Kurs predavanja iz opšte biohemije. Metabolizam vode i soli Biohemija metabolizma vode i elektrolita i fosfata i kalcijuma

U funkcionalnom smislu, uobičajeno je razlikovati slobodnu i vezanu vodu. Transportna funkcija koju voda obavlja kao univerzalni rastvarač Određuje disocijaciju soli kao dielektrika. Učešće u raznim hemijskim reakcijama: hidratacija hidroliza redoks reakcije na primer β - oksidacija masnih kiselina. Kretanje vode u organizmu odvija se uz učešće niza faktora, među kojima su: osmotski pritisak koji stvaraju različite koncentracije soli, voda se kreće ka višem...

Podijelite svoj rad na društvenim mrežama

Ako vam ovaj rad ne odgovara, na dnu stranice nalazi se lista sličnih radova. Možete koristiti i dugme za pretragu

STRANA 1

Esej

METABOLIZAM VODE/SOLI

Razmjena vode

Ukupan sadržaj vode u organizmu odraslog čovjeka iznosi 60 65% (oko 40 l). Mozak i bubrezi su najviše hidrirani. Masno i koštano tkivo, naprotiv, sadrži malu količinu vode.

Voda u tijelu je raspoređena u različitim dijelovima (odjeljcima, bazenima): u ćelijama, u međućelijskom prostoru, unutar krvnih sudova.

Karakteristika hemijskog sastava intracelularne tečnosti je visok sadržaj kalijuma i proteina. Ekstracelularna tečnost sadrži veće koncentracije natrijuma. pH vrijednosti ekstracelularne i intracelularne tekućine se ne razlikuju. U funkcionalnom smislu, uobičajeno je razlikovati slobodnu i vezanu vodu. Vezana voda je onaj njen dio koji je dio hidratacijskih ljuski biopolimera. Količina vezane vode karakterizira intenzitet metaboličkih procesa.

Biološka uloga vode u organizmu.

• Transportna funkcija koju voda obavlja kao univerzalni rastvarač
• Određuje disocijaciju soli, budući da je dielektrik
• Učestvovanje u raznim hemijskim reakcijama: hidratacija, hidroliza, redoks reakcije (na primer, β - oksidacija masnih kiselina).

Razmjena vode.

Ukupna zapremina izmenjene tečnosti za odraslu osobu je 2-2,5 litara dnevno. Odrasla osoba se odlikuje ravnotežom vode, tj. unos tečnosti jednak je njenom uklanjanju.

Voda ulazi u organizam u obliku tečnih napitaka (oko 50% konzumirane tečnosti) i kao deo čvrste hrane. 500 ml je endogena voda nastala kao rezultat oksidativnih procesa u tkivima,

Voda se uklanja iz organizma putem bubrega (diureza 1,5 l), isparavanjem sa površine kože, pluća (oko 1 l), kroz crijeva (oko 100 ml).

Faktori kretanja vode u tijelu.

Voda u tijelu se stalno preraspoređuje između različitih odjeljaka. Kretanje vode u tijelu odvija se uz sudjelovanje brojnih faktora, koji uključuju:

• osmotski pritisak stvoren različitim koncentracijama soli (voda se kreće prema višoj koncentraciji soli),
• onkotski pritisak nastao razlikom u koncentraciji proteina (voda se kreće prema višoj koncentraciji proteina)
• hidrostatički pritisak nastao radom srca

Razmjena vode je usko povezana sa razmjenom Na i K.

Metabolizam natrijuma i kalijuma

Generale sadržaj natrijumau telu je 100 g. U ovom slučaju, 50% dolazi iz ekstracelularnog natrijuma, 45% iz natrijuma sadržanog u kostima, 5% iz intracelularnog natrijuma. Sadržaj natrijuma u krvnoj plazmi je 130-150 mmol/l, u krvnim ćelijama - 4-10 mmol/l. Potreba za natrijem za odraslu osobu je oko 4-6 g/dan.

Generale sadržaj kalijumau organizmu odrasle osobe je 160 d. 90% ove količine sadržano je intracelularno, 10% je raspoređeno u ekstracelularnom prostoru. Krvna plazma sadrži 4 - 5 mmol/l, unutar ćelija - 110 mmol/l. Dnevna potreba za kalijumom za odraslu osobu je 2-4 g.

Biološka uloga natrijuma i kalijuma:

• odrediti osmotski pritisak
• odrediti distribuciju vode
• stvaraju krvni pritisak
• učestvovati (Na ) u apsorpciji aminokiselina, monosaharida
• kalij je neophodan za biosintetske procese.

Apsorpcija natrijuma i kalija se dešava u želucu i crijevima. Natrijum se može blago deponovati u jetri. Natrijum i kalijum se iz organizma izlučuju uglavnom preko bubrega, au manjoj meri kroz znojne žlezde i creva.

Učestvuje u redistribuciji natrijuma i kalijuma između ćelija i ekstracelularne tečnostinatrijum-kalijum ATPaza -membranski enzim koji, koristeći energiju ATP-a, pomiče ione natrijuma i kalija protiv gradijenta koncentracije. Stvorena razlika u koncentraciji natrijuma i kalija osigurava proces ekscitacije tkiva.

Regulacija metabolizma vode i soli.

Regulacija razmjene vode i soli vrši se uz učešće centralnog nervnog sistema, autonomnog nervnog sistema i endokrinog sistema.

U centralnom nervnom sistemu, kada se količina tečnosti u organizmu smanji, formira se osećaj žeđi. Ekscitacija centra za piće koji se nalazi u hipotalamusu dovodi do potrošnje vode i obnavljanja njene količine u organizmu.

Autonomni nervni sistem je uključen u regulaciju metabolizma vode regulacijom procesa znojenja.

Hormoni uključeni u regulaciju metabolizma vode i soli uključuju antidiuretski hormon, mineralokortikoide i natriuretski hormon.

Antidiuretski hormonsintetiziran u hipotalamusu, kreće se u stražnji režanj hipofize, odakle se oslobađa u krv. Ovaj hormon zadržava vodu u tijelu pojačavajući reverznu reapsorpciju vode u bubrezima, zbog aktivacije sinteze proteina akvaporina u njima.

Aldosteron potiče zadržavanje natrijuma u tijelu i gubitak jona kalija kroz bubrege. Vjeruje se da ovaj hormon potiče sintezu proteina natrijumovih kanala koji određuju obrnutu reapsorpciju natrijuma. Također aktivira Krebsov ciklus i sintezu ATP-a, neophodnog za procese reapsorpcije natrijuma. Aldosteron aktivira sintezu proteina - transportera kalijuma, što je praćeno pojačanim izlučivanjem kalijuma iz organizma.

Funkcija i antidiuretičkog hormona i aldosterona usko je povezana sa sistemom renin-angiotenzin u krvi.

Renin-angiotenzin sistem krvi.

Kada se protok krvi kroz bubrege smanji zbog dehidracije, bubrezi proizvode proteolitički enzim renin, ko prevodiangiotenzinogen(α2-globulin) u angiotenzin I - peptid koji se sastoji od 10 aminokiselina. Angiotenzin Ja sam pod uticajem enzim koji konvertuje angiotezin(ACE) se podvrgava daljoj proteolizi i postaje angiotenzin II , uključujući 8 aminokiselina, angiotenzin II sužava krvne sudove, stimuliše proizvodnju antidiuretskog hormona i aldosterona koji povećavaju volumen tečnosti u organizmu.

Natriuretski peptidnastaje u atrijuma kao odgovor na povećanje volumena vode u tijelu i na istezanje pretkomora. Sastoji se od 28 aminokiselina i ciklični je peptid sa disulfidnim mostovima. Natriuretski peptid pomaže u uklanjanju natrijuma i vode iz tijela.

Kršenje metabolizma vode i soli.

Poremećaji metabolizma vode i soli uključuju dehidraciju, prekomjernu hidrataciju, odstupanja u koncentraciji natrijuma i kalija u krvnoj plazmi.

Dehidracija (dehidracija) je praćena teškom disfunkcijom centralnog nervnog sistema. Uzroci dehidracije mogu uključivati:

• glad za vodom,
• disfunkcija crijeva (proljev),
• povećan gubitak kroz pluća (kratak dah, hipertermija),
• pojačano znojenje,
• dijabetes melitus i dijabetes insipidus.

Prekomjerna hidratacijapovećanje količine vode u tijelu može se primijetiti kod brojnih patoloških stanja:

• povećan unos tečnosti u organizam,
• zatajenje bubrega,
• poremećaji cirkulacije,
• bolesti jetre

Lokalne manifestacije nakupljanja tečnosti u organizmu su otok.

"Gladni" edem se opaža zbog hipoproteinemije tokom gladovanja proteina i bolesti jetre. “Srčani” edem nastaje kada je hidrostatički pritisak poremećen zbog srčanih bolesti. "Bubrežni" edem nastaje kada se osmotski i onkotski pritisak krvne plazme promijeni u bolesti bubrega

Hiponatremija, hipokalemijamanifestuje se poremećajima ekscitabilnosti, oštećenjem nervnog sistema i poremećajima srčanog ritma. Ova stanja se mogu javiti u različitim patološkim stanjima:

• bubrežna disfunkcija
• ponovljeno povraćanje
• dijareja
• poremećena proizvodnja aldosterona, natriuretskog hormona.

Uloga bubrega u metabolizmu vode i soli.

Filtracija, reapsorpcija i lučenje natrijuma i kalijuma se dešavaju u bubrezima. Bubrezi su regulisani aldosteronom, antidiuretičkim hormonom. Bubrezi proizvode renin koji pokreće enzim renin angiotenzinskog sistema. Bubrezi oslobađaju protone i na taj način regulišu pH.

Osobine metabolizma vode kod djece.

Kod djece je povećan ukupan sadržaj vode, koji u novorođenčadi dostiže 75%. U djetinjstvu se uočava drugačija raspodjela vode u tijelu: količina intracelularne vode je smanjena na 30%, što je zbog smanjenog sadržaja intracelularnih proteina. Istovremeno se povećava sadržaj ekstracelularne vode na 45%, što je povezano s većim sadržajem hidrofilnih glikozaminoglikana u međućelijskoj tvari vezivnog tkiva.

Metabolizam vode u djetetovom tijelu teče intenzivnije. Potreba za vodom kod djece je 2-3 puta veća nego kod odraslih. Djeca obično luče veliku količinu vode u svojim probavnim sokovima, koja se brzo reapsorbuje. Mala djeca imaju drugačiji omjer gubitka vode iz tijela: veći dio vode izlučuje se kroz pluća i kožu. Djecu karakterizira zadržavanje vode u tijelu (pozitivna ravnoteža vode)

U djetinjstvu postoji nestabilna regulacija metabolizma vode, ne formira se osjećaj žeđi, zbog čega postoji sklonost dehidraciji.

Tokom prvih godina života, izlučivanje kalija dominira nad izlučivanjem natrijuma.

Metabolizam kalcijuma i fosfora

Opšti sadržaj kalcijum čini 2% tjelesne težine (oko 1,5 kg). 99% je koncentrisano u kostima, 1% je ekstracelularni kalcij. Sadržaj kalcija u krvnoj plazmi je jednak 2,3-2,8 mmol/l, 50% ove količine je jonizovani kalcij, a 50% kalcijum vezan za proteine.

Funkcije kalcijuma:

• plastični materijal
• učestvuje u kontrakciji mišića
• učestvuje u zgrušavanju krvi
• regulator aktivnosti mnogih enzima (ima ulogu drugog glasnika)

Dnevna potreba za kalcijumom za odraslu osobu je 1,5 g. Apsorpcija kalcijuma u gastrointestinalnom traktu je ograničena. Približno 50% kalcijuma iz prehrane apsorbira se uz učešćeprotein koji vezuje kalcijum. Kao ekstracelularni kation, kalcijum ulazi u ćelije kroz kalcijumske kanale i deponuje se u ćelijama u sarkoplazmatskom retikulumu i mitohondrijama.

Opšti sadržaj fosfor u tijelu čini 1% tjelesne težine (oko 700 g). 90% fosfora se nalazi u kostima, 10% je intracelularni fosfor. Sadržaj fosfora u krvnoj plazmi je 1 -2 mmol/l

Funkcije fosfora:

• plastična funkcija
• dio makroerga (ATP)
• komponenta nukleinskih kiselina, lipoproteina, nukleotida, soli
• dio fosfatnog pufera
• regulator aktivnosti mnogih enzima (fosforilacija defosforilacija enzima)

Dnevna potreba za fosforom za odraslu osobu je oko 1,5 g. U gastrointestinalnom traktu, fosfor se apsorbuje uz učešćealkalne fosfataze.

Kalcijum i fosfor se izlučuju iz organizma uglavnom preko bubrega, a mala količina se gubi kroz creva.

Regulacija metabolizma kalcijuma i fosfora.

Paratiroidni hormon, kalcitonin i vitamin D su uključeni u regulaciju metabolizma kalcijuma i fosfora.

