiskyrimą iš kaulo;

2. inkstų kanalėliuose slopina Ca 2+, Mg 2+ ir fosfatų reabsorbciją;

3. stabdo virškinimą virškinimo trakte,

Kalcio, magnio ir fosfatų kiekio pokyčiai sergant įvairiomis patologijomis

Mikroelementų vaidmuo: Mg2+, Mn2+, Co, Cu, Fe2+, Fe3+, Ni, Mo, Se, J. Ceruloplazmino svarba, Konovalovo-Vilsono liga.

Manganas - aminoacil-tRNR sintetazės kofaktorius.

Biologinis Na+, Cl-, K+, HCO3- – pagrindinių elektrolitų – vaidmuo, reikšmė CBS reguliavime. Metabolizmas ir biologinis vaidmuo. Anijonų skirtumas ir jo korekcija.

PASKAITA Nr.25

Tema: CBS

Biologinė pH reguliavimo reikšmė, pažeidimų pasekmės

Pagrindiniai NV reguliavimo principai

CBS reguliavimas grindžiamas 3 pagrindiniais principais:

1. pH pastovumas . CBS reguliavimo mechanizmai palaiko pastovų pH.

2. izosmoliariškumas . Reguliuojant CBS dalelių koncentracija tarpląsteliniame ir tarpląsteliniame skystyje nekinta.

3. elektrinis neutralumas . Reguliuojant CBS, teigiamas ir skaičius neigiamos dalelės tarpląsteliniame ir tarpląsteliniame skystyje nesikeičia.

ŠTAJŲ REGULIAVIMO MECHANIZMAI

Iš esmės yra 3 pagrindiniai CBS reguliavimo mechanizmai:

1. Fizikinis-cheminis mechanizmas , tai yra kraujo ir audinių buferinės sistemos;
2. Fiziologinis mechanizmas , tai organai: plaučiai, inkstai, kaulų, kepenys, oda, virškinimo traktas.
3. Metabolinis (ląstelių lygiu).

Yra esminių šių mechanizmų veikimo skirtumų:

Fizikiniai ir cheminiai CBS reguliavimo mechanizmai

Buferis yra sistema, susidedanti iš silpnos rūgšties ir jos druskos su stipria baze (konjuguota rūgšties ir bazės pora).

Buferinės sistemos veikimo principas yra toks, kad ji suriša H +, kai yra perteklius, ir atpalaiduoja H +, kai yra trūkumas: H + + A - ↔ AN. Taigi buferinė sistema yra linkusi atsispirti bet kokiems pH pokyčiams, o vienas iš buferinės sistemos komponentų yra sunaudojamas ir jį reikia atkurti.

Buferinės sistemos pasižymi rūgščių-šarmų poros komponentų santykiu, talpa, jautrumu, lokalizacija ir palaikoma pH verte.

Tiek kūno ląstelėse, tiek išorėje yra daug buferių. Pagrindinės organizmo buferinės sistemos yra bikarbonatas, fosfatinis baltymas ir jo atmaina, hemoglobino buferis. Apie 60 % rūgščių ekvivalentų suriša viduląstelinės buferinės sistemos, o apie 40 % – tarpląstelinės.

Bikarbonato (hidrokarbonato) buferis

Jį sudaro H 2 CO 3 ir NaHCO 3 santykiu 1/20 ir daugiausia yra tarpląsteliniame skystyje. Kraujo serume esant pCO 2 = 40 mm Hg, Na koncentracijai + 150 mmol/l, jis palaiko pH = 7,4. Bikarbonatinį buferį suteikia fermentas karboanhidrazė ir raudonųjų kraujo kūnelių bei inkstų 3 juostos baltymas.