Paratiroidni hormon povećava nivo kalcijuma u krvi i istovremeno smanjuje nivo fosfora. Povećani nivoi kalcija povezani su sa aktivacijomfosfataze, kolagenazeosteoklasti, zbog kojih se, tokom obnove koštanog tkiva, kalcij "ispire" u krv. Osim toga, paratiroidni hormon aktivira apsorpciju kalcija u gastrointestinalnom traktu uz sudjelovanje proteina koji vezuje kalcij i smanjuje izlučivanje kalcija kroz bubrege. Fosfati se pod uticajem paratiroidnog hormona, naprotiv, intenzivno izlučuju preko bubrega.

kalcitonin smanjuje nivo kalcijuma i fosfora u krvi. Kalcitonin smanjuje aktivnost osteoklasta i time smanjuje oslobađanje kalcijuma iz koštanog tkiva.

vitamin D, holekalciferol, antirahitični vitamin.

vitamin D odnosi se na vitamine rastvorljive u mastima. Dnevne potrebe za vitaminom su 25 mcg. vitamin D pod uticajem UV zraka sintetiše se u koži iz svog prekursora 7-dehidrokolesterola, koji u kombinaciji sa proteinima ulazi u jetru. U jetri, uz učešće mikrosomalnog sistema oksigenaze, na poziciji 25 dolazi do oksidacije sa stvaranjem 25-hidroksiholekalciferola. Ovaj prekursor vitamina, uz učešće specifičnog transportnog proteina, transportuje se do bubrega, gde prolazi drugu reakciju hidroksilacije na prvoj poziciji sa formiranjem aktivni oblik vitamina D 3 - 1,25-dihidroholekalciferol (ili kalcitriol). . Reakciju hidroksilacije u bubrezima aktivira paratiroidni hormon kada se nivo kalcija u krvi smanji. Uz dovoljan sadržaj kalcija u tijelu, u bubrezima se formira neaktivni metabolit 24,25 (OH). Vitamin C učestvuje u reakcijama hidroksilacije.

1,25 (OH) 2 D 3 djeluje slično kao steroidni hormoni. Prodirući u ciljne ćelije, stupa u interakciju s receptorima koji migriraju u ćelijsko jezgro. U enterocitima, ovaj kompleks hormonskih receptora stimuliše transkripciju mRNA, koja je odgovorna za sintezu proteina transportera kalcijuma. Povećava se apsorpcija kalcija u crijevima uz učešće proteina koji vezuje kalcij i Ca 2+ - ATPaze. Vitamin u koštanom tkivu D 3 stimuliše proces demineralizacije. U bubrezima, aktivacija vitaminom D 3 kalcijum ATPaza je praćena povećanjem reapsorpcije kalcijevih i fosfatnih jona. Kalcitriol je uključen u regulaciju rasta i diferencijacije ćelija koštane srži. Ima antioksidativno i antitumorsko djelovanje.

Hipovitaminoza dovodi do rahitisa.

Hipervitaminoza dovodi do teške demineralizacije kostiju i kalcifikacije mekih tkiva.

Poremećaj metabolizma kalcijum-fosfora

Rahitis manifestuje se poremećenom mineralizacijom koštanog tkiva. Bolest može biti posljedica hipovitaminoze D 3. , nedostatak sunčeve svjetlosti, nedovoljna osjetljivost organizma na vitamin. Biohemijski simptomi rahitisa su sniženi nivoi kalcijuma i fosfora u krvi i smanjena aktivnost alkalne fosfataze. Kod djece se rahitis manifestira kršenjem osteogeneze, deformacijama kostiju, hipotonijom mišića i povećanom neuromuskularnom ekscitabilnosti. Kod odraslih hipovitaminoza dovodi do karijesa i osteomalacije, kod starijih - do osteoporoze.

Novorođenčad se može razvitiprolazna hipokalcemija, pošto prestaje dotok kalcija iz majčinog tijela i uočava se hipoparatireoza.

Hipokalcemija, hipofosfatemijamože se javiti u slučajevima poremećene proizvodnje paratiroidnog hormona, kalcitonina, disfunkcije gastrointestinalnog trakta (povraćanje, dijareja), bubrega, opstruktivne žutice i tokom perioda zarastanja preloma.

Metabolizam gvožđa.

Opšti sadržajžlezda u organizmu odrasle osobe iznosi 5 g. Gvožđe se distribuira uglavnom intracelularno, gde preovlađuje hem gvožđe: hemoglobin, mioglobin, citohromi. Ekstracelularno željezo je predstavljeno proteinom transferinom. Sadržaj gvožđa u krvnoj plazmi je 16-19 µmol/l, u eritrocitima - 19 mmol/l. O Metabolizam gvožđa kod odraslih je 20-25 mg/dan . Najveći dio ove količine (90%) čini endogeno gvožđe koje se oslobađa prilikom razgradnje crvenih krvnih zrnaca, 10% je egzogeno gvožđe koje se isporučuje kao deo prehrambenih proizvoda.

Biološke funkcije gvožđa:

• bitna komponenta redoks procesa u tijelu
• transport kiseonika (kao deo hemoglobina)
• skladištenje kisika (kao dijela mioglobina)
• antioksidativna funkcija (sastavljena od katalaze i peroksidaza)
• stimuliše imunološke reakcije u organizmu

Apsorpcija gvožđa se dešava u crevima i ograničen je proces. Veruje se da se 1/10 gvožđa iz hrane apsorbuje. Prehrambeni proizvodi sadrže oksidirano 3-valentno željezo koje se u kiseloj sredini želuca pretvara u F e 2+ . Apsorpcija gvožđa se odvija u nekoliko faza: ulazak u enterocite uz učešće mukoznog mucina, intracelularni transport enzimima enterocita i transfer gvožđa u krvnu plazmu. Proteini su uključeni u apsorpciju gvožđa apoferitin, koji veže gvožđe i ostaje u crevnoj sluznici stvarajući depo gvožđa. Ova faza metabolizma željeza je regulatorna: sinteza apoferitina se smanjuje s nedostatkom željeza u tijelu.

Apsorbovano gvožđe se transportuje kao deo proteina transferina, gde se oksidiraceruloplazmin do F e 3+ , zbog čega se povećava rastvorljivost gvožđa. Transferin stupa u interakciju s tkivnim receptorima, čiji je broj vrlo varijabilan. Ova faza razmene je takođe regulatorna.

Gvožđe se može skladištiti u obliku feritina i hemosiderina. Ferritin jetreni vodotopivi proteini koji sadrže do 20% F e 2+ u obliku fosfata ili hidroksida. Hemosiderin nerastvorljivi protein, sadrži do 30% F e 3+ , uključuje polisaharide, nukleotide, lipide..

Uklanjanje gvožđa iz organizma se dešava kao deo pilinga epitela kože i creva. Mala količina gvožđa se gubi kroz bubrege putem žuči i pljuvačke.

Najčešća patologija metabolizma gvožđa jeAnemija zbog nedostatka gvožđa.Međutim, moguće je i prezasićenje organizma gvožđem uz nakupljanje hemosiderina i razvoj hemohromatoza.

BIOHEMIJA TKIVA

Biohemija vezivnog tkiva.

Različite vrste vezivnog tkiva građene su po jednom principu: vlakna (kolagen, elastin, retikulin) i različite ćelije (makrofagi, fibroblasti i druge ćelije) raspoređene su u velikoj masi međustanične materije (proteoglikani i retikularni glikoproteini).

Vezivno tkivo obavlja različite funkcije:

• potporna funkcija (skeletna struktura),
• barijerna funkcija,
• metabolička funkcija (sinteza hemijskih komponenti tkiva u fibroblastima),
• funkcija skladištenja (akumulacija melanina u melanocitima),
• reparativna funkcija (učestvovanje u zacjeljivanju rana),
• učešće u metabolizmu vode i soli (proteoglikani vezuju ekstracelularnu vodu)

Sastav i metabolizam glavne međustanične supstance.

Proteoglikani (vidi hemiju ugljikohidrata) i glikoproteini (ibid.).

Sinteza glikoproteina i proteoglikana.

Ugljikohidratnu komponentu proteoglikana predstavljaju glikozaminoglikani (GAG), koji uključuju acetilaminošećere i uronske kiseline. Početni materijal za njihovu sintezu je glukoza

1. glukoza-6-fosfat → fruktoza-6-fosfat glutamin → glukozamin.
2. glukoza → UDP-glukoza →UDP - glukuronska kiselina
3. glukozamin + UDP-glukuronska kiselina + FAPS → GAG
4. GAG + protein → proteoglikan

Dezintegracija proteoglikana, glikoproteina oizvode različiti enzimi: hijaluronidaza, iduronidaza, heksaminidaza, sulfataza.

Metabolizam proteina vezivnog tkiva.

Promet kolagena

Glavni protein vezivnog tkiva je kolagen (pogledajte strukturu u odeljku „Hemija proteina“). Kolagen je polimorfni protein sa različitim kombinacijama polipeptidnih lanaca u svom sastavu. U ljudskom tijelu preovlađuju oblici kolagena tipova 1,2,3 koji formiraju fibrile.

Sinteza kolagena.

Sinteza kolagena odvija se u fibroblastima i u ekstracelularnom prostoru i uključuje nekoliko faza. U prvim fazama se sintetiše prokolagen (predstavljen sa 3 polipeptidna lanca koji sadrže dodatne N i C terminalni fragmenti). Zatim se posttranslacijska modifikacija prokolagena događa na dva načina: oksidacijom (hidroksilacijom) i glikozilacijom.

1. Aminokiseline lizin i prolin podležu oksidaciji uz učešće enzimalizin oksigenaza, prolin oksigenaza, joni gvožđa i vitamin C.Nastali hidroksilizin i hidroksiprolin su uključeni u formiranje poprečnih veza u kolagenu
2. dodavanje ugljikohidratne komponente vrši se uz sudjelovanje enzimaglikoziltransferaze.

Modifikovani prokolagen ulazi u međućelijski prostor, gde prolazi kroz delimičnu proteolizu odvajanjem terminala. N i C fragmenti. Kao rezultat, prokolagen prelazi u tropokolagen - strukturni blok kolagenih vlakana.

Raspad kolagena.

Kolagen je protein koji se sporo okreće. Razgradnju kolagena vrši enzim kolagenaza. To je enzim koji sadrži cink koji se sintetizira kao prokolagenaza. Prokolagenaza je aktiviranatripsin, plazmin, kalikreinparcijalnom proteolizom. Kolagenaza razgrađuje kolagen u sredini molekule na velike fragmente, koje dalje razgrađuju enzimi koji sadrže cinkželatinaze.

Vitamin “C”, askorbinska kiselina, vitamin protiv skorbuta

Vitamin C igra veoma važnu ulogu u metabolizmu kolagena. Po hemijskoj prirodi, to je kiseli lakton, po strukturi sličan glukozi. Dnevna potreba za askorbinskom kiselinom za odraslu osobu je 50 100 mg. Vitamin C je uobičajen u voću i povrću. Uloga vitamina C je sljedeća:

• učestvuje u sintezi kolagena,
• učestvuje u metabolizmu tirozina,
• učestvuje u tranziciji folne kiseline u THFA,
• je antioksidans

Nedostatak vitamina "C" se manifestuje skorbut (gingivitis, anemija, krvarenje).

Zamjena elastina.

Metabolizam elastina nije dovoljno proučavan. Vjeruje se da se sinteza elastina u obliku proelastina događa samo u embrionalnom periodu. Razgradnju elastina vrše enzimi neutrofili elastaza , koji se sintetizira kao neaktivna proelastaza.

Osobine sastava i metabolizma vezivnog tkiva u djetinjstvu.

• Veći sadržaj proteoglikana,
• Drugačiji omjer GAG-a: više hijaluronske kiseline, manje hondrotin sulfata i keratan sulfata.
• Prevladava kolagen tipa 3, koji je manje stabilan i brže se razmjenjuje.
• Intenzivnija izmjena komponenti vezivnog tkiva.

Metabolički poremećaji vezivnog tkiva.

Mogući kongenitalni poremećaji metabolizma glikozaminoglikana i proteoglikanamukopolisaharidoze.Drugu grupu bolesti vezivnog tkiva čine kolagenoze, posebno reumatizam. Kod kolagenoze se uočava destrukcija kolagena, čiji je jedan od simptomahidroksiprolinurija

Biohemija prugasto-prugastog mišićnog tkiva

Hemijski sastav mišića: 80-82% je voda, 20% suvi ostatak. 18% suvog ostatka čine proteini, ostatak predstavljaju azotne neproteinske supstance, lipidi, ugljeni hidrati i minerali.

Proteini mišića.

Mišićni proteini se dijele u 3 tipa:

1. sarkoplazmatski proteini (topivi u vodi) čine 30% svih mišićnih proteina
2. miofibrilarni proteini (topivi u soli) čine 50% svih mišićnih proteina
3. stromalni (u vodi netopivi) proteini čine 20% svih mišićnih proteina

Miofibrilarni proteinipredstavljen miozinom, aktinom, (glavni proteini) tropomiozinom i troponinom (manji proteini).

miozin - protein debelih filamenata miofibrila, ima molekulsku težinu od oko 500.000 d, sastoji se od dva teška i 4 laka lanca. Miozin pripada grupi globularnih fibrilarnih proteina. Izmjenjuje globularne “glave” lakih lanaca i fibrilarne “repove” teških lanaca. “Glava” miozina ima enzimsku aktivnost ATPaze. Miozin čini 50% miofibrilarnih proteina.

Actin predstavljena u dva oblika globularni (G-oblik), fibrilarni (F-oblik). G - oblik ima molekulsku težinu od 43.000. F -oblik aktina izgleda kao uvijena sferna filamenta G -forme Ovaj protein čini 20-30% miofibrilarnih proteina.

Tropomyosin - manji protein molekulske težine 65 000. Ovalnog je oblika šipke, uklapa se u udubljenja aktivnog filamenta i služi kao „izolator“ između aktivnog i miozinskog filamenta.

Troponin Protein ovisan o Ca koji mijenja svoju strukturu u interakciji s jonima kalcija.

Sarkoplazmatski proteinipredstavljen mioglobinom, enzimima, komponentama respiratornog lanca.

Stromalni proteini - kolagen, elastin.

Azotni ekstrakti mišića.

Dušične neproteinske supstance uključuju nukleotide (ATP), aminokiseline (posebno glutamat), mišićne dipeptide (karnozin i anserin). Ovi dipeptidi utiču na funkcionisanje pumpi natrijuma i kalcijuma, aktiviraju funkciju mišića, regulišu apoptozu i antioksidansi su. Dušične supstance uključuju kreatin, fosfokreatin i kreatinin. Kreatin se sintetiše u jetri i transportuje do mišića.

Organske supstance bez azota

Mišići sadrže sve klase lipida. Ugljikohidrati predstavljaju glukoza, glikogen i produkti metabolizma ugljikohidrata (laktat, piruvat).

Minerali

Mišići sadrže razne minerale. Najveće koncentracije kalcijuma, natrijuma, kalijuma i fosfora.

Hemija kontrakcije i opuštanja mišića.

Kada su poprečno-prugasti mišići pobuđeni, ioni kalcija se oslobađaju iz sarkoplazmatskog retikuluma u citoplazmu, gdje je koncentracija Ca 2+ povećava na 10-3 prosjačenje. Kalcijevi joni stupaju u interakciju s regulatornim proteinom troponinom, mijenjajući njegovu konformaciju. Kao rezultat toga, regulatorni protein tropomiozin se pomiče duž aktinskog vlakna i mjesta interakcije između aktina i miozina se oslobađaju. Aktivira se ATPazna aktivnost miozina. Zbog energije ATP-a, ugao nagiba miozinske „glave“ u odnosu na „rep“ se menja, a kao rezultat toga, aktinski filamenti klize u odnosu na miozinske filamente, uočenomišićna kontrakcija.

Kada prestane dolazak impulsa, joni kalcija se „pumpaju“ u sarkoplazmatski retikulum uz učešće Ca-ATPaze zahvaljujući energiji ATP-a. Koncentracija Ca 2+ u citoplazmi se smanjuje na 10-7 molitva, što dovodi do oslobađanja troponina iz jona kalcijuma. Ovo je pak praćeno izolacijom kontraktilnih proteina aktina i miozina proteinom tropomiozinom, što se događa opuštanje mišića.

Za kontrakciju mišića uzastopno se koriste:izvori energije:

1. ograničena količina endogenog ATP-a
2. Minor Creatine Phosphate Foundation
3. Formiranje ATP-a zbog 2 ADP molekula uz učešće enzima miokinaze

(2 ADP → AMP + ATP)

1. anaerobna oksidacija glukoze
2. aerobni procesi oksidacije glukoze, masnih kiselina, acetonskih tijela

U detinjstvuu mišićima je povećan sadržaj vode, manji je udio miofibrilarnih proteina, a viši nivo stromalnih proteina.

Poremećaji hemijskog sastava i funkcije prugasto-prugastih mišića uključuju miopatije, kod kojih dolazi do kršenja energetskog metabolizma u mišićima i smanjenja sadržaja miofibrilarnih kontraktilnih proteina.

Biohemija nervnog tkiva.

Siva tvar mozga (neuronska tijela) i bijela tvar (aksoni) razlikuju se po sadržaju vode i lipida. Hemijski sastav sive i bijele tvari:

Proteini mozga

Proteini mozgavariraju u rastvorljivosti. Istakniterastvorljiv u vodi(topivi u soli) proteini nervnog tkiva, koji uključuju neuroalbumine, neuroglobuline, histone, nukleoproteine, fosfoproteine ​​inerastvorljiv u vodi(topivi u soli), koji uključuju neurokolagen, neuroelastin, neurostromin.

Azotne neproteinske supstance

Neproteinske supstance mozga koje ne sadrže dušik su predstavljene aminokiselinama, purinima, mokraćnom kiselinom, karnozin dipeptidom, neuropeptidima i neurotransmiterima. Među aminokiselinama, glutamat i aspatrat, koji spadaju među ekscitatorne aminokiseline mozga, nalaze se u višim koncentracijama.

Neuropeptidi (neuroenkefalini, neuroendorfini) to su peptidi koji imaju analgetički efekat sličan morfiju. Oni su imunomodulatori i obavljaju funkciju neurotransmitera. Neurotransmiteri norepinefrin i acetilholin su biogeni amini.

Lipidi mozga

Lipidi čine 5% vlažne težine sive tvari i 17% vlažne težine bijele tvari, odnosno 30-70% suhe težine mozga. Lipidi nervnog tkiva su predstavljeni:

• slobodne masne kiseline (arahidonske, cerebronske, nervne)
• fosfolipidi (acetalni fosfatidi, sfingomijelini, holin fosfatidi, holesterol)
• sfingolipidi (gangliozidi, cerebrozidi)

Raspodjela masti u sivoj i bijeloj tvari je neujednačena. Siva tvar ima niži sadržaj holesterola i visok sadržaj cerebrozida. Bijela tvar sadrži veći udio kolesterola i gangliozida.

Ugljikohidrati mozga

Ugljikohidrati se nalaze u vrlo niskim koncentracijama u moždanom tkivu, što je posljedica aktivne upotrebe glukoze u nervnom tkivu. Ugljikohidrati su predstavljeni glukozom u koncentraciji od 0,05%, metaboliti metabolizma ugljikohidrata.

Minerali

Natrijum, kalcijum, magnezijum su prilično ravnomerno raspoređeni u sivoj i beloj materiji. Postoji povećana koncentracija fosfora u bijeloj tvari.

Glavna funkcija nervnog tkiva je provođenje i prenošenje nervnih impulsa.

Provođenje nervnih impulsa

Provođenje nervnog impulsa povezano je s promjenama koncentracije natrijuma i kalija unutar i izvan stanica. Kada je nervno vlakno pobuđeno, permeabilnost neurona i njihovih procesa na natrij naglo se povećava. Natrijum iz ekstracelularnog prostora ulazi u ćelije. Oslobađanje kalijuma iz ćelija je odloženo. Kao rezultat, na membrani se pojavljuje naboj: vanjska površina dobiva negativan naboj, a unutarnja površina dobiva pozitivan naboj.akcioni potencijal. Na kraju ekscitacije, joni natrijuma se „ispumpavaju“ u ekstracelularni prostor uz učešće K, N / A -ATPaza, a membrana se puni. Pozitivan naboj nastaje spolja, a negativan iznutra potencijal odmora.

Prenos nervnih impulsa

Prijenos nervnih impulsa u sinapsama odvija se u sinapsama pomoću neurotransmitera. Klasični neurotransmiteri su acetilholin i norepinefrin.

Acetilholin se sintetizira iz acetil-CoA i holina uz sudjelovanje enzimaacetilkolin transferaza, akumulira se u sinaptičkim vezikulama, oslobađa se u sinaptičku pukotinu i stupa u interakciju s receptorima na postsinaptičkoj membrani. Acetilholin se razgrađuje enzimom holinesteraza.

Norepinefrin se sintetizira iz tirozina i uništava ga enzimmonoamin oksidaza.

GABA (gama-aminobutirna kiselina), serotonin i glicin također mogu djelovati kao posrednici.

Osobine metabolizma nervnog tkivasu kako slijedi:

• prisustvo krvno-moždane barijere ograničava propusnost mozga za mnoge supstance,
• dominiraju aerobni procesi
• glavni energetski supstrat je glukoza

Kod djece Do rođenja se formira 2/3 neurona, a ostali se formiraju tokom prve godine. Masa mozga jednogodišnjeg djeteta je oko 80% moždane mase odrasle osobe. U procesu sazrijevanja mozga, sadržaj lipida naglo se povećava i aktivno se javljaju procesi mijelinizacije.

Biohemija jetre.

Hemijski sastav jetrenog tkiva: 80% vode, 20% suvi ostatak (proteini, azotne materije, lipidi, ugljeni hidrati, minerali).

Jetra je uključena u sve vrste metabolizma u ljudskom tijelu.

Metabolizam ugljikohidrata

U jetri se aktivno odvija sinteza i razgradnja glikogena i glukoneogeneza, apsorbiraju se galaktoza i fruktoza, a pentozofosfatni put je aktivan.

Metabolizam lipida

U jetri se odvija sinteza triacilglicerola, fosfolipida, holesterola, sinteza lipoproteina (VLDL, HDL), sinteza žučnih kiselina iz holesterola, sinteza acetonskih tela koja se zatim transportuju u tkiva,

Izmjena dušika

Jetru karakterizira aktivni metabolizam proteina. Sintetiše sve albumine i većinu globulina u krvnoj plazmi i faktorima zgrušavanja krvi. Jetra također stvara određenu rezervu tjelesnih proteina. U jetri se aktivno odvija katabolizam aminokiselina: deaminacija, transaminacija i sinteza uree. U hepatocitima dolazi do razgradnje purina stvaranjem mokraćne kiseline, sintezom dušičnih tvari - holina, kreatina.

Antitoksična funkcija

Jetra je najvažniji organ za neutralizaciju kako egzogenih (ljekovitih tvari), tako i endogenih toksičnih tvari (bilirubin, amonijak, produkti raspadanja proteina). Detoksikacija toksičnih supstanci u jetri odvija se u nekoliko faza:

1. polaritet i hidrofilnost neutralizovanih supstanci se povećava za oksidacija (indol u indoksil), hidroliza (acetilsalicilna → sirćetna + salicilna kiselina), redukcija itd.
2. konjugacija sa glukuronskom kiselinom, sumpornom kiselinom, glikokolom, glutationom, metalotioneinom (za soli teških metala)

Kao rezultat biotransformacije, toksičnost se u pravilu značajno smanjuje.

Razmjena pigmenta

Učešće jetre u razmjeni žučnih pigmenata je neutralizacija bilirubina i uništavanje urobilinogena.

Metabolizam porfirina:

Jetra sintetizira porfobilinogen, uroporfirinogen, koproporfirinogen, protoporfirin i hem.

Razmjena hormona

Jetra aktivno inaktivira adrenalin, steroide (konjugacija, oksidacija), serotonin i druge biogene amine.

Metabolizam vode i soli

Jetra indirektno sudjeluje u metabolizmu vode i soli kroz sintezu proteina krvne plazme koji određuju onkotski tlak i sintezu angiotenzinogena, prekursora angiotenzina. II.

Mineralni metabolizam

: U jetri se talože gvožđe i bakar, sintetišu se transportni proteini ceruloplazmin i transferin, a minerali se izlučuju žučom.

U ranim djetinjstvofunkcije jetre su u povojima i mogu biti oštećene.

Književnost

Barker R: Vizuelna neuronauka. - M.: GEOTAR-Media, 2005

I.P. Ashmarin, E.P. Karazeeva, M.A. Karabasova i sar.: Patološka fiziologija i biohemija. - M.: Ispit, 2005

Kvetnaya T.V.: Melatonin je neuroimunoendokrini marker starosne patologije. - SPb.: DEAN, 2005

Pavlov A.N.: Ekologija: racionalno upravljanje okolišem i sigurnost života. - M.: Viša škola, 2005

Pechersky A.V.: Djelomični nedostatak androgena vezan za starenje. - Sankt Peterburg: SPbMAPO, 2005

Ed. Yu.A. Ershova; Rec. NE. Kuzmenko: Opšta hemija. Biofizička hemija. Hemija biogenih elemenata. - M.: Viša škola, 2005

T.L. Aleynikova i drugi; Ed. E.S. Severina; Rec.: D.M. Nikulina, Z.I. Mikašenovich, L.M. Pustovalova: Biohemija. - M.: GEOTAR-MED, 2005

Tyukavkina N.A.: Bioorganska hemija. - M.: Drfa, 2005

Zhizhin G.V.: Samoregulirajući talasi hemijskih reakcija i biološke populacije. - Sankt Peterburg: Nauka, 2004

Ivanov V.P.: Proteini ćelijske membrane i vaskularna distonija kod ljudi. - Kursk: KSMU KMI, 2004

Institut za biljnu fiziologiju im. K.A. Timiryazev RAS; Rep. ed. V.V. Kuznjecov: Andrej Lvovič Kursanov: Život i stvaralaštvo. - M.: Nauka, 2004