Bikarbonatinis buferis yra vienas iš svarbiausių buferių organizme dėl savo savybių:

1. Nepaisant mažos talpos - 10%, bikarbonatinis buferis yra labai jautrus, jis suriša iki 40% viso „papildomo“ H +;
2. Bikarbonatinis buferis integruoja pagrindinių buferinių sistemų darbą ir fiziologinius CBS reguliavimo mechanizmus.

Šiuo atžvilgiu bikarbonatinis buferis yra CBS rodiklis, o jo komponentų nustatymas yra CBS pažeidimų diagnozavimo pagrindas.

Fosfatinis buferis

Jį sudaro rūgštiniai NaH 2 PO 4 ir baziniai Na 2 HPO 4 fosfatai, daugiausia lokalizuoti ląstelių skystyje (14 % fosfatų ląstelėje, 1 % tarpląsteliniame skystyje). Rūgščių ir bazinių fosfatų santykis kraujo plazmoje yra ¼, šlapime - 25/1.

Fosfatinis buferis užtikrina CBS reguliavimą ląstelės viduje, bikarbonatinio buferio regeneraciją tarpląsteliniame skystyje ir H + išsiskyrimą su šlapimu.

Baltymų buferis

Amino ir karboksilo grupių buvimas baltymuose suteikia jiems amfoterinių savybių – jos pasižymi rūgščių ir bazių savybėmis, sudarydamos buferinę sistemą.

Baltymų buferis susideda iš baltymo-H ir baltymo-Na, jis daugiausia lokalizuotas ląstelėse. Svarbiausias baltymų buferis kraujyje yra hemoglobino .

Hemoglobino buferis

Hemoglobino buferis randamas raudonuosiuose kraujo kūneliuose ir turi keletą savybių:

1. jis turi didžiausią talpą (iki 75%);
2. jo darbas yra tiesiogiai susijęs su dujų mainais;
3. jis susideda ne iš vienos, o iš 2 porų: HHb↔H + + Hb - ir HHbО 2 ↔H + + HbO 2 -;

HbO 2 yra gana stipri rūgštis, ji net stipresnė už anglies rūgštį. HbO 2 rūgštingumas, palyginti su Hb, yra 70 kartų didesnis, todėl oksihemoglobinas daugiausia yra kalio druskos (KHbO 2) pavidalu, o deoksihemoglobinas – nedisocijuotos rūgšties (HHb) pavidalu.

Hemoglobino ir bikarbonato buferio darbas

Fiziologiniai CBS reguliavimo mechanizmai

Plaučių vaidmuo reguliuojant CBS

Inkstų vaidmuo reguliuojant CBS

Kaulų vaidmuo reguliuojant CBS

Kepenų vaidmuo reguliuojant CBS

Kepenys reguliuoja CBS:

1. aminorūgščių, keto rūgščių ir laktato pavertimas neutralia gliukoze;

2. stiprios amoniako bazės pavertimas silpnai šarminiu karbamidu;

3. sintezuoja kraujo baltymus, kurie sudaro baltymų buferį;

4. sintetina glutaminą, kurį inkstai naudoja amoniogenezei.

Kepenų nepakankamumas veda į vystymąsi metabolinė acidozė.

Tuo pačiu metu kepenys sintezuoja ketoninius kūnus, kurie hipoksijos, badavimo ar diabeto sąlygomis prisideda prie acidozės.

Virškinimo trakto įtaka CBS

Virškinimo traktas turi įtakos CBS būklei, nes virškinimo proceso metu jis naudoja HCl ir HCO 3. Pirma, HCl išskiriama į skrandžio spindį, o HCO 3 kaupiasi kraujyje ir vystosi alkalozė. Tada HCO 3 – iš kraujo su kasos sultimis patenka į žarnyno spindį ir atstatomas CO2 balansas kraujyje. Kadangi maistas, patenkantis į kūną, ir išmatos, kurios išsiskiria iš organizmo, dažniausiai yra neutralios, bendras poveikis CBS yra lygus nuliui.

Esant acidozei į spindį išsiskiria daugiau HCl, kuris prisideda prie opų atsiradimo. Vėmimas gali kompensuoti acidozę, o viduriavimas – pasunkinti. Ilgalaikis vėmimas sukelia alkalozės vystymąsi, vaikams ji gali pasireikšti sunkios pasekmės, net mirtis.

Ląstelinis CBS reguliavimo mechanizmas

Be nagrinėjamų fizikinių, cheminių ir fiziologinių CBS reguliavimo mechanizmų, taip pat yra ląstelių mechanizmas CBS reguliavimas. Jo veikimo principas yra tas, kad pertekliniai H + kiekiai gali būti dedami į ląsteles mainais į K +.

NUOTŲ RODIKLIAI

KVĖPAVIMO PAŽEIDIMAI

Acidozė

aš. Dujos (kvėpavimas) . Būdingas CO 2 kaupimasis kraujyje ( pCO 2 =, AB, SB, BB=N,).

1). sunkumų išskiriant CO 2, esant pažeidimams išorinis kvėpavimas(hipoventiliacija per bronchų astma, pneumonija, kraujotakos sutrikimai su stagnacija plaučių kraujotakoje, plaučių edema, emfizema, plaučių atelektazė, kvėpavimo centro slopinimas, veikiamas daugelio toksinų ir vaistų, tokių kaip morfinas ir kt.) (pCO 2 =, pO 2 = ↓, AB, SB, BB=N,).

2). didelė CO 2 koncentracija aplinkoje (uždaros erdvės) (pCO 2 =, pO 2, AB, SB, BB=N,).

3). anestezijos-kvėpavimo įrangos gedimai.

Esant dujų acidozei, kaupiasi kraujyje. CO 2, H 2 CO 3 ir pH sumažėjimas. Acidozė skatina Na + reabsorbciją inkstuose ir po kurio laiko kraujyje padidėja AB, SB, BB ir kaip kompensacija išsivysto išskyrimo alkalozė.

Sergant acidoze, H 2 PO 4 - kaupiasi kraujo plazmoje, kuri negali būti reabsorbuojama inkstuose. Dėl to jis intensyviai išsiskiria, sukelia fosfaturija .

Norėdami kompensuoti acidozę, inkstai intensyviai išskiria chloridus su šlapimu, todėl hipochroremija .

H+ perteklius patenka į ląsteles, o mainais K+ palieka ląsteles, sukeldamas hiperkalemija .

K+ perteklius intensyviai šalinamas su šlapimu, o tai per 5-6 dienas sukelia hipokalemija .

II. Ne dujinis. Būdingas nelakiųjų rūgščių kaupimasis (pCO 2 =↓,N, AB, SB, BB=↓).

1). Metabolinis. Vystosi esant audinių metabolizmo sutrikimams, kuriuos lydi per didelis nelakiųjų rūgščių susidarymas ir kaupimasis arba bazių praradimas (pCO 2 =↓,N, AR = , AB, SB, BB=↓).

A). Ketoacidozė. At cukrinis diabetas, badas, hipoksija, karščiavimas ir kt.

b). Pieno rūgšties acidozė. Dėl hipoksijos, kepenų funkcijos sutrikimo, infekcijų ir kt.

V). Acidozė. Atsiranda dėl organinių ir neorganinių rūgščių kaupimosi ekstensyvaus metu uždegiminiai procesai, nudegimai, sužalojimai ir kt.

Sergant metaboline acidoze, kaupiasi nelakiosios rūgštys, mažėja pH. Sunaudojamos buferinės sistemos, neutralizuojančios rūgštys, dėl to sumažėja koncentracija kraujyje. AB, SB, BB ir kyla AR.

H + nelakiosios rūgštys, sąveikaudamos su HCO 3 - duoda H 2 CO 3, kuris skyla į H 2 O ir CO 2, o pačios nelakios rūgštys sudaro druskas su Na + bikarbonatais. Žemas pH ir didelis pCO 2 skatina kvėpavimą, todėl pCO 2 kraujyje normalizuojasi arba sumažėja, kai išsivysto dujų alkalozė.