Komov V.P.: Biohemija. - M.: Drfa, 2004

Ostali slični radovi koji bi vas mogli zanimati.vshm>
21479.		METABOLIZAM PROTEINA	150,03 KB
	Postoje tri tipa bilansa azota: bilans azota pozitivan balans azota negativan balans azota Sa pozitivnim balansom azota, unos azota prevladava nad njegovim otpuštanjem. Kod bolesti bubrega moguća je lažno pozitivna ravnoteža dušika, u kojoj se krajnji produkti metabolizma dušika zadržavaju u tijelu. Sa negativnom ravnotežom dušika, izlučivanje dušika prevladava nad njegovim unosom. Ovo stanje je moguće kod bolesti poput tuberkuloze, reume, onkoloških...
21481.		METABOLIZAM I FUNKCIJE LIPIDA	194,66 KB
	Masti uključuju različite alkohole i masne kiseline. Alkoholi su predstavljeni glicerolom, sfingozinom i holesterolom.U ljudskim tkivima preovlađuju dugolančane masne kiseline sa parnim brojem atoma ugljenika. Postoje zasićene i nezasićene masne kiseline...
385.		STRUKTURA I METABOLIZAM UGLJENIH HIDRATA	148,99 KB
	Struktura i biološka uloga glukoze i glikogena. Heksoza difosfatni put za razgradnju glukoze. Otvoreni lanac i ciklički oblici ugljikohidrata Na slici je molekul glukoze predstavljen kao otvoreni lanac i kao ciklična struktura. U heksozama kao što je glukoza, prvi atom ugljika spaja se s kisikom na petom atomu ugljika, što rezultira formiranjem šesteročlanog prstena.
7735.		KOMUNIKACIJA KAO RAZMJENA INFORMACIJA	35,98 KB
	U procesu komunikacije oko 70 posto informacija prenosi se neverbalnim komunikacijskim kanalima, a samo 30 posto verbalnim. Shodno tome, više se o osobi može reći ne riječju, već pogledom, izrazima lica, plastičnim položajima, pokretima tijela, međuljudskom distancom, odjećom i drugim neverbalnim sredstvima komunikacije. Dakle, glavnim zadacima neverbalne komunikacije mogu se smatrati sljedeći: stvaranje i održavanje psihološkog kontakta, reguliranje procesa komunikacije; dodavanje novih značajnih nijansi verbalnom tekstu; pravilno tumačenje riječi;...
6645.		Metabolizam i energija (metabolizam)	39,88 KB
	Ulazak supstanci u ćeliju. Zbog sadržaja rastvora soli šećera i drugih osmotski aktivnih supstanci, ćelije se odlikuju prisustvom određenog osmotskog pritiska u njima. Razlika u koncentraciji tvari unutar i izvan ćelije naziva se koncentracijski gradijent.
21480.		METABOLIZAM I FUNKCIJE NUKLEINSKIH KISELINE	116.86 KB
	Dezoksiribonukleinska kiselina Azotne baze u DNK predstavljaju adenin gvanin timin citozin ugljikohidrat - deoksiriboza. DNK igra važnu ulogu u skladištenju genetskih informacija. Za razliku od RNK, DNK sadrži dva polinukleotidna lanca. Molekularna težina DNK je oko 109 daltona.
386.		STRUKTURA I METABOLIZAM MASTI I LIPOIDA	724,43 KB
	U sastavu lipida nalaze se brojne i raznolike strukturne komponente: više masne kiseline, alkoholi, aldehidi, ugljikohidrati, dušične baze, aminokiseline, fosforna kiselina itd. Masne kiseline koje se nalaze u sastavu masti dijele se na zasićene i nezasićene. Masne kiseline Neke fiziološki važne zasićene masne kiseline Broj atoma C Trivijalno ime Sistematski naziv Hemijska formula jedinjenja...
10730.		Međunarodna tehnološka razmjena. Međunarodna trgovina uslugama	56,4 KB
	Transportne usluge na svjetskom tržištu. Osnovna razlika je u tome što usluge obično nemaju materijalnu formu, iako je niz usluga dobija, na primjer: u obliku magnetnih medija za kompjuterske programe, razne dokumentacije štampane na papiru itd. Usluge se, za razliku od robe, proizvode i konzumiraju se uglavnom istovremeno i ne podliježu skladištenju. situacija u kojoj prodavac i kupac usluge ne prelaze granicu već je samo usluga prelazi.
4835.		Metabolizam željeza i poremećaji metabolizma željeza. Hemosederoza	138,5 KB
	Gvožđe je esencijalni element u tragovima, učestvuje u disanju, hematopoezi, imunobiološkim i redoks reakcijama i deo je više od 100 enzima. Gvožđe je esencijalna komponenta hemoglobina i miohemoglobina. Tijelo odraslog čovjeka sadrži oko 4 g gvožđa, od čega više od polovine (oko 2,5 g) čini hemoglobin.

GOUVPO UGMA Federalna agencija za zdravstvo i socijalni razvoj

Odsjek za biohemiju

TEČAJ PREDAVANJA

U OPĆOJ BIOHEMIJI

Modul 8. Biohemija metabolizma vode i soli i acidobaznog statusa

Ekaterinburg,

PREDAVANJE br. 24

Tema: Vodeno-solni i mineralni metabolizam

Fakulteti: terapeutsko-preventivni, medicinsko-preventivni, pedijatrijski.

Metabolizam vode i soli– izmjena vode i osnovnih elektrolita organizma (Na+, K+, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HCO 3 -, H 3 PO 4).

Elektroliti– supstance koje se u rastvoru disociraju na anjone i katjone. One se mjere u mol/l.

Neelektroliti– supstance koje se ne disociraju u rastvoru (glukoza, kreatinin, urea). One se mjere u g/l.

Mineralni metabolizam– razmjena bilo kojih mineralnih komponenti, uključujući i one koje ne utiču na osnovne parametre tečnog okruženja u tijelu.

Voda- glavna komponenta svih telesnih tečnosti.

Biološka uloga vode

1. Voda je univerzalni rastvarač za većinu organskih (osim lipida) i neorganskih spojeva.
2. Voda i materije rastvorene u njoj stvaraju unutrašnje okruženje tela.
3. Voda osigurava transport tvari i toplinske energije kroz tijelo.
4. Značajan dio tjelesnih hemijskih reakcija odvija se u vodenoj fazi.
5. Voda učestvuje u reakcijama hidrolize, hidratacije i dehidracije.
6. Određuje prostornu strukturu i svojstva hidrofobnih i hidrofilnih molekula.
7. U kombinaciji sa GAG-ovima, voda obavlja strukturnu funkciju.

OPŠTA SVOJSTVA TJELESNIH TEČNOSTI

Volume. Kod svih kopnenih životinja, tekućina čini oko 70% tjelesne težine. Raspodjela vode u organizmu zavisi od starosti, pola, mišićne mase,... Sa potpunom deprivacijom vode, smrt nastupa nakon 6-8 dana, kada se količina vode u organizmu smanji za 12%.

REGULACIJA VODNO-SOLI BILANSA TIJELA

U tijelu se ravnoteža vode i soli unutarćelijske sredine održava konstantnošću ekstracelularne tekućine. Zauzvrat, ravnoteža vode i soli ekstracelularne tekućine održava se kroz krvnu plazmu uz pomoć organa i regulira je hormonima.

Organi koji regulišu metabolizam vode i soli

Ulazak vode i soli u organizam odvija se kroz gastrointestinalni trakt, a taj proces kontroliše osjećaj žeđi i apetit za slanom. Bubrezi uklanjaju višak vode i soli iz tijela. Osim toga, vodu iz tijela uklanjaju koža, pluća i gastrointestinalni trakt.

Balans vode u tijelu

Promjene u radu bubrega, kože, pluća i gastrointestinalnog trakta mogu dovesti do poremećaja homeostaze vode i soli. Na primjer, u vrućim klimama, za održavanje...

Hormoni koji regulišu metabolizam vode i soli

Antidiuretski hormon (ADH), ili vazopresin, je peptid molekulske težine oko 1100 D, koji sadrži 9 AA povezanih jednim disulfidom... ADH se sintetiše u neuronima hipotalamusa, prenosi do nervnih završetaka... Visoko osmotski pritisak ekstracelularne tečnosti aktivira osmoreceptore hipotalamusa, što rezultira...

Sistem renin-angiotenzin-aldosteron

Renin

Renin- proteolitički enzim koji proizvode jukstaglomerularne stanice smještene duž aferentnih (aferentnih) arteriola bubrežnog tjelešca. Sekrecija renina je stimulirana padom tlaka u aferentnim arteriolama glomerula, uzrokovanim smanjenjem krvnog tlaka i smanjenjem koncentracije Na+. Lučenje renina je također olakšano smanjenjem impulsa iz baroreceptora atrija i arterija kao rezultat smanjenja krvnog tlaka. Angiotenzin II, visoki krvni pritisak, inhibira lučenje renina.

U krvi renin djeluje na angiotenzinogen.

Angiotenzinogen- α 2 -globulin, od 400 AK. Stvaranje angiotenzinogena se dešava u jetri i stimulisano je glukokortikoidima i estrogenima. Renin hidrolizira peptidnu vezu u molekuli angiotenzinogena, odvajajući od nje N-terminalni dekapeptid - angiotenzin I , koji nema biološku aktivnost.

Pod dejstvom enzima koji konvertuje antiotenzin (ACE) (karboksidipeptidil peptidaze) edotelnih ćelija, pluća i krvne plazme, 2 AA se uklanjaju sa C-terminusa angiotenzina I i angiotenzin II (oktapeptid).

Angiotenzin II

Angiotenzin II funkcionira kroz inozitol trifosfatni sistem stanica glomerulozne zone korteksa nadbubrežne žlijezde i SMC. Angiotenzin II stimuliše sintezu i lučenje aldosterona ćelijama glomerulozne zone korteksa nadbubrežne žlezde. Visoke koncentracije angiotenzina II uzrokuju jaku vazokonstrikciju perifernih arterija i povećavaju krvni tlak. Osim toga, angiotenzin II stimulira centar za žeđ u hipotalamusu i inhibira lučenje renina u bubrezima.

Angiotenzin II se hidrolizira aminopeptidazama u angiotenzin III (heptapeptid sa aktivnošću angiotenzina II, ali ima 4 puta nižu koncentraciju), koji se zatim hidrolizuje angiotenzinazom (proteazom) u AA.

Aldosteron

Sintezu i lučenje aldosterona stimulišu angiotenzin II, niske koncentracije Na+ i visoke koncentracije K+ u krvnoj plazmi, ACTH, prostaglandini... Aldosteronski receptori su lokalizovani i u jezgru i u citosolu ćelije... Kao rezultat, aldosteron stimulira reapsorpciju Na+ u bubrezima, što uzrokuje zadržavanje NaCl u tijelu i povećava...

Šema regulacije metabolizma vode i soli

Uloga RAAS sistema u nastanku hipertenzije

Prekomjerna proizvodnja RAAS hormona uzrokuje povećanje volumena cirkulirajuće tekućine, osmotskog i krvnog tlaka, te dovodi do razvoja hipertenzije.

Do povećanja renina dolazi, na primjer, kod ateroskleroze bubrežnih arterija, koja se javlja kod starijih osoba.

Hipersekrecija aldosterona - hiperaldosteronizam , nastaje kao rezultat nekoliko razloga.

Uzrok primarnog hiperaldosteronizma (Connov sindrom ) kod približno 80% pacijenata postoji adenom nadbubrežne žlijezde, u ostalim slučajevima postoji difuzna hipertrofija ćelija glomerulozne zone koje proizvode aldosteron.

Kod primarnog hiperaldosteronizma, višak aldosterona povećava reapsorpciju Na+ u bubrežnim tubulima, što stimulira lučenje ADH i zadržavanje vode u bubrezima. Osim toga, pojačano je izlučivanje K+, Mg 2+ i H+ jona.

Kao rezultat, razvijaju se: 1). hipernatremija, koja uzrokuje hipertenziju, hipervolemiju i edem; 2). hipokalijemija koja dovodi do slabosti mišića; 3). nedostatak magnezijuma i 4). blaga metabolička alkaloza.

Sekundarni hiperaldosteronizam javlja se mnogo češće nego primarni. Može biti povezano sa zatajenjem srca, hroničnom bolešću bubrega i tumorima koji luče renin. Pacijenti imaju povišene nivoe renina, angiotenzina II i aldosterona. Klinički simptomi su manje izraženi nego kod primarnog aldosteronizma.

METABOLIZAM KALCIJUMA, MAGNEZIJA, FOSFORA

Funkcije kalcijuma u organizmu:

1. Intracelularni medijator brojnih hormona (inositol trifosfatni sistem);
2. Učestvuje u stvaranju akcionih potencijala u nervima i mišićima;
3. Učestvuje u zgrušavanju krvi;
4. Pokreće kontrakciju mišića, fagocitozu, lučenje hormona, neurotransmitera itd.;
5. Učestvuje u mitozi, apoptozi i nekrobiozi;
6. Povećava propusnost ćelijske membrane za jone kalijuma, utiče na provodljivost natrijuma ćelija, rad jonskih pumpi;
7. Koenzim nekih enzima;

Funkcije magnezijuma u organizmu:

1. Koenzim je mnogih enzima (transketolaza (PFSH), glukoza-6ph dehidrogenaza, 6-fosfoglukonat dehidrogenaza, glukonolakton hidrolaza, adenilat ciklaza itd.);
2. Neorganska komponenta kostiju i zuba.

Funkcije fosfata u tijelu:

1. Neorganska komponenta kostiju i zuba (hidroksiapatit);
2. Dio lipida (fosfolipidi, sfingolipidi);
3. Dio nukleotida (DNK, RNA, ATP, GTP, FMN, NAD, NADP, itd.);
4. Osigurava energetski metabolizam jer formira makroergijske veze (ATP, kreatin fosfat);
5. Dio proteina (fosfoproteini);
6. Dio ugljikohidrata (glukoza-6ph, fruktoza-6ph, itd.);
7. Reguliše aktivnost enzima (reakcije fosforilacije/defosforilacije enzima, deo inozitol trifosfata - komponenta inozitol trifosfatnog sistema);
8. Učestvuje u katabolizmu supstanci (reakcija fosfolize);
9. Reguliše DZS jer formira fosfatni pufer. Neutralizira i uklanja protone u urinu.

Raspodjela kalcijuma, magnezijuma i fosfata u organizmu

Tijelo odrasle osobe sadrži oko 1 kg fosfora: Kosti i zubi sadrže 85% fosfora; Ekstracelularna tečnost – 1% fosfora. U serumu... Koncentracija magnezijuma u krvnoj plazmi je 0,7-1,2 mmol/l.

Razmjena kalcijuma, magnezija i fosfata u tijelu

Uz hranu dnevno, kalcijum treba snabdjeti - 0,7-0,8 g, magnezijum - 0,22-0,26 g, fosfor - 0,7-0,8 g. Kalcijum se slabo apsorbuje 30-50%, fosfor se dobro apsorbuje 90%.

Osim u gastrointestinalni trakt, kalcijum, magnezij i fosfor ulaze u krvnu plazmu iz koštanog tkiva tokom procesa njegove resorpcije. Razmjena između krvne plazme i koštanog tkiva za kalcijum je 0,25-0,5 g/dan, za fosfor – 0,15-0,3 g/dan.

Kalcijum, magnezijum i fosfor se izlučuju iz organizma putem bubrega sa urinom, kroz gastrointestinalni trakt sa izmetom i kroz kožu sa znojem.

Regulacija razmjene

Glavni regulatori metabolizma kalcijuma, magnezija i fosfora su paratiroidni hormon, kalcitriol i kalcitonin.

Paratiroidni hormon

Lučenje paratiroidnog hormona stimulisano je niskim koncentracijama Ca2+, Mg2+ i visokim koncentracijama fosfata, a inhibirano je vitaminom D3. Brzina razgradnje hormona se smanjuje pri niskim koncentracijama Ca2+ i... Paratiroidni hormon djeluje na kosti i bubrege. Stimuliše lučenje faktora rasta 1 sličnog insulinu od strane osteoblasta i...

Hiperparatireoza

Hiperparatireoza uzrokuje: 1. destrukciju kostiju, uz mobilizaciju kalcijuma i fosfata iz njih... 2. hiperkalcemiju, sa povećanom reapsorpcijom kalcijuma u bubrezima. Hiperkalcemija dovodi do smanjenja neuromuskularnog...

Hipoparatireoza

Hipoparatireoza je uzrokovana insuficijencijom paratireoidnih žlijezda i praćena je hipokalcemijom. Hipokalcemija uzrokuje pojačanu neuromišićnu provodljivost, napade toničnih konvulzija, konvulzije respiratornih mišića i dijafragme i laringospazam.

Calcitriol

1. U koži pod uticajem UV zračenja nastaje 7-dehidroholesterol... 2. U jetri 25-hidroksilaza hidroksilira holekalciferol u kalcidiol (25-hidroksiholekalciferol, 25(OH)D3)....

kalcitonin

Kalcitonin je polipeptid koji se sastoji od 32 AA sa jednom disulfidnom vezom, koji luče parafolikularne K-ćelije štitne žlijezde ili C-ćelije paratireoidnih žlijezda.

Lučenje kalcitonina je stimulirano visokim koncentracijama Ca 2+ i glukagona, a potisnuto niskim koncentracijama Ca 2+.

kalcitonin:

1. potiskuje osteolizu (smanjenje aktivnosti osteoklasta) i inhibira oslobađanje Ca 2+ iz kostiju;

2. u tubulima bubrega inhibira reapsorpciju Ca 2+, Mg 2+ i fosfata;

3. inhibira probavu u gastrointestinalnom traktu,

Promene nivoa kalcijuma, magnezijuma i fosfata u različitim patologijama

Povećanje koncentracije Ca2+ u krvnoj plazmi opaža se kod: hiperfunkcije paratireoidnih žlijezda; frakture kostiju; poliartritis; višestruko... Smanjenje koncentracije fosfata u krvnoj plazmi se opaža kod: rahitisa; ... Povećanje koncentracije fosfata u krvnoj plazmi opaža se kod: hipofunkcije paratireoidnih žlijezda; predoziranje…

Uloga mikroelemenata: Mg2+, Mn2+, Co, Cu, Fe2+, Fe3+, Ni, Mo, Se, J. Značaj ceruloplazmina, Konovalov-Wilsonova bolest.

mangan – kofaktor aminoacil-tRNA sintetaze.

Biološka uloga Na+, Cl-, K+, HCO3- - glavnih elektrolita, značaj u regulaciji CBS. Metabolizam i biološka uloga. Anionska razlika i njena korekcija.

Smanjen sadržaj hlorida u krvnom serumu: hipohloremična alkaloza (nakon povraćanja), respiratorna acidoza, prekomerno znojenje, nefritis sa... Pojačano izlučivanje hlorida u urinu: hipoaldosteronizam (Addisonova bolest),... Smanjeno izlučivanje hlorida u urinu : Gubitak hlorida tokom povraćanja, dijareje, Cushingove bolesti, krajnje faze bubrega...

PREDAVANJE br. 25

Tema: CBS

2. kurs. Kiselo-bazno stanje (ABS) - relativna konstantnost reakcije...

Biološki značaj regulacije pH, posljedice kršenja

Odstupanje pH vrednosti od norme za 0,1 izaziva primetne poremećaje u respiratornom, kardiovaskularnom, nervnom i drugim sistemima organizma. Kod acidemije se javlja: 1. pojačano disanje do iznenadne kratkoće daha, otežano disanje kao posljedica bronhospazma;

Osnovni principi regulacije PPOV

Regulacija DZS-a zasniva se na 3 glavna principa:

1. pH konstantnost . Regulatorni mehanizmi CBS-a održavaju konstantan pH.

2. izosmolarnost . Prilikom regulacije CBS, koncentracija čestica u međućelijskoj i ekstracelularnoj tekućini se ne mijenja.

3. električna neutralnost . Prilikom regulacije CBS-a, broj pozitivnih i negativnih čestica u međućelijskoj i ekstracelularnoj tekućini se ne mijenja.

MEHANIZMI REGULACIJE SPAT

U osnovi, postoje 3 glavna mehanizma za regulisanje DZS:

1. Fizičko-hemijski mehanizam , to su puferni sistemi krvi i tkiva;
2. Fiziološki mehanizam , to su organi: pluća, bubrezi, koštano tkivo, jetra, koža, gastrointestinalni trakt.
3. Metabolički (na ćelijskom nivou).

Postoje fundamentalne razlike u radu ovih mehanizama:

Fizičko-hemijski mehanizmi regulacije CBS-a

Buffer je sistem koji se sastoji od slabe kiseline i njene soli sa jakom bazom (konjugirani kiselinsko-bazni par).

Princip rada bafer sistema je da vezuje H + kada postoji višak i oslobađa H + kada postoji nedostatak: H + + A - ↔ AN. Dakle, puferski sistem ima tendenciju da se odupre bilo kakvoj promeni pH vrednosti, a jedna od komponenti puferskog sistema se troši i zahteva restauraciju.

Pufer sisteme karakteriše odnos komponenti kiselinsko-baznog para, kapacitet, osetljivost, lokalizacija i pH vrednost koju održavaju.

Postoji mnogo pufera unutar i izvan tjelesnih ćelija. Glavni puferski sistemi tijela uključuju bikarbonatni, fosfatni protein i njegovu raznolikost, hemoglobinski pufer. Oko 60% kiselinskih ekvivalenata je vezano za intracelularne pufer sisteme, a oko 40% za ekstracelularne.

Bikarbonatni (hidrokarbonatni) pufer

Sastoji se od H 2 CO 3 i NaHCO 3 u omjeru 1/20, a lokaliziran je uglavnom u međućelijskoj tekućini. U krvnom serumu pri pCO 2 = 40 mm Hg, koncentraciji Na + 150 mmol/l održava pH = 7,4. Bikarbonatni pufer osigurava enzim karboanhidraza i protein trake 3 crvenih krvnih zrnaca i bubrega.

Bikarbonatni pufer je jedan od najvažnijih pufera u tijelu, zbog svojih karakteristika:

1. Unatoč malom kapacitetu - 10%, bikarbonatni pufer je vrlo osjetljiv, veže do 40% svih "dodatnih" H +;
2. Bikarbonatni pufer integriše rad glavnih pufer sistema i fizioloških mehanizama regulacije CBS.

U tom smislu, bikarbonatni pufer je indikator CBS-a, a određivanje njegovih komponenti je osnova za dijagnosticiranje kršenja CBS-a.

Fosfatni pufer

Sastoji se od kiselih NaH 2 PO 4 i bazičnih Na 2 HPO 4 fosfata, lokalizovanih uglavnom u ćelijskoj tečnosti (14% fosfata u ćeliji, 1% u međućelijskoj tečnosti). Odnos kiselih i bazičnih fosfata u krvnoj plazmi je ¼, u urinu - 25/1.

Fosfatni pufer osigurava regulaciju CBS unutar ćelije, regeneraciju bikarbonatnog pufera u međućelijskoj tekućini i izlučivanje H+ u urinu.

Proteinski pufer

Prisustvo amino i karboksilnih grupa u proteinima daje im amfoterna svojstva - pokazuju svojstva kiselina i baza, formirajući puferski sistem.

Proteinski pufer se sastoji od proteina-H i proteina-Na, lokaliziran je uglavnom u stanicama. Najvažniji proteinski pufer u krvi je hemoglobin .

Hemoglobinski pufer

Hemoglobinski pufer se nalazi u crvenim krvnim zrncima i ima niz karakteristika:

1. ima najveći kapacitet (do 75%);
2. njegov rad je direktno povezan sa razmjenom plina;
3. sastoji se ne od jednog, već od 2 para: HHb↔H + + Hb - i HHbO 2 ↔H + + HbO 2 -;

HbO 2 je relativno jaka kiselina, jača je čak i od ugljene kiseline. Kiselost HbO 2 u odnosu na Hb je 70 puta veća, stoga je oksihemoglobin prisutan uglavnom u obliku kalijeve soli (KHbO 2), a deoksihemoglobin u obliku nedisocirane kiseline (HHb).

Rad hemoglobina i bikarbonatnog pufera

Fiziološki mehanizmi regulacije CBS-a

Kiseline i baze koje se stvaraju u tijelu mogu biti isparljive ili neisparljive. Hlapljivi H2CO3 nastaje iz CO2, krajnjeg produkta aerobnih... Nehlapljive kiseline laktat, ketonska tijela i masne kiseline se akumuliraju u... Hlapljive kiseline izlučuju iz tijela uglavnom pluća sa izdahnutim zrakom, neisparljive kiseline - preko bubrega sa urinom.

Uloga pluća u regulaciji CBS-a

Regulacija razmjene plinova u plućima i, shodno tome, oslobađanja H2CO3 iz organizma vrši se protokom impulsa iz hemoreceptora i... Normalno, pluća luče 480 litara CO2 dnevno, što je ekvivalentno 20 mola H2CO3.... Plućni mehanizmi za održavanje ABS-a su veoma efikasni, oni su u stanju da izravnaju kršenje ABS-a za 50-70%...

Uloga bubrega u regulaciji CBS-a

Bubrezi regulišu CBS: 1. uklanjanjem H+ iz organizma u reakcijama acidogeneze, amonijageneze i... 2. zadržavanjem Na+ u organizmu. Na+,K+-ATPaza reapsorbuje Na+ iz urina, koji zajedno sa karboanhidrazom i acidogenezom...

Uloga kostiju u regulaciji CBS-a

1. Ca3(PO4)2 + 2H2CO3 → 3 Ca2+ + 2HPO42- + 2HCO3- 2. 2HPO42- + 2HCO3- + 4HA → 2H2PO4- (u urinu) + 2H2O + 2CO2 + 4A- 3. A- + A ( Ca2+ u urinu)

Uloga jetre u regulaciji CBS-a

Jetra reguliše CBS:

1. pretvaranje aminokiselina, keto kiselina i laktata u neutralnu glukozu;

2. pretvaranje jake amonijačne baze u slabo bazičnu ureu;

3. sintetiziranje krvnih proteina koji formiraju proteinski pufer;

4. sintetiše glutamin koji bubrezi koriste za amoniogenezu.

Zatajenje jetre dovodi do razvoja metaboličke acidoze.

Istovremeno, jetra sintetizira ketonska tijela koja u uvjetima hipoksije, posta ili dijabetesa doprinose acidozi.

Utjecaj gastrointestinalnog trakta na CBS

Gastrointestinalni trakt utiče na stanje CBS-a, jer koristi HCl i HCO 3 tokom procesa varenja. Prvo, HCl se luči u lumen želuca, dok se HCO 3 nakuplja u krvi i razvija se alkaloza. Tada HCO 3 - iz krvi sa sokom pankreasa ulazi u lumen crijeva i uspostavlja se ravnoteža CO2 u krvi. Pošto su hrana koja ulazi u organizam i feces koji se izlučuje iz organizma uglavnom neutralni, ukupni efekat na CBS je nula.

U prisustvu acidoze, više HCl se oslobađa u lumen, što doprinosi nastanku ulkusa. Povraćanje može nadoknaditi acidozu, a dijareja je može pogoršati. Dugotrajno povraćanje izaziva razvoj alkaloze, kod djece može imati ozbiljne posljedice, čak i smrt.

Ćelijski mehanizam regulacije CBS-a

Pored razmatranih fizičko-hemijskih i fizioloških mehanizama regulacije CBS, postoje i oni ćelijski mehanizam regulativa DZS. Princip njegovog rada je da se višak količine H+ može staviti u ćelije u zamjenu za K+.

INDIKATORI PPOV

1. pH - (snaga hidrogena - jačina vodonika) - negativni decimalni logaritam (-lg) koncentracije H+. Norma u kapilarnoj krvi je 7,37 - 7,45,... 2. rSO2 – parcijalni pritisak ugljen-dioksida, koji je u ravnoteži sa... 3. rO2 – parcijalni pritisak kiseonika u punoj krvi. Norma u kapilarnoj krvi je 83 - 108 mmHg, u venskoj krvi –…

KRŠENJA DAHA

Korekcija CBS je adaptivna reakcija na dijelu organa koji je uzrokovao kršenje CBS. Postoje dvije glavne vrste CBS poremećaja – acidoza i alkaloza.

Acidoza

I. Gas (disanje) . Karakterizira ga nakupljanje CO 2 u krvi ( pCO 2 =, AB, SB, BB=N,).

1). otežano oslobađanje CO 2, kod poremećaja vanjskog disanja (hipoventilacija pluća kod bronhijalne astme, upale pluća, poremećaja cirkulacije sa stagnacijom u plućnom krugu, edema pluća, emfizema, plućne atelektaze, depresije respiratornog centra pod utjecajem brojnih toksina i lijekova kao što je morfin itd.) (rSO 2 =, rO 2 =↓, AB, SB, BB=N,).

2). visoka koncentracija CO 2 u okolini (zatvoreni prostori) (pCO 2 =, pO 2, AB, SB, BB=N,).

3). kvarovi anestezijsko-respiratorne opreme.

Kod gasne acidoze dolazi do nakupljanja u krvi. CO 2, H 2 CO 3 i smanjenje pH. Acidoza stimuliše reapsorpciju Na+ u bubrezima i nakon nekog vremena dolazi do povećanja AB, SB, BB u krvi i kao kompenzacija se razvija ekskretorna alkaloza.

Kod acidoze, H 2 PO 4 - se akumulira u krvnoj plazmi, koja se ne može reapsorbirati u bubrezima. Kao rezultat toga, intenzivno se oslobađa, uzrokujući fosfaturija .

Kako bi kompenzirali acidozu, bubrezi intenzivno izlučuju hloride u urinu, što dovodi do hipokroremija .

Višak H+ ulazi u ćelije, a zauzvrat K+ napušta ćelije, uzrokujući hiperkalemija .

Višak K+ se intenzivno izlučuje urinom, što u roku od 5-6 dana dovodi do hipokalemija .

II. Ne-gas. Karakterizirana akumulacijom nehlapljivih kiselina (pCO 2 =↓,N, AB, SB, BB=↓).

1). Metabolički. Razvija se uz poremećaj metabolizma tkiva, koji je praćen prekomjernim stvaranjem i nakupljanjem nehlapljivih kiselina ili gubitkom baza (pCO 2 =↓,N, AR = , AB, SB, BB=↓).

A). Ketoacidoza. Za dijabetes, gladovanje, hipoksiju, groznicu itd.

b). Laktacidoza. Za hipoksiju, disfunkciju jetre, infekcije itd.

V). Acidoza. Nastaje kao rezultat nagomilavanja organskih i neorganskih kiselina tokom ekstenzivnih upalnih procesa, opekotina, povreda itd.

Kod metaboličke acidoze dolazi do akumulacije nehlapljivih kiselina, a pH se smanjuje. Puferski sistemi, neutralizirajući kiseline, se troše, zbog čega se koncentracija u krvi smanjuje. AB, SB, BB i diže se AR.

H + neisparljive kiseline, u interakciji sa HCO 3 - daju H 2 CO 3, koji se razlaže na H 2 O i CO 2, dok same neisparljive kiseline formiraju soli sa Na + bikarbonatima. Nizak pH i visok pCO 2 stimuliraju disanje; kao rezultat toga, pCO 2 u krvi se normalizira ili smanjuje s razvojem plinske alkaloze.

Višak H+ u krvnoj plazmi prelazi u ćeliju, a zauzvrat K+ napušta ćeliju, u krvnoj plazmi nastaje prolazno stanje hiperkalemija , i ćelije - hipokaligistija . K+ se intenzivno izlučuje urinom. U roku od 5-6 dana, sadržaj K+ u plazmi se normalizuje, a zatim postaje ispod normalnog ( hipokalemija ).

U bubrezima se intenziviraju procesi acidogeneze, amoniogeneze i nadopunjavanja nedostatka bikarbonata u plazmi. U zamjenu za HCO 3 - Cl - se aktivno izlučuje u urinu, razvijajući se hipohloremija .

Kliničke manifestacije metaboličke acidoze:

- poremećaja mikrocirkulacije . Dolazi do smanjenja protoka krvi i razvoja zastoja pod utjecajem kateholamina, mijenjaju se reološka svojstva krvi, što doprinosi produbljivanju acidoze.

- oštećenje i povećana permeabilnost vaskularnog zida pod uticajem hipoksije i acidoze. Sa acidozom se povećava nivo kinina u plazmi i ekstracelularnoj tečnosti. Kinini uzrokuju vazodilataciju i dramatično povećavaju propusnost. Razvija se hipotenzija. Opisane promjene na krvnim žilama mikrovaskulature doprinose procesu stvaranja tromba i krvarenja.

Kada je pH krvi manji od 7,2, smanjen minutni volumen srca .

- Kussmaulov dah (kompenzacijska reakcija usmjerena na oslobađanje viška CO 2).

2. Izlučivanje. Nastaje kada su procesi acidogeneze i amonijageneze u bubrezima poremećeni ili kada dođe do prekomjernog gubitka bazičnih valencija u fecesu.

A). Retencija kiseline kod zatajenja bubrega (hronični difuzni glomerulonefritis, nefroskleroza, difuzni nefritis, uremija). Urin je neutralan ili alkalan.

b). Gubitak lužine: bubrežni (renalna tubularna acidoza, hipoksija, intoksikacija sulfonamidom), gastroenteralni (proljev, hipersalivacija).

3. Egzogeni.

Gutanje kisele hrane, lijekova (amonijum hlorid; transfuzija velikih količina rastvora za nadoknadu krvi i tečnosti za parenteralnu ishranu čiji je pH normalan<7,0) и при отравлениях (салицилаты, этанол, метанол, этиленгликоль, толуол и др.).

4. Kombinovano.

Na primjer, ketoacidoza + laktacidoza, metabolička + izlučivanje itd.

III. Miješano (gas + plin).

Javlja se kod asfiksije, kardiovaskularnog zatajenja itd.

Alkaloza

1). pojačano uklanjanje CO2, uz aktivaciju vanjskog disanja (hiperventilacija pluća sa kompenzacijskim otežanim disanjem, koja prati niz bolesti, uključujući... 2). Nedostatak O2 u udahnutom zraku uzrokuje hiperventilaciju pluća i... Hiperventilacija dovodi do smanjenja pCO2 u krvi i povećanja pH. Alkaloza inhibira bubrežnu reapsorpciju Na+,...

Alkaloza bez gasa

Književnost

1. Serum ili plazma bikarbonati /R. Murray, D. Grenner, P. Mayes, V. Rodwell // Human Biochemistry: u 2 toma. T.2. Per. sa engleskog: - M.: Mir, 1993. - str. 370-371.

2. Krvni puferski sistemi i acidobazna ravnoteža / T.T. Berezov, B.F. Korovkin // Biološka hemija: Udžbenik / Ed. RAMS S.S. Debova. - 2nd ed. prerađeno i dodatne - M.: Medicina, 1990. - str. 452-457.

Šta ćemo sa primljenim materijalom:

Ako vam je ovaj materijal bio koristan, možete ga spremiti na svoju stranicu na društvenim mrežama:

FUNKCIONALNA BIOHEMIJA

(Metabolizam vode i soli. Biohemija bubrega i urina)

TUTORIAL

Recenzent: profesor N.V. Kozachenko

Odobreno na sednici odeljenja, pr.br._____ od _______________2004.

Odobreno od strane menadžera odjel ________________________________________________

Odobreno od strane MK medicinsko-biološkog i farmaceutskog fakulteta

Projekat br. _____ od _______________2004

predsjedavajući________________________________________________

Metabolizam vode i soli

Jedan od najčešće poremećenih tipova metabolizma u patologiji je metabolizam vode i soli. Povezan je sa stalnim kretanjem vode i minerala iz spoljašnje sredine tela u unutrašnju, i obrnuto.

U tijelu odraslog čovjeka voda čini 2/3 (58-67%) tjelesne težine. Otprilike polovina njegovog volumena koncentrirana je u mišićima. Potreba za vodom (osoba dnevno dobija do 2,5-3 litre tečnosti) pokriva se njenim unosom u obliku pića (700-1700 ml), pripremljene vode koja se unosi u hranu (800-1000 ml) i formirane vode u organizmu tokom metabolizma - 200-300 ml (sa sagorevanjem 100 g masti, proteina i ugljenih hidrata nastaje 107,41 i 55 g vode, respektivno). Endogena voda se sintetiše u relativno velikim količinama kada se aktivira proces oksidacije masti, što se uočava u različitim, posebno dugotrajnim stresnim uslovima, stimulaciji simpatičko-nadbubrežnog sistema i rasterećenju dijeta (često se koristi za lečenje gojaznih pacijenata).

Zbog stalno nastalih obaveznih gubitaka vode, unutrašnji volumen tečnosti u organizmu ostaje nepromenjen. Takvi gubici uključuju bubrežne (1,5 l) i ekstrarenalne, povezane sa oslobađanjem tečnosti kroz gastrointestinalni trakt (50-300 ml), respiratorni trakt i kožu (850-1200 ml). Općenito, volumen obaveznih gubitaka vode je 2,5-3 litre, u velikoj mjeri ovisi o količini toksina koji se uklanjaju iz tijela.

Učešće vode u životnim procesima je veoma raznoliko. Voda je rastvarač mnogih jedinjenja, direktna komponenta brojnih fizičko-hemijskih i biohemijskih transformacija i transporter endo- i egzogenih supstanci. Osim toga, obavlja mehaničku funkciju, slabi trenje ligamenata, mišića i površine hrskavice zglobova (time olakšava njihovu pokretljivost), te sudjeluje u termoregulaciji. Voda održava homeostazu u zavisnosti od osmotskog pritiska plazme (izosmija) i zapremine tečnosti (izovolemija), funkcionisanja mehanizama koji regulišu kiselo-bazno stanje i pojave procesa koji obezbeđuju konstantnu temperaturu (izotermija).

U ljudskom tijelu voda postoji u tri glavna fizičko-hemijska stanja, prema kojima se razlikuju: 1) slobodna ili pokretna voda (čini glavninu unutarćelijske tečnosti, kao i krv, limfu, intersticijsku tečnost); 2) voda, vezana hidrofilnim koloidima, i 3) konstitucijska, uključena u strukturu molekula proteina, masti i ugljenih hidrata.

U tijelu odrasle osobe težine 70 kg, zapremina slobodne vode i vode vezane hidrofilnim koloidima iznosi približno 60% tjelesne težine, tj. 42 l. Ovu tečnost predstavlja unutarćelijska voda (koji čini 28 litara, ili 40% tjelesne težine), koja čini unutarćelijski sektor, i ekstracelularne vode (14 l ili 20% tjelesne težine), formirajući ekstracelularnog sektora. Potonji sadrži intravaskularnu (intravaskularnu) tečnost. Ovaj intravaskularni sektor formiraju plazma (2,8 l), koja čini 4-5% tjelesne težine, i limfa.

Intersticijska voda obuhvata samu međućelijsku vodu (slobodna međućelijska tečnost) i organizovanu vanćelijsku tečnost (koja čini 15-16% telesne težine, odnosno 10,5 l), tj. voda ligamenata, tetiva, fascije, hrskavice itd. Osim toga, ekstracelularni sektor uključuje vodu koja se nalazi u nekim šupljinama (trbušne i pleuralne šupljine, perikard, zglobovi, ventrikule mozga, očne komore, itd.), kao i u gastrointestinalnom traktu. Tečnost ovih šupljina ne učestvuje aktivno u metaboličkim procesima.

Voda ljudskog tijela ne stagnira u svojim različitim dijelovima, već se stalno kreće, neprestano se razmjenjujući s drugim sektorima tekućine i s vanjskim okruženjem. Kretanje vode je najvećim dijelom posljedica lučenja probavnih sokova. Dakle, sa pljuvačkom i sokom pankreasa dnevno se u crijevnu cijev šalje oko 8 litara vode, ali se ta voda praktički ne gubi zbog apsorpcije u donjim dijelovima probavnog trakta.

Vitalni elementi se dijele na makronutrijenti(dnevne potrebe >100 mg) i mikroelementi(dnevne potrebe<100 мг). К макроэлементам относятся натрий (Na), калий (К), кальций (Ca), магний (Мg), хлор (Cl), фосфор (Р), сера (S) и иод (I). К жизненно важным микроэлементам, необходимым лишь в следовых количествах, относятся железо (Fe), цинк (Zn), марганец (Μn), медь (Cu), кобальт (Со), хром (Сr), селен (Se) и молибден (Мо). Фтор (F) не принадлежит к этой группе, однако он необходим для поддержания в здоровом состоянии костной и зубной ткани. Вопрос относительно принадлежности к жизненно важным микроэлементам ванадия, никеля, олова, бора и кремния остается открытым. Такие элементы принято называть условно эссенциальными.

Tabela 1 (kolona 2) prikazuje prosjek sadržaj minerala u tijelu odrasle osobe (na osnovu težine od 65 kg). Prosječno dnevno Potrebe odrasle osobe za ovim elementima date su u koloni 4. Kod djece i žena tokom trudnoće i dojenja, kao i kod pacijenata, potreba za mikroelementima je obično veća.

Budući da se mnogi elementi mogu pohraniti u tijelu, odstupanja od dnevne norme se vremenom nadoknađuju. Kalcijum u obliku apatita se skladišti u koštanom tkivu, jod se skladišti u tireoglobulinu u štitnoj žlezdi, gvožđe se skladišti u feritinu i hemosiderinu u koštanoj srži, slezeni i jetri. Jetra je mjesto skladištenja mnogih mikroelemenata.

Metabolizam minerala kontrolišu hormoni. To se, na primjer, odnosi na potrošnju H 2 O, Ca 2+, PO 4 3-, vezivanje Fe 2+, I -, izlučivanje H 2 O, Na +, Ca 2+, PO 4 3 -.

Količina minerala koja se apsorbuje iz hrane obično zavisi od metaboličkih potreba organizma i, u nekim slučajevima, od sastava hrane. Kao primjer utjecaja sastava hrane, razmotrite kalcij. Apsorpciju Ca 2+ jona pospješuju mliječna i limunska kiselina, dok fosfatni joni, oksalatni joni i fitinska kiselina inhibiraju apsorpciju kalcija zbog kompleksiranja i stvaranja slabo topljivih soli (fitin).

Nedostatak minerala- pojava nije tako rijetka: javlja se iz različitih razloga, na primjer, zbog jednolične prehrane, poremećene probavljivosti i raznih bolesti. Nedostatak kalcijuma može nastati tokom trudnoće, kao i kod rahitisa ili osteoporoze. Nedostatak hlora nastaje usled velikog gubitka Cl jona - uz jako povraćanje.

Zbog nedovoljnog sadržaja joda u prehrambenim proizvodima, nedostatak joda i gušavost postali su uobičajeni u mnogim područjima srednje Evrope. Manjak magnezija može nastati zbog dijareje ili zbog monotone prehrane zbog alkoholizma. Nedostatak mikroelemenata u organizmu često se manifestuje kao poremećaj hematopoeze, odnosno anemija.

Posljednja kolona navodi funkcije koje u tijelu obavljaju ovi minerali. Iz tabelarnih podataka jasno je da skoro sve makronutrijenti funkcioniraju u tijelu kao strukturne komponente i elektroliti. Signalne funkcije obavljaju jod (u sastavu jodotironina) i kalcij. Većina mikroelemenata su kofaktori proteina, uglavnom enzima. Kvantitativno, tijelom dominiraju proteini koji sadrže željezo hemoglobin, mioglobin i citokrom, kao i više od 300 proteina koji sadrže cink.

Tabela 1

Povezane informacije.

Značenje teme: Voda i materije rastvorene u njoj stvaraju unutrašnje okruženje tela. Najvažniji parametri homeostaze vode i soli su osmotski pritisak, pH i zapremina intracelularne i ekstracelularne tečnosti. Promjene ovih parametara mogu dovesti do promjena krvnog tlaka, acidoze ili alkaloze, dehidracije i edema tkiva. Glavni hormoni uključeni u finu regulaciju metabolizma vode i soli i djeluju na distalne tubule i sabirne kanale bubrega: antidiuretski hormon, aldosteron i natriuretski faktor; renin-angiotenzin sistem bubrega. Upravo u bubrezima dolazi do konačnog formiranja sastava i volumena urina, čime se osigurava regulacija i postojanost unutrašnjeg okruženja. Bubrege karakteriše intenzivan energetski metabolizam, koji je povezan sa potrebom za aktivnim transmembranskim transportom značajnih količina supstanci tokom formiranja urina.

Biohemijska analiza urina daje predstavu o funkcionalnom stanju bubrega, metabolizmu u različitim organima i tijelu u cjelini, pomaže u razjašnjavanju prirode patološkog procesa i omogućava procjenu učinkovitosti liječenja.

Svrha lekcije: proučavaju karakteristike parametara metabolizma vode i soli i mehanizme njihove regulacije. Osobine metabolizma u bubrezima. Naučite provoditi i procjenjivati ​​biohemijsku analizu urina.

Učenik mora znati:

1. Mehanizam stvaranja urina: glomerularna filtracija, reapsorpcija i sekrecija.

2. Karakteristike vodenih odjeljaka tijela.

3. Osnovni parametri tjelesnog okruženja.

4. Šta osigurava konstantnost parametara intracelularne tečnosti?

5. Sistemi (organi, supstance) koji obezbeđuju postojanost ekstracelularne tečnosti.

6. Faktori (sistemi) koji obezbeđuju osmotski pritisak ekstracelularne tečnosti i njegovu regulaciju.

7. Faktori (sistemi) koji obezbeđuju konstantnost zapremine ekstracelularne tečnosti i njenu regulaciju.

8. Faktori (sistemi) koji osiguravaju postojanost kiselinsko-baznog stanja ekstracelularne tečnosti. Uloga bubrega u ovom procesu.

9. Osobine metabolizma u bubrezima: visoka metabolička aktivnost, početna faza sinteze kreatina, uloga intenzivne glukoneogeneze (izoenzima), aktivacija vitamina D3.

10. Opšta svojstva urina (dnevna količina - diureza, gustina, boja, providnost), hemijski sastav urina. Patološke komponente urina.

Učenik mora biti sposoban da:

1. Izvršite kvalitativno određivanje glavnih komponenti urina.

2. Procijeniti biohemijsku analizu urina.

Student mora imati informacije: o neka patološka stanja praćena promjenama biohemijskih parametara urina (proteinurija, hematurija, glukozurija, ketonurija, bilirubinurija, porfirinurija); Principi planiranja laboratorijskog testa urina i analize rezultata za donošenje preliminarnog zaključka o biohemijskim promjenama na osnovu rezultata laboratorijske pretrage.

1.Struktura bubrega, nefron.

2. Mehanizmi stvaranja urina.

Zadaci za samostalno učenje:

1. Pogledajte kurs histologije. Zapamtite strukturu nefrona. Označite proksimalni tubul, distalni uvijeni tubul, sabirni kanal, horoidalni glomerul, jukstaglomerularni aparat.

2. Uputite se na kurs normalne fiziologije. Zapamtite mehanizam stvaranja urina: filtracija u glomerulima, reapsorpcija u tubulima da bi se formirao sekundarni urin i sekrecija.

3. Regulacija osmotskog pritiska i zapremine ekstracelularne tečnosti povezana je sa regulacijom, uglavnom, sadržaja jona natrijuma i vode u ekstracelularnoj tečnosti.

Navedite hormone uključene u ovaj propis. Opišite njihov učinak prema shemi: razlog lučenja hormona; ciljni organ (ćelije); mehanizam njihovog djelovanja u ovim stanicama; krajnji efekat njihovog delovanja.

Testirajte svoje znanje:

A. Vasopresin(sve su tačne osim jednog):

A. sintetizira se u neuronima hipotalamusa; b. izlučuje se kada se osmotski pritisak poveća; V. povećava brzinu reapsorpcije vode iz primarnog urina u bubrežnim tubulima; g. povećava reapsorpciju jona natrijuma u bubrežnim tubulima; d) smanjuje osmotski pritisak e. urin postaje koncentrisaniji.

B. Aldosteron(sve su tačne osim jednog):

A. sintetizira se u korteksu nadbubrežne žlijezde; b. izlučuje se kada se koncentracija natrijevih iona u krvi smanji; V. u bubrežnim tubulima povećava reapsorpciju natrijevih jona; d. urin postaje koncentrisaniji.

d) glavni mehanizam za regulaciju sekrecije je arenin-angiotenzin sistem bubrega.

B. Natriuretski faktor(sve su tačne osim jednog):

A. sintetiziraju prvenstveno atrijske ćelije; b. stimulans sekrecije – povišen krvni pritisak; V. poboljšava sposobnost filtriranja glomerula; g. povećava stvaranje urina; d. urin postaje manje koncentriran.

4. Napravite dijagram koji ilustruje ulogu sistema renin-angiotenzin u regulaciji lučenja aldosterona i vazopresina.

5. Konstantnost acido-bazne ravnoteže ekstracelularne tečnosti održava se pomoću sistema pufera krvi; promjene u plućnoj ventilaciji i brzini izlučivanja kiseline (H+) putem bubrega.

Zapamtite sistem pufera krvi (glavni bikarbonat)!

Testirajte svoje znanje:

Hrana životinjskog porijekla je kisele prirode (uglavnom zbog fosfata, za razliku od hrane biljnog porijekla). Kako se mijenja pH urina kod osobe koja jede prvenstveno hranu životinjskog porijekla:

A. bliže pH 7,0; b.pH oko 5.; V. pH oko 8,0.

6. Odgovorite na pitanja:

A. Kako objasniti visok udio kiseonika koji troše bubrezi (10%);

B. Visok intenzitet glukoneogeneze;????????????

B. Uloga bubrega u metabolizmu kalcijuma.

7. Jedan od glavnih zadataka nefrona je reapsorbirati korisne tvari iz krvi u potrebnoj količini i ukloniti krajnje produkte metabolizma iz krvi.

Napravite sto Biohemijski parametri urina:

Rad u učionici.

Laboratorijski radovi:

Provesti niz kvalitativnih reakcija u uzorcima urina različitih pacijenata. Na osnovu rezultata biohemijske analize doneti zaključak o stanju metaboličkih procesa.

Određivanje pH.

Postupak: Na sredinu indikatorskog papira nanijeti 1-2 kapi urina i na osnovu promjene boje jedne od obojenih pruga, koja odgovara boji kontrolne trake, određuje se pH urina koji se ispituje . Normalan pH je 4,6 – 7,0

2. Kvalitativna reakcija na protein. Normalan urin ne sadrži proteine ​​(količine u tragovima se ne otkrivaju normalnim reakcijama). U nekim patološkim stanjima, protein se može pojaviti u urinu - proteinurija.

Napredak: Dodajte 3-4 kapi svježe pripremljenog 20% ​​rastvora sulfasalicilne kiseline u 1-2 ml urina. Ako je prisutan protein, pojavljuje se bijeli talog ili zamućenje.

3. Kvalitativna reakcija na glukozu (Fehlingova reakcija).

Postupak: Dodajte 10 kapi Fehlingovog reagensa u 10 kapi urina. Zagrijte do ključanja. Kada je glukoza prisutna, pojavljuje se crvena boja. Uporedite rezultate sa normom. Normalno, količine glukoze u tragovima u urinu se ne otkrivaju kvalitativnim reakcijama. Općenito je prihvaćeno da normalno nema glukoze u urinu. U nekim patološkim stanjima glukoza se pojavljuje u urinu glukozurija.

Određivanje se može izvršiti pomoću test trake (indikator papira) /

Detekcija ketonskih tijela

Postupak: Kap urina, kap 10% rastvora natrijum hidroksida i kap sveže pripremljenog 10% rastvora natrijum nitroprusida naneti na staklo. Pojavljuje se crvena boja. Dodajte 3 kapi koncentrirane octene kiseline - pojavljuje se boja trešnje.

Normalno, nema ketonskih tijela u urinu. U nekim patološkim stanjima, ketonska tijela se pojavljuju u urinu - ketonurija.

Samostalno rješavajte probleme i odgovarajte na pitanja:

1. Osmotski pritisak ekstracelularne tečnosti je povećan. Opišite, u dijagramskom obliku, slijed događaja koji će dovesti do njegovog smanjenja.

2. Kako će se promijeniti proizvodnja aldosterona ako višak proizvodnje vazopresina dovede do značajnog smanjenja osmotskog tlaka.

3. Navedite redoslijed događaja (u obliku dijagrama) usmjerenih na obnavljanje homeostaze kada se koncentracija natrijum hlorida u tkivima smanji.

4. Pacijent ima dijabetes melitus, koji je praćen ketonemijom. Kako će glavni puferski sistem krvi, bikarbonatni sistem, reagovati na promene u acido-baznoj ravnoteži? Koja je uloga bubrega u obnavljanju CBS-a? Hoće li se pH urina promijeniti kod ovog pacijenta.

5. Sportista, koji se priprema za takmičenje, prolazi intenzivan trening. Kako se brzina glukoneogeneze može promijeniti u bubrezima (razlozi za vaš odgovor)? Da li je moguće da sportista promeni pH urina; dati razloge za odgovor)?

6. Pacijent ima znakove metaboličkih poremećaja u koštanom tkivu, što utiče i na stanje zuba. Nivo kalcitonina i paratiroidnog hormona je unutar fiziološke norme. Pacijent prima vitamin D (kolekalciferol) u potrebnim količinama. Pogodite mogući uzrok metaboličkog poremećaja.

7. Pregledati standardni obrazac „Opšta analiza urina“ (multidisciplinarna klinika Tjumenske državne medicinske akademije) i biti u stanju da objasni fiziološku ulogu i dijagnostički značaj biohemijskih komponenti urina utvrđenih u biohemijskim laboratorijama. Zapamtite da su biohemijski parametri urina normalni.

Lekcija 27. Biohemija pljuvačke.

Značenje teme: Usna šupljina sadrži različita tkiva i mikroorganizme. Oni su međusobno povezani i imaju određenu postojanost. A u održavanju homeostaze usne šupljine, ali i organizma u cjelini, najvažnija uloga ima oralna tekućina i, konkretno, pljuvačka. Usna šupljina, kao početni dio digestivnog trakta, mjesto je prvog kontakta organizma sa hranom, lijekovima i drugim ksenobioticima, mikroorganizmima. . Formiranje, stanje i funkcioniranje zuba i usne sluznice također je u velikoj mjeri determinisano hemijskim sastavom pljuvačke.

Pljuvačka obavlja nekoliko funkcija, koje su određene fizičko-hemijskim svojstvima i sastavom pljuvačke. Poznavanje hemijskog sastava pljuvačke, funkcija, brzine lučenja, odnosa pljuvačke sa oralnim oboljenjima pomaže u prepoznavanju karakteristika patoloških procesa i traženju novih efikasnih sredstava za prevenciju bolesti zuba.

Neki biohemijski pokazatelji čiste pljuvačke su u korelaciji sa biohemijskim pokazateljima krvne plazme, stoga je analiza pljuvačke pogodna neinvazivna metoda koja se poslednjih godina koristi za dijagnostiku zubnih i somatskih bolesti.

Svrha lekcije: Proučiti fizičko-hemijska svojstva i sastavne komponente pljuvačke koje određuju njene osnovne fiziološke funkcije. Vodeći faktori koji dovode do razvoja karijesa i taloženja kamenca.

Učenik mora znati:

1 . Žlijezde koje luče pljuvačku.

2.Struktura pljuvačke (micelarna struktura).

3. Mineralizujuća funkcija pljuvačke i faktori koji određuju i utiču na ovu funkciju: prezasićenost pljuvačke; obim i brzina spasenja; pH.

4. Zaštitna funkcija pljuvačke i komponente sistema koje određuju ovu funkciju.

5. Pufer sistemi za pljuvačku. pH vrednosti su normalne. Uzroci kršenja ABS (acid-baznog statusa) u usnoj šupljini. Mehanizmi regulacije CBS u usnoj duplji.

6. Mineralni sastav pljuvačke iu poređenju sa mineralnim sastavom krvne plazme. Značenje komponenti.

7. Karakteristike organskih komponenti pljuvačke, komponente specifične za pljuvačku, njihov značaj.

8. Probavna funkcija i faktori koji je određuju.

9. Regulatorne i ekskretorne funkcije.

10. Vodeći faktori koji dovode do razvoja karijesa i taloženja kamenca.

Učenik mora biti sposoban da:

1. Napravite razliku između pojmova “sama pljuvačka ili pljuvačka”, “gingivalna tekućina”, “oralna tekućina”.

2. Znati objasniti stepen promjene otpornosti na karijes kada se promijeni pH pljuvačke, razloge za promjenu pH pljuvačke.

3. Sakupite miješanu pljuvačku za analizu i analizirajte hemijski sastav pljuvačke.

Student mora posjedovati: informacije o savremenim idejama o pljuvački kao objektu neinvazivnih biohemijskih istraživanja u kliničkoj praksi.

Informacije iz osnovnih disciplina neophodne za proučavanje teme:

1. Anatomija i histologija pljuvačnih žlijezda; mehanizama salivacije i njene regulacije.

Zadaci za samostalno učenje:

Proučite tematski materijal u skladu sa ciljnim pitanjima („učenik treba da zna“) i pismeno obavite sljedeće zadatke:

1. Zapišite faktore koji određuju regulaciju salivacije.

2. Šematski nacrtajte micelu sline.

3. Napravite tabelu: Poređenje mineralnog sastava pljuvačke i krvne plazme.

Proučite značenje navedenih supstanci. Zapišite ostale neorganske tvari sadržane u pljuvački.

4. Napravite tabelu: Glavne organske komponente pljuvačke i njihov značaj.

6. Zapišite faktore koji dovode do smanjenja i povećanja otpora.

(odnosno) do karijesa.

Rad u učionici

Laboratorijski radovi: Kvalitativna analiza hemijskog sastava pljuvačke

Prvi živi organizmi pojavili su se u vodi prije oko 3 milijarde godina, a voda je do danas glavni biorastvarač.

Voda je tečni medij koji je glavna komponenta živog organizma i obezbjeđuje njegove vitalne fizičke i hemijske procese: osmotski pritisak, pH vrednost, mineralni sastav. Voda čini u prosjeku 65% ukupne tjelesne težine odrasle životinje i više od 70% novorođenčeta. Više od polovine ove vode nalazi se u ćelijama tela. S obzirom na vrlo malu molekularnu težinu vode, izračunato je da oko 99% svih molekula u ćeliji čine molekuli vode (Bohinski R., 1987).

Visok toplotni kapacitet vode (potreban je 1 kal da se 1 g vode zagreje za 1°C) omogućava telu da apsorbuje značajnu količinu toplote bez značajnog povećanja unutrašnje temperature. Zbog velike toplote isparavanja vode (540 cal/g), tijelo raspršuje dio toplinske energije, izbjegavajući pregrijavanje.

Molekule vode karakterizira jaka polarizacija. U molekuli vode, svaki atom vodika formira elektronski par sa centralnim atomom kiseonika. Dakle, molekula vode ima dva trajna dipola, budući da joj velika gustoća elektrona u blizini kisika daje negativan naboj, dok svaki atom vodika karakterizira smanjena gustoća elektrona i nosi djelomično pozitivan naboj. Kao rezultat, nastaju elektrostatičke veze između atoma kisika jedne molekule vode i vodika druge molekule, nazvane vodikove veze. Ovakva struktura vode objašnjava njene visoke vrijednosti topline isparavanja i točke ključanja.

Vodikove veze su relativno slabe. Njihova energija disocijacije (energija raskidanja veze) u tekućoj vodi je 23 kJ/mol, u poređenju sa 470 kJ za kovalentnu vezu O-H u molekulu vode. Životni vijek vodonične veze kreće se od 1 do 20 pikosekundi (1 pikosekunda = 1(G 12 s). Međutim, vodonične veze nisu jedinstvene za vodu. Mogu se pojaviti i između atoma vodika i dušika u drugim strukturama.

U stanju leda, svaki molekul vode formira najviše četiri vodikove veze, formirajući kristalnu rešetku. Nasuprot tome, u tekućoj vodi na sobnoj temperaturi, svaki molekul vode ima vodonične veze sa prosječno 3-4 druga molekula vode. Ova kristalna rešetka leda čini ga manje gustom od tekuće vode. Stoga led pluta na površini tekuće vode, štiteći je od smrzavanja.

Dakle, vodikove veze između molekula vode osiguravaju kohezivne sile koje drže vodu u tekućem obliku na sobnoj temperaturi i pretvaraju molekule u kristale leda. Imajte na umu da, osim vodikovih veza, biomolekule karakteriziraju i druge vrste nekovalentnih veza: ionske, hidrofobne, van der Waalsove sile, koje su pojedinačno slabe, ali zajedno imaju snažan utjecaj na strukture proteina, nukleinskih kiselina, polisaharidi i ćelijske membrane.

Molekuli vode i njihovi produkti jonizacije (H+ i OH) imaju izražen uticaj na strukturu i svojstva ćelijskih komponenti, uključujući nukleinske kiseline, proteine ​​i masti. Pored stabilizacije strukture proteina i nukleinskih kiselina, vodonične veze su uključene u biohemijsku ekspresiju gena.

Kao osnova unutrašnjeg okruženja ćelija i tkiva, voda određuje njihovu hemijsku aktivnost, budući da je jedinstveni rastvarač različitih supstanci. Voda povećava stabilnost koloidnih sistema i učestvuje u brojnim reakcijama hidrolize i hidrogenacije u oksidacionim procesima. Voda ulazi u organizam sa hranom i vodom za piće.

Mnoge metaboličke reakcije u tkivima dovode do stvaranja vode, koja se naziva endogena (8-12% ukupne tjelesne tekućine). Izvori endogene tjelesne vode su prvenstveno masti, ugljikohidrati i proteini. Dakle, oksidacija 1 g masti, ugljikohidrata i proteina dovodi do stvaranja 1,07; 0,55 i 0,41 g vode, respektivno. Stoga životinje u pustinjskim uvjetima mogu preživjeti neko vrijeme bez uzimanja vode (deve čak i prilično dugo). Pas umire bez vode za piće nakon 10 dana, a bez hrane nakon nekoliko mjeseci. Gubitak 15-20% vode u tijelu dovodi do smrti životinje.

Nizak viskozitet vode određuje stalnu preraspodjelu tekućine unutar organa i tkiva tijela. Voda ulazi u gastrointestinalni trakt, a zatim se gotovo sva ta voda apsorbira natrag u krv.

Transport vode kroz ćelijske membrane odvija se brzo: 30-60 minuta nakon što životinja uzme vodu, dolazi do nove osmotske ravnoteže između ekstracelularne i intracelularne tekućine tkiva. Volumen ekstracelularne tečnosti ima veliki uticaj na krvni pritisak; povećanje ili smanjenje volumena ekstracelularne tekućine dovodi do poremećaja u cirkulaciji krvi.

Povećanje količine vode u tkivima (hiperhidrija) javlja se uz pozitivan balans vode (višak unosa vode zbog poremećene regulacije metabolizma vode i soli). Hiperhidrija dovodi do nakupljanja tečnosti u tkivima (edem). Dehidracija se bilježi kod nedostatka vode za piće ili kod prevelikog gubitka tekućine (proljev, krvarenje, pojačano znojenje, hiperventilacija). Životinje gube vodu zbog površine tijela, probavnog sistema, disanja, urinarnog trakta i mlijeka kod životinja u laktaciji.

Razmjena vode između krvi i tkiva nastaje zbog razlike u hidrostatskom tlaku u arterijskom i venskom krvožilnom sistemu, kao i zbog razlike u onkotskom tlaku u krvi i tkivima. Vasopresin, hormon zadnjeg režnja hipofize, zadržava vodu u tijelu tako što je reapsorbuje u bubrežnim tubulima. Aldosteron, hormon kore nadbubrežne žlijezde, osigurava zadržavanje natrijuma u tkivima, a uz njega se zadržava i voda. Potrebe životinje za vodom u prosjeku su 35-40 g po kg tjelesne težine dnevno.

Imajte na umu da su hemikalije u tijelu životinje u joniziranom obliku, u obliku jona. Joni, ovisno o predznaku naboja, dijele se na anjone (negativno nabijeni ion) ili katione (pozitivno nabijeni ion). Elementi koji disociraju u vodi dajući anione i katione klasifikuju se kao elektroliti. Soli alkalnih metala (NaCl, KC1, NaHC0 3), soli organskih kiselina (npr. natrijum laktat), kada se rastvore u vodi, potpuno se disociraju i predstavljaju elektroliti. Šećeri i alkoholi koji su lako topljivi u vodi ne disociraju u vodi i ne nose naboj, pa se smatraju neelektrolitima. Količina anjona i kationa u tkivima tijela općenito je ista.

Joni disocijirajućih tvari, koji imaju naboj, orijentirani su oko vodenih dipola. Oko kationa nalaze se dipoli vode sa svojim negativnim nabojem, a anioni su okruženi pozitivnim nabojem vode. U ovom slučaju dolazi do pojave elektrostatičke hidratacije. Zbog hidratacije, ovaj dio vode u tkivima je u vezanom stanju. Drugi dio vode povezan je s raznim ćelijskim organelama, čineći takozvanu nepokretnu vodu.

Tkiva tijela uključuju 20 esencijalnih hemijskih elemenata iz svih prirodnih elemenata. Ugljik, kisik, vodonik, dušik i sumpor su bitne komponente biomolekula, od kojih kisik prevladava po masi.

Hemijski elementi u tijelu formiraju soli (minerale) i dio su biološki aktivnih molekula. Biomolekule imaju malu molekularnu težinu (30-1500) ili su makromolekule (proteini, nukleinske kiseline, glikogen), čija molekulska težina iznosi milione jedinica. Pojedinačni hemijski elementi (Na, K, Ca, S, P, C1) čine oko 10 "2% ili više (makroelemenata) u tkivima, dok ostali (Fe, Co, Cu, Zn, J, Se, Ni, Mo) , na primjer, prisutni su u znatno manjim količinama - 10" 3 -10~ 6% (mikroelementi). U tijelu životinje minerali čine 1-3% ukupne tjelesne težine i raspoređeni su krajnje neravnomjerno. U određenim organima sadržaj mikroelemenata može biti značajan, na primjer, joda u štitnoj žlijezdi.

Nakon što se minerali u velikoj mjeri apsorbiraju u tankom crijevu, ulaze u jetru, gdje se neki od njih talože, a drugi distribuiraju u različite organe i tkiva tijela. Minerali se iz organizma izlučuju uglavnom urinom i izmetom.

Razmjena jona između stanica i međustanične tekućine odvija se na osnovu pasivnog i aktivnog transporta kroz polupropusne membrane. Rezultirajući osmotski tlak određuje turgor stanica, održavajući elastičnost tkiva i oblik organa. Aktivni transport jona ili njihovo kretanje u medij sa nižom koncentracijom (protiv osmotskog gradijenta) zahtijeva utrošak energije iz molekula ATP-a. Aktivni transport jona karakterističan je za jone Na +, Ca 2 ~ i praćen je povećanjem oksidativnih procesa koji stvaraju ATP.

Uloga minerala je održavanje određenog osmotskog pritiska krvne plazme, acidobazne ravnoteže, permeabilnost različitih membrana, regulacija aktivnosti enzima, očuvanje strukture biomolekula, uključujući proteine ​​i nukleinske kiseline, te održavanje motoričke i sekretorne funkcije. digestivnog trakta. Stoga se kod mnogih poremećaja funkcija probavnog trakta životinje preporučuju različiti sastavi mineralnih soli kao terapeutski agensi.

Važni su i apsolutna količina i odgovarajući odnos u tkivima između određenih hemijskih elemenata. Konkretno, optimalni odnos u tkivima Na:K:Cl je normalno 100:1:1,5. Izražena karakteristika je “asimetrija” u distribuciji jona soli između ćelije i vanćelijskog okruženja tjelesnih tkiva.