H + perteklius kraujo plazmoje juda į ląstelę, o mainais K + palieka ląstelę, kraujo plazmoje atsiranda laikina būsena. hiperkalemija ir ląstelės - hipokalgistija . K+ intensyviai išsiskiria su šlapimu. Per 5-6 dienas K + kiekis plazmoje normalizuojasi ir tampa mažesnis nei normalus ( hipokalemija ).

Inkstuose suaktyvėja acidogenezės, amoniogenezės ir plazmos bikarbonato trūkumo papildymo procesai. Mainais už HCO 3 - Cl - aktyviai išsiskiria su šlapimu, vystosi hipochloremija .

Klinikinės apraiškos metabolinė acidozė:

- mikrocirkuliacijos sutrikimai . Veikiant katecholaminams sumažėja kraujotaka ir atsiranda sąstingis, keičiasi reologinės kraujo savybės, o tai prisideda prie acidozės gilėjimo.

- pažeidimas ir padidėjęs kraujagyslių sienelės pralaidumas esant hipoksijai ir acidozei. Sergant acidoze, padidėja kininų kiekis plazmoje ir tarpląsteliniame skystyje. Kininai sukelia vazodilataciją ir žymiai padidina pralaidumą. Hipotenzija vystosi. Apibūdinti mikrovaskuliarinių kraujagyslių pokyčiai prisideda prie trombų susidarymo ir kraujavimo proceso.

Kai kraujo pH yra mažesnis nei 7,2, sumažėjęs širdies tūris .

- Kussmaulo kvėpavimas (kompensacinė reakcija, skirta CO 2 pertekliui išleisti).

2. Išskyrimo. Jis vystosi, kai sutrinka acidogenezės ir amoniagenezės procesai inkstuose arba kai išmatose per daug netenkama bazinių valentingumo.

A). Rūgščių susilaikymas esant inkstų nepakankamumas(lėtinis difuzinis glomerulonefritas, nefrosklerozė, difuzinis nefritas, uremija). Šlapimas yra neutralus arba šarminis.

b). Šarminių medžiagų netekimas: inkstų (inkstų kanalėlių acidozė, hipoksija, intoksikacija sulfonamidais), gastroenteralinis (viduriavimas, padidėjęs seilėtekis).

3. Egzogeninis.

Rūgščių maisto produktų, vaistų (amonio chlorido; didelio kiekio kraujo pakaitalų tirpalų ir skysčių perpylimas parenteriniam maitinimui, kurių pH normalus<7,0) и при отравлениях (салицилаты, этанол, метанол, этиленгликоль, толуол и др.).

4. Kombinuotas.

Pavyzdžiui, ketoacidozė + laktatacidozė, metabolinė + šalinimo ir kt.

III. Mišrus (dujos + nedujos).

Atsiranda asfiksija, širdies ir kraujagyslių nepakankamumas ir kt.

Alkalozė

Nedujinė alkalozė

Literatūra

1. Serumo arba plazmos bikarbonatai /R. Murray, D. Grenner, P. Mayes, V. Rodwell // Žmogaus biochemija: 2 tomai. T.2. Per. iš anglų kalbos: - M.: Mir, 1993. - 370-371 p.

2. Kraujo buferinės sistemos ir rūgščių-šarmų balansas / T.T. Berezovas, B.F. Korovkinas // Biologinė chemija: vadovėlis / Red. RAMS S.S. Debova. - 2 leidimas. perdirbtas ir papildomas - M.: Medicina, 1990. - 452-457 p.

Ką darysime su gauta medžiaga:

Jei ši medžiaga jums buvo naudinga, galite ją išsaugoti savo puslapyje socialiniuose tinkluose